Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC CHU VĂN AN ------------ Đồ Án Môn Học: KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI Mã đề: L=27m KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP Hình sinh viên Họ và tên sinh viên: TRẦN Mã số sinh viên: XXXXXX ĐẠI DIỆN ĐT liên lạc: 0909XXXXXX Lớp: XD_K1. Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng và công nghiệp Hệ: Đại Học Chính Quy (Văn bằng 2) Tháng 10 năm 2018 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI Thuyết minh Đồ án Kết Cấu Thép 1 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp Đề bài Địa điểm xây dựng : Nhà xưởng KCN Sóng Thần Quy mô công trình : - Nhà công nghiệp 1 tầng L=27m , một nhịp , Hai cầu trục cùng hoạt động trong một nhịp , cùng sức cẩu Q=15T, Bứơc cột 6m ,Mái lợp panen , có cửa trời - Tuổi thọ công trình 50 năm . - Thép CT3 có R=2100kg/cm2 , E= 2,1.106 , Hệ số  =0,3 ; =7850kg/m3 - Que hàn E42 , hày tay và kiểm tra bằng phương pháp Siêu âm - Bê tông móng đá 1x3 , Mac 250, Bu lông cấp độ bền 5.6 I. Chọn sơ đồ kết cấu I.1. Sơ đồ khung ngang Khung ngang là bộ phận chịu lực chính trong nhà CN. Khung ngang gồm cột và rường ngang, cột dạng bậc thang, rường ngang thường là dàn. Liên kết cột với gường ngang là liên kết cứng nhằm tạo độ cứng lớn cho khung (vì nhà công nghiệp 1 nhịp, có cầu trục hoạt động sức nâng Q=100(t)). +16.40 +12.00 +- 0,00 0,80 - Q=100T Hd=11900 Htr=5300 H3=8000 +18.65 L=27000 I.2. Kích thước chính của khung và một số cấu kiện cơ bản SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 1 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI a. Kích thước cầu trục. * Nhịp cầu trục: LK =L-2 Trong đó: L=27m; nhịp nhà : Khoảng cách từ nhánh đỡ dầm cầu trục tới trục định vị. Với sức trục Q=100 (t) thuộc trường hợp Q>75 (t) =1000 (mm) LK=27-2.1=25 (m). Từ đó xác định các thông số của cầu trục theo Bảng IV.1phụ lục IV sách ―Thiết Kế Kết Cấu Thép NCN‖ Bảng các số liệu về cầu trục (Lk=25m;Q=100/20(t)). Sức trục LK Kích thước chính Loại áp lực bánh Trọng (t) m (mm) ray xe lên ray (t) lượng (t) m.c m.p H B1 LT T B P1 P2 Gxe GCT 100 20 25 4000 400 4400 4560 8800 KP-120 44 45 43 b. Đường ray. Theo bảng IV.7 với ray loại KP-120 ta có: Loại ray K.lượng K.thước 1m dài(kg) (mm) H B b b1 a d KP-120 45 44 118 170 170 120 129 135 c. Kích thước theo phương thẳng đúng * Chiều cao H2 từ mặt ray đến cao trình cánh dưới dàn: H2=HCT+100+f Trong đó: HCT=4000 (mm); Chiều cao Gabarrit của cầu trục. 100: Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu. f=300(mm)Kích thước dự trữ lấy trong khoảng: 200—400 H2=4000+100+300=4400(mm). * Chiều cao từ mặt nền đến cao trình mặt dưới dàn: H=H1+H2=12000+4400=16400 (mm) Trong đó: H1=12000 mm;khoảng cách từ mặt nền đếnđỉnh ray. SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 2 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI * Chiều dài phần cột trên: HT=H2+HDCT+hr. Trong đó: HDCT= 700 (mm) hr: Chiều cao ray và đệm sơ bộ chọn bằng 200 mm HT=4400+700+200=5300 (mm). * Chiều dài phần cột dưới: Hd=H-HT+H3 Trong đó: H3=800 (mm): Phần cột chôn bên dưới cốt mặt nền Hd=16400-5300+800=11900 (mm). *Chiều cao đầu dàn: Sơ bộ lấy chiều cao đầu dàn h‘g=2250 (mm) d.Kích thước cửa mái: Độ dốc mái là i=1/10 l cm =(1/ 3-1/ 5)L chọn lcm =12m Quy phạm mới(1/2-1/5) Chiều cao ô cửa a=(1/ 15).L =(1/ 15).27 =1.8m Chiều cao bậu cửa hbc =400-450 mm, ta chọn hbc =400mm hcm, =a+2hbc +hpanen =1800+2*400+400=3000mm Chiều dày lớp mái hm= 300+40+120+15*2+15*2 = 520 mm d. Kích thước theo phương ngang * Chiều rộng tiết diện phần cột trên: hT =(1/10—1/12) HT =(1/10—1/12)5300=442—530( mm) và chẵn 250 Sơ bộ lấy hT=500 mm;Thoả mãn: D=-[B1+(hT-a)]=1000-(400+500-500)=600(mm)>60 (mm) * Chiều rộng tiết diện phần cột dưới: SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 3 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI hd=a+ Trong đó: a: Khoảng cách từ trục định vị tới mép ngoài phần cột dưới,trường hợp Q>75 t a=500 (mm) hd=1000+500=1500 (mm); Thoả mãn:hd >1/25H=16400/25=656(mm) I.3. Kích thước dàn Chiều cao dầu dàn bằng 2250 (mm), độ dốc cánh trên i=1/10, như vậy chiều cao giữa dàn là: 2250+(1/10).2700/2=3600(mm). * Cấu tạo dàn: SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 4 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI I.4. Hệ giằng a. Hệ giằng mái: * Giằng cánh trên. A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 * Giằng cánh dưới. A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 * Hệ giằng đứng. SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 5 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI b. Hệ giằng cột 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 16 17 II. Tính tải trọng tác dụnh lên khung 1. Tải trọng tác dụnglên dàn 1.1. Tải trọng tác dụng thường xuyên a. Tải trọng do mái: Tính tải trọng mái dựa vào cấu tạo các lớp mái cụ thể gồm các lớp cho trong bảng sau. Cấu tạo các lớp mái Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính 2 chuẩn daN/m mái vượt tải toán daN/m2mái Tấm mái 1,5x6m Lớp cách nhiệt dày 12cm bằng bt xỉ =500 kg/m3 2Lớp vữa lát, dày 1,5cm/lớp =1800 kg/m3 Lớp chống thấm dày 4cm =2500 kg/m3 2 lớp gạch lá nem dày1,5cm/lớp =2000kg/m3 150 1,1 165 60 54 1.1 1.2 66 64.8 100 1,2 120 60 1.2 72 Cộng 424 487.8 Đổi ra phân bố trên mặt với độ dốc mái i=1/10;cos=0,995 gmc=424/cos =424/0,995=426 kg/m2 mặt bằng(mb). SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 6 18 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI gmtt=487,8/0,995=490,25 (kg/m2 mb). b. Tải trọng do trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng: gd =1,2.d.L.n Trong đó: d=0,6: Hệ số cấu tạo dàn lấy trong khoảng(0,6—0,9) . L=27m :nhịp dàn. n=1,1 hệ số vượt tải. 1,2; hệ số kể đến trọng lượng của hệ giằng. gd=1,2.0,6.27.1,1=21,38 (kg/m2 mb). c. Trọng lượng kết cấu cửa trời: Tính theo công thức kinh nghiệm sau. gCT=.CT.LCT.n Trong đó: CT=0,5: Hệ số cấu tạo dàn. LCT=12m: Nhịp của cửa trời. n=1,1: Hệ số vượt tải. gCT=0,5.12.1,1=6,6 (kg/m2 mb). d. Trọng lượng bậu cửa mái+cửa kính * Trọng lượng cửa kính: gKC=40 kg/m2. * Trọng lượng bậu cửa: gBC=100 kg/m dài. * Lực tập trung ở chân cửa mái: gKB=1,1.40.1,8.6+1,1.100.6=1135,2 kg. Để tính toán khung ta thay lực tập trung bằng lực phân bố đều/mặt bằng tương đương g‘KB=2(gKB)/(B.L)=2(1135,2)/(6.27)=14 kg/m2mb. e. Tải trọng phân bố đều trên dàn do tĩnh tải: q=B..gi =6(490,25+21,38+6,6+14) =3193,38(kg/m). 1.2 Tải trọng tạm thời (Hoạt tải) Hoạt tải tạm thời lấy theo tiêu chuẩn VN 2737-95 : C p =75 g/m2 mb,Hệ số vượt tải n=1,3. * Hoạt tải phân bố đều trên dàn là: p=nP.PC.B=1,3.75.6=585 kg/m2. SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 7 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI 2. Tải trọng tác dụng lên cột 2.1. Do phản lực của dàn a. Do tải trọng thường xuyên: A=q.(L/2)=3193,38.(27/2)=43110,8 (kg) . b. Do tải trọng tạm thời: A‘=p.(L/2)=585(27/2)=7897 kg. 2.2. Do trọng lượng dầm cầu trục Tính theo công thức kinh nghiệm sau: GDCT=DCT.L2DCT.n Trong đó: DCT =35—47 với cầu trục sức trục Q>75 (t),lấy DCT=43.5 n=1,1; Hệ sốvượt tải. GDCT=43.5.62.1,1=1723 kg. 2.3. Do áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột. tải trọng đứng của dầm cầu trục lên cột được xác định do tác dụnh của 2 cầu trục hoạt động trong một nhịp. * Lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của bánh 1xe lên ray lấy trong sổ tay cầu trục(Bảng VI.2 phụ lục VI).Với cầu trục sức trục Q=100 t,ta có: P1CMAX=44 t, P2CMAX=45 t, * Lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của 1 bánh xe tính theo công thức sau: P1CMIN =(Q+G)/n0- P1CMAX =(100+135)/4 -44 =14,75 t. P2CMIN =(Q+G)/n0- P2CMAX =(100+135)/4 -45 =13,75 t. Trong đó: Sức trục Q=100 t. Trọng lượng toàn cầu trục G=135 t. Số bánh xe ở một đầu cầu trục n0=4. * áp lực thảng đứng lớn nhất (Dmax) lên cột do PC 1 max , PC 2 max,được xác định bằng đường ảnh hưởng phản lực khi có một bánh xe đặt vai cột, các bánh xe khác có xu thế gần vai cột nhất. SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 8 Đồ Án KẾT CẤU THÉP 1 GVHD: ThS. TRẦN THÚC TÀI Với vị trí bất lợi nhất của các bánh xe. * áp lực (Dmax) tính theo công thức: c c Dmax=n.nc (P 1max. yi.+ P 2max. y) Trong đó: n=2 ;Hệ số vượt tải. nc Hệ số tổ hợp xét đến sát suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa. nc=0,85 khi có 2 cầu trục hoạt động ché độ vừa. yi: tung độ đường a/h phản lực. Dmax=1,2.0,85.[44*0,1+45(0,86+1+0,573+0,433)] =135,58 t. * Tính Dmin theo công thức: Dmin=1,2.0,85.(14,75.0,1+13,75.2,866)=41.7 t. 2.4. Do lực hãm xe con Khi xe con hãm sinh ra lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động. Lực hãm xe con thông qua bánh xe truyền lên dầm hãm tới cột. * Lực hãm tiêu chuẩn của một bánh xe: c T 1=0,05(Q+Gxe)/n0=0,05(100+43)/4 =1,7875 t, Trong đó: SVTH: TRẦN ĐẠI DIỆN 9