Download miễn phí Đồ án Thiết kế khung ngang nhà xưởng bằng thép một tầng, một nhịp có 2 cầu trục hoạt động
IV. Thiết kế cột
1. Xác địng nội lực cặp nội lực tính toán
* Đoạn cột trên:
Cột trên có tiết diện đối xứng, cặp nội lực nguy hiểm nhất là tổ hợp có momen uốn với trị số tuyệt đối lớn nhất(dấu âm hay dương)và lực dọc tương ứng.
Từ bảng tổ hợp nội lực, so sánh cặp nội lực ở tiết diện (B—B) và (CT—CT),chọn cặp nội lực ở tiết diện (B—B):M=-643,55 KN.m; NTƯ =552,79 KN
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:
1.Hd.Trong đó:
m1, m2Các hệ số Î Sơ đồ liên kết
Tải trọng tác dụng.
Tính các thông số.
+ Tỉ số độ cứng đơn vị giữa hai phần cột:
K1=
+ Tỉ số lực nén tính toán lớn nhất của 2 phần cột:
m=Nd/NT =173,03/55,279 =3,13.
+ Tính hệ số:
C1 =(HT/Hd)=
Dựa vào bảng II.6b phụ lục II,tra được m1=2,0.
m2=m1/C1=2,0/1,026 =1,94.
Tính được:
l2X =1,94.5,3=10,3 m.
l1X =2.11,9=23,8 m.
b. Chiêu dài tính toàn ngoài mặt phẳng khung: Xác định bằng khoảng cách các đểm cố kết dọc ngăn cản không cho cột Cvị theo phương dọc nhà.
+ Phần cột trên: l2Y = HT - hDCT =5,3 -0,7 =4,6 m.
+ Phần cột dưới: l1Y = Hd=11,9 m.
3. Thiết kế cột trên đặc
a. Chọn tiết diện
Cặp nội lực tính toán M=-643,55 KN.m; NTƯ =552,79 KN
Trọng lượng bản thân cột: G2=0,714 t.
Lực nén tổng cộng:N=Ntư +G2 =55,279+0,714=55,993 t.
Chiều cao tiết diện cột đã chọn trước hT =500(mm)=50cm.
Độ lệch tâm: e=M/N =64,355/55,993=1,15 m =115 cm.
Diện tích cần thiết của tiết diện,sơ bộ tính theo:
ACT =
Chọn chiều dày bản bụng db=12 (mm);
thoả mãn {db>8(mm).
db=(1/70—1/100)HT=(7,5—11) mm.
Chiều rộng cánh bC =400(mm);chiêu dày dC=20(mm).
Thoả mãn{ bC/HT =380/5300=0,0717 >1/30=0.0333)
Diên tích tiết diện vừa chọn.
Bản bụng : 4,6.1,2=55,2cm2.
Bản cánh: 2(38.2,0)=152 cm2.
A=207,2cm2.
c.Kiểm tra tiết diện đã chọn
*Tính các đặc trưng hình học của tiết diện.
Jx=J+2[Jc+a2.Fc]=
Jy=
rX =
ry =
wx =
rx=
+ Độ mảnh và độ mảnh quy ước.
lx =
=lx
ly =
Độ lệch tâm tương đối và độ lệch tâm tính đổi.
m=
Với =1,502; m= 6,12; Ac/Ab=152/55,2=2,75.
Tra bảng II.4 phụ lục II được: h=1,4 – 0,02 = 1,4 – 0,02.1,502 = 1,37
m1=h.m=1,37.6,12=8,384<20.
*Kiểm tra bền.
Cột trên không cần kiểm tra bền vì Ath=Ang,và m1<20.
*Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung.
Với =1,502; m1= 8,384;tra bảng II.2 phụ lục II được hệ số jlt=0,154.
Điều kiện ổn định:
s=
*Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung.
Momen tính toán khi kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là momen lớn nhất tại tiết diện ở phần ba đoạn cột.
Momen tính toán tại tiết diện B(đỉnh cột)có trị số MB= -64,355 t.m,do các tải trọng 1,2,4,6,8,như vậy momen tương ứng ở đầu kia (tiết diện C) do các tải trọng này là: M2= 3,58 t.m.
+ Momen ở 1/3 đoạn cột:
M=41,723t.m
Momen quy ước :
M’=Max(MB/2,MC/2,M)= 41,732 t.m.
+ Độ lệch tâm tương đối: m’X =
m’X <5;Dựa vào bảng II.5 phụ lục II,xác định các hệ số:
a=0,65+0,005m’X =0,65+0,005.3,97=0,6698.
ly=48,95
ly=48,95;tra bảng II.1 phụ lục II được jY =0,877.
Điều kiện kiểm tra:
s=
*K iểm tra ổn định cục bộ.
+ổn định cục bộ bản cánh.
Theo bảng 3.3;khi 0,8£=1,502£4
Tiết diện đã chọn có:
Vậy bản cánh đảm bảo ổn định cục bộ
+ổn định cục bộ bản bụng.
Vì KNCL của cột được xác định theo điều kiện ổn định ttông thể trong mặt phẳng khung nên tỉ số giới hạn [h0/db] xác định theo bảng 3.4.
ứng với m=6,12 >1; lX=1,502 >0,8,ta có:
Tiết diện đã chọn có:
như vậy đảm bảo ổn định không cần đặt sườn dọc.
Kiểm tra điều kiện:
ho/db <
Kết luận: Không cần đặt sườn ngang cho bản bụng,tiết diện chọn như hình vẽ là đảm bảo.
4.Thiết kế cột dưới rỗng
4.1.Chọn tiết diện cột.
Cột dưới rỗng có tiết diện không đối xứng,bao gồm 2 nhánh:
Nhánh mái(nhánh 1) và nhánh cầu trục(nhánh 2).Nhánh mái dùng tổ hợp của 1thép bản và 2 thép góc,nhánh trong dùng tiết diện tổ hợp từ ba thép bản.
+ Cặp nội lực tính toán nhánh cầu trục:
M1=M-max= -149,464t.m;Ntư =173,03 t.
G2=2,7 t.
Lực nén tổng cộng: N1=173,03+2,7=175,73 t.
+ Cặp nội lực tính toán nhánh mái:
M2=M+max= 220,897 t.m;Ntư =91,526 t.
G2=2,7 t.
Lực nén tổng cộng: N2=91,526+3,2=94,726 t.
a.Chọn tiếtdiện nhánh.
Sơ bộ giả thiết khoảng cách 2 trục nhánh C=hd=1,5 m,khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục nhánh 1 và nhánh 2
y1=y2=C/2=1,5/2=0,75 m.
*Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:
Ntnh.1=
*Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:
Ntnh.2=
Giả thiết hệ số j =0,82(l=60);Diện tích yêu cầu các nhánh:
+ Nhánh cầu trục:
Actnh.1=
+Nhánh mái:
Actnh.2=
Theo yêu cầu độ cứng, chọn bề rộng cột(chiều cao tiết diện mỗi nhánh):
b=44 cm. Thoả mãn : Trong khoảng (0,3—0,5)hd=45—75 cm.
b/Hd=44/800=0,055 >1/30=0,0333.
*Nhánh cầu trục.
Dùng tiết dạng chữ I tổ hợp có các kích thước và diện tích là:
Anh.1=40,8.1,2+2.22.1,6=119.36 cm2.
+Tính các đặc trưng hình học.
Jx1=
rX1=
Jy1=
ry1=.
*Nhánh mái:
Dùng tiết diện tổ hợp từ một thép bản 490x14 và 2 thép góc đều cạnh
L 100x12 có A1g=22,8 cm2. z1o=2,91 cm.
Diện tích tiết diện nhánh:
Anh.2=38.2,0+2.22,8 =121,6 cm2
Khoảng cách từ mép trái của tiết diện(mép ngoài bản thép) đến trọng tâm tiết diện nhánh là: zo
zo=
+ Đặc trưng hình học của tiết diện nhánh mái.
Jx2=
rX2=
Jy2=
ry2=.
+Tính khoảng cách giữa hai nhánh trục.
C =hd -zo =150 -2,44=147,56cm.
+Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện
đến trục nhánh cầu trục:
y1=.
y2=C -y1=147,56-74,5=73,06 cm.
+Momen quán tính toàn tiết diện với trục trọng tâm (x—x).
JX=åJxi +åyi2.Anhi =+869,67+121,6.(73,06)2+119,36(74,5)2=
=1315264,9 cm4.
rX=
b.Xác định hệ thanh bụng.
Bố trí hệ thanh bụng như hình dưới.
Khoảng cách các nút giằng a=148 cm,thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.
Chiều dài thang xiên: S=
Góc giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên a:
tga=147,56/148 =0,997; ®a=44,90 ; sina=0,706.
+Sơ bộ chọn thanh xiên là thép góc đều cạnh L 110x8
có ATX =17,2cm2;
rmin=ryo=2,18 cm.
Lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=23,475 t:
NTX =
*Kiểm tra thanh bụng xiên.
Độ mảnh:
lmax=
Tra bảng II.1 phụ lục II được jmintx =0,618.
+Điều kiện ổn định:
stx =
+Độ mảnh toàn cột theo trục ảo (x--x)
lx=(l1x/rx)=(2380/73,88)=32,2.
Góc a=44,90
Nội suy từ bảng 3-5 được k=28.
ltd =
Từ ltd =35,1;tra bảng II.1 phụ lục II được j =0,921.
Tính lực cắt quy ước.
Qqu =7,15.10-6(2330-
Nhận thấy rằng lực cắt đã dùng để tính thanh bụng xiên Q>Qqu Do vậy không cần tính lại thamh bụng và ltd .
*Thanh bụng ngang: tính theo lực cắt quy ước Qqu =2,996 t.Vì Qqu khá nhỏ nên chọn thanh bụng ngang theo độ mảnh giới hạn[l]=150.Dùng một thép góc đều cạnh L56x5 có rmin =1,1 cm. Atn=5,42 cm2
l =147,56/1,1=134,15<[l]=150.
®j=0,393.
s =
c.Kiểm tra tiết diện dã chọn.
Nhánh 1:Nội lực tíh toán
Nnh1= t
Độ mảnh của nhánh: ly1= ly1/r y1= 1190/17,95=66,3
lx1= lnh1/r x1= 148/4,88=21,5< ly1
Tra bảng với lmax= ly1 = 66,3 ta có jmin = 0,794
< Rg =2100 kG/cm2
Nhánh 2:Nội lực tính toán
Nnh1=
ly2= ly2/r y2= 1190/14,7=80,95
lx2= lnh2/r x2= 148/2,674=55,35< ly2
Tra bảng với lmax= ly2 = 80,95 ta có jmin = 0,776
< Rg =2100 kG/cm2
*Kiểm tra toàn cột theo trục ảo:
Với cặp 1: e1 = 149,464/175,73= 0,85m=85cm
m =e1.(A/Jx)y1 = 85.(240,96/1315264,9)74,5=0,679
Tra bảng với m, ta được jlt=0,734
N1/(jltA)=175730/(0,734.240,96) = 993,6< Rg =2100 daN/cm2
Với cặp 2: e2 = 220,897/94,726= 2,33m=233cm
m =e2.(A/Jx)y2 = 233.(240,96/1315264,9)73,06=3,119
Tra bảng với m, ta được jlt=0,356
N1/(jltA)=94726/(0,356.240,96) = 1104,3< Rg =2100 daN/cm2
d.Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột.
Đường hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột chịu lực Ntx =16,6 t.
Với loại thép có Rbtc £4300 kg/cm2.;dùng que hàn ] 42 thì:
Rgh =1800 kg/cm2.
Rgt =0,45. Rbtc =0,45.3450=1552 kg/cm2.
Hàn tay nên có:bh =0,7, bt =1,
(bh.Rgh )=0,7.1800=1260 kg/cm2.
(bt.Rgt )=1.1552=1552 kg/cm2.
Vì vậy: (b.R )min =1260 kg/cm2.
Thanh xiên là thép góc L110x8; giả t...