Đồ án Thiết kế khung ngang nhà xưởng một tầng một nhịp có cửa mái và cầu trục đi dọc bên trong xưởng

= -474 (daN) MA = -0.263 ´ ( -656 ) = 173 (daN) Các trị số nội lực trong khung là: MB = -44360 - 140 = -44500 (daN) MtrC = -15530 + 219 = -15311 (daN) MdC = -3595 - 474 = -4069 (daN) MA = 48299 + 173= 48472 () Lực cắt: Biểu đồ nội lực cho trên hình 8: 44500 15311 4069 4069 48472 48472 15311 44500 Hình 8: Biểu đồ mômen do tải trọng thường xuyên 4- Tính khung với tải trọng cầu trục - áp lực của mô men Mmax, Mmin ở hai cột. Mmaxở cột trái hoặc cột phải. Dưới đây xé trường hợp Mmax ở cột trái, Mmax ở cột phải. B A Hình 11: - Giải khung bằng phương pháp chuyển vị với sơ đồ xà ngang cứng vô cùng. ẩn số chỉ còn là chuyển vị ngang của nút. Phương trình chính tắc: r11.D + R1P = 0 Dùng bảng phụ lục tính được mô men và phản lực ngang ở đầu B của cột. Mô men ở các tiết diện khác: + Tiết diện vai cột: + Tiết diện chân cột: ở cột bên phải, các trị số mômen có cùng trị số nhưng khác dấu. Biểu đồ mômen vẽ ở hình 12.a Phản lực trong liên kết thêm vào theo phương pháp chuyển vị là: Mô men lệch tâm do cầu trục: R1p phản lực trong liên kết thêm do tải trọng ngoài gây ra trong HCB vẽ biểu đồ mô men trong các cột do Mmax, Mmin có thể sử dụng ngay biểu đồ do mô men lệch tâm Me của tải trọng mái nhân với hệ số, do cột trái và hệ số cho cột phải Từ đó ta có mômen ở cột trái: MB = (-21.97) x 533 = -11710(daNm) MtrC = (-21.97) ´ (-832) = 18279 (daNm) MdC = (-21.97) ´ 1801 = -39568 (daNm) MA = (-21.97) ´ (-656) = 14412 (daNm) Phản lực ở đầu cột: RB = (-21.97) ´ (- 273) = 5998 (daN) Mômen ở cột phải: MB’ = (-4.61) ´ 533 = -2457 (daNm) MtrC’ = (-4.61) ´ (-832) = 3936 (daNm) MdC’ = (-4.61) ´ 1801 = -8303 (daNm) MA’ = (-4.61) ´ (-656) = 3024 (daNm) Phản lực ở đầu cột: RB’ = -4.61 ´ ( - 273) = 1259(daN) R1p = 1259 – 5998 = -4739 giải phương trình chính tắc : Nhân biểu đồ mômen đơn vị với D và cộng với mômen ngoại lực trong hệ cơ bản (Hình 12.c) ta được biểu đồ mômen cuối cùng. ở cột trái: Lực cắt ở chân cột: Lực dọc: NB = NtC = 0 NA = NdC = Dmax = 115700 (daN) Cột bên phải: Lực cắt ở chân cột: Lực dọc: NB’ = Ntr C’ = 0 A’ = Nd C’ = Dmin = 24300(daN) Biểu đồ mômen cuối cùng cho trên hình 12 2570 15571 42276 9621 11597 5595 6544 27051 Hình 12: 5- Tính khung với lực hãm ngang T Lực T đặt ở cao trình dầm hãm. Xét trường hợp lực T đặt vào cột trái hướng từ trái sang phải. Vẽ biểu đồ () do D gây ra trong hệ cơ bản và đã tính được: Khoảng cách từ lực T đến vai cột là: Hdcc = 0.6 m Xác định các hệ số: Có l < a; Theo các tính toán ở phần trên có: A = 3.142 B = 1.765 C = 1.273 F = 1.097 K = 6,653 m = 6 Phương trình chính tắc của hệ: r11.D + R1p = 0 Theo bảng III.2 – phụ lục III, mô men tại các tiết diện do lực hãm T gây ra là: Tính mômen tại tiết diện khác: + Mô men tại cao trình dầm hãm: MDT = MB + RB(Htr - Hdcc) = 5553 - 2418 ´ (5 – 0.6) = -5086 (daNm) MTC = MB + RB´Htr - T´Hdcc = 5553 + (– 2418) ´ 5 +3686 ´ 0.6 = -4325 (daNm) MTA = MB + RB.H -T(Hd + Hdcc) = 5553 + (– 2418) ´ 14 +3686 ´ 9.6= 7086(daNm) Cột bên phải không có ngoại lực nên mômen và phản lực trong hệ cơ bản bằng không. Vậy: R1P = -RB = 2418 (daN) Giả phương trình chính tắc ta được: Mômen cuối cùng tại tiết diện cột khung (M) = + (MT) + Cột trái: MD = Trong đó: MD = Hình 13: Biểu đồ mômen do lực hãm ngang T gây ra Đối với cột bên phải ta có: Lực cắt ở chân cột: Vậy QA = QA’= 1477+ 1209 = 3686 ( daN) = Tmax Biểu đồ mômen cho trên hình 13 6- Tính khung với tải trọng gió. ở đây tính với trường hợp gió thổi từ trái qua phải. Với gió từ phải qua trái chỉ cần lấy đối xứng biểu đồ nội lực qua trục đứng Dùng phương pháp chuyển vị, phương trình chính tắc trong trường hợp tải trọng gió là: r11.D + R1P = 0 Đã có biểu đồ do D = 1 trong hệ cơ bản như ở phần tính khung chịu Mmax, Mmin , T và có: Sơ đồ tính tải trọng gió như sau: (Hình 14) 36000 qđ qh R1P W qđ RP A B C Hình 14 + Tính toán nội lực cho cột trái: áp dụng sơ đồ và công thức tính nội lực cho cột theo bảng III – 2 phụ lục III ta có: + Nội lực trong cột phải: Các trị số nội lực cột phải được suy ra từ cột trái bằng cách nhân với hệ số: MqB’ = -0,750 ´ (-6528) = 4896 (daNm) MqC’ = -0,750 ´ 4352 = -3264 (daNm) MqA’ = -0,750 ´ (-13612) = 10209 (daNm) RqB’ = -0,750 ´ 3666 = -2750 (daN) Từ các giá trị tính toán ta vẽ được biểu đồ nội lực của hệ cơ bản chịu tải trọng gió như (hình 15). Từ biểu đồ (Moq) suy ra: R1P = -RB - RB’ - W = -(4707 + 2750 + 3666 ) = -11123 (daN) và Biểu đồ mômen cuối cùng của khung chịu tải trọng gió là: (Mq) = ( + Cột trái: Hình 15: Biểu đồ mômen do tải trọng gió + Cột phải: Kiểm tra tổng lực cắt chân cột bằng tổng ngoại lực QA + QA’ = 10239 +9070 = 19309 daN (q + q’)h + w =19309 daN IV- tính cột + Chọn cặp nội lực tính toán Từ bảng tổ hợp nội lực chọn các cặp nội lực nguy hiểm để chọn tiết diện cột là: M = - 82841 (daNm); N = 57213 (daN) Để xác định chiều dài tính toán của các phần cột ta chọn cặp có N lớn nhất M = 145845 (daNm); N = 162729 (daN) M = -49288 (daNm); N = 164822(daN) 2- Xác định các thông số tính toán: - Tỉ số độ cứng giữa hai phần cột - Tỉ số nén tính toán lớn nhất của hai phần cột: m = - Hệ số C1: Với tra bảng III.6.b ị m1 = 1,964 Khi đó m2 = Vậy chiều dài tính toán của các phần cột trong mặt phẳng khung là: + Cột trên: l2x = m2´ Htr = 2 ´ 5= 10 (m) + Cột dưới: l1x = m1´ Hd = 1,964 ´ 9 = 15.71(m) Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung bằng: + Cột trên: l2y = Htr – Hdct = 5- 0,6 = 4,4 (m) + Cột dưới: l1y = Hd = 9 (m) 2- Thiết kế cột trên. Cột trên đặc, chọn tiết diện chữ I đối xứng, chiều cao tiết diện cột đã chọn từ trước: a = btr = 500 (mm) Độ lệch tâm: Sơ bộ lấy hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện h = 1 x = 0,4a = 0,4 x50 = 20 (cm) Bán kính quán tính rx = 0,44 x a = 0,44 x 50 = 22 (cm). Độ lệch tâm quy đổi: m1 = 1 x Độ mảnh quy ước = x =64,36= 2,035 => tra phụ lục II6 theo và m1 được = 0,1539 Diện tích cần thiết của tiết diện cột: F = cm2 Dựa vào các điều kiện cáu tạo bề dầy bản bụng (1/60 – 1/100h) và không nhỏ hơn 6 cm, Bề rộng cánh không nhỏ hơn (1/20 – 1/30) ht ta chọn Chọn tiết diện sơ bộ theo điều kiện cấu tạo: 500 460 20 20 360 x x db = 14 mm , bc = 360 mm , h=500 mm Chọn = 20 mm => diện tích tiết diện Bản bụng 46 x 1,4 = 64,4 (cm2) Bản cánh 2x (36 x 2) = 144 cm2 Diện tích cần F = 208,4 cm2 - Tính các đặc trưng hình học của tiết diện: Bán kính quán tính của tiết diện: Độ mảnh quy ước: x = ; y = kiểm tra ổn định trong mặt phẳng của khung Độ lệch tâm tương đối: m = = Với: => lt = 0,13 Điều kiện ổn định (daN/cm2) - Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung. Các giá trị mô men quy ước dùng để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là: M’ = max[] Trong đó: M1, M2 là mô men lớn nhất ở một đầu và mô men tương ứng ở đầu kia của đoạn cột là mô men ở 1/3 chiều cao cột. Mômen tính toán ở tiết diện cột B đỉnh cột có có trị số Mb = -82841 (daNm) do các tải trọng 1,2,4,6,8 suy ra mômen tương ứng ở tiết diện cột c Mc = - 15311 – 3083 + 5890 + 1244 + 2783 = - 2764 (daNm) M’ có trị số không nhỏ hơn Độ lệch tâm: ị Tra phụ lục 7 có; b = 1 ; a = 0,9 Hệ số ảnh hưởng mô men: tra bảng II.1 theo ta được jy = 0,865 Điều kiện ổn định ị - Kiểm tra ổn định cục bộ ổn định cục bộ của bản cánh = 16,3 <16,3 ổn định cục bộ của bản bụng ị Bụng cột đảm bảo ổn định Vì không cần gia cường bằng các sườn Vậy tiết diện đã chọn là thoả mãn các điều kiện kiểm tra. 3- Thiết kế tiết diện cột dưới. 3.1- Chọn tiết diện cột Dạng tiết diện Chọn tiết diện cột dưới đặc có tiết diện dạng chữ H không đối xứng. Nhánh phía ngoài dùng thép bản. Nhánh trong dùng thép chữ I cán sẵn. Bản bụng cột dùng thép bản có chiều dày bằng (1/80 á 1/250)hd nhưng không nhỏ hơn 8mm b) Diện tích tiết diện Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, cặp nội lực chọn để tính toán tiết diện cột được chọn là cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục Nmax = 165631(daN) Mmax = - 46551 (daNm) Cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh mái Nmax = 165250(daN) Mmax = 121177 (daNm) Chọn tiết diện cột giả thiết khoảng cách giữa hai trục nhánh C=h =1 cm chọn nhánh cậu trục y1= 0,6C. => y1 = 0,72 x1 = 0,72(m). Khoảng cách từ trọng tâm đến trục => y2 = 0,28 (m) Lực nén: Nnh1 = N1x+ =165131 x (daN) Lực nén lớn nhất trong nhánh mái Nnh2 =165250 x (daN) Giả thiết hệ số ổn định => diện tích tiết diện y/c cho tong nhánh riêng rẽ được sác định từ điều kiện ổn định cho nhánh cầu trục Chọn nhánh cầu trục có dạng chữ I. Tổ hợp từ ba bản thép và nhánh mái có dạng chữ C tổ hợp từ một thép bản và hai thép góc c) Đặc trưng hình học của tiết diện Diện tích tiết diện nhánh cầu trục : Bản bụng: 38 x 0,8 = 30,4 (cm2) Bản cánh: 2 x (16 x 1) = 32 (cm2) Fct = 64,4 (cm2) Đặc trưng hình học ( với trục bản thân x1,y1) Jx1 = (cm4) rx1 = (cm4). Nhánh mái: chọn thép hình L140x12 cm4 Diện tích tiết diện A = 32,5 x 2 +2 x 36 = 137 (cm4) Khoảng cách từ mép tiến diện đến trục trọng tâm tiết diện Z0 = (cm) Mômen quán tính tiết diện Jx2 = 2(cm4) =>rx2 = (cm) Jy = cm4 =>ryc = (cm) Xác lại giá trị y1,y2 C= y1+ y2= h – 3,3 = 100 –3,3 = 96,7 cm. y1 = = Khoảng cách giữa hai trục X2-X2 và X- X. y2 = C – y1 = 96,7-66,5 = 30,2 (cm) => Mômen quán tính toàn tiết diện cột Jx = Jx1 + Jx2 + y12A + y22A2 = 682 + 1985 + 66,52 x 62,4 + 30,22 x 137 = 402735 (cm4). Bán kính quán tính rx = (cm) Kiểm tra tiết diện đã chọn - Chiều cao dầm vai trọn (0,5 – 0,8bd = (0,50,8)x1000 Chọn hdv = 0,7 = 70 (cm). Chia chiều dài cột dưới làm 7 khoảng, chiều dài mõi khoảng lnh = (cm) -Tính lại lực dọc trong mỗi nhánh cột Nm = (daN) Nct = =(daN) Độ mảnh của nhánh trong và ngoài mặt phẳng khung. Từ được w = 0,791 Điều kiện kiểm tra: kiểm tra nhánh mái Từ tra bảng phụ lục 3 được Kiểm tra: (Kg/cm2). 4/ Tính thanh nối - Do lực cắt thực tế lớn nhất Qa = 22195daN - Chọn khoảng cách các nút gằng a = 104 (cm). Chiều dài thanh xiên S = (cm). Góc giữa trục của nhánh và trục của thanh giằng xiên tg= Sin= 0,68 Nội lực dọc trong thanh giằng xiên do lực Q= 22195 (daN) gây ra Ntx = Chọn tiết diện thanh xiên dạng thép góc L90x8 có diện tích tiết diện Atx = 13.9 (cm2) bán kính quán tính nhỏ nhất rmin = 1,77 cm. => độ mảnh lớn nhất của thanh xiên tra bảng => hệ số uấn dọc => ứng suất trong thanh giằng xiên Thanh xiên bảo đảm ổn định a/ Thanh xiên liên kết với nhánh cột bằng đường hàn góc cao 8mm ở sống và 4mm ở mép chiều dài đường hàn - hàn sống: lhs = Chiều dài cần thiết của đường hàn mép lhs = Thanh ngang được tính với lực cắt quy ước theo diện tích của thanh lớn. Q = 1780 daN Lực này nhỏ nên chọn độ mảnh cho phép Chọn thép góc L56x4 có F = 4,38 cm2, rmin = 1,1 (cm ) như vậy. = => b/ kiểm tra ổn định toàn thân cột rỗng độ mảnh toàn cột trong mặt phẳng khung Độ mảnh tính đổi. = Trong đó: K1=29,2 ; Fx1=2 x13,9=37,8. Với nhánh cầu trục: y = y1=66,4 (cm) Với nhánh mái: y = 40,982 + 3,68 -0,5 x 1,6 = 30,2 (cm). c/ Kiểm tra với cặp : M = 165250( daNm ) ; N = 121177 (daN) m = Từ m và tra phụ lục IV ta được =0,462. . d/ Kiểm tra với cặp : M1 = -46561 (daNm). N1 = 165631 (daN). m = =>. . Như vậy cột cột ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung 5/ Thiết kế các chi tiết cột + Mối nối hai phần cột: - Nội lực tính toán dự kiến mối nối khuyếch đại ở cao hơn mặt trên cột 600 (mm), ở tiết diện cột trên ta chọn hai cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh mái với nhánh cầu trục M+max = 4135 (daNm), N = 47736 (daN). M-max = -20198 (daNm), N = 57213 (daN). + Cấu tạo mối nối - Nội lực nến lớn nhất mà cánh ngoài phải chịu Sng = Trong đó bt’ là khoảng cách hai bản cánh cột trên bt’ = ht - = 0,5-0,02 = 0,48 (cm). Sng =(daN). Nội lực nén lớn nhất mà cánh trong phải chịu. Str = (daN). Cánh ngoài cột trên nối với cánh ngoài cột dưới bằng đường hàn đối đầu có bề dầy tính toán của đường hàn (cm). chiều dài thực tế của đường hàn. lh = 36 – 2 x 0,5 = 35 (cm). Đường hàn chịu lực dọc trục Sng =40738 (daN). Đ/K bền của đường hàn. Rnhg = Rnhg = 2100(daN/cm2) => mối nối đảm bảu điều kiện bền - Cánh ngoài cột trên nối với phần cột dưới thông qua bản thép K bản thép K nối với cánh ngoài cột trên bằn đường hàn đối đầu chọn bản K có tiết diện giống bản cánh cột trên 2 x 36 cm. khi đó , lhtt= 35(cm). Đường hàn chịu lực dọc trục Rg = 2100(daN/cm2). Một số phần bụng cột trên được hàn trước vào đỉnh cột dưới. Hai phần bụng cột trên được nối với nhau bằng đường hàn đối đầu chịu lực cắt Q tại tiết diện cột trên. Vì Q nhỏ nên ta hàn theo cấu tạo với ). Cả 3 đường hàn trên được tiến hành trên cùng một tiết diện. + Tính toán dầm vai. - Dầm vai xét như dầm đơn giản nhịp l = 1m chịu lực tập trung. Str = 69785 (daN). từ cánh trong cột trên chuyền xuống A=B = (daN). Mômen uấn lớn nhất tại giữa nhịp (ngay dưới lực Str Mdvmax = (daNm). Cấu tạo dầm vai bao gồm bản bụng thẳng đứng nối liền với bản bụng nhánh mái và bản bụng cánh cầu trục. Bản bụng dầm vai kéo dài vượt quá bụng nhánh cầu trục 20 mm bụng nhánh cầu trục xẻ rãnh để bụng dầm vai xuyên qua - Cánh trên dầm vai gồm bản đậy trên nút nhánh cầu trục và bản sườn lót giữa bụng cột trên và bụng dầm vai cũng dầy 20 mm cánh dưới dầm vai là bản thép nằm lọt giữa hai nhánh cột dưới nối liền với hai bản bụng hai nhánh dầy 10 mm. - Vì dầm cầu trục đặt lên cột thông qua sườn đầu dầm tì vào dầm vai nên bụng dầm vai phải đủ dầy để chịu ép mặt do Dmax+Gdct chuyền xuống. Chọn chiều rộng sườn gối bs = 30 cm => chiều dài chuyền lực ép mặt Z = bs + 2bbđ = 30 +2 x 2 = 34 (cm). cm. Chọn mm, chiều cao dầm vai phải thỏa mãn các đ/k sau. - y/c về cấu tạo hdv. Chiều cao hbdv còn phải đủ để bố trí 4 đường hàn góc l/k bụng dầm vai với bụng nhánh cầu trục chịu lực Dmax, Gdct, B chọn hh = 8 (mm). => hbdv ≥ lh = (cm) Ngoài ra chiều cao dầm vai nên chọn đảm bảu quá trình bố trí thanh giằng xiên => chọn chiều cao dầm vai hdv=70(cm). ta bố trí 7 khoảng nút giằng, mỗi khoảng 173 cm hbdv = 70 – ( 2+1) = 67 cm => Chọn tiết diện dầm vai (Hình vẽ) Tiết diện dàm vai phải thỏa mãn điều kiện chịu uấn ta có thể quan niệm tiết diện chịu uấn của dầm vai là tiết diện chữ nhật của riêng bản bụng => Mômen kháng uốn của tiết diện chữ nhật Wdv = /6 = cm3. Điều kiện bền của dầm. daN/cm2 < Rg = 2100(daN/cm2). - Các đường hàn ngang liên kết với bản cánh trên bản cánh dưới với bản bụng lấy theo cấu tạo liên tục xuốt chiều dài của bản bụng 2- Tính chân cột. Chân cột đặc dùng bản đế liền, được mở rộng theo phương mặt phẳng tác dụng của mômen uốn. Chân cột có cấu tạo như hình vẽ dưới Dầm đế tách đôi, ngoài ra có các sườn có bản đế, sườn cho bu lông neo. Trục giữa của bản đế trùng với trục cột dưới (bàn đế đối xứng). a) Xác định kích thước bản đế Nội lực để tính chân cột là cặp nội lực nguy hiểm nhất ở tiết diện A-A (ở chân cột) lấy trong bảng tổ hợp nội lực. Nnh1 = 99877,5(daN) Nnh2 = 235738 (daN) Kích thước dài rộng L ´ B của bản đế được xác định do điều kiện cường độ của vật liệu móng. Chiều rộng B của bản đế (cạnh vuông với mặt phẳng uốn) được cấu tạo trước theo các kích thước của tiết diện cột. Abd = Giả thiết hệ số tăng Rn khi chịu nén cục bộ mcb = 1,2; Bê tông móng mác 200, Rn = 90 Kg/cm2; Rk = 7,5(kg/cm2). Diện tích yêu cầu bản đế ở nhánh cầu trục Abd1 = cm2 Nhánh hai: Abd2 = cm2 Chiều rộng B của bản đế được chế tạo theo kích thước của tiết diện B = bc + 2ddđ + 2C1 Trong đó: bc- Bề rộng tiết diện cột dưới. =40 cm ddđ- Chiều dày dầm đế lấy sơ bộ ddđ = 1 cm C1- Phần nhô ra của công son bản đế chọn 6 cm B = 40 + 2 x 6 + 2 x 1= 54 cm => Chiều dài yêu cầu của bản đế nhánh cầu trục L1 =cm. Chọn L1 = 20 cm Nhánh mái. L2 =cm. Chọn L2 = 42 cm. ứng suất thực tế của bê tông móng bên dưới bản đế daN/cm2 daN/cm2 ứng suất này sẽ phân bố đều trên toàn bộ diện tích của bản đế cấu tạo chân cột như (Hình vẽ) Diện tích bản đế bị dầm đế và sườn ngăn A chia thành các ô với các biên tựa khác nhau Ô2 là bản công xôn. Ô3 là bản kê 3 cạnh có chiều dài biên tự do a2 = 20 (cm). Chiều dài cạnh vuông góc với biên tự do b2 = 22,3 (cm). => mômen uấn lớn nhất trong Ô3 M3 = Với dựa vào tỷ số . Chiều dầy bản đế cần xác định từ điều kiện bền của bản đế. =. Nhánh cầu trục.Ô1 là bản công xôn Ô3 là bản kê ba cạnh có chiều dài cạnh biên tự do a2=20 (cm).chiều dài cạnh vuông góc với biên tự do b2=10 cm =>M3 = (daNcm). Trong đó d = a2= 20 (cm). => Chiều dầy cần thiết của nhánh cầu trục (cm) Vậy chọn chiều dầy chung cho cả hai nhánh (cm). b) Các bộ phận chân cột +/ Tính dầm đế chân cột. Toàn bộ lực nhánh Nnh truyền xuống bản đế thông qua 2 dàm đế và sườn A hàn vào bụng của nhánh. Dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực thuộc diện chịu tải của nó - Tải trọng tác dụng lên dầm đế ở nhánh mái coi phân bố đều. q2dđ = = 105,3(daN/cm). Tổng phản lực chuyền lên dầm đế N2dđ = q2dđ x l2 = 1685 x 42 = 70770 (daN) Lực N2dđ do hai đường hàn góc liên kết với dầm đế với thép góc nhánh cột chịu, chọn chiều cao đường hàn sống hs = 10 mm. Chiều cao đường hàn mép hm = 8mm. Chiều dài cần thiết của hai đường hàn: lhs = Với bg là chiều rộng cánh thép góc bg = 16 (cm). ag là khoảng cách từ trục trung tâm đến đường hàn sống ag = 1.3 (cm). => lhs = lhm = chiều cao dầm đế phải đủ để chứa hai đường hàn này => chọn dầm đế có tiết diện 55 x 1 (cm). coi sự làm việc của dầm đế như công xôn ngàm vào cột bằng hai đường hàn trên => Mômen uấn lớn nhất trong dầm . Mmax = (daNcm) => Điều kiện bền của dầm đế. Lực cắt lớn nhất trong dầm Qmax = 2106 x 20,5 = 43173 (daN). c/ Tính toán sườn : - Nhánh mái xem sự làm việc của sườn A2 như một công xôn ngàm vào bụng nhánh cột bằng hai đường hàn góc Tải trọng tác dụng lên sườn A2: qs2 = (daN/m). => Mômen uấn lớn nhất: Mmax = (daN) Chọn chiều dầy sườn chiều cao sườn được tính theo điều kiện bền chịu uấn: hs Chọn chiều cao sườn hs2 = 45 (cm). Chiều cao sườn A phải đủ để chứa hai đường hàn góc liên kết sườn A vào bụng cột chịu cả mômen và lực cắt Mmax, Qmax chọn chiều cao đường hàn hh = 10 (mm), hàn suất chiều cao sườn A => Chiều dài thực tét của đường hàn: lh = hs2- 1 = 45 – 1 = 44 (cm) Vì (=> Tiết diện tính toán kiểm tra là tiết diện 1 đi qua đường hàn. Diện tích tính toán của tiết diện đường hàn Agh = (cm2). Mômen kháng uấn của tiết diện đường hàn. W(cm2). => Độ bền của đường hàn được kiển tra theo công thức : => sườn A và đường hàn đủ khả năng chịu lực nhánh cầu trục. d/ Tính toán các đường hàn ngang. - Nhánh mái đường hàn liên kết dàm đế chịu lực qdđ2=1685 (daN/cm) => Chiều cao cần thiết của đường hàn: lh Đường hàn liên kết sườn vào bản đế : => hh =(cm). Chọn chung cho tất cả các đường hàn ngang ở cả hai nhánh cột hh = 18 (mm) thỏa mãn các điều kiện chịu lực. 1/ Tính toán liên kết chân cọt với móng tính bu lông neo ở nhánh mái => tổ hợp nội lực có giá trị mômen lớn nhất và lực dọc nhỏ nhất là tổ hợp 1,7. => M = + 65271 = 108832 (daNm). N = . Lực nén lớn nhất tại tiết diện chân cột do bulông chịu Diện tích tiết diện cần thiết của bê tông neo ở nhánh mái A= (cm2). Chọn 2 bulông & 72 có diện tích t/d thực tế có tiết diện thu hẹp 32,8 x 2 65,6 (cm2). - Tính sườn đỡ bulông neo chọn sườn đỡ bulông neo có bề dày (cm). chiều cao là 40 (cm).sườn đỡ bu lông được tính như một cô xon chịu lực kéo lớn nhất trong một bu lông Z1 = (t). Mômen M = Z1 x e trong đó e khoảng cách từ trục bulông dầm đế chọn e = 10 (cm). M = 42,47 x 10 x 103 = 424700 (daN/cm).Sườn được hàn vào dầm đế = đường hàn có hh = 1,4 (cm). u/s trong đường hàn =. . (daN/cm2)<R= 1800 (daN/cm2) Vậy sườn đỡ bu lông và bản đỡ bu lông đủ khả năng chịu lực. III/ Tính Dàn. 1/ Sơ đồ kích thước của dàn - Dàn có sơ đồ hình thang có độ dốc cánh trên i = . Chiều cao đầu dàn là 2,2(m) Chiều dài thực tế của dàn là lo = L – bct = 36 – 0,5 = 35,5 (m). khoảng cách mắt trên của dàn theo phương nằm ngang như hình vẽ. Kết cấu của cửa trời bct = 12(m). sơ đồ dàn và tải trọng tác dụng 2/ tải trọng và nội lực tính toán: a/ Tải trọng - Tải trọng tác dụng lên dàn gồm có: Tĩnh tải và hoạt tải - Tĩnh tải gồm có tải trọng mái trọng lượng cửa trời trọng lượng bản thân dàn và hệ gằng để tính toán dàn ta đưa các lực do tải trọng gây ra về tập trung tại các mắt dàn thuộc thanh cánh trên của dàn mái - Tại chân các cửa trời có thêm các lực do trọng lượng bẳn thân kết cấu cửa trời - Xác định tải trọng thường xuyên đặt tại mắt dàn. G1 = Trong đó d là khoảng cách theo phương ngang của các mắt dàn d = 3(m). B: bước cột của nhà B = 6(m). G1 = . G2 = 2G1 = 2 x 3807 = 7614 (daN). G3 = G2 = G4 = 7614 (daN). G5 = 9186 (daN) G6 = G7 = dB(gm + gd + gct) = 3 x 6 (393 +30 +18) = 7938 (daN) Hoạt tải quy về tải tập trung tại mắt dàn G1’ = G2’ = G3’ = G4’ = G5’ = G6’ = G7’ = 2 x G1’ = 2(daN). b/ Mômen đầu dàn - Do dàn mái liên kết cứng với cột nên xuất hiện mômen đầu dàn. Mômen này chính bằng mômen tại tiết diện B ở đầu cột. Thông thường chọn những cặp mômen đầu dàn như sau. Mmaxtr, Mtưph( Mômen trái là mômen âm có giá trị lớn nhất và mômen đầu dàn phải có giá trị tương ứng. Từ bảng tổ hợp nội lực ta có các cặp mômen đầu dàn sau - Do không xuất hiện mômen dương ở đầu dàn chỉ có mômen âm nên ta xét các trường hợp Mmintr, Mtưph. Mmintr do các trường hợp tải trọng 1,2,4,6,8 Mmintr =- 82841 (daNm) Mômen đầu phải tương ứng Mtưph = -31030 (daNm) (1,2,3,5,7) c/ Xác định nội lực tính toán cho các thanh dàn dùng biểu đồ Cremona cho thanh dàn. - Dùng biểu đồ Cremona để xác định nội lực trong các thanh dàn cho tong loại tải trọng riêng rẽ. Sau đó tiến hành tổ hợp nội lực để chọn nội lực tính toán là nội lực bất lợi nhất - Tính với tải trọng thường xuyên do tác dụng của tải trọng thường xuyên có tính chất đối xứng nên ta chỉ vẽ biểu đồ Cremôna cho nửa dàn - Tính với tải trọng tạm thời có thể chỉ tác dụng lên nửa dàn trái, nửa dàn phải hoặc cả dàn do vậy ta cần phải vẽ biểu đồ Cremôna cho cả 3 trường hợp ở đây ta chỉ vẽ biểu đồ cho trường hợp hoạt tải ở nửa dàn trái sau đố suy ra trường hợp tải trọng tạm thời ở nửa dàn - Tính cho mômen đầu dàn. Để đơn giản cho việc tính toán ta chỉ vẽ biểu đồ Crêmôna cho trường hợp mômen đầu dàn ở đầu trái M = -1tm, rồi từ đó suy ra trường hợp M = 1(tm); tác dụng ở đầu phải. - Tính với dàn phân nhỏ. Tính ô dàn có dàn phân nhỏ xác định tải trọng đặt vào mắt của ô dàn sau đó vẽ tương tự như các trường hợp trên các biểu đồ Crêmôna và các bảng nội lực của thanh dàn được thể hiện như sau 3/ Chọn tiết diện các thanh dàn - Tiết diện thanh dàn cần được chọn tuân theo nguyên tắc - Tiết diện thanh nhỏ nhất L50x5 - Với dàn có L = 36 m => phải hay đổi tiết diện cho thanh cánh để tiết kiệm vật liệu sử dụng hai loại tiết diện cho thanh cánh - Chọn bề dầy bản mã dựa vào lực lớn nhất của thanh xiên đầu dàn, chỉ chọn một chiều dầy bản mã để dùng cho cả dàn - Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn chiều dầy bản mã . Ta tiến hành chọn tiết diện cho các thanh như sau: a/ Đối với thanh cánh trên - Vì thanh cánh trên có hai loại tiết diện nên ta chọn ra hai cặp nội lực lớn nhất tại hai vị trí của thanh cánh làm nội lực tính toán cho thanh dàn từ bảng tổ hợp nội lực ta thấy: - Nội lực tính toán cho phần thanh cánh trên có phần nằm trong khu cửa trời N = Nt5 = - 148887(daN) Nội lực cho phần cánh dưới N = Nt3 = -112143(daN). 1. Chọn tiết diện thanh cánh trên nằm trong khu cửa trời: Ntt = -148887 (daN). Chiều dài tính toán trong mặt phẳng dàn Lx = Chiều dài ngoài mặt phẳng dàn tính theo công thức Ly =603 ( daN) Trong đó l = 600 cm là khoảng cách giữa hai điểm gắn kết dọc nhà của thanh cánh trên tấm mái ở trân cửa trời và thanh chống dọc ở đỉnh dàn.Giả thiết chọn độ mảnh của thanh là => tra bảng có => Diện tích tiết diện cần thiết của thanh là Act = cm2 Bán kính quán tính: rxct = . Chọn 2L180x12 rx = 5,59 (cm); ry = 7,9 (cm). Kiểm tra tiết diện. Độ mảnh thực => Với ứng suất 2/ Chọn tiết diện thanh cánh trên nằm ngoài phạm vi cửa trời Ntt=-112143(daN) Chiều dài tính toán của thanh trong mặt phẳng dàn Lx = 150,75 (cm). Chiều dài tính toán của thanh trong mặt phẳng dàn Ly = 150,75 Giả thiết độ mảnh của thanh => tra bảng = 0,890=> Diện tích tiết diện cần thiết Act2 = rxct = ryct = Chọn 2L140x12 có rx= 4,31 (cm); ry = 6,3 (cm). - Kiểm tra tiết diện Xác định độ mảnh thực tế => Với => j = 0,897 => (daN/cm2) < R thoả mãn b/ Thanh cánh dưới - Thanh cánh dưới cũng được thay đổi tiết diện - Nội lực giữa hai thanh D1và D2 chênh lệch nhau rất lớn nên tại tiết diện giữa hai thanh D1và D2 có sự thay đổi tiết diện thanh. - Tính toán tiết diện cho thanh D2 và D3 thanh cánh dưới có chiều dài tính toán trong và ngoài mặt phẳng dàn lx = 600( cm); ly = 2100 (cm) Nội lực dùng để tính toán N = D3 = 145380 (daN). Act1 = Chọn 2L140x12 có Act1 = 32,5 x 2 = 65(cm3) rx = 4,31 cm; ry = 6,3 (cm). . ứng suất rtrong thanh : < R =2250(daN/cm2) Tính toán tiết diện cho thanh D1 - Nội lực tính toán: Ntt = 66800 (daN) Diện tích tiết diện cần thiết: Act2 = Chọn loại thanh; 2L100x10 có Ath2 = 19,2 x 2 = 38,4 (cm2) rx = 3,05 (cm); ry = 4,67 (cm) C