Đồ án Kết cấu thép II Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp

đồ án kết cấu thép ii thiết kế khung ngang nhà công nghiệp ****************** nhiệm vụ thiết kế Thiết kế khung ngang nhà xưởng một tầng một nhịp có cửa mái và cầu trục đi dọc bên trong xưởng vơí các số liệu: Chiều dài nhà: 123 m Nhịp khung: L = 27m Bước khung: B = 6m Số cầu trục trong xưởng: 2 Sức nâng của cầu trục: Q = 30T Cao trình mặt ray cầu trục: h1 = 13m Mái lợp bằng panel BTCT có sườn với các lớp cách nước cách nhiệt cần thiết. Tường gạch tự mang. Địa điểm xây dựng: Huế. Vật liệu: Thép BCT3C(6 có R = 2300 daN/cm2. Bê tông móng cột mác 150. I - Chọn sơ đồ kết cấu. 1- Sơ đồ khung ngang và kết cấu nhà công nghiệp. (hình vẽ1)
Hình vẽ 1: Sơ đồ khung ngang nhà Do sức trục của cần trục là 30/5 T nên chọn khoảng cách từ mép ngoài cột đến trục định vị là a = 250mm và ( = 750mm. Từ đó ta có sơ đồ khung ngang như hình vẽ 1. 2- Xác định các kích thước chính của khung. 2.1- Nhịp cầu trục. LK = L – 2.( = 27000 – 2 ( 750 = 25500 (mm) Dựa vào sức trục Q = 30/5T và nhịp cầu trục LK = 25,5m ta có bảng thông số cầu trục lấy theo phụ lục VI ( Sách thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp): Sức trục  Nhịp LK  Kích thước Gabarit chính  Bánh xe con Lt  Loại ray  áp lực bánh xe lên ray  Trọng lượng   Chính  Phụ   B  K  H  B1  F     Xe con  Toàn CT   T  m  mm  Mm  Mm  Mm  mm  mm   T  T   30  5  25,5  6300  5100  2750  300  500  2500  KP-70  33  12  56,5   Bảng 1 – Số liệu cầu trục 2.2- Kích thước cột. - Chiều cao H2 từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh dưới vì kèo: H2 = HC + 100mm + f Trong đó: HK : Chiều cao Gabarit cầu trục HC = 2750mm 100 mm: Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu f: Khe hở phụ xét đến độ võng của vì kèo và việc bố trí hệ thanh giằng lấy bằng f = 350 mm ( H2 = 2750 + 100 + 350 = 3200 (mm) - Chiều cao từ cao trình mặt nền đến cao trình đáy dàn: H = H1 + H2 Trong đó: H1 : Chiều cao từ mặt nền đến cao độ mặt ray H = 13000 + 3200 = 16200 (mm) - Chiều cao phần cột trên: Htr = H2 + Hdcc + Hr Trong đó: Hdcc: Chiều cao của dầm cầu trục lấy sơ bộ là: Hdcc = 1/6 B =
(6 = 1 (m) Hr: Chiều cao tổng cộng của ray và đệm ray, tra bảng 120 (mm) Htr = 3200 + 1000 + 120 = 4320 (mm) - Chiều cao phần cột dưới: Hd = H - Htr + H3 Trong đó: H3: Phần cột chôn dưới mặt nền, lấy H3 = 800 (mm) Hd = 16200 - 4320 + 800 = 12680 (mm) - Chiều cao tiết diện phần cột trên chọn: ht = 500 mm thoả mãn điều kiện không nhỏ hơn 1/12 chiều cao Htr ht > 1/12 Htr =
( 4320 = 360 (mm) - Chiều cao phần cột dưới chọn: hd = a + ( = 250 + 750 = 1000 (mm) Trong đó: a: Khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài của cột a = 250 mm ( = 750 mm + Bề rộng cột dưới phải thoả mãn điều kiện: hd > 1/20 H để đảm bảo độ cứng hd > 1/20 ( 12680 + 4320 ) = 850 (mm) + Kiểm tra cầu trục không vướng vào phần cột trên: hd - htr ( B1 + C Trong đó: B1 = 300 mm - Khoảng cách từ trục ray cầu chạy đến đầu mút cầu chạy C - Khe hở tối thiểu lấy bằng 60 mm . 1000 - 500 = 500 > 300 + 60 = 360 mm 2.3 - Kích thước dàn + cửa trời: (hình vẽ 2)
Hình vẽ 2: Sơ đồ kích thước dàn Độ dốc cánh trên trên i = 1/10 ( Chiều cao giữa dàn là
3550 (mm) 3- Hệ giằng a) Hệ giằng ở mái. Hệ giằng ở mái bao gồm các thanh giằng bố trí trong phạm vi tư cánh dưới dàn trở lên. Chúng được bố trí nằm trong mặt phẳng cánh trên dàn, mặt phẳng cánh dưới dàn và mặt phẳng đứng giữa các dàn. + Giằng trong mặt phẳng cánh trên: Gồm các thanh chéo chữ thập trong mặt phẳng cánh trên và các thanh chống dọc nhà. + Giằng trong mặt phẳng cánh dưới: Được đặt tại các vị trí có giằng cánh trên. b) Hệ giằng đứng. Được đặt trong mặt phẳng các thanh đứng. Kết cấu cửa trời cũng có các hệ giằng cánh trên, hệ giằng đứng như đối với dàn mái. c) Hệ giằng cột. Hình vẽ hệ giằng xem trang sau. II- Tính tải trọng tác dụng lên khung 1- Tải trọng tác dụng lên dàn 1.1- Tải trọng tác dụng thường xuyên a) Tải trọng các lớp mái tính toán theo cấu tạo của lớp mái lập theo bảng sau: Cấu tạo của lớp mái  Tải trọng tiêu chuẩn Kg/m2 mái  Hệ số vượt tải  Tải trọng tính toán Kg/m2 mái   - Tấm Panel 1,5 ( 6 m - Lớp cách nhiệt dày 12 cm bằng BT xỉ ( = 800 Kg/m3 - Lớp BT chống thấm dày 4 cm - Hai lớp vữa lót dày 3 cm - Hai lớp gạch lá nem Cộng  150 96 100 54 80  1,1 1,2 1,1 1,3 1,1  165 115,2 110 70,2 88    480   548,4   Bảng 2- Tải trọng các lớp mái Tải trọng các lớp mái được đổi ra phân bố trên mặt bằng với độ dốc i = 1/10 có cos ( = 0,995
482,4 (Kg/m2)
551,2 (Kg/m2) b- Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng. Tính sơ bộ theo công thức thực nghiệm: gtcd = 1,2 ( (d ( L Trong đó: 1,2 - Hệ số vượt tải (d - Hệ số trọng lượng dàn lấy bằng 0,6 gtcd = 1,2 ( 0,6 ( 27 = 19,4 (kg/m2) gttd = n ( gtcd = 1,1 ( 19,4 = 21,3 (kg/m2) c- Trọng lượng kết cấu cửa trời Được tính theo công thức kinh nghiệm: gtcct = (ct ( Lct Hoặc lấy theo kinh nghiệm gtcct = 12 (kg/m2) gttct = 1,1 ( 12 = 13,2 (kg/m2) d- Trọng lượng cánh cửa trời và bậu cửa trời - Trọng lượng cánh cửa (Kính + khung) gtcK = 35 Kg/ m2 - Trọng lượng bậu trên và bậu dưới gtcb = 100 Kg/m Vậy lực tập trung ở chân cửa trời do cánh cửa và bậu cửa là: GKb = (1,1 ( 35 ( 2,5 ( 6) + (1,1 ( 100 ( 6) = 1237,5 (Kg) Tải trọng gct và gKb chỉ tập trung ở những chân cửa trời. Để tiện tính toán khung, ta thay chúng bằng lực tương đương phân bố đều trên mặt bằng nhà gct
= 21,1 (Kg/ m2) Vậy tải trọng tính toán tổng cộng phân bố đều trên xà ngang là: q = (gm + gd + g’ct) ( B = (551,2 + 21,3 + 21,1) ( 6 = 3561,6 (Kg/m) = 3,56 (T/m) 1.2- Tải trọng tạm thời Theo TCVN 2737 - 95, tải trọng tạm thời trên mái khi không có người lên là: ptc = 75 Kg/m2 mặt bằng với hệ số vượt tải np = 1,3 Tải trọng tính toán phân bố đều trên xà ngang: ptt = np ( ptc ( B = 1,3 ( 75 ( 6 = 585 (Kg/m) = 0,59 (T/m) 2- Tải trọng tác dụng lên cột a- Do phản lực của dàn Tải trọng thường xuyên
48081,6 (Kg) = 40,8 (T) Tải trọng tạm thời
7897,5 (Kg) = 7,9 (T) b- Do trọng lượng dầm cầu trục+ ray. Trọng lượng dầm cầu trục tính sơ bộ theo công thức kinh nghiệm: Gdct = (dct ( L2dct Trong đó: Lct - Nhịp cầu trục, tính bằng m (Bằng bước cột B) (dct - Là hệ số trọng lượng dầm cầu trục, ở đây lấy (dct = 24 Gdct = 24 ( 62 = 864 (Kg) = 0,86 (T) Theo bảng IV- 7 với loại ray KP – 70 có khối lượng 52,83 Kg/m, tải trọng truyền lên cột: Gr = 52,83 ( 6 = 316,98 (Kg) = 0,3 (T) Gct đặt ở vai đỡ dầm cầu trục là tải trọng thường xuyên c- Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục Tải trọng áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua DCT được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của 2 cầu trục sát nhau ở vào vị trí bất lợi nhất (Hình 3). Cầu trục có Q = 30 T có áp thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của một bánh xe là: Ptcmax = 33 T áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của một bánh xe tính theo công thức: Ptcmin =
Trong đó: Q- Sức trục của cầu trục G = 56,5 (T) - Trọng lượng toàn bộ của cầu trục no = 2- Số bánh xe ở một bên cầu trục ( Ptcmin =
10,25 (T) áp lực thẳng đứng tính toán Pttmax = 1,1 ( 33 = 36,3 (T) Pttmin = 1,1 ( 10,25 = 11,3 (T) Hình 3 Cầu trục có bề rộng Bct = 6300 mm và khoảng cách giữa 2 bánh xe k = 5100 mm. Đặt bánh xe ở vị trí như ở hình 3 tính được tung độ như ở yi của đường ảnh hưởng và tính áp lực thẳng đứng lớn nhất, nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột theo công thức:

Dmax = nc ( Pmax ( (yi = (T) Dmin = nc ( Pmin ( (yi = (T) Trong đó: nc- Hệ số tổ hợp, nc = 0,85 Dmax = 0,85 ( 36,3 ( (1 + 0,15 + 0,8) = 60,2 (T) Dmin = 0,85 ( 11,3 ( (1 + 0,15 + 0,8) = 18,7 (T) Các lực Dmax, Dmin đặt vào trục nhánh đỡ dầm cầu trục của cột, nên lệch tâm đối với trục cột dưới một đoạn e lấy xấp xỉ một đoạn bằng hd/2. Do đó tại vai cột có sinh ra mô men lệch tâm: Mmax = Dmax ( e = 60,2 ( 0,5 = 30,1 (Tm) Mmin = Dmin ( e = 18,7 ( 0,5 = 9,4 (Tm) d- Do lực hãm của xe con Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động. Lực hãm xe con, qua các bánh xe cầu trục truyền lên dầm vào cột. Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe tính:
1,05 (T) Trong đó: Gxc = 18 - Trọng lượng xe con no =2- Số bánh xe ở một bên cầu trục Lực hãm ngang Ttc1 truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm; giá trị T cũng xác định bằng cách xếp bánh xe trên đường ảnh hưởng như khi xác định Dmax và Dmin. T = nc ( n ( Ttc1 ( (yi = 0,85 ( 1,1 ( 1,05(1 + 0,15 + 0,8) = 1,9 (T) 3- Tải trọng gió tác dụng lên khung Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737 - 95. Nhà công nghiệp một tầng, một nhịp chiều cao nhỏ hơn 40m nên chỉ tính thành phần tĩnh của gió. áp lực gió tiêu chuẩn ở độ cao 10m trở xuống thuộc khu vực IIB (có kể đến ảnh hưởng của gió bão): qtco = 95 Kg/m2.
Hình vẽ 4: Sơ đồ tính tải trọng gió Tải trọng gió phân bố đều tác dụng lên cột tính: Phía đón gió: qđ = n ( qo ( K ( C ( B Phía hút gió: qh = n ( qo ( K ( C’ ( B Trong đó: n = 1,2- Hệ số vượt tải B = 6m- Bước cột C- Hệ số khí động, lấy theo bảng phụ lục. K- Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao lấy theo địa hình loại B. Chiều cao đón gió của nhà có kể đến chiều dày lớp mái: t = 0,545m. Các hệ số khí động trong hình vẽ có: Ce1, Ce2 tra theo TCVN 2737 – 95: Tỉ số:
Ce4: Tỉ số:
Do cột có chiều cao đón gió H = 17m < 20m nên lấy hệ số quy đổi tải gió về dạng phân bố đều trên toàn cột với H = 17m tra bảng ta được k = 1,1 qđ = 1,2 ( 95 ( 1,1 ( 0,8 ( 6 ( 1,1 = 662,1 (Kg/m) qh = 1,2 ( 95 ( 1,1 ( 0,6 ( 6 ( 1,1 = 496,6 (Kg/m) Tải trọng gió trong phạm vi mái từ đỉnh cột đến nóc mái đưa về tập trung đặt ở cao trình cánh dưới dàn mái. W = n ( qo ( K ( B ( (Ci ( hi Trong đó: h- Là chiều cao từng đoạn có ghi hệ số khí động Ci K =
ở đáy dàn: H = 16,2m ( Kđáy = 1,1 ở đỉnh dàn: H = 22,795m ( Kđỉnh = 1,162 K =
Vậy: W = 1,2 ( 95 ( 1,131 ( 6 ( [2,745 ( 0,8 – 0,7 ( 0,675 + 0,7 ( 2,5 – 0,7 ( 0,65 + 0,5 ( 0,65 + 0,6 ( 2,5 + 0,5 ( 0,7 + 0,6 ( 2,475] = 5291,8 (Kg) = 5,3 (T) III- Tính nội lực khung 1- Sơ bộ chọn tỷ số độ cứng giữa các bộ phận khung Theo các công thức kinh nghiệm ta chọn sơ bộ độ cứng giữa các bộ phận khung như sau:
Chọn J1, J2, Jd sao cho thoả mãn điều kiện:
Chọn
Khi đó ta có:
Vậy:
< v = 2,2 Khi đó tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm, có thể coi dàn là cứng vô cùng (J = () Hình 5: Sơ đồ tính khung 2- Tính khung với tải trọng phân bố đều trên xà ngang (Hình 6) Dùng phương pháp chuyển vị, ẩn số là góc xoay (1, (2 và một chuyển vị ngang ∆ ở đỉnh cột. Trường hợp ở đây, khung đối xứng và tải trọng đối xứng nên ∆ = 0 và (1 = (2 = (. ẩn số là hai góc xoay bằng nhau của nút khung. Sơ đồ tính toán cho trên hình vẽ 6. Phương trình chính tắc: r11( + R1p = 0 Trong đó: r11- Tổng phản lực mômen ở các nút trên của khung khi góc xoay ( = 1 R1p- Tổng phản lực mômen ở các nút do tải trọng ngoài. Quy ước dấu nội lực: Mômen dương khi làm căng thớ bên trong của cột và dàn, phản lực ngang là dương khi có chiều hướng từ bên trong ra ngoài. Tức là đối với cột trái thì hướng từ phải sang trái. Cho nút B quay một góc ( = 1. Ta có mô men ở nút B là:
=
Mô men ở các đầu cột do ( = 1 được xác định như sau:
Để tính
của thanh có tiết diện thay đổi, có thể dùng các công thức ở bảng III - 1 phụ lục III. Tính các trị số: ( =

= 0,25 (=
7 -1 = 6 Hình 6: A = 1 + ( ( ( = 1 + 0,25 ( 6 = 2,5 B = 1 + (2 ( ( = 1 + 0,252 ( 6 = 1,375 C = 1 + (2 ( ( = 1 + 0,253 ( 6 = 1,094 F = 1 + (2 ( ( = 1 + 0,254 ( 6 = 1,023 K = 4.A.C – 3.B2 = 4 ( 0,25 ( 1,094 – 3 ( 1,3752 = 5,26 (
- 0,049 E.J1 Phản lực ở đỉnh cột do ( = 1 gây ra là:
=
Hệ số phương trình chính tắc: r11 =
xàB +
cộtB = 0,259E.J1 + 0,049E.J1 = 0,308E.J1 Tổng phản lực mômen ở nút B do tải trọng ngoài gây ra là: R1p = MqB = -
- 216,3 (Tm) Giải phương trình chính tắc:
Mômen cuối cùng ở đỉnh cột:
ở tiết diện khác thì tính bằng cách dùng trị số phản lực:
Vậy mômen ở vai cột là: MC = MB + RB ( Ht = -34,4 + 3,79 ( 4,32 = - 18,03 (Tm) Mômen ở chân cột là: MA = MB + RB ( H = - 34,4 + 3,79 ( 17 = 30,03 (Tm) Biểu đồ mômen cho trên hình 7a Mômen phụ sinh ra ở vai cột do sự chênh lệch của trục cột trên với trục cột dưới bằng: Me = V ( e =
Me =
= 12,01 (Tm) Dưới tác dụng của Me, trong khung phát sinh nội lực. Coi Jd = (, theo bảng III – 1 phụ lục III có: Dấu Me ngược chiều kim đồng hồ ( Me = -12,01 (Tm)

Mô men tại các tiết diện khác: MtrC = MB + RB ( Htr = 1,34 + (-1,06) ( 4,32 = - 3,2 (Tm) MdC = MBtr + Me = -3,2 + 12,01 = 8,81 (Tm) MA = MB + RB ( H + Me = 1,34 + (-1,06).17 + 12,01 = -4,67 (Tm) Biểu đồ mômen cho trên hình 7b Cộng biểu đồ 7a với 7b ta được biểu đồ mômen cuối cùng do tải trọng thường xuyên gây ra trên toàn mái. MB = -34,4 + 1,34 = - 33,06 (Tm) MtrC = -18,03 - 3,2 = - 21,23 (Tm) MdC = -18,03 + 8,81 = - 9,22 (Tm) MA = 30,03 - 4,67 = 25,36 (Tm) Lực cắt tại chân cột:
Hình 7: Biểu đồ mômen do tai trọng thường xuyên 3- Tính khung với tải trọng tạm thời trên mái. Do dạng tải trọng và điểm đặt của hoạt tải mái giống như tĩh tải mái ( biểu đồ nội lực do hoạt tải gây ra bằng cách nhân các trị số của mômen do tải trọng thường xuyên với tỉ số:
Các trị số nội lực trong khung là: MB = 0,16 ( (-33,06) = -5,29 (Tm) MtrC = 0,16 ( (-21,23) = -3,39 (Tm) MdC = 0,16 ( (-9,22) = -1,47 (Tm) MA = 0,16 ( 25,36 = 4,06 (Tm) Lực cắt:
Biểu đồ nội lực cho trên hình 8 Hình 8: Biểu đồ mômen do hoạt tải mái 4- Tính khung với trọng lượng dầm cầu trục và ray. Tổng trọng lượng ray và dầm cầu trục truyền lên vai cột là: Gd = Gdcc + Gr = 0,86 + 0,3 = 1,16 (T) Dầm cầu chạy đặt ở vai cột gây ra mô men lệch tâm Mdcc đặt ở vai cột và có chiều ngược với chiều của Me.
Mdcc = Gd ( e = 1,16 ( 0,5 = 0,58 (Tm) Nội lực khung tìm được bằng cách nhân biểu đồ Me với tỉ số

Mô men tại các tiết diện là: MB = -0,048 ( 1,34 = -0,064 (Tm) MtrC = -0,048 ( (-3,2) = 0,15 (Tm) MdC = -0,048 ( 8,81 = -0,42 (Tm) MA = -0,048 ( (-4,67) = 0,22 (Tm) Biểu đồ mômen vẽ ở hình 9. Trọng lượng dầm cầu trục và ray là tải trọng thường xuyên nên cộng biểu đồ mô men do Gd với biểu đồ nội lực do tĩnh tải để có biểu đồ mô men do toàn bộ tải trọng thường xuyên lên dàn và cột. (M) = (Mm) + (Mdcc) MB = -33,06 + -0,064 = -33,12 (Tm) MtrC = -21,23 + 0,15 = -21,08 (Tm) MdC = -9,22 - 0,42 = -9,64 (Tm) MA = 25,36 + 0,22 = 25,58 (Tm) Biểu đồ mô men cho trên hình 10. Hình 10 5- Tính khung với tải trọng cầu trục - áp lực của cầu trục Dmax, Dmin sinh ra đồng thời mô men Mmax, Mmin ở hai cột. - Tính khung khi coi Dmax đặt ở bên trái. Hình 11: - Giải khung bằng phương pháp chuyển vị với sơ đồ xà ngang cứng vô cùng. ẩn số chỉ còn là chuyển vị ngang của nút. Phương trình chính tắc: r11.( + R1P = 0 Dùng bảng phụ lục tính được mô men và phản lực ngang ở đầu B của cột.
Mô men ở các tiết diện khác: + Tiết diện vai cột:
+ Tiết diện chân cột:
ở cột bên phải, các trị số mômen có cùng trị số nhưng khác dấu. Biểu đồ mômen vẽ ở hình 12.a Phản lực trong liên kết thêm vào theo phương pháp chuyển vị là:
Mô men lệch tâm do cầu trục:
Mmax = Dmax ( e = 60,2 ( 0,5 = 30,1 (Tm) Mmin = Dmin ( e = 18,7 ( 0,5 = 9,35 (Tm) Biểu đồ mômen do Mmax, Mmin gây ra trong khung được xác định bằng cách nhân biểu đồ Me với các tỉ số:

Từ đó ta có mômen ở cột trái: MB = -2,5 ( 1,34 = -3,35 (Tm) MtrC = -2,5 ( (-3,2) = 8 (Tm) MdC = -2,5 ( 8,81 = -22,03 (Tm) MA = -2,5 ( (-4,67) = 11,68 (Tm) Phản lực ở đầu cột: RB = (-2,5) ( (-1,06) = 2,65 (T) Mômen ở cột phải: MB’ = -0,78 ( 1,34 = -1,05 (Tm) MtrC’ = -0,78 ( (-3,2) = 2,49 (Tm) MdC’ = -0,78 ( 8,81 = -6,87 (Tm) MA’ = -0,78 ( (-4,67) = 3,64 (Tm) Phản lực ở đầu cột: RB’ = (-0,78) ( (-1,06) = 0,83 (T) Phản lực trong liên kết thêm: R1P = RB’ - RB = 0,83 – 2,65 = -1,82 (T) Giải phương trình chính tắc:
Nhân biểu đồ mômen đơn vị với ( và cộng với mômen ngoại lực trong hệ cơ bản (Hình 12.b) ta được biểu đồ mômen cuối cùng.
ở cột trái:
Lực cắt ở chân cột:
Lực dọc: NB = NtC = 0 NA = NdC = Dmax = 60,2 (T) Cột bên phải:
Lực cắt ở chân cột:
Lực dọc: NB’ = Ntr C’ = 0 NA’ = Nd C’ = Dmin = 18,7 (T) Biểu đồ mômen cuối cùng cho trên hình 12.c Hình 12: 6- Tính khung với lực hãm ngang T Lực T đặt ở cao trình dầm hãm. Xét trường hợp lực T đặt vào cột trái hướng từ trái sang phải. Vẽ biểu đồ (
) do ( gây ra trong hệ cơ bản và đã tính được:
Khoảng cách từ lực T đến vai cột là: Hdcc = 1,12 m Xác định các hệ số:

Có ( < (; Theo các tính toán ở phần trên có: A = 2,5 B = 1,375 C = 1,094 F = 1,023 K = 5,26 Phương trình chính tắc của hệ: r11.( + R1p = 0 Theo bảng III.2 – phụ lục III, mô men tại các tiết diện do lực hãm T gây ra là:

Tính mômen tại tiết diện khác: + Mô men tại cao trình dầm hãm: MDT = MB + RB(Htr - Hdcc) = -3,04 + 1,62(4,32 – 1,12) = 2,15 (Tm) MTC = MB + RB(Htr - T(Hdcc = -3,04 + 1,62 (4,32 – 1,9 ( 1,12 = 1,84 (Tm) MTA = MB + RB.H -T(Hd + Hdcc) = -3,04+1,62 ( 17 – 1,9(12,68 + 1,12) = -1,72 (Tm) Cột bên phải không có ngoại lực nên mômen và phản lực trong hệ cơ bản bằng không. Vậy: R1P = RB = 1,62 (T) Giả phương trình chính tắc ta được:
Mômen cuối cùng tại tiết diện cột khung (M) =
+ (MT) + Cột trái:
MD =
Trong đó: MD =

Hình 13: Biểu đồ mômen do lực hãm ngang T gây ra Đối với cột bên phải ta có:
Lực cắt ở chân cột:
Biểu đồ mômen cho trên hình 13 7- Tính khung với tải trọng gió. ở đây tính với trường hợp gió thổi từ trái qua phải. Với gió từ phải qua trái chỉ cần lấy đối xứng biểu đồ nội lực qua trục đứng Dùng phương pháp chuyển vị, phương trình chính tắc trong trường hợp tải trọng gió là: r11.( + R1P = 0 Đã có biểu đồ
do ( = 1 trong hệ cơ bản như ở phần tính khung chịu Mmax, Mmin , T và có:
Sơ đồ tính tải trọng gió như sau: (Hình 14) Hình 14 + Tính toán nội lực cho cột trái: áp dụng sơ đồ và công thức tính nội lực cho cột theo bảng III – 2 phụ lục III ta có:
+ Nội lực trong cột phải: Các trị số nội lực cột phải được suy ra từ cột trái bằng cách nhân với hệ số:
MqB’ = -0,75 ( (-9,4) = 7,05 (Tm) MqC’ = -0,75 ( (-5,6) = 4,2 (Tm) MqA’ = -0,75 ( (-65,9) = 49,4 (Tm) RqB’ = -0,75 ( 2,3 = -1,73 (T) Từ các giá trị tính toán ta vẽ được biểu đồ nội lực của hệ cơ bản chịu tải trọng gió như hình 15. Từ biểu đồ (Moq) suy ra: R1P = -RB - RB’ - W = -2,3 –1,73 – 5,3 = -9,33 (T) và
Biểu đồ mômen cuối cùng của khung chịu tải trọng gió là: (Mq) = (
+ Cột trái:
Hình 15: Biểu đồ mômen do tải trọng gió + Cột phải:
Biểu đồ mô men cuối cùng cho trên hình 15 IV- tính cột + Chọn cặp nội lực tính toán Từ bảng tổ hợp nội lực chọn các cặp nội lực nguy hiểm để chọn tiết diện cột là: M = - 57,5 (Tm); N = 55,19 (T) Cặp nội lực tính toán cho cột dưới là: M = 156,51 (Tm); N = 110,55 (T) 2- Xác định các thông số tính toán: - Tỉ số độ cứng giữa hai phần cột
- Tỉ số nén tính toán lớn nhất của hai phần cột: m =
- Hệ số C1:
Với
tra bảng III.6.b ( (1 = 1,837 Khi đó (2 =
Vậy chiều dài tính toán của các phần cột trong mặt phẳng khung là: + Cột trên: l2x = (2( Htr = 2,87 ( 4,32 = 12,4 (m) + Cột dưới: l1x = (1( Hd = 1,837 ( 12,68 = 23,3 (m) Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung bằng: + Cột trên: l2y = Htr – Hdct = 4,32 - 1 = 3,32 (m) + Cột dưới: l1y = Hd = 12,68 (m) 2- Thiết kế cột trên. - Trọng lượng bản thân cột trên lấy theo công thức: GtrC = gC ( hC Trong đó:
hC = Htr + hdd = 4,32 + 2,2 = 6,52 (m) ( GtrC = 80 ( 6,52 = 521,6 (Kg) = 0,52 (T) Lực dọc đưa vào tính toán cột trên là: Ntt = N + GtrC = 55,19 + 0,52 = 55,71 (T) Cột trên đặc, chọn tiết diện chữ I đối xứng, chiều cao tiết diện cột đã chọn từ trước: htr = 500 (mm) Độ lệch tâm:
Sơ bộ lấy hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện ( = 1,25 Diện tích cần thiết của tiết diện cột:
Chọn tiết diện sơ bộ theo điều kiện cấu tạo: (b = 12 mm (c = 15 mm bc = 320 mm - Diện tích cột là: A = 2.Ac + Ab Với: Bản bụng: (50 – 3) ( 1,2 = 56,4 (cm2) Bản cánh: 1,5 ( 32 = 48 (cm2) ( A = 2 ( 48 + 56,4 = 152,4 (cm2) + Kiểm tra tiết diện đã chọn: - Tính các đặc trưng hình học của tiết diện:
Bán kính quán tính của tiết diện:
Độ mảnh quy ước:
Độ lệch tâm tương đối:
Với:
Tra bảng II – 4 phụ lục II được ( = 1,4 - 0,02.
= 1,4 - 0,02 ( 1,94 = 1,36 ( Độ lệch tâm quy đổi: m1 = ( ( m = 1,36 ( 5,87 = 7,98 < 20 Vậy cột trên không cần kiểm tra bền. - Kiểm tra cột trong mặt phẳng uốn. Với
= 1,94 và m1 = 7,98 tra bảng II.2 phụ lục II được hệ số (lt = 0,162 Điều kiện ổn định:
Trong đó: Ntt được tính lại với trọng lượng cột đã có tiết diện cụ thể. Gc = Ang (Htr + hđd)(thép = 152,4.104(4,32 + 2,2) ( 7850 = 778,9 (Kg) = 0,8(T) ( Ntt = 55,19 + 0,8 = 56 (T) (
Vậy cột ổn định trong mặt phẳng uốn - Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung. Các giá trị mô men quy ước dùng để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là: M’ = max[
] Trong đó: M1, M2 là mô men lớn nhất ở một đầu và mô men tương ứng ở đầu kia của đoạn cột
là mô men ở 1/3 chiều cao cột được xác định như hình vẽ: Mômen tính toán tại tiết diện B (Đỉnh cột) có trị số: MB = -57,5 (Tm). Mômen tương ứng ở đầu kia (tiết diện C) là: MC = -19,61 (Tm)

( M’ = max[
] =
= -44,81(Tm) Độ lệch tâm:
(
Với:
Tra bảng II.5 phụ lục II có ( = 0,65 + 0,005mx = 0,65 + 0,005 ( 4,6 = 0,673 ; ( = 1 Hệ số ảnh hưởng mô men:
Từ (y = 45,3 tra bảng II.1 có (y = 0,802 ứng suất theo phương ngoài mặt phẳng uốn là: (
- Kiểm tra ổn định cục bộ ổn định cục bộ của bản cánh Có
, theo bảng 3.4:
= (0,36 + 0,1
)
= (0,36 + 0,1 ( 1,94)
Tỉ số chiều dài tự do của bản cánh:
(
( Bản cánh đảm bảo ổn định cục bộ: ổn định cục bộ của bản bụng Theo bảng 3.4 có:
Tiết diện đã chọn có:

(
( Bụng cột đảm bảo ổn định và không cần gia cường bằng các sườn Vậy tiết diện đã chọn là thoả mãn các điều kiện kiểm tra. 3- Thiết kế tiết diện cột dưới. 3.1- Chọn tiết diện cột Dạng tiết diện Chọn tiết diện cột dưới đặc có tiết diện dạng chữ H không đối xứng. Nhánh phía ngoài dùng thép bản. Nhánh trong dùng thép chữ I cán sẵn. Bản bụng cột dùng thép bản có chiều dày bằng (1/80 ( 1/250)hd nhưng không nhỏ hơn 8mm b) Diện tích tiết diện Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, cặp nội lực chọn để tính toán tiết diện cột được chọn là cặp nội lực ở tiết diện chân cột (A-A) Nmax = 110,55 (T) Mmax = 156,51 (Tm) Trọng lượng bản thân cột: + Phần cột trên: GtrC =0,841 (T) + Phần cột dưới:
Trong đó: K = (0,3 ( 0,5): Hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen (: Hệ số cấu tạo bằng (1,4 ( 1,8) Lấy K = 0,5; (= 1,4 ta có:
Lực dọc toán có kể đến trọng lượng bản thân cột: N = 110,55 + 0,841 + 1,34 = 112,73 (T) Chiều cao tiết diện cột đã chọn trước: hd = 1,0 m Độ lệch tâm:
Diện tích yêu cầu của tiết diện sơ bộ tính theo công thức:
Chiều dày bản bụng lấy bằng 1,3 (cm) Diện tích tiết diện bản bụng: Ab = 1,3 ( 100 =130 (cm2) Nhánh mái chọn thép bản có chiều rộng: 50 ( 2,4 (cm) Fnhm = 50 ( 2,4 = 120 (cm2) Nhánh cầu trục chọn thép hình I-No50 có: Fnhct = 100 (cm2); Jy = 39727 (cm4) (nh = 10 (mm); Jx = 1043 (cm4) Tiết diện chọn có cấu tạo như hình vẽ c) Đặc trưng hình học của tiết diện Diện tích tiết diện: A = Anhm + Ab + Anht A = 120 + 130 + 100 = 350 (cm2) Khoảng cách từ trục trọng tâm riêng x1- x1 của nhánh cầu trục đến trọng tâm toàn tiết diện:
Trục trọng tâm x- x đi qua trọng tâm tiết diện và song song với trục x1- x1


Độ mảnh:
Mômen tính tiết diện cột là mômen dương, độ lệch tâm về phía ngoài. Tính độ lệch tâm tương đối.
Tỷ lệ diện tích của cánh nén và bản bụng:
;
x = 2,42 < 5 Tra bảng phụ lục II.4, phụ lục II, ứng với tiết diện loại 5 (Vì độ lệch hướng về phía cánh thép bản) Với:
có ( = (1,75 - 0,1m) - 0,02(5 - m)
= = (1,75 - 0,1 (6,24) - 0,02(5 –6,24) ( 2,42 = 1,066 Với:
có ( = (1,9 -0,1m) - 0,02(6 - m)
= = (1,9 - 0,1 ( 6,24) - 0,02(6 - 6,24) ( 2,42 = 1,264 Nội suy với
được ( = 1,241 Độ lệch tâm tính đổi m1 = ( ( m = 1,241 ( 6,24 = 7,74 Với
= 2,42 và m1 = 7,74 tra bảng được (lt = 0,164 d) Kiểm tra ổn định cục bộ Với bản cánh cột ở nhánh ngoài, tỷ số giới hạn [bo/(c] = (0,36 + 0,1
)

Bản cánh chọn có tỷ số thực tế:
Vậy bản cánh thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ. + Với bản bụng cột Vì khả năng chịu lực của cột được xác định theo điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung nên tỷ số giới hạn [hb/(b] được xác định theo bảng 3-4 (Sách thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp) Khi m > 1 và
= 2,42 > 0,8 ta có:
Tiết diện đã chọn có tỷ số thực tế là:
Bản bụng bị mất ổn định cục bộ, chỉ có một phần chiều rộng sát với 2 cánh cùng làm việc với cánh. Chiều dài đoạn cùng làm việc tính theo công thức:
Tỷ số [hb/(b] = 74,7 >
Vậy phải có các đôi sườn ngang gia cố bản bụng. Khoảng cách các sườn ngang a = 2,5ho = 2,5 ( 97,1 = 243 (cm) Bề rộng sườn ngang:
, chọn bs = 100 (mm) Chiều dày sườn:
Chọn (s = 7 (mm) e) Kiểm tra ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung Theo công thức:
Với: (lt đã tính ở trên: (lt = 0,164 A = Anhn + Anht + 2 ( C1((b = 120 + 100 + 2 ( 34 ( 1,3 = 308,4 (cm2) N: Tính lại với trọng lượng cột đã chọn GdC = (Anhm + Ab).7850 ( Hd + GI ( Hd = (120 + 130).10-4 ( 7850 ( 12,68 + 78,5 ( 12,68 = 3484 (Kg) = 3,5 (T) ( N = GtrC + GdC + N = 0,84 + 3,5 + 110,55 = 114,89 (T) Vậy:
g) Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung Cặp nội lực để tính toán tại tiết diện chân cột. N = 110,55 (T); M = 156,51 (Tm) ứng với các tải trọng 1, 2, 3, 5, 8; Mômen tương ứng ở đầu kia cũng do các tải trọng 1, 2, 3, 5, 8 gây ra là M = -9,64 -1,32 - 20,11 - 1,92 + 2,25 = -30,74 (Tm) Mômen lớn nhất ở 1/3 cột là M’:
M1 = 0,5Mmax = 0,5 ( 156,51 = 78,25 (Tm) Vậy lấy M1 = 78,25 (Tm) để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung Tính độ lệch tâm theo M’:
Tính độ lệch tâm theo M1.
Hệ số ảnh hưởng C xác định theo công thức:
Theo bảng II-5 phụ lục II (Sách thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp) có:
( (y = 93,23 < (C = 94,9 thì ( =1 Và khi: 1< mx = 3,18 < 5 thì ( = 0,65 + 0,005mx = 0,65 + 0,005 ( 3,18 = 0,6659 Vậy:
Từ (y = 93,23 tra bảng ta có (y = 0,573 Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung theo:
Vậy cột ổn định ngoài mặt phẳng khung. 3.2- Thiết kế các chi tiết cột 1- Nối hai phần cột Cột trên có tiết diện chữ H đối xứng Cột dưới có tiết diện chữ H không đối xứng Mối nối hai phần cột tiến hành tại hiện trường, vị trí nối bố trí cùng cao trình với vai cột. Cánh ngoài cột trên nối với cánh ngoài cột dưới bằng đường hàn đối đầu. Cánh trong cột trên hàn vào bản thép “K” bằng đường hàn đối đầu.Bụng cột trên liên kết với dầm vai thông qua sườn lót và các đường hàn góc. Nội lực tính toán ở tiết diện ngay trên vai cột (trên tiết diện Ctr) Mmax = 0 (Tm); Ntư = 55,19 (T) Mmin = -27,64 (Tm); Ntư = 55,19 (T) Tính nội lực cánh ngoài phải chịu (có kể đến trọng lượng phần cột trên)
Tính nội lực trong cánh phải chịu:
+ Kiểm tra đường hàn đối đầu cánh ngoài:
Chiều dài đường hàn: lh = btr – 2 ( 1 = 32 –2 =30 (cm) Chọn hh = 15 mm Vậy:
Đường hàn đảm bảo chịu lực + Kiểm tra đường hàn đối đầu nối cánh trong với bản “K”. Bản “K” chọn có kích thước bằng kích thước bản cánh cột trên (15 ( 320)mm. Có: Chiều dài đường hàn: lh = btr – 2 ( 1 = 32 –2 =30 (cm) Chọn hh = 15 mm Vậy:
Kiểm tra khả năng chịu ép mặt của bản bụng dưới chịu Dmax và Gdct. Dmax = 60,2 (T); Gdct = 1,16 (T)
Trong đó: bs- Chiều rộng sườn gối dầm cầu trục, lấy 30 cm (bd- Chiều dày bản đậy trên đầu mút nhánh cầu chạy, lấy 20 mm (bs + 2. (bd)- Chiều rộng quy đổi để truyền lực ép mặt Rem- Cường độ tính toán chịu ép mặt của thép.
( Dùng luôn bản bụng cột dưới làm bản bụng dầm vai. Bản đậy và bản lót lấy ( = 20 (mm) Chiều cao dầm vai phải đồng thời thoả mãn các điều kiện sau: - Yêu cầu về cấu tạo: hdv ( 0,5hd: Điều kiện đảm bảo độ cứng ngoài giữa 2 phần cột, để biến dạng của 2 phần cột tại chỗ nối phải bằng nhau, thoả mãn với giả thiết ban đầu khi giải khung (Coi vai cột có độ cứng trong mặt phẳng uốn của khung bằng vô cùng). ( Chọn hdv = 0,5 (m) - Chiều cao bản bụng dầm vai hb phải đủ để bố trí các đường hàn liên kết (bốn đường hàn góc liên kết bản “K” với bụng dầm vai chịu Strong). Các đường hàn góc liên kết bụng dầm vai với bụng nhánh cầu chạy chịu tác dụng của (Dmax + Gdct) không cần kiểm tra. Kiểm tra đường hàn liên kết bản “K” với bản bụng cột dưới:
Trong đó: ((.Rg)min = 0,7 ( 1800 = 1260 (Kg/cm2) (- Hệ số điều kiện làm việc của đường hàn (hàn tay) Rhg = 1800 (Kg/cm2)
Chiều cao đường hàn tính toán quá nhỏ do đó ta lấy hh theo yêu cầu cấu tạo (hh = 7mm). Vì cột dưới đặc nên không cần kiểm tra chịu uốn của dầm vai. 2- Tính chân cột. Chân cột đặc dùng bản đế liền, được mở rộng theo phương mặt phẳng tác dụng của mômen uốn. Chân cột có cấu tạo như hình vẽ trang sau: Dầm đế tách đôi, ngoài ra có các sườn có bản đế, sườn cho bu lông neo. Trục giữa của bản đế trùng với trục cột dưới (bàn đế đối xứng). a) Xác định kích thước bản đế Nội lực để tính chân cột là cặp nội lực nguy hiểm nhất ở tiết diện A-A (ở chân cột) lấy trong bảng tổ hợp nội lực. Nmax = 110,55 (T) và Mtư = 156,51 (Tm) Nội lực có kể đến trọng lượng bản thân cột là: Nmax = 114,89 (T) và Mtư = 156,51 (Tm) Kích thước dài rộng L ( B của bản đế được xác định do điều kiện cường độ của vật liệu móng. Chiều rộng B của bản đế (cạnh vuông với mặt phẳng uốn) được cấu tạo trước theo các kích thước của tiết diện cột. B = bc + 2(dđ + 2C1 Trong đó: bc- Bề rộng tiết diện cột dưới. (dđ- Chiều dày dầm đế lấy sơ bộ (dđ = 10 mm C1- Phần nhô ra của công son bản đế chọn 100 mm Chiều dài L của bản đế tính theo công thức:
Trong đó: Rn- Là cường độ chịu nén tính toán của bêtông móng mch- Hệ số tăng Rn khi chịu nén cục bộ
ở đây Fm, Fbh là diện tích mặt móng và diện tích bản đế chân cột, lúc đầu giả thiết chân cột mch = 1,2 Ta có: B = 500 + 2 ( 10 + 2 ( 100 = 720 (mm) Bê tông móng mác 150 có Rn = 65 Kg/cm2 ( Rn ( mch = 65 ( 1,2 = 78 Kg/cm2 Chiều dài bản đế:
Chiều dài tối thiểu của bản đế: Lmin = 1 + 0,25 (2 = 1,5 (m) Vậy chọn chiều dài bản đế là 1,5 (m) Tính ứng suất tại mép bản đế theo phương pháp mặt phẳng uốn:
Ta cấu tạo cho trục giữa của bản đế trùng với trục cột dưới Thân cột, dầm đế và các sườn chia bản đế thành những ô bản có các điều kiện biên khác nhau, ô 1 là bản công son; ô 2 là bản tựa trên 2 cạnh kề nhau; ô 3 là bản tựa trên 3 cạnh; ô 4 là bản tựa trên 4 cạnh. Mômen uốn lớn nhất của mỗi ô này tính cho dải rộng 1 đơn vị: Mô = ( ( (ô (d2 Trong đó: (ô- ứng suất nén của bêtông móng bên dưới ô bản (ô được suy ra từ giá trị (max và (min đã tính ở trên và lấy giá trị lớn nhất tương ứng với mỗi ô để tính ô đó. d- nhịp tính toán của ô bản (- Hệ số phụ thuộc loại ô bản và tỷ số các cạnh ô Với ô trên 2 cạnh kề nhau tính như ô kế ba cạnh với các kích thước như hình vẽ: Chiều dày bản đế tính với mômen lớn nhất Mmax, trong số mômen các ô Mô của các ô bản đế, theo công thức:
+ Tính mô men ở các ô bản đế: - ô1: ô1 là bản công son có d ( C1 = 10 cm; (1 = 57 (Kg/cm2)
- ô2: ô2 là bản kê trên 2 cạnh kề nhau: Dựa vào kích thước mỗi cạnh là 50 và 100 mm tính được kích thước b2 = 45 (mm); a2 = 112 (mm) Tỷ số:
Tính như bản công son với (max = 68,6 (Kg/cm2)
- ô3: ô3 là bản kê trên 3 cạnh có b2 = 360 (mm); a2 = 250 (mm) Tỷ số:
Tính như bản công son với (max = 49,27 (Kg/cm2) Mmax = 0,119 ( 49,27 ( 252 = 3664,5 (Kgcm/cm) - ô3’: ô3’ là bản kê trên 3 cạnh có b2 = 360 (mm); a2 = 375 (mm) Tỷ số:
(max = 29,96 (Kg/cm2) ( Mmax = 0,109 ( 29,96 ( 37,52 = 4592,3 (Kgcm/cm) - ô4: ô4 là bản kê 4 cạnh có b1 = 500 (mm); a1 = 150 (mm) Tỷ số:
(max = 60,86 ( Mmax = 0,133 ( 60,86 ( 152 = 1821,2 (Kgcm/cm) So sánh mômen của các ô bản đế ta thấy mômen của ô3’ là lớn nhất (M3’ = 4592,3 Kgcm/cm). Vậy ta lấy mômen này để tính chiều dày bản đế chân cột
Ta chọn chiều dày bản đế là 3,5 (cm) b) Các bộ phận chân cột - Tính dầm đế chân cột Tải trọng truyền lên dầm đế: qdđ = (max ( B1 = 68,6 ( 26 = 1783,6 (Kg/cm) Mômen:
Lực cắt: Qdđ = 1783,6 ( 25 = 44590 (Kg) Bề dày dầm đế đã chọn (dđ = 12 (mm) Chiều cao cần thiết cho điều kiện chịu uốn:
Theo điều kiện chịu cắt
Chọn tiết diện dầm đế chung cho cả 2 nhánh cột là: 550 ( 12 (mm) Đường hàn liên kết dầm đế vào nhánh cột chọn: hh = 1,2 (cm)
Fh = 0,7 ( 1,2(55 -1) = 45,36 (cm2) Kiểm tra đường hàn:
(tđ = 1682 (Kg/cm2) < Rgh = 1800 (Kg/cm2) - Tính sườn ngăn Sườn ngăn A ở nhánh ngoài chịu tải trọng: qA = 60,86(10 + 0,5 ( 15) = 1065,05 (Kg/cm) Mômen:
Dùng sườn ngăn cao từ bản đế đến đáy sườn ngang đỡ bu lông: hA = 48 (cm) và (A = 1 (cm)
(h = (Kg/cm2) < R = 2300 (Kg/cm2) Bề dầy đường hàn liên kết sườn ngăn A với dầm đế là:
Lấy hh = 6 (cm) Sườn công son B dày 10 (mm) được hàn vào cả 2 bản đế và bản ngang trên nên các đường hàn đứng chỉ chịu lực cắt do phản lực bản đế. QB = 29,96 ( 36 (25 + 37,5) ( 0,5 = 33705 (Kg) Bản ngang trên có ( = 10 (mm), sườn cônh son B có chiều cao 37 (cm) Bề dày đường hàn liên kết sườn công son B với bụng cột:
Lấy hh = 6 (mm) - Tính đường hàn ngang liên kết cột, dầm đế các sườn vào bản đế theo phản lực từ bản đế trên 1 giải 1cm. + Đường hàn liên kết dầm vào bản đế: Với qdđ = 1783,6 (Kg/cm), tải trọng này tác dụng lên 2 đường hàn góc có chiều dài 1cm. Tính hh.
Lấy hh = 8 (mm) Vậy lấy toàn bộ đường hàn ngang hh = 8 mm là bảo đảm. c) Tính bu lông neo chân cột Bu lông neo được tính với tổ hợp nội lực gây kéo lớn nhất giữa bản đế và móng, nghĩa là lực kéo lớn nhất trong nhánh cột. Như vậy N phải nhỏ nhất và M phải lớn nhất (ở tiết diện chân cột A-A) Lực gây kéo lớn nhất cho nhánh ngoài là tổ hợp (1,7) M = 25,58 - 110,97 = -85,39 (Tm) N = 49,24 (T) Gây kéo lớn nhất cho nhánh trong là tổ hợp (1, 2, 4, 5, 8) là Mmax, Ntư Mmax = 149,79 (Tm) Ntư = 73,18 (T) Theo quy phạm khi tính bu lông neo hệ số vượt tải của tải trọng tính là 0,9 ( Như vậy nội lực tổ hợp (1,7) sẽ là:
Với: nt = 1,1 - Hệ số vượt tải của tải trọng tĩnh nb = 0,9 – Hệ số giảm tải khi tính bu lông neo
Nội lực bổ sung là:
Giả thiết rằng biến dạng dẻo phát triển trong bê tông móng vùng nén. Biểu đồ ứng suất phân bố đều và đạt đến Rn. Từ điều kiện cân bằng lực dọc, ta có tổng lực kéo mà các bu lông phải chịu là: (Nbl = ( ( Z ( B ( Rn - N Trong đó: Rn- Cường độ tính toán chịu nén của bê tông móng B- Chiều rộng bản đế chân cột (.Z- Chiều dài vùng nén bê tông móng Z- Khoảng cách từ bu lông neo chịu kéo đến mép biên chịu nén của tiết diện. Hệ số ( được xác định từ điều kiện cân bằng mômen đối với trục bu lông neo chịu kéo:
Trong đó: b- Khoảng cách từ bu lông neo chịu kéo đến lực nén N trên tiết diện: b = 750 - 100 = 650 (cm) Ta có:
Z = 150 - 10 = 140 (cm) Tổng lực kéo các bu lông nhánh mái chịu: (Nblnhm = 0,136 ( 140 ( 72 ( 65 – 40.103 = 48807,2 (Kg) Diện tích yêu cầu của bu lông neo cho nhánh mái:
Lấy bu lông neo bằng thép BCT3K(2 có Rneo = 1400 (Kg/cm2)
Chọn bu lông cho nhánh mái: 2 (56. Có Fth = 2 ( 19,02 = 38,04 (cm2) > Fyc = 34,86 (cm2) + Tính cho nhánh cầu trục
Tổng lực kéo các bu lông nhánh cầu trục chịu: (Nblnhm = 0,23 ( 140 ( 72 ( 65 – 64.103 = 86696 (Kg) Diện tích yêu cầu của bu lông neo cho nhánh cầu trục:
Chọn bu lông cho nhánh cầu trục: 2 (72. Có Fth = 2 ( 32,8 = 65,6 (cm2) > Fyc = 61,92 (cm2) + Tính toán sườn ngang đỡ bu lông neo Coi sườn ngang đỡ bu lông neo là dầm đơn giản có sơ đồ tính như sau: Lực tác dụng lên sườn là: N = Nblnhm = 86696 (Kg) Mô men lớn nhất tại tiết diện giữa nhịp là:
Theo cấu tạo lấy bề rộng sườn ngang là: b = 250 (mm) ( Chiều cao sườn ngang là:
Lấy h = 6,3 (cm) + Kiểm tra tiết diện sườn ngang đỡ bu lông: Sườn ngang đỡ bu lông bị giảm yếu bởi lỗ bu lông có đường kính: d = 72 + 3 = 75 (mm) ( Mô men kháng uốn của tiết diện là:
ứng suất trong tiết diện sườn ngang là: (
+ Tính toán sườn đỡ bu lông neo Sườn đỡ bu lông neo tính như công xon, chịu lực kéo lớn nhất trong 1 bu lông bằng: (Lấy (s = 15 (mm)) Z1 = 0,5 ( 86696 = 43348 (Kg) Mômen M = Z1 ( e = 43348 ( 12 = 520176 (Kgcm) Trong đó: e = 12 (cm)- là khoảng cách từ trục bu lông đến mặt dầm đế. Sườn hàn vào dầm đế bằng đường hàn một bên hh = 1,4 (cm) - Kiểm tra ứng suất đường hàn:

(tđ = 1787(Kg/cm2) < Rgh = 1800 (Kg/cm2) - Kiểm tra tiết diện sườn:
(tđ = 524 (Kg/cm2) < 1,15 ( Rgh = 2645 (Kg/cm2)