Đồ án Thép học kì II năm 2020 CTU

oặc trung bình. Hoạt tải do lực hãm ngang cầu trục Theo bảng thông số về cầu trục: Lực hãm ngang Tmax1 truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như Dmax Lực hãm đặt trên cột ở mặt trên dầm cầu trục và cách mặt vai cột 0,7 m. Hoạt tải gió Giá trị tính toán của thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao z so với mốc tiêu chuẩn tác dụng lên 1m2 bề mặt thẳng đứng được xác định theo công thức: q = n.Wo.k.C W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn, (Gió II-A) k: Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc theo dạng địa hình; áp dụng dạng địa hình B, hệ số k được xác định: + Mức đỉnh cột, cao trình 10,64 m + Mức đỉnh mái, cao trình 12,815 m Phần tải trọng gió tác dụng từ đỉnh cột trở xuống chân cột hệ số k lấy: Phần tải trọng gió tác dụng từ đỉnh cột trở lên đỉnh mái hệ số k lấy trung bình: C: Hệ số khí động: , , Hệ số vượt tải: Tải trọng gió lên cột: + Phía gió đẩy: + Phía gió hút: Tải trọng gió lên mái: + Gió nửa trái: + Gió nửa phải: Tải trọng gió lên cột cửa trời: + Phía gió đẩy: + Phía gió hút: Tải trọng gió lên mái cửa trời: + Gió nửa trái: + Gió nửa phải: Tải trọng gió quy về nút giàn: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG, TỔ HỢP NỘI LỰC Sơ đồ tính kết cấu. Sơ đồ tính khung ngang như hình vẽ: Sử dụng phần mềm Sap2000 ta xác định được nội lực các phần tử thanh ứng với các trường hợp tải. Biểu đồ nội lực tương ứng với các tổ hợp tải: Tải trọng thường xuyên: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Hoạt tải sửa chữa cả mái: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Hoạt tải sửa chữa mái trái: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Hoạt tải sửa chữa mái phải: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Dmax_ trái: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Dmax_ phải: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q T_ trái: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q T_ phải: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Gió_trái: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Gió_phải: Moment: M Lực dọc: P Lực cắt: Q Chuyển vị khung. Kiểm tra chuyển vị đứng: Hình: độ võng của giàn do tải trọng thường xuyên và hoạt tải sửa chữa cả mái Độ võng của dàn do tổ hợp nguy hiểm nhất gồm tĩnh tải và hoạt tải sữa chữa cả mái là Độ võng cho phép của dàn là (thỏa). Kiểm tra chuyển vị ngang: Chuyển vị ngang lớn nhất ở đỉnh cột kết quả tính toán bằng phần mềm SAP2000 V16 trong tổ hợp tĩnh tải và tải trọng gió trái tiêu chuẩn là: Chuyển vị ngang của khung nhà một tâng có cầu trục nhưng không phải chế độ làm việc nặng lấy theo mục 3.3.4 TCVN 5575:2012, không vượt quá 1/300 chiều cao khung. 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: đầu cột, vai cột (2 tiết diện), chân cột.Tại mỗi tiết diện có các trị số M, P, Q. Ta xét 2 loại tổ hợp Tổ hợp cơ bản 1: tải trọng 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. Kết quả cụ thể được ghi trong bảng tổ hợp Bảng: nội lực của tiết diện cột ( đơn vị daN.cm ; daN) Bảng: Tổ hợp nội lực của tiết diện cột Tải trọng kN Thanh xiên XT1 XT2 XT3 XT4 XT5 XT6 XT7 XT8 XT9 TT n=1 1 -0,675 -0,006312 -0,606 -0,372 -0,128 0,155 -0,439 0,238 0,365 Hoạt tải sửa chữa cả mái n=1 2 -2,303 -0,414 -1,879 -1,301 -0,43 0,584 -1,426 0,764 1,157 n=0,9 3 -2,0727 -0,3726 -1,6911 -1,1709 -0,387 0,5256 -1,2834 0,6876 1,0413 Hoạt tải sửa chữa mái trái n=1 4 -1,747 -0,492 -1,303 -1,126 -0,331 0,399 -0,993 0,471 0,674 n=0,9 5 -1,5723 -0,4428 -1,1727 -1,0134 -0,2979 0,3591 -0,8937 0,4239 0,6066 Hoạt tải sửa chữa mái phải n=1 6 -0,548 0,075 -0,567 -0,171 -0,06 0,183 -0,427 0,289 0,479 n=0,9 7 -0,4932 0,0675 -0,5103 -0,1539 -0,054 0,1647 -0,3843 0,2601 0,4311 Dmax_cột trái n=1 8 -0,52 -1,343 -0,677 0,026 -0,464 0,369 -0,002757 0,095 0,028 n=0,9 9 -0,468 -1,2087 -0,6093 0,0234 -0,4176 0,3321 -0,0024813 0,0855 0,0252 Dmax_cột phải n=1 10 1,145 4,408 0,028 0,347 -0,132 -1,17 0,134 -0,241 -0,238 n=0,9 11 1,0305 3,9672 0,0252 0,3123 -0,1188 -1,053 0,1206 -0,2169 -0,2142 Tmax_cột trái n=1 12 -0,037 -0,134 -0,056 0,008616 -0,047 0,031 0,012 0,00115 -0,011 n=0,9 13 -0,0333 -0,1206 -0,0504 0,0077544 -0,0423 0,0279 0,0108 0,001035 -0,0099 Tmax_cột phải n=1 14 0,221 0,756 0,053 0,058 0,004125 -0,207 0,034 -0,051 -0,052 n=0,9 15 0,1989 0,6804 0,0477 0,0522 0,0037125 -0,1863 0,0306 -0,0459 -0,0468 Gió trái n=1 16 0,524 -6,055 1,402 0,976 -0,066 1,058 1,481 -0,574 -1,194 n=0,9 17 0,4716 -5,4495 1,2618 0,8784 -0,0594 0,9522 1,3329 -0,5166 -1,0746 gió phải n=1 18 4,937 7,9 2,828 2,123 -0,558 -2,637 1,857 -1,251 -1,569 n=0,9 19 4,4433 7,11 2,5452 1,9107 -0,5022 -2,3733 1,6713 -1,1259 -1,4121 Tổ hợp cơ bản 1 N+ 1,19 1,19 1,19 1,19 1,15 1,17 1,19 1,3 1,3 3,768 7,104 1,939 1,539 -0,124 0,676 1,232 0,926 1,406 N- 1,3 1,17 1,3 1,3 1,19 1,19 1,3 1,19 1,19 -2,748 -5,456 -2,297 -1,543 -0,630 -0,705 -1,722 -0,888 -1,047 Tổ hợp cơ bản 2 N+ 1,11,15, 17,19 1,7,15, 11,19 1,15,17, 19 1,9,11,13, 15,17,19 1,15 1,3,5,7, 9,11,13, 17 1,11,13, 15,17,19 1,3,5,7,9,13 1,3,5,7,9 5,469 11,819 3,249 2,813 -0,124 2,517 2,727 1,696 2,469 N- 1,3,7, 9,13 1,3,5,9, 13,17 1,3,5, 7,9,13 1,3,5,7 1,3,5, 7,9,11, 13,17,19 1,9,11, 13, 15,17, 19 1,3,5, 7,9 1,915,17,19 1,11,15,17,19 -5,3145 -7,600512 -4,6398 -2,7102 -2,0072 1,167202 -3,0028813 -1,6673 -2,3926 Tải trọng kN Thanh đứng Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 Đ7 Đ8 TT n=1 1 -0,062 -0,121 0,002851 0,143 -0,394 -0,36 -0,179 0,689 Hoạt tải sửa chữa cả mái n=1 2 -0,215 -0,392 0,026 0,55 -1,332 -0,959 -0,584 3,014 n=0,9 3 -0,1935 -0,3528 0,0234 0,495 -1,1988 -0,8631 -0,5256 2,7126 Hoạt tải sửa chữa mái trái n=1 4 0,038 -0,101 0,082 0,464 -0,911 -0,657 -0,366 2,346 n=0,9 5 0,0342 -0,0909 0,0738 0,4176 -0,8199 -0,5913 -0,3294 2,1114 Hoạt tải sửa chữa mái phải n=1 6 -0,201 -0,279 -0,054 0,085 -0,415 -0,295 -0,215 0,662 n=0,9 7 -0,1809 -0,2511 -0,0486 0,0765 -0,3735 -0,2655 -0,1935 0,5958 Dmax_cột trái n=1 8 0,08 0,305 0,039 -0,183 0,411 0,984 -0,092 4,128 n=0,9 9 0,072 0,2745 0,0351 -0,1647 0,3699 0,8856 -0,0828 3,7152 Dmax_cột phải n=1 10 -0,033 -0,002164 -0,057 -0,428 0,192 -2,767 0,165 -11,124 n=0,9 11 -0,0297 -0,0019476 -0,0513 -0,3852 0,1728 -2,4903 0,1485 -10,012 Tmax_cột trái n=1 12 0,015 0,041 0,005597 -0,023 0,056 0,107 -0,00322 0,393 n=0,9 13 0,0135 0,0369 0,0050373 -0,0207 0,0504 0,0963 -0,0029 0,3537 Tmax_cột phải n=1 14 -0,00228 -0,006774 -0,009254 -0,061 0,022 -0,474 0,037 -1,968 n=0,9 15 -0,00205 -0,0060966 -0,0083286 -0,0549 0,0198 -0,4266 0,0333 -1,7712 Gió trái n=1 16 0,338 0,947 0,136 -0,31 1,87 5,293 0,439 13,206 n=0,9 17 0,3042 0,8523 0,1224 -0,279 1,683 4,7637 0,3951 11,8854 gió phải n=1 18 0,151 0,056 -0,195 -1,116 1,385 -3,597 0,95 -22,448 n=0,9 19 0,1359 0,0504 -0,1755 -1,0044 1,2465 -3,2373 0,855 -20,203 Tổ hợp cơ bản 1 N+ 1,17 1,17 1,17 1,3 1,17 1,17 1,19 1,17 0,242 0,731 0,125 0,638 1,289 4,404 0,676 12,574 N- 1,3 1,3 1,19 1,19 1,3 1,19 1,3 1,19 -0,256 -0,474 -0,173 -0,861 -1,593 -3,597 -0,705 -19,514 Tổ hợp cơ bản 2 N+ 1,9,13, 17,19 1,9,13, 17,19 1,3,5, 9,13,17, 19 1,3,5,7 1,9,11,13, 15,17,19 1,9,13,17 1,11,15, 17,19 1,3,5,7,9,13,17 0,464 1,093 0,087 1,132 3,148 5,386 1,253 22,063 N- 1,3,5,7, 11,15 1,3,5, 7,9,11, 15 1,7,11, 15 1,9,11,13, 15,17,19 1,3,5,7 1,2,3, 5,7,15, 19 1,3,5, 7,9 1,11,15,19 -0,46815 -0,8238442 -0,2808776 -1,7659 -2,7862 -8,2341 -1,3132 -31,297 Thiết kế cột Nội lực tính toán: Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, đối với cột đặc tiết diện không đổi trên toàn bộ chiều dài cột tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện chân cột. Tiết diện chân cột được kiểm tra theo 3 trường hợp sau: Trường hợp Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) Trường hợp 1 M+max, Ptu, Qtu 3404111,50 -10930,51 -8003,29 Trường hợp 2 M-max, Ptu, Qtu -2515641,00 2129,00 6235,20 Trường hợp 3 N+max, Mtu, Qtu 1270340,2 -11296,45 -3155,62 Vật liệu, kích thước và đặc trưng hình học của tiết diện cột: Vật liệu sử dụng thép mác CCT38 có đặc trưng cơ học như sau: Cường độ tính toán: Cường độ tính toán chịu cắt: Mô đun đàn hồi: Kích thước cột như đã chọn sơ bộ: Diện tích tiết diện Diện tích bản cánh Diện tích bản bụng Moment quán tính quanh trục x Moment quán tính quanh trục y Mô đun kháng uốn quanh trục x Bán kính quán tính quanh trục y Bán kính quán tính quanh trục x A (cm2) Af (cm2) Aw (cm2) Ix (cm4) Iy (cm4) Wx (cm3) iy (cm) ix (cm) 120 30 60 74188,80 3130,00 2377,85 5,11 24,86 Kiểm tra cột theo điều kiện khống chế độ mãnh: Độ mãnh của cột trong mặt phẳng khung. Sử dụng cột không thay đổi tiết diện, hệ số chiều dài tính toán của cột xác định theo bảng 19, TCVN 5575:2012. Trong đó: Hệ số tính toán trong mặt phẳng khung Chiều dài tính toán trong mặt phẳng cột: Độ mãnh của cột theo phương x: Độ mãnh cột ngoài mặt phẳng khung: Chiều dài tính toán mặt phẳng cột ngoài mặt bằng khung bằng khoảng cách hai điểm cố kết ngăn chuyển vị. Lấy bằng khoảng cách giữa hai điểm giằng. Theo cách bố trí giằng cột: Độ mãnh theo phương Y: Độ mãnh giới hạn của cột: Độ mãnh giới hạn của thanh chịu nén lấy theo bảng 19 trong TCVN 5575:2012, đối với cột chính độ mãnh giới hạn là: , với Kiểm tra độ mãnh giới hạn: ( thõa mãn) Độ mãnh quy ước của cột: Kiểm tra khả năng chịu lực của cột: Trường hợp 1: Cặp nội lực tính toán: Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) M+max, Ptu, Qtu 3404111,50 -10930,51 -8003,29 Độ lệch tâm tương đối: Độ lệch tâm tương đối tính đổi Với - là hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện lấy theo bảng D9, phụ lục D, TCVN 5575:2012. Đối với tiết diện I chịu uốn quanh trục khỏe; ; , hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện . Độ lệch tâm tương đối tính đổi Kiểm tra điều kiện bền: Theo quy định 5.4.1.1, TCVN 5575:2012 quy định với me< 20 không cần kiểm tra bền đối với cấu kiện chịu uốn lệch tâm. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể: Trong đó: đối với thanh đặc lấy theo phụ lục D10 bảng phụ lục D. Kiểm tra ổn định trong mặt phẳng uốn: Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn: Trong đó hệ số: c được xác định theo mục 5.4.2.5, theo TCVN 5575:2012. Khi m>10: ; Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn: Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh: Giá trị giớ hạn cho cấu kiện chịu nén lệch tâm lấy theo bảng 35 điều 5.6.3.3, TCVN 5575:2012 với tiết diện không viền mép. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh: Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng cột. Theo bảng 33 TCVN 5575:2012, Với m > 1 và ta có: Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng cột: Trường hợp 2: Cặp nội lực tính toán: Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) M+max, Ptu, Qtu -2515641,00 2129,00 6235,20 Độ lệch tâm tương đối: Kiểm tra điều kiện bền: Kiểm tra điều kiện chịu uốn: Kiểm tra điều kiện chịu cắt: Kiểm tra điều kiện beend chịu uốn cắt đồng thời: Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể: Xác định hệ sốđối với cấu kiện tổ hợp hàn từ 3 bản thép: Xác định hệ số với Xác định hệ số : Xác định hệ số với Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể: Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh: Ta có: Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng: Trường hợp 3: Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) M+max, Ptu, Qtu 1270340,2 -11296,45 -3155,62 Độ lệch tâm tương đối: Độ lệch tâm tương đối tính đổi Với - là hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện lấy theo bảng D9, phụ lục D, TCVN 5575:2012. Đối với tiết diện I chịu uốn quanh trục khỏe; ; , hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện . Độ lệch tâm tương đối tính đổi Kiểm tra điều kiện bền: Theo quy định 5.4.1.1, TCVN 5575:2012 quy định với me< 20 không cần kiểm tra bền đối với cấu kiện chịu uốn lệch tâm. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể: Trong đó: đối với thanh đặc lấy theo phụ lục D10 bảng phụ lục D. Kiểm tra ổn định trong mặt phẳng uốn: Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn: Trong đó hệ số: c được xác định theo mục 5.4.2.5, theo TCVN 5575:2012. Khi m>10: ; Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn: Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh: Giá trị giớ hạn cho cấu kiện chịu nén lệch tâm lấy theo bảng 35 điều 5.6.3.3, TCVN 5575:2012 với tiết diện không viền mép. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh: Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng cột. Theo bảng 33 TCVN 5575:2012, Với m > 1 và ta có: Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng cột: Thiết kế đường hàn liên kết bản cánh và bảng bụng: Liên kết hàn bản cánh vào bản bụng chịu lực trượt sinh ra khi cột chịu uốn dọc. Chọn cặp nội lực có lực cắt lớn nhất để tính toán. Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) M+max, Ptu, Qtu 3404111,50 -10930,51 -8003,29 Chiều cao cần thiết của đường hàn: Với que hàn N42: Thép CCT38: ; Moment tính của một bản cánh quanh trục trọng tâm X-X: Chiều cao tối thiểu đường hàn: Vậy đường hàn liên kết bản cánh vào bản bụng cột được lấy theo cấu tạo , hàn suốt chiều dài liên kết. Thiết kế chân cột. Nội lực tính toán: Chân cột được thiết kế với hai cặp nội lực nguy hiểm nhất là moment lớn nhất, lực dọc tương ứng, lực cắt tương ứng và lực dọc lớn nhất , moment tương ứng, lực cắt tương ứng. Trường hợp Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) Trường hợp 1 M+max, Ptu, Qtu 3404111,50 -10930,51 -8003,29 Trường hợp 2 N+max, Mtu, Qtu 1270340,2 -11296,45 -3155,62 Thiết kế bản đế: Kích thước bản đế của cột chịu nén lệch tâm được xác định từ điều kiện chịu ép mặt cục bộ của bê tông móng, với giả thuyết ứng suất lớn nhất tại mép bản đế chịu đạt đến cường độ chịu ép mặt cục bộ của bê tông móng. Chiều rộng B của bản đế: Chiều dài L của bản đế được xác định: Trong đó: là cường độ chịu nén tính toán cục bộ của bê tông móng. Bê tông mong cấp độ bền B20 có cườn độ tính toán chịu nén là với là diện tích mặt móng. Tạm lấy là hệ số phụ thuộc đặc điểm phân bố tải trọng, tạm thời lấy 0,75 Vậy chiều dài bản đế là: Trường hợp 1: Trường hợp 2: Chọn bản đế dài hơn tiết diện cột mỗi bên là 15cm. Chiều dài bản đế. Kiểm tra lại ứng suất dưới bản đế: Trường hợp 1: Trường hợp 2: Chiều dày bản đế Bản đế được ngăn chia bởi thân cột, dầm đế và các sườn thành các ô bản có điều kiện biên khác nhau, sơ đồ bố trí dầm đế sườn đỡ và sườn gia cường. Bản đế chia làm 3 loại ô bản (1),(2),(3). Sử dụng trường hợp 1 để tính toán chiều dày bản đế. Khoảng cách y1 từ mép bản đến trục trung hòa ( điểm có ứng suất bằng 0) Ứng suất tại mép cột: Tính moment uốn các ô bản đế: Ô số (1): dạng bảng kê 3 cạnh; tỷ số , Moment uốn trong bản: Ô số (2): dạng bảng kê 3 cạnh; tỷ số , Moment uốn trong bản: Ô số (3): dạng bảng kê 2 cạnh liền nhau, tính như ô kê 3 cạnh với a2 là đường chéo tự do, b2 là chiều cao đường hạ từ đỉnh đối diện xuống đường chéo tự do. tỷ số , tính như congxoan. Moment uốn trong bản: Chiều dày bản đế: lấy moment lớn nhất chọn chiều dày bản đế Thiết kế đường hàn liên kết cột vào bản đế: Đường hàn liên kết cột vào bản đế chịu mômen , lực dọc, lực cắt. Chiều dày lớn nhất của cấu kiện được hàn là t=30mm, chiều cao đường hàn tối thiểu (hàn tay) Chiều cao lớn nhất đường hàn quanh cánh cột Chiều cao lớn nhất đường hàn quanh bụng cột Chọn chiều cao đường hàn . Tiết diện đường hàn như hình vẽ: thông thường chất lượng ở dầu hàn không đảm bảo chất lượng nên tiết diện đường hàn thực lấy vào mỗi bên 1cm. Đặc trưng hình học của tiết diện đường hàn: Sử dụng cặp nội lực trường hợp 1 để tính đường hàn liên kiết: Trường hợp Cặp nội lực M (daN.cm) P (daN) Q (daN) Trường hợp 1 M+max, Ptu, Qtu 3404111,50 -10930,51 -8003,29 Ứng suất lớn nhất trong đường hàn: Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn: Thiết kế dầm đế: Dầm đế có nhiệm vụ truyền lực dọc N và momen M từ cột xuống bản đế còn làm điểm tựa cho bulong neo. Chiều cao dầm đế lấy theo chiều cao đường hàn: hc – khoảng cách trọng tâm hai nhánh cột Chiều cao dầm đế là: hf – chiều cao đường hàn,lấy theo cấu tạo bằng 8mm Chọn chiều cao dầm đế bằng Chiều dày dầm đế được xác định theo điều kiện chịu uốn ở tiết diện nguy hiểm của congxoan ngàm tại cánh cột, tải trọng tác dụng vào dầm đế: Momen uốn tại ngàm vào cánh cột: Chiều dày dầm đế: Chọn chiều dày dầm đế bằng chiều dày bản cánh của cột: Thiết kế sườn ngăn: Sườn ngăn làm việc như côngxon ngàm vào bụng cột, chịu lực tác dụng là ứng suất dưới bản đế. Gần đúng coi tải trọng phân bố đều. Ứng suất tại vị trí sườn ngăn: . Tải trọng tác dụng lên sườn ngăn: Mômen uốn và lực cắt tại ngàm vào bụng cột Tính chiều cao sườn ngăn: Chọn Sườn ngăn liên kết với bản bụng bằng hai đường hàn góc. Chọn chiều cao đường hàn theo điều kiện cấu tạo hf = 5mm. Chiều dài đường hàn . Diện tích đường hàn: Mô đun kháng uốn đường hàn: Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn: Thiết kế bulong neo: Để tính bulông neo cần chọn cặp nội lực gây ra lực kéo lớn nhất trong bulông .Tra trên bảng tổ hợp nội lực, cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra bởi tải trọng thường xuyên và gió trái. Tải trọng M daN.cm P daN Q daN Tải trọng thường xuyên 47305 -2813,5 -211 Gió trái -2562946 4942,5 6446,2 Lực tính bu lông Giải thuyết biến dạng dẻo trong bê tông móng vùng nén, biểu đồ ứng suất phân bố đều và đạt đến cường độ chịu nén của bê tông Rb. Bố trí bu lông neo mép ngoài bản đế một khoảng 5cm. Khoảng cách từ bu lông chịu kéo đến mép biên chịu nén của tiết diện: Hệ số xác định chiều dài vùng nén của bê tông móng: Tổng lực kéo mà bulong neo phải chịu: Sử dụng bulong neo chế taok từ thép hợp kim 16MnSi có cường độ tính toán . Diện tích bulong neo yêu cầu: Chọn hai bulong neo đường kính , diện tích thu hẹp của một bulong đơn. Tổng diện tích cụm bulong ( thõa mãn) Thiết kế sườn đỡ: Sườn đở được thiết kế như dầm công xôn ngàm tại dầm đế, chịu lực kéo của bu lông.Chiều dài sườn đở lấy bằng chiều cao dầm đế , chiều dày sườn đở lấy chiều dày dầm đế Mô đun kháng uốn sườn đỡ: Mômen gây ra do lực kéo của bulông neo (cánh tay đòn từ trục bu lông đến dầm đế là 18,8cm) gây ra: Trên mỗi phía của chân cột bố trí 3 sườn đỡ. Coi lực tác dụng chia điều cho các sườn đỡ. Ứng suất trong sườn đỡ: Thiết kế đường hàn liên kết sườn đỡ vào dầm đế: Chọn chiều cao đường hàn hf =8mm, hàn suốt chiều dài liên kết. Chiều dài đường hàn lw= 50-1=49 cm. Diện tích đường hàn: Môdun kháng uốn đường hàn: Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn: Thiết kế dầm đỡ êcu Sử dụng 2 thép hình kê lên sườn đỡ. Dầm được thiết kế như dầm liên tục hai nhịp, gối tại vị trí sườn đỡ, chịu lực tập chung đặt tại giữa nhịp bằng lực kéo của bu lông neo. Nhịp dầm L=12cm Mômen lớn nhất tại gối: Mômen kháng uốn của dầm tiết diện: Ứng suất lớn nhất trong dầm: Thiết kế vai cột. Khoảng cách từ tâm ray đến mép trong cột Chiều cao tiết diện vai cột tại vị trí ngàm với cột ,tiết diện vai cột đặt tại lực Dmax là .kích thước bản cánh 250x12mm, chiều dày bản bụng 10mm. Kiểm tra tiết diện vai cột tại vị trí ngàm với cánh trong cột: Cặp nội lực nguy hiểm nhất: Bảng đặc trưng hình học tiết diện vai cột tại vị trí ngàm với cột Diện tích tiết diện Diện tích bản cánh Diện tích bản bụng Moment quán tính quanh trục x Moment quán tính quanh trục y Mô đun kháng uốn quanh trục x Bán kính quán tính quanh trục y Bán kính quán tính quanh trục x Moment tĩnh của nữa tiết diện A (cm2) Af (cm2) Aw (cm2) Ix (cm4) Iy (cm4) Wx (cm3) iy (cm3) ix (cm3) Sx (cm3) 120 30 60 74188,80 3130,00 2377,85 5,11 24,86 1380,02 Ứng suất pháp lớn nhất: Ứng suất tiếp lớn nhất Ứng suất pháp tại vị trí giao thoa giữa bản bụng và bản cánh Ứng suất pháp tại vị trí giao thoa giữa bản bụng và bản cánh Ứng suất tương đương: Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh: Ta có: Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng: Kiểm tra tiết diện vai cột tại vị trí dặt lực Dmax: Tại vị trí này, vai cột chỉ chịu lực cắt Diện tích tiết diện Diện tích bản cánh Diện tích bản bụng Moment quán tính quanh trục x Moment quán tính quanh trục y Mô đun kháng uốn quanh trục x Bán kính quán tính quanh trục y Bán kính quán tính quanh trục x Moment tĩnh của nữa tiết diện A (cm2) Af (cm2) Aw (cm2) Ix (cm4) Iy (cm4) Wx (cm3) iy (cm3) ix (cm3) Sx (cm3) 105,6 30 45,6 40762,37 3128,80 1698,43 5,44 19,65 961,92 Ứng suất tiếp lớn nhất: Thiết kế đường hàn liên kết bản cánh và bản bụng vai cột: Chiều cao cần thiết của đường hàn: Mômen tính của một cánh dầm đối với trục trọng tâm X-X: Chiều cao tối thiểu đường hàn: Vậy đường hàn liên kết bản cánh vào bản bụng vai cột được lấy theo cấu tạo hf=1,1cm, hàn suốt chiều dài liên kết. Thiết kế đường hàn liên kết vai cột vào cánh cột: Chọn chiều cao đường hàn hf = 11mm, hàn suốt chiều dài liên kết. Tiết diện đường hàn như hình vẽ, thông thường chất lượng ở mọi đầu mối hàn không đảm bảo chất lượng nên tiết diện đường hàn thực tế vào mỗi bên 1cm. Đặc trưng hình học của tiết diện đường hàn: Kiểm tra ứng suất chịu lực của đường hàn: Kiểm tra bụng cột tại cao độ vai cột và gia cường: Căn cứ vào bảng tổ hợp nội lực, tại cao độ vai cột, cặp nội lực nguy hiểm nhất M (daN.cm) P (daN) Q (daN) 1773408,3 -1314,36 -2326,36 Ngoài ra, bản bụng cột tại vị trí này còn chịu thêm lực ngang do mômen vai cột gây ra. Ngẫu lực do mômen vai cột tác dụng vào bụng cột: Đặc trung hình học như đã chon tiết diện cột. Ứng suất tương đương trong bản bụng cột Gia cường thêm bản bụng bằng hai cặp sườn ngang kích thước 700x146x10. Tại vị trí đặt lực Dmax gia cường thêm vai cột bằng cặp sườn đứng kích thước 380x145x10mm. Thiết kế giàn mái. Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh giàn: Thanh cánh trên: Nội lực tính toán: Lực kéo lớn nhất () 532,8 daN Lực kéo lớn nhất () -629,1 daN Đặc trưng tiết diện hình học: Trường hợp kéo: Ứng suất kéo trong thanh: Trường hợp chịu nén: Độ mãnh lớn nhất . Tra bảng D8 , phụ lục D, TCVN 5575-2012. Hệ số uốn dọc . Ứng suất nén trong thanh: Thanh cánh dưới: Nội lực tính toán: Lực kéo lớn nhất () 5056 daN Lực kéo lớn nhất () -829,9daN Đặc trưng tiết diện hình học: Trường hợp kéo: Ứng suất kéo trong thanh: Trường hợp chịu nén: Độ mãnh lớn nhất . Tra bảng D8 , phụ lục D, TCVN 5575-2012. Hệ số uốn dọc . Ứng suất nén trong thanh: Thanh xiên đầu giàn: Nội lực tính toán: Lực kéo lớn nhất () 1181,9 daN Lực kéo lớn nhất () -760,05 daN Đặc trưng tiết diện hình học: Trường hợp kéo: Ứng suất kéo trong thanh: Trường hợp chịu nén: Độ mãnh lớn nhất . Tra bảng D8 , phụ lục D, TCVN 5575-2012. Hệ số uốn dọc . Ứng suất nén trong thanh: Các thanh còn lại: Kí hiệu thanh Tiết diện Diện tích tiết diện Lực kéo lớn nhất Ứng suất kéo lớn nhất Lực nén lớn nhất Hệ số uốn dọc Ứng suất nén lớn nhất Kiểm tra A daN daN X2 2L60x50x6 12,56 546,900 43,54299 531,5 0,593 71,36067 Thõa mãn X3 2L60x50x6 12,56 376,800 30,000 274,8 0,593 36,89541 Thõa mãn X4 2L60x50x6 12,56 281,3 22,396 271,1 0,593 36,39864 Thõa mãn X5 2L70x6 16,26 124 7,626 200,01 0,34 36,17864 Thõa mãn X6 2L50x50 9,6 251,7 26,219 116,7 0,795 15,29088 Thõa mãn X7 2L50x50 9,6 272,7 28,406 300,3 0,845 37,01923 Thõa mãn X8 2L50x50 9,6 169,6 17,667 166,7 0,835 20,79591 Thõa mãn X9 2L50x50 9,6 246,9 25,719 239,3 0,621 40,14023 Thõa mãn Đ1 2L50x50 9,6 46,4 4,833 46,8 0,847 5,755608 Thõa mãn Đ2 2L50x50 9,6 109,3 11,385 82,4 0,617 13,9114 Thõa mãn Đ3 2L50x50 9,6 87 9,063 28,1 0,578 5,064158 Thõa mãn Đ4 2L50x50 9,6 113,2 11,792 176,6 0,314 58,58546 Thõa mãn Đ5 2L50x50 9,6 314,8 32,792 278,6 0,835 34,75549 Thõa mãn Đ6 2L50x50 9,6 538,6 56,104 823,4 0,498 172,2306 Thõa mãn Đ7 2L50x50 9,6 125,3 13,052 131,3 0,835 16,37974 Thõa mãn Đ8 2L50x50 9,6 2206,3 229,823 3129,7 0,318 1025,19 Thõa mãn Thiết kế nút giàn: Tính toán chiều dài đường hàn cần thiết liên kết thanh giàn: Theo điều kiện cấu tạo, chọn tất cả các chiều cao đường hàn trong giàn , chiều dày cần thiết đường hàn sống đường hàn mép liên kết thanh giàn vào bản mã được trình bày bằng bảng sau. Ký hiệu thanh Tiết diện Loại tiết diện Hệ số phân phối lực Lực dọc lớn nhất Lực dọc trong đường hàn sống (daN) Lực dọc trong đường hàn mép (daN) Chiều dài cần thiết của đường hàn sống Chiều dài cần thiết của đường hàn mép l1 l2 k Nmax (daN) cm cm CT 2L125x90x10 Không đều cạnh, hàn theo cạnh ngắn 0,75 629,13 427,1 202,03 13,71 7,01 CD 2L200x150x12 Không đều cạnh, hàn theo cạnh dài 0,6 8299 5656 2643 135,67 63,93 X1 2L60x50x6 Không đều cạnh, hàn theo cạnh ngắn 0,75 531,5 274,8 256,7 9,18 8,64 X2 2L60x50x6 0,75