MỤC LỤC
MỤC LỤC…………………………………………………………..……...............1
1. TÍNH TOÁN CHỌN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN………………………......….2
1.1.Chọn kích thước bản sàn………………………………….…...........…….2
1.2. Kiểm tra sàn ……………………………………………….…................….2
1.2.1.Kiểm tra độ võng………………………………………….….............…….2
1.2.2. Kiểm tra cường độ sàn………………………………….…...........…..….3
2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM SÀN……………………………….....……….5
2.1. Sơ đồ tính toán dầm sàn………………………….……….….........…….5
2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM SÀN………………………………....……….5
2.1. Sơ đồ tính toán dầm sàn………………………………….….........…….5
2.3. Xác định nội lực tính toán. ……………………………….........……….6
2.4. Chọn kích thước tiết diện dầm…………………………..........……….6
2.5. Kiểm tra lại tiết diện…………………………………………..........…….6
3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHÍNH…………………………….....……...7
3.1. Sơ đồ tính toán của dầm chính………………………......….....…..….7
3.2. Xác định tải trọng tác dụng………………………….……......….…….7
3.3. Xác định nội lực tính toán…………………………….……........….….7
3.4. Thiết kế tiết diện dầm…………………………………….……........….8
3.4.1. Chọn chiều cao tiết diện……………………………….……........…….8
3.4.2. Kiểm tra lại chiều dày bụng db…………………………….......……….9
3.4.3. Chọn kích thước bản cánh dầm……………………..………….......…9.
3.5. Kiểm tra bền cho dầm…………………………………………….....….10
3.6. Thay đổi tiết diện dầm…………………………………………….....….11
3.6.1. Xác định kích thước tiết diện thay đổi………………………......…….11
3.6.2. Kiểm tra tiết diện dầm tại chỗ thay đổi tiết diện dầm………......……12
3.7. Tính liên kết cánh dầm với bụng dầm………………………….....…13.
3.8. Kiểm tra ổn định dầm………………………………………..........…...14
3.8.1. Kiểm tra ổn định tổng thể dầm……………………………........…….15
3.8.2. Kiểm tra ổn định cục bộ cho dầm……………………….......……….15
3.8.2.1.Ổn định cánh dầm chịu nén………………………………..........….15
3.8.2.2. Ổn định bản bụng dầm…………………………………........….….15
3.8.3. Kiểm tra các ô bản bụng………………………………….….........….16
3.9. Tính toán các chi tiết khác của dầm………………………......…….20
3.9.1. Sườn trung gian………………………………………….........……….21
3.9.2. Sườn đầu dầm……………………………………………….........…...22
3.9.2.1. Chọn kích thước tiết diện sườn đầu dầm……………….......…….22
3.9.2.2. Kiểm tra ổn định tổng thể cho sườn đầu dầm …………......…….22
3.9.3. Tính liên kết sườn đầu dầm vào bụng dầm…………….……......….24
3.9.4. Tính nối bản bụng dầm…………………………………...…........….26
4. LỜI KẾT………………………………………………………...........…….26
1. TÍNH TOÁN CHỌN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN
1.1.Chọn kích thước bản sàn
Xác định kích thước bản sàn có thể theo cách sử dụng đồ thị hoặc xác định gần đúng giá trị tỷ số giữa nhịp lớn nhất và chiều dày ds của sàn.
Với tải trọng tiêu chuẩn eb = 23 (KN/m2) , tra bảng (3.1-Sách KCT) chọn dS = 12 mm.
=> lS = 95,90.ds = 95,9.1,2 = 115,08 (cm).
Chọn ls=100 (cm).
1.2. Kiểm tra sàn
1.2.1.Kiểm tra độ võng
- Trong cấu tạo bản sàn thép được hàn với các dầm . Khi tải trọng tác dụng lên sàn thì bản chịu uốn và bị biến dạng nhưng các đường hàn liên kết bản sàn với dầm giữ không cho bản sàn biến dạng tự do và ngăn cản biến dạng xoay tại các gối . Vì vậy, tại các gối tạ sẽ phát sinh lực kéo H và mômen âm , để thiên về an toàn trong tính toán ta bỏ qua ảnh hưởng của mômen âm tại gối mà chỉ xét đến lực kéo H.
Cắt một dải bản rộng b =1 (cm) , sơ đồ tính toán bản là một dầm có hai gối tựa không chuyển vị thẳng , chịu tải trọng tính toán phân bố đều q.
Với tấm sàn dày 1,0 (cm) có trọng lượng 0,785 (KN/m2) , do đó thép tấm sàn dày1,2 (cm) có trọng lượng là :
gtc = 1,2.0,785 = 0,942 (KN/m2)
Tải trọng tiêu chuẩn và tính toán tác dụng lên tấm sàn :
qtc = (ptc + gtc)b = (23 + 0,942).10-2 = 23,942.10-4 (KN/cm)
qtt = (ptc.np+ gtc .ng)b = (23.1,2 + 0,942.1,05)10-2 = 28,59.10-4 (KN/cm)
Như vậy : Bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép.
1.2.2. Kiểm tra cường độ sàn
- Lực kéo H tác dụng trong dải bản rộng 1 (cm) tính theo công thức:
=> H = 3,56 KN(KN)
- Mômen lớn nhất ở giữa nhịp sàn:
=> Mmax = 1,542 (KNcm).
Kết luận : Sàn đảm bảo chịu lực.
2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM SÀN
2.1. Sơ đồ tính toán dầm sàn
Sơ đồ tính toán dầm phụ là dầm đơn giản nhịp l2 = 6 m chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều từ sàn truyền vào. Chia dầm chính thành 10 khoảng bằng nhau và bằng a =100 cm = 1 (m).
2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM SÀN
2.1. Sơ đồ tính toán dầm sàn
Tải trọng tác dụng lên dầm sàn là tải trọng tiêu chuẩn ptc và trọng lượng của sàn thép.
- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm sàn :
qtc = (ptc + gtc) . a = ( 23 + 0,942 ) .1 = 23,942 ( KN/m )
- Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm sàn :
qtt = (ptc . np + gtc . ng) . a = (23.1,2 + 0,942.1,05) .1 = 28,59 ( KN/m )
2.4. Chọn kích thước tiết diện dầm
Tra bảng thép cán sẵn, chọn thép I33 có các đặc trưng hình học như sau :
WX = 597 (cm3) g = 422 (N/m) = 0,422 (KN/m)
SX = 339 (cm3) h = 33 (cm)
JX = 9840 (cm4) d = 0,7 (cm) ; b = 14 (cm)
2.5. Kiểm tra lại tiết diện
Ta kiểm tra bền có kể đến trọng lượng bản thân dầm:
- Nội lực tính toán lớn nhất thực tế :
Mmax = 130,56 (KNm)
Qmax = 87,04 (KN)
Kết luận: Dầm sàn chọn đạt yêu cầu cả về cường độ và độ võng. Không cần kiểm tra ổn định tổng thể vì cánh nén của dầm được hàn vào tấm sàn nên không thể chuyển dịch được theo phương ngang được .
3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHÍNH
3.1. Sơ đồ tính toán của dầm chính
Dầm chính là dầm đơn giản chịu tác dụng của các tải trọng coi như phân bố đều. Sơ đồ tính toán như sau :
3.2. Xác định tải trọng tác dụng
Theo cách bố trí dầm có 10 dầm sàn đặt lên dầm chính.
- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm chính:
=> qtc = 146,18 (KN/m)
- Tải trọng tính toán phân bố đều lên dầm chính:
-> qtt = 174,20 (KN/m)
3.4. Thiết kế tiết diện dầm
3.4.1. Chọn chiều cao tiết diện
=> htc = 102,15 (cm)
Dựa vào hmin và hkt , sơ bộ chọn chiều cao hd =104 (cm)
3.4.3. Chọn kích thước bản cánh dầm
Chọn bề rộng cánh : bc = 38 (cm)
Thông thường bề dày cánh dầm tổ hợp lấy từ 1,2-2,4 (cm) và lớn hơn
Ta thấy, giá trị bc và ec đã thoã mãn điều kiện trên .
3.5. Kiểm tra bền cho dầm
- Trọng lượng bản thân dầm:
gd = 1,05.78,5.(2.0,38.0,02 + 1.0,01) = 2,24 (KN/m)
- Ứng suất lớn nhất trong dầm (không xét đến biến dạng dẻo):
=> emax = 23,15 (KN/cm2)
emax = 23,15 (KN/cm2) > R = 23 (KN/cm2)
Dầm chính đạt yêu cầu về cường độ .
- Không cần kiểm tra võng vì đã có: hd = 104 (cm) > hmin = 78,08 (cm).
3.6. Thay đổi tiết diện dầm
3.6.1. Xác định kích thước tiết diện thay đổi
Để tiết kiệm thép , giảm nhẹ trọng lượng dầm khi thiết kế dầm ta thay đổi tiết diện dầm ở phần dầm có mômen uốn bé . Điểm thay đổi tiết diện cách gối tựa một đoạn:
x = 1,67 - 2 (cm)=> Chọn x = 1,7 m.
- Nội lực tại vị trí thay đổi tiết diện :
Mx = 1244,78 (KNm)
Qx =582,25 (KN)
- Bề rộng cánh dầm cần thiết:
b; = 21,36 (cm)
3.6.2. Kiểm tra tiết diện dầm tại chỗ thay đổi tiết diện dầm
- Kiểm tra theo ứng suất pháp:
=> e' = 19,68 (KN/cm2)
e' = 19,68 > Rk = 19,55 (KN/cm2)
- Kiểm tra theo ứng suất tương đương:
Suy ra :
etd = 19,17 (KN/cm2)
=> etd = 19,17 (KN/cm2) < R = 23 (KN/cm2)
Kết luận : Tiết diện thay đổi đủ khả năng chịu lực.
3.7. Tính liên kết cánh dầm với bụng dầm
Dùng phương pháp hàn tay tại công trường , ta có :
bt = 1; Rg = 16,5 (KN/cm2)
bh = 0,7; Rh = 18 (KN/cm2)
=> (bRg)min = bhRgh = 0,7.18 = 12,6 (KN/cm2)
- Theo sơ đồ bố trí dầm thì tiết diện đầu dầm có Qmax, không có dầm phụ ( tức không có lực tập trung)
- Do cách đầu dầm 0,5 (m) có 1 dầm sàn đặt trên cánh dầm chính nên phải kiểm tra kích thước đường hàn tại vị trí này.
+ Tải trọng tập trung do dầm sàn là P:
P = 2.Qmax = 2.87,04 = 174,08 (KN).
* Cả hai tiết diện này đều có chiều cao đường hàn nhỏ do đó ta lấy chiều cao đường hàn theo cấu tạo:
Tra bảng (2.2 - Sách KCT) : hh = 7 (mm)
3.8. Kiểm tra ổn định dầm
Bản sàn là thép, khoảng cách các sườn là a = 1m, kích thước chiều cao dầm sàn nhỏ do đó ta dùng liên kết chồng. Dầm phụ đặt trên cánh nén của dầm chính. Liên kết giữa dầm sàn và dầm chính bằng liên kết hàn hoặc bu lông tuỳ theo điều kiện thi công.
3.9. Tính toán các chi tiết khác của dầm
3.9.1. Sườn trung gian
- Chiều rộng :
=> Chọn : bS = 80 (mm) = 8 (cm).
- Chiều dày :
=> Chọn : dS = 6 (mm).
- Chiêu cao : hs = hb = 1000 (mm)
3.9.2. Sườn đầu dầm
3.9.2.1. Chọn kích thước tiết diện sườn đầu dầm
- Diện tích tiết diện sườn đầu dầm chọn theo điều kiện phải đủ chịu ứng suất ép mặt đầu sườn do toàn bộ lực cắt ở đầu dầm chính:
Chọn kích thước sườn đầu dầm : 220x12 (mm)
- Kiểm tra kích thước sườn đầu dầm :
Khi đó : As = 22.1,2 = 26,4 (cm2) > 24,85 (cm2)
Sườn đầu dầm có cấu tạo như hình vẽ :
3.9.2.2. Kiểm tra ổn định tổng thể cho sườn đầu dầm
Coi sườn và một phần bản bụng của dầm cùng làm việc như một thanh quy ước chịu nén đúng tâm .
- Diện tích tiết diện thanh quy ước :
A = 26,4 + 1,2.23,34 = 54,41 (cm2)
Tra bảng (II.1 - Phụ lục II) với R = 23 (KN/cm2)
Hệ số uốn dọc j = 0,955
e = 16,98 (KN/cm2) < R = 23 (KN/cm2)
Kết luận: Sườn đầu dầm đảm bảo chịu lực .
3.9.4. Tính nối bản bụng dầm
(Thực tế có thể nối hay không tuỳ theo chiều dài thực tế vật liệu đang có song trong phạm vi đồ án ta vẫn tính nối) .
Bản bụng dầm nối tại vị trí cách gối dầm một đoạn 3 (m) , chỉ cần tính nối ở một đầu dầm là đủ.Ta chọn phương pháp liên kết bằng bản ghép .
etd = 17,97 (KN/cm2) < R = 18 (KN/cm2)
Kết luận : Đường hàn nối đảm bảo chịu lực.
4. LỜI KẾT
Sau khoảng thời gian tìm hiểu và thiết kế Đồ án môn học Kết cấu thép. Đến này đồ án của em đã hoàn thành nội dung và đứng tiến độ. Trong quá trình thiết kế đồ án không tránh được những thiếu sót rất mong quý thầy cô chỉ bảo thêm để đồ án em được hoàn thiện hơn../
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"