BTL THEP VAN 10.12.2023.pdf

CHƯƠNG I. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ KẾT CẤU
1.1. Mô tả các bộ phận của kết cấu:
1.2. Tải trọng tác dụng lên sàn :
Tải trọng tác dụng lên sàn có dạng phân bố đều .
- Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tiêu chuẩn:
gc = p× t
p = 7850 (
kg
m3) = 7.85 × 10−3
(
kg
cm3): trọng lượng riêng của thép
t: chiều dày bản sàn được chọn sơ bộ
- Tải trọng thường xuyên(tĩnh tải) tính toán:
gtt
= gc
× ng
ng = 1.1: hệ số vượt tải của tĩnh tải
• Tải trọng tạm thời(hoạt tải):
- Tải trọng tạm thời tiêu chuẩn:
pc
= 1050(kg/m2
)
- Tải trọng tạm thời tính toán:
ptt
= np × pc
np = 1.2: hệ số vượt tải của hoạt tải
Mã đề
Bước dầm
phụ 𝐿𝑠(𝑚)
Bước dầm
chính
𝐿𝑝(𝑚)
Giá trị n
Hoạt tải tiêu
chuẩn
𝑃𝑐(𝑘𝑔/𝑚2)
Hệ số vượt tải
của hoạt tải
(𝑛𝑝)
75 1.0 4.2 10 1050 1.2

 Tải trọng tác dụng lên sàn:
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn:
qs
tc
= gc + pc
Tải trọng tính toán tác dụng lên sàn:
qs
tt
= gtt
+ ptt
1.3.Các đặc trưng cơ lý của vật liệu sử dụng:
Ta có tải trọng tiêu chuẩn là pc
= 1050 kg/cm2
=> t = (8 - 10) mm < 20mm (Theo TCVN
338-2005) ta có vật liệu sử dụng gồm:
-Thép : dùng thép bản, thép hình loại CT34 có:
- p = 7850(kg/m3
) = 7.85 × 10−3
(kg/m3
): trọng lượng riêng của thép
- E = 2.1 × 106
(kg/cm2
): mô đun đàn hồi
- fy = 2200(kg/cm2
): cường độ tiêu chuẩn chịu kéo, nén, uốn
- f = 2100(kg/cm2): cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn
- fv = 0.58 × f = 1218(kg/cm2
) = 1200(kg/cm2
): cường độ chịu cắt
- fu = 3400(kg/cm2
): cường độ kéo đứt tiêu chuẩn
- fc =
fu×f
fy
=
3400×2100
2200
= 3245.455(kg/cm2
): cường độ ép mặt
- v = 0.3: hệ số poison
- Que hàn: dùng hàn que E42A
- fwf = 1800(kg/m2
): cường độ tính toán theo kim loại mối hàn
- fws = 0.45fu = 0.45 × 3400 = 1530(kg/cm2
): cường độ tính toán theo kim loại ở biên
nóng chảy
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ BẢN SÀN LOẠI DẦM
2.1.Mặt bản sàn, số liệu:
2.2.Sơ đồ tính bản sàn, cách xác định nội lực:
Bản thép sàn được cắt ra 1m theo phương cạnh ngắn và tính toán như một dầm đơn giản
có hai gối tựa là dầm phụ ( liên kết khớp ) chịu tải trọng phân bố đều.
Sơ đồ tính toán bản sàn
Trong đó qs
tt
(kg/cm) lực phân bố đều trên dầm bao gồm : tĩnh tải tính toán và hoạt tải tính
toán trên 1cm bề rộng
Mã đề
Bước dầm
phụ 𝐿𝑠(𝑚)
Bước dầm
chính
𝐿𝑝(𝑚)
Giá trị n
Hoạt tải tiêu
chuẩn
𝑃𝑐(𝑘𝑔/𝑚2)
Hệ số vượt tải
của hoạt tải
(𝑛𝑝)
75 1.0 4.2 10 1050 1.2

2.3.Xác định chiều dày bản sàn:
Dùng công thức gần đúng A.L.Teloian để tính chiều dầy(  ) bản sàn:
ls
t
=
4n0
15
(1 +
72Et
n0
4
× pc
)
Trong đó:
▪ n0 = [
l
f
] = 150 (với [
f
l
] =
1
150
: độ võng cho phép của bản sàn thép)- nghịch
đảo của độ võng cho phép của bản sàn.
▪ E1 =
E
1−v2
=
2.1×106
1−0.32
= 2.31 × 106(kg/cm2)
▪ pc
= 1050(kg/m2
) = 0.105(kg/cm2
)
Vậy ta có:
ls
t
=
4 × 150
15
(1 +
72 × 2.31 × 106
1504 × 0.105
) = 165.16
Với ls = 1(m) = 100(cm)
100
0.605( ) 6.1
165.16
t cm mm
 = = =
Theo bảng tra chọn bề dầy cho bản sàn ta có :
qc
= 1050(kg/m2
) < 2000(kg/m2
) thì chiều dày bản sàn là t = 8 ÷ 10mm
2.3.1. Tính toán bản sàn:
Chọn chiều dày bản sàn:  = 8 mm = 0.8cm
Khoảng cách các dầm phụ : ls = 1(m) = 100(cm)
Cắt 1cm bề rộng sàn
- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn:
▪ Tải trọng bản thân (tĩnh tải):
gc
= ρ × t × l = 7.85 × 10−3
× 0.8 × 1 = 6.28 × 10−3
(kg/cm).
▪ Hoạt tải: pc
= 1050 × 1 = 1050(kg/m) = 0.105(kg/cm).
 Tải tiêu chuẩn lên sàn: qs
tc
= gc
+ pc
= 6.28 × 10−3
+ 0.105 = 0.1113(kg/cm).
- Tải trọng tính toán tác dụng lên sàn:
 qs
tt
= gtt
+ ptt
= gc
× ng + pc
× np
= 6.28 × 10−3
× 1.1 + 0.105 × 1.2 = 0.133(kg/cm).

2.3.2. Kiểm tra độ võng của bản sàn :
Sơ đồ tính bản sàn : cắt dải bản rộng 1cm
Bản sàn thép được hàn với các dầm ,khi tải trọng tác dụng lên dầm thì liên kết hàn này làm cho
bản sàn không biến dạng tự do được và ngăn cản biến dạng xoay của bản tại gối tựa.Vì vậy tại
các gối sẽ xuất hiện lực kéo H và momen âm .Lực kéo và momen âm có tác dụng giảm momen ở
nhịp cho bản .Để thiên về an toàn ta chỉ xét ảnh hưởng của lực kéo H .
- Kiểm tra độ võng theo công thức :
f = f0
1
1 + α
≤ [f] =
1
150
• Độ võng f0 ở giửa nhịp của bản sàn có sơ đồ đơn giản chịu tải trọng tiêu chuẩn
qs
tc
= 0.1113 ∶ f0 =
5
384
×
qs
tc
× ls
4
El × Jx
Với:
▪ qs
tc
= 0.1113(kg/cm2
)
▪ ls = 100(cm)
▪ E1 = 2.31 × 106
(kg/cm2
)
▪ Jx =
b×t3
12
=
1×0.83
12
= 0.04267(cm4)
 f0 =
5
384
×
0.1113×1004
2.31×106×0.04267
= 1.4703(cm)
• α : tỉ số giữa lực kéo H và lực tới hạn Ơle được xác định theo phương trình :
α(1 + α)2
= 3 × (
f0
δ
)
2
 α(1 + α)2
= 3 × (
1.4703
0.8
)
2
= 10.133(cm)
Giải phương trình trên ta được α = 1.5538
• Đỗ võng của bản sàn là:
f = f0 × (
1
1+α
) = 1.4703 × (
1
1+1.5538
) = 0.576(cm)

f
L
=
0.576
100
=
1
173.6
< [
f
L
] =
1
150
( THỎA )

Vậy bản sàn đảm bảo điều kiện về độ võng
2.1.1. Kiểm tra điều kiện về độ bền:
- Bản sàn chịu uốn và chịu kéo đồng thời: σ =
H
A
+
Mmax
W
≤ γc × f
Với A: diện tích tiết diện bản rộng 1cm : A = 1×0.8 = 0.8 (cm2
)
W: momen kháng uốn : W =
l×l2
6
=
1×0.82
6
= 0.10667(cm3
)
H: lực kéo: H = α × Pth =
α×π2×E×Jx
ls
2 =
1.5538×π2×2.1×106×0.04267
1002
= 137.42(kg)
- Momen lớn nhất ở giữa nhịp bản:
Mmax =
qs
tt×ls
2
8
− 𝑓 × 𝐻 =
0.133×1002
8
− 0.576 × 137.42 = 87.1(kg. cm)
- Độ bền của bản sàn:
σ =
H
A
+
Mmax
W
=
137.42
0.8
+
87.1
0.10667
=988.312(kg/cm2)
Có: σ = 988.312(kg/cm2) < γc × f = 1 × 2100 = 2100(kg/cm2)
Vậy bản sàn thỏa mãn điều kiện bền
2.1.2. Kiểm tra đường hàn liên kết bản sàn với dầm:
Đường hàn liên kết bản sàn và dầm chịu lực kéo H ở gối tựa:
hf =
H
(β × fw)min × γc
βf × fwf = 0.7 × 1800 = 1260(kg/cm2)
βs × fws = 1 × 1530 = 1530(kg/cm2)
(β × fw) = min(βffwf; βsfws) = 1260(kg/cm2)
hf =
H
(β × fw)min × γc
=
137.42
1260 × 1.0
= 0.109(𝑐𝑚)
nhưng do yêu cầu cấu tạo hmin ≥ 4mm: để tránh hiện tượng hàn không được sâu nên chọn
hf = 5mm
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN DẦM PHỤ
3.1.Sơ đồ tính toán:
Dầm phụ được coi là đầm đơn giản có hai đầu là hai gối tựa .Tải trọng tác dụng lên dầm
phụ là tải từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều.
3.2.Xác định tải trọng và nội lực:
Tải trọng tác dụng kên sàn:
qdp
tc
= (pc
+ t × ρ) × ls = (0.105 + 0.8 × 7.85 × 10−3) × 100 = 11.128 (kg/cm)
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ là:

qdp
tt
= (pc
× np + t × ρ × ng) × ls = (0.11 × 1.2 + 0.8 × 7.85 × 10−3
× 1.1) × 100
= 13.891 (kg/cm)
Sơ đồ tính:
Momen lớn nhất giữa nhịp dầm: Mmax =
qdp
tt
×lp
2
8
=
13.891×4202
8
= 306296.55 (kg. cm)
Lực cắt Vmax lớn nhất tại gối tựa: Vmax =
qdp
tt
×lp
2
=
13.891×420
2
= 2917.11(kg)
3.3.Chọn tiết diện dầm phụ:
Monen chống uốn của dầm có kể đến sự phát triển biến dạng dẻo trong tiết diện :
Wx =
Mmax
1.12 × γc × f
=
306296.55
1.12 × 1,0 × 2100
= 130.288(cm3
)
Chọn thép định hình I N0
14 có các thông số:
h = 180(mm) = 18(cm)
b = 100(mm) = 10(cm)
Wx = 159(cm3)
Jx = 1430(cm4)
d = 5.1(mm) = 0.51(cm)
t = 8.3(mm) = 0.83(cm)
Sx = 89.8(cm3)
Trọng lượng bản thân 19.9(kg/m) = 0.199(kg/cm)
3.4.Kiểm tra dầm phụ theo điều kiện bền:
Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm phụ kể cả trọng
lượng bản thân dầm :
qdp
tt
= 13.891 + 1.1 × 0.199 = 14.1099(kg/cm)
Mômen lớn nhất của dầm phụ có kể đến trọng lượng
bản thân :
Mmax =
14.1099 × 4202
8
= 311123.3(kg. cm)
Lực cắt lớn nhất Vmax tại gối tựa khi kể đến trọng lượng bản thân:

Qmax =
qdp
tt
× lp
2
=
14.1099 × 420
2
= 2963.079(kg)
Kiểm tra ứng suất pháp :
σmax =
Mmax
1.12 × Wx
=
311123.3
1.12 × 159
= 1747.098(kg/cm2)
Có σmax = 1747.098(kg/cm2) < 𝑓
𝑐 × 𝑓 = 0.9 × 2100 = 1890(kg/cm2) (𝑡ℎỏ𝑎)
Kiểm tra ứng suất tiếp :
τmax =
Qmax × Sx
Jx × d
=
2963.079 × 89.8
1430 × 0.51
= 364.85(kg/cm2)
Có τmax = 364.85(kg/cm2) < 𝑓
𝑣 × 𝑓
𝑐 = 0.9 × 1218 = 1096.2(kg/cm2) (thỏa)
Vậy: Dầm phụ thỏa điều kiện về độ bền
3.5.Kiểm tra dầm phụ theo điều kiện độ cứng:
Kiểm tra độ võng của dầm phụ:
- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ kể cả trọng lượng bản thân:
qdp
tc
= 11.128 + 0.199 = 11.327(kg/cm)
- Độ võng tương đối của dầm:
f =
5
384
×
qdp
tc
×l4
EI
=
5
384
×
11.327×4204
2.1×106×1430
= 1.528(cm)

f
Lc
=
1.528
420
=
1
274.87
< [
1
250
]
Vậy dầm phụ thỏa mãn điều kiện về độ võng.
3.6.Kiểm tra ổn định tổng thể của dầm phụ:
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm phụ vì phía trên dầm phụ có bán sàn thép
hàn chặt với cách dầm
CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH
4.1.Sơ đồ tính toán
Dầm chính được đặt lên cột, sơ đồ tính là dầm đơn giản chịu tải tập trung từ dầm phụ
chuyền xuống.

Tải trọng tác dụng lên dầm chính là phản lực gối tựa của 2 dầm phụ 2 bên truyền xuống
bao gồm 2 loại:
4.2.Xác định tải trọng và nội lực
• Tải trọng tác dụng lên dầm chính:
▪ Tại những điểm giữa nhịp dầm chính:
✓ Tải tiêu chuẩn:
P2
tc
= 2 ×
q2
tc
× 420
2
Với q2
tc
= gtc
+ Ptc
+ qdp
bt
= 𝜌 × 𝑡 × 𝐿𝑠 + 𝑃𝑐
× 𝑡 + qdp
bt
= 7.85 × 10−3
× 0.8 × 100 + 0.105 × 80 + 0.199 = 9.227(kg/cm)
 𝑃2
𝑡𝑐
= 2 ×
9.227×420
2
= 3875.34(kg)
✓ Tải tính toán:
P2
tt
= 2 ×
q2
tt
× 420
2
Với q2
tt
= 1.1 × gtc
+ 1.2 × Ptc
+ 1.1 × qdp
bt
= 1.1 × 7.85 × 10−3
× 0.8 × 100 + 1.2 × 0.105 × 80 + 1.1 × 0.199
= 10.9897(kg/cm)
 P2
tt
= 2 ×
10.9897×420
2
= 4615.674(kg)
▪ Tại những điểm ở biên dầm chính:
✓ Tải tiêu chuẩn:
𝑃1
𝑡𝑐
= 2 ×
q2
tc
× 580
2
×
1
2
= 9.227 × 420 ×
1
2
= 1936.2(kg)
✓ Tải tính toán:
𝑃1
𝑡𝑡
= 2 ×
q2
tt
× 580
2
×
1
2
= 10.9897 × 420 ×
1
2
= 2307.837(kg)
• Xác định nội lực tác dụng lên dầm chính:
- Momen lớn nhất Mmax giữa nhịp dầm:

Mmax =
P2
tt
Ls
×
Lc
2
8
=
4615.674
100
×
10002
8
= 5769592.5(kg. cm)
- Lực cắt lớn nhất ở nhịp:
Vmax nhịp =
P2
tt
2
=
4615.674
2
= 2307.837(kg)
- Lực cắt lớn nhất ở biên:
Vmax biên = P2
tt
×
(n−1)
2
= 2307.837 ×
10−1
2
= 10385.2665(kg)
4.3.Chọn tiết diện dầm (dầm tổ hợp hàn)
- Chọn chiều cao tiết diện dầm: {
hmin ≤ h ≤ hmax
h ≈ hkt
- Chiều cao nhỏ nhất của dầm tính gần đúng theo công thức hmin khi đưa các tải tập
trung về phân bố đều:
hmin =
5
24
×
f
E
× [
L
∆
] ×
1
ntb
× Lc =
5
24
×
2100
21 × 105
× 400 ×
1
1.15
× 10 = 0.725(m)
Với ntb: hệ số vượt tải trung bình chọn ntb = 1.15
Chọn hw ≈ h ≈ hmin = 73(cm)
- Chiều dày nhỏ nhất của bản bụng tW được xác định theo điều kiện bản bụng chịu lực
cắt lớn nhất:
tW =
3
2
×
Vmax
hw × fv × γc
=
3
2
×
10385.2665
73 × 1218 × 1
= 0.175(cm)
- Khi dầm đảm bảo ổn định không khung sườn để gia cường:
tW ≥
hw
5.5
√
f
E
=
73
5.5
√
2100
21 × 105
= 0.420(cm)
 Chọn tW = 1cm
- Chiều cao kinh tế của dầm:
hkt = k × √
Mmax
f×tw
= 1.15 × √
5769592.5
2100×1
= 60.278
Với k = 1.15: dầm tổ hợp hàn
 Chọn hmin ≤ h và càng gần hkt càng tốt vậy
chọn:
h = 73(cm); chọn tf = 1.8(cm); tw = 1(cm)
 hW = h − 2tf = 73 − 2 × 1.8 = 69.4(cm)
hfk = h − tf = 73 − 1.8 = 71.2(cm)
- Xác định kích thước bản cánh:
• Diện tích cánh dấm được xác định gần đúng:

Af = bf × tf = (
Mmax
γc × f
×
h
2
−
tW × hw
3
12
)
2
hfk
2
= (
5769592.5
0.9 × 2100
×
73
2
−
1 × 69.43
12
) ×
2
71.22
= 32.9696cm2
Với tf = 1.8(cm) ta sẽ có chọn bf =
32.9696
1.8
= 18.316(cm)nhưng do tải trọng uốn
dùng để tính ra tiết diện trên chưa kể đến trọng lượng bản thân ,nếu kể đến tiết diện sẽ
lớn hơn nên ta chọn bf = 35𝑐𝑚
• Kiểm tra chiều rộng cánh dầm theo điều kiện về cấu tạo,ổn định tổng thể và cục
bộ:
(
1
10
h; 180) ≤ bf ≤ (30tf; √
E
f
tf)
30tf = 54cm
Ta có: √
E
f
tf =56.921(cm)
Với bf = 35cm, ta có: 1.8cm< 35cm <56.921cm: Thỏa
tw ≤ tf ≤ 3tW <=> 1cm < 1.8cm < 3cm: Thỏa
4.4.Kiểm tra độ bền của dầm:
Các đặc trưng hình học của tiết diện:
Trong lượng bản thân:
ρ × A = 7.85 × 10−3
× 197.56 = 1.551(kg/cm)
với A = AW + Af =69.4×1+1.8 × 71.2 = 197.56(cm2
)
Ix = Iw + If =
twhw
3
12
+ 2 (
bftf
3
12
+
hfk
2
4
× bf × tf)
=
1 × 69.43
12
+ 2 (
35 × 1.83
12
+
71.22
4
× 35 × 1.8) = 187575.9953(cm4
)
Wx =
2Ix
h
=
2 × 187575.9953
73
= 5139.068(cm3
)
Sx = Sw + Sf = tw
hw
2
8
+ bftf
hfk
2
= 1 ×
69.42
8
+ 35 × 1.8 ×
71.2
2
= 2844.845(cm3
)
- Kiểm tra ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp:
▪ Momen lớn nhất của dầm do trọng lượng bản thân:
Mbt = ng × ρ ×
(twhw + 2bftf)
8
× L2
= 1.1 × 7.85 × 10−3
×
1 × 69.4 + 2 × 35 × 1.8
8
× 10002
= 210909.875(kg.cm)
▪ Monmen lớn nhất của dầm có kể đến trọng lượng bản thân:
Mmax = 210909.875 + 5769592.5 = 5980502.375(kg. cm)
▪ Ứng suất pháp lớn nhất giữa nhịp:
σmax =
Mmax
Wx
=
5980502.375
5139.068
= 1163.733(kg/cm2
) ≤ γcf = 2100(kg/cm2
): Thỏa

- Kiểm tra ứng suất tại gối:
▪ Lực cắt tại gối tựa do tải trọng bản thân dầm:
Vbt = ng × ρ × (twhw + 2bftf) ×
L
2
= 1.1 × 7.85 × 10−3
× (1 × 69.4 + 2 × 35 × 1.8) ×
1000
2
= 843.64(kg)
▪ Lực cắt lớn nhất của dầm có kể đến trọng lượng bản thân:
Vmax = 10385.2665 + 843.64 = 11228.91(kg)
▪ Ứng suất tiếp lớn nhất tại gối:
τmax =
VmaxSx
Ixtw
=
11228.91 × 2844.845
187575.9953 × 1
= 170.3(kg/cm2
) ≤ γc × fv = 1218(kg/cm2
)
- Kiểm tra điều kiện bền tại vị trí có M và V cùng lớn
(giữa dầm) tại điểm tiếp giáp giữa bụng và cánh:
Tại vị trí giữa dầm khi đã kể đến trọng lượng bản thân
có:
Mmax = 5980502.375(kg. cm)
Vmin =
P2
tt
2
=
4615.674
2
= 2307.837(kg)
▪ σ1 =
M
W
h0
h
=
M
w
hw
h
=
5980502.375
5139.068
×
69.4
73
= 1106.34(kg/cm2
)
▪ τ1 =
VSf
Ixtw
=
2307.837×2242.8
187575.9953×1
= 27.59(kg/cm2
);
▪ Với: Sf =
bf×tf×hfk
2
=
35×1.8×71.2
2
= 2242.8(cm3
)
σtd = √σ1
2
+ 3τ1
2
= √1106.342 + 3 × 27.592 = 1107.37(kg/cm2
)
1.15 × 𝑓 × 𝛾𝑐 = 1.15 × 2100 × 1 = 2415(kg/cm2
)
σtd = 1107.37(kg/cm2
) < 1.15 × 𝑓 × 𝛾𝑐 = 2415(kg/cm2
): Thỏa
4.5.Kiểm tra độ võng của dầm
Do chọn chiều cao dầm lớn hơn chiều cao h_min theo điều kiện độ võng nên không
cần kiểm tra độ võng của dầm.
4.6.Kiểm tra ổn định dầm chính:
- Kiểm tra ổn định tổng thể:
l0
bf
=
100
35
= 2.857 ≤ 16
Với l0 là khoảng cách giữa 2 điểm kết cấu không cánh cong vênh l0 = 100cm
Vậy không cần kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể.
- Kiểm tra ổn định cục bộ của cánh dầm:
bf
tf
=
35
1.8
= 19.44 < [
bf
tf
] = √
E
f
= √
2.1 × 106
2100
= 31.623 (Thỏa)
Vậy bản cánh thỏa điều kiện ổn định cục bộ.
- Kiểm tra ổn định cục bộ bụng dầm:

λ
̅w =
hw
tw
√
f
E
=
69.4
1
× √
2100
2.1 × 106
= 2.2
λ
̅w = 2.2 < [λw] = 3.2
Vậy bảng dầm thỏa ổn định cục bộ.

BTL THEP VAN 10.12.2023.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to BTL THEP VAN 10.12.2023.pdf

Similar to BTL THEP VAN 10.12.2023.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

BTL THEP VAN 10.12.2023.pdf