Đồ án Xây dựng dân dụng và công nghiệp A

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

Vũ Thế Bảy

XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP A

1321070009

I. Nhiệm vụ đồ án:

- Thiết kế hệ dầm sàn bằng thép chịu tải trọng phân bố đều p = 22,2 (kN/m²). Dầm

chính có nhịp L = 12m, dầm phụ có nhịp B = 4,1m đỡ bản sàn thép. Cho biết độ võng

cho phép của bản sàn, dầm phụ, dầm chính như sau:



1

 

*) Độ võng cho phép của bản sàn:



 

l

150

 _S



1

 

*) Độ võng cho phép của dầm phụ:



 

l

250

 _dp



1

 

*) Độ võng cho phép của dầm chính:



 

l

400

 _dc

- Hệ số vượt tải: _p= 1,2 ; _g= 1,05

- Trọng lượng riêng của thép: _th= 7,85 (T/m³)

- Vật liệu là thép CCT34 có môđun đàn hồi E = 2,110⁶(daN/cm²)

- Hàn tay với que hàn N42, bu lông được dùng trong hệ dầm là bulông thô.

- Dầm phụ chọn là thép định hình chữ I, dầm chính là dầm tổ hợp hàn. Dùng hệ dầm

sàn phổ thông

II. Sơ đồ hệ dầm sàn:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

1

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

DÇm chÝnh

DÇm phô

B¶n sµn

Hình 1: Sơ đồ hệ thống dầm sàn

III. Tính toán các kết cấu dầm sàn:

1. Tính toán bản sàn thép:

a) Sơ đồ tính toán bản sàn thép:

qs

H

Hình 2: Sơ đồ tính toán bản sàn thép

b) Tính toán và chọn kích thước bản sàn:

- Dựa vào hoạt tải tác dụng lên sàn là p^TC= 22,2 (kN/m²) nên chọn chiều dày bản sàn

sơ bộ là t_S= 12 (mm)

- Hệ số Poatsong của thép bản sàn là  = 0,3.

- Môđun đàn hồi quy đổi:

E

1 ²

2,110⁶

E₁



 2,3110⁶(daN/cm²)

2

1



0,3





1

 

- Độ võng cho phép của bản sàn:



=> n₀= 150

 

l

150

 _S

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

2

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

- Nhịp của bản sàn được tính theo công thức sau:

722,3110⁶

150₀⁴0,222

























4n₀t_S

72E₁

n₀⁴p^tc

41501,2

l_S

1



1

119 (cm)

15

- Chọn nhịp của bản sàn sơ bộ là: l_S= 120 (cm)

c) Kiểm tra lại bản sàn theo 2 điều kiện:

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn:

q_s^tc p^tc_tht_s 22,2  78,50,012  23,142 (kN/m)

- Tải trọng tính toán tác dụng lên sàn:

q_s^tt  _pp^tt _g_tht_s1,222,2 1,0578,50,012  27,63(kN/m)

- Diện tích tiết diện sàn: A_S= 10,01 = 0,01 (m²)

- Mômen quán tính của tiết diện sàn:

100t_s³1001,2³

I_S



14,4(cm⁴)

12

- Mômen chống xoắn mặt cắt ngang tiết diện bản sàn:

100t_s²1001,2²

W_S



 24(cm³)

6

- Mômen lớn nhất của sơ đồ dầm tĩnh định:

q_s^ttl_s²27,631,2²

M₀



 4,97 (kNm)

8

- Độ võng lớn nhất của dầm đơn giản:

5 q_s^tcl_s⁴

5 0,23142120⁴

₀



1,85 (cm)

384 E₁I_s384 2,3110⁴14,4



²

t_{s }



 1 ²



 3



⁰

- Hệ số  được xác định theo công thức sau: 









- Giải phương trình trên ta có hệ số  là:  = 1,34

- Mômen lớn nhất ở giữa nhịp bản sàn:

M₀

4,97

M_max



 2,12 (kNm)

1 11,34

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

3

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

qs

H

1,441

M

Q

13,13

Hình 3: Biểu đồ mômen và lực cắt của bản sàn

- Lực kéo tác dụng tại gối tựa bản là:

 ²E₁I

 ²2,3110⁴14,4

H 

^s 

1,34  305,2 (kN)

l_s²

120²

- Độ võng lớn nhất ở giữa nhịp bản sàn:

₀

1,85

 



 0,79 (cm)

1 11,34

l_s120

- Độ võng cho phép của bản sàn là:  



 0,8(cm)

 

n₀150

=>  < [] => Như vậy bản sàn thoả mãn điều kiện độ võng

- Ứng suất lớn nhất phát sinh trong bản sàn là:

H

M_max305,2 212

 







11,5 (kN/cm²)

A

W_s

120

24

s

- Ứng suất lớn nhất cho phép phát sinh trong bản sàn là:

  f   24,51 24,5 (kN/cm²)

 

c

=>  < [] => Như vậy bản sàn thoả mãn điều kiện độ bền.

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

4

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

d) Tính toán chiều cao đường hàn liên kết:

- Với thép cơ bản là CCT42 và que hàn N42 ta có các hệ số: _f= 0,7 và _s= 1

- Cường độ chịu cắt của đường hàn là: f_wf= 1800 (kg/cm²)

- Cường độ tính toán của thép cơ bản trên biên nóng chảy là: f_ws= 1890 (kg/cm²)

- Ta có các tích số sau: _f.f_wf= 0,71800 = 1260(kg/cm²) và _s.f_ws= 1890 (kg/cm²)

=> Vậy (.f_w)_min= _f.f_wf=1260 (kg/cm²)

- Chiều cao đường hàn liên kết được tính theo công thức sau:

H

305,2

h_f



 0,242 (cm)

. f _min._c12,61201



_v

- Do h_fphải thoả mãn điều kiện: 6  h_f1,2t_s=> 6  h_f1,212 14,4 (mm)

=> Vậy chọn chiều cao đường hàn là: h_f= 7mm

2. Tính toán dầm phụ bằng thép:

a) Sơ đồ tính toán dầm phụ thép:

tt

dp

q

Hình 4: Sơ đồ tính toán dầm phụ

b) Tính toán và chọn kích thước dầm phụ:

- Tải trọng tiêu chuẩn sơ bộ tác dụng lên dầm phụ:

q^tc q^tcl  p^tc t .l  22,2  78,50,012 1 27,77 (kN/m)







_{th s}



dp

s

- Tải trọng tính toán sơ bộ tác dụng lên dầm phụ:

q^tt q^ttl  l  p^tt  t  1,222,2 1,0578,50,012 1 33,15 (kN/m)





_s



_{th s}



dp

s

p

g

- Mômen lớn nhất ở giữa nhịp dầm phụ:

q^ttB²

33,154.1²

dp

M_max



 69,65 (kNm)

8

- Lực cắt lớn nhất ở gối tựa dầm phụ:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

5

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

tt

dp

q B

33,155,5

V_max



 67,95 (kN)

2

99,312

M

Q

72,227

Hình 5: Biểu đồ mômen và lực cắt của dầm phụ

- Mômen chống xoắn mặt cắt ngang cần thiết của dầm phụ là:

M_max

6965

W_canthiet



 253 (cm³)

1,12 f _c1,1224,5

- Với mômen chống xoắn mặt cắt ngang vừa tính, ta tra bảng và chọn tiết diện cho

dầm phụ là thép định hình IN30 với các thông số của thép như sau:

*) Khối lượng 1m chiều dài thép:

g = 27,3 (kg/m)

*) Mômen chống xoắn mặt cắt ngang:

W_x= 289 (cm³)

*) Mômen quán tính của tiết diện dầm:

I_x= 3460 (cm⁴)

*) Mômen tĩnh của nửa tiết diện dầm:

S_x=163 (cm²)

*) Chiều dày trung bình của cánh:

t = 9,5 (mm)

*) Chiều rộng của cánh dầm phụ:

b = 125 (mm)

Hình 6: Tiết diện dầm phụ

c) Kiểm tra lại tiết diện dầm phụ vừa chọn:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

6

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

- Mômen lớn nhất do tải bản thân dầm phụ gây ra là:

 _ggB²

1,050,2734,1²

M_bt



 0,6 (kNm)

8

- Lực cắt lớn nhất do tải bản thân dầm phụ gây ra là:

 _ggB

1,050,2734,1

V_bt



 0,587 (kN)

2

- Ứng suất pháp lớn nhất phát sinh trong dầm phụ là:

M_max M_bt6965 60

 



 21,35 (kN/cm²)

W

289

- Ứng suất pháp lớn nhất cho phép phát sinh trong dầm phụ là:

 1,12 f  1,1224,51 27,44 (kN/cm²)

 

c

=>  < [] => Như vậy dầm phụ thoả mãn điều kiện ứng suất pháp.

- Ứng suất tiếp lớn nhất phát sinh trong dầm phụ là:

V



V S

67,95 0,587 163

_bt





max

x

 



 3,39 (kN/cm²)

I_xt

34600,95

- Ứng suất tiếp lớn nhất cho phép phát sinh trong dầm phụ là:

  f  14,36114,36 (kN/cm²)

 

v

c

=>  < [] => Như vậy dầm phụ thoả mãn điều kiện ứng suất tiếp.

- Tỷ số độ võng tương đối lớn nhất ở giữa nhịp dầm phụ:

q^tc g B³





27,77  0,273 410³







B

5

dp



 0,0035

384

EI_x

384

2,110⁶3460



B

 

1

 

- Tỷ số độ võng cho phép của dầm phụ là:



 0,004

 

250



B



B

 

 

=>



=> Như vậy dầm phụ thoả mãn điều kiện độ võng

 

3. Tính toán dầm chính bằng thép:

a) Sơ đồ tính toán dầm chính thép:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

7

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

tt

dc

q

Hình 7: Sơ đồ tính toán dầm chính

b) Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính:

- Tải trọng tập trung tiêu chuẩn sơ bộ tác dụng lên dầm chính:

2Q^tcV ^tcV_btdp q^tc g^tc B  4,1(27,77  0,273) 114,97 (kN)



_dp



max

dp

- Tải trọng tập trung tính toán sơ bộ tác dụng lên dầm chính:

2Q^ttV ^ttV_btdp q^tt g^tc B  (33,15 0,273) 137,1 (kN)



_dp



max

dp

L 1200

- Số lượng dầm phụ gác lên dầm chính là: n_dp



10

l_s120

- Tải trọng phân bố tiêu chuẩn sơ bộ tác dụng lên dầm chính:

tc

q  2Q 114,97 (kN/m)

dc

max

- Tải trọng phân bố tính toán sơ bộ tác dụng lên dầm chính:

tt

q  2Q 137,1 (kN/m)

dc

max

c) Xác định chiều cao của dầm chính:

tc

dc

tt

1

q

114,97

137,1

- Tỷ số giữa tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán là:



 0,83

n_tb

dc

- Mômen lớn nhất trong dầm chính:

q^ttL²137,110²

dc

M_max



1713,75 (kNm)

8

- Lực cắt lớn nhất ở gối tựa dầm chính:

tt

q L 137,110

dc

V_max



 685,5 (kN)

2

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

8

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

tt

dc

q

1483,933

M

659,53

Q

Hình 8: Biểu đồ mômen và lực cắt của dầm chính



1

 

- Tỷ số độ võng giới hạn cho phép:



 0,0025

 

l

400

 

- Chiều cao tối thiểu của dầm chính là:

5 f l

 

1

5 24,54000,831200

24

h_min



L 

 96,8 (cm)

2,110⁴

 

24 E  n

 

tb

- Chọn chiều dày bản bụng của dầm chính: t_w= 10 (mm)

- Chiều cao kinh tế của dầm chính:

M_max

t_wf

171375

h_kte1,15

1,2

101,9 (cm)

24,51

- Chọn sơ bộ chiều cao dầm chính là: h = 100 (cm)

h_w=100 - 4 = 96 (cm)

- Kiểm tra chiều dày bản bụng theo công thức sau:



V_max

685,5

t_w1,5

1,5

 7,2 (mm)

hf_v_c

14,36100

=> Vậy thoả mãn điều kiện chiều dày bản bụng

d) Xác định tiết diện bản cánh của dầm chính:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

9

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

1 1











- Chiều dài bản cánh được chọn trong khoảng: b 

 h  20  50 (cm)



f

2 5

- Chọn sơ bộ chiều dài bản cánh là: b_f= 35 (cm) => Thoả mãn b_f18 (cm)

- Chiều dày bản cánh được chọn trong khoảng: t_w t _f 3t_w=> 10  t_f 30 (mm)

b_f

t_f

35

2

- Chọn sơ bộ chiều dày bản cánh là: t_f= 2 (cm) => Thoả mãn



17,5  30

- Điều kiện của tích số 2 kích thước bản cánh phải thoả mãn là:

M_maxh h³t

2

171375100 100 1

2

100²

3





















^w

b t 







 53,3

f

2 f _c

12 h²

224,3

12



- Tích số 2 kích thước sau khi chọn sơ bộ là: b_ft_f= 352 = 70

e) Tính toán thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài:

- Để tiết kiệm vật liệu và giảm trọng lượng bản thân dầm chính, ta tiến hành tính toán

để thay đổi tiết diện dầm chính.

L L

- Vị trí thay đổi tiết diện được chọn trong khoảng: x 



 2  2,4 (m). Vậy chọn vị

5

6

trí thay đổi tiết diện dầm là: x = 2 (m)

- Tải trọng bản thân dầm chính:

g  h t  2b t   961 2352 10^478,5  2,32 (kN/m)









bt

w w

f

thep

- Lực cắt lớn nhất do tải trọng bản thân dầm chính:

g_btL 2,3212

V_bt



13,92 (kN)

2

- Mômen tại vị trí thay đổi tiết diện dầm là:

q^ttx²

137,12²

dc

M  V V x 

_bt

 685,514,82 2 

1126,5 (kNm)

16,26 (cm)





x

max

2

- Tích số 2 kích thước bản cánh phải thoả mãn là:

3









2













M_xh h t

112650100 96 1

2

^{w w}

b 







f

2 f _c12 t_fh²_f

224,5

12

298²



- Do b_f18 (cm) nên ta chọn tiết diện dầm trong đoạn thay đổi là b_f= 20 (cm)

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

10

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

Hình 9: Tiết diện dầm chính

Hình 10: Tiết diện dầm chính thay đổi

f) Kiểm tra bền cho dầm tại các vị trí không thay đổi tiết diện:

- Mômen lớn nhất trong dầm chính:

q^ttL²137,112²

dc

M_max



 2467 (kNm)

8

- Mômen lớn nhất do tải bản thân dầm chính gây ra:

g_btL²

2,0312²

M_bt  _g

1,05

 38,37 (kNm)

8

- Mômen quán tính của tiết diện dầm chính:

h²_f

3

98²













h_wt_w

96 1

I 

 b_ft_f



 352

 409868 (cm⁴)







x

12

2

12

2





- Mômen chống xoắn mặt cắt ngang tiết diện dầm chính:

2I_x2409868

W_x



 8197,36 (cm³)

h

100

- Ứng suất pháp lớn nhất phát sinh trong dầm chính là:

M_max M_bt2467  38,37

 



 22.45 (kN/cm²)

W_x

8197,36

- Ứng suất pháp lớn nhất cho phép phát sinh trong dầm chính là:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

11

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

  f   24,51 24,5 (kN/cm²)

 

c

g) Kiểm tra bền cho dầm tại các vị trí thay đổi tiết diện:

- Mômen quán tính tiết diện thay đổi của dầm chính:

h²_f

3

h_wt_w

96 1

98²

2

















I 

 b_ft_f



 202

 281553 (cm⁴)





x

12

2

12





- Mômen chống xoắn mặt cắt ngang tiết diện thay đổi của dầm chính:

2I_x2280553

W_x



 5611 (cm³)

h

100

- Mômen tĩnh nửa tiết diện thay đổi của dầm chính:

h_w²

98

96²

8

h_f

S_x b_ft_f

 t_w

 202 1

 3112 (cm³)

2

- Tải trọng bản thân dầm chính tại vị trí thay đổi tiết diện:

g  h t  2b t   961 2202 10^478,5 1,53 (kN/m)









bt

w w

f

thep

- Lực cắt lớn nhất do tải trọng bản thân dầm chính:

g_btL 1,5312

V_bt



 9,18 (kN)

2

- Mômen tại vị trí thay đổi tiết diện dầm là:

x q^tt g

L  x







_bt

2 137,11,53 12  2







dc

M_x



1386

2

- Lực cắt tại vị trí thay đổi tiết diện dầm là:

q^tt g

L  x







_bt

137,11,53 12  22







dc

V_x



 554,52

2

- Ứng suất pháp lớn nhất phát sinh trong dầm chính tại vị trí thay đổi tiết diện là:

M_xh_w1126,5 96

 





19,72 (kN/cm²)

W_xh

5611 100

- Ứng suất tiếp lớn nhất phát sinh trong dầm chính tại vị trí thay đổi tiết diện là:

V_xS_x554,523342

 



 6,6 (kN/cm²)

I_xt_w

2815531

- Ứng suất lớn nhất phát sinh trong dầm chính tại vị trí thay đổi tiết diện là:

_td  ² 3 ² 19,27² 35,5² 21,5 (kN/cm²)

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

12

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

- Ứng suất lớn nhất cho phép phát sinh trong dầm chính tại vị trí thay đổi tiết diện là:

 1,15 f  1,1524,51 28,175 (kN/cm²)

 

c

- Tại nơi dầm phụ đặt lên dầm chính sẽ có lực tập trung tác dụng lên dầm chính do

vậy ta kiểm tra điều kiện ứng suất cục bộ:

*) Diện tích truyền lực từ dầm phụ lên dầm chính:

z  b^d_f^p 2t^d_f^c12,5 22 16,5(cm)

*) Ứng suất cục bộ thực tế phát sinh trong dầm chính tại vị trí đặt dầm phụ:

2Q_max

137,1

_cb



 8,31 (kN/cm²)

zt_w

17,51

*) Ứng suất cục bộ cho phép phát sinh trong dầm chính tại vị trí đặt dầm phụ:

f_u

4200

1,05

f_c_c

_c

1 4000 (kN/cm²)

_M

=> Vậy dầm đủ khả năng chịu ứng suất cục bộ sinh ra tại vị trí dầm phụ đặt lên dầm

chính

h) Kiểm tra ổn định tổng thể cho dầm chính:















b_fb_f

b_f

t _f

l_s

E

f



- Xét điều kiện sau

 0,41 0,0032

0,73  0,016

ta có:





b_f

t _fh_f











l_s100

*) Vế trái:



 2,85

b_f

35



35

2

35 35 2,110⁴





*) Vế phải: 0,41 0,0032

0,73 0,016

12,79











2 98

24,5







=> Vậy dầm chính đủ đảm bảo ổn định tổng thể.

i) Kiểm tra ổn định cục bộ cho dầm chính khi chịu ứng suất tiếp:

h_w

t_w

f

96

1

24,3

2,110⁴

- Độ mảnh của bản bụng dầm là: _w

- Độ mảnh quy ước của dầm chính là:



 3,3

E



_w 3,2



=> Như vậy dầm chưa đủ đảm bảo ổn định dưới tác dụng của ứng suất tiếp. Do đó

cần phải bố trí các sườn ngang theo phương vuông góc với trục dầm

- Chọn kích thước của sườn ngang bố trí trên dầm chính:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

13

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

h_w

96

30

*) Chiều rộng sườn ngang: b_s

 40 

 40  72 (mm)  b_s=80(mm)

30

f

24,5

2,110⁴

*) Chiều dày sườn ngang: t_s 2b_s

 280

 5,4 (mm)

E

=> Như vậy chọn chiều dày sườn ngang là: t_s= 5 (mm)

*) Khoảng cách giữa các sườn ngang thoả mãn: a  2h_w192 (cm)

=> Vậy chọn khoảng cách giữa các sườn ngang là: a = 150 (cm)

Hình 11: Mặt cắt bố trí sườn ngang





- Do độ mảnh của bản bụng dầm thoả mãn điều kiện _w 3,3  _ow 3,5 nên không





cần kiểm tra lại điều kiện ứng tiếp sau khi đã bố trí sườn

=> Như vậy dầm đã đảm bảo ổn định dưới tác dụng của ứng suất tiếp

j) Kiểm tra ổn định cục bộ cho dầm chính khi chịu ứng suất pháp:





- Do độ mảnh của bản bụng dầm thoả mãn điều kiện _w 3,3  _w 5,5 nên dầm đã





đảm bảo ổn định dưới tác dụng của ứng suất pháp

k) Kiểm tra ổn định cục bộ cho dầm chính khi chịu đồng thời ứng suất pháp và

ứng suất tiếp:

- Dựa vào khoảng cách giữa các bản bụng ta có sơ đồ bố trí các ô bản bụng:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

14

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

¤ b¶n 1

¤ b¶n 2

¤ b¶n 3

Hình 12: Sơ đồ bố trí các ô bản

- Ta có vị trí điểm kiểm tra tại các ô bản là:

h_w

0,96

*) Đối với ô bản 1: x₁ a  1,5

1,02 (m)

2

h_w

0,96

*) Đối với ô bản 2: x₂ 2a   21,5

 2,52 (m)

2

- Ứng suất cục bộ thực tế phát sinh trong dầm chính:

2Q_max

137.1

_cb



 8,31 (kN/cm²)

zt_w

16,51

a

f

150

1

24,5

2,110⁴

- Độ mảnh của các ô bản kiểm tra: _a



 5,12

t_w

E

- Kiểm tra ổn định đối với ô bản 1:

*) Mômen tại điểm kiểm tra x₁là:

x q^tt g

L  x



₁

₁

_bt

1,02 137,11,53 12 1,02







dc

M_x



 776,3 (kNm)

1

2

*) Lực cắt tại điểm kiểm tra x₁là:

q^tt g

L  2x



2

₁



_bt

137,11,53 12  21,02







dc

V_x



 609,4 (kN)

1

2

- Ứng suất pháp phát sinh trong dầm chính tại điểm kiểm tra là:

M_x

h_w776,3 96

1

₁





13,28 (kN/cm²)

W_xh

5611 100

- Ứng suất tiếp phát sinh trong dầm chính tại điểm kiểm tra là:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

15

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

V_x

690,4

1

₁



 7,2 (kN/cm²)

h_wt_w961





³



3

b_f

t

f

20 2

 

- Ta có hệ số:   

 0,8

1,33

 

96 1

h_wt_w

 





a

150

- Do tỷ số



=



1,56và  1,33 nên ta tra bảng được các hệ số c₂= 57,5 và hệ

h_w96





_cb



số c₁= 30,5 và

 0,95







_cb8,31





_cb



- Ta có tỷ số:



 0,625 

=> c_cr= 32,5







13,28



- Ứng suất cục bộ giới hạn trong dầm chính:

f

24,5

_c,cr c₁

 30,5

 28,5(kN/cm²)

 73,1(kN/cm²)

_a²

5,12²

- Ứng suất pháp giới hạn trong dầm chính:

f

_w²

24,5

3,3²

_cr c_cr

 32,5

- Ứng suất tiếp giới hạn trong dầm chính:



0,76  f_v

0,76 14,34





_cr10,3 1

10,3 1





15,85(kN/cm²)







² ²

1,56²

3,5²









ow

- Thay vào công thức kiểm tra ta có:







²



²

2



²



_c



_cr

13,28 8,31

7,2















 0,65















_cr_c,cr

73,1 28,5

15,85







²







²







_c









=>



1 do vậy ô bản 1 đủ đảm bảo ổn định



_cr_c,cr

 ^cr

- Kiểm tra ổn định đối với ô bản 2:

*) Mômen tại điểm kiểm tra x₂là:

x q^tt g

L  x



₂

₂

_bt

2,52 137,11,53 12  2,52







dc

M_x



1656 (kNm)

2

*) Lực cắt tại điểm kiểm tra x₂là:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

16

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

q^tt g

L  2x



2

₂



_bt

137,11,53 12  22,52





2



dc

V_x



 482,5 (kN)

2

- Ứng suất pháp phát sinh trong dầm chính tại điểm kiểm tra là:

M_x

W_x

h_w

h

1656

96

2

₂





14 (kN/cm²)

11373,5 100

- Ứng suất tiếp phát sinh trong dầm chính tại điểm kiểm tra là:

V_x

482,5

2

₂



 5,02 (kN/cm²)

h_wt_w961





³



3

b_f

t

f

50 2

 

- Ta có hệ số:   

 0,8

 3,33

 

96 1

h_wt_w

 





a

150

- Do tỷ số



1,56và   3,3 nên ta tra bảng được các hệ số c₂= 58,5 và hệ số

h_w96





_cb



c₁= 40 và

 0,95







_cb8,31





_cb



- Ta có tỷ số:



 0,625 

=> c_cr= 34







13,28



- Ứng suất cục bộ giới hạn trong dầm chính:

f

24,5

_c,cr c₁

 40

 37,38(kN/cm²)

 76,5(kN/cm²)

_a²

5,12²

- Ứng suất pháp giới hạn trong dầm chính:

f

24,5

3,3²

_cr c_cr

 34

_w²

- Ứng suất tiếp giới hạn trong dầm chính:



0,76  f_v

0,76 14.36





_cr10,3 1

10,3 1





15,85(kN/cm²)







² ²

1,56²

3,5²









ow

- Thay vào công thức kiểm tra ta có:







²



²





2



²



_c



_cr

14

8,31

5,02











 0,51















_cr_c,cr

76,5 37,38

15,85







²







²







_c









=>



1 do vậy ô bản 2 đủ đảm bảo ổn định



_cr_c,cr

 ^cr

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

17

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

l) Tính toán sườn đầu dầm

- Phản lực tại đầu dầm chính là:

R_dcV_maxV_bt 658,514,82  673,32 (kN)

*) Chọn kích thước sườn đầu dầm:

- Chọn chiều rộng sườn là: b_s= b_f1= 20 (cm)

- Theo điều kiện ổn định của sườn đầu dầm ta có:

f

24,5

2,110⁴

t_s b_s

 20

 0,683(cm)

E

f_u4000



- Cường độ ép mặt tỳ đầu của thép: f_c

 4000 (kN/cm²)

_M1,05

- Theo điều kiện ép mặt của sườn đầu dầm ta có:

R_dc

67332

t_s



 0,85 (cm)

b_sf_c_c204000

- Kết hợp cả hai điều kiện trên ta chọn: t_s= 15 (mm)

Chọn 20 1,5



*) Kiểm tra điều kiện chịu nén của sườn đầu dầm:

- Diện tích quy ước để tính toán của sườn đầu dầm:

E

2,110⁴

24,5

A_qu b_st_s 0,65t_w²

 201,5 0,651²

 60 (cm²)

f

- Mômen quán tính của tiết diện sườn đầu dầm là:

b_s³t_s

t_w⁴

E

f

20³1,5

1⁴2,110⁴

J_s

 0,65



 0,65

1001,5(cm⁴)

12

24,5

- Độ mảnh của sườn đầu dầm là:

h_w

96

_s



 36,65

J_s

10001,5

60

A_qu

- Từ giá trị _s= 36,65 ta tra bảng có được giá trị  =840

- Ứng suất nén phát sinh trong sườn đầu dầm là:

R_dc

673,32

_n



13,5 (kN/cm²)

 A_qu0,8460

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

18

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

- Ứng suất nén cho phép trong sườn đầu dầm là: f _c 24,51 24,5 (kN/cm²)

=> Như vậy sườn đủ khả năng chịu nén

4. Tính toán mối nối:

a) Tính toán mối nối cánh dầm chính với bụng dầm chính

- Với thép cơ bản là CCT42 và que hàn N42 ta có các hệ số: _f= 0,7 và _s= 1

- Cường độ chịu cắt của đường hàn là: f_wf= 1800 (kg/cm²)

- Cường độ tính toán của thép cơ bản trên biên nóng chảy là: f_ws= 1890 (kg/cm²)

- Ta có các tích số sau: _f.f_wf= 0,71800 = 1260(kg/cm²) và _s.f_ws= 1890 (kg/cm²)

=> Vậy (.f_w)_min= _f.f_wf=1260 (kg/cm²)

- Chiều cao đường hàn liên kết được tính theo công thức sau:

659,5314,82 3342

V_maxS_x





h_f



 0,32 (cm)

2 . f _min.I_x_c

212,62805531



_v

- Do h_fphải thoả mãn điều kiện: 6  h_f1,2t_s=> 6  h_f1,510 15 (mm)

=> Vậy chọn chiều cao đường hàn là: h_f= 7mm

b) Tính toán mối nối cánh dầm chính:

- Khoảng cách từ gối tựa đến vị trí nối cánh dầm là:

b_f

b













35 20





f

1

x  x 5



 200 5



162,5 (cm)

1









2

- Mômen tại vị trí mối nối là:

x q^tt g

L  x

₁



₁

_bt

1,625 137,11,53 12 1,625







dc

M_x



1168,6 (kNm)

1

2

- Giả thiết chọn đường hàn liên kết bản cánh dầm là đường hàn đối đầu thẳng góc

với:

*) Chiều dài đường hàn đối đầu là: l_w b_f 2t_f 20  22 16 (cm)

1

*) Bề dày tính toán đường hàn đối đầu là: t = t_f= 2(cm)

- Diện tích của tiết diện đường hàn: A_w tl_w 216  32 (cm³)

- Mômen quán tính của tiết diện bản cánh là:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

19

TRƯỜNG ĐH MO DC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THÉP I

b_ft³_f

h²_f

202³

98²

I _f

 b_ft_f



 202

192093(cm⁴)

12

2

12

2

I _f

192093

280553

- Mômen do bản cánh chịu là: M_c M_x

1168,6

 800 (kNm)

1

I_x

1

M_c80000

- Lực dọc do 1 bản cánh chịu là: N_c N _f

- Ứng suất pháp trong đường hàn là:



 816(kN)

h_f

98

N _f

A_w

816

32

_w



 25,51(kN/cm²) > 18 (kN/cm²)

- Chọn đường hàn liên kết bản cánh dầm là đường hàn đối đầu xiên với góc  = 45⁰:

b_f

20

1

*) Chiều dài đường hàn đối đầu là: l_w

 2t_f

 22  24,28 (cm)

sin

sin 45

*) Bề dày tính toán đường hàn đối đầu là: t = t_f= 2(cm)

- Diện tích của tiết diện đường hàn: A_w tl_w 224,28  48,5(cm³)

- Ứng suất pháp trong đường hàn là:

N _f

1101

_w



 22,7 (kN/cm²)

A_w48,5

c) Tính toán mối nối bụng dầm chính:

- Bản bụng dầm được nối tại vị trí nối bản cánh dầm bằng liên kết bản ghép và đường

hàn góc

- Khoảng cách từ gối tựa đến vị trí nối cánh dầm là:

b_f

b













35 20





f

1

x  x 5



 200 5



1,625 (cm)

1









2

- Mômen tại vị trí mối nối là:

x q^tt g

L  x

₁



₁

_bt

1,625 137,11,53 12 1,625







dc

M₁



1168,6(kNm)

2

- Lực cắt tại vị trí mối nối là:

q^tt g

L  2x

₁



_bt

137,11,53 12  21,25







dc

Q 



 658,5(kNm)

1

2

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

20