Kiến trúc xây dựng - Thiết kế cầu dàn thép

.64 -0.39 -5.19 15.9 T3-D4 §øng 0.5 16 1.00 8.00 8.0 Trong ®ã: L1, L2 - chiÒu dµi phÇn d−¬ng, phÇn ©m cña ®−êng ¶nh h−ëng lùc däc. a1, a2 - hoµnh ®é tr¸i cña ®Ønh ®−êng ¶nh h−ëng lùc däc d−¬ng, ©m. Gãc nghiªng cña c¸c thanh xiªn α = 0.87 rad. Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang18 40 40 32 48 728 16 64 24 56 32 48 §ah D3-T3 1. 30 8 1. 181 .3 08 §ah D1-T1 T2T1 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 4832 2. 02 3. 36 8 §ah T4-T5 6416 1. 35 1. 68 4 §ah T1-T2 4. 21 2. 53 0. 84 2 2. 11 4040 §ah D5-D6 5624 1. 77 728 §ah D3-D4 0. 76 §ah D1-D2 D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1 T9T8T7T6T5T4T3T1 T2 8 8 8 72 24 56 6416 0. 26 0. 92 0. 65 0. 52 0. 13 1. 05 0. 79 0. 39 1 §ah T3-D4 1. 30 8 §ah T3-D5 §ah T1-D3 1. 30 8 1. 30 8 §ah D5-T5 VIII.3. Nội lực tác dụng lên các thanh giàn Do tÜnh t¶i x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ∑ ∑Ω= ttt gnS B¶ng 15. Néi lùc t¸c dông lªn thanh giµn do tÜnh t¶i TÜnh t¶i t¸c dông lªn 1 giµn TÜnh t¶i TÝnh to¸n Tªn thanh g1 g2 Tiªu chuÈn n > 1 n < 1 D1-D2 2.946 2.055 152.030 192.222 136.827 D3-D4 2.946 2.055 354.071 447.675 318.664 D5-D6 2.946 2.055 422.084 533.670 379.876 T1-T2 2.946 2.055 -270.054 -341.447 -243.049 H×nh 9. §ah lùc däc cña c¸c thanh giµn chñ Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang19 TÜnh t¶i t¸c dông lªn 1 giµn TÜnh t¶i TÝnh to¸n Tªn thanh g1 g2 Tiªu chuÈn n > 1 n < 1 T4-T5 2.946 2.055 -404.081 -510.906 -363.673 D1-T1 2.946 2.055 -236.047 -298.450 -212.442 D3-T3 2.946 2.055 -131.634 -166.434 -118.471 D5-T5 2.946 2.055 -25.992 -32.864 -23.393 T1-D3 2.946 2.055 183.841 232.442 165.457 T3-D5 2.946 2.055 79.428 100.426 71.485 T3-D4 2.946 2.055 40.008 50.585 36.007 Do ho¹t t¶i: T¶i träng tiªu chuÈn: + ¤t« vµ ng−êi: [ ]Ω+= TkS ngotoootoh ηβη + Xe ®Æc biÖt: Ω= dbdbh kS η B¶ng 16. Néi lùc t¸c dông lªn thanh giµn do ho¹t t¶i tiªu chuÈn T¶i träng t−¬ng ®−¬ng Ho¹t t¶i tiªu chuÈn Kt® «t« Kt® HK80 ¤t« + ng−êi Xe ®Æc biÖt Tªn thanh d−¬ng ©m d−¬ng ©m d−¬ng ©m d−¬ng ©m D1-D2 1.896 1.946 69.271 0 40.257 0 D3-D4 1.740 1.94 150.066 0 93.468 0 D5-D6 1.740 1.94 178.892 0 111.422 0 T1-T2 1.792 1.942 0 -117.321 0 -71.363 T4-T5 1.740 1.94 0 -171.262 0 -106.670 D1-T1 1.896 1.946 0 -107.552 0 -62.505 D3-T3 5.220 1.908 13.886 2.186 13.087 -65.589 21.817 -42.590 D5-T5 2.178 2.084 4.242 3.47 23.726 -35.679 26.689 -34.105 T1-D3 1.908 5.220 2.186 13.886 85.537 -3.272 55.543 -5.454 T3-D5 1.996 2.450 2.908 5.544 50.177 -14.772 41.710 -19.598 T3-D4 2.890 8.5 26.338 0 46.274 0 T¶i träng tÝnh to¸n: + ¤t« vµ ng−êi: ( )[ ]Ω++= TkS ngotoootoh ηβημ14.1 + Xe ®Æc biÖt hoÆc xe xÝch: Ω= dbdbh kS η 1.1 B¶ng 17. Néi lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn thanh giµn Ho¹t t¶i tÝnh to¸n ¤t« + Ng−êi Xe ®Æc biÖt TÝnh to¸n Néi lùc tÝnh c−êng ®é Tªn thanh S + S - S + S - S + S - S + S - D1-D2 107.484 0 44.283 0 107.484 0.00 299.706 0 D3-D4 232.544 0 102.815 0 232.544 0.00 680.219 0 D5-D6 277.213 0 122.565 0 277.213 0.00 810.883 0 T1-T2 0 -181.884 0 -78.499 0 -181.88 - -523.332 T4-T5 0 -265.389 0 -117.337 0 -265.39 - -776.295 D1-T1 0 -166.883 0 -68.755 0 -166.88 - -465.333 D3-T3 22.991 -103.553 23.999 -46.849 23.999 -103.55 - -269.987 D5-T5 39.119 -57.817 29.358 -37.515 39.119 -57.82 15.726 -90.681 T1-D3 133.797 -5.971 61.097 -6.000 133.797 -6.00 366.239 159.457 T3-D5 80.163 -24.930 45.880 -21.558 80.163 -24.93 180.589 46.556 T3-D4 46.127 0 50.901 0 50.901 0.00 101.486 0 Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang20 T¶i träng tÝnh mái: + ¤t« vµ ng−êi: ( )[ ]Ω++= TkS ngotoootoh ηβημ1 B¶ng 18. Néi lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn thanh giµn (tÝnh mái) Néi lùc tÝnh mái Néi lùc tÝnh to¸n Tªn thanh TÜnh t¶i SM+ SM- SM+ SM- ρ γtÝnh γchÞn D1-D2 152.030 76.774 0 228.804 152.030 0.664 1.458 1 D3-D4 354.071 166.103 0 520.173 354.071 0.681 1.475 1 D5-D6 422.084 198.009 0 620.094 422.084 0.681 1.475 1 T1-T2 -270.054 0 -129.917 -270.054 -399.971 0.675 -5.246 1 T4-T5 -404.081 0 -189.563 -404.081 -593.644 0.681 -5.097 1 D1-T1 -236.047 0 -119.202 -236.047 -355.249 0.664 -5.563 1 D3-T3 -131.634 16.422 -73.966 -115.212 -205.601 0.560 -13.475 1 D5-T5 -25.992 27.942 -41.298 1.950 -67.290 -0.029 1.911 1 T1-D3 183.841 95.569 -4.265 279.410 179.575 0.643 1.436 1 T3-D5 79.428 57.259 -17.807 136.687 61.621 0.451 1.264 1 T3-D4 40.008 32.948 0 72.956 40.008 0.548 1.346 1 → kh«ng ph¶i tÝnh mái. VIII.4. Xác định các kích thước cơ bản và diện tích của các thanh ViÖc chän tiÕt diÖn th−êng b¾t ®Çu tõ thanh cã néi lùc nÐn lín nhÊt T4-T5, c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña thanh nµy sÏ quyÕt ®Þnh bÒ réng b cña tÊt c¶ c¸c thanh vµ cè g¾ng gi÷ kh«ng ®æi ®Ó c¸c thanh liªn kÕt vµo nót ®−îc thuËn lîi. ChiÒu cao h cña c¸c thanh biªn còng nªn gi÷ cè ®Þnh ®Ó cho viÖc cÊu t¹o giµn ®−îc ®¬n gi¶n. X¸c ®Þnh s¬ bé b vµ h theo c«ng thøc kinh nghiÖm: ; 400 2 ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −= llh [ ]lhb 2.0−= Trong ®ã: l - nhÞp cña giµn, [m] TrÞ sè h chän cã thÓ sai lÖch ±10cm so víi h tÝnh ®−îc theo c«ng thøc trªn. DiÖn tÝch cÇn thiÕt cña tiÕt diÖn ®−îc tÝnh s¬ bé theo c«ng thøc gÇn ®óng: + Thanh biªn chÞu nÐn: ( )10082.0 −≈ ong R SF + Thanh biªn chÞu kÐo (cã xÐt gi¶m yÕu do lç ®inh): ( )10085.0 −≈ ong R SF NÕu tiÕt diÖn thanh kh«ng bÞ gi¶m yÕu (ch¼ng h¹n c¸c thanh cã cÊu t¹o b¶n bï t¹i nót) th× kh«ng cã hÖ sè 0.85; + Thanh xiªn chÞu nÐn: ( )1006.0 −≈ ong R SF + Thanh xiªn chÞu kÐo: ( )10085.0 −≈ ong R SF Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n diÖn tÝch cÇn thiÕt vµ kÝch th−íc cña tiÕt diÖn thanh, tiÕn hµnh chän kÝch th−íc cña c¸c thanh giµn, kiÓm tra ®iÒu kiÖn h/l h. C¸c kÕt qu¶ Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang21 tÝnh to¸n ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng 19. C¸c thanh giµn chän tiÕt diÖn ch÷ H riªng thanh D1- T1 chän tiÕt diÖn h×nh hép. δ δ δ h b d d n n d nδ d δ d h nb Y Y X B¶ng 19. KÝch th−íc tiÕt diÖn thanh KÝch th−íc ban ®Çu cña thanh KÝch th−íc tiÕt diÖn chän B¶n ®øng B¶n ngangThanh ChiÒu dµi thanh (cm) DiÖn tÝch cÇn thiÕt (cm2) ChiÒu cao (cm) ChiÒu réng (cm) δd (cm) hd (cm) L/15 δn (cm) bn (cm) DiÖn tÝch chän (cm2) D1-D2 800 135.614 1.4 38 53.33 1.4 50 172.48 D3-D4 800 307.791 2 52 53.33 2.2 50 309.20 D5-D6 800 346.915 2.4 52 53.33 2.2 50 349.04 T1-T2 800 196.973 2 48 53.33 2.0 50 284.00 T4-T5 800 294.673 64 48 2.4 56 53.33 2.4 50 377.28 D1-T1 1242 235.388 64 48 1.8 50 82.80 1.6 50 328.48 D3-T3 1242 136.720 1.6 50 82.80 1.6 50 234.88 D5-T5 1242 45.115 1.2 44 82.80 1.2 50 162.72 T1-D3 1242 165.719 1.4 40 82.80 1.2 50 168.64 T3-D5 1242 81.714 1.4 40 82.80 1.2 50 168.64 D2-T1 950 45.921 1.2 26 63.33 1.2 50 119.52 D3-T2 950 1.2 26 63.33 1.2 50 119.52 B¶ng 20. KiÓm tra ®é m¶nh cña thanh Thanh M«men qu¸n tÝnh B¸n kÝnh qu¸n tÝnh HÖ sè chiÒu dµi tù do ChiÒu dµi tù do §é m¶nh (λ) H×nh 10. TiÕt diÖn thanh giµn chñ Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang22 Trong MP giµn Ngoµi MP giµn Trong MP giµn Ngoµi MP giµn Trong MP giµn Ngoµi MP giµn (cm4) (cm4) (cm) (cm) Trong MP giµn Ngoµi MP giµn (cm) (cm) Trong MP giµn Ngoµi MP giµn TÝnh to¸n Yªu cÇu KÕt luËn D1-D2 12814.26 75113.49 8.619 20.868 1 1 800 800 92.81 38.34 92.81 100 ®¹t D3-D4 46910.15 137722.27 12.317 21.105 1 1 800 800 64.95 37.91 64.95 100 ®¹t D5-D6 56283.31 158433.22 12.698 21.305 1 1 800 800 63.00 37.55 63.00 100 ®¹t T1-T2 36894.67 126878.67 11.398 21.137 1 1 800 800 70.19 37.85 70.19 100 ®¹t T4-T5 70298.47 170857.18 13.650 21.281 1 1 800 800 58.61 37.59 58.61 100 ®¹t D1-T1 123770.34 131233.69 19.411 19.988 1 1 1242 1242 63.98 62.14 63.98 100 ®¹t D3-T3 33349.31 107403.63 11.916 21.384 0.8 1 994 1242 83.39 58.08 83.39 100 ®¹t D5-T5 17043.65 73667.71 10.234 21.277 0.8 1 994 1242 97.08 58.37 97.08 100 ®¹t T1-D3 14940.13 76668.58 9.412 21.322 0.8 1 994 1242 105.56 58.25 105.56 150 ®¹t T3-D5 14940.13 76668.58 9.412 21.322 0.8 1 994 1242 105.56 58.25 105.56 150 ®¹t D2-T1 3522.05 47942.97 5.428 20.028 0.8 1 760 950 140.00 47.43 140.00 150 ®¹t D3-T2 3522.05 47942.97 5.428 20.028 0.8 1 760 950 140.00 47.43 140.00 150 ®¹t NÕu ®iÒu kiÖn λ2.h.cosα < 1.7 × 105 cho c¸c thanh chÞu nÐn vµ λ2.h.cosα < 3.4 × 105 cho thanh chÞu kÐo th× cã thÓ bá qua ¶nh h−ëng cña träng l−îng b¶n th©n ®èi víi øng suÊt trong thanh. B¶ng 21. ¶nh h−ëng cña träng l−îng b¶n th©n vµ hÖ sè uèn däc thanh ch÷ H Träng l−îng b¶n th©n Tªn thanh λ2.h.cosα Yªu cÇu KÕt luËn viÖc xÐt ®Õn träng l−îng b¶n th©n HÖ sè uèn däc ϕ D1-D2 327347.32 340000 kh«ng D3-D4 219359.26 340000 kh«ng D5-D6 206385.37 340000 kh«ng T1-T2 236469.95 170000 cã 0.67 T4-T5 192347.22 170000 cã 0.75 D1-T1 - - - - D3-T3 224179.19 170000 cã 0.55 D5-T5 267421.90 170000 cã 0.42 T1-D3 287430.12 340000 kh«ng T3-D5 287430.12 340000 kh«ng D2-T1 328615.44 D3-T2 328615.44 (*) Thanh D1 - T1 lµ thanh cæng cÇu tiÕt diÖn h×nh hép nªn phÇn tÝnh to¸n hÖ sè uèn däc sÏ ®−îc tr×nh bµy sau. KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒ dµy nhá nhÊt cña b¶n thÐp hoÆc tËp b¶n thÐp n»m ngang trong tiÕt diÖn ch÷ H ®èi víi kÕt cÊu hµn ph¶i tho¶ m·n: 0.5δ khi 30mmδ ≥ vµ 0.6δ khi 25mmδ ≥ , trong ®ã: δ - chiÒu dµy tËp b¶n thÐp (hoÆc b¶n thÐp) n»m trong mÆt ph¼ng cña giµn. §Ó ®¶m b¶o sù æn ®Þnh côc bé cña thanh, tû sè gi÷a bÒ réng tÝnh to¸n cña tËp b¶n thÐp hoÆc b¶n thÐp trªn bÒ dµy cña chóng trªn c¸c thanh chÞu nÐn kh«ng v−ît qu¸ c¸c trÞ sè quy ®Þnh. Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang23 B¶ng 22. KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒ dÇy nhá nhÊt vµ æn ®Þnh côc bé cña thanh KiÓm tra tû sè bÒ réng/chiÒu dµy KiÓm tra chiÒu dµy nhá nhÊt b¶n n»m ngang b1/δ1 (bn/δn) b2/δ2 (b®/(2×δ®)) Thanh Chän Yªu cÇu KÕt luËn Chän Yªu cÇu KÕt luËn Chän Yªu cÇu KÕt luËn (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) D1-D2 1.4 0.84 ®¹t 35.71 45.00 ®¹t 13.57 18.56 ®¹t D3-D4 2.2 1.2 ®¹t 22.73 34.95 ®¹t 13.00 13.00 ®¹t D5-D6 2.2 1.44 ®¹t 22.73 33.00 ®¹t 10.83 12.60 ®¹t T1-T2 2.0 1.2 ®¹t 25.00 40.19 ®¹t 12.00 14.04 ®¹t T4-T5 2.4 1.44 ®¹t 20.83 30.00 ®¹t 11.67 12.00 ®¹t D1-T1 - - - 31.25 35.00 ®¹t 27.78 30.00 ®¹t D3-T3 1.6 0.96 ®¹t 31.25 45.00 ®¹t 15.63 16.68 ®¹t D5-T5 1.2 0.72 ®¹t 41.67 45.00 ®¹t 18.33 19.42 ®¹t T1-D3 1.2 0.84 ®¹t 41.67 45.00 ®¹t 14.29 20.00 ®¹t T3-D5 1.2 0.84 ®¹t 41.67 45.00 ®¹t 14.29 20.00 ®¹t D2-T1 1.2 0.72 ®¹t 41.67 45.00 ®¹t 10.83 20.00 ®¹t D3-T2 1.2 0.72 ®¹t 41.67 45.00 ®¹t 10.83 20.00 ®¹t VIII.5. Kiểm toán tiết diện thanh theo cường độ Sau khi ®· chän ®−îc tiÕt diÖn c¸c thanh, ta tiÕn hµnh kiÓm tra chóng theo c−êng ®é vµ mái. Khi ®ã ngoµi lùc däc trong c¸c thanh cã thÓ ph¶i xÐt ®Õn thanh bÞ uèn côc bé do träng l−îng b¶n th©n, b¶ng 21 x¸c ®Þnh c¸c thanh cÇn thiÕt ph¶i kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña träng l−îng b¶n th©n. VIII.5.1. Mômen uốn tại giữa và đầu thanh do trọng lượng bản thân 2 0.8 cos 8 bt bt t g lM n α= ± trong ®ã: gbt - träng l−îng trªn 1m dµi thanh. α - gãc nghiªng cña thanh so víi ph−¬ng ngang. VIII.5.2. Kiểm tra cường độ §èi víi thanh chÞu nÐn hoÆc chÞu kÐo: max bt o gy gy MS y R F I σ = + ≤ trong ®ã: Fgy, Igy - DiÖn tÝch vµ m«men qu¸n tÝnh cña thanh theo mÆt ph¼ng giµn ®· trõ gi¶m yÕu do c¸c lç ®inh liªn kÕt c¸c bé phËn cña thanh còng nh− liªn kÕt ®Çu thanh vµo nót giµn hoÆc b¶n nèi; nÕu c¸c thanh cã cÊu t¹o b¶n bï th× Fgy = Fng. ymax - kho¶ng c¸ch lín nhÊt tõ trôc trung hoµ ®Õn thí mÐp cña thanh. Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang24 VIII.5.3. Kiểm tra ổn định trong và ngoài mặt phẳng giàn C«ng thøc: o ng S R F σ ϕ= ≤ trong ®ã: Fng - DiÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn cña thanh. φ - HÖ sè gi¶m kh¶ n¨ng chÞu nÐn, phô thuéc vµo ®é m¶nh λ vµ ®é lÖch t©m t−¬ng ®èi trong mÆt ph¼ng uèn i. B¶ng 23. KÕt qu¶ kiÓm to¸n tiÕt diÖn thanh ch÷ H T ha nh N ( t) Sè b ul «n g F gy ( cm 2 ) σ (k g/ cm 2 ) g b t ( kg /c m ) α (r ad ) M bt ( kg .c m ) I (c m 4 ) h (c m ) σ (k g/ cm 2 ) Σ σ (k g/ cm 2 ) K Õt lu Ën (k g/ cm 2 ) σ K Õt lu Ën D1-D2 299.71 8 144 2074 12814 38 2074 ®¹t D3-D4 680.22 8 269 2527 46910 52 2527 ®¹t D5-D6 810.88 8 301 2694 56283 52 2694 ®¹t T1-T2 -419.95 8 244 -1721 2.23 0 156950 36895 48 -102.1 -1823 ®¹t -2207 ®¹t T4-T5 -628.24 12 305 -2058 2.96 0 208500 70298 56 -83.0 -2141 ®¹t -2220 ®¹t D3-T3 -213.28 8 203 -1051 1.84 0.87 201741 33349 50 -151.2 -1203 ®¹t -1651 ®¹t D5-T5 -70.38 8 139 -507 1.28 0.87 139762 17044 44 -180.4 -688 ®¹t -1030 ®¹t T1-D3 366.24 8 141 2604 2604 ®¹t T3-D5 180.59 8 141 1284 0.87 0 14940 40 0.0 1284 ®¹t D2-T1 101.49 8 96 1062 1062 ®¹t C¨n cø kÕt qu¶ trªn cho thÊy c¸c thanh ®Òu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÒ c−êng ®é vµ æn ®Þnh. IX. THIẾT KẾ NÚT GIÀN CHỦ Nót giµn thiÕt kÕ: D5, liªn kÕt sö dông bul«ng c−êng ®é cao. Nót D5 gåm cã c¸c thanh xiªn vµ ®øng liªn kÕt vµo nót: D5-T3, D5-T4, D5-T5; c¸c thanh biªn: D5-D4, D5-D6. IX.1. Tính liên kết các thanh xiên và thanh đứng vào bản nút Sè l−îng bul«ng c−êng ®é cao ®−îc tÝnh theo diÖn tÝch tiÕt diÖn thanh: 2 1. .t bn F m μ≥ trong ®ã: Ft - diÖn tÝch chÞu lùc cña thanh. μ - sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt øng víi mét ®¬n vÞ diÖn tÝch tiÕt diÖn thanh. m2 - hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc, m2 = 1. Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang25 B¶ng 24. Sè l−îng bul«ng cña thanh xiªn vµ thanh ®øng liªn kÕt vµo nót D5 Sè bul«ng Thanh Sè bul«ng trong mét hµng DiÖn tÝch tiÕt diÖn tÝnh to¸n Ft μb TÝnh Chän D5-T3 8 140.64 0.386 54.287 60 D5-T4 - 28.68 0.386 11.070 36 D5-T5 8 138.72 0.386 53.546 60 (Sè bul«ng cña thanh D5-T4 tÝnh theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh, vµ sè bul«ng chän dùa vµo thùc tÕ bè trÝ t¹i nót giµn). IX.2. Tính mối nối thanh biên Thanh biªn chØ nèi t¹i c¸c b¶n ®øng, sö dông 2 b¶n nèi N1 kÝch th−íc tiÕt diÖn 230 × 22 (mm), mét b¶n nèi N2 kÝch th−íc tiÕt diÖn 5200 × 22 (mm). IX.2.1. Tính số lượng bulông liên kết thanh D5-D6 HÖ sè mèi nèi: 2)2.2)5.2852(2.2)5.28232(( 2.22.454.2)5.2452(2 ×××−+××−× ×+××−×=+−= ∑ ∑ ∑ ∑ nio o FFF Fα = 0.896 Sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt b¶n nèi N1: 1 1. . nn Fμ α= = 0.386×0.896×2.2×(4×23-8×2.5) = 54.784 ≈ 55 bul«ng. Sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt b¶n nèi N2: 2 2. . nn Fμ α= = 0.386×0.896×2.2×(2×52-8×2.5) = 63.914 ≈ 64 bul«ng. → Sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt thanh D5-D6 lµ: n ≥ max(55;64) = 64 bul«ng. IX.2.2. Tính số lượng bulông lên kết thanh D4-D5 HÖ sè mèi nèi: 2)2.2)5.2852(2.2)5.28232(( 2.2460.2)5.2452(2 ×××−+××−× ×+××−×=+−= ∑ ∑ ∑ ∑ nio o FFF Fα = 0.819 Sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt b¶n nèi N1: 1 1. . nn Fμ α= = 0.386×0.819×2.2×(4×23-8×2.5) = 50.076 ≈ 50 bul«ng. Sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt b¶n nèi N2: 2 2. . nn Fμ α= = 0.386×0.819×2.2×(2×52-8×2.5) = 58.422 ≈ 58 bul«ng. → Sè bul«ng c−êng ®é cao cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt thanh D4-D5 lµ: n ≥ max(58;50) = 58 bul«ng. C¨n cø vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn tiÕn hµnh bè trÝ bul«ng c−êng ®é cao cho nót giµn D5 v¬i mét sè yªu cÇu sau: Sö dông bul«ng c−êng ®é cao φ22 ®−êng kÝnh lç φ25 → kho¶ng c¸c tèi thiÓu gi÷a c¸c t©m lç bul«ng lµ 3φ = 3×25 = 75mm → chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tim lç lµ 80mm. Víi môc ®Ých kh«ng thay ®æi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bul«ng c−êng ®é cao vµ b¶n nót cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n → mèi nèi nót D5 ®−îc thÓ hiÖn nh− h×nh vÏ 11. Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang26 55 14 0 13 0 14 0 55 52 0 12 12 47 6 12 122 50 0 240 8 x 8 0 = 64 0 50 85 80 160 80 12 47 6 12 12 50 0 55 4 50 56 0 50 60 60 440420 60 60500 12 12 476 12 80 80 140 560 74 50 530 24 452 24 22 500 52 0 52 0 500 22 20 460 20 60 800 122 800 60 B¶n §Öm 910x240x4 IX.3. Tính toán nút giàn D5 IX.3.1. Kiểm toán bền của bản nút bị xé rách theo I-I và II-II Lùc t¸c dông ND5-T3 = 180.59 t. a) Theo tiết diện I-I: DiÖn tÝch F1 = 2.2 × 42.05= 92.51 (cm2); DiÖn tÝch F2 = 2.2 × 49.05 = 107.91 (cm2); DiÖn tÝch F3 = 2.2 × 22.5 = 49.5 (cm2); DiÖn tÝch lµm viÖc quy −íc bÞ xÐ r¸ch theo I-I: F = 0.75 × (F1 + F2) + F3 = 0.75 × (92.51+107.91) + 49.5 = 199.82 (cm2) → øng suÊt xÐ : σ = =×= 82.199 1059.180 3 F N 903.759 kg/cm2 < 2800. KÕt luËn: ta thÊy σ = 903.759 < 0.9 × Ro = 0.9 × 2700 = 2430 (kg/cm2) → tiÕt diÖn I-I kh«ng bÞ xÐ r¸ch → ®¹t yªu cÇu. b) Theo tiết diện II-II: DiÖn tÝch F1 = F2 = 2.2 × 44.65 = 98.23 (cm2); DiÖn tÝch F3 = 2.2 × 22.5 = 49.5 (cm2); DiÖn tÝch lµm viÖc quy −íc bÞ xÐ r¸ch theo II-II: F = 0.75 × (F1 + F2) + F3 = 0.75 × (98.23+ 98.23) + 49.5= 196.85 (cm2) → øng suÊt xÐ : : σ = =×= 85.196 1059.180 3 F N 917.399 kg/cm2 < 2800. H×nh 11. Nót giµn D5 Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang27 KÕt luËn: ta thÊy σ = 917.399< 0.9 × Ro = 0.9 × 2700 = 2430 (kg/cm2) → tiÕt diÖn I-I kh«ng bÞ xÐ r¸ch → ®¹t yªu cÇu. I I F1 F2 II II F1 F2 420 49 5 300 634 300 F3 F3 IX.3.2. Kiểm toán bền bản nút theo tiết diện giản yếu III-III Lùc t¸c dông: D1 =180.59t ; D2 = 70.38t ; Gãc nghiªng cña thanh xiªn: α = 0.87 rad. Lùc c¾t Z = D1 × cosα + D2 × cosα = 180.59 × 0.57+ 70.38 × 0.57 = 143.053 t. Kho¶ng c¸ch tõ trôc thanh biªn ®Õn tiÕt diÖn ph¶i kiÓm tra: e = 20.5 cm M«men do lùc c¾t Z g©y ra t¹i tiÕt diÖn kiÓm tra: M = 143.053× 0.205 = 29.326 Tm. ChiÒu dµi cã kÓ ®Õn gi¶m yÕu cña tiÕt diÖn kiÓm tra: a = 184.2 – 22 × 2.5 = 129.2 cm. M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn kiÓm tra: TiÕt diÖn nguyªn: Ing = 1 145 803.94 cm 4 PhÇn lç bul«ng: Io = 334 653.43 cm 4 TiÕt diÖn gi¶m yÕu: Igy = Ing - Io =1 145 803.94 - 334 653.43 = 811150.51 cm 4 øng suÊt ph¸p t¹i tiÕt diÖn kiÓm tra: 2 2.184 51.811150 10326.29 5 ××== y I M gy IIIσ = 332.975 (kg/cm2) øng suÊt t¹i tiÕt diÖn kiÓm tra: =×× ××== 2.22.1292 10053.1433 2 3 3 δτ a Z III 754.924 (kg/cm 2) NhËn xÐt: σIII = 332.975 < 0.9Ru = 0.9 × 2800 =2520 (kg/cm2) vµ τIII = 754.924 < Rc = 0.6 × 2700 = 1620 (kg/cm2) → tiÕt diÖn III-III ®¶m b¶o chÞu lùc → ®¹t yªu cÇu. H×nh 12. KiÓm tra nót giµn bÞ xÐ r¸ch thep I-I vµ II-II Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang28 8 x 8 0 = 64 0 52 0 55 14 0 13 0 14 0 55 IIIIII 21 6 55 D1 D2 6080012280060 530 50 74 560 50 56 0 50 55 4 85 50 IX.3.3. Kiểm tra uốn tiết diện IV-IV Lùc t¸c dông: D1 = 180.59t ; U1 = 680.22t ; Gãc nghiªng cña thanh xiªn: α = 0.87 rad ; Kho¶ng c¸ch tõ trôc tiÕt diÖn thanh biªn vµ träng t©m tiÕt diÖn IV-IV: eo = 27.4 cm. Lùc däc t¹i tiÕt diÖn IV-IV: N = U1 + D1 × cosα = 680.22 + 180.59 × 0.6448 = 796.664 t M«men t¹i tiÕt diÖn IV-IV: M = N.eo = 796.664× 0.274 = 218.286 Tm Ta thÊy víi cÊu t¹o nót giµn nh− trªn tiÕt diÖn IV’-IV’ chÞu lùc gièng tiÕt diÖn IV-IV nh−ng tiÕt diÖn IV’-IV’ bÞ gi¶m yÕu do cã c¸c lç bul«ng nªn tiÕt diÖn IV’-IV’ lµm viÖc bÊt lîi h¬n tiÕt diÖn IV-IV → tiÕn hµnh kiÓm to¸n tiÕt diÖn IV’-IV’. 11 7 65 2 11 5 41 9 53 4 76 9 8x 80 =6 40 12 9 53 4 M N 22 22 13 03 23 0 IV' IV' IV IV NU1 D1 III 560 74 50 530 60 800 14 0 13 0 14 0 69 44 27 4 H×nh 14. KiÓm tra uèn theo tiÕt diÖn IV’-IV’ H×nh 13. KiÓm to¸n bÒn theo tiÕt diÖn III-III Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang29 DiÖn tÝch gi¶m yÕu cña tiÕt diÖn IV’-IV’: Fgy = 2 × (2.2 × 130.3) + 4 × (2.2 × 23) - 13 × 2.2 × 2.5 = 704.2 cm2 M«men tÜnh tiÕt diÖn nguyªn ®èi víi mÐp d−íi cña b¶n nót Sng = 2 × (2.2 × 130.3) × 130.3/2 + 2 × (2.2 × 23) × (11.5 + 40.5) = 42614.2 cm3 M«men tÜnh cña phÇn lç bul«ng ®èi víi mÐp d−íi cña b¶n nót: So = 9955 cm 3 = 2×2.2×2.5×(5.5 + 19.5 +32.5 + 46.5 + 57 + 65 + 73 + 81 + 89 + 97 + 105+113+121) M«men tÜnh gi¶m yÕu ®èi víi mÐp d−íi cña b¶n nót: Sgy = Sng - So = 42614.2 - 9955 = 32659.2 cm3 Kho¶ng c¸ch tõ mÐp d−íi cña b¶n nót ®Õn trôc trung hoµ === 2.704 2.32659 gy gy c F S y 46.4 cm M«men qu¸n tÝnh t¹i tiÕt diÖn IV’-IV’ - PhÇn nguyªn: ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ +×××+××+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ××+××= )9.419.12(232.22 12 232.247.113.1302.2 12 3.1302.22 22 3 2 3 ngI = 1,093,069.2 cm4 - PhÇn lç: 498.108346 cmIo = M«men qu¸n tÝnh gi¶m yÕu: Igy = Ing - Io = 1,093,069.2 – 108346.98 = 984,722.22 cm4 øng suÊt ph¸p t¹i tiÕt diÖn kiÓm tra: 4.53 22.984722 10286.218 2.704 10796.664 53 ××+×=IVσ =1153.471 (kg/cm2) σIV = 1153.471 < 0.9Ru = 0.9 × 2800 = 2520 (kg/cm2) → tiÕt diÖn IV’-IV’ ®¶m b¶o chÞu lùc → ®¹t. KÕt luËn: Nót giµn D5 víi kÝch th−íc nh− trªn ®¶m b¶o chÞu lùc. Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang30 X. THIẾT KẾ HỆ LIÊN KẾT DỌC X.1. Cường độ gió tính toán: 15 54 10 50 84 86 15 54 1 2 3 4 5 T1 T2 T3 T4 T5 D1 D2 D3 D4 D5 D6 10 50 84 86 H×nh 15: S¬ ®å tÝnh to¸n t¶i träng giã t¸c dông theo ph−¬ng ngang. Giµn thiÕt kÕ lµ giµn cã biªn song song cã ®−êng xe ch¹y d−íi, víi sè liÖu tÝnh to¸n nh− sau: ChiÒu cao phÇn giµn (h) 8.486 m ChiÒu cao phÇn mÆt cÇu (h1) 1,554 m ChiÒu cao lan can (hlc) 1,05 m HÖ sè ch¾n giã cña giµn 0,40 HÖ sè ch¾n giã cña lan can 0,60 PhÊn t¶i träng giã ph©n cho biªn trªn: Ktr = [0,6 x 0,4 x8,486 + 0,4 x 1,554 + 0,4 x (0,6 - 0,4) x 1,05] = 2.74 PhÊn t¶i träng giã ph©n cho biªn d−íi: Kd = [0,6 x 0,4 x8,486 + 0,8 x 1,554 + 0,8 x (0,6 - 0,4) x 1,05] = 3.45 B¶ng 25. C−êng ®é giã tÝnh to¸n t¸c dông lªn hÖ liªn kÕt däc(ω) Tæ hîp phô (n=1,2) Tæ hîp chÝnh (n=1,5) Biªn trªn Biªn d−íi Biªn trªn Biªn d−íi 0.137 0.17 0.49 0.62 Trr −− êê nn gg §¹¹ ii Hää cc X©© yy Dùù nn gg §åå ¸¸nn tt hh iiiÕÕ tt kk ÕÕ cc ÇÇ uu tt hh ÐÐ p Khh oo aa CÇÇ uu §−− êê nn gg SV:: Ph¹m Quý D−¬¬ ng–– Líí p 47C§4 hh ttt tttpp ::: /// ///www...ee bb oo oo kk ...ee dd uu ...vv nn MSSV:: 12229---47 trang31 X.2. Đường ảnh hưởng nội lực: §−êng ¶nh h−ëng cña c¸c thanh trong hÖ liªn kÕt ®−îc x¸c ®Þnh nh− ®−êng ¶nh h−ëng cña giµn tÜnh ®Þnh (mçi khoang chØ cã mét thanh xiªn). Néi lùc trong tõng thanh sÏ ®−îc chia ®«i. D11D10 D11'D10' dah D5-D6' dah D4-D5' dah D3-D4' dah D2-D3' dah D1-D2' dahT4-T5' dah T3-T