Đồ án Nhà máy thép Cửu Long, Hải Phòng

ộ cứng I1/I2 =2,818( tức là tiết diện của các cấu kiện xà và cột được khai báo trong phần mềm SAP2000 .Do nhà có cầu trục nên kiểu liên kết giữa cột và khung là liên kết ngàm tại mặt móng cốt 0,00.Liên kết giữa cột với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng.Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán và thiên về an toàn.Sơ đồ khung như hình vẽ Hình 2- 2:Sơ đồ tính khung ngang 2.2.Tải trọng tác dụng lên công trình 2.2.1. Tải trọng thường xuyên(bảng Excel) 2.2.2. Hoạt tải mái Theo TCVN 2737-1995,trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái mái lợp tôn là 0,3KN/m2,hệ số vượt tải là 1,3. 2.2.3. Tải trọng gió Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần là gió tác dụng vào cột và gió tác dụng trên mái.Theo TCVN 2737-1995,Hải Phòng thuộc phân vùng gió IV-B.có áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 155kg/m2,hệ số vượt tải là 1,2 2.2.4.Hoạt tải cầu trục Tải trọng do trọng lượng dầm cầu trục 40T&40T Cầu trục tính toán là loại có sức nâng: Q1 = 40T Cầu trục tính toán là loại có sức nâng: Q2 = 40T Trọng lượng toàn bộ cầu trục: Có sức nâng 40T là (Tra bảng cầu trục): G1 = 61,5T Có sức nâng 40T là (Tra bảng cầu trục): G2 = 61,5T Trọng lượng xe con có sức nâng 40T là: Gxe1 = 18T Trọng lượng xe con có sức nâng 40T là: Gxe2 = 18T Số bánh xe ở mỗi bên cầu trục: n0 = 2 Áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của một bánh xe: Pmax1 = 45T Pmax2 = 45T Áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của một bánh xe: Pmin = (Q + G)/n0 – Pmax Pmin1 = 14,75T Pmin2 = 14,75T Áp lực thẳng đứng tính toán: Pmaxtt1 = 1,2.Pmax1 = 54T Pmaxtt2 = 1,2.Pmax2 = 54T Pmintt1 = 1,2.Pmin1 = 17,7T Pmintt2 = 1,2.Pmin2 = 17,7T Các thông số cấu tạo của cầu trục sức nâng 40T( Tra bảng cầu trục) Bề rộng cầu trục: Bct = 6650mm Khoảng cách bánh xe: k = 5250mm Nhịp khung: L = 9000mm Hình 2-3: Sơ đồ xác định Dmax Khoảng cách từ trục bánh xe tới hết bề rộng B của cầu trục: a = (Bct – k)/2 = 700mm Hệ số vượt tải: n =1,2 Hệ số tổ hợp: nc = 0,85 Áp lực thẳng đứng lớn nhất của bánh xe cầu trục lên cột: Áp lực thẳng đứng lớn nhất của bánh xe cầu trục lên cột: Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe lên cột: Lực hãm ngang tiêu chuẩn truyền vào cao trình dầm hãm: 2.3. Xác định nội lực Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp tải trọng chất tải bằng phần mềm SAP2000.Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng các biểu đồ và bảng thống kê nội lực,Dấu của nội lực lấy theo quy định chung trong sức bền vật liệu Dưới đây thể hiện hình dạng biểu đồ cho khung số 2 với các trường hợp chất tải.Đơn vị tính là T,T.m. H×nh 2-4:Néi lùc do tÜnh t¶i H×nh 2-5:Néi lùc do ho¹t t¶i m¸i 1 H×nh 2-6:Néi lùc do ho¹t t¶i m¸i 2 H×nh 2-7:Néi lùc do ho¹t t¶i cÇu trôc 1(Dmax A) H×nh 2-8:Néi lùc do ho¹t t¶i cÇu trôc 2(Tmax A) H×nh 2-9:Néi lùc do ho¹t t¶i cÇu trôc 3(DmaxTB) H×nh 2-10:Néi lùc do ho¹t t¶i cÇu trôc 4(TmaxTB) H×nh 2-11:Néi lùc do ho¹t t¶i cÇu trôc 5(DmaxPB) H×nh 2-12:Néi lùc do ho¹t t¶i cÇu trôc 6(TmaxPB) H×nh 2-13:Néi lùc do ho¹t t¶i giã tr¸i H×nh 2-14:Néi lùc do ho¹t t¶i giã ph¶i 2.4. Tổ hợp nội lực Từ kết quả tính toán nội lực như trên ta tiến hành lập bảng tổ hợp nội lực để tìm ra trường hợp nội lực bất lợi nhất để tính toán tiết diện khung. Với cột ta xét 4 tiết diện: chân cột, vai cột (2tiết diện), đầu cột. Với rường ngang ta xét 2 tiết diện: đầu rường, đỉnh rường. Tại mỗi tiết diện có các trị số M, N, Q. Ta xét 2 loại tổ hợp - Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải thường xuyên và 1 hoạt tải - Tổ hợp cơ bản 2: gồm tải trọng thường xuyên và nhiều hoạt tải nhân với hệ số tổ hợp 0,9. Trong trường hợp nội lực do tải trọng của 4 cầu trục cùng tác dụng lên một cột được nhân thêm hệ số tổ hợp 0,7. Kết quả cụ thể được ghi trong bảng tổ hợp. Chương 3: Thiết kế tiết diện cột 3.1.Thiết kế tiết diện cột trục D 3.1.1. Xác định chiều dài tính toán - Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung được xác định riêng rẽ cho tong phần cột theo công thức (3-1) Trước hết tính các tham số: -Tỉ số độ cứng đơn vị giữa 2 phần cột: (3-2) Tỉ số lực nén lớn nhất của phần cột dưới và phần cột trên: Tính hệ số (3-3) Dựa vào bảng II.6b phụ lục II nội suy được Và Nhận thấy rằng, tỉ số ht/hd =0.25 3 nên có thể ding trị số trung bình (ghi trong bảng 3.2): Chiều dài tính toán cột theo mặt phẳng khung(ly) lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà(dầm cầu trục,giằng cột,xà ngang..).Gỉa thiết bố trí giằng cột theo phương dọc nhà bằng thép hình chữ C tại cao trình +4.8m ,tức là khoảng cách giữa phần cột tính từ mặt móng đến dầm hãm 3.1.2. Chọn và kiểm tra tiết diện cột trên Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: Đây là cặp nội lực nguy hiểm nhất tại tiết diện cột trên ,lấy từ trong bảng tổ hợp nội lực . Chiều cao tiết diện chọn từ điều kiện độ cứng: chọn h=59.4cm Bề rộng tiết diện chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng: Bf=(0,3-0,5).h chọn bf = 30.2 cm Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo; (3-4) Bề dày bản bụng: chọn tw =1,4 cm Tiết diện cột chọn như sau: +bản cánh: (2.3x30.2) cm +Bản bụng: (1.4 x54.8) cm tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn: Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột trên (3-16) Tra bảng IV-5 phụ lục với loại tiết diện số 5 ta có: Với Af/AW >1: Từ đó: * Kiểm tra bền Thoả mãn điều kiện bền - Do m1>20 nên không cần kiểm tra ổn định tổng thể của cột *. Kiểm tra ổn định cục bộ a.Với bản cánh cột, theo bảng 3.3 có: =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ b.Với bản bụng cột Có m=21,773 >1 và =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ Vậy tiết diện cột đã chọn đạt yêu cầu. H×nh 3-1: TiÕt diÖn cét trªn trôc D 3.1.3. Chọn và kiểm tra tiết diện cột dưới Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: Đây là cặp nội lực nguy hiểm nhất tại tiết diện cột dưới ,lấy từ trong bảng tổ hợp nội lực . Chiều cao tiết diện chọn từ điều kiện độ cứng: chọn h=100cm Bề rộng tiết diện chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng: Bf=(0,3-0,5).h chọn bf = 30cm Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo; (3-4) Bề dày bản bụng: chọn tw =1,8 cm Tiết diện cột chọn như sau: +bản cánh: (2.5x30) cm +Bản bụng: (1.8 x95) cm tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn: Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột dưới (3-16) Tra bảng IV-5 phụ lục với loại tiết diện số 5 ta có: Với Af/AW =0,5: Với Af/AW =1: Với Af/AW =0,8772 nội suy ta có: Từ đó: *Kiểm tra độ ổn định tổng thể của cột dưới: -Điều kiện ổn định trong mặt phẳng khung (3-20) : hệ số uốn dọc của cấu kiện chịu nén lệch tâm : diện tích tiết diện nguyên của cột Với , tra bảng II.2, phụ lục II ta có =>Thoả mãn điều kiện ổn định trong mặt phẳng khung. -Điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung Mô men tương ứng tại tiết diện IV-IV của phần cột dưới Mô men lớn nhất ở 1/3 chiều dài đoạn cột là: Vậy trị số mômen để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là Kiểm tra theo điều kiện: (3-19) Có tra bảng II.1 phụ lục II ta được C: hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen uốn Mx và hình dáng tiết diện đối với ổn định của cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn.Hệ số C được xác định như sau: -Tính độ lệch tâm tính đổi tương đối mx theo M’ (3-21) Tra bảng II.5 phụ lục II có =>Thoả mãn điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung. * Kiểm tra ổn định cục bộ a.Với bản cánh cột, theo bảng 3.3 có: (3-18) =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ b.Với bản bụng cột Có m=2,611 >1 và (3-19) =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ Vậy tiết diện cột đã chọn đạt yêu cầu. H×nh 3-2:TiÕt diÖn cét d­íi trôc D 3.2. Thiết kế tiết diện cột trục E 3.2.1. Xác định chiều dài tính toán -Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung được xác định riêng rẽ cho tong phần cột theo công thức .(3-1) Trước hết tính các tham số: -Tỉ số dộ cứng đơn vị giữa 2 phần cột: .(3-2) Tỉ số lực nén lớn nhất của phần cột dưới và phần cột trên: Tính hệ số .(3-3) Dựa vào bảng II.6b phụ lục II nội suy được Và Nhận thấy rằng, tỉ số ht/hd =0.294 3 nên có thể ding trị số trung bình (ghi trong bảng 3.2): Chiều dài tính toán cột theo mặt phẳng khung(ly) lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà(dầm cầu trục,giằng cột,xà ngang..). 3.2.2. Chọn và kiểm tra tiết diện cột trên Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: Đây là cặp nội lực nguy hiểm nhất tại tiết diện cột trên ,lấy từ trong bảng tổ hợp nội lực . Chiều cao tiết diện chọn từ điều kiện độ cứng: chọn h=70cm Bề rộng tiết diện chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng: Bf=(0,3-0,5).h chọn bf = 25 cm Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo; .(3-4) Bề dày bản bụng: chọn tw =1,4 cm Tiết diện cột chọn như sau: +bản cánh: (2,2x25) cm +Bản bụng: (1.4 x65,6) cm tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn: Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột trên (3-16) - Do m1>20 nên không cần kiểm tra ổn định tổng thể của cột *kiểm tra bền (3-17) Thoả mãn điều kiện bền *Kiểm tra ổn định cục bộ a.Với bản cánh cột, theo bảng 3.3 có: (3-18) =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ b.Với bản bụng cột (3-19) =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ Vậy tiết diện cột đã chọn đạt yêu cầu. H×nh 3-3: TiÕt diÖn cét trªn trôc E 3.2.3. Chọn và kiểm tra tiết diện cột dưới Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: Đây là cặp nội lực nguy hiểm nhất tại tiết diện cột dưới ,lấy từ trong bảng tổ hợp nội lực . Chiều cao tiết diện chọn từ điều kiện độ cứng: chọn h=140cm Bề rộng tiết diện chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng: Bf=(0,3-0,5).h chọn bf = 50cm Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo; (3-4) Bề dày bản bụng: chọn tw =1,8 cm Tiết diện cột chọn như sau: +bản cánh: (2.8x50) cm +Bản bụng: (1.8 x134,4) cm tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn: Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột dưới (3-16) Tra bảng IV-5 phụ lục với loại tiết diện số 5 ta có: Với Af/AW =0,5: Với Af/AW =1: Với Af/AW =0,578 nội suy ta có: Từ đó: *Kiểm tra độ ổn định tổng thể của cột dưới: -Điều kiện ổn định trong mặt phẳng khung (3-20) -hệ số uốn dọc của cấu kiện chịu nén lệch tâm -diện tích tiết diện nguyên của cột Với , tra bảng II.2, phụ lục II ta có =>Thoả mãn điều kiện ổn định trong mặt phẳng khung. -Điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung Mô men tương ứng tại tiết diện IV-IV của phần cột dưới Mô men lớn nhất ở 1/3 chiều dài đoạn cột là: Vậy trị số mômen để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là Kiểm tra theo điều kiện: Có tra bảng II.1 phụ lục II ta được C: hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen uốn Mx và hình dáng tiết diện đối với ổn định của cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn.Hệ số C được xác định như sau: -Tính độ lệch tâm tính đổi tương đối mx theo M’ (3-21) Tra bảng II.5 phụ lục II có =>Thoả mãn điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung. *Kiểm tra ổn định cục bộ a.Với bản cánh cột, theo bảng 3.3 có: (3-18) =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ b.Với bản bụng cột Có m=4,415 >1 và =>Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ Vậy tiết diện cột đã chọn đạt yêu cầu. H×nh 3-4: TiÕt diÖn cét d­íi trôc E Chương 4: Thiết kế tiết diện xà ngang 4.1. Thiết kế tiết diện xà ngang nhịp biên Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: N=-1,72T M=27,388Tm V=8,434T Đây là cặp nội lực tại tiết diện đầu xà trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trọng 4,11,12,13 gây ra. Momen chống uốn cần thiết của tiết diện đầu xà ngang xác định theo công thức: (4-1) Chiều cao của tiết diện xà xác định từ điều kiện tối ưu về chi phí vật liệu theo công thức ,với bề dày bản bụng xà chọn sơ bộ là 1,4cm: (4-2) Kiểm tra lại bề dày bản bụng từ điều kiện chịu cắt: Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang xác định theo công thức: (4-3) Theo yêu cầu cấu tạo và ổn định cục bộ ,kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là tf=2cm,bf=30cm. Tính lại các đặc trưng hình học: Do nên tiết diện xà ngang được tính toán kiểm tra theo điều kiện bền .(4-8) Tại tiết diện đầu xà có momen uốn lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp xúc giữa 2 bản cánh và bản bụng theo: (4-9) Trong đó: ở trên: Sf –momen tĩnh của một cánh dầm đối với trục trung hoà x-x: Sf = (30.1).(70-2)/2=1020 cm2 Vậy Kiểm tra ổn định của bản cánh và bản bụng: Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp nén(không phải đặt sườn dọc) Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp và ứng suất tiếp (không phải kiểm tra các ô bụng) Vậy tiết diện xà ngang đã chọn là đạt yêu cầu.Tỷ số độ cứng của tiết diện xà ở chỗ tiếp giáp với cột)và cột đã chọn phù hợp với giả thiết ban đầu là bằng nhau. 4.2.Thiết kế tiết diện xà ngang nhịp giữa 4.2.1.Tiết diện đầu xà Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: N =1,328T M =20,773Tm V =7,914T Đây là cặp nội lực tại tiết diện đầu xà trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trọng 4,9,10,11,12,13 gây ra. Momen chống uốn cần thiết của tiết diện đầu xà ngang xác định theo công thức: .(4-1) Chiều cao của tiết diện xà xác định từ điều kiện tối ưu về chi phí vật liệu theo công thức ,với bề dày bản bụng xà chọn sơ bộ là 1,4cm: .(4-2) Kiểm tra lại bề dày bản bụng từ điều kiện chịu cắt: Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang xác định theo công thức: .(4-3) Theo yêu cầu cấu tạo và ổn định cục bộ ,kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là tf=2cm,bf=25cm. Tính lại các đặc trưng hình học: Do nên tiết diện xà ngang được tính toán kiểm tra theo điều kiện bền .(4-8) Tại tiết diện đầu xà có momen uốn lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp xúc giữa 2 bản cánh và bản bụng theo: .(4-9) Trong đó: ở trên: Sf –momen tĩnh của một cánh dầm đối với trục trung hoà x-x: Sf = (25.1).(70-2)/2=850 cm2 Vậy Kiểm tra ổn định của bản cánh và bản bụng: Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp nén(không phải đặt sườn dọc) Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp và ứng suất tiếp (không phải kiểm tra các ô bụng) Vậy tiết diện xà ngang đã chọn là đạt yêu cầu.Tỷ số độ cứng của tiết diện xà ở chỗ tiếp giáp với cột)và cột đã chọn phù hợp với giả thiết ban đầu là bằng nhau. 4.2.2. Tiết diện cuối xà Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán: N =4,326T M =-40,221Tm V =1,186T Đây là cặp nội lực tại tiết diện cuối xà trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trọng 4,7,8,11,12,14 gây ra. Momen chống uốn cần thiết của tiết diện đầu xà ngang xác định theo công thức: .(4-1) Chiều cao của tiết diện xà xác định từ điều kiện tối ưu về chi phí vật liệu theo công thức ,với bề dày bản bụng xà chọn sơ bộ là 1,4cm: .(4-2) Kiểm tra lại bề dày bản bụng từ điều kiện chịu cắt: Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang xác định theo công thức: .(4-3) Theo yêu cầu cấu tạo và ổn định cục bộ ,kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là tf=2cm,bf=25cm. Tính lại các đặc trưng hình học: Do nên tiết diện xà ngang được tính toán kiểm tra theo điều kiện bền .(4-8) Tại tiết diện cuối xà có momen uốn lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp xúc giữa 2 bản cánh và bản bụng theo: .(4-9) Trong đó: ở trên: Sf –momen tĩnh của một cánh dầm đối với trục trung hoà x-x: Sf = (30.1).(100-2)/2=2450 cm2 Vậy Kiểm tra ổn định của bản cánh và bản bụng: Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp nén(không phải đặt sườn dọc) Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp và ứng suất tiếp (không phải kiểm tra các ô bụng) Vậy tiết diện xà ngang đã chọn là đạt yêu cầu.Tỷ số độ cứng của tiết diện xà ở chỗ tiếp giáp với cột)và cột đã chọn phù hợp với giả thiết ban đầu là bằng nhau. Chưong 5: Thiết kế các chi tiết 5.1.Vai cột trục D Với chiều cao tiết diện cột là h=100cm theo các công thức và xác định được momen và lực cắt tại chổ liên kết cong xon vai cột với bản cánh cột; Bề rộng bản cánh dầm vai chọn bằng bề rộng cánh cột .Gỉa thiết bề rộng của sườn gối cầu trục bdct= 25 cm.Chọn sơ bộ bề dày các bản cánh trên, cánh dưới dầm vai .Từ đó bề dày bản bụng dầm vai xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ do phản lực dầm cầu trục truyền vào,theo công thức: chọn .(5-1) Chiều cao dầm vai xác định sơ bộ từ điều kiện bản bụng dầm vai đủ khả năng chịu cắt ,suy ra từ công thức: chọn .(5-2) Các đặc trưng hình học của tiết diện dầm vai: trị số của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại chỗ tiếp xúc giữa bản cánh và bản bụng dầm vai: Vậy Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bụng dầm vai: Bản cánh: (5-9) Bản bụng: .(5-10) Theo cấu tạo chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm vai vào cột hf = 1cm. Chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết dầm vai với bản cánh cột xác định như sau: -phía trên cánh(2 đường hàn): lw =30,2-1=29,2cm -Phía dưới cánh (4 đường hàn) lw=0,5.(30,2-2)-1=13,6 cm -Ở bản bụng (2 đường hàn): lw =94-1=93 cm Từ đó diện tích tiết diện và mômen chống uốn của các đường hàn trong liên kết (coi lực cắt chỉ do các đường hàn liên kết ở bản bụng chịu: Aw = 2.1.93=186 cm2 (5-11) Khả năng chịu lực cuả các dường hàn trong liên kết được kiểm tra theo: (5-12) Trị số vượt quá Kích thước cuả cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai lấy như sau: -Chiều cao: -Bề rộng: bs =940/30+ 40=71,33(mm) chọn bs =14cm. -Bề dày: Chọn ts = 1,8cm H×nh 5-1: Chi tiÕt vai cét biªn 5.2. Vai cột trục E cos+10.000 Với chiều cao tiết diện cột là h=140cm theo các công thức và xác định được momen và lực cắt tại chổ liên kết cong xon vai cột với bản cánh cột; Bề rộng bản cánh dầm vai chọn bằng bề rộng cánh cột .Gỉa thiết bề rộng của sườn gối cầu trục bdct= 40 cm.Chọn sơ bộ bề dày các bản cánh trên, cánh dưới dầm vai .Từ đó bề dày bản bụng dầm vai xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ do phản lực dầm cầu trục truyền vào,theo công thức: chọn .(5-1) Chiều cao dầm vai xác định sơ bộ từ điều kiện bản bụng dầm vai đủ khả năng chịu cắt ,suy ra từ công thức: chọn .(5-2) Các đặc trưng hình học của tiết diện dầm vai: trị số của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại chỗ tiếp xúc giữa bản cánh và bản bụng dầm vai: Vậy (5-8) Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bụng dầm vai: Bản cánh: (5-9) Bản bụng: (5-10) Theo cấu tạo chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm vai vào cột hf = 1cm. Chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết dầm vai với bản cánh cột xác định như sau: -phía trên cánh(2 đường hàn): lw =50-1=49cm -Phía dưới cánh (4 đường hàn) lw=0,5.(50-2)-1=23 cm -Ở bản bụng (2 đường hàn): lw =94-1=93 cm Từ đó diện tích tiết diện và mômen chống uốn của các đường hàn trong liên kết (coi lực cắt chỉ do các đường hàn liên kết ở bản bụng chịu: Aw = 2.1.93=186 cm2 .(5-11) Khả năng chịu lực cuả các dường hàn trong liên kết được kiểm tra theo: (5-12) Kích thước cuả cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai lấy như sau: -Chiều cao: -Bề rộng: bs =940/30+ 40=71,33(mm) chọn bs =24cm. -Bề dày: Chọn ts = 1,8cm H×nh 5-2: Chi tiÕt vai cét gi÷a cos+10,000 -Tính toán tương tự cho tiết diện dầm vai cột giữa cos+17.000 ta xác định được tiết diện như hình dưới: H×nh 5-3: Chi tiÕt vai cét gi÷a cos+17,000 5.3.Chân cột. 5.3.1.Chân cột trục D a. Nội lực cột: Que hàn N42.N42-6B Hcột = 100cm Bcột = 30cm *Chọn kích thước bản đế: L bản đế: B bản đế: *Chọn kích thước mặt móng: L mặt móng: Lm = 180cm B mặt móng: Bm = 69cm *Kiểm tra điều kiện: (5-13) Thoả mãn kích thước bản đế Am = 1,242m2; Abd = 0,561m2 *Ki ểm tra công thức: (5-14) Trong đó : +: Hệ số phụ thuộc cấp bê tông + : Cường độ chịu nén tính toán của bê tong + : Cường độ chịu kéo tính toán của bê tong : Khi chịu nén đều + Mác bê tông: B20 -Ứng suất duới đáy bản đế tính theo công thức: Hình 5-4: Sơ đồ ứng suất dưới đáy bản đế b. Xác định đuờng kính bu lông: +Tổng nội lực kéo của các bu lông neo: (5-15) : Số bu lông chịu kéo +Tổng nội lực kéo của 1 bu lông neo: + Kiểm tra khả năng chịu lực giới hạn của bu lông: (5-16) : cuờng độ tính toán chịu kéo của bu lông tra bảng 12 TCXDVN 338:2005 + Mác thép: CT38 + Đường kính bu lông: 56mm Bu lông đảm bảo khả năng chịu lực Sơ bộ: L1 = 2d =100mm B1 = 2d = 90mm L3 = 146mm Số bản mã gia cường : 3 P = 0 L4 = 0,246m L5 = 1m (Nhập từ sap2000) (Nhập từ sap2000) (Nhập từ sap2000) (Nhập từ sap2000) Hình 5-5: Kích thước sơ bộ của bản đế *Kiểm tra công thức: (5-17) Ta có: + Chiều dài đường hàn: hh = 42cm + Bề dày sơ bộ : 1cm + Mác thép : CCT34; f = 2100Kg/cm2 * Bề dày dầm đế: (5-18) Bề dày bản đế: dùng sap 2000 tính toán Bề dày bản ốp: dùng sap 2000 tính toán Hình 5-6:Cấu tạo chân cột 5.3.2.Chân cột trục E a. Nội lực cột: Que hàn N42.N42-6B Hcột = 140cm Bcột = 50cm *Chọn kích thước bản đế: L bản đế: B bản đế: *Chọn kích thước mặt móng: L mặt móng: Lm = 220cm B mặt móng: Bm = 89cm *Kiểm tra điều kiện: (5-13) Thoả mãn kích thước bản đế Am = 1,958m2; Abd = 1,065m2 *Ki ểm tra công thức: (5-14) Trong đó : +: Hệ số phụ thuộc cấp bê tông + : Cường độ chịu nén tính toán của bê tong + : Cường độ chịu kéo tính toán của bê tong : Khi chịu nén đều + Mác bê tông: B20 -Ứng suất duới đáy bản đế tính theo công thức: Hình 5-7: Sơ đồ ứng suất dưới đáy bản đế b. Xác định đuờng kính bu lông: +Tổng nội lực kéo của các bu lông neo: (5-15) : Số bu lông chịu kéo +Tổng nội lực kéo của 1 bu lông neo: + Kiểm tra khả năng chịu lực giới hạn của bu lông: (5-16) : cuờng độ tính toán chịu kéo của bu lông tra bảng 12 TCXDVN 338:2005 + Mác thép: CT38 + Đường kính bu lông: 56mm Bu lông đảm bảo khả năng chịu lực Sơ bộ: L1 = 2d =100mm B1 = 2d = 90mm L3 = 145mm Số bản mã gia cường : 3 P = 0 L4 = 0,246m L5 = 1m (Nhập từ sap2000) (Nhập từ sap2000) (Nhập từ sap2000) (Nhập từ sap2000) Hình 5-8: Kích thước sơ bộ của bản đế *Kiểm tra công thức: (5-17) Ta có: + Chiều dài đường hàn: hh = 42cm + Bề dày sơ bộ : 1cm + Mác thép : CCT34; f = 2100Kg/cm2 * Bề dày dầm đế: (5-18) Bề dày bản đế: dùng sap 2000 tính toán Bề dày bản ốp: dùng sap 2000 tính toán Chương 6.Liên kết cột với xà ngang(Tính toán điển hình cho nhịp giữa) Cặp nội lực dùng để tính toán liên kết là cặp gây kéo nhiều nhất cho các bulông tại tiết diện đỉnh cột,Từ bảng tổ hợp chọn được: N = 1,328T M = 20,773T.m V = 7,914T Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tẩi trọng 4,9,10,11,12,13 gây ra.Trình tự tính toán như sau: 6.1.Mối nối đầu xà 6.1.1. Tính toán bu lông liên kết. Chọn bulông cường độ cao cấp bên trên đường kính bulông dự kiến là d=24mm ,Bố trí bu lông thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bulông tuân thủ các quy định trong bảng I.13 phụ lục Phía cánh ngoài của cột bố trí một sườn gia cường cho mặt bích với kích thước lấy như sau: + Bề dày: chọn ts = 0,8 cm +Bề rộng phụ thuộc vào kích thước mặt bích ,chọn ls =12cm Chiều cao :hs=12cm Khả năng chịu kéo của một bu lông: .(6-1) Ở trờn : =400 N/mm2 - cường độ tính tóan chịu kéo của bu lông =4,5216 cm2 - diện tích tiết diện của thanh bu lông Khả năng chịu trượt của một bu lông cuờng độ cao: Hình 6-1:Bulông liên kết đầu kèo Ở trên: - cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bu lông cường độ cao trong liên kết ma sát -cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật liệu bulông A - diện tích tiết diện của thanh bu lông -hệ số điều kiện làm việc của liên kết , -hệ số ma sát và hệ số độ tin cậy của liên kết .Với giả thiết là không gia công bề mặt cấu kiện nên theo nf - số lượng mặt ma sat của liên kết, nf=1 Theo điều 6.2.5 TCVN 338-2005 ,Trong trường hợp bu lông chịu cắt và kéo đồng thời cần kiểm tra các điều kiện chịu cắt và chịu nén riêng biệt. Hình 6-2:Sơ đồ tính toán bulông Lực kéo tác dụng vào một bu lông ở dãy ngoài cùng do momen và lực phân vào(do momen có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bu lông phía trong cùng theo. (6-2) Do nên các bu lông đủ khả năng chịu lực 6.1.2. Tính toán mặt bích Bề dày của mặt bích xác định xác định từ điều kiện chịu uốn .(6-3) Chọn t=2 cm 6.1.3. Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột(xà ngang)với mặt bích Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài(kể cả sườn) Lực kéo trong bản cánh ngoài ngoài do momen và lực dọc phân vào theo: (6-4) Vậy chiều cao cần thiết của các đường hàn này: (6-5) Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích đường hàn này chịu lực cắt lớn nhất ở đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực: (6-6) Kết hợp cấu tạo chọn chiều cao đường hàn là hf =0,7 cm 6.2. Mối nối xà(ở nhịp) Trong bảng tổ hợp nội lực chon cặp gây kéo nhiều nhất cho các bu lông tại tiết diện cách tiết diện đỉnh mái là 3m N= 6,305T M =32,68T.m V=2,683T Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trọng 4,11,12,14 gây ra.Tương tự trên chọn bu lông cường độ cao cấp bền 8.8, đường kính bu lông dự kiến là d=24 mm(lỗ loại C).Bố trí bu lông thành 2 hàng. Ở phía ngoài của 2 bánh xà ngang bố trí 2 cặp sườn gia cường cho mặt bích kích thướ