Bài giảng Kết cấu thép - Chương 6: Dàn thép - Hồng Tiến Thắng

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu thép - Chương 6: Dàn thép - Hồng Tiến Thắng

1. 10/21/2014 Tr−ờng đại học thuỷ lợi Khoa công trình Nội dung mụn học Bộ môn kết cấu công trinh === • Chương 1: Cơ sở thiếtkế kếtcấu thộp • Chương 2: Liờn kết hàn BÀI GiẢNG Kết cấu thép • Chương 3: Liờn kếtBulụng • Chương 4: Dầmthộp • Chương 5: Cột thộp • Chương 6: Dàn thộp GVHD: H ồng Tiến Thắng Bộ mụn Kết Cấu Cụng Trỡnh + Bài tậpnộp: 1 2 6.1. Khỏi niệm chung 6 GIÀN THẫP • Định nghĩa: Giàn là kết cấu rỗng, đ−ợc ghép với nhau bởi các thanh thẳng thông qua bản mắt. - Giàn chủ yếu chịu uốn, tải trọng th−ờng đặt vào mắt giàn . 6.1. Khỏi niệm chung • Phân loại: - Giàn nặng . 6.2. Hỡnh thức và cỏc kớch thước chớnh - Giàn nhẹ . 6.3. Thiếtkế giàn thộp • ƯđiểƯu điểm:  Chịu uốn tốt, thích hợp kết cấu nhịp lớn, yêu cầu độ võng nhỏ  Tiết kiệm vật liệu vì trong thanh chỉ có lực dọc GVHD: Hồng Tiến Thắng  Kết cấu đa dạng thoả mãn yêu cầu về chịu lực và kiến trúc Đại học Thủy Lợi Bộ mụn Kết Cấu Cụng Trỡnh 3 4 1
2. 10/21/2014 Sân bay Malaysia Tầng I Nhà ga 2
3. 10/21/2014 Các loại giàn th−ờng gặp: 6.2. Hỡnh thức và cỏc kớch thước chớnh Giàn tam giác • Hình thức dàn th−ờng gặp h • Hình thức tiết diện thanh dàn • Các kí c h th−ớớhíhủdàc chính của dàn - Nhịp tính toán của dàn: l = l0 + a (nếu dàn đặt lên cột, a là bề rộng gối) l = lo (nếu dàn liên kết cứng với cột) - Chiều cao dàn: là chiều cao tại giữa nhịp dàn, phụ thuộc vào các điều Nhà công nghiệp kiện kinh tế (xem thêm GT - trang 152) 9 Giàn song song Giàn đa giác h h Các đ−ờng trục thanh hội tụ tại một điểm Thanh bụng xiên chọn theo h−ớng ngắn Khoảng cách các mắt giàn 1,5 – 2,5m Chọn hệ thanh bụng Thanh bụng xiên chịu kéo Góc nghiêng α=35 -45O 3
4. 10/21/2014 TrìnhtựthiếtkếGiàn 6.3. Thiết kế giàn B−ớc 1: Thiết lập sơ đồ hình học giàn, tải trọng B−ớc 2: Xác định tải trọng nút: • B−ớc 1 :Thiếtlậpsơđồh: Thiết lập sơ đồ hình học giàn, tải trọng • B−ớc 2: Xác định tải trọng nút Tr h : Tải trọng phân bố P2 • B−ớc 3 Xác định nội lực q q 2 • B−ớc 4: Xác định chiều dài tính toán 2 • B−ớc 5: Chọn tiết diện thanh giàn 1 23 1 d 23 d1 2 d d2 • B−ớc 6: Tính toán thiết kế mắt dàn 1 d d P q. 1 2 13 2 2 Tr−ờng hợp: Tải trọng tập trung B−ớc 3 Xác định nội lực CHKC SAP e e e e e e 1 3 2 1 3 2 Chú ý: Đối với các thanh trực tiếp chịu lực: có mô men phụ P2 P1 P3 A B B A 1 1 23 3 e1 e3 e2 2 q B A 1 2 3 d d 1 23 d1 d2 1 2 d d1 2 d1 d2 e3 e1 e2 PB1 P B A d 2 2 1 d d qd B(e .e ) 1 2 f 1 M f 0,9 1 3 M12 1 2 8 d1 4
5. 10/21/2014 B−ớc 4: Xác định chiều dài tính toán ( Xem sau) Thanh chịu kéo B−ớc 5: Trình tự chọn tiết diện thanh giàn N Kết cấu hàn =1 Xác định F Fyc yc R Kết cấu đinh tán <1  Chọn hình thức tiết diện thanh giàn: b o Căn cứàFứ vào Fyc chọn s ố hiệu thé p h X o Kiểm tra tiết diện chọn y Ghép bởi 2 Ghép bởi cạnh Ghép bởi cạnh ghép bởi 2 Thép ống N thép góc ngắn của 2 dài của 2 thép thép ch− [ Kiểm tra bền  mR đều cạnh thép góc không góc không đều F đều cạnh cạnh b = 2h b = 3h b = 1,33h rx = ry rx = 0,75ry rx = 0,5 ry rx = ry Kiểm tra độ cứng  gh gh:Bảng 6.1 Tuỳ thuộc Tỷ số lox / loy mà chọn loại tiết diện sao cho x = y là hợp lý nhất Thanh chịu nén đúng tâm (nh− chọn TD cột) N o Kiểm tra tiết diện chọn o Xác định F F yc yc mR N Thanh cánh  =80 – 100 gt - Kiểm tra ổn định:  mR . F ch−a biết → giả thiết  Thanh bụng gt =100 – 120 min F l0 ryc o Xác định ryc - Kiểm tra độ cứng:   gt gh gh: xem Bảng 6.1 ((gtrang 157 ) o Căn cứ vào Fyc và ryc chọn số hiệu thép 2 Ví dụ Fyc= 16cm ryc=2,95cm ??? 2L90.56.6 5
6. 10/21/2014 Ví dụ: Thanh vừa chịu nén, vừa chịu uốn Chọn tiết diện thanh cánh trên của dàn cho nh− hình vẽ. Cho biết  Th−ờng giả thiết tr−ớc tiết diện rồi tiến hành bài toán kiểm tra. N = - 725kN. Thép CT3, m =1,  Chọn tiết diện theo thanh chỉ chịu nén hoặc thanh chỉ chịu uốn d0 = 3m, d1 = 6m tuỳ theo trọng số gi ữahainộilựcMvàN.a hai nội lực M và N. GảGiải: Kiểm tra lại t−ơng tự nh− cột chịu nén lệch tâm: - Chiều dài tính toán của thanh cánh trên (chịu nén trung tâm) nh− sau: N + Trong mặt phẳng uốn:  mR Lox = d0= 300cm, Loy = d1 = 600cm lt F x L = 0,5L => nên chọn r = 0,5 r để N ox oy x y + Ngoài mặt phẳng uốn:  mR λ x λy làm cho ổn địịụ,ynh của thanh cánh trên đối với 2 trục x,y t−ơng đ−ơng nhau cF y + Kiểm tra c−ờng độ: Chọn tiết diện chữ T ghép bởi hai thép góc không đều cạnh và nối N M với nhau ở cạnh ngắn (rx = 0,5 ry )  mR Fth Wth - Chọn tiết diện: - Kiểm tra tiết diện chọn: N 725.102 300 600 2 gt  107,14 120 y 102,39 120 Fcmyc 50.03 (với giả thiết  = 90 có = 0,69) x 5,86  R 0,69.2100 2,8 2 N 725.10 2 L 300  1920 daN / cm rcmyc ox 3, 33 min F 0,544.69,4 x  gt 90 trong đó : min = 0,544 ứng với max = x = 107,14 Loy 600 r yc 667, cm y gt 90 Tra bảng tiết diện T ghép chọn 2 L160x100x14 có max < λgh =120 ( độ mảnh giới hạn của thanh cánh nén – Bảng 6.1) 2 F = 2.34,7 = 69,4 cm ; rx = rx1 = 2,8 cm; ry1 = 5,08 cm 22 2 2 rrayy 1 5,08 2, 43 0,5 5,86 cm 23 24 6
7. 10/21/2014 P b/ a/ B−ớc 6 Tính toán thiết kế mắt dàn N ∆N 2 e N  1 P b/ a/ N ∆N 2 e N  1 δ . Liên kết thanh bụng với bản mắt : tính nh− liên kết thép hình Nguyên tắc với thép bản (ch−ơng II) • Tất cả các đ−ờng trục của thanh phải quy tụ tại một điểm . Liên kết của thanh cánh với bản mắt??? . Hinh dạng mắt dàn nên chọn đơn giản . độ dầy bản mắt  tuỳ thuộc vào nội lực lớn nhất của các thanh nối vào mắt Đ−ờng hàn nổi (a) Xét cho 2 tr−ờng hợp N (kN)  200 200 – 500 500 – 750 759 – 1200  (mm) 8 10 12 14 Đ−ờng hàn chìm (b) P P a/ N ∆N N ∆N 2 e N 2 e N  1  1 Tr−ờng hợp hàn nổi Đ−ờng hàn chìm Đ−ờng hàn  không chịu lực vì chất l−ợng kém Đ−ờng hàn và  vừa chịu lực dọc ∆N= N1 – N2 và lực cắt Q = P Đ−ờng hàn  vừa chịu lực cắt Q = P vừa chịu lực dọc ∆N 2 2 h và mô men M = ∆N. e  N   Q  max  N  Q mRg 2 2 h  N   Q // M  max  N ( Q  M ) mRg 7
8. 10/21/2014 Giả sử thanh AB mất ổn định A __ Xác định chiều dài tính toán !!! _ _ ++ + B + - Thanh AB sẽ uốn quanh hai mắt giàn A và B. Do bản mắt có độ cứng nên kéo theo các thanh khác cũng quay theo bản mắt.  Nếu mắt giàn là khớp , chiều dài tính toán bằng kc tâm hai mắt giàn -Nh−ng các thanh đó cũng đồng thời chống lại sự quay của mắt giàn, chống lại mạnh nhất là các thanh kéo đi đến nhận xét:  Thực tế mắt giàn là liên kết đàn hồi nên chiều dài tính toán + Mắt nào nối với nhiều thanh chịu kéo thì mắt khó quay l0 = l  1,  0,5 Vậy  lấy bao nhiêu? + Mắt nào nối với nhiều thanh chịu nén thì mắt dễ quay Thanh cánh th−ợng: 3 Ví dụ Xác định chiều 2 3 1 2 dài tính toán 1 X X 4 4 Y Y L1-3 L1-3 Thanh bụng: Thanh 1-4 1 1 2 14 4 - Trong mặt phẳng vì kèo x L l - Trong mặt phẳng vì kèo x Lx 0,8 l1 4 x 1 2 1 12 14 4 - Trong mặt phẳng y Ly l1 4 - Trong mặt phẳng y Ly l1 3 Thảo luận: Nếu bỏ thanh 2-4 xđ chiều dài tính toán của thanh 1-3? The end 8