Kỹ thuật thiết kế khung thép, nhà công nghiệp một tầng, một nhịp: Phần 2

Nội dung Tài liệu Thiết kế khung thép, nhà công nghiệp một tầng, một nhịp gồm 3 chương như sau: Chương 1 - Cấu tạo chung của khung thép nhẹ trong nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, chương 2 - Thiết kế khung ngang, chương 3 - Ví dụ tính toán. Mời các bạn cùng tham khảo phần 2 sau đây với nội dung chương 3.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật thiết kế khung thép, nhà công nghiệp một tầng, một nhịp: Phần 2 Chương 3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 3.1. SỐ LIỆU T H IẾ T K Ế Thiết k ế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp m ột tầng, m ột nhịp với các số liệu cho trước như sau: - Nhịp khung ngang: L = 24m - Bước khung: B = 6m - Sức nâng cầu trục: Q = 10 T (nhà có 2 cầu trục hoạt động, ch ế độ làm việc trung bình) - Cao trình đỉnh ray: +7.000 m - Đ ộ dốc của mái: i = 10% - Chiều dài nhà: 90 m - Phân vùng gió: II-B (địa điểm xây dựng: thành phố H à N ội) Vật liệu thép m ác C CT34s có cường độ: f = 2 1 k N /cm 2 fv = 12 kN /cm 2 fc = 3 2 k N /c m 2 Hàn tay, dùng que hàn N42. 3.2. XÁC Đ ỊN H C ÁC K ÍC H TH Ư Ớ C C H ÍN H C Ủ A K H U N G N G A N G 3.2.1. T h e o p h ư ơ n g đ ứ n g Chiều cao từ m ặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H 2 = H k + b K = 0 ,9 6 + 0,3 = 1,26 (m). Với: H k = 0,96 m - tra catalo cầu trục (bảng II.3 phụ lục); b K = 0,3 m - khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang. —» Chọn H 2 = l,3 m . Chiều cao của cột khung, tính từ m ặt m óng đến đáy xà ngang: 44 H = Hị + H 2 + H 3 = 7 + 1,3 + 0 = 8,3 (m). trong đó: H, - cao trình đỉnh ray, Hị = 7 m; H 3 - phần cột chôn dưới nền, coi mặt m óng ở cốt ± 0.000 ( H 3 = 0 ) . C hiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: H t = H 2 + H dct + H r = 1 ,3 + 0,5 + 0 ,2 = 2 (m ). C hiểu cao của phần cột tính từ mật m óng đến m ặt trên của vai cột: H d = H - H t = 8 , 3 - 2 = 6 ,3(m ). 3.2.2. T heo phương ngang Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (a = 0). K hoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: y L -L K 2 4 - 2 2 ,5 L, = ----- - iL = ------ — — = 0 ,7 5 (m ). 1 2 2 C hiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng: Í ± , _ 1 1 H = Í ± . - L ) 8,3 = (0 ,5 5 -r0 ,4 1 5 )m . 15 ' 2 0 J 115 ' 20 —» C họn h = 40cm . K iểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung: Z = L, - h = 0 , 7 5 - 0 , 4 0 - 0 , 3 5 (m ) > z min = 0 ,1 8 m. Hình 3.1. Các kích thước chính của khung ngang 45 3.2.3. Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng cầu trục không lớn nên chọn phương án cột tiết diện không đổi, với độ cứng là I , . Vì nhịp khung là 24 m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đối hình n â n , dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 4 m. Với đoạn xà dài 4 m, độ cứng ớ đầu và cuối xà là I, và I2 tương ứng (giả thiết độ cứng của xà và cột tại chỗ liên kết xà-cột nhu nhau). Với đoạn xà dài 8 m , độ cứng ở đầu và cuối xà giả thiết bằng I2 (tiết diện khônịỉ đổi). Giả thiết sơ bộ tỷ số độ cứng lị / 12 = 2 ,8 1 8 (tức là tiết diện của các cấu kiện xà và CỘI được khai báo trong phần mềm SAP2000 chính là các tiết diện được chọn ở phần ví dụ tính toán). Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa cột khung với m óng là ngàm lại mặt móng (cốt ± 0.000). Liên kết giữa cột với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng. Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán và thiên về an toàn. Sa đồ tính khung ngang như hình 3.2. 4000 8000 8000 4000 24C>00 Hình 3.2. Sơ đồ tính khung ngang 3.3. T Ả I T R Ọ N G TÁ C D ỤN G LÊN K H U N G N G A N G 3.3.1. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) Đ ộ dốc m ái i = 10% —» a = 5,71° ( s i n a = 0 ,0 9 9 ; c o s a = 0,995 ). Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao •' 'TI trọng lượng cúa các lớp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu trục. Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy 0.15 kN /m 2. Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ lkN /m . Tổng tĩnh tải phân bố tác dung lên xà ngang: — °— '6 + 1,05.1 = 2,05 (kN /m ). 0,995 46 2,05 kN/m I I I 1 m 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 'I T I 'T I T rọng lượng bản thân của tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự như với mái là 0,15 kN /rrr. Q uy thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột: 1.1.0.15.6.8.3 = 8,22 (kN). T rọng lượng bán thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1 kN /m . Q uy thành tải tập trung và mò men lệch tâm đặt tại cao irình vai cột: 1,05.1.6 = 6,3 (kN); 6,3.(L| 0 ,5 h ) « 6 ,3 .0 ,5 = 3,15 (kN m ). 3.3.2. H oạt tải mái T heo TCVN 2737-1995 [2], trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái (mái lợp tôn) là 0,3 kN/rrr. hệ số vượt tải là 1,3- Q uy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang (hình 3.4): 1.3.0.3.6 _ = 2,35 (kN/m). 0,995 2,35 kN/m 2,35 kN/m 11n 1TTÍ11nI um T ìrT T m tiình 3.4. Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái; a) Hoạt tải ...