By
Lương Trainer
/ 01/10/2017
Xin chào bạn, tôi Lương Trainer đây.
Trong bài chia sẻ tiếp theo ngày hôm nay, tôi sẽ giới thiệu cho bạn toàn bộ các kiến thức về chuyên đề " Tải trọng và nội lực của dàn vì kèo nhà công nghiệp" để bạn có thể nắm rõ hơn về các tải trọng và nội lực này.
Nào chúng ta bắt đầu thôi!
1. Tải trọng tác dụng trên dàn vì kèo
- Tải trọng tác dụng trên dàn thường là những lực tập trung ở nút dàn, gồm có:
- A – Tải trọng thường xuyên
- Còn gọi là tĩnh tải, bao gồm trọng lượng các lớp mái và trọng lượng các kết cấu mái. Trị số các tĩnh tải tập trung ở nút dàn vì kèo được xác định như sau:
- Trong các công thức 4.1 đến 4.4 , B là bước của vì kèo; d- khoảng cách theo phương nằm ngang giữa các nút dàn ( xem hình 4.1), nếu các khoảng cách này không bằng nhau thì d = di-1 + di)/2 (di-1 và di là khoảng cách ở hai bên nút dàn đang tính tải trọng vào nó); gm – trọng lượng tính toán của các lớp mái phân bố đều trên mặt bằng nhà; gd – trọng lượng của vì kèo và hệ giằng mái phân bố đều trên mặt bằng nhà; gct – trọng lượng của kết cấu cửa trời và hệ giằng phân bố đều trên mặt bằng cửa trời; Gct – trọng lượng cửa kính và bậu cửa của cửa trời tập trung tại nút dàn chân cửa trời, (xem phần xác định tải trọng tác dụng vào khung).
- B – Hoạt tải sửa chữa mái
- Hoạt tải sửa chữa mái có thể có ở trên nửa trái, nửa phải hoặc trên cả dàn. Giá trị của nó tác dụng trên các nút dàn là:
- Trong đó d – như trên; p= n.po.B đã tính ở phần xác định tải trọng của khung; po –hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên mặt bằng nhà.
- C – Tải trọng gió
- Tải trọng gió tác dụng lên dàn vì kèo là các lực tập trung Wi, thường đặt ở nút dàn (xem hình 4.4).
- Trong đó qo – áp lực động của gió; n- hệ số vượt tải, (n=1,3); k- hệ số độ cao lấy theo cao trình đỉnh mái; C1, C2 – các hệ số khí động, tất cả xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737-90 hoặc theo phụ lục V; B- bước dàn vì kèo; a- khoảng cách nút dàn ở cánh trên (h.4.4).
- Lưu ý rằng tải trọng gió tác dụng vuông góc với mặt phẳng mái, hệ số khí động (C1,C2) có dấu “-” là gió bốc mái (đi ra khỏi mái), có dấu “+” là gió đi vào mái.Việc tính toán dàn chỉ bỏ qua tải trọng gió khi mái gió chịu bốc mà tải trọng gió bốc đối với dàn không lớn hơn tải trọng thường xuyên của dàn (thường là mái lắp ghép bằng các tấm panen bêtông cốt thép có độ dốc i ≤ 1/8).
- D – Mômen đầu dàn
- Khi dàn liên kết cứng với cột, ngoài các tải trọng đặt trực tiếp trên dàn , dàn còn chịu mômen ở hai đầu (chính là mômen ở tiết diện cột giáp với dàn). Đối với mỗi loại tải trọng tác dụng trên khung (dù ở dàn hay ở cột ) đều có các cặp mômen đầu dàn. Việc làm chính xác là dàn phải tính với từng cặp mômen đó. Để giảm bớt khối lượng tính toán ,và thiên về an toàn có thể tổ hợp trước các mômen đầu dàn (chính là các tổ hợp mômen ở tiết diện cột giáp với dàn),rồi chọn ra một vài cặp tổ hợp mômen đầu dàn nguy hiểm để tính toán. Thường là các cặp tổ hợp: Mmax, Mtư và Mmin, Mtư; Mmax là mômen ở đầu trái (hoặc phải) có giá trị lớn nhất gây kéo thanh cánh dưới (mang dấu “+”), Mmin là mômen tổ hợp ở đầu trái (hoặc phải) có giá trị lớn nhất gây nén thanh cánh dưới (mang dấu “-”); Mtư là mômen tổ hợp tương ứng ở đầu dàn còn lại cùng tổ hợp tải trọng với Mmax hoặc Mmin (xem hình 4.5). Cần quan tâm tìm cặp tổ hợp mômen đầu dàn gây nguy hiểm cho hệ thanh bụng của dàn, đó là cặp tổ hợp ra lực cắt Qmax cho dàn, tức là cặp mômen tổ hợp có ΔMmax = / Mtr - Mph /; đồng thời trị số của Mtr hoặc Mph không nhỏ hơn nhiều so với Mmax hoặc Mmin. Nhiều khi cặp tổ hợp Mtr, Mph trùng với một trong hai trường hợp Mmax, Mtư hoặc Mmin, Mtư.
2. Nội lực tính toán của các thanh dàn
- A - Xác định nội lực
- Nội lực của các thanh dàn được xác định với từng loại tải trọng bằng phương pháp đồ giải Crêmona. Cụ thể cần vẽ các đồ giải sau:
- Với tải trọng thường xuyên (các Gi) trên toàn dàn. Dàn có sơ đồ đối xứng và tải trọng Gi đối xứng, chỉ cần vẽ cho nửa dàn đến khi đồ giải xuất hiện tính chất đối xứng, (h.4.6).
- Với hoạt tải (các Pi) trên nửa trái của dàn (h.4.7). Nếu sơ đồ dàn không đối xứng thì vẽ thêm trường hợp các Pi đặt trên nửa phải của dàn. Với dàn đối xứng để có trường hợp các Pi đặt trên nửa phải, ta chỉ cần lấy đối xứng với trường hợp các Pi đặt ở nửa trái (tức là lật biểu đồ lại). Cộng kết quả của hai trường hợp tải ở nửa trái và tải ở nửa phải được kết quả cho trường hợp hoạt tải ở các nửa dàn. Đối với dàn tam giác không cần xét các trường hợp hoạt tải ở các nửa dàn, do vậy chỉ vẽ sơ đồ giải cho các Pi đặt ở trên toàn dàn.
- Với Mtr = +1 đặt ở đầu trái của dàn (h.4.8). Dàn đối xứng thì từ kết quả với Mtr =+1 có thể suy ngay ra kết quả tính với Mph = +1 bằng cách lật lại biểu đồ. Dàn không đối xứng thì vẽ thêm trường hợp Mph = +1 đặt ở đầu phải của dàn. Từ nội lực do Mtr =1; Mph =1 xác định được nội lực trong các thanh dàn do các cặp mômen đầu dàn bằng cách nhân tương ứng chúng với nội lực do mômen đơn vị rồi cộng lại, ví dụ cặp Mmaxtr, Mtư trong bảng 4.1 ,lấy Mmaxtr nhân với cột 17 và Mtư nhân với cột 18 rồi cộng lị được cột 19. Lưu ý các mômen mang dấu "+" khi nó gây kéo cánh dưới của dàn, mang dấu "-" khi nó gây nén cánh dưới của dàn.
- Với tải trọng gió (các Wi trên mái xem hình 4.12) lưu ý các tải Wi vuông góc với mặt phẳng mái.
- Đối với dàn có hệ thanh bụng phân nho, khi tính toán dàn trước tiên xem nhu dàn không có các thanh phân nhỏ, tải trọng đặt ở các nút dàn phân nhỏ được chia về các nút dàn chính. Sau đó tính riêng hệ thanh bụng phân nhỏ (còn gọi là dàn phân nhỏ), vẽ đồ giải cho từng dàn phân nhỏ với các tải trọng G,P,W của nó (xem hình 4.9).
- Kết quả tính toán nội lực các thanh dàn được ghi thành bảng như bảng 4.1. Khi dàn đối xứng, bảng chỉ cần lập cho nửa dàn. Tùy theo từng trường hợp cụ thể mà bảng 4.1 có đầy đủ hoặc không đầy đủ các cột.
- Khi tải trọng trên thanh cánh đặt ngoài nút dàn thì thanh cánh này ngoài nội lực dọc còn có mômen uốn. Các mômen này có thể lấy gần đúng và thiên về an toàn như sau:
- Trong đó P- lực tập trung trên thanh cánh ,ở giữa các khoảng nút (ở đây trường hợp mỗi khoang có một lực); q- tải trọng phân bố đều trên các nhịp tính toán d của thanh cánh (nhịp tính toán d là khoảng cách giữa hai nút dàn vuông góc với lực tác dụng).
- B - Tổ hợp nội lực
- Nội lực tính toán của các thanh dàn được lấy ở các cột tổ hợp nội lực (cột 24,25 bảng 4.1). Việc tổ hợp được tiến hành bằng cách cộng những trị số có dấu thích hợp do các tải trọng tạm thời với trị số do tải trọng thường xuyên ở mỗi dòng của bảng 4.1 để được giá trị lớn nhất về kéo và nén ghi vào cột 24 và 25 của bảng. Trong tất cả các tổ hợp ,tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) luôn luôn phải có. Đối với nội lực do mômen đầu dàn (thiên về an toàn) ta chấp nhận quy định: Mômen đầu dàn có thể có hoặc không có ,do đó chỉ kể đến với những thanh mà nó làm tăng nội lực cho thanh. Cần lưu ý ,trong mỗi một tổ hợp chỉ có mặt nhiều nhất một cặp mômen đầu dàn. Khi trong tổ hợp có từ hai hoạt tải ngắn hạn trở lên thì các hoạt tải này dùng các cột có hệ số tổ hợp nc = 0,9. Nhớ rằng, hệ số nc đã được kể đến khi tổ hợp ra các cặp mômen đầu dàn. Khi hoạt tải mái chất trên cả dàn thì trong tổ hợp cộng hai cột 5 và 7 hoặc 6 và 8.
- Với tổ hợp gồm tĩnh tải mái và gió bốc mái, khi trị số nội lực do gió lớn hơn và ngược dấu với nội lực do tĩnh tải, thì nội lực do tĩnh tải sẽ dùng cột có hệ số vượt tải n = 0,9.
Hi vọng những chia sẻ vừa rồi giúp ích được cho công việc của bạn
P/S: Đừng quên share về tường facbook của bạn để lưu lại những kiến thức này khi cần nhé.