PHẦN I: SỐ LIỆU ĐỀ BÀI 1. SỐ LIỆU CHUNG 2. SỐ LIỆU RIÊNG PHẦN II: XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC KHUNG NGANG. 1. CẦU TRỤC 2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC THEO PHƢƠNG ĐỨNG 3. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC THEO PHƢƠNG NGANG 4. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG PHẦN III: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG.
- TẢI TRỌNG THƢỜNG XUYÊN
- TẢI TRỌNG SỬA CHỮA MÁI
- ÁP LỰC CẦU TRỤC LÊN VAI CỘT
- LỰC XÔ NGANG CỦA CẦU TRỤC
- ÁP LỰC GIÓ PHẦN IV: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG.
- TĨNH TẢI
- HOẠT TẢI
- ÁP LỰC ĐỨNG Dmax VÀ Dmin
- LỰC XÔ NGANG T
- TẢI GIÓ PHẦN V: TỔ HỢP NỘI LỰC.
- BẢNG TÓM TẮT NỘI LỰC TRONG KHUNG
- BẢNG TỔ HỌP NỘI LỰC TRONG KHUNG PHẦN VI: THIẾT KẾ CỘT.
- THIẾT KẾ CỘT TRÊN
- THIẾT KẾ CỘT DƢỚI
- THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CỘT
- TÍNH TOÁN CHÂN CỘT PHẦN VII: THIẾT KẾ DÀN MÁI. A. TÍNH NỘI LỰC THEO PHƢƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ CRÊMÔNA
- SƠ ĐỒ VÀ KÍCH THƢỚC CHÍNH CỦA DÀN
- TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN
- TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DÀN
- TÍNH TOÁN CHÂN CỘT B. TÍNH NỘI LỰC THEO PHẦN MỀM SAP 2000 C. NHẬN XÉT- CHỌN PHƢƠNG ÁN TÍNH TOÁN THANH DÀN D. TÍNH TOÁN CÁC THANH DÀN
- XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN CÁC THANH DÀN
- CHỌN TIẾT DIỆN CÁC THANH DÀN
- TÍNH DÀN PHÂN NHỎ
4. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT TRONG DÀN
PHẦN I:
SỐ LIỆU ĐỀ BÀI
####### 1. SOÁ LIEÄU CHUNG:
1 Ñòa ñieåm xaây döïng: 2 Quy moâ coâng trình: + Nhaø coâng nghieäp moät taàng, 1 nhòp. Böôùc coät ñeàu nhau =6m.
- Maùi duøng panel [ Beà roäng taáp maùi 1] lôïp treân daøn theùp. Ñoä doác maùi i= 1/
- Caàu truïc hai moùc, laøm vieäc ôû cheá ñoä trung bình
- Vaät lieäu theùp CT3, Que haøn E42A, bulong töø theùp ñoä bền thuoäc lôùp 4 [ hoaëc lôùp 4]. Moùng beâ toâng maùc 300. 3 Ñòa hình: Thuoäc ñòa hình B [ töông ñoái troáng traûi]
2. SOÁ LIEÄU RIEÂNG:
Số liệu tính toaùn :
- Nhòp : L = 30 m.
- Söùc truïc : Q = 50/10 T.
- Cao trình ray : Hr = 9 m.
- Böôùc khung : B = 6 m.
- Chieàu daøi nhaø : L = 84 m.
- Vuøng gioù IA q 0 = 55daN/m 2
Q=50/10T
2200
+16
15400
-0.60m0
+19
+15 +13
+8+9
30000 M?T C?T NGANG CÔNG TRÌNH TL 1/
Q=50/10T
4500
8700
+19
3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000
i=10% i=10%
Nhòp nhaø L [m] Chieàu cao ñænh ray Hr [m] Sức trục Q [kN] 30 9 500/
- Khe hở an toàn giữa mút cầu trục và mép trong cột trên : D = 0 m.
Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị :
2 LL k\= 0,75 mm
- Chọn sơ bộ bề rọng phần cột trên :
- ht =
Ht =
11 1 10 1x 4= 0 0.
Ta chọn ht = 0 m [bội số của 0 m].
- Khoảng cách từ trục định vị tới mép cột ngoài :
Ta chọn a = 0 m [trục định vị trùng với tim cột trên]
- Bề rộng cột dƣới : d .0ah 75 .0 25 1 m.
- kiểm tra lại theo yêu cầu độ cứng của khung
- hd ≥
d = 0,1 m ÷ 0,09 m
- hd ≥ 1/20 [Ht + Hd ] = 0,855 m [thỏa yêu cầu ]
####### 4ÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG :
Q=50/10T
2200
+16
15400
-0.60m0
+19
+15 +13
+9 +8
30000
M?T C?T NGANG CÔNG TRÌNH TL 1/
Q=50/10T
4500
8700
+19
3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000
i=10% i=10%
***** CÊu t¹o dμn: ChiÒu cao dÇu dμn b»ng 2200 [mm], ®é dèc c ̧nh trªn i=1/
*** HÖ gi»ng:** a. HÖ gi»ng m ̧i
_ Gi»ng c ̧nh trªn:._*
_ Gi»ng c ̧nh díi:_*
i=10% i=10%
3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 30000
2200 2200
6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000840006000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
0.00m-0
30000
H? GI? NG CÁNH THU? NG- TL 1/1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1211 13 14 15
A
B
6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000840006000 6000 6000 6000 6000 6000
0.00m-0
30000
H? GI? NG CÁNH H? -TL 1/
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1211 13 14 15
A
B
PHẦN III:
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG
NGANG
####### 1. TẢI TRỌNG THƢỜNG XUYÊN :
aọng lƣợng mái :
Độ dốc mái : i =10%
cos = 0. Trọng lƣợng do các lớp mái
Tải trọng tiêu chuẩn [daN/m 2 ]
Hệ số vƣợt tải
Tải trọng tính toán [daN/m 2 ]
- Tấm panen bê tông cốt thép cở lớn 150 1 165
- Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 4 cm
####### 40 1 48
- Lớp chống thấm 2 giấy 3 dầu 10 1 12
- Lớp vữa tô trát tổng chiều dày 4 cm
####### 80 1 96
- Hai lớp gạch lá nem mỗi lớp dày 3 cm 120 1 132
Tổng tải trọng 400 453
Trọng lƣợng kết cấu mái và hệ giằng đƣợc lấy nhƣ sau: gtt 1 = nxgtc 1 = 1=36 [daN/m 2 ]
Trọng lƣợng kết cấu cữa mái: gtt 2 = n x gtc 2 = 1=18 [daN/m 2 ]
####### 2. TẢI TRỌNG SỬA CHỮA MÁI :
Theo tiêu chuẩn Việt Nam về tải trọng và tác động TCVN 2737-1995, tải trọng sửa chữa mái lợp panen bêtông cốt thép đƣợc lấy bằng 75daN/m 2 mặt bằng nhà, giả thiết độ dốc mái nghiêng là 1/ Hay nói cách khác mái nghiêng 1 góc 6°. Giá trị tải sửa chữa mái đƣa vào tính toán là :
pc = 75 daN/m 2.
n =1.
'c 0
1 75 p n 98 cosdaN/m 2.
Tải sửa chữa mái dồn về một khung thành tải phân bố đều
P = P` * B = 98 * 6 = 588 [daN/m] = 5 [KN/m].
Tính tải tác dụng lên dàn :
Chọn hck = 0 m.
Gbc+ck = 2* [165 + 44 * 0,7] / 27 = 14,50 daN/m 2.
Tỉnh tải : Bg .[ dm ct bcck]gggg = 12 x [455 + 21 + 13,2 + 14,50] = 6052,daN/m 2.
Hoạt tải tác dụng lên cột :
P = P` * B = 105 * 6 = 1260 daN/m 2.
####### 3. ÁP LỰC CẦU TRỤC LÊN VAI CỘT:
Áp lực cầu trục lên vai cột đƣợc tính theo công thức sau :
Dmax = n.nc. yi Dmin = n.nc. yiVới + n=1 là hệ số vƣợt tải
- nc= 0 là hệ số tổ hợp, xét đến xác xuất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của 2 cầu trục hoạt động cùng nhịp.
Theo Catalogue ta có pmax= 490 KN, Pmin=145 KN
Hoặc có thể tính giá trị của pmin nhƣ sau:
Tổng trọng lƣợng cầu trục G=770 KN, số lƣợng bánh xe một bên ray n 0 =2.
Pmin= 0
####### 500 770 490 145
max 2
####### QGP
n
####### KN.
Sắp xếp các bánh xe cầu trục trên đƣờng ảnh hƣởng nhƣ sau:
####### Y 2 = 1
####### Y 3 = 0,
####### Y 1 = 0.
y 4 = 0
####### P1 P2 P3 P
5000 1300 5000
6000 6000
####### Y
####### Y2 Y
1000 5000 1300 4700 300
aải trọng tập trung tại đáy vì kèo :
Cao trình đáy vì kèo : H = 13 m Kb = 1.
Cao trình đỉnh vì kèo : H = 13 + 2 + 1 + 2 + 0 = 19 m KT = 1.
Trong khoảng từ cành dƣới dàn đến đỉnh mái hệ số k đƣợc lầy trung bình 2 giá trị trên và bằng 1.
Tải gió tập trung tại đáy vì kèo :
h.C.B.K.q ii wd 1 55 1 6 [0 2 0 0 0 2 0 0, 6]wd = 1065 daN = 10 kN
wh 1 * 55 *1 6 [0 0 0 2 0 0,9 0 2]wh = -1611 daN = 16 kN
- Tải trọng phân bố đều [trên cột] :
Gió đẩy:
0 C.B.K.q q 1 0 1 55 6 360 daN / m 3 kN / mGió hút: ' 0
' C.B.K.q q' 1 0 1 55 6 270 / m 2 kN / m+19
C1= -0. 0.
qd
-0. -0.
-0.
-0 -0. 0.
qh -0.
W
W
8700
4500
2197
1789
1580
610 +16
+19
+15 +13
+8
30000
PHẦN IV:
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG
Để thiết lập sơ đồ tính cho khung ngang 1 cách đơn giản, ta giả thiết:
Thay thế cột bằng cấu kiện thanh trùng cới tim cột, có độ cứng bằng độ cứng cột. Cột trên và cột dƣới đƣợc nén đồng trục cộng thêm 1 moment lệch tâm tại vai cột. Thay thế dàn bằng 1 thanh trùng với cánh dƣới dàn.
Khi tải không tác dụng trực tiếp lên xà, coi độ cứng xà bằng vô cùng EJ = 00.
Giả sử tỷ lệ độ cứng giữa các tiết diện trong thanh là :
cd ct
j j
\= 8 ; d ct
####### J
####### J
\= 30 [ Chọn sơ bộ]
####### 1ĨNH TẢI :
Sơ đồ tính
Toàn bộ tĩnh tải tác dụng lên khung nhƣ sau: q =B[qtt+gtt 1 +gtt 2 /3]=6x[453+36+6]=2970 [daN/m]= 29 KN/m.
Lực dọc trong cột trên khung bằng:
N q 2 30 445. 22####### KN.
Moment lệch tâm đặt tại vai cột: Mlt=N 2 x e =445.5x0.275=122 [KNm] Ta có các thông số sau để tra bảng: 4 0. 4 8.
t td
a H h H H
và n= 2 1
####### 1 0.
####### 8
####### J
####### J
Tra bảng và nội suy ta đƣợc: KB= -0 và K’B = 1. Giải bài toán bằng phƣơng pháp chuyển vị với phƣơng trình chính tắc nhƣ sau: rR 11 .0 1 P Giải bài toán trên thành 2 bài toán nhƣ sau:
e=0.
29 KN/m
4500
8700
30000
- Giá trị moment ở chân cột: 0 cd 305. 233[ ] PA cd
M EJ x h KNm h EJ
- Giá trị moment ở đỉnh cột: 0 cd 305. 210[ ] PB cd
M EJ x h KNm h EJ
- Giá trị moment ở đầu dàn: 6 cd 305. 2227 210[ ] BC cd
M EJ x h KNm h EJ
- Giá trị moment ở giữa dàn: 22 29 30 210 3130[ ] nhip 88 BC M ql M x KNm Biểu đồ mômen cuối cùng:
Xét bài toán BT2:
Từ các thông số =0, x h
####### =4.
####### 13.
\=0 và n=0, tra bảng ta đƣợc:
'
####### 0.
####### 1.
B B
k k - Momen và phản lực đỉnh cột đƣợc xác định nhƣ sau: MB= KBệchtâm=-0[-122]=19 [KNm] ' 1 122 13. 13.
QBBK Mlechtam x h
####### [KN]
- Mômen tại chân cột trên: MII=MB+QB.Ht=19-[13.86x4]= -42 [KNm]
- Mômen tại đỉnh cột dƣới: MIII= -Mlechtam+MII=122- 42 =80[KNm]
- Momen tại chân cột: MA= MII+ QB= 80-[13.86x8]=-40 [KNm]
M 0 P
29 KN/m
29 KN/m
29 KN/m
Cộng kết quả 2 bài toán trên ta thu đƣợc biểu đồ moment gây ra do tĩnh tải:
Biểu đồ môment do tĩnh tải
Lực cắt tại chân cột 196 11 21. 8.
####### QTTA [KN]
####### 2ẠT TẢI :
Tính tƣơng tự trƣờng hợp tĩnh tải, với qht= 5/m. Nhƣ vậy chỉ cần nhân các tung độ biểu đồ
moment của trƣờng hợp tĩnh tải vởi tỉ số 5 0. 29.
ht tt
q q Biểu đồ moment nhƣ sau:
40 KN/m
80 KN/m
19 KN/m
38 KN/m
M 0 P
190 KN/m
101 KN/m
192 KN/m
20 KN/m
38/m
19/m
38 KN/m
2 KN/m
MA KA. E J. 2 cd [ KB KB '] E J. 2 cd 4 E J. 2 cd h h h
Xác định hệ số r 11 và R1p:
Cắt thanh dàn và chiếu tất cả các lực tác dụng lên phƣơng ngang ta xác định R1p: R1p=21+15+10+16.12=63[KN]