giangnamkientruc
New Member
Download miễn phí Đồ án Kết cấu thép - Thiết kế khung nhà
Chọn dàn mái dạng hình thang, liên kết cứng với cột .Chiều cao đầu dàn hdd=2,2m, độ dốc là 10%.Suy ra chiều cao giữa dàn là: hgd=3,7m.
Theo yêu cầu về kiến trúc và chiếu sáng ta chọn cửa trời chạy suốt theo chiều dài nhà với chiều cao cửa trời là 4m.Bề rộng cửa trời 12m, độ dốc mái cửa trời 10%.Cửa trời được bố trí làm hai tầng cửa kính với tổng chiều cao cửa kính là 3,7m.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
,5-93
1,2,7 -145,9
E,Thiết kế cột:
I,Xác định chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung:
1,Trước hết ta sơ bộ tính trọng lượng bản thân của cột trên và cột dưới.
*,Trọng lượng bản thân cột dưới:
Trong công thức trên:
N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp của đoạn cột dưới, ở đây là lực dọc Tại tiết diện A.
K là hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen làm tăng tiết diện cột, K=0,4.
R là cường độ tính toán của vật liệu thép làm cột, R=2100 daN/cm2.
j là hệ số cấu tạo trọng lượng các chi tiết làm tăng tiết diện cột, j=1,6.
g là trọng lượng riêng của thép , g=7850.10-6daN/cm3.
Suy ra :
*,Trọng lượng bản thân cột trên:
Trong công thức trên: N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện CT.
K là hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen làm tăng tiết diện cột, K=0,3.
R là cường độ tính toán của vật liệu thép làm cột, R=2100 daN/cm2.
j là hệ số cấu tạo trọng lượng các chi tiết làm tăng tiết diện cột, j=1,6.
g là trọng lượng riêng của thép , g=7850.10-6daN/cm3.
Suy ra :
2,Từ bảng nội lực ta chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán.
Đối với tính toán phần cột trên ta dùng cặp nội lực :
Đối với tính toán phần cột dưới ta dùng 2 cặp nội lực :
Nhánh mái:
Nhánh cầu trục:
Kết hợp ở trên ta có:
N1=177400+ Gduoicot= 177400+ 2808 = 180208daN.
N2=58698 + Gtrencot= 58698 + 673.1 = 59371 daN.
Tính các hệ số :
Tra bảng II.6b ta có :
m1=2,587 đm2=m1/c1=2,587/0,76=3,404.
Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung:
Lx1=m1.Hd=2,587.1080 = 2794 cm.
Lx2=m2.Ht=3,404.530 = 1804 cm.
Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung:
LY1=Hd=1080 cm.
LY2=Ht-HDCT=530-70=460 cm.
II,Thiết kế phần cột trên:
Cặp nội lực thiết kế:
Tiết diện cột trên là cột tổ hợp cấu tạo từ 3 bản thép ,đối xứng.Chọn chiều cao tiết diện bt=600 mm.
Tính độ lệch tâm:
Sơ bộ giả thiết hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện là h=1,25.Ta tính diện tích tiết diện yêu cầu sơ bộ theo công thức:
1,Với yêu cầu sơ bộ như vậy ta chọn tiết diện như sau:
Chiều dày bản bụng:db=12 mm.
dc=20 mm.
bc=320 mm.
2,Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:
Tính các đặc trưng hình học của tiết diện vừa chọn:
Diện tích bản bụng: Ab=1,2.(60-2.2)=67,2 cm2.
Diện tích bản cánh: Ac=32.2=64 cm2.
Diện tích tiết diện: A=2.Ac+Ab=2.64+67,2=195,7 cm2.
Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục x-x:
Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục y-y:
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột trên:
Độ lệch tâm tương đối và độ lệch tâm tính đổi:
3,Kiểm tra tiết diện vừa chọn:
Cột được kiểm tra theo trường hợp cột tổ hợp chữ H, tiết diện đối xứng chịu nén lệch tâm.
a,Kiểm tra bền:
Do cột không có tiết diện bị giản yếu, độ lệch tâm tính đổi m1<20 và giá trị của các mômen uốn dùng để kiểm tra bền và ổn định là như nhau cho nên theo quy phạm điều 5.24 ta không cần kiểm tra bền.
b,Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn trùng mặt phẳng đối xứng:
Có:
Vậy điều kiện ổn định :
Vậy cột đã chọn bảo đảm ổn định trong mặt phẳng uốn.
Chú ý ở đây ta có thể tính chính xác được trọng lượng bản thân cột theo đúng kích thước đã chọn :
Gcottren=(320+220).82.7850.10-6=347,598<436,32.
Như vậy kết quả tính càng thiên về an toàn mà thôi.
c,Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn .
ở ngoài mặt phẳng uốn cột được kiểm tra như cột chịu nén đúng tâm có kể tới ảnh hưởng của mômen trong mặt phẳng uốn(trùng với mặt phẳng đối xứng).
Công thức kiểm tra:
Trong đó: jY là hệ số uốn dọc theo phương ngoài mặt phẳng uốn được tính
bằng cách tra bảng hay tính theo công thức:
Mô men trong mặt phẳng uốn ảnh hưởng tới ngoài mặt phẳng uốn được lấy :
Trong đó : M là mômen lớn nhất trong 1/3 đoạn giữa của đoạn cột đang xét.
M1,M2 là mômen ở hai đầu đoạn cột đang xét lấy theo cùng một tổ hợp tải trọng .ở đây M1=-6433000 daNcm (tổ hợp 1,2,4,6,8).
M2=-7058000 daNcm.
Suy ra :
Vậy độ lệch tâm tuyệt đối, độ lệch tâm tương đối và hệ số C:
a,b xác định theo bảng II.5 phụ lục II:a=0,675;b=1C5 = 0,23
jy=0,569; jd = 0,9 ị C10 =1/(1+10.0,569/1)=0,15
Vởy ta có: C = 0,23.(2-0,2.7,13)+0,15.(0,2.7,13-1) =0,18
Điều kiện ổn định ở ngoài mặt phẳng khung:
Vậy đảm bảo điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung.
d,Kiểm tra ổn định cục bộ:
*,Kiểm tra ổn định bản cánh:
Công thức kiểm tra:
*,Kiểm tra ổn định bản bụng:
Kết luận : Cột đã chọn thoã mãn các yêu cầu về chịu lực và ổn định.
.
III,Thiết kế phần cột dưới:
1,Chọn cặp nội lực tính toán:
Đối với tính toán phần cột dưới ta dùng 2 cặp nội lực :
Nhánh mái:
Nhánh cầu trục:
2,Chọn tiết diện nhánh:
Sơ bộ giả thiết khoảng cách giữa hai trục nhánh C=hd=100 cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:
Y1=0,55.C=55 cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:
Y2=0,45.C=45 cm.
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:
Giả thiết j=0,8, diện tích yêu cầu của các nhánh là:
Chọn thép tổ hợp ở nhánh cầu trục với các thông số chọn như sau:
b = 400 mm
Chiều dày bản bụng:db=0,8 mm.
dc=10 mm.
bc=160 mm.
Tính các đặc trưng hình học của tiết diện vừa chọn:
Diện tích bản bụng: Ab=0,8.(40-2.1)=30,4 cm2.
Diện tích bản cánh: Ac=16.1=16 cm2.
Diện tích tiết diện: A=2.Ac+Ab=2.16+30,4=32,4 cm2.
Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục y-y:
Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục x-x:
Nhánh mái được tổ hợp hàn từ 1 thép bản 320x20 mm và hai thép góc đều cạnh L200x12mm, có các thông số sau: Ag=47,1 cm2.
z g0=5,37 cm.
3,Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:
Nhánh cầu trục:
Anh1=62,4 cm2.
Jx1=684,3 cm4.
rx1=3,31cm.
JY1=15823 cm4.
rY1=16 cm.
Nhánh mái:
Khoảng cách thực tế giữa hai trục nhánh :
C=h-z0=100-4,04=95,96 cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:
y2=C-y1=95,96-67,4=28,56 cm.
Mômen quán tính của toàn tiết diện đối với trục ảo x-x:
Kiểm tra lại tỷ số độ cứng của phần cột trên và cột dưới
Độ sai lệch so với giả thiết tỷ số độ cứng:
(8-5,65)/8.100%=29,3% <30%.
Như vậy nội lực giải ra theo tỷ số độ cứng giả thiết vẩn đảm bảo dùng được để thiết kế.
4,Xác định hệ thanh bụng:
*,Bố trí hệ thanh bụng như hình vẽ,các thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.Chọn khoảng cách các nút giằng là a=115 cm .Vậy chiều dài thanh xiên :
Góc a giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên:
tga=C/a=95,96/115=0,834.
Suy ra: a=400 và sina=0,64.
Sơ bộ chọn thanh giằng xiên L110x6,5 mm.Có các thông số sau:
Diện tích tiết diện : A=11,4 cm2.
Bán kính quán tính nhỏ nhất xét cho tất cả các trục: rmin tx =2 .
Vậy độ mảnh lớn nhất của thanh xiên là :
Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=14590 daN gây ra:
Thanh kiểm tra như thanh chịu nén đúng tâm, tra bảng II.1 ta có jmin tx=0,753.
Trong đó hệ số điều kiện làm việc g=0,75 do có kể đến sự liên kết lệch trục giữa trục liên kết và trục thanh:
Vậy thanh xiên đảm bảo sự ổn định.
*,Độ mảnh của toàn cột theo phương trục ảo x-x:
Tra bảng II.1 ta có jmin =0,...