Đồ án Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng - Vũ Văn Quang

-Nhà công nghiệp 1 tầng,lắp ghép,3 nhịp đều nhau, cửa mái đặt tại nhịp giữa -Mỗi nhịp có 2 cầu trục chạy điện -Nhịp cầu trục : Lk=23m -Bước cột : a= 6m -Cao trình ray : R=8m -Chế độ làm việc : Trung bình -Sức trục : Q=50 KN -Móc cẩu : móc mềm -Vùng gió : IA

doc55 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 18/05/2013 | Lượt xem: 5714 | Lượt tải: 8download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng - Vũ Văn Quang, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: -Nhà công nghiệp 1 tầng,lắp ghép,3 nhịp đều nhau, cửa mái đặt tại nhịp giữa -Mỗi nhịp có 2 cầu trục chạy điện -Nhịp cầu trục : Lk=23m -Bước cột : a= 6m -Cao trình ray : R=8m -Chế độ làm việc : Trung bình -Sức trục : Q=50 KN -Móc cẩu : móc mềm -Vùng gió : IA II. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA NHÀ : 2.1 Xác định khung ngang nhịp nhà : L = Lk + 2λ Trong đó : - L : nhịp nhà ( nhịp khung ngang ) - Lk : nhịp của cầu trục Lk = 23m - λ : khoảng cách từ trục định vị đến trục dầm đở cầu trục Q = 50KN < 300KN, chọn λ = 0,75m Do đó : L = 23+ 2.0,75 = 24,5 m. 2.2 Trục định vị : XÁC ĐỊNH TRỤC ĐỊNH VỊ VÀ NHỊP NHÀ Do sức trục Q < 300KN Nên trục định vị được xác định như hình trên. 2.3 Số liệu về cầu trục : Với cầu trục làm việc nặng , có sức trục Q = 50 KN, nhịp cầu trục là 23m . Tra bảng ta được số liệu sau : Q (KN) Lk (m) Kích thước cầu trục , mm P P Trọng luợng, kN B K Hct B1 G G 50 23 6500 5000 1650 230 101 49 22 250 Q : Sức nâng của cầu trục Lk : Nhịp của cầu trục B : Bề rộng của cầu trục K : Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe của cầu trục Hct : Khoảng cách từ đỉnh ray đến mặt trên của xe con B1 : Khoảng cách từ trục ray đến mút của cầu trục P : Áp lực lớn nhất tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray G : Trọng lượng xe con G : Trọng lượng của toàn bộ cầu trục. 2.4 Chọn kết cấu mang lực mái : Với nhịp L = 23,5m , chọn kết cấu mang lực mái là dàn mái hình thang . + Chiều cao giữa dàn : hg = ( = = (3,5 2,72)m Chọn hg = 3,2m + Chiều cao đầu dàn : hđ = hg – i. = 3,2 - = 2,178m. Chọn Hd = 2,1m Cấu tạo dàn mái + Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa rộng 12m , cao 4m + Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau : -Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm -Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt dày 12cm -Lớp bêtông chống thấm dày 4cm -Panen mái là dạng panen sườn kích thước 6x1,5m,cao 30cm Tổng chiều dày lớp mái : t = 5 + 12 + 4 + 30 = 51cm. 2.5 Đường ray : Chọn ray giống nhau cho cả 2 nhip có hr = 15cm. Trọng lượng riêng tiêu chuẩn trên 1m dài của ray và các lớp đệm : g= 1,5 KN/m. 2.6 Dầm cầu trục : Dầm cầu trục của nhà công nghiệp có a = 6m và sức trục Q = 50KN< 300KN nên dùng dầm cầu trục bằng bêtông cốt thép lắp ghép. Tiết diện chữ T được thiết kế định hình có kích thước : Hc = 1000mm ; b = 200mm ; bc’ = 570mm ; hc’= 120mm Trọng lượng tiêu chuẩn của dầm là Gcc = 42 KN. Dầm cầu trục 2.7 Xác định chiều cao của khung : Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt 0,00 để xác định các kích thước khác. +Cao trình vai cột : V = R – ( hr + Hc ) R : cao trình ray đã cho R = 8 m ; hr : Chiều cao ray và các lớp đệm hr = 0,15 m Hc : Chiều cao dầm cầu trục hc = 1 m V = 8 – (0,15 + 1 ) = 6,85 m +Cao trình đỉnh cột : D = R + Hct + a1 Hct : Chiều cao cầu trục với sức trục 50kN có Hct = 1,65m a1 : khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái. Chọn a1 = 0,15m. D = 8 + 1,65 + 0,15 = 9,8m. + Cao trình đỉnh mái : M = D + h + hcm + t h : chiều cao kết cấu mang lực mái h = 3,2m; hcm : chiều cao cửa mái hcm = 4m; t : tổng chiều dày các lớp mái t = 0,51 m; - Cao trình mái ở nhịp biên không có cửa mái M1 = 9,8 + 3,2 + 0,51 = 13,51 m - Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái M2 = 9,8 + 3,2 + 4 + 0,51 = 17,51 m 2.8 Kích thước tiết diện cột : Chiều dài phần cột trên : Ht = D – V = 9,8 – 6,85 = 2,95m Chiều dài phần cột dưới : Hd = V + a2 = 6,85 + 0,5= 7,35 m (a2=0,5m) Chiều dài toàn cột : H= Ht + Hd = 2,95+7,35= 10,3 m Chiều dài tính toán của các đoạn cột giống nhau cho cả trục A và B + Kiểm tra với cột biên : -Phần cột trên theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục: l0ht = 2,5.Ht = 2,5.2,95 = 7,375 m -Phần cột trên theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục: l0ht = 2.Ht = 2.2,95 = 5,9 m -Phần cột trên theo phương dọc nhà : l0bt = 1,5.Ht = 1,5.2,95 = 4,425 m -Phần cột dưới theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục: l0hd = 1,5.Hd = 1,5.7,35 = 11,025 m. -Phần cột dưới theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục: l0hd = 1,2.H = 1,2.10,3 = 12,36 m. -Phần cột dưới theo phương dọc nhà : l0bd = 0,8.Hd = 0,8.7,35 = 5,88 m . Kích thước tiết diện cột được thiết kế theo định hình như sau: Tên cột b (mm) ht(mm) hd(mm) Cột trục A 400 400 600 Cột trục B 400 600 800 Kích thước vai cột : Tên cột H (mm) hv (mm) lv(mm) α Cột trục A 1000 600 400 450 Cột trục B 1300 600 600 450 Tổng chiều dài của cột: Do đoạn cột ngàm vào móng phải thỏa man đoạn a3 >= hd lên lấy theo tiết diện cột trục B chọn a3 = 0,8 m- chung cho cả hai cột trục A và B. Tổng chiều dài cột Hc = H + a3 = 10,3+ 0,8 = 11,1 m Cột biên Cột giữa Sơ bộ kích thuớc tiết diện cột * kiểm tra các điều kiện : Do cột A va B có tiết diện chữ nhật, cùng bề rộng b, cung chiều dài tính toán tương ứng với từng đoạn cột trên và cột dưới nên chỉ cần kiểm tra điều kiện và cho từng đoạn cột trên và dưới trục A do có ht và hd nhỏ hơn so với trục B. Điều kiện kiểm tra thỏa mãn. Hd /14 = 7,35/14 = 0,525 < hd = 0,6 , thỏa mãn Với bước cột a = 6m , ta chọn thống nhất bề rộng cột b = 40cm. Khoảng hở a4 - Chọn chiều cao tiết diện phần cột trên ht = 40cm , thoả điều kiện : a4 = λ – ht – B1 = 75 – 40 – 23 = 12 cm > 6cm. - Chọn chiều cao tiết diện phần cột trên ht = 60cm , thoả điều kiện : a4 = λ – B1 – 0,5ht = 75 – 23 – 0,5. 60 = 22 cm > 6cm. 2.9 Vai cột : Kích thước vai cột sơ bộ như hình vẽ : III.Xác định tải trọng : 1. Tĩnh tải mái: Phần tĩnh tải do trọng luợng bản thân của lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng mái xác định theo bảng sau: STT Các lớp cấu tạo mái δ (m) g (KN/m3) n Ptc(KN/m2) g(KN/m2) 1 2 lớp gạch lá nem +vữa 0,05 18 1,3 0,9 1,17 2 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt 0,12 12 1,3 1,44 1,87 3 lớp bêtông chống thấm 0,04 25 1,1 1 1,1 4 Panen sườn 6x1,5x0,3 m 0,3 1,1 1,7 1,87 5 Tổng cộng 0,51 - - 5,04 6,01 -Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhịp 24,5 m , lấy theo bảng là 100,42 KN hệ số vượt tải n = 1,1 G1 = 100,42. 1,1 = 110,462 KN -Trọng lượng khung cửa mái rộng 12m , cao 4m lấy 28 KN ; n = 1,1 G2 = 28. 1,1 = 30,8 KN -Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 5 KN/m , với n = 1,2 gk = 5. 1,2 = 6 KN/m -Tĩnh tải mái quy về lực tập trung Gm1 tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái Gm1 = 0,5(G1 + g.a.L+) = 0,5( 110,462+ 6,01.6.24,5) = 496,97 KN -Ở nhịp giữa có cửa mái Gm2 = 0,5(G1 + g.a.L + G2 + 2gk.a) = 0,5(110,462 + 6,01.6.24,5 + 30,8 + 2.6.6) = 548,37 KN Các lực Gm1 , Gm2 đặt cách trục định vị 0,15 m. Tải trọng mái tác dụng lên cột 2. Tĩnh tải do dầm cầu trục : Gd =(Gc + a.gr ) Gcc = 42 kN , Gc =n. Gcc = 1,2.42= 46,2 KN Trọng lượng dầm cầu trục, trọng lượng ray và lớp đệm tác dụng lên vai cột. Gd =Gc + a.gr = 46,2 + 6. 1,5 = 55,2 KN Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75m. Cột biên Cột giữa 3. Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột : Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng cột. Cột biên có : Phần cột trên : Gt = Phần cột dưới: Gd = Cột giữa có : Phần cột trên : Gt = Phần cột dưới :Gd = Tường xây gạch là tường chịu lực nên trọng lượng bản thân của nó không gây ra nội lực cho khung . 4. Hoạt tải mái : Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên một mét vuông mặt bằng mái lấy Pmc =0,75 KN/m2 , n = 1,3. Hoạt tải này đưa thành lực tập trung Pm đặt ở đầu cột . Pm = 0,5. n. Pmc. a. L = 0,5. 1,3. 0,75. 6. 24,5 = 71,67 KN. Vị trí từng Pm đặt trùng với vị trí của từng Gm . 5. Hoạt tải cầu trục : a. Hoạt tải đứng do cầu trục : các thông số của cầu trục Q (KN) Lk (m) Kích thước cầu trục , mm P P Trọng luợng, kN B K Hct B1 G G 50 23 6500 5000 1650 230 101 49 22 250 Áp lực thẳng đứn lớn nhất do hai cầu trục cạnh nhau truyền lên một bên vai cột được xác định theo đường ảnh hưởng của phản lực Dmax = n.Pmax.∑yi y y y Dmax = n.P = n. P( y1 + y2 + y3 ) Dmax = 1,1. 101. (1 + = 212,94 KN Sơ đồ xác định Dmax Điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặc của Gd . b. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con : Lực hãm ngang do hai bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm xác định theo công thức : T = . Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với Dmax : Tmax =n. T. = 0,5.1,1. 3,6. (1 + = 3,8 KN. Xem lực Tmax đặt lên cột ở mức mặt trên dầm cầu trục cách mặt vai cột 0,8 m và cách đỉnh cột 1 đoạn : y = 2,95 –1 = 1,95 m. 6. Hoạt tải do gió: +Tải trọng gió tác dụng mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình là : W = n. W0. K. C Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 thì vùng I-A nên W0 tra bảng là 0,65 KN/m2 . Tuy nhiên đối với vùng anh hưởng của bão gió là yếu thì vùng I-A được giảm 0,1 kN/m2. Vậy W0 = 0,55 kN/m2 K : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình. Ở đây áp dụng địa hình A ; hệ số K xác định tương ứng ở hai mức : - Mức đỉnh cột , cao trình +9,8 m có K = 1,1756 - Mức đỉnh mái , cao trình +17,51m có K = 1,2651 C : hệ số khí động, xác định theo sơ đồ 16 bảng 6 của TCVN2737-95 : C = + 0,8 về phía gió đẩy C = - 0,4 đối với phía gió hút n : hệ số vượt tải n = 1,2. +Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang phần từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều. q = W. a = n. W0. K. C.a - Phía gió đẩy : qd = 1,2. 0,55. 1,1756. 0,8. 6 = 3,72 KN/m. - Phía gió hút : qh = 1,2. 0,55. 1,1756. 0,4. 6 = 1,86 KN/m. +Hình dáng mái và hệ số khí động ở từng đoạn mái tham khảo trong phần phụ lục II và TCVN 2737-1995 , lấy theo sơ đồ hình dưới : - Giá trị Ce1 tính với góc α = 5,130 , tỷ số Nội suy có Ce1 = -0,1423 +Xác định chiều cao của các đoạn mái : -Chiều cao đầu dàn mái : hm1= hđ+t =2,1+0,51= 2,61 m -Chiều cao từ đầu dàn mái đến đỉnh mái M1: hm2 = hg-hđ = 3,2-2,1 = 1,1 m -Chiều cao từ đầu dàn mái đến chân cửa mái : hm3=(hg-hđ). =(hg-hđ).=(3,2-2,1).= 0,56 m -Chiều cao từ chân cửa mái đến đầu cửa mái : hm4= hcm = 4 m -Chiều cao từ đầu cửa mái đến đỉnh cửa mái M2 : hm5=hg-hđ-hm3= 3-2,1-0,56 = 0,54 m + Trị số S tính theo công thức : S = n. k. W0. a. S1 = 1,2. 1,2651. 0,55. 6.( 0,8. 2,61 – 0,1423. 1,1 + 0,6. 1,1 – 0,3. 0,56 + 0,3. 4 – 0,6. 0,54) = 16,53 KN S2 =1,2.1,2651.0,55.6.(0,6.0,54+ 0,6.4 + 0,6.0,56 – 0,5. 1,1+0,4.1,1 + 0,4. 2,61 ) = 20,01 KN IV. Xác định nội lực : Nhà ba nhịp có mái cứng , cao trình đỉnh cột bằng nhau thì tính với tải đứng và lực hãm của cầu trục được phép bỏ qua chuyển vị ngang ở đỉnh cột, tính với các cột độc lập . Khi tính với tải trọng gió phải tính đến chuyển vị ngang đỉnh cột. 1. Các đặc trưng hình học của cột Ht = 2,95 m ; Hd = 7,35 m ; H = 10,3 m . +Cột trục A : Tiết diện phần cột trên b = 40cm ; ht = 40cm . Tiết diện phần cột dưới b = 40cm ; hd = 60cm . - Mômen quán tính : Jt = Jd = - Các thông số trung gian : t = = K = t3. ( = 0,2863. ( = 0,0555 +Cột trục B : Tiết diện phần cột trên b = 40cm ; ht = 60cm. Tiết diện phần cột dưới b = 40cm ; hd = 80cm. - Mômen quán tính : Jt = Jd = - Các thông số trung gian : t = 0,286 K = t3. ( Chiều của nội lực 2. Nội lực do tĩnh tải mái a. Cột trục A : -Vị trí điểm đặt của tải trọng Gm1 nằm bên trái trục cột và cách trục 1 đoạn et = 0,15-ht/2 = - 0,05 m. Gm1 gây ra mômen ở đỉnh cột : M = Gm1 . et = - 496,97. 0,05 = -24,85 KN.m Độ lệch trục giữ phần cột trên và phần cột dưới là : a = Vì a nằm cùng phía với et so với trục dưới nên phản lực đầu cột R = R1 + R2 R1 = Tính R2 với M = -Gm1. a = -496,97. 0,1 = -49,697 kN.m, mômen này đặt ở mức vai cột R2 = R = R1 + R2 = - 10,4 KN ( có chiều như hình vẽ ) -Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI = - 496,97. 0,05 = - 24,85 KN.m MII = MI – R.Ht= -24,85 – (-10,4).2,95 = 5,83 KN.m MIII = Gm1 . ed - R.Ht = - 496,97.0,15- (-10,4).2,95 = -43,86 KN.m MIV = Gm1 . ed - R.H = - 496,97.0,15- (-10,4).10,3 = 32,57 KN.m NI = NII = NIII = NIV = Gm1= 496,97 KN QIV = - R =10,4 KN Sơ đồ tính toán và biểu đồ Mômen ở cột biên do tĩnh tải mái b. Cột trục B : Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái Gm1 và Gm2 Khi đưa Gm1 và Gm2 về đặt ở trục cột ta được lực : Gm = Gm1 + Gm2 = 496,97 + 548,37 = 1045,34 KN Và mômen M = 496,97. (-0,15) + 548,37. 0,15 = 7,71 KN.m Phản lực đầu cột : R = Nội lực trong các tiết diện cột : MI = 7,71 KN.m MII = 7,71 – 1,27. 2,95 = 4,14 KN.m MIII = MII = 4,14 KN.m MIV = 7,71 – 1,27. 10,3 = - 4,75 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 1045,34 KN QIV = -R = - 1,21 Kn Sơ đồ tính và biểu đồ mômen ở cột giữa do tĩnh tải mái 3. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục : a. Cột trục A : Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd -Lực Gd gây ra mômen đối với trục cột dưới , đặt tại vai cột M = Gd. ed ed = λ – 0,5. hd = 0,75 – 0,3 = 0,45 m. M = 55,2. 0,45 = 24,84 KN.m -Phản lực đầu cột R = -Nội lực trong các tiết diện cột MI = 0 MII = -R.Ht = -3,148. 2,95 = - 9,28 KN.m MIII = 24,84– 3,148. 2,95 = 15,55 KN.m MIV = 24,84 – 3,148. 10,3 = -7,58 KN.m NI = NII = 0 NIII = NIV = 55,2KN QIV = -3,148 KN b. Cột trục B: Do tải trọng đặt đối xứng qua cột nên M = 0 ; Q = 0. NI = NII = 0 ; NIII = NIV =2.Gd= 110,4 KN Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục 4. nội lực do trọng lượng bản thân cột. Nhận xét: thành phần mô men và lưc cắt do trọng lượng bản thân cột gây ra là rất bé, trong tính toán có thể bỏ qua phần này M= - Gt. a = -12,98.0.1 = 1,3 kN.m R= Cột trục A MI = 0 QI = 0 NI = 0 NII = NIII = Gt = 12,98 NIV = Gt + Gd = 12,98+55,03= 68,01 QIV = -R = - 0,164 Cột trục B MI = 0 QI = 0 NI = 0 NII = NIII = Gt = 19,47 NIV = Gt + Gd = 19,47+76,56= 96,03 QIV = -R = 0,164 4. Tổng nội lực do tĩnh tải : Cộng đại số ở các trường hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của từng cột được kết quả trên hình dưới , trong đó lực dọc cộng thêm trọng lượng cột đã tính ở trên . CỘT TRỤC A CỘT TRỤC B 5. Nội lực do hoạt tải mái : a. Cột trục A : Sơ đồ giống như khi tính với Gm1 , nội lực do Pm1 gây ra xác định bằng cách nhân nội lực do Gm1 với tỷ số : Pm1 / Gm1 = 71,67 / 496,97 = 0,144 MI = -24,85. 0,144 = - 3,58 KN.m MII = 5,83. 0,144 = 0,84 KN.m MIII = -43,86 . 0,144 = - 6,31 KN.m MIV = 32,57. 0,144 = 4,96 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 71,56 KN QIV = 10,4. 0,144 = 1,5 KN b. Cột trục B : Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và bên trái của cột. +Lực Pm2 đặt ở bên phải gây ra mômen đặt ở đỉnh cột M = Pm2 . et = 71,67. 0,15 = 10,75 T.m Mômen và lực cắt trong cột do mômen này gây ra được xác định bằng cách nhân mômen do tĩnh tải Gm gây ra với tỷ số Mp / MG = 10,75 / 7,71 = 1,39 MI = 1,39.7,71 = 10,71 KN.m MII = 1,39.4,14 = 5,75 KN.m MIII = MII = 5,75 KN.m MIV = -4,75. 1,39 = - 6,6 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 71,67 KN QIV = -1,39.1,21= - 1,68 KN +Do Pm1 = Pm2 nên nội lực do Pm1 gây ra được suy ra từ nội lực do Pm2 bằng cách đổi dấu mômen và lực cắt , còn lực dọc giữ nguyên. Nội lực do hoạt tải mái a) ở cột biên ; b) ở bên trái cột giữa ; c) ở bên phải cột giữa. 6. Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục : a. Cột trục A : Sơ đồ tính giống như khi tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd . Nội lực được xác định bằng cách nhân nội lực do Gd gây ra với tỷ số Dmax / Gd = 212,94 / 55,2 = 3,85 MI = 0 MII = -9,28. 3,85 = -35,73 KN.m MIII = 15,55. 3,85 = 59,86 KN.m MIV = -7,58. 3,85 = -30,03 KN.m NI = NII = 0 ; NIII = NIV = 55,2.3,85 = 212,52 KN QIV = - 3,148. 3,85 = -12,12 KN b. Cột trục B : Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên trái và phía bên phải của cột Lực Dmax gây ra mômen đối với phần cột dưới ở tiết diện sát vai cột : M = Dmax . = 212,94. 0,75 = 159,7 KN.m Trường hợp Dmax đặt ở bên phải Phản lực đầu cột : R = MI = 0 MII = - 20,69. 2,95 = - 61,03 KN.m MIII = - 20,69.2,95 + 159,7 = 98,66 KN.m MIV = - 20,69. 10,3 +159,7 = - 53,4 KN.m NI = NII = 0 ; NIII = NIV = 212,94 KN QIV = - 20,69 KN Trường hợp Dmax đặt ở bên trái thì các giá trị mômen và lực cắt ở trên sẽ có dấu ngược lại Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục a ) Khi Dmax đặt ở cột trục A ; b ) Khi Dmax đặt ở bên trái cột trục B ; c ) Khi Dmax đặt ở bên phải cột trục B 7. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục: Lực Tmax cách đỉnh cột một đoạn y = 2,95 – 1= 1,95 m, có = 1,95 / 2,95 = 0,661 R = Trong đó : α1=(1- α)2.(1+0,5.α); α2=(1-1,5.α) ; K’=Jd/Jt Cột trục A : Jt = 213333 cm4 ;Jd = 720000 cm4 α 1= (1-0,661)2.(1+0,5.0,661) = 0,153 α2 = (1-1,5.0,661) = 0,0085 K’=(7,2x10)/(2,133x10)= 3,375 T=3,8 KN => R= 2,61 KN Lực xô ngang tác dụng lên cột trục A chỉ do cầu trục ở nhịp biên tác dụng lên, Lực này có thể hướng từ phải qua trái hay trái qua phải nên các thành phần nội lực tại các tiết diện cột có thể mang dấu âm hay dương MI = 0 ; My = 2,61.1,95 = 5,09 KN.m MII = MIII = 2,61.2,95 – 3,8.1 = 3,9 KN.m MIV = 2,61. 10,3 – 3,8. 8,35 = -4,85 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 2,61- 3,8= - 1,19 KN Cột trục B : Jt = 720000 cm4 ;Jd = 1706667 cm4 α 1= (1-0,661)2.(1+0,5.0,661) = 0,153 α2 = (1-1,5.0,661) = 0,0085 K’= 2,37 => R= 2,66 KN Lực xô ngang tác dụng lên cột B có thể do cầu trục ở nhịp biên hoặc nhịp giữa, thành phần lực xô ngang lớn nhất ở 2 nhịp như nhau nên chỉ cần tính cho 1 bên : MI = 0 ; My = 2,66. 1,95 = 5,18 KN.m MII = MIII = 2,66. 2,95 – 3,8.1 = 4,05 KN.m MIV = 2,66. 10,3 – 3,8. 8,35 = -4,33 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 2,66 – 3,8 = - 1,14 KN Các thành phần nội lực tại các tiết diện cột cũng có thể mang dấu âm hay dương Sơ đồ tính và nội lực do lực hãm ngang của cầu trục a) khi Tmax đặt ở cột trục A ; b) Khi Tmax đặt ở cột trục B. 8. Nội lực do tải trọng gió : Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn khung có chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Giả thiết xà ngang cứng vô cùng và vì đỉnh cột có cùng mức nên chúng có chuyển vị ngang như nhau. Ở đây dùng phương pháp chuyển vị để tính. Hệ chỉ có một ẩn số Δ là chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản tính khung với tải trọng gió Phương trình chính tắc r .Δ + Rg = 0 . Trong đó Rg - phản lực liên kết trong hệ cơ bản Rg = R1 + R4 + S1 + S2 Khi gió thổi từ trái sang phải thì R1 và R4 xác định theo sơ đồ hình dưới : Sơ đồ xác định phản lực trong hệ cơ bản R1 = R4 = R1. Rg = 13,83 + 6,91 + 16,53 + 20,01 = 57,28 KN Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển dịch một đoạn Δ = 1 đơn vị được tính bằng : r = r1 + r2 + r3 + r4 r1 = r4 = E r2 = r3 = E r = 2( r1 + r2 ) = 2 ( 1,87.10E + 4,54.10E ) = 12,82.10E Δ = - Phản lực tại các đỉnh cột khi khung ngang chịu tác dụng của tải trọng gió : RA = R1 + r1Δ = 13,83 – 1,87.10E.4,47/E = 5,47KN RD = R4 + r4Δ = 6,91 – 1,87.10E.4117/E = - 1,45 KN RB = RC = r2Δ = - 4,45.10E. 4,47/E = - 19,89 KN Nội lực ở các tiết diện của cột Cột A MI = 0 MII = MIII = 0,5. 3,72. 2,952 – 5,46. 2,95 = 0,05KN.m MIV = 0,5. 3,72. 10,32 – 5,47. 10,3 = 140,98 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 3,72. 10,3 – 5,47 = 32,85 KN Cột D MI = 0 MII = MIII = 0,5. 1,86.2,952 + 1,45. 2,95 = 12,37 KN.m MIV = 0,5. 1,86. 10,32 + 1,45. 10,3 = 113,6 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 1,86. 10,3 + 1,45 = 20,6 KN Cột B , C MI = 0 MII = MIII = 19,89. 2,95 = 58,67 KN.m MIV = 19,89. 10,3 = 204,86 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 19,89 KN Biểu đồ nội lực do gió thổi từ trái sang phải Trường hợp gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực được đổi ngược lại. Biểu đồ nội lực do gió thổi từ phải sang trái V. Tổ hợp nội lực : Nội lực trong các tiết diện cột được sắp xếp và tổ hợp lại trong bảng Trong bảng ngoài giá trị nội lực còn ghi rõ số thứ tự của cột mà nội lực được chọn để đưa vào tổ hợp . Tại các tiết diện I, II , III chỉ đưa vào giá trị tổ hợp M và N, ở tiết diện IV còn đưa thêm lực cắt Q , cần dùng khi tính móng . T