Xác định kích thước khung ngang

PHẦN I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG I. CAÙC SOÁ LIEÂU TRA BAÛNG - Caàu truïc hai moùc,chaïy ñieän,söùc naâng cuûa móc chính laø 15T,của móc phụ 3T, cheá ñoä laøm vieäc trung bình,nhòp nhaø L = 24 m,chiều dài B = 72 m, bước cột ( nhòp daàm caàu truïc ) Bc=6 m - Loaïi ray đặc biệt KP-70 - Khoaûng caùch töø ñænh ray ñeán ñieåm cao nhaát cuûa xe con Hct = 2,3 - Nhòp nhaø 24 m tra bảng được nhòp caàu truïc Lk = 22.5 m.Nhòp caàu truïc ñöôïc tính töø hai tim ray. - Khoaûng caùch giữa hai truïc baùnh xe cuûa caàu truïc K = 4,4 m,caàu truïc chæ coù hai baùnh xe ôû moãi beân, bề rộng cầu trục Bct = 6,5 m - B1 = 260 mm.Tính töø tim ray ñeán meùp ngoaøi cuûa caàu truïc. đ II. KÍCH THÖÔÙC THEO PHÖÔNG ÑÖÙNG Chieàu cao söû duïng H (chieàu cao tính töø maët neàn ñeán maët döôùi cuûa daøn vì keøo): H = H1 + H2 Trong ñoù H1 = 9m laø cao trình ñænh ray H2 laø khoaûng caùch töø ñænh ray ñeán maët döôùi cuûa daøn vì keøo H2 = Hct + 0.1m + f 0.1m laø khoaûng caùch an toaøn giöõa xe con vaø daøn vì keøo f laø khe hôû phuï,xeùt ñeán ñoä voõng cuûa xaø ngang,f = 0.2÷0.4 m chọn f = 0.3 m ® H2 = 2.3 + 0.1 + 0.3 = 2.7 m ® H = 9 + 2.7 = 11.7 m Chieàu cao phaàn coät treân: Ht = H2 + Hr + Hdct Hr laø chieàu cao cuûa ray,choïn loaïi ray KP70 tra baûng coù Hr 150mm (tính cả đệm) Chieàu cao daàm caàu truïc: Hdct = Bc = 600 ÷ 750 mm, choïn Hdct = 600 mm Þ Ht = 2.7 + 0.15 + 0.6 = 3.45 m, choïn Ht = 3.5m Chieàu cao phaàn coät döôùi: Hd = H1 - Hr - Hdct = 9 – 0.15 – 0.6 = 8.25 m, chọn Hd = 8.5 m ® Chọn lại chieàu cao söû duïng H Þ H = Ht + Hd = 3.5 + 8.5 =12 m Chieàu cao cöûa maùi: choïn cöûa maùi coù moät daûi kính Hcm = 1x1.75 = 1.75 m Chieàu cao ñaàu daøn: h0 = 2.2 m (daøn hình thang baèng theùp goùc) Chieàu cao giöõa daøn (khoâng tính chiều cao cöûa maùi): hgd = ho + = 2.2 + = 3.7 m Vôùi tg = i = 1/8 laø ñoä doác thoaùt nöôùc cuûa maùi lôïp baèng toân III. KÍCH THÖÔÙC THEO PHÖÔNG NGANG Khoaûng caùch töø meùp ngoaøi coät ñeán truïc ñònh vò a = 250mm Khoaûng caùch töø truïc ñònh vò ñeán truïc ray: = = 0,75 m Chieàu roäng cuûa coät treân ht: ht = Ht = 6600 = 550÷660mm Ñieàu kieän: ht ≤ - B1 – minD + a = 750 – 260 – 75 + 250 = 665mm D laø khe hôû an toaøn giöõa caàu truïc vaø maët trong cuûa coät treân, D ≥ 75mm Choïn ht = 500 mm = 0,5 m Chieàu roäng cuûa coät döôùi hd: hd = + a = 750 + 250 = 1000mm = 1m Ñieàu kieän: hd ≥ H = 12.6 = 0.63m khi caàu truïc coù cheá ñoä laøm vieäc trung bình Choïn hd = 1m Chieàu roäng daøn cöûa maùi: Lcm = , choïn Lcm = 12 m PHẦN II TÍNH TOÁN KHUNG NGANG I. XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN KHUNG NGANG 1. Taûi troïng taùc duïng leân daøn a. Troïng löôïng maùi Caáu taïo Taûi tieâu chuaån gmc daN/m2 maùi Hsvt Taûi tính toaùn gm daN/m2 maùi ° Taám maùi 6000x1500x15mm ° Lôùp caùch nhieät daøy 5cm baèng beâ toâng xæ g = 500 Kg/m3 ° Lôùp beâ toâng loùt daøy 3cm ° Lôùp caùch nöôùc 2 giaáy 3 daàu ° Lôùp gaïch laù nem daøy 2cm 150 25 54 20 40 1.1 1.2 1.2 1.2 1.1 165 30 65 24 44 Coäng 289 328 Taûi troïng do caùc lôùp maùi : gc = 289 kg/m2, gt = 328 kg/m2 Ñoä doác tg = => cos = 0,9922 Suy ra : gmc = maët baèng gm = maët baèng b. Troïng löôïng baûn thaân daøn vaø heä giaèng gdc = 1,2 x x L Þ gd = 1.1 x 1,2 x x L = 1.1 x1,2 x 0,8 x 24 = 25,344 kg/m2 maët baèng 1.1 laø heä soá ñoä tin caäy cuûa taûi troïng 1.2 laø heä soá troïng löôïng baûn thaân cuûa heä giaèng laø heä soá troïng löôïng baûn thaân cuûa daøn vì keøo, = 0.6÷0.9 öùng vôùi L = 24÷36m c. Troïng löôïng keát caáu cöûa maùi gcmc = 12 ÷ 18 daN/m2 khi muoán tính chính xaùc hôn taûi troïng nuùt daøn choïn gcmc = 15 daN/m2 Þ gcm = 1.1 x 15 = 16.5 daN/m2 d. Troïng löôïng caùnh cöûa maùi vaø baäu cöûa maùi Troïng löôïng baäu cöûa: gb = 1,1x (100 150 ) kg/m baäu Choïn : gb = 1.1 x 150 = 165 kg/m baäu Troïng löôïng cöûa kính vaø khung nhoâm: gCK = 1,1 x (35 40 ) kg/m2 caùnh cöûa Choïn : gCK = 1,1 x 40 = 44 kg/m2 caùnh cöûa Tĩnh tải tác dụng lên dàn quy về phân bố đều g0 = gm + gd + gcm + chọn hCK = 0,7m ® g0 = 331 + 25.344 + 16.5 + = 389.16 kg/m2 mặt bằng Tĩnh tải tác dụng lên dàn : g = g0 x Bc = 389.16 x 6 = 2335 kg/m e. Tải trọng tạm thời Pc = 75 kg/m2 , lấy hệ số vượt tải n = 1.3 Hoạt tải tác dụng lên dàn: P = n . Pc . Bc = 1,3 . 75 . 6 = 585 kg/m 2.Tải trọng tác dụng lên cột a. Phaûn löïc cuûa daøn Tải trọng thường xuyên : A = Tải trọng tạm thời: A' = b. Do troïng löôïng baûn thaân daàm caàu truïc Gdct = x L2dct vôùi = 24 37 khi Q ≤ 75 T, Ldct = B = 6m ® Gdct = 30 x 62 = 1080 kg = 1,08 T c. Do aùp löïc baùnh xe caàu truïc Pcmax = 19 T Pcmin = 5.5 T (tra bảng) hoặc tính theo công thức : Pcmin = Q: sức nâng móc chính cầu trục G: trọng lượng toàn bộ cầu trục (tra bảng) n0: số bánh xe cầu trục trên 1 ray Tính áp lực đứng của bánh xe cầu trục Dmax và Dmin Từ nhịp cầu trục tra bảng ta có : B = 6.3 m , K = 4.4 m y1 = 1 y2 = 0.683 y3 = 0.267 y4 = 0 = y1 + y2 + y3 + y4 = 1 + 0.683 + 0.267 = 1.95 Vậy Dmax = n . nc . . Pcmax = 1.2 x 0.85 x 1.95 x 19 = 37.79 T Dmin = n . nc . . Pcmin = 1.2 x 0.85 x 1.95 x 5.5 = 10.94 T Để dễ tính toán ta xem như Dmax và Dmin bao gồm cả Gdct như một hoạt tải. Dmax + Gdct = 37.79 + 1,08 = 38.87 T Dmin + Gdct = 10.94 + 1,08 = 12.02 T Mmax = Dmax.e = Dmax. = 38.87 x 0.75 = 29.152 Tm Mmin = Dmin.e = Dmin . = 12.02 x 0.75 = 9.015 Tm d. Do löïc haõm cuûa con xe T = n . nc .T1c Vôùi T1c = ® T = 1.2 x 0.85 x 1.95 x 0.55 = 1.094 T 3. Taûi troïng gioù taùc duïng leân khung Bao gồm gió thổi trên mặt tường dọc nhà quy về tải phân bố trên cột khung, và gió tác dụng lên mái kể từ cánh dưới vì kèo quy về tải tập trung tại cánh dưới vì kèo a. Taûi taäp trung taïi ñaùy vì keøo Gió đẩy W = n . q0 . k . B . Gió hút W’ = n . q0 . k . B . trong đóù q0 = 83 kg/m2 (vùng gió IIA) n = 1,3 (hệ số vượt tải) B = 6m - Cao trình đáy vì kèo: H = 12m Nội suy ® k = 1,204 - Cao trình đỉnh mái: H = 12 + 2,2 + 0.75 + 1.75 + 0.75 = 17.45 ® k = 1,2645 ® ktb = Tính C1 và C3 - C1 : Ta có : i = ® = 7,1250 Nội suy ® C1 = - 0,559 -C3 : = = 3, ® C3 = - 0,518 ® W = n . q0 . k . B . = 1.3×83×1.204×6×(0.8×2.2-0.559×0.75+0.7×1.75-0.8×0.75) = 1532 kg = 1.532 T W’ = n . q0 . k . B . = 1.3×83×1.204×6×(-0.6×0.75-0.6×1.75-0.6×0.75-0.518×2.2) = 2408 kg = 2.408 T b. Taûi phaân boá ñeàu trên cột q = n . q0 . B . k . c = 1,3× 83×6 ×1,204×0.8 = 624 kg/m = 0,624 T q' = n . q0 . B . k . c’ = 1,3 × 83×6×1.204 × (-0,518) = -404 T = -0.404 T 4. Tải trọng tác dụng lên cột do trọng lượng cột và tường panel a. Do trọng lượng bản thân cột Chọn sơ bộ trọng lượng cột trên gct = 200 kg/m dài ® Gct = Ht×gct = 3.5×200 = 700 kg = 0.7 T ®tải tác dụng lên cột tại điểm C có tiết diện cột thay đổi là 0.7 T Chọn sơ bộ trọng lượng cột dưới gcd = 250 kg/m dài ® Gct = Hd×gct = 8.5×250 = 2125 kg = 2.125 T ®tải tác dụng lên cột tại điểm A ở chân cột là 0.7 + 2.125 = 2.825 T b. Do trọng lượng tường panel Tại tiết diện C: ® GC = n.b.Ht.gt = 1.1×6×3.5×150 = 3465 kg = 3.465 T Tại tiết diện A: ® GA = n.b.(Ht+Hd).gt = 1.1×6×(3.5+8.5)×150 = 11880 kg = 11.88 T Þ Vậy tải do cột và tường panel gây ra là: + Tại tiết diện C: GC = 0.7 + 3.465 = 4.165 T + Tại tiết diện A: GA = 2.825 + 11.88 = 14.705 T II. TÍNH NOÄI LÖÏC KHUNG Các giả thiết: Thay dàn bằng một xà ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh dưới của dàn Khi tính khung với tải trọng không phải là tải trọng đứng đặt trực tiếp lên dàn thi xem dàn cứng vô cùng (EJ = ¥) ® do đó chuyển vị xoay đầu cột j1 = j2 = 0, còn lại chuyển vị ngang đầu cột D Khi tải tác dụng trực tiếp lên xà ngang coi như tải tác dụng đối xứng lên khung nên giả thiết chuyển vị ngang đầu cột D = 0, còn 2 chuyển vị xoay đầu cột j1 = j2 = j Theo kinh ngiệm giả thiết J1/J2 = 7÷10 và Jd/J2 = 25÷40 Trong đó J1 là momen quán tính cột dưới J2 là momen quán tính cột trên Jd là momen quán tính dàn Quy ước dấu: momen dương khi làm căng thớ bên trong của xà và cột 1.Tính nội lực khung Chọn J1/J2 = 9 và Jd/J2 = 36 a.Tĩnh tải Ta có chuyển vị góc xoay đầu cột j1 = j2 = j Phương trình chính tắc: r11. j + R1P = 0 ® j = - Trong đó r11 là tổng phản lực momen ở các nút trên khung khi góc xoay R1P là tổng phản lực momen ở các nút trên khung do tải trọng ngoài gây ra *Xác định r11: Cho 2 nút xoay một góc j = 1 và chuyển vị ngang D = 0 ®Momen uốn ở 2 đầu xà ngang là: Trong đó: µ = α = = ® K = 4.A.C – 3.B2 = 4×3.3336×1.1986 - 3×1.68072 = 7.5 Tính hệ số của pt chính tắc: r11 = R1P = MBP = - kgm = -112.08 Tm ® j = - = Phản lực đầu cột do chuyển vị góc xoay j = 1 gây ra: RB = T Giá trị momen cuối cùng: +Ở đầu xà: MBxa = Tm +Ở đầu cột: MBcot = Tm Vậy MBxa = MBcot = -15.5 Tm (1) Momen ở vai cột: MC = MBcot + RB×Ht = -15.5 + 2.7 × 3.5 = -6.05 Tm (2) Momen ở chân cột: MA = MBcot + RB×H = -15.5 + 2.7 × 12 = 16.9 Tm (3) Momen lệch tâm ở vai cột: Me = V.e = kgm = 7.005 Tm Momen cột do momen lệch tâm gây ra (dùng các công thức tra bảng) MB = = Tm (4) RB = = T Momen tại các tiết diện khác: MCt = MB + RB×Ht = 1.14 – 0.87×3.5 = –1.905 Tm (5) MCd = MCt + Me = -1.905 + 7.005 = 5.1 Tm (6) MA = MB + RB×H + Me = 1.14 – 0.87×12 + 7.005 = -2.295 Tm (7) ®Momen tổng cộng do tĩnh tải gây ra: MB = (1) + (4) = -15.5 + 1.14 = -14.36 Tm MCt = (2) + (5) = -6.05 - 1.905 = -7.955 Tm MCt = (2) + (6) = -6.05 + 5.1 = -0.95 Tm MA = (3) + (7) = 16.9 - 2.295 = 14.605 Tm b.Hoạt tải Xác định tương tự như tĩnh tải.Ta có thể nhanh chóng tìm được biểu đồ momen dựa vào kết tính trong trường hợp tĩnh tải bằng cách nhân các tung độ của biểu đồ momen do tĩnh tải với tỉ số p/g (tính trên 1 m dài) Ta có: Vậy: MB = -14.36×0.25 = -3.59 Tm MCt = -7.955×0.25 = -2 Tm MCd = -0.95×0.25 = -0.24 Tm MA = 14.605×0.25 = 3.65 Tm c.Momen cầu trục Để an toàn và dễ dàng trong tính toán ta xem như (Dmax + Gdct) và (Dmin + Gdct) là những hoạt tải Dmax + Gdct = 37.79 + 1,08 = 38.87 T Dmin + Gdct = 10.94 + 1,08 = 12.02 T Khung được tính với các momen Mmax và Mmin đặt ở 2 cột đỡ cầu trục,xem xà ngang là cứng vô cùng Phương trình chính tắc: r11.D + R1P = 0 ® D = - *Xác định r11 Ta có: EJ1 Tm EJ1 T Momen tại các tiết diện khác: Tm Tm Ở cột phải trị số momen bằng như vậy nhưng khác dấu vì đối xứng Phản lực trong liên kết thêm là: r11 = 2 = -2×0.0031EJ1 = -0.0062EJ1 Momen lệch tâm do dầm cầu trục: Mmax = e’.Dmax = Tm Mmin = e’.Dmin = Tm Có thể dùng kết quả momen ở cột trái nhân với hệ số tỷ lệ -Mmax/Me và –Mmin/Me sẽ được biểu đồ do Mmax và Mmin gây ra trong hệ cơ bản Momen cột trái: MB = -2.697×1.14 = -3.07 Tm MCt = -2.697×(-1.905) = 5.14 Tm MCd = -2.697×5.1 = -13.75 Tm MA = -2.697×(-2.295) = 6.19 Tm Phản lực RB = -2.697×(-0.87) = 2.35 T Momen cột phải: M’B = -0.78×1.14 = -0.9 Tm M’Ct = -0.78×(-1.905) = 1.5 Tm M’Cd = -0.78×5.1 = -4 Tm M’A = -0.78×(-2.295) = 1.8 Tm Phản lực R’B = -0.78×0.87 = -0.7 T (ngược chiều RB) Phản lực trong liên kết thêm: r1P = RB + R’B = 2.35 – 0.7 = 1.65 T Chuyển vị ẩn số: D = Nhân biểu đồ momen đơn vị với D rồi cộng với biểu đồ momen trong hệ cơ bản do Mmax và Mmin được kết quả cần tìm Cột trái: MB = 9.34×10-3 EJ1×+(-3.07) = -0.58 Tm MCt = -1.51×10-3EJ1×+5.14 = 4.74 Tm MCd = -1.51×10-3EJ1×+(-13.75) = -14.15 Tm MA = -28×10-3 EJ1×+6.19 = -1.26 Tm Cột phải: M’B = -9.34×10-3EJ1×+(-0.9) = -3.39 Tm M’Ct = 1.51×10-3EJ1×+1.5 = 1.9 Tm M’Cd = 1.51×10-3EJ1×+(-4) = -3.6 Tm M’A = 28×10-3 EJ1×+1.8 = 9.25 Tm d.Lực hãm ngang T Lực T đặt tại cao trình dầm hãm của 1 trong 2 cột đỡ cầu trục.Chiều có thể hướng sang trái hoặc phải.Do đó nội lực khung luôn có dấu dương hoặc âm,dấu + ứng với một chiều,dấu - ứng với chiều kia Phương trình chính tắc: r11. D+R1P = 0®D = - Xác định l: l.H = Ht–Hdct ® l = < α = 0.2917 *Ta có r11 = -6.2×10-3 EJ1 *Xác định R1P MB = = = -1.345 Tm RB = = = 0.835 Tm MBP = MB = -1.345 Tm MTP = MB + RB.(Ht–Hdct) = -1.345 + 0.835(3.5-0.6) = 1.076 Tm MCP = MB + RB.Ht – T.Hdct = -1.345 + 0.835×3.5 – 1.094×0.6 = 0.92 Tm MAP = MB + RB.H – T.(Hd+Hdct) = -1.345 + 0.835×12 – 1.094(8.5+0.6) = -1.28 Tm 9.34×10-3 EJ1 – 3.1×10-3 EJ1 (3.5-0.6) = 0.35×10-3 EJ1 R1P = RB = 0.835 T Ta có: D = Momen tác dụng lên cột trái do lực hãm ngang T: MB = 9.34×10-3 EJ1×+(-1.345) = -0.084 Tm MT = 0.35×10-3 EJ1×+1.076 = 1.123 Tm MC = -1.51×10-3 EJ1×+0.92 = 0.716 Tm MA = -28×10-3 EJ1×+(-1.28) = -5.06 Tm Momen tác dụng lên cột phải do lực hãm ngang T: M’B = -9.34×10-3EJ1× = -1.26 Tm M’C = 1.51×10-3 EJ1× = 0.2 Tm M’A = 28×10-3 EJ1× = 3.780 Tm e.Tải trọng gió Tải trọng gió có thể đảo chiều.Trong tính toán chỉ cần xét một trường hợp, kết quả có thể sử dụng cho trường hợp kia bằng cách đảo biểu đồ gió lật 180° quanh trục thẳng đứng.Giả thiết khi tải trọng không tác dụng vào xà ngang,xem xà ngang cứng vô cùng®do vậy chuyển vị xoay j = 0,còn chuyển vị ngang D tại đỉnh cột Phương trình chính tắc: r11.D + R1P = 0 *Ta có r11 = -6.2×10-3 EJ1 *Xác định R1P CỘT TRÁI MB = Tm RB = T CỘT PHẢI Ta có ® ® R1P = RB + R’B + W + W’ = 3.27 + 2.117 + 1.532 + 2.408 = 9.327 T ® D = CỘT TRÁI MBP = MB = - 4.5 Tm MCP = MB + RB.Ht - q = Tm MAP = MB + RB.H - q = Tm CỘT PHẢI M’BP = - 0.6474MBP = - 0.6474×(-4.5) = 2.913 Tm M’CP = - 0.6474MCP = - 0.6474×3.123 = -2.022 Tm M’AP = - 0.6474MAP = - 0.6474×(-10.2) = 6.603 Tm ®Momen do tải trọng gió gây ra: CỘT TRÁI MB = 9.34×10-3 EJ1×D + MBP = 9.34×10-3 EJ1× - 4.5 = 9.55 Tm MC = -1.51×10-3EJ1×D + MCP = -1.51×10-3EJ1× + 3.123 = 0.85 Tm MA = -28×10-3 EJ1×D + MAP = -28×10-3 EJ1× - 10.2 = -52.31 Tm CỘT PHẢI M’B = -9.34×10-3EJ1×D + M’BP = -9.34×10-3EJ1× + 2.913 = -11.13 Tm M’C = 1.51×10-3EJ1×D + M’CP = 1.51×10-3 EJ1× - 2.022 = 0.25 Tm M’A = 28×10-3 EJ1×D + M’AP = 28×10-3 EJ1× + 6.603 = 48.72 Tm KẾT QUẢ NỘI LỰC TRONG KHUNG DO CÁC TẢI TRỌNG GÂY RA STT Loại tải trọng n Cột trên Cột dưới Tiết diện B Tiết diện Ct Tiết diện Cd Tiết diện A M(Tm) N (T) M N M N M N Q 1 Tĩnh tải 1 -14.36 28.02 -7.955 32.185 -0.95 32.185 14.605 42.725 -1.83 2 Hoạt tải 1 0.9 -3.59 -3.231 7.02 6.318 -2 -1.8 7.02 6.318 -0.24 -0.216 7.02 6.318 3.65 3.285 7.02 6.318 -0.46 -0.412 3 M cầu trục trái 1 0.9 -0.58 -0.522 0 0 4.74 4.266 0 0 -14.15 -12.735 38.87 34.983 -1.26 -1.134 38.87 34.983 -1.52 -1.365 4 M cầu trục phải 1 0.9 -3.39 -3.051 0 0 1.9 1.71 0 0 -3.6 -3.24 12.02 10.818 9.25 8.325 12.02 10.818 -1.51 -1.36 5 Lực hãm trái T 1 0.9 0.084 0.0756 0 0 ±0.716 ±0.6444 0 0 ±0.716 ±0.6444 0 0 5.06 4.554 0 0 ±0.68 ±0.612 6 Lực hãm trái T 1 0.9 1.26 1.134 0 0 ±0.2 ±0.18 0 0 ±0.2 ±0.18 0 0 ±3.78 ±3.402 0 0 0.42 0.379 7 Gió trái 1 0.9 9.55 8.595 0 0 0.85 0.765 0 0 0.85 0.765 0 0 -52.31 -47.079 0 0 6.25 5.629 8 Gió phải 1 0.9 -11.13 -10.017 0 0 0.25 0.225 0 0 0.25 0.225 0 0 48.72 43.848 0 0 -5.7 -5.13 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC Tiết diện Nội lực Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2 M+max,N M-max,N Nmax,M M+max,N M-max,N Nmax,M M+ M- M+ M- B M N 1,8 -25.49 28.02 1,2 -17.95 35.04 1,2,4,6,8 -31.793 34.338 1,2,4,6,8 -31.793 34.338 Ct M N 1,2 -9.955 39.205 1,2 -9.955 39.205 1,2,4,5 -8.6894 38.503 1,2 -9.755 38.503 Cd M N 1,3,5 -15.816 71.055 1, 3,5 -15.816 71.055 1,2,3,5 -14.5454 73.486 1,2,3,5 -14.5454 73.486 A M N 1,8 63.325 42.725 1,7 -37.705 42.725 1,3,5 18.405 81.595 1,2,4,5,8 74.617 59.861 1,3,5,7 -38.162 77.708 1,2,3,5,8 65.158 84.026 1,2,3,5,7 -34.877 84.026 Qmax 1,3,5 -4.03 1,2,3,5,8 -9.349 đến đây là của người ta đó 1/ Sô ñoà tính Giaû thieát : choïn choïn 2/ Tính noäi löïc khung : a) Tính khung vôùi taûi troïng phaân boá ñeàu treân xaø ngang: Do ñoái xöùng : 1 = 2 = Phöông trình chính taéc: r11 + R1P = 0 hay: = Qui öôùc daáu: - Moment phaûn löïc vaø goùc xoay laø döông khi nuùt coät traùi quay theo chieàu kim ñoàng hoà, nuùt coät phaûi quay ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà. * Xaùc ñònh r11 : r11 = MxaøB - McoätB MxaøB = choïn J1 = 1 , J2 = 1 : 8 , Jd = 4,5 = McoätB = Vôùi = = 9 - 1 = 8 = A = 1 + = 1 + 0,317 . 8 = 3,536 B = 1 + = 1 + (0,317)2 . 8 = 1,80 C = 1 + = 1 + (0,317)3 . 8 = 1,25 K = 4AC - 3B2 = 4 . 3,536 . 1,25 - 3. (1,80)2 = 7,96 - Suy ra: r11 = EJ1 = EJ1 = 0,384 EJ1 * Xaùc ñònh R1P R1P = MBP = T.m Suy ra Moment cuoái cuøng : - ÔÛ ñaàu xaø : MxaøB = M xaøB . + MBP = = - 16,53 T.m - ÔÛ treân coät: McoätøB = McoätøB . = - 0,05 EJ1 . = - 16,46 T.m Thöïc teá: MxaøB = McoätB , nhöng trong tính toaùn coù sai soá laø do laøm troøn nhöõng soá leû. Laáy gaàn ñuùng : MxaøB = McoätB = - 16,5 T.m = MB phaûn löïc ôû ñaàu coät do = 1 Phaûn löïc taïi B: RB = = 0,0087 EJ1 . = 2,83 T Moment ôû vai coät: MC = MB + RB . Ht = - 16,5 + 2,83 . 3,95 = - 5,32 (Tm) Moment ôû chaân coät: MA = MB + RB .(Ht + Hd ) = - 16,5 + 2,83 . 12,45 = 18,73 (Tm) - Hoaït taûi : Ta chæ cnaà nhaân tyû soá roài tính töông töï. Ta coù ñöôïc : MxaøB = McoätB = MB = - 3,7 (Tm) RB = 0,636 T MC = - 1,197 (Tm) MA = 4,21 (Tm) - Moment leäch taâm choå vai coät : MC = v. c = Tm Vôùi hd = 0,75 m , ht = 0,4 m Caùc coâng thöùc ôû baûng cho: MB = = - 1,22 (Tm) MB = = - 0,539 (T) Suy ra : MB = 1,22 Tm MtC = MB + RB . Ht = 1,22 - 0,539 . 3,95 = - 0,908 (Tm) MdC = MB + RB . Ht - (1 – MC) = - 0,908 + 6,71 = 5,802 (Tm) MA = MB + RB (Ht + Hd ) + MC = 1,219 (Tm) Moment toång coäng do tính taûi gaây ra : MB = - 16,5 + 1,22 = - 15,28 (Tm) MtC = - 5,32 + (-0,908) = - 6,228 (Tm) Mdc = - 5,32 + 5,802 = 0,482 (Tm) MA = 18,73 + 1,219 = 19,95 (Tm) Moment toång coäng do hoaït taûi gaây ra : Ta coù : = = 0,225 Suy ra : MB = -15,28 . 0,225 = - 3,438 (Tm) MtC = - 6,228 . 0,225 = - 1,4 (Tm) Mdc = 0,482 . 0,225 = 0,108 (Tm) MA = 19,95 . 0,225 = 4,48 (Tm) Toång moment do tænh, hoaït taûi : MB = -15,28 + (- 3,438) = - 18,71 (Tm) MtC = - 7,628 (Tm) Mdc = 0,59 (Tm) MA = 24,43 (Tm) b) Tính khung vôùi moment caàu truïc: Ñeå tieän tính toaùn ta xem (Dmax + Gdct ) vaø (Dmin + Gdct ) laø nhöõng hoaït taûi: Dmax + Gdct = 44,95 (T) Dmin + Gdct = 13,13 (T) Mmax = Dmax . e = 44,95 . 0,375 = 16,86 (Tm) Vôùi e = Mmin = Dmin .e = 13,13 . 0,375 = 4,923 (Tm) Vôùi sô ñoà xaø ngang laø cöùng voâ cuøng, aån soá theo phöông chuyeån vò laø chuyeån vò ngang cuûa nuùt treân ; + Phöông trình chính taéc : r11r + R1P = 0 hay r = ta coù : (a) * COÄT TRAÙI : Hình = - 1,91 . 10 - 3EJ1 (b) (c) = 8,75 . 10 -3EJ1 - 33,6 . 10 - 3EJ1 = - 24,86 . 10 -3EJ1 * Suy ra : r11 = 2 . = - 5,4 . 10 – 3EJ1 + Tính R1P : MPB = = - 0,1812 . 16,86 = - 3,055 (Tm) RPB = = 0,118 . Mmax = 2,0 (T) * COÄT PHAÛI : M’B = (a’) M’C = (b’) M’A = + Tính R1P : M’PB = - 0,1812 . (- Mmin) = 0,89 (Tm) R’PB = 0,118 . (- Mmin) = - 0,58 (Tm) Vaäy : R1P = RB + R’B = 2,0 + (- 0,58) = 1,42 T Suy ra : r = = * Taïi caùc tieát dieän khaùc : - COÄT TRAÙI : Vôùi : MB = MPB = - 3,055 Tm (d) MtC = MB + RB . Ht = -3,055 + 7,9 = 4,845 (Tm) (e) MdC = MtC - Mmax = 4,845 - 16,86 = -12,015 (Tm) (f) MpA = MB + RB (Ht + Hd) - Mmax = 4,98 (Tm) (g) - COÄT PHAÛI : MpB’ = - M’PB = - 3,055 Tm (d’) MpC T’ = - M’PB – R’PB . Ht = 1,401 (Tm) (e’) MpC d’ = MpC T’ - Mmin = - 3,522 (Tm) (f’) MPA’ = - MP’B - RP’B (Ht + Hd) - Mmin = 1,408 (Tm) (g’) * MOMENT CUOÁI CUØNG DO Dmax , Dmin GAÂY RA : COÄT TRAÙI: MB = (a) . r + (d) = +8,75 .10 – 3 . 266,96 + (- 3,055) = - 0,719 (Tm) MtC = (b) . r + (e) = - 1,19 .10 – 3 . 266,96 + 4,845 = 4,33 (Tm) MdC = (b) . r + (f) = - 12,52 (Tm) MA = (c) . r + (g) = - 1,65 (Tm) COÄT PHAÛI : M’B = (a’) . r + (d’) = - 8,75 . 10 – 3 . 266,96 - 0,89 = - 3,23 (Tm) MtC’ = (b’) . r + (e’) = 1,91 (Tm) MdC’ = (b’) . r + (f’) = - 3,012 (Tm) M’A = (c’) . r + (g’) = 8,04 (Tm) Hình TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG Thöù töï taûi troïng Loaïi taûi troïng Heä soá toå hôïp Coät treân Coät döôùi Tieát dieän B Tieát dieän Ct Tieát dieän Cd Tieát dieän A M N M N M N M N Q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Taûi troïng thöôøng xuyeân 1 -15.04 31.32 -7.05 31.3 -1.57 31.32 16.42 31.32 -2 2 Taûi troïng taïm thôøi 1 0.9 -3.63 -3.16 7.56 6.80 -1.70 -1.53 7.56 6.80 -0.31 -0.31 7.56 6.80 3.96 3.56 7.56 6.80 -0.48 -0.43 3 Moment Caàu truïc (moùc truïc beân traùi) 1 0.9 -1.09 -0.98 0 0 6.39 5.67 0 0 -17.09 -16.11 63.84 57.46 -1.85 -1.66 63.85 57.46 -1.78 -1.60 4 Moment Caàu truïc (moùc truïc beân phaûi) 1 0.9 -4.378 -3.94 0 0 2.75 2.48 0 0 -4.871 -4.303 10.096 18.086 11.796 10.142 20.096 18.086 -1.786 -1.600 5 Löïc haõm traùi 1 0.9 2.51 2.3 0 0 0.54 0.48 0 0 0.54 0.48 0 .0 7.50 6.75 0 0 0.77 0.69 6 Löïc haõm phaûi 1 0.9 14.59 13.14 0 0 0.296 0.265 0 0 0.294 0.265 0 0 -79.32 -71.39 0 0 12.49 11.246 7 Taûi troïng gioù traí 1 0.9 -10.34 -14.71 0 0 0.919 0.827 0 0 0.919 0.827 0 0 75.33 67.97 0 0 -11.04 -9.904 8 Taûi troïng gioù phaûi 1 0.9 -11.42 -8.421 0 0 -3.42 -9.35 0 0 -1.45 -1.3 0 0 15.21 6.31 0 0 14.25 16.34 Tieát dieän Noäi löïc Toå hôïp cô baûn moät Toå hôïp cô baûn hai Mmax+,N M-max,N Nmax,M Mmax+,N M-max,N Nmax,M M+ M- M+ M- B M N - - 1,8 -189.7 276 - 1,2 -148.1 55.3 - 1,2,4,6,8 -281.47 331.3 - 1,2,4,6,8 -281.47 331.3 Ct M N 1,3,5 645.7 287.4 1,2 -52.39 360.2 - 1,2 -52.39 360.2 1,3,5,7 -704.4 287.4 1,2,8 -69.61 352.92 - 1,2,8 -69.61 352.92 Cd M N - - 1,3,5 -285.2 1122.2 - 1,3,5 -285.2 1122.2 - 1,2,3,5,8 -264.54 1234.5 - 1,2,3,5,8 -264.54 1234.5 A M N 1,4,5 150.44 741.4 - 1,3,5 291.76 1161.2 - 1,2,4,5,8 550.72 905.2 1,3,5,7 193.08 1082 1,2,3,5,8 488.98 1275 1,2,3,5,7 184.02 1275 Qmax 1,3,5 -0.25 1,2,3,5,8 98.546 PHAÀN III : THIEÁT KEÁ COÄT 3.1.Xaùc ñònh chieàu daøi tính toaùn cuûa coät. Caùc thoâng soá ñeå xaùc ñònh chieàu daøi tính toaùn cuûa coät : K1= m = C1= Tra phuï luïc 8 ta coù :m1=1.905 Þ m2=m1/c1=1.905/1.17=1.628 Vaäy chieàu daøi tính toaùn cuûa phaàn coät treân vaø coät döôùi trong maët phaúng khung : l1x=m1Hd=1.905*8.5.526 m l2x=m2Ht=1.628*4=6.18 m Chieàu daøi tính toaùn ngoaøi maët phaúng khung : Coät treân : l2y=Ht – hdcc=4-0.68=3.32m Coät döôùi : l1y=Hd =8.5m 3.2.Thieát keá coät. Noäi löïc tính toaùn xaùc ñònh töø baûng toå hôïp noäi löïc nhö sau: Phaàn coät treân : caëp noäi löïc nguy hieåm M = 704.4 kNm, Ntö =287.4kN Phaàn coät döôùi : Caëp löïc nguy hieåm cho nhaùnh caàu truïc Nmax=1122.2kN,Mtö =-285.2kNm Caëp löïc nguy hieåm cho nhaùnh maùi Mmax=1275kNm,Ntö =488.98kN 3.2.1.Thieát keá tieát dieän coät treân : Ñoä maûnh töông ñoái : e= Dieän tích yeâu caàu cuûa tieát dieän coät treân : Fyc = Choïn tieát dieän cho coät treân : Beà daøy baûn buïng choïn sô boä :db=(1/30ht=10¸16.7mm. Ta choïn db=12mm Beà roäng caùnh tieát dieän , chuùng ta choïn theo ñieàu kieän ñaûm baûo oån ñònh cuïc boä ngoaøi maët phaúng khung : bc=(1/12¸1/15)Ht=(1/12¸1/15)4000= 253.3 ¸316.67 mm. Chuùng ta choïn bc = 300mm Chieàu daøy baûn caùnh dc ñöôïc choïn theo ñieàu kieän oån ñònh cuïc boä cuûa baûn caùnh ,sô boä ta choïn : dc=(1/20¸1/30)bc = 10¸15 mm. Ta choïn dc= 14 mm Kieåm tra tieát dieän ñaõ choïn : Caùc ñaëc tröng hính hoïc : F = 2bcdc+dbhb=2*30*1.4 + 1.2*47.2=140.64cm2 J2x= J2y= r2x= r2y= W2x= l2x=Þ l2y= Kieåm tra oån ñònh toång theåâ trong maët phaúng uoán: Ñoä leäch taâm töông ñoái : mx=. Tra phuï luïc 6 vôùi tyû soá . Coâng thöùc tính h nhö sau : h=1.4 – 0.2=1.4-0.2*0.931 =1.21 Suy ra ñoâ leäch taâm tính ñoåi : m1=hmx=1.21*14.3=17.3 Vaäy vôùi =0.931 vaø m1=17.3 , tra baûng phuï luïc 4 ta ñöôïc giaù trò jlt=0.56 Kieåm tra oån ñònh trong maët phaúng khung theo coâng thöùc : s =< R =21kN/cm2 Kieåm tra oån ñònh ngoaøi maët phaúng uoán: s = Trong ñoù l2y=46.6Þ j2y=0.877 Caëp noäi löïc chuùng ta ñang xeùt laø toä hôïp cuûa caùc taûi troïng 1+2+4+6+8. Moâ men töông öùng ôû ñaàu kia cuûa coät laø -69.61kNm Moâ men lôùn nhaát oå 1/3 ñoaïn coät xaùc ñònh theo coâng thöùc : Vaäy Mtt=max( , M/2 ; Mtö/2)=210.85kNm Ñoä leäch taâm töông ñoái : mx= Tra phuï luïc 7 caùc heä soá a,b ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: a = 0.65+0.005mx=0.65+0.005*4.2=0.671 Ta coù : lc=p Þb =1 Heä soá aûnh höôûng cuûa moâ men trong maët phaúng uoán C ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : C = Vaäy: sy = Kieåm tra oån ñònh cuïc boä cuûa tieát dieän : Ñoái vôùi baûn caùnh : < Vaäy ñieàu kieän oån ñònh cuïc boä ñöôïc thaûo maõn. Ñoái vôùi baûn buïng :Vôùi > 0.8 vaø m=4.2 > 1 ta coù: Vaäy =33.71<=50.54 Do ñoù tieát dieän ñaõ choïn thaûo maõn caùc ñieàu kieän veà khaû naêng chòu löïc vaø oån ñònh . 3.2.2.Thieát keá tieát dieän coät döôùi: Caëp löïc nguy hieåm cho nhaùnh caàu truïc : Nmax=1122.2kN , Mtö =-285.2kNm Caëp löïc nguy hieåm cho nhaùnh maùi: Mmax=1275kNm , Ntö =488.98kN Löïc caét laø Qmax=98.546kN Ta giaû thieát khoaûng caùch hai truïc nhaùnh C=hd=1(m) Sô boä choïn tieát dieän : Sô boä giaû thieát y1=0.55C = 0.55*1=0.55m Þ y2=C – y1=1 - 0.55=0.45m Löïc neùn lôùn nhaát trong nhaùnh caàu truïc vaø nhaùnh maùi : Nnh1= Nnh2= Vôùi giaû thieát j = 0.8, dieän tích yeâu caàu cuûa 2 nhaùnh : Fnh1= Fnh2= Choïn tieát dieän cho nhaùnh caàu truïc vaø nhaùnh maùi: Ñoái vôùi nhaùnh caàu truïc , ta choïn tieát dieän chöû I ñoái xöùng goàm 3 baûn theùp gheùp laïi coù kích thöôùc nhö sau: baûn buïng 10x376 mm, baûn caùnh 12x200 mm Ñoái vôùi nhaùnh maùi ta choïn tieát dieän coù daïng C toå hôïp goàm moät baûn theùp löng coù kích thöôùc 14x376 mm, 2 theùp goùc L100x14 Caùc ñaëc tröng hình hoïc : Ñoái vôùi nhaùnh caàu truïc ta coù : Fnh1=1x37.6+2x1.2x20=85.6 cm2 J1x= J1y= Baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän : r1x= r1y= Giaû thieát khoaûng caùch giöõa caùc ñieåm lieân keát thanh giaèng vaøo nhaùnh coät laø lnh1=1m Ñoä maûnh cuûa nhaùnh nhaùnh caàu truïc : l1x= l1y= Ñoái vôùi nhaùnh maùi ta coù caùc thoâng soá hình hoïc nhö sau: Fnh2=1.4x37.6+2x26.3=105.24 cm2 Moâ men tónh cuûa tieát dieän nhaùnh maùi ñoái vôùi meùp ngoaøi tieát dieän Sx=1.42/2*37.6+2*26.3*(1.2+2.99) = 267.762cm3 Khoaûng caùch töø troïng taâm cuûa tieát dieän ñeán meùp ngoaøi cuûa nhaùnh maùi: yc= J2x= J2y= Baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän : r2x= r2y= Ñoä maûnh cuûa nhaùnh nhaùnh maùi : l2x= l2y= Ñoái vôùi toaøn boä tieát dieän coät Fd=Fnh1+Fnh1=85.6+105.24=190.84 cm2 C = hd – yc=100 – 2.544 = 97.456 cm Sd=Fnh1C = 85.6x97.456 = 8342.234 cm3 y2 = Sd/Fd=8342.234/190.84 = 43.713 cm y1= C – y2=97.456 – 43.713 =53.743 cm J1= J1x+J2x+Fnh1y12 +Fnh2y22 = = 1603.133+840.837+85.6*53.7432+105.24843.7132=450779 cm4 rd= l2x= Kieåm tra tieát dieän giaû thieàt vaø thöïc teá tính toaùn : Vaäy ta coù Choïn tröôùc thanh giaèng xieân baèng theùp U10(FU10=10.9cm2) ,thanh giaèng ngang U8. Khoaûng caùch giöõa caùc ñieåm giaèng ñaû choïn laø 1m .Do doù goùc ngieâng cuûa thanh xieân laø a =arctg(C/lnh)=arctg(97.456/100)=44/15’’ Vôùi a=44/15// tra baûng ta coù k=28.44 , ñoä maûnh töông ñöông laø : ltñ = Kieåm tra tieát dieän ñaõ choïn ngoaøi maët phaúng khung. Nnh1= Nnh2= Ñôùi vôùi nhaùnh caàu truïc : Ta coù l1x=23.105 , l1y=62.912 Þlmax=(l1x, l1y)=62.912 ,tra baûng ta ñöôïc j=0.81 Coâng thöùc kieåm tra oån ñònh ngoaøi maët phaúng khung : s = Ñôùi vôùi nhaùnh maùi: Ta coù l2x=35.373 , l2y=70.715 Þlmax=(l2x, l2y)=70.715 ,tra baûng ta ñöôïc j=0.774 Coâng thöùc kieåm tra oån ñònh ngoaøi maët phaúng khung : s = Kieåm tra oån ñònh trong maët phaúng khung. Trong maët phaúng ,coät döôùi laøm vieäc nhö moät thanh tieát dieän roãng chòu neùn leäch taâm .Ki Kieåm tra theo 2 caëp noäi löïc treân ñaõ choïn, ñoù laø Caëp thöù nhaát : Nmax=1122.2kN=N1 , Mtö =-285.2kNm =M1 e1 =M1/N1=285.2/1122.2=0.2541m=25.41cm m1=e1/d1=e1Fdy1/Jd=24.54*190.84*53.743/450779=0.550 Vôùi m1=0.26 ; , tra baûng ta ñöôïc jlt=0.81 Vaäy : Caëp thöù hai : Mmax=1275kNm=M2 ,Ntö =488.98=N2 e2 =M2/N2=1275/488.98=2.6074=260.74cm m2=e2/d2=e2Fdy2/Jd=260.74*190.84*43.713/450779=4.825 Vôùi m2=3.026 ; , tra baûng ta ñöôïc jlt=0.241 Vaäy : Kieåm tra thanh xieân ñaõ choïn Chieàu daøi thanh xieân : lgx= Vôùi ltñ =45.085 ,tra baûng phuï luïc 3 ñöôïc j=0.885 Löïc caét qui öôùc trong coät döôùi Qqö =7.15.10-6(2330-E/R)N/j= 7.15.10-6(2330-21000/21)705.1/0.885=14.108kN Ta nhaän thaáy Qqu< Qmax=98.546kN ,neïn chuùng ta laáy Q=Qmax=98.546kN Löïc neùn trong thanh xieân do löïc caét gaây ra laø : lmax=, tra baûng ta coù j = 0.649 Heä soá ñieøu kieän laøm vieäc cuûa thanh xieân laø g=0.75.Kieåm tra ñieàu kieän oån ñònh cuûa thanh xieân : Lieân keát giöõa thanh xieân vaø nhaùnh coät baèng ñöôøng haøn ,coù theå tính nhö sau:choïn chieàu cao ñöôøng haøn hh=8mm. Do ñoù khaû naêng chòu löïc cuûa 1cm ñöôøng haøn laø: q = 0.7*0.8*15*1=8.4kN Vaäy chieàu daøi caàn thieát cuûa ñöôøng haøn: lh= Thanh ngang chòu löïc Qqu nhoû neân chæ caàn choïn theo ñoä maûnh cho pheùp vaø ñöôøng haøn boá trí theo caáu taïo choùng ræ hh=4mm. 3.3.THIEÁT KEÁ CHI TIEÁT COÄT . 3.3.1.Vai coät. Tính toaùn vaø thieát keá moái noái coät treân vaø coät döôùi. Töø baûng toå hôïp noäi löïc ,chung ta coù : Mmax=488.98kNm , Ntö =1275kN Mmin=-1122.2kNm , Ntö =285.2kN Löïc doïc töông öùng trong moåi caùnh cuûa coät treân : Nnh1= Nnh2= Giaû söû caû hai caùnh coät treân ñeàu söû duïng ñöôøng haøn ñoái ñaàu ,vaø baûn noái K cuûa caùnh trong coù cuøng tieát dieän nhö caùnh trong , chung ta coù theå kieåm tra lieân keát haøn oû caùnh ngoaøi cuûa coät nhö sau: Kieåm tra ñöôøng haøn oû caùnh trong cuûa coät treân : Caùc ñöôøng haøn lieân keát baûn caùnh vôùi baûn buïng , baûn buïng noái vôùi baûn buïng coät treân ñeàu boá trí. 3.3.2.Tính toaùn daàm vai. Daàm vai ñöôïc tính nhö daàm ñôn giaûn co nhòp tinh toaùn l= hd=1m.Daàm vai chòu uoán bôûi löïc Nnh2=1643.6kN truyeàn töø caùnh trong cuûa coät treân . Sô ñoà tính toan nhö sau: Phaûn löïc goái töïa : A=B=Nnh2/2=821.8kN Moâ men uoán lôùn nhaát ôû giöõa nhòp cuûa daàm vai: Mdvmax= Beà roäng cuûa söôøn goái daàm caàu chaïy b=300mm, beà daøy baûn ñaäy nhaùnh caàu truïc laø =30mm, Rem=32kN/cm2. Do ñoù beà daøy baûn buïng daàm vai ñöôïc tính nhö sau: ddv=. Ta choïn ddv=20mm Trong ñoù Dmax=579.15kN , giaû ñònh Gdcc=15kN Chieàu cao cuûa baûn buïng daàm vai xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: hbb Maët khaùc hdv=0.5hd=70cm, ta choïn chieàu cao daàm vai theo ñieàu kieän ñaûm baûo ñoä cöùng hbb=500mm. Kieåm tra caùc ñöôøng haøn : Ñöôøng haøn lieân keát baûn buïng daàm vai vaøo baûn löng nhaùnh maùi caàn ñuû khaù naêng chòu phaûn löïc daàm vai truyeàn vaøo vaø baèng Nnh2/2=1643.6/2=821.8kN.Phaûn löïc naøy do hai ñöôøng haøn ôû hao beân baûn buïng tham gia chòu löïc . Chieàu cao ñöôøng haøn caàn thieát laø : Vaäy ta choïn chieàu cao ñöôøng haøn theo ñieàu kieän choáng ræ : hh= 8mm Ñöôøng haøn lieân keát baûn K vaøo baûn buïng daàm vai ( boán ñöôøng haøn ) seõ chòu Nnh2 truyeàn xuoáng. Töông töï nhö treân ta choïn chieàu cao ñöôøng haøn theo ñieàu kieän choáng ræ hh=8mm. Ñöôøng haøn lieân keát baûn buïng daàm vai vaøo baûn buïng nhaùnh caàu truïc seõ chòu Dmax+Gdcc cuøng vôùi phaûn löïc daàm vai do Nnh2 gaây ra. Chieàu cao ñöôøng haøn caàn thieát ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Ta choïn chieàu cao ñöôøng haøn hh=8mm Kieåm tra ñieàu kieän chòu uoán cuûa daàm vai: W=ddvhdv2/6=2*702/6=1633.333cm3 3.3.3.Chaân coät coät maø chuùng ta thieát keá laø coät roãng chòu neùn leäch taâm coù chaân coät rieâng reõ cho töøng nhaùnh .Do ñoù chaân cuûa moãi nhaùnh ñöôïc tính nhö chaân coät neùn ñöùng taâm . Coät ñaët treân moùng beâ toâng maùc 250 ,keát quaû noäi löïc taõi tieát dieän chaân coät A cho trong baûng toå hôïp nhö sau: Mmax=150.44kNm , Ntö =741.4kN Mmin=-193.08kNm , Ntö =1082kN Nmax=1161.2kN , Mmax=550.72kNm , Mmin=-193.08kNm Thieát keá chaân coät cho nhaùnh maùi Löïc neùn lôùn nhaát phaùt sinh trong nhaùnh maùi: Nneùn =max()=max(973.85kN ; 838.12kN)=973.85kN Löïc keùo lôùn nhaát phaùt sinh trong nhaùnh maùi: Nkeùo = max()=max(794.6kN ; 838.12kN)=794.6kN Trong ñoù C = 97.456 cm ; y1=53.743cm 3.3.3.1.Xaùc ñònh kích thöôùc baûn ñeá: Dieän tích cuûa baûn ñeá cuûa nhaùnh maùi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : Abñ = Giaû thieát heä soá neùn cuïc boä mcb=, beâ toâng moùng maùc 250 coù cöôøng ñoä chòu neùn Rn=1.15kN/cm2 Þ Rnencb=mcbRn=1.2x1.15=1.38kN/cm2 Kích thöôùc baûn ñeá ñöôïc choïn laø 260mmx500mm. Nhö vaây vôùi hai daàm ñeá song song theo phöông maët phaúng khung vaø theâm moät söôøn ngaên ôø giöõa nhö hình veõ,chuùng ta coù caùc loaïi oâ baûn sau OÂ baûn 1:daïng coâng soân ,vôùi phaàn nhòp vöôn ra laø : (500-400-2*10)/2=40mm OÂ baûn 2 :daïng baûn keâ 3 caïnh ,kích thöôùc theo phöông caïnh töï do 400/2-12/2=194mm Kích thöôùc theo phöông caïnh kia laø : 260/2+25.44-14=141.44mm OÂ baûn 3 : daïng baûn keâ 3 caïnh ,kích thöôùc theo phöông caïnh töï do laø 245mm Kích thöôùc theo phöông caïnh kia laø : 260/2-25.44+14=118.56mm Vaäy kích thöôùc cuûa baûn ñeá 26x50=1300cm2 ÖÙng suaát phaân boá ñeàu döôùi baûn ñeá : s = Moâ men lôùn nhaát trong caùc oâ baûn : OÂ baûn 1:moâ men lôùn nhaát : M1= OÂâ baûn 2 :Giaù trò moâ men uoán lôùn nhaát ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : M = asL22 = 0.0903x1.333x19.42=45.302kNcm/cm , vôùi a =0.0903 vì tyû soá ltd/lng=141.44/194=0.729 OÂ baûn 3 :Vì ltd/lng cuûa oâ baûn 3 nhoû hôn ltd/lng caûu oâ baûn 2 Þ M3 < M2. Vaäy ta dung M2=45.302kNcm/cm ñeá xaùc ñònh beá daøy baûn ñeá . Beà daøy baûn ñeà : dbñ = Vaäy ta choïn beà daøy baûn ñeá laø 40mm 3.3.3.2.Xaùc ñònh kích thöôùc daàm ñeá . Daàm ñeá ñöôïc quan nieäm nhö moät daàm ñôn giaûn coù ñaàu muùt thöøa coù dieän truyeàn taûi nhö hình veõ .Daàm ñeá chòu taûi troïng phaân boá ñeàu nhö sau qdñ =sL = 1.333x15=19.995kN/cm Phaûn löïc lôùn nhaát taïi goái daàm ñeá ,chính laø taïi ñöôøng haøn lieân keát daàm ñeá vôùi soùng theùp goùc : Nmax=19.995x26x8.856/10 = 460.397kN Phaûn löïc naøy truyeàn vaøo chaân coät thoâng qua ñöôøng haøn goùc lieân keát daàm vôùi soùng theùp goùc . Neáu ta choïn chieáu cao ñöôøng haøn laø hh=10mm.Chieàu daøi ñöôøng haøn soùng caàn thieát laø Vaäy chieàu cao daàm ñeá ñöôïc choïn laø 440 mm Xaùc ñònh beà daøy daàm ñeá theo ñieàu kieän baûo ñaûm khaû naêng chòu uoán cuûa daàm vaø ñöôïc xaøc ñònh theo coâng thöùc :ddñ = Choïn 3.3.3.3.Tính toaùn söôøn ngaên. Söôøn ngaên ñöôïc quan nieäm nhö baûn coâng soân ngaøm vaøo baûn löng nhaùnh maùi coù nhòp : l =141.44mm.(oâ baûn 2) Taûi troïng truyeàn vaøo söôøn ngaên ñöôïc coi nhö ñeàu taûi ,coù giaù trò laø qs =sl = 1.333x20=26.66kN/cm Moâ men uoán lôùn nhaát cuûa söôøn ngaên taïi ngaøm Mmax= Löïc caét lôùn nhaát xuaát hieän taïi ngaøm Qmax=qsLs=26.66x14.144=377.68kN Choïn tröôùc beà daøy cuûa söôøn ngaên laø 12mm , chieàu cao söôøn ñöôïc xaùc ñònh theo ñieàu kieän chòu uoán vaø baèng hs = Chieàu cao cuûa söôøn ngaên ñöôïc choïn laø hs=440mm Söôøn ngaên lieân keát vaøo baûn löng nhaùnh maùi baèng caùc ñöôøng haøn goùc , hai ñöôøng haøn naøy chòu löïc caét vaø moâ men taùc duïng ñoàng thôøi .Chieàu cao ñöôøng haøn choïn tröôùc laø : hh = 8mm ta coù Wh=2*(bhhh)l2h/6=2*(0.7*0.8)*442/6=361.387cm3 Fh=2*(bhhh)lh = 2*0.7*0.8*44 = 49.28cm2 Cöôøng ñoä cuûa ñöôøng haøn goùc ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc sau: th= 3.3.3.4.Caùc ñöôøng haøn ngang. Ñöôøng haøn ngang lieân keát daàm ñeá vôùi baûn ñeá chòu taûi phaân boá ñeàu : q=19.995kN/cm Chieàu cao caàn thieát cuûa ñöôøng haøn ngang laø : Choïn chieàu cao ñöôøng haøn lieân keát daàm ñeá vôùi baûn ñeá laø hh=10mm Ñöôøng haøn lieân keát söôøn ngaên vôùi baûn ñeá chòu taûi phaân boá ñeàu qs=26.66kN/cm. Chieàu cao ñöôøng haøn caàn thieát laø Choïn chieàu cao ñöôøng haøn lieân keát söôøn ngaên vôùi baûn ñeá laø : hh=14mm < 1.2x1.2=14.4mm 3.3.3.5.Thieát keá Bu loâng neo Löïc keùo lôùn nhaát trong nhaùnh maùi Nnhoå =1328kN .Chung ta choïn Buloâng neo coù ñoä beàn lôùp 6.6. Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa bu loâng neo khi chòu keùo laø RBlk=25kN/cm2. Dieän tích caàn thieát cuûa Bu loâng neo laø : Fblneo= PHAÀN IV :THIEÁT KEÁ DAØN MAÙI 4.1.Caáu taïo Daøn maùi. 4.2.Taûi troïng taùc duïng leân daøn: 4.2.1.Tónh taûi: Troïng löôïng keát caáu maùi vaø heä giaèng maùi : gkc=0.36kN/m2 Troïng löôïng caùc lôùp keát caáu maùi : gm=3.81kN/m2 Troïng löôïng keát caáu cöûa trôøi : ggt=0.4kN/m2 Troïng löôïng cöûa maùi vaø baäu cöûa taäp trung ôû chaân cöûa maùi :Gct=6kN Moâ men ñaàu daøn cho tröôøng hôïp tænh taûi Mtr=Mph=-122.7kNm 4.2.2.Tröôøng hôïp hoaït taûi. Moâ men ñaàu daøn do hoaït taûi Ptt=0.59658kN/m2 gaây ra taïi ñaàu daøn laø: Mtr=Mph=-28.22kNm. 4.2.3.Tröôøng hôïp Dmaxtr vaø Dmaxph Moâ men ñaàu daøn laø Mtr=-32.06kNm , Mph=-15.88kNm Tröôøng hôïp Dmaxph chuùng ta seõ laáy ñoái xöùng keát quaû giaûi trong tröôøng hôïp Dmaxtr qua truïc giöõa daøn. 4.2.4 .Tröôøng hôïp löïc hôïp ngang Ttr vaø Tph . Moâ men ñaàu daøn cho tröôøng hôïp Ttr laø :Mtr= Moâ men ñaàu daøn cho tröôøng hôïp Tph laø :Mph= 4.3. Tính toaùn noäi löïc cho daøn 4.3.1. Tính toaùn noäi löïc trong tröôøng hôïp tónh taûi. Doàn taûi veà maét Daøn: Taûi taäp trung vaøo maét daøn ñöôïc tính nhö sau: Maét ñaàu daøn : G1= Maét trung gian coù: G2=2x=2x37.53=75.06kN Maét taïi döôùi chaân cöûa trôøi: G3= Maét coù cöûa trôøi goái leân : G4= Moâ men ñaàu daøn ñöôïc thay theá baèng moät caëp ngaãu löïc coù giaù trò : M/h0=281.47/2.2 = 127.94kN 4.3.2.Tính toaùn noäi löïc tröôøng hôïp hoaït taûi: Doàn taûi veà maét Daøn: Taûi taäp trung vaøo maét daøn ñöôïc tính nhö sau: Maét ñaàu daøn : P1= Maét trung gian: P2=2x=2x4.7692=9.5384kN Moâ men ñaàu daøn ñöôïc thay theá baèng moät caëp ngaãu löïc coù giaù trò : M/h0 = 28.22/2.2 = 12.83KN 4.3.3.Tổ hợp vaø tính toaùn noäi löïc baèng phaàn meàn SAAP2000: A-Giaûn ñoà tónh taûi:(ñôn vò T vaø T.m) B-Giaûn ñoà hoaït taûi:(ñôn vò T vaø T.m) C-Giaûn ñoà trong tröôøng hôïp (laáy ñoái xöùng qua truïc ñöùng ñi qua giöõa daøn) BAÛNG 1 TTAÛI HSVT TTAÛI*HSVT HTAÛI 18.64 1.1 20.504 1.68 33.29 1.1 36.619 3.47 33.29 1.1 36.619 3.47 18.64 1.1 20.504 1.68 -3.06 1.1 -3.366 -0.3165 -3.06 1.1 -3.366 -0.3165 -31.91 1.1 -35.101 -3.9 19.64 1.1 21.604 2.02 19.64 1.1 21.604 2.02 -31.91 1.1 -35.101 -3.9 -8.47 1.1 -9.317 -8.47 -8.47 1.1 -9.317 -0.953 0.07098 1.1 0.078078 -0.063 0 1.1 0 0 0.07098 1.1 0.078078 -0.063 5.62 1.1 6.182 1.29 5.62 1.1 6.182 1.29 -33.6 1.1 -36.96 -3.46 -33.6 1.1 -36.96 -3.46 -33.6 1.1 -36.96 -3.46 -33.6 1.1 -36.96 -3.46 BAÛNG 2: NOÄI LÖÏC CHO TRÖÔØNG HÔÏP TAÛI AÙP LÖÏC ÑÖÙNG CUÛA CAÀU TRUÏC Dmaxtr Dmaxph MTRAÙI MPHAÛI Mtr Mph Löïc doïc Mtr Mph Löïc doïc 0.3328 0.05547 -3.206 -1.06696 -1.588 -0.08809 -1.155043 -1.588 -0.52849 -3.206 -0.17784 -0.70632 0.1423 0.1423 -3.206 -0.45621 -1.588 -0.22597 -0.682186 -1.588 -0.22597 -3.206 -0.45621 -0.6821 0.1423 0.1423 -3.206 -0.45621 -1.588 -0.22597 -0.682186 -1.588 -0.22597 -3.206 -0.45621 -0.682 0.0555 0.3328 -3.206 -0.17784 -1.588 -0.52849 -0.706323 -1.588 -0.08809 -3.206 -1.06696 -1.1550 -0.057 0 -3.206 0.182133 -1.588 0 0.1821329 -1.588 0.09021 -3.206 0 0.0902 0 -0.0468 -3.206 0 -1.588 0.07433 0.0743343 -1.588 0 -3.206 0.15007 0.1500 -0.16 -0.0731 -3.206 0.513922 -1.588 0.1161 0.6300205 -1.588 0.25456 -3.206 0.23439 0.4889 -0.147 0.06722 -3.206 0.472564 -1.588 -0.10675 0.365819 -1.588 0.23407 -3.206 -0.21551 0.0185 0.0672 -0.1474 -3.206 -0.21551 -1.588 0.23407 0.0185639 -1.588 -0.10675 -3.206 0.47256 0.3658 -0.073 0.1603 -3.206 0.234391 -1.588 -0.25456 -0.020166 -1.588 0.1161 -3.206 -0.51392 -0.3978 0 0 -3.206 0 -1.588 0 0 -1.588 0 -3.206 0 0 0 0 -3.206 0 -1.588 0 0 -1.588 0 -3.206 0 0 0.0963 -0.0439 -3.206 -0.30874 -1.588 0.06971 -0.239025 -1.588 -0.15292 -3.206 0.14074 -0.0121 0 0 -3.206 0 -1.588 0 0 -1.588 0 -3.206 0 0 -0.044 0.0963 -3.206 0.140775 -1.588 -0.15292 -0.012149 -1.588 0.06973 -3.206 -0.30874 -0.23900 -0.458 0 -3.206 1.468348 -1.588 0 1.468348 -1.588 0.7273 -3.206 0 0.7273 0 -0.458 -3.206 0 -1.588 0.7273 0.727304 -1.588 0 -3.206 1.46835 1.4683 -0.207 -0.1147 -3.206 0.662039 -1.588 0.18214 0.8441826 -1.588 0.32792 -3.206 0.36773 0.6956 -0.115 -0.2065 -3.206 0.367728 -1.588 0.32792 0.6956502 -1.588 0.18214 -3.206 0.66204 0.84418 -0.207 -0.1147 -3.206 0.662039 -1.588 0.18214 0.8441826 -1.588 0.32792 -3.206 0.36773 0.69565 -0.115 -0.2065 -3.206 0.367728 -1.588 0.32792 0.6956502 -1.588 0.18214 -3.206 0.66204 0.8441 BAÛNG 3: NOÄI LÖÏC TRONG DAØN DO LÖÏC HAÕM Ttr Tph MTRAÙI MPHAÛI Mtr Mph Löïc doïc Mph Mtr Löïc doïc 0.3328 0.05547 2.79 0.928512 -6.53 -0.3622191 0.5662929 2.79 0.154761 -6.53 -2.173184 -2.0184227 0.1423 0.1423 2.79 0.397017 -6.53 -0.929219 -0.532202 2.79 0.397017 -6.53 -0.929219 -0.532202 0.1423 0.1423 2.79 0.397017 -6.53 -0.929219 -0.532202 2.79 0.397017 -6.53 -0.929219 -0.532202 0.0555 0.3328 2.79 0.154761 -6.53 -2.173184 -2.018423 2.79 0.928512 -6.53 -0.362219 0.5662929 -0.0568 0 2.79 -0.1585 -6.53 0 -0.1585 2.79 0 -6.53 0.370969 0.3709693 0 -0.0468 2.79 0 -6.53 0.3056693 0.3056693 2.79 -0.1306 -6.53 0 -0.1305999 -0.1603 -0.0731 2.79 -0.44724 -6.53 0.4774083 0.0301713 2.79 -0.20398 -6.53 1.046759 0.8427821 -0.1474 0.06722 2.79 -0.41125 -6.53 -0.4389466 -0.850193 2.79 0.187544 -6.53 0.962522 1.1500658 0.0672 -0.1474 2.79 0.187544 -6.53 0.962522 1.1500658 2.79 -0.41125 -6.53 -0.438947 -0.8501926 -0.0731 0.1603 2.79 -0.20398 -6.53 -1.046759 -1.250736 2.79 0.447237 -6.53 0.477408 0.9246453 0 0 2.79 0 -6.53 0 0 2.79 0 -6.53 0 0 0 0 2.79 0 -6.53 0 0 2.79 0 -6.53 0 0 0.0963 -0.0439 2.79 0.268677 -6.53 0.286667 0.555344 2.79 -0.12248 -6.53 -0.628839 -0.75132 0 0 2.79 0 -6.53 0 0 2.79 0 -6.53 0 0 -0.0439 0.0963 2.79 -0.12251 -6.53 -0.628839 -0.751348 2.79 0.268677 -6.53 0.286732 0.5554093 -0.458 0 2.79 -1.27782 -6.53 0 -1.27782 2.79 0 -6.53 2.99074 2.99074 0 -0.458 2.79 0 -6.53 2.99074 2.99074 2.79 -1.27782 -6.53 0 -1.27782 -0.2065 -0.1147 2.79 -0.57614 -6.53 0.748991 0.172856 2.79 -0.32001 -6.53 1.348445 1.028432 -0.1147 -0.2065 2.79 -0.32001 -6.53 1.348445 1.028432 2.79 -0.57614 -6.53 0.748991 0.172856 -0.2065 -0.1147 2.79 -0.57614 -6.53 0.748991 0.172856 2.79 -0.32001 -6.53 1.348445 1.028432 -0.1147 -0.2065 2.79 -0.32001 -6.53 1.348445 1.028432 2.79 -0.57614 -6.53 0.748991 0.172856 BAÛNG 4: BAÛNG NOÄI LÖÏC TRONG DAØN DO GIOÙ Wtr Wph MTRAÙI MPHAÛI Mtr Mph Noäi löïc Mph Mtr Löïc doïc 0.3328 0.05547 -8.5 -2.8288 -6.7 -0.371649 -3.200449 -8.5 -0.4715 -6.7 -2.22976 -2.701255 0.1423 0.1423 -8.5 -1.20955 -6.7 -0.95341 -2.16296 -8.5 -1.2096 -6.7 -0.95341 -2.16296 0.1423 0.1423 -8.5 -1.20955 -6.7 -0.95341 -2.16296 -8.5 -1.2096 -6.7 -0.95341 -2.16296 0.05547 0.3328 -8.5 -0.471495 -6.7 -2.22976 -2.701255 -8.5 -2.8288 -6.7 -0.37165 -3.200449 -0.05681 0 -8.5 0.482885 -6.7 0 0.482885 -8.5 0 -6.7 0.380627 0.380627 0 -0.04681 -8.5 0 -6.7 0.313627 0.313627 -8.5 0.3979 -6.7 0 0.397885 -0.1603 -0.07311 -8.5 1.36255 -6.7 0.489837 1.852387 -8.5 0.6214 -6.7 1.07401 1.695445 -0.1474 0.06722 -8.5 1.2529 -6.7 -0.450374 0.802526 -8.5 -0.5714 -6.7 0.98758 0.41621 0.06722 -0.1474 -8.5 -0.57137 -6.7 0.98758 0.41621 -8.5 1.2529 -6.7 -0.45037 0.802526 -0.07311 0.1603 -8.5 0.621435 -6.7 -1.07401 -0.452575 -8.5 -1.3626 -6.7 0.489837 -0.872713 0 0 -8.5 0 -6.7 0 0 -8.5 0 -6.7 0 0 0 0 -8.5 0 -6.7 0 0 -8.5 0 -6.7 0 0 0.0963 -0.0439 -8.5 -0.81855 -6.7 0.29413 -0.52442 -8.5 0.3732 -6.7 -0.64521 -0.27206 0 0 -8.5 0 -6.7 0 0 -8.5 0 -6.7 0 0 -0.04391 0.0963 -8.5 0.373235 -6.7 -0.64521 -0.271975 -8.5 -0.8186 -6.7 0.294197 -0.524353 -0.458 0 -8.5 3.893 -6.7 0 3.893 -8.5 0 -6.7 3.0686 3.0686 0 -0.458 -8.5 0 -6.7 3.0686 3.0686 -8.5 3.893 -6.7 0 3.893 -0.2065 -0.1147 -8.5 1.75525 -6.7 0.76849 2.52374 -8.5 0.975 -6.7 1.38355 2.3585 -0.1147 -0.2065 -8.5 0.97495 -6.7 1.38355 2.3585 -8.5 1.7553 -6.7 0.76849 2.52374 -0.2065 -0.1147 -8.5 1.75525 -6.7 0.76849 2.52374 -8.5 0.975 -6.7 1.38355 2.3585 -0.1147 -0.2065 -8.5 0.97495 -6.7 1.38355 2.3585 -8.5 1.7553 -6.7 0.76849 2.52374 BAÛNG 5: BAÛNG TOÅNG HÔÏP NOÄI LÖÏC TRONG DAØN THANH TTAÛI HTAÛI Dmaxtraùi Dmaxphaûi Ttraùi Tphaûi Wtraùi Wphaûi Nmaxtt 1 20.504 1.68 -1.1550432 -0.70632 0.5663 -2.0184 -3.2 -2.70126 22.184 2 36.619 3.47 -0.6821862 -0.68219 -0.532 -0.5322 -2.163 -2.16296 40.089 3 36.619 3.47 -0.6821862 -0.68219 -0.532 -0.5322 -2.163 -2.16296 40.089 4 20.504 1.68 -0.7063232 -1.15504 -2.018 0.56629 -2.701 -3.20045 22.184 5 -3.366 -0.3165 0.18213286 0.090214 -0.158 0.37097 0.483 0.380627 -3.683 6 -3.366 -0.3165 0.07433428 0.150073 0.3057 -0.1306 0.314 0.397885 -3.683 7 -35.101 -3.9 0.63002048 0.488947 0.0302 0.84278 1.852 1.695445 -39 8 21.604 2.02 0.36581904 0.018564 -0.85 1.15007 0.803 0.41621 23.624 9 21.604 2.02 0.01856388 0.365819 1.1501 -0.8502 0.416 0.802526 23.624 10 -35.101 -3.9 -0.0201657 -0.39782 -1.251 0.92465 -0.453 -0.87271 -39 11 -9.317 -8.47 0 0 0 0 0 0 -17.79 12 -9.317 -0.953 0 0 0 0 0 0 -10.27 13 0.078078 -0.063 -0.2390246 -0.01218 0.5553 -0.7513 -0.524 -0.27206 0.6334 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15 0.078078 -0.063 -0.0121489 -0.23901 -0.751 0.55541 -0.272 -0.52435 0.6335 16 6.182 1.29 1.468348 0.727304 -1.278 2.99074 3.893 3.0686 10.075 17 6.182 1.29 0.727304 1.468348 2.9907 -1.2778 3.069 3.893 10.075 18 -36.96 -3.46 0.8441826 0.69565 0.1729 1.02843 2.524 2.3585 -40.42 19 -36.96 -3.46 0.6956502 0.844183 1.0284 0.17286 2.359 2.52374 -40.42 20 -36.96 -3.46 0.8441826 0.69565 0.1729 1.02843 2.524 2.3585 -40.42 21 -36.96 -3.46 0.6956502 0.844183 1.0284 0.17286 2.359 2.52374 -40.42 4.4.CHOÏN TIEÁT DIEÄN THANH DAØN. 4.4.1.Thanh xieân ñaàu daøn. Ta choïn beà daøy baûn maét cuûa daøn theo ñoä lôùn cuûa noäi löïc trong thanh xieân ñaàu daøn N7=390 kN<400kN Vaäy ta choïn beà daøy baûn maét laø :dbm=10mm. Thanh xieân ñaàu daøn coù heä daøn phaân nhoû .Do vaäy chieàu daøi tính toaùn cuûa thanh xieân theo hai phöông trong vaø ngoaøi maët phaúng nhö sau: l0x=0.5l = 0.5x3.95=1.975m ; loy=l=3.95m. Giaû thieát l =70 Þ j=0.778 ,dieän tích tieát dieän caàn thieát laø : Fyc= Ñoä maûnh cho pheùp cuûa thanh xieân chòu neùn ñöùng taâm laø [l]=120 .Baùn kính quaùn tính yeâu caàu cuûa tieát dieän : rxy/c= ry/c= Choïn tieát dieän laø theùp goùc khoâng ñeàu caïnh ,gheùp caïnh ngaén .Tra baûng phuï luïc theùp goùc ta choïn 2L160x100x9 coù caùc ñaëc tröng hình hoïc nhö sau: Maët caét thanh xieân ñaàu daøn Dieän tích : F = 2x22.9=45.8 cm2 Baùn kính quaùn tính theo phöông x :rx=3.95cm Baùn kính quaùn tính theo phöông y : ry=7.67cm Kieåm tra tieát dieän ñaõ choïn : lx= ly= Vaäy lmax=max(lx ; ly)=ly =51.49® jmin=0.865 Kieåm tra oån ñònh cuûa thanh theo coâng thöùc : Ñieàu kieän oån ñònh ñöôïc thaûo maõn ,tieát dieän thanh ta choïn ñuû khaû naêng chòu löïc. 4.4.2.Thanh buïng. 4.4.2.1.Thanh buïng chòu keùo ñöùng taâm. Thanh buïng coù heä daøn phaân nhoû .Do vaäy chieàu daøi tíùnh toaùn cuûa thanh buïng theo hai phöông trong vaø ngoaøi maët phaúng nhö sau: l0x=0.4l = 0.4x4.62=1.848m ; loy=l=4.62m. Noäi löïc lôùn nhaát trong thanh buïng chòu keùo laø :Nmax=N13=6.334kN,löïc nhoû ta choïn thanh N13=N4=100.75kN tieáp tuïc choïn tieát dieän thanh cho kinh teá,an toaøn: Dieän tích tieát dieän caàn thieát laø : Fyc= Ñoä maûnh cho pheùp cuûa thanh bung chòu keùo ñöùng taâm laø [l]=400.Baùn kính quaùn tính yeâu caàu cuûa tieát dieän : rxy/c= ry/c= Choïn tieát dieän laø theùp goùc khoâng ñeàu caïnh .Tra baûng phuï luïc theùp goùc ta choïn 2L70x45x5 coù caùc ñaëc tröng hình hoïc nhö sau: Maët caét ngang thanh buïng Dieän tích : F = 2x6.11=12.22 cm2 Baùn kính quaùn tính theo phöông x :rx=1.43cm Baùn kính quaùn tính theo phöông y : ry=3.9cm Kieåm tra oån ñònh cuûa thanh theo coâng thöùc : Ñieàu kieän oån ñònh ñöôïc thaûo maõn ,tieát dieän thanh ta choïn ñuû khaû naêng chòu löïc 4.4.2.2.Thanh buïng chòu neùn ñöùng taâm: Noäi löïc lôùn nhaát trong thanh buïng chòu neùn laø :Nmax=N8=236.24kN. Thanh buïng coù heä daøn phaân nhoû .Do vaäy chieàu daøi tuùnh toaùn cuûa thanh buïng theo hai phöông trong vaø ngoaøi maët phaúng nhö sau: l0x=0.4l = 0.4x5.18=2.072m ; loy=l=5.18m. Giaû thieát l =80 Þ j=0.726 ,dieän tích tieát dieän caàn thieát laø : Fyc= Ñoä maûnh cho pheùp cuûa thanh buïng chòu neùn ñöùng taâm laø [l]=150 .Baùn kính quaùn tính yeâu caàu cuûa tieát dieän : rxy/c= ry/c= Choïn tieát dieän laø theùp goùc khoâng ñeàu caïnh ,gheùp caïnh ngaén .Tra baûng phuï luïc theùp goùc ta choïn 2L90x60x6 coù caùc ñaëc tröng hình hoïc nhö sau: Maët caét ngang thanh buïng Dieän tích : F = 2x9.59=19.18 cm2 Baùn kính quaùn tính theo phöông x :rx=2.62cm Baùn kính quaùn tính theo phöông y : ry=4.92cm Kieåm tra tieát dieän ñaõ choïn : lx= ly= Vaäy lmax=max(lx ; ly)=lx=105.28 ® jmin=0.59 Kieåm tra oån ñònh cuûa thanh theo coâng thöùc : Ñieàu kieän oån ñònh ñöôïc thaûo maõn ,tieát dieän thanh ta choïn ñuû khaû naêng chòu löïc. 4.4.3.Thanh caùnh treân: Thanh caùnh treân chòu neùn ñuùng taâm. Tröôøng hôïp chuùng ta maùi lôïp pannel beâ toâng coát theùp,do vaäy theo caû hai phöông chieàu daøi tính toaùn lox= loy=l=1.5m. Noäi löïc lôùn nhaát trong thanh caùnh treân chòu neùn laø :Nmax=404.2kN Giaû thieát l =50 Þ j=0.866 ,dieän tích tieát dieän caàn thieát laø : Fyc= Ñoä maûnh cho pheùp cuûa thanh buïng chòu neùn ñöùng taâm laø [l]=220 .Baùn kính quaùn tính yeâu caàu cuûa tieát dieän : rxy/c= ry/c= Choïn tieát dieän laø theùp goùc ñeàu caïnh .Tra baûng phuï luïc theùp goùc ta choïn 2L100x7 coù caùc ñaëc tröng hình hoïc nhö sau Maët caét thanh caùnh treân Dieän tích : F = 2x13.8=27.6 cm2 Baùn kính quaùn tính theo phöông x :rx=3.08cm Baùn kính quaùn tính theo phöông y : ry=4.52cm Kieåm tra tieát dieän ñaõ choïn : lx= ly= Vaäy lmax=max(lx ; ly)=lx=48.7 ® jmin=0.865 Kieåm tra oån ñònh cuûa thanh theo coâng thöùc : Ñieàu kieän oån ñònh ñöôïc thaûo maõn ,tieát dieän thanh ta choïn ñuû khaû naêng chòu löïc. 4.4.4.Thanh caùnh döôùi chòu keùo. Noäi löïc lôùn nhaát trong thanh caùnh treân chòu keùo laø :Nmax=100.75kN .Do vaäy chieàu daøi tíùnh toaùn cuûa thanh caùnh treân chòu keùo theo hai phöông trong vaø ngoaøi maët phaúng nhö sau: l0x= loy=3m. Dieän tích tieát dieän caàn thieát laø : Fyc= Ñoä maûnh cho pheùp cuûa thanh bung chòu keùo ñöùng taâm laø [l]=400.Baùn kính quaùn tính yeâu caàu cuûa tieát dieän : rxy/c= ry/c= Choïn tieát dieän laø theùp goùc ñeàu caïnh .Tra baûng phuï luïc theùp goùc ta choïn 2L50x3 coù caùc ñaëc tröng hình hoïc nhö sau : Maët caét ngang thanh caùnh döôùi Dieän tích : F = 2x2.96=5.92 cm2 Kieåm tra oån ñònh cuûa thanh theo coâng thöùc : Ñieàu kieän oån ñònh ñöôïc thaûo maõn ,tieát dieän thanh ta choïn ñuû khaû naêng chòu löïc 4.4.5.Thanh ñöùng. Noäi löïc lôùn nhaát trong thanh ñöùng chòu neùn laø :Nmax =177.9kN. Chieàu daøi tuùnh toaùn cuûa thanh caùnh treân chòu neùn theo hai phöông trong vaø ngoaøi maët phaúng nhö sau: lox=0.8l=0.8x3.14=2.512 ; loy=l=3.14m. Giaû thieát l =140Þ j=0.367 ,dieän tích tieát dieän caàn thieát laø : Fyc= Choïn tieát dieän laø theùp goùc khoâng ñeàu caïnh ,gheùp caïnh ngaén .Tra baûng phuï luïc theùp goùc ta choïn 2L120x70x8 coù caùc ñaëc tröng hình hoïc nhö sau: Maët caét ngang thanh ñöùng Dieän tích : F = 2x13.9=27.8 cm2 Baùn kính quaùn tính theo phöông x :rx=2.84cm Baùn kính quaùn tính theo phöông y : ry=5.33cm Kieåm tra tieát dieän ñaõ choïn : lx= ly= Vaäy lmax=max(lx ; ly)=lx=88.45 ® jmin=0.73 Kieåm tra oån ñònh cuûa thanh theo coâng thöùc : Ñieàu kieän oån ñònh ñöôïc thoûa maõn ,tieát dieän thanh ta choïn ñuû khaû naêng chòu löïc. 4.5.TÍNH TOAÙN CAÙC CHI TIEÁT TRONG DAØN: Bao goàm : Maét goái daøn. Maét khueách ñaïi ñænh daøn . Maét khueách ñaïi giöõa döôùi daøn . Caùc maét trung gian khaùc cuûa daøn . 4.5.1.Maét lieân keát daøn vaøo coät: 4.5.1.1.Nuùt döôùi: Daøn ñöôïc lieân keát cöùng vôùi coät thoâng qua hai maét daøn : maét treân vaø maét döôùi ôû ñaàu daøn. Maét döôùi laø chi tieát quan troïng vì vöøa chòu löïc ngang ,vöøa chòu phaûn löïc thaúng ñöùng truyeàn vaøo coät. Goùc nghieâng hôïp bôûi thanh xieân ñaàu daøn vaø thanh caønh döôùi laø a=40036’ Moâ men ñaàu daøn lôùn nhaát laø : Mmax=122.7kNm Þ löïc ngang ñaàu daøn H = Noäi löïc trong thanh caùnh döôùi : N1=400.89kN. Noäi löïc trong thanh xieân ñaàu daøn laø : N2=-390kN ,thanh coù tieát dieän 2L160x100x9. Ñöôøng haøn lieân keát thanh caùnh döôùi vaøo baûn maét :ñöôøng haøn soáng vaø ñöôøng haøn meùp. Ñöôøng haøn soáng lieân keát theùp goùc khoâng ñeàu caïnh chòu moät löïc laø: Ns=0.7N1/2 =0.75*400.89/2=150.33kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn soáng laø hh=10mm .Chieàu daøi ñöôøng haøn soáng caàn thieát laø: Ñöôøng haøn meùp chòu moät löïc laø : Nm=0.25*N1/2=0.25*400.89/2=50.111kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn meùp laø hh=6mm .Chieàu daøi ñöôøng haøn meùp caàn thieát laø: Ñöôøng haøn lieân keát thanh xieân vaøo baûn maét :ñöôøng haøn soáng vaø ñöôøng haøn meùp. Ñöôøng haøn soáng lieân keát theùp goùc khoâng ñeàu caïnh chòu moät löïc laø: Ns=0.75N2 =0.75*390=292.5kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn soáng laø hh=10mm .Chieàu daøi ñöôøng haøn soáng caàn thieát laø: Ñöôøng haøn meùp chòu moät löïc laø : Nm=0.25*N2=0.25*390=97.5kN Choïn tröôùc chieàu cao ñöôøng haøn meùp laø hh=6mm .Chieàu daøi ñöôøng haøn meùp caàn thieát laø: Kieåm tra ñöôøng haøn giöõa baûn maét vaø baûn goái. Caëp ngaãu löïc do moâ men ñaàu daøn gay ra : H=. Moâ men leäch taâm khi dôøi H veà troïng taâm tieát dieän : Mlt=He=55.77x0.15=8.365kNm. Löïc ñöùng R : R = N2sin40036’=390*0.656 =255.84 kN Chieàu cao ñöôøng haøn ta boá trí tröôùc lh=56 cm . Vaäy chieàu cao ñöôøng haøn caàn thieát lieân keát baûn maét vaøo baûn goái : Choïn hh=8mm. Kieåm tra cöôøng ñoä ñöôøng haøn ñaõ choïn : Vôùi : Fh=2(bhh)lh = 2*0.7*0.8*56 =62.72cm2 Wh=2x1/6(bhh)lh2 =1/3*0.7*0.8*562 =585.387cm3 Beà daøy baûn goái ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: . Choïn beà daøy baûn goái dbg=16mm , b1=10cm laø khoaûng caùch giöõa caùc bu loâng Kieåm tra ñieàu kieän eùp maët giöõa baûn goái vaø goái ñôõ. Löïc eùp maët chính laø thaønh phaàn: R=N2Sina =255.84kN=Nem Beà daøy baûn goái ñöôïc choïn tröôùc :bbg=200mm, dbg=16mm .Ñieàu kieän chòu eùp cuûa baûn goái ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc : sem= Tính toaùn lieân keát Bu loâng giöõa baûn goái vaø caùnh trong coät treân: Ta choïn soá bu loâng lieân keát giöõa baûn goái vaø caùnh trong cuûa coät treân laø 2 coät ,6 haøng Coù toång soá bu loâng laø 12 bu loâng. Ta coù z=38cm , l1=50cm , l2=40cm ,l3=30cm , l4=20cm , l5=10cm .Bu loâng ñöôïc choïn coù ñoä beàn laø 5.6 Löïc lôùn nhaát xuaát hieän trong thaân Bu loâng . Dieän tích thu heïp qua ren cuûa thaân Bu loâng Chuùng ta choïn Bu loâng f20 coù dieän tích thu heïp qua ren laø 2.45cm2 4.5.1.2.Nuùt treân: Daøn ñöôïc lieân keát cöùng vôùi coät thoâng qua hai maét daøn : maét treân vaø maét döôùi ôû ñaàu daøn. Trình töï tính nuùt treân nhö sau : Moâ men ñaàu daøn lôùn nhaát laø : Mmax=122.7kNm Þ löïc ngang ñaàu daøn H = Noäi löïc trong thanh caùnh treân : N =404.2kN coù tieát dieän laø 2L100x7 Ñöôøng haøn lieân keát thanh caùnh treân vaøo baûn maét :ñöôøng haøn soáng vaø ñöôøng haøn meùp. Ñöôøng haøn soáng lieân keát theùp goùc ñeàu caïnh chòu moät löïc laø: Ns=0.7N/2 =0.7*404.2/2=141.47kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn soáng laø hh=8mm .Chieàu daøi ñöôøng haøn soáng caàn thieát laø: Ñöôøng haøn meùp chòu moät löïc laø : Nm=0.25*N/2=0.25*404.2/2=50.525kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn meùp laø hh=6mm .Chieàu daøi ñöôøng haøn meùp caàn thieát laø: Kieåm tra ñöôøng haøn giöõa baûn maét vaø baûn goái. Caëp ngaãu löïc do moâ men ñaàu daøn gay ra : H=. Moâ men leäch taâm khi dôøi H veà troïng taâm tieát dieän : Mlt=He=55.77x5=278.85kNcm. Löïc ñöùng R : R = Nsin707’=404.2*0.125 =50.525 kN Chieàu cao ñöôøng haøn ta boá trí tröôùc lh=29 cm . Vaäy chieàu cao ñöôøng haøn caàn thieát lieân keát baûn maét vaøo baûn goái : Choïn hh=8mm. Kieåm tra cöôøng ñoä ñöôøng haøn ñaõ choïn : Vôùi : Fh=2(bhh)lh = 2*0.7*0.8*29 =32.48cm2 Wh=2x1/6(bhh)lh2 =1/3*0.7*0.8*292 =313.973cm3 Beà daøy baûn goái ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc . Choïn beà daøy baûn goái dbg=20mm , b1=10cm laø khoaûng caùch giöõa caùc bu loâng Kieåm tra ñieàu kieän eùp maët giöõa baûn goái vaø goái ñôõ. Löïc eùp maët chính laø thaønh phaàn: R=NSina =50.525kN=Nem. Khoâng caàn kieåm tra ñieàu kieän eùp maët vì Nem quaù nhoû. Beà daøy baûn goái ñöôïc choïn tröôùc :bbg=200mm, dbg=20mm Þ F=20x2=40cm2 Tính toaùn lieân keát Bu loâng giöõa baûn goái vaø caùnh trong cuûa coät treân : Ta choïn soá bu loâng lieân keát giöõa baûn goái vaø caùnh trong cuûa coät treân laø 2 coät ,3haøng. Coù toång soá bu loâng laø 6 bu loâng. Ta coù z=15cm , l1=20cm , l2=10cm.Bu loâng ñöôïc choïn coù ñoä beàn laø 5.6 Löïc lôùn nhaát xuaát hieän trong thaân Bu loâng . Dieän tích thu heïp qua ren cuûa thaân Bu loâng Chuùng ta choïn Bu loâng f24 coù dieän tích thu heïp qua ren laø 3.51cm2 4.5.2.Tính toaùn maét khueách ñaïi ñænh daøn: Noäi löïc thanh caùnh treân laø Nct=404.2kN , trong thanh xieân laø Ntx=390kN .Goùc nghieâng cuûa thanh caùnh vaø thanh xieân laàn löôït laø 707’ vaø 68054’ Löïc tính toaùn trong thanh caùnh treân laø :Ntt=1.2Nct=1.2*404.2=485.04kN Dieän tích tính toaùn laø : Ftt=Fbp+Fmb=1.4*2*10+24*1=52cm2 Öùng suaát trung bình trong lieân keát ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc sau: Noäi löïc do baûn maét phaûi chuïi : Nbm=stbFbm=5.47*24=131.38kN . Kieåm tra cöôøng ñoä ñöôøng haøn lieân keát thanh caùnh treân vaøo baûn maét bao goàm 2 ñöôøng haøn. Ñöôøng haøn soáng ta choïn chieàu daøi ñöôøng haøn lhs=15cm ,chieàu cao ñöôøng haøn hhs=12mm. Ñöôøng haøn meùp ta choïn chieàu daøi ñöôøng haøn meùp lhm=30cm , hhm=8mm. Toång dieän tích ñöôøng haøn : Fh= Öùng suaùt trong ñöôøng haøn kieåm tra nhö sau: Taïi vò trí gaõy khuùc cuûa baûn phuû, hôïp löïc höôùng leân coù giaù trò : V=2NbpSin707’’=2*131.38*0.1239=32.55kN. Hôïp löïc naøy do boán ñöôøng haøn lieân keát söôøn ñöùng vôùi baûn phuû chòu. Ta choïn tröôùc tieát dieän söôøn laø 8x100x300 .Nhö vaäy ñöôøng haøn lieân keát coù lh=9cm ,hh=6mm ,toång chieàu daøi ñöôøng haøn laø 36 cm. kieåm tra khaû naêng chiuï löïc cuûa ñöôøng haøn theo coâng thöùc sau: Baûn noái seõ chòu moät löïc laø : Nbn= Nbmcos707’+1.2Ntxcos68054’= = 131.38*cos707’+1.2*390*cos68054’=301.40kN. Ta choïn kích thöôùc baûn noái nhö sau :10x250x300, ta boá trí hai baûn noái oáp hai beân baûn maét. Khaû naêng chòu löïc cuûa baûn noái : . Baûn noái lieân keát vôùi baûn maét baèng caùc ñöôøng haøn ñöùng. Ta choïn chieàu cao ñöôøng haøn laø hh=10 mm , chieàu daøi ñöôøng haøn :lh=l-1 = 30 – 1=29cm. Cöôøng ñoä ñöôøng haøn ta kieåm tra theo coâng thöùc sau: 4.5.3.Tính toaùn maét daøn coù noái thanh caùnh . Maét coù noäi löïc lôùn nhaát laø maét giöõa thanh soá 7 vaø 8 coù Nmax=236.24kN. Thanh buïng coù noäi löïc neùn lôùn nhaát cuûa maét laø :N2=100.75kN Löïc tính toaùn : Ntt=.12Nmax=1.2x236.24=283.488kN Tieát dieän tính toaùn : Ftt=Fbg+Fbm=1*40+1.4*2*10=68cm2 Ñoä beàn cuûa moái noái : Phaàn noäi löïc truyeàn vaøo baûn maét ñöôïc tính coâng thöùc: Nbm=stbFbm=4.16*1.4*20=117.21kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn hh=10mm , choïn chieàu daøi ñöôøng haøn lh=12cm(4 ñöôøng haøn) : Phaàn noäi löïc truyeàn vaøo baûn maét ñöôïc tính theo coâng thöùc: Nbg=stbFbg=4.16*1*40=167.44kN Choïn chieàu cao ñöôøng haøn hh=10mm , choïn chieàu daøi ñöôøng haøn lh=19cm(4 ñöôøng haøn) : Caùc ñöôøng haøn lieân keát thanh buïng vaøo theùp baûn ñöôïc tính nhö sau: Löïc N ñöôïc phaân laøm hai ñeå truyeàn vaøo hai theùp goùc. Moãi theùp goùc chòu moät löïc laø : N/2=236.24/2=118.12kN. Ñöôøng haøn soáng lieân keát theùp goùc khoâng ñeàu caïnh chòu moät löïc laø : 0.7N/2 = 0.7x118.12 = 82.684 kN Choïn tröôùc chieàu cao ñöôøng haøn soáng hhs=8mm. Chieàu daøi ñöôøng haøn soáng caàn thieát laø: lhs=82.684/0.7*0.8*15+1=10cm Ñöôøng haøn meùp chòu moät löïc laø 0.25xN/2=0.25x118.12 =29.53kN. Choïn tröôùc chieàu cao cuûa ñöôøng haøn meùp hhm=6mm .Chieàu daøi caàn thieát cuûa ñöôøng haøn meùp laø : lhm= Choïn chieàu daøi ñöôøng haøn cho thanh buïng lieân keát vôùi theùp baûn laø 12cm. Caùc ñöôøng haøn coøn laïi cuûa caùc thanh buïng ñeàu laáy lh³ 120mm vaø hhs=8mm & hhm=6mm 4.5.4.Tính toaùn maét giöõa daøn : Tính toaùn noái caùnh : Löïc tính toaùn noái caùnh : Ntt=1.2Nc=1.2*236.24=284.664kN Choïn baûn gheùp coù tieát dieän laø 240x10 , vaäy dieän tích quy öôùc cuûa moái noái laø : Ftt = Fbg+Fbm=24.1+1.4.2.10=52cm2 Öùng suaát qui öôùc treân tieát dieän qui öôùc laø : Löïc truyeàn qua baûn gheùp : Nbg=stbFbg=5.4743*24=131.38kN Toång chieàu daøi ñöôøng haøn lieân keát baûn gheùp vôùi theùp goùc caùnh laø ( choïn hh=8mm) Laáy döôøng haøn Löïc truyeàn qua baûn maét : Nbm=Ntt – Nbg=284.664 – 131.38=153.284kN >0.5Ntt=142.332 kN Toång chieàu daøi ñöôøng haøn lieân keát baûn maét vôùi theùp goùc caùnh laø ( choïn hh=8mm) Laáy döôøng haøn Tính noái baûn maõ . Löïc truyeàn qua hai baûn noái Nbn=Nbmcos00 ± 1.2Nxcos480 , trong ñoù löïc keùo Nx=N13=6.334kN Suy ra Nbn = 153.284*1+1.2*6.334*0.6696=158.37kN. Ñöôøng haøn lieân keát baûn noái vaøo baûn maét laø (choïn hh=10mm). Choïn baûn noái coù kích thöôùc 20cmx1cm coù lh=20cm >7.43cm. Kieåm tra cöôøng ñoä baûn noái : Baûn noái coù 2 bu loâng f20 nhö vaäy coù Tính lieân keát thanh buïng vaøo baûn maét. Vôùi thanh xieân coù Nx=390kN coù chieàu daøi moät ñöôøng haøn soáng laø (choïn hh=4mm) Vaäy caùc ñöôøng haøn coøn laïi cuûa caû thanh ñöùng ñeàu laáy lh ³ 33.5mm , hh =4mm