Đồ Án Thép II Thiết Kế Kết Cấu Thép Khung Nhà Công Nghiệp 1 ...

Tải bản đầy đủ (.doc) (74 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ thuật
>>
3. Kiến trúc - Xây dựng

Đồ Án Thép II Thiết Kế Kết Cấu Thép Khung Nhà Công Nghiệp 1 Tâng L=27 M , Hr=8m, D=108 M ( Kèm Bản Vẽ, Excel, Sap)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (733.96 KB, 74 trang )

ĐỒ ÁN THÉP IITRƯỜNG ĐAỊ HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẲNGKHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP………………………NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌCTHIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TÂNGHọ và tên sinh viên : HOÀNG HỮU DƯƠNGLớp : 28x1BKTGiáo viên hướng dẫn : ThS.Huỳnh Minh SơnNỘI DUNG:Thiết kế kết cấu nhà công ghiệp 1 tầng theo các số liệu sau :I/GIẢ THIẾT:1/Kích thước nhà :Nhịp nhà: L(m);Bước cột :B=6m Chiều dài nhà : D(m);Cao trình đỉnh ray:Hr(m)2/Vật liệu :Kết cấu khung : Thép CT3; Cường độ f=2100daN/cm2; que hàn E42 hoặctương đương .Kết cấu bao che : Mái :Tấm panen BTCT ;Tường : Xây gạch ; Móng :BTCTcấp bền B153/Liên kết : Hàn và bulong4/Tiêu chuẩn thiết kế : Theo các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam5/Địa điểm xây dựng: Khu công nghiệp Hòa Khánh-TP Đà NẵngII/BẢNG SỐ LIỆU:L(m): 27D(m): 108Hr(m): 8Q(T): 30/5III/NHIỆN VỤ THIẾT KẾ:1/Bố trí mặt bằng ,mặt cắt ngang khung nhà và hệ giằng2/Thiết kế cột khung và dàn mái3/Tính toán cấu tạo chi tiết và lien kết cấu thép các bộ phận của khung ngangIV/ HÌNH THỨC THỂ HIỆN :1/Thuyết minh :Viết tay sạch sẽ,rõ ràng kèm theo hình vẽ trên giấy A4 ,đóng tập2/Bản vẽ: Bố trí các hình vẽ trên bản vẽ A1ĐỒ ÁN THÉP IITHIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆPThiết kế khung ngang nhà xưởng một tầng, một nhịp có hai cầu trục sức nâng30/5 T, chế độ làm việc trung bình, nhịp nhà L = 27 m dài 108 m; bước cột B=6m, cao trình đỉnh ray 8 m, mái lợp Panen Bêtong cốt thép. Nhà xây dựng vùng gióIIB. Vật liệu làm kết cấu chịu lực thép CCT34. Móng Bê tong cấp độ bền B15.1. CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU.1.1. Sơ đồ khung ngang và kết cấu nhà công nghiệp (Hình 1)Khung ngang gồm có cột và rường ngang. Liên kết cột với rường ngang làcứng hoặc khớp, ở đây trong đồ án môn học ta chọn cứng cho tổng quát. Cộtthường là bậc thang, phần trên đặc, phần dưới đặc hoặc rỗng. Dàn hình thang haimái dốc với mái lợp bằng BTCT. Độ dốc từ 1/8 đến 1/12. Đồ án này chọn 1/10.1.2.Kích thước chính của khung ngangXác định các kích thước chính của khung, cũng như của cột, dàn, là dựa vàonhịp khung L. Bước khung B, sức nâng cầu trục Q và cao trình mặt ray H r .1.2.1. Kích thước cộtCầu trục sức nâng Q = 30/5 T lấy theo bảng VI -1 (phụ lục VI. Sách “Thiết kếKCT nhà công nghiệp”) có:Nhịp Lcc = 25.5m loại ray KP-70, chiều cao H ct của Gabarit cầu trục:H ct = 2750mm , f= 350mm.Chiều cao H 2 từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh dưới của rường ngang:H 2 = ( H ct + 100 ) + f = (2750 + 100) + 350 = 3200mmTrong đó:H ct - Chiều cao Gabarit cầu trục.100 – Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu.f – Khe hở phụ xét độ võng của kết cấu và thanh giằng lấy bằng 200 – 400mm.H 2 - Chọn chẵn mô đun 200 mm.Chiều cao từ mặt nền đến cao trình cánh dưới rường ngang:H = H1 + H 2 = 8000 + 3200 = 11200mChiều cao phần cột trên:ht = H 2 + H dcc + H r = 3200 + 1x1000 + 120 = 4320mmTrong đó:H dcc - Chiều cao dầm cầu chạy lấy H dcc =11B = x 6 = 1m66H r - Chiều cao ray tra bảng IV – 7 = 120mmChiều cao phần cột dưới:hd = H − ht + hch = 11200 − 4320 + 820 = 7700mmTrong đó:hch - Phần cột chôn dưới mặt nền lấy 600 – 1000 mm, chọn 820 mm.Bê tong phần cột trên chọn: bt = 500mm không nhỏ hơn 1/12 chiều cao ht .ĐỒ ÁN THÉP II1 1bt >  ÷ ÷ht = 360 ÷ 432mm 10 12 Bề rộng phần cột dưới (của trục nhánh đỡ dầm cầu chạy trùng với trục củaDCC)1  1bd = a + λ = 1000mm >  ÷ ÷( ht + hd ) 20 25 Trong đó:a – Khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài của cột, a = 250mm .λ - Khoảng cách từ trục định vị đến trục đường ray, được xác định:λ=L − Lcc 27000 − 25500== 750mm22Bề rộng cột dưới phải thỏa mãn điều kiện bd >bd >1( ht + hd ) = 480.8mm và251( ht + hd ) = 601mm để đảm bảo độ cứng.20Kiểm tra cầu trục không vướng vào phần cột trên.bd − bt = 1000 − 500 = 500mm > B1 + C1 = 300 + 60 = 360mmTrong đó:B1 = 300mm - Khoảng cách từ trục ray cầu chạy đến đầu mút cầu chạy.C1 - Khe hở tối thiểu lấy 60mm khi sức nâng cầu trục 5 ÷ 50T .2.Kích thước dànChiều cao dàn mái tại trục định vị lấy h0 = 2200mm , độ dốc cánh trêni=1/10=0.1 như vậy chiều cao giữa giàn là: h0 + iL= 3550mm2Hệ thanh bụng là loại thanh hình tam giác có thanh đứng. Khoảng mắt cánhtrên 3000mm. Bề rộng cửa trời lấy 9m (trong khoảng 0.3 – 0.5 nhịp nhà), chiềucao cửa trời gồm một lớp kính 1.5m, bậu trên 0.2m và bậu dưới 0.8m.ĐỒ ÁN THÉP II3.Hệ giằng3.1.Hệ giằng mái3.2.Hệ giằng cộtII.TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG1.Tải trọng tác dụng lên dàn1.1.Tải trọng thường xuyêna)Tải trọng các lớp mái tính toán theo cấu tạo của mái lập theo bảng sauCấu tạo của lớp máiTải trọng tiêu chuẩn Hệ sốTải trọng tính2vượttảitoánKg / m máiKG / m 2 mái-Tấm Panen 1.5x6m1501.1165-Lớp cách nhiệt dày 12cm601.272bằng bê tong xỉγ = 500 KG / m3-Lớp xi măng lót 1.5cm271.232-Lớp chống thấm 2 giấy + 3201.224dầu-Hai lớp gạch lá nem và vữa801.188látCộng337381Đổi ra phân bố trên mặt bằng với độ dốc i = 1/10 có cos α = 0.995g mtc = 337 / 0.995 = 339 KG / m 2g m = 381/ 0.995 = 383KG / m 2b)Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng tính sơ bộ theo công thứcg d = n ×1.2 × α d × L = 1.1x1.2 x0.6 x 27 = 21Kg / m 2Trong đó: n = 1.1 – Hệ số vượt tải.1.2 – Hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng.α d = 0.6 - Hệ số trọng lượng dàn lấy bằng 0.6 đên 0.9 đối với nhịp 24 –36m.c)Trọng lượng kết cấu cửa trờiCó thể tính theo công thức kinh nghiệm: g ct = n × g cttc = 1,1x12 = 13.2 Kg / m 2Ở đây lấy g cttc = 12 Kg / m 2 .d)Trọng lượng cánh cửa trời và bậu cửa trờiĐỒ ÁN THÉP II- Trọng lượng cánh cửa (kính + khung) g K = 35Kg / mtc- Trọng lượng bậu trên và bậu dưới gb = 100 Kg / mVậy lực tập trung ở chân cửa trời do cánh cửa và bậu cửa là:tc2g Kb = n × g Ktc × hct × B + n × gbtc × B = 1.1x35 x1.5 x 6 + 1.1x100 x6 = 1007 KgTải trọng g ct và g Kb chỉ tập trung ở những chân cửa trời.Để tiện tính toán khung, ta thay chúng bằng lực tương đương phân bố đều trênmặt bằng nhà g ct′ .g ct′ =g ct × lct × B + 2 × g Kb 13.2 x9 x6 + 2 x1007== 16.8 Kg / m 2 mặt bằng.L× B27 x 6Vậy tải trọng tổng cộng phân bố đều trên rường ngang là:q = g = ( g m + g d + g ct′ ) ×B = 383 + 21 + 16.8 = 2525 Kg / m = 2.53T / m1.2.Tải trọng tạm thờiTheo TCVN 2737 – 95, tải trọng tạm thời trên mái là:p tc = 75 Kg / m 2 mặt bằng với hệ số vượt tải n p = 1.4Tải trọng tính toán phân bố đều trên rường ngangP = n p × p tc × B = 1.4 x 75 x 6 = 630 Kg / m = 0.63T / m2.Tải trọng tác dụng lên cộta)Do phản lực của dànTải trọng thường xuyênL27V = A = q × = 2525 x= 34088 Kg22Tải trọng tạm thờiL27V ′ = A′ = P × = 630 x= 8505Kg22b)Do trọng lượng dầm cầu trụcTrọng lượng dầm cầu trục tính sơ bộ theo công thức:2Gdcc = n × α dcc × ldcc= 1.2 x 40 x62 = 1037 KgTrong đó: ldcc = B = 6m - Nhịp cầu trụcα dcc = 40 là hệ số trọng lượng dầm cầu trục bằng 24 đến 37 với Q ≤ 75Tn = 1.2Gdcc đặt ở vai đỡ dầm cầu trục là tải trọng thường xuyên.c)Do áp lực đứng của bánh xe cầu trụcTải trọng áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông quadầm cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng của phản lực gốitựa của dầm và xếp các bánh xe của hai cầu trục sát nhau ở vào vị trí bất lợi nhất.Cầu trục 30T có áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của 1 bánh xe là:tcPmax= 33TÁp lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của một bánh xe cũng có thể tra bảngcầu trục hoặc tính theo công thức:ĐỒ ÁN THÉP IItcPmin=Q+G30 + 56.5tc− Pmax=− 33 = 10,3Tn02Trong đó:Q – Sức trục của cầu trụcG=56.5T – Trọng lượng toàn bộ cầu trụcn0 = 2 - Số bánh xe ở trên 1 cầu trụcÁp lực thẳng đứng tính toán:Pmax = 1.2 x33 = 39.6TPmin = 1.2 x10.3 = 12.4TCầu trục có bề rộng Bct = 6300mm và khoảng cách giữa 2 bánh xe K =5100mm. Đặt bánh xe ở vị trí như hình vẽ tính được các tung độ yi của đường ảnhhưởng và tính áp lực thẳng đứng lớn nhất, nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lêncột theo công thức:Dmax = nc × Pmax × ∑ yi = 63.95TDmin = nc × Pmin × ∑ yi = 20.03TTrong đó:nc = 0.85 - Hệ số tổ hợp khi hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ và trung bình.Các lực Dmax , Dmin đặt vào trục nhánh đỡ dầm cầu trục của cột, nên lệch tâm đốivới trục cột dưới một đoạn e lấy xấp xỉ bằng bd/2. Do đó tại vai cột có sinh ramoment lệch tâm:M max = Dmax × e = 63.95 x0.5 = 31.975TmM min = Dmin × e = 20.03x0.5 = 10.015Tmd)Do lực hãm của xe conKhi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phươngchuyển động. Lực hãm xe con, qua các bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm vàocột.Lực hãm ngang của xe con:ĐỒ ÁN THÉP IITngtc = f × ( Q + GT ) ×nTxc2= 0.1x(30 + 12) x = 2.1Tnxc4Trong đó:f = 0.1 – Hệ số ma sát trường hợp nóc mềmGT = 12T - Trọng lượng xe con tra bảng phụ lụcnTxc = 2 - Số bánh xe được hãm của xe con.nxc = 4 - Tổng số bánh xe của xe con.Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe tính:T1tc =Tngtcn0=2.1= 1.1T2Trong đó:n0 = 2 - Số bánh xe ở 1 bên cầu trục.tcLực hãm ngang T1 truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm: giátrị T cũng xác định bằng cách xếp bánh xe trên đường ảnh hưởng như khi xác địnhDmax và Dmin .T = nc × n × T1tc × ∑ yi = 2.13T3.Tải trọng gió tác dụng lên khungTải trọng gió được tính theo TCVN 2737 – 95. Nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịpchiều cao nhỏ hơn 36m nên chỉ tính thành phần tĩnh của gió. Áp lực gió tiêu chuẩnở độ cao 10m trở xuống thuộc khu vực IIB (có thể kể đến ảnh hưởng của gió bão):q0tc = 95 Kg / m 2 . H / L = 0.415tra bảng C1 = −0.438 ; C3 = −0.0750α = 6∑B = 4LTải trọng gió phân bố đều tác dụng lên đỉnh cột. Trường hợp giữa các cộtkhung có các cột sườn tường với bước cột 6m. Không bố trí sườn tường vớikhoảng cách B1 = 6m .Phía đón gió: q = n × q0 × K × C × BĐỒ ÁN THÉP IIPhía trái gió: q′ = n × q0 × K × C ′ × BTrong đó: n = 1.3B = B1 = 6m - Bước cột (bước khung) khi không có sườn tường. Khi cósườn tường B = B1 .C – Hệ số khí động lấy theo bảng phụ lục.K – Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao lấy cho địa hình loạiB. K = 1.019 ở 11.2; K = 1 ở 10m.Giá trị tải trọng gió phân bố đều lên cột (với hệ số quy đổi ra phân bố đềuα = 1.01 ) là:q = n × q0 × K × C × B1 = 1.3x95 x1x0.8 x6 x1.01 = 598.73Kg / mq′ = n × q0 × K × C ′ × B1 = 1.3x95 x1x0.075 x6 x1.03 = 56.13Kg / mTải trọng gió trong phạm vi mái từ đỉnh cột đến nóc mái đưa về tập trung đặt ởcao trình cánh dưới của dàn mái:W = n × q0 × K × B × ∑ Ci × hiTrong đó:hi - Chiều cao từng đoạn có ghi hệ số khí động Ci .K = 1.103 ở 17.25m trong khoảng từ độ cao 11.2m đến 17.25m, dùng hệ sốtrung bình của K: K = 1.061.Vậy:W = n × q0 × K × B × ∑ Ci × hi= 1.3x95 x1.061x6 x (0.8 x 2.2 − 0.438 x0.9 + 0.7 x 2.5 − 0.8 x0.45 + 0.6 x0.45 + 0.6 x 2.5 + 0.6 x0.9 + 0.075 x 2.2)= 4112 KgPhần tải trọng gió lên cột tường (diện tích F1 ) sẽ truyền vào khung dưới dạnglực tập trung S, S ′ .S = n × q0 × K × C × F1 = n × q0 × K × C × B1 × H = 3382.754 Kg2S ′ = n × q0 × K × C ′ × F1 = n × q0 × K × C ′ × B1 × H = 317.133Kg2III.Tính nội lực khung1.Sơ bộ chọn tỷ số độ cứng giữa các bộ phận khungMoment quán tính dàn:M max × hd × µId =2× fTrong đó:M max - Moment uốn lớn nhất trong rường ngang, coi như dầm đơn giảnchịu toàn bộ tải trọng đứng tính toán.M maxg + p ) L2(=8(2.53 + 0.63).27 2== 288Tm8hd = 355cm - Chiều cao giữa giàn (tại tiết diện có M max ).ĐỒ ÁN THÉP IIµ - Hệ số kể đến độ dốc cánh trên và sự biến dạng của các thanh bụng,µ = 0.8 khi i = 1/10.Vậy:M × h × µ 28800000 x355 x0.8I d = max d== 1947429cm 42× f2.2100Kết cấu khung thép CCT34 cường độ tính toán f = 2100daN / cm 2 khit ≤ 20mm .Moment quán tính của tiết diện cột dưới được xác định theo công thức gầnđúng:( N A + 2 Dmax ) × bd2 = (42.6 + 2 x63.95) x1002 = 324762cm4I1 =k1 × f2.5 x 2100Trong đó:N A - Phản lực tựa của dàn truyền xuốngN A = A + A′ = 34.09 + 8.51 = 42, 6TDmax - Áp lực do cầu trục.k1 - Hệ số phụ thuộc vào bước cột và loại cột.Bước cột B = 6m thì k1 = 2.5Moment quán tính phần cột trên:22I1  bt I1  500 I1I2 = ×  ÷ =x÷ =k2  bd  1.7  1000  6.8Trong đó:k2 - Hệ số xét đến liên kết giữa dàn và cột.Dàn liên kết khớp với thì cột thì k2 = 1.8 − 2.3Dàn liên kết cứng với thì cột thì k2 = 1.2 − 1.8Ở đây lấy k2 = 1.7ChọnI2I1324762= 46395cm 471947429Id== 42I246395= 7 thì I 2 = I1 =7Tỷ số độ cứng giữa dàn và phần cột dưới:I d 1947429==6I1 324762Dựa theo kinh nghiệm có thể chọnIdI= 3 − 6 nên chọn d = 6I1I1Các tỷ số đã chọn này thỏa mãn điều kiện:µ=I1−1 = 7 −1 = 6I2ĐỒ ÁN THÉP IIν=66== 1.621 + 1.1 µ 1 + 1.1x 6h = ht + hd = 4.32 + 7.7 = 12.02m h12.02= 2.67÷×  ÷ = 6 x27 L6 1⇒ Tra bảng D9 – Hệ số ảnh hưởng của hình dạng tiếtA w5 < m = 5.345 < 20ηdiện , TCVN 338:2005 có hệ số η : η = 1.134-Cột có An = A và me = η .m = 1.134 x5.345 = 6.06 < 20 – Không cần kiểm tra vềbền-Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn:Với λ x = 1.33 và me = 6.06Tra bảng II.2 phụ lục II được hệ số ϕe = 0.212Điều kiện ổn định:ĐỒ ÁN THÉP IIN41749== 1379.056daN / cm 2 < γ c f = 2100daN / cm 2ϕe A 0.212 x142.8-Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn:Moment tính toán khi kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là moment lớnnhất tại tiết diện ở phần 3 cột.ht 4.32== 1.44m33Moment tính toán tại tiết diện B (đỉnh cột) có trị số: M B = −40988daNm do cáctải trọng 1, 2, 4, 6, 8. Vậy moment tương ứng ở đầu kia (tiết diện C) do các tảitrọng này là:M C = −3.181Tm = −3181daNm22M = M C + ( M B − M C ) = −3181 + x(−40988 − (−3181)) = −28385.7 daNm33M maxMM= max  B = −20494daNm; C = −1591daNm ÷ = 20494daNm>22 2MàM MM ′ = max  M ; B ; C22÷ = 28385.67 daNmĐộ lệch tâm tương đối:M ′ A 28385.67 142.8x=x= 3.75N Wx417492591.4mx = m = 3.75 < 5 ; ϕb = 1m=Vậy c xác định theo công thức:Trong đó α và β là các hệ số xác định theo bảng 4.9 sách “Kết cấu thép cấukiện cơ bản”.Với mx = 3.75 < 5

Tài liệu liên quan

• đồ án tính toán thiết kế kết cấu cầu nhịp bản cong liên tục
  • 68
  • 558
  • 0
• ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG
  • 55
  • 1
  • 3
• THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
  • 55
  • 1
  • 9
• Đồ án kết cấu thép khung nhà công nghiệp một tầng potx
  • 2
  • 1
  • 12
• ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MỐ CẦU
  • 32
  • 949
  • 1
• ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
  • 73
  • 2
  • 4
• ĐỒ án tính toán thiết kế kết cấu chân đế công trình biển cố định bằng thép ( CTBCĐBT ) trong giai đoạn khai thác
  • 60
  • 797
  • 0
• ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG 1 NHỊP ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
  • 53
  • 1
  • 7
• ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG 1 NHỊP
  • 56
  • 2
  • 10
• ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 THIẾT KẾ NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG 1 NHỊP L =24M
  • 73
  • 2
  • 12

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(3.52 MB - 74 trang) - Đồ Án Thép II Thiết Kế Kết Cấu Thép Khung Nhà Công Nghiệp 1 Tâng L=27 M , Hr=8m, D=108 M ( Kèm Bản Vẽ, Excel, Sap) Tải bản đầy đủ ngay ×