Tính nội lực khung ngang kết cấu nhà công nghiệp

  1. Tính-nội-lực-khung-ngang-kết-cấu-công-nghiệp.jpg

    Tính toán khung nhằm xác định nội lực: mômen, lực uốn, lực dọc, lực cắt trong tiết diện khung. Tính toán khung cứng có thanh rỗng như cột, cột khá phức tạp nên trong thực tế, sơ đồ tính khung thực tế đã được thay thế bằng sơ đồ đơn giản hơn, với các giả thiết sau:

    • Thay vì kèo bằng một thanh ngang đặc có độ cứng tương đương đặt ngang với cánh dưới của kèo. Chiều cao của khung được tính từ đáy cột (đỉnh móng) đến mép dưới của mặt đáy của tấm vì kèo. Độ cứng của xà ngang tương đương với vì kèo được tính theo công thức:

    Tính-nội-lực-khung-ngang-cấu-trúc-nhà-công nghiệp.jpg
    Trong đó Ftr, Fd – tiết diện của cánh trên và cánh dưới của giàn; Ztr, Zd – khoảng cách từ trọng tâm của cánh trên và cánh dưới đến trục trung hòa của giàn ở tiết diện giữa nhịp; μ – hệ số tính đến độ dốc của cánh trên và độ biến dạng của các thanh bụng. Với độ dốc i = 1/8, μ = 0,7; i = 1/10, μ = 0,8; i = 0, μ = 0,9.

    • Đối với cột bước, trục cột dưới trùng với trục cột trên, nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục cột trên. Sau đó, với một trọng tài đứng truyền từ đỉnh cột xuống cuối cột, mômen lệch tâm phải được cộng vào khi thay đổi mặt cắt ngang của cột:

    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-1.jpg
    Cột nhằm vào bản đế của cột (ở độ sâu dưới mặt móng H3 = 600 ÷ 1000mm như đã nói. Chiều cao tính toán khung lấy từ bản đế của cột đến đáy vì kèo).
    Để tính toán khung, cần ước lượng sơ bộ độ cứng J của kèo, của các tiết diện cột, hoặc ít nhất phải biết tỷ số giữa các độ cứng này. Nó có thể được tính toán đại khái theo các công thức sau:

    • Mômen quán tính của mảng:

    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-2.jpg
    Trong đó Mmax – mômen uốn lớn nhất trên xà ngang, coi như dầm giản đơn chịu tác dụng của toàn bộ tải trọng dọc tính toán; hdàn – chiều cao của giàn tại mặt cắt có mômen Mmax; R – cường độ tính toán của thép.

    • Mômen quán tính của cột dưới:

    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-3.jpg
    Trong đó; NA- lực dọc tính toán lại tiết diện chân cột do tải trọng tác dụng lên mái; D max – áp suất do cầu trục; hd – chiều rộng cột dưới cùng; k1 – hệ số phụ thuộc vào bước cột: k1 = 2,5 ∼ 3 khi bước cột là 6m; k1 = 3,2 ∼ 3,8 khi bước 12m.

    • Mômen quán tính của cột trên:

    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-4.jpg
    Hệ số k2 được lấy là 1,2 – 1,8 khi dàn được nối cứng với cột và 1,8 – 2,3 khi đấu nối.
    Tỷ lệ giữa độ cứng Jd, J1, J2 cũng có thể dựa trên kinh nghiệm, giả thiết trước đó như sau:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-5.jpg
    Đối với khung nhiều nhịp, gọi J3 và J4 là mômen quán tính của phần dưới và phần trên của cột giữa cho một tỷ lệ gần đúng.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-6.jpg

    • Khi bước của cột giữa gấp đôi bước của cột ngoài thì tỉ số là 20 60

    Nếu tỷ lệ độ cứng thực tế chênh lệch với độ cứng giả định không quá 30% thì nội lực tính toán không chênh lệch nhiều, không cần tính toán lại.
    Khi tính toán khung có tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên giàn, có thể bỏ qua biến dạng của giàn (đối với giàn là độ cứng vô hạn Jd = ∞) nếu thỏa mãn quan hệ này.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-7.jpg
    Đối với khung có từ ba nhịp trở lên, khi tính toán với tải trọng thẳng đứng hoặc tải trọng ngang đặt cục bộ lên cột (như thanh hãm) có thể bỏ qua chuyển vị ngang của đỉnh cột.

    Tính toán nội lực khung ngang nhà công nghiệp

    Khung được giải lần lượt với từng loại tải trọng riêng đã xét ở trên, sử dụng các phương pháp cơ học kết cấu, hoặc các công thức, bảng số tính trước. Dưới đây, chúng tôi giới thiệu một số phương pháp tính toán thường dùng cho khung có cột bước.
    Để tránh nhầm lẫn, quy ước về dấu của mômen uốn như sau: mômen dương khi căng các thớ bên trong của dầm và của cột biên, đối với cột giữa thì lấy dấu mômen theo cột biên gần nhất. với nó.

    Tính toán khung chịu tải trọng phân bố đều trên xà ngang

    Có thể sử dụng phương pháp chuyển vị, các ẩn số là góc xoay tại nút và chuyển vị ngang của đỉnh cột; Sự dịch chuyển này, như đã đề cập ở trên, trong nhiều trường hợp có thể được bỏ qua.
    Ví dụ, với một khung nhịp đơn do đối xứng, chúng ta có một góc quay:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-8.jpg
    Phương trình chính tắc:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-9.jpg

    • Trong đó: r11- tổng mômen phản lực tại các nút trên của khung khi quay góc φ = 1; r1p – tổng mômen phản lực tại nút đó do tải trọng bên ngoài.

    Mômen phản lực quy ước và góc quay có giá trị dương khi nút cột bên trái quay theo chiều kim đồng hồ, nút cột bên phải quay ngược chiều kim đồng hồ.
    Để hai nút trên quay với nhau một góc φ = 1: Mômen uốn ở hai đầu xà ngang (giả sử thanh có tiết diện không đổi với hai hàm quay) là:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-10.jpg
    Mômen cuối cùng bằng mômen trong hệ cơ sở do chuyển động quay đơn vị nhân với góc φ vừa tìm được, cộng với mômen trong hệ cơ sở.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-11.jpg
    Như đã nói ở trên, khi tính toán với loại tải trọng này phải cộng mômen lệch tâm lúc chuyển dọc trục Me = Ve Vì khung không có chuyển vị ngang và giàn được coi là cứng vô hạn nên mômen uốn trong cột được xác định. . đúng theo sơ đồ cột hai đầu.

    Tính toán khung với mômen cầu trục

    Khung được tính đồng thời với các mômen Mmax và Mmin đặt tại hai cột đỡ cầu trục.
    Với sơ đồ xà ngang có độ cứng vô hạn, ẩn số theo phương pháp chuyển vị là chuyển vị ngang của nút trên:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-12.jpg

    • Trong đó: r11- phản lực trong liên kết bổ sung, do độ dời của nút trên bằng 1; r1p – phản lực tại liên kết đó do tải trọng.

    Thời điểm kết quả:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-13.jpg

    Tính khung chịu lực hãm T theo phương ngang

    Lực T đặt vào độ cao của dầm hãm của một trong hai cột đỡ cầu trục. Chiều lực có thể hướng sang phải nên nội lực của khung luôn dương (+) hoặc âm (-); Dấu (+) tương ứng với một hướng, dấu (-) tương ứng với hướng khác.
    Trình tự tính toán giống như khi tính toán với Mmax, Mmin. Biểu đồ mômen do chuyển dời Δ = 1.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-14.jpg

    Làm việc trong không gian của khung

    Khi khung thức với tải trọng cầu trục (Mmax, Mmin và T) thì có thể coi sự làm việc theo không gian của khung.
    Nhờ hệ giằng dọc ở cánh dưới của giàn hoặc xuyên qua mái cứng (mái bê tông cốt thép đúc toàn bộ hoặc ghép từ các tấm lớn), tải trọng cục bộ đặt lên một khung sẽ được truyền sang các khung bên cạnh, nhờ đó. sự dịch chuyển theo phương ngang được giảm xuống. Xét đặc tính không gian của khung bằng cách nhân hệ số không gian αkg với độ dịch chuyển Δ được tính từ phương trình chính tắc.
    Trường hợp nhà có mái che cứng thì hệ số αkg được tính theo công thức:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-15.jpg

    • Trong đó, n – số khung trong khối nhiệt độ liên hệ với nhau bằng mái cứng, a1 – khoảng cách giữa hai khung đối xứng nhau về trục giữa khối nhiệt độ (a1 là khoảng cách lớn nhất, a2 là khoảng cách hai khung liền kề); m – hệ số xét đến biến dạng của mái cứng, m = 0,9 đối với nhà một nhịp có giếng trời thẳng đứng; m = 0,95 đối với nhà hai và ba nhịp có giếng trời hoặc nhà một nhịp không có giếng trời.
    • β – được tính theo công thức:

    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-16.jpg

    Tính toán khung chịu tải trọng gió

    Cũng theo thứ tự như với mômen chạy hoặc lực phanh. Sử dụng lại đồ thị M cho chuyển vị Δ = 1 gây ra trong hệ cơ sở và đã có r11.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-17.jpg
    Vẽ đồ thị các mômen gây ra bởi q, q ‘trong hệ cơ bản.
    Ở cột bên trái, sau khi tính MB, RB, hãy tính mômen ở các phần khác.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-18.jpg
    Trong cột bên phải, các giá trị mômen và phản lực được lấy từ các giá trị tương ứng ở cột bên trái bằng cách nhân với hệ số truyền q ‘/ q.
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-nhà-công-nghiệp-19.jpg
    Phản ứng trong liên kết bổ sung:
    Tính-nội-lực-khung-ngang-kết cấu-công-nghiệp-nhà-20.jpg
    Chuyển vị Δ = -r1p / r11. Nhân Δ với M rồi cộng mômen trong hệ cơ sở, ta được đồ thị mômen cuối cùng (h.2.9b). Lực cắt được suy ra từ tải trọng và phản lực.
    Khi gió thổi từ phải sang trái, biểu đồ mô men sẽ như hình 2.9b lật ngược, có dạng gương.

Xem thêm  Tư vấn thiết kế nhà dưới 20m2 đẹp và khoa học

Cao Đẳng Xây Dựng Số 2 đã cập nhật cho bạn thông tin về “Tính nội lực khung ngang kết cấu nhà công nghiệp❤️️”. Hy vọng qua bài viết “Tính nội lực khung ngang kết cấu nhà công nghiệp” sẽ giúp các bạn đọc có thêm nhiều thông tin về “Tính nội lực khung ngang kết cấu nhà công nghiệp [ ❤️️❤️️ ]”.

Tính nội lực khung ngang kết cấu nhà công nghiệp” được đăng bởi vào ngày 2022-06-21 10:01:05. Cảm ơn bạn đã đọc bài tại Cdxd2.edu.vn

Rate this post
Back to top button