CHƯƠNG 6 kết cấu dàn thép
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (128.03 KB, 6 trang )
Dàn thép
Chơng 6.
6.1. Khái niệm chung.
- Dàn là cấu kiện bụng rỗng chủ yếu chịu uốn.
- Dàn đợc ghép bởi các thanh thẳng, liên kết với nhau nhờ bản mắt.
Ưu điểm: Chịu uốn rất tốt, tiết kiệm vật liệu, chế tạo đơn giản và hình thức đẹp.
- Hình thức dàn thờng gặp :
Hình 6-1
-
Hình thức tiết diện thanh dàn :
Hình 6-2
- Các kích thớc chính của dàn:
+ Nhịp tính toán của dàn: l = lo +
a
2
(nếu dàn đặt lên cột)
l = lo
(nếu dàn liên kết cứng với cột)
a : bề rộng gối đỡ
lo : khoảng cách trong giữa hai gối (thông thuỷ)
+ Chiều cao dàn: là chiều cao tại giữa nhịp dàn, phụ thuộc vào các điều kiện kinh
tế (tổng trọng lợng dàn là nhỏ nhất), độ cứng, liên kết với cột, loại vật liệu lợp mái... ,
thờng do điều kiện độ cứng quyết định:
f
1
với
l no
1
là độ võng tơng đối giới hạn
no
6.2. Thiết kế dàn.
Sau khi xác định đợc tải trọng tác dụng lên mắt dàn (từ tải trọng phân bố hoặc tập
trung) phải tính đợc nội lực trong các thanh dàn bằng các phơng pháp thông thờng hoặc
đồ giải, sau đó tính toán chọn tiết diện cho các thanh dàn.
6.2.1. Tính toán các thanh dàn.
- Thanh chịu kéo :
=
N
R
Fth
Fyc =
- Thanh chịu nén trung tâm :
50
N
R
=
N
min F
R
Fyc =
rxyc =
với = 60 ~ 80
gt
ryyc =
- Thanh chịu kéo lệch tâm :
=
N
R
L ox
gtx
L oy
gt
N
M
+
R
Fth Wth
- Thanh chịu nén lệch tâm :
N
=
R
ltx F
N
=
R
c y F
m1lt = 2,8.
e
h
Fyc =
N
ltx F
xgt = 60 ~ 80
h=
L ox
1 gtx
6.2.2. Kiểm tra độ mảnh giới hạn:
- Thanh cánh
= 120 (nén)
- Thanh bụng
150
- Thanh giằng
200
6.2.3. Thiết kế mặt dàn:
- Đờng trục hội tụ tại một điểm :
- Chiều dày bản mắt :
N (kN)
< 200
200 ~ 500
(mm)
6
8
- Mắt dàn có hình dạng đơn giản
- Góc giữa thanh bụng với bản mắt = 15 ~ 20o
- Khoảng cách giữa các thanh từ 10 ~ 15mm
= 400 (kéo)
400
400
500 ~ 750
10
Hình 6-3
- Tính liên kết :
=
Ni
R gh
h h L h
=
51
H
R gh
h h L h
6.2.4. Chiều dài tính toán thanh nén:
Loại thanh dàn
Chiều dài tính toán
lox
loy
do
d1
0,8do
do
do
do
- Thanh cánh
- Thanh bụng dàn
- Thanh bụng đầu dàn
Ghi chú :
d - khoảng cách giữa 2 mắt dàn (trong mặt phẳng dàn)
d0 - khoảng cách giữa hai điểm cố định theo phơng ngang phụ thuộc
vào hệ giằng (trong mặt phẳng hệ giằng)
6.3 Ví dụ
Ví dụ 1:
Chọn tiết diện thanh cánh trên của dàn cho nh hình vẽ. Cho biết N = - 725kN. Thép
CT3, m =1.
Giải:
Cấu tạo của hệ thanh giằng mái ( hình 6-4) cho thấy chiều dài tính toán của thanh cánh
trên (chịu nén trung tâm) nh sau:
Lox = d = 300cm, Loy = 2d = 600cm, vậy
Lox = 0,5Loy nên chọn rx = 0,5 ry để
x y làm cho ổn định của thanh cánh trên đối với 2 trục x,y tơng đơng nhau, vậy sẽ
chọn
tiết
diện
chữ
T
ghép
bởi
hai
thép
góc
không đều cạnh và nối với nhau ở cạnh ngắn
(rx = 0,5 ry )
- Diện tích yêu cầu :
Fyc =
52
N
725.10 2
=
= 50.03 cm 2
R 0,09.2100
với giả thiết gt = 90 có = 0,69
Lox 300
=
= 3,33cm
90
gt
Loy 600
= gt =
= 6,67cm
90
rxyc =
ryyc
Hình 6-4
Tra bảng tiết diện T ghép chọn 2L160x100x14 có
F = 2.34,7 = 69,4 cm2
rx = rx1 = 2,8 cm
ry = ry21 + a 2 = 5,07 2 + ( 5,4 + 0,5) 2 = 7,78 cm
x =
=
300
= 107 < 120
2,8
N
min F
Hình 6-5
=
y =
600
= 77 < 120
7,78
725.10 2
= 1920 daN / cm 2
0,544.69,4
trong đó : min = 0,544 ứng với max = x = 107
< gh =120 ( độ mảnh giới hạn của thanh cánh nén)
Ví dụ 2:
Kiểm tra thanh cánh chịu nén lệch tâm N = - 684 kN, M = 33 kNm (cánh chữ T chịu
nén). Vật liệu thép CT3, m = 1. Tiết diện thanh ghép bởi 2L160x12.
rx1 = ry1 = 4,94 cm, F1 = 37,4 cm2 , Jx1 = 913 cm4
Lox = 300cm, Loy = 150cm, Zo = 4,39 cm
Giải:
Cấu tạo của hệ thanh giằng mái ( hình 6-6) cho thấy chiều dài tính toán của thanh cánh
trên (chịu nén lệch tâm) đối với các trục: lox = d = 300cm , loy = d/2 = 150cm. Kiểm tra
ổn định của thanh chịu nến lệch tâm đối với 2 trục nh sau
53
Hình 6-6
- Tính độ mảnh đối với các trục : (lox = d =300 cm, loy = d/2 = 150cm )
x =
300
= 60
4,94
y =
150
= 22
6,95
trong đó : rx = rx1 = 4,94 cm ( trục x trùng với trục x1, trục yy1 đoạn a)
ry = ry21 + a 2 = 4,94 2 + ( 4,39 + 0,5) = 6,95
2
W x( ) =
mx =
Jx
2.913
= 416 cm 3
( ) =
4,39
y
M F
33.10 2 2.37,4
. () =
.
= 0,87
N Wx
684
416
= 1,3 + 0,5 m x = 1,3 + 0,5 0,87 = 1,76
m1 = m x = 1,76.0,87 = 1,53
xlt = 0,455
N
684.10 2
=
= 2010 daN / cm 2 m.2100
lt
x F 0,455.2.37,4
0,459 0,428
ltx = 0,459
0,03 = 0,455
0,25
=
( tra bảng 5-4 của cột chịu nén lệch tâm với x và m1)
- Kiểm tra ổn định đối với trục y:
y = 22 y = 0,966 ( tra bảng 5-1 của cột chịu nén trung tâm)
1
c=
=
= 0,621
1 + m x 1 + 0,7.0,87
y =
N
684.10 2
=
= 1524 daN / cm 2 < R = m.2100
c y F 0,621.0,966.2.37,4
Bài tập 1:
Kiểm tra thanh cánh trên AB của dàn chịu lực nén N = 360kN. Tiết diện ghép bởi 2
thép góc 2L100x63x8 . Vật liệu thép CT3, m = 1.
F1 = 12,6 cm2
rx1 = 3,18 cm
ry1 = 1,77 cm
zo = 1,5 cm
= 8 mm
Hình 6-7
Giải:
54
Thanh cánh nén AB có cấu tạo hệ thanh chống( hệ giằng mái) cho thấy l ox=225 cm = loy
- Đặc trng hình học :
F = 2F1 = 2.12,6 = 25,2 cm2
rx = rx1 = 3,18 cm
ry = 1,77 2 + (1,5 + 0,4) 2 = 2,59 cm
- Độ mảnh :
x =
y =
L ox 225
=
= 70,8
rx
3,18
L oy
ry
=
225
= 88
2,59
, min = 0,702 ( tra bảng 5-1 cột chịu nén trung tâm)
max = y = 88
- Kiểm tra ổn định thanh AB đối với trục y có max :
=
N
min F
=
360.10 2
= 2035 daN / cm 2 < R
0,702.25,2
55
