Kết cấu thép 1 - Chương 5: Thiết kế dàn

1 KẾT CẤU THẫP 1 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ DÀN GV: NGUYỄN VĂN HIẾU Tp. HCM, Thỏng 02/2013 2 Đ1. KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI Dàn là kết cấu rỗng, làm việc như dầm: gồm các thanh quy tụ và liên kết tại nút thông qua bản mã. ưu điểm: nhẹ, cứng hơn dầm, tiết kiệm vật liệu. Nhược điểm: tốn công chế tạo. Nút giàn Cấu kiện trong giàn 1- Thanh cánh trên; 2- Thanh cánh dưới: 3- Thanh bụng xiên; 4- Thanh đứng 3 1. Phân loại dàn: a. Theo công dụng: - Dàn đỡ mái nhà công nghiệp và dân dụng (vì kèo). - Dàn cầu, dàn cầu trục, tháp trụ, dàn cột điện... b. Theo cấu tạo của các thanh dàn:  Dàn nhẹ: nội lực các thanh nhỏ, thanh dàn cấu tạo từ 1 thép góc hoặc 1 thép tròn.  Dàn thường: nội lực trong các thanh cánh < 500T  Dàn nặng: nội lực các thanh cánh lớn nhất > 500T, tiết diện thanh dàn dạng tổ hợp (hình 5.2). Hình 5.1. Tiết diện thanh giàn nhẹ Hình 5.2. Tiết diện thanh giàn nặng 4 c. Theo sơ đồ kết cấu dàn:  Dàn kiểu dầm: có sơ đồ đơn giản ( hình 5.3a, b), khớp hai đầu.  Dàn liên tục: dàn siêu tĩnh (hình 5.3c).  Dàn mút thừa: (hình 5.3d).  Dàn kiểu tháp trụ: (hình 5.3e).  Dàn kiểu khung: (hình 5.3h).  Dàn kiểu vòm: (hình 5.3k). Hình 5.3. Các loại giàn theo sơ đồ kết cấu a) b) c) d) h) e) k) 5 2. Hình dạng dàn: Lựa chọn dàn thoả mãn các yêu cầu sau: - Phù hợp với yêu cầu sử dụng. - Thoả mãn yêu cầu kiến trúc và thoát nước mái. - Kích thước và cách bố trí cửa trời. - Cách liên kết dàn với cột, độ cứng cần thiết của mái. - Yêu cầu về kinh tế. Các loại dàn thông dụng: a. Dạng tam giác (hình 5.4a, b): - Đầu dàn nhọn, liên kết khớp với cột, độ cứng ngoài mặt phẳng không lớn. - Chịu lực không phù hợp với biểu đồ mômen uốn, lãng phí vật liệu. Dùng khi tấm lợp nhẹ, độ dốc mái lớn. b. Dàn hình thang (hình 5.4c): - Chiều cao đầu dàn lớn, có thể liên kết cứng với cột. - Phù hợp với biểu đồ mômen, độ dốc nhỏ. c. Dàn cánh song song (hình 5.4d, e): - Có nhiều thanh cùng chiều dài, nút giống nhau. d. Dàn đa giác (5.4h) và dàn cánh cung (5.4k): - Phù hợp biểu đồ mômen, tiết kiệm vật liệu. - Chế tạo phức tạp. Hình 5.4. Các dạng giàn d L h L h h 0 = 4 5 0 h LL d h h o d i 1/8 L h d d LL h h a) b) c) d) e) h) k) 0,2 0,288 6 3. Hệ thanh bụng của dàn: Bố trí hệ thanh bụng cần thoả mãn các yêu cầu sau: - Cấu tạo nút đơn giản và có nhiều nút giống nhau. - Tổng chiều dài thanh bụng nhỏ - Góc giữa thanh cánh và thanh bụng không quá nhỏ. - Thanh cánh không bị uốn cục bộ bởi tải trọng đặt ngoài nút. a. Hệ thanh bụng tam giác (5.5a,b): Góc hợp lý giữa thanh bụng và thanh cánh 045 đến 055 . b. Hệ thanh bụng xiên (5.5c, d): - Hệ thanh bụng cùng loại thì cùng một loại nội lực. - Góc hợp lý giữa thanh bụng và thanh cánh dưới 035 - 045 . - Chiều dài thanh bụng lớn, nhiều nút, tốn công chế tạo. c. Hệ thanh bụng phân nhỏ (5.5đ): giảm xl cho cánh trên. d. Các dạng hệ thanh bụng khác: - Chữ thập (5.5g) tạo nên hệ siêu tĩnh cứng, dàn cầu hoặc hệ giằng mái. - Hình thoi (5.5h) để tiện cho việc nối thanh cánh. - Hình chữ K (5.5k), tăng độ cứng cho dàn và giảm xl thanh bụng đứng. Dùng chịu lực cắt lớn như dầm, cầu, tháp trụ v.v... Hình 5.5. Các hình thức bố trí thanh bụng - Dàn tam giác có góc dốc 04535 cũng như nhịp lớn có thể sử dụng hệ thanh (5.5i), tiết kiệm vật liệu.  a) c) d) d) e) g) h) i) k) b) d d d d 7 4. Kích thước chính của dàn: a. Nhịp dàn (L): - Dựa trên kiến trúc, mục đích sử dụng, giải pháp kết cấu. - Dàn liên kết khớp với cột: dàn kê lên đầu cột thì L là khoảng cách hai tâm gối tựa, liên kết cạnh bên với cột thì L là khoảng cách mép trong giữa hai cột. - Nhà công nghiệp lấy theo môdun 6m. b. Chiều cao dàn (H): - Với dàn cánh và dàn song song, H= L6/15/1  , theo yêu cầu vận chuyển nên thường lấy bằng L9/17/1  . - Với dàn tam giác, H phụ thuộc độ dốc của cánh trên. Khi mái dốc 00 4022  danH = L3/14/1  , nếu mái lợp có yêu cầu độ dốc nhỏ hơn thì làm dàn tam giác có chiều cao đầu dàn là 450mm. c. Khoảng cách nút dàn: khoảng cách nút dàn ở cánh trên nên chọn bằng khoảng cách xà gồ 1,2 -3,0m. d. Bước dàn (B): xác định từ yêu cầu kiến trúc và dây chuyền công nghệ, phù hợp với môđun thống nhất các cấu kiện lắp ghép như tấm tường, tấm mái v.v... và thoả mãn yêu cầu kinh tế. 8 Hình . Độ vồng trước của giàn Khi giàn mái có nhịp lớn hơn 36 m, nên làm độ vồng cấu tạo. Độ vồng cấu tạo lấy bằng độ võng của giàn do tĩnh tải và hoạt tải dài hạn gây ra. Đối với các loại mặt mái bằng (giàn có cánh song song), độ vồng cấu tạo của giàn lấy không phụ thuộc độ lớn của nhịp và bằng độ võng do tổng tải trọng tiêu chuẩn gây nên cộng với 1/ 200 nhịp ). 9 5. Hệ giằng không gian: Dàn là kết cấu mảnh theo phương ngoài mặt phẳng cho nên dễ mất ổn định theo phương ngoài mặt phẳng uốn, vì vậy dùng hệ giằng để tạo ra khối không gian ổn định. Hệ giằng của dàn gồm ba hệ (hình 5.6): - Hệ giằng cánh trên: bố trí ở hai gian đầu hồi của nhà hoặc của một đoạn nhiệt độ và các gian ở phía trong sao cho đảm bảo khoảng cách các gian được bố trí giằng không quá 60m. Hình 5.6. Hệ giằng không gian của giàn - Hệ giằng cánh dưới: bố trí tại gian có hệ giằng cánh trên. Giằng cánh dưới cùng giằng cánh trên tạo nên khối cứng bất biến hình và tạo những điểm cố kết không chuyển vị theo phương ngoài mặt phẳng dàn. - Hệ giằng đứng: Theo phương nhịp dàn các hệ giằng đứng đặt cách nhau không quá 15m. Cùng với giằng cánh trên và cánh dưới tạo nên khối cứng không gian bất biến hình và cố định, giữ ổn định khi lắp dựng dàn. Các gian không bố trí giằng được thay bằng thanh chống dọc. Hệ giằng còn có tác dụng làm giảm chiều dài tính toán theo phương ngoài mặt phẳng dàn cho thanh cánh. b a c dge e' g' a' a' b' c' 10 - Hệ giằng ngang theo phương ngang nhà được bố trí ở mức cánh trên hoặc cánh dưới của giàn vì kèo tại các nhịp ở đầu mỗi khối nhiệt độ. - Khi bố trí hệ giằng chéo chữ thập, việc tính toán chúng cho phép theo sơ đồ quy ước với giả thiết thanh xiên chỉ chịu kéo. Bảng 46 – Khoảng cách lớn nhất giữa các khe nhiệt độ của khung thép nhà và công trình một tầng Đơn vị tính: m Đặc điểm của nhà và công trình Khoảng cách lớn nhất Giữa các khe nhiệt độ Từ khe nhiệt độ hoặc từ đầu mút nhà đến trục của hệ giằng đứng gần nhất Theo dọc nhà Theo ngang nhà – Nhà có cách nhiệt – Nhà không cách nhiệt và các xưởng nóng – Cầu cạn lộ thiên 230 200 130 150 120 90 75 50 Ghi chú: Khi trong phạm vi khối nhiệt độ của nhà và công trình có hai hệ giằng đứng thì khoảng cách giữa các trục của chúng không vượt quá: 4050m đối với nhà; 2530m đối với cầu cạn lộ thiên. 11 Đ2. TÍNH TOÁN DÀN 1. Các giả thiết khi tính toán: - Trục các thanh đồng quy tại tim nút dàn, lực tập trung đặt trực tiếp vào nút dàn; - Xem nút dàn là khớp. 2. Tải trọng tác dụng lên dàn: 12 Bao gồm hai loại tải trọng chính: - Tải trọng thường xuyên: trọng lượng của các kết cấu trong phạm vi mái như tấm lợp, tấm chống thấm... - Tải trọng tạm thời: trọng lượng của người và thiết bị sửa chữa mái, gió, cần trục... Tải trọng được quy đổi thành lập tập trung đặt tại nút dàn theo công thức: Q i1i tcdi .b. 2 dd )cos/qq(F     (5.1) trong đó: iF - lực tập trung đặt tại nút thứ i; i1i d,d  - khoảng cách nút dàn bên trái và bên phải nút i (tính theo phương nhịp dàn); dq - tải trọng bản thân giàn và giằng, theo phương ngang; tcq - tải trọng tiêu chuẩn; b - bước dàn; Q - hệ số độ tin cậy về tải trọng ứng với tcq ;  - góc nghiêng của thanh cánh trên với phương ngang. 13 3. Nội lực: Dùng các phương pháp của cơ học kết cấu để xác định nội lực dàn, tính trong từng trường hợp riêng rẽ, sau đó tổ hợp để tìm nội lực nguy hiểm nhất. Dàn vì kèo cần tính toán cho các tải trọng sau: - Tải trọng thường xuyên đặt cả dàn. - Tải trọng sửa chữa mái đặt 1/2 và đặt cả dàn. - Tải trọng gió. - Tải trọng cầu trục (nếu có). Trường hợp có tải trọng tập trung đặt ngoài nút thì thanh dàn chịu nén cục bộ. Mômen uốn cục bộ xác định gần đúng theo sơ đồ đơn giản, gối tựa là nút dàn, nhịp là khoảng cách hai nút. Giá trị mômen cục bộ cbM được xác định theo công thức: 4 d.P. Mcb   (5.2) Hình 5.7. Momen cục bộ thanh dàn trong đó:  - hệ số kể đến tính liên tục của cánh trên, 1 cho khoang đầu và 9.0 cho các khoang bên trong; P - lực tập trung đặt ngoài nút; d - khoảng cách ngang giữa hai nút; 14 4. Chiều dài tính toán các thanh dàn: Chiều dài tính toán của thanh tính theo 2 phương: lx và ly. a. Chiều dài tính toán trong mặt phẳng: Nút dàn có độ cứng nhất định nên không phải là khớp lý tưởng: các thanh quy về nút khi chịu kéo chống lại sự xoay của nút. Quy ước: nút có nhiều thanh nén hơn thanh kéo coi là khớp; ngược lại coi là ngàm đàn hồi. Thanh hai đầu khớp: lllx   Thanh hai đầu ngàm đàn hồi: l8.0llx   Chiều dài tính toán trong mặt phẳng dàn của các thanh lấy như sau: Hình 5.8. Sơ đồ xác định chiều dài tính toán thanh dàn - thanh cánh trên llx  ; - thanh cánh dưới llx  ; - thanh xiên đầu dàn llx  ; - các thanh bụng còn lại l8.0lx  ; Dàn có thanh bụng phân nhỏ, chiều dài tính toán trong mặt phẳng dàn của các thanh bụng có nút dàn phân nhỏ lấy bằng khoảng cách nút dàn ở thanh khảo sát đó. 15 b. Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng: Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng dàn của các thanh bụng: ll y  . Dàn có hệ thanh bụng phân nhỏ, các thanh bụng nén (có chứa nút dàn phân nhỏ) có hai trị số nội lực N1 và N2, ( 21 NN  ) thì: l N N 25.075.0l 1 2 y        (5.3) Chiều dài tính toán của thanh cánh lấy bằng khoảng cách giữa hai điểm cố kết ngăn cản thanh cánh chuyển vị khỏi mặt phẳng dàn. Nếu thanh nằm trong phạm vi giữa hai điểm cố kết mà có hai trị số nội lực N1 và N2, ( 21 NN  ) thì: l N N 25.075.0l 1 2 y        (5.3) trong đó: 1l - khoảng cách giữa hai điểm cố kết; c. Độ mảnh giới hạn các thanh dàn: Độ mảnh   có ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của thanh, nên độ mảnh của thanh dàn không được vượt quá trị số giới hạn ở bảng. 16 Bảng 25 Độ mảnh giới hạn của các thanh chịu nén Các thanh Độ mảnh giới hạn 1. Thanh cánh, thanh xiên và thanh đứng nhận phản lực gối: a) Của giàn phẳng, hệ mái lưới thanh không gian, hệ thanh không gian rỗng (có chiều cao H  50 m) bằng thép ống hoặc tổ hợp từ hai thép góc; 180 - 60 b) Của hệ thanh không gian rỗng bằng thép góc đơn, hệ thanh không gian rỗng (chiều cao H > 50 m) nhưng bằng thép ống hay tổ hợp từ hai thép góc. 120 2. Các thanh (trừ những thanh đã nêu ở mục 1 và 7): a) Của giàn phẳng bằng thép góc đơn; hệ mái lưới thanh không gian và hệ thanh không gian rỗng bằng thép góc đơn, tổ hợp từ hai thép góc hoặc thép ống; 210 - 60 b) Của hệ mái lưới thanh không gian, hệ thanh không gian rỗng bằng thép góc đơn, dùng liên kết bulông. 220 - 40 3. Cánh trên của giàn không được tăng cường khi lắp ráp (khi đã lắp ráp lấy theo mục 1) 220 4. Cột chính 180 - 60 5. Cột phụ (cột sườn tường, thanh đứng của cửa mái, v.v...), thanh giằng của cột rỗng, thanh của hệ giằng cột (ở dưới dầm cầu trục) 210 - 60 6. Các thanh giằng (trừ các thanh đã nêu ở mục 5), các thanh dùng để giảm chiều dài tính toán của thanh nén và những thanh không chịu lực mà không nêu ở mục 7 dưới đây 200 7. Các thanh chịu nén hoặc không chịu lực của hệ thanh không gian rỗng, tiết diện chữ T, chữ thập, chịu tải trọng gió khi kiểm tra độ mảnh trong mặt phẳng thẳng đứng. 150 Ghi chú:  = N /(ARc) - hệ số  lấy không nhỏ hơn 0,5 (khi nén lệch tâm, nén uốn thay  bằng e). Bảng 26 Độ mảnh giới hạn của các thanh chịu kéo Các thanh Khi kết cấu chịu tải trọng động trực tiếp tĩnh cầu trục 1. Thanh cánh, thanh xiên ở gối của giàn phẳng (kể cả giàn hãm) và của hệ mái lưới thanh không gian 250 400 250 2. Các thanh giàn và của hệ mái lưới thanh không gian (trừ các thanh nêu ở mục 1) 350 400 300 3. Thanh cánh dưới của dầm cầu trục, dàn – – 150 4. Các thanh của hệ giằng cột (ở dưới dầm cầu trục) 300 300 200 5. Các thanh giằng khác 400 400 300 6. Thanh cánh và thanh xiên ở gối của cột đường dây tải điện 250 – – 7. Các thanh của cột đường dây tải điện (trừ các thanh nêu ở mục 6 và 8) 350 – – 8. Các thanh của hệ thanh không gian rỗng có tiết diện chữ T hoặc chữ thập chịu tác dụng của tải trọng gió khi kiểm tra độ mảnh trong mặt phẳng thẳng đứng. 150 – – Ghi chú: 1. Trong các kết cấu không chịu tải trọng động chỉ cần kiểm tra độ mảnh của thanh trong mặt phẳng thẳng đứng. 2. Không hạn chế độ mảnh của thanh chịu kéo ứng lực trước. 3. Tải trọng động đặt trực tiếp lên kết cấu là tải trọng dùng trong tính toán về bền mỏi hoặc trong tính toán có kể đến hệ số động. 5. Tiết diện hợp lý của các thanh dàn: 17 Các thanh dàn là các cấu kiện kéo nén đúng tâm nên tiết diện hợp lý là sự làm việc theo hai phương xấp xỉ nhau )( yx   . Tiết diện thanh dàn thường dùng các dạng sau: - Hai thép góc không đều cạnh, ghép cạnh lớn (hình a), có yx ii  , hợp lý cho những thanh dàn có yx ll  vì yx   . - Hai thép góc không đều cạnh, ghép cạnh bé với nhau (hình b), có yx i5.0i  , hợp lý cho những thanh dàn có yx l2l  . - Hai thép góc đều cạnh ghép lại (hình c), có yx i75.0i  , hợp lý cho những thanh dàn có yx l8.0l  (thanh bụng). - Hai thép góc đều cạnh ghép lại dạng chữ thập (hình d), thường dùng cho thanh đứng tại vị trí khuếch đại dàn. a) b) c) d) d ) e) x y y x y x y x y x y x 18 6. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh dàn: a. Nguyên tắc chọn tiết diện: Khi tiến hành tính toán chọn tiết diện thanh dàn trên cơ sở đã biết nội lực, chiều dài tính toán và dạng hợp lý, cần theo nguyên tắc sau: - Tiết diện thanh nhỏ nhất là L 550 . - Trong một dàn m36L  nên chọn không quá 6 đến 8 loại thép. - Với nhịp dàn L nhỏ hơn hoặc bằng 24m thì không cần thay đổi tiết diện thanh cánh. Khi m24L  thì thay đổi tiết diện để tiết kiệm và dùng không quá hai loại tiết diện với m36L  . - Bề dày bản mã được chọn dựa vào lực lớn nhất ở thanh xiên đầu dàn, lấy theo bảng 5.1. Bảng 5.1. Bề dày bản mã giàn Nội lực lớn nhất trong thanh bụng, kN  150 151 đến 250 251 đến 400 401 đến 600 601 đến 1000 100 đến 1400 1401 đến 1800 1801 đến 2200 2201 đến 2600 2601 đến 3000 Chiều dày bản mã, mm 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 19 b. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh chịu nén: Tiến hành như cấu kiện chịu nén đúng tâm. Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức: c ct .f. N A   (5.5) trong đó: N - lực nén trong thanh tính bằng daN; c - hệ số điều kiện làm việc, lấy theo bảng I.14 - Phụ lục I; f- cường độ tính toán của thép tính bằng daN/cm2;  - hệ số dọc lấy theo bảng, phụ thuộc độ mảnh và cường độ tính toán R. Khi chọn tiết diện, giả thiết 8060  với thanh cánh; 120100  với thanh bụng. Có ctA , dựa vào bảng thép góc, xác định được số hiệu thép góc cần dùng, tra được các đặc trưng hình học của tiết diện gyx A,i,i . Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo công thức: c min .f A N     (5.7) trong đó: A- diện tích tiết diện, gA2A  ; min - hệ số, tra bảng phục thuộc độ mảnh max ( x và y ). Trường hợp thanh cánh có uốn cục bộ thì phải tiến hành tính toán theo cấu kiện nén lệch tâm. 20 c. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh chịu kéo: Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức: c ct .f N A   (5.9) Dựa vào dạng tiết diện hợp lý, tra bảng thép định hình ra các đặc trưng hình học của tiết diện gyx A,i,i . Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo công thức: c min .f A N     (5.10) và   max (5.11) trong đó: Act- diện tích cần thiết của thanh, tính bằng cm 2; c - hệ số điều kiện làm việc, lấy theo (5.5); N - lực kéo tính bằng daN; nA - diện tích thực tế của tiết diện lấy như sau: khi tiết diện không giảm yếu gngth A2AA  ; khi có độ giảm yếu tiết diện lỗngth AAA  ; max - độ mảnh được lấy trị số lớn từ x và y . d. Chọn tiết diện thanh theo độ mảnh giới hạn: Với một số tiết diện thanh có nội lực nhỏ, có thể chọn tiết diện theo   , có   x xct l i  và   y yct l i  Với đặc trưng hình học xi và yi trong các bảng thép góc, xác định được số hiệu thép góc làm tiết diện thanh. 21 Đ3. CẤU TẠO TÍNH TOÁN NÚT DÀN 1. Nguyên tắc chung: - Trục các thanh dàn được đồng quy tại tim nút dàn, tim nút nằm trên trục của thanh cánh, nếu thanh cánh có thay đổi tiết diện, cho hội tụ tại trục trung bình hoặc trục của thanh lớn nếu khoảng cách giữa hai trục không lớn quá 1.5% chiều cao của thanh thép góc. - Dùng đường hàn góc liên kết thanh dàn với bản mã: .mm50l;mm4h ff  - Khoảng cách đầu thanh bụng với thanh cánh không nhỏ hơn mm20t6 bm  hoặc 50mm và không lớn hơn 80mm. - Bản mã nên chọn: hình dáng đơn giản, hình chữ nhật hoặc thang, góc hợp bởi cạnh bản mã và trục thanh bụng không nhỏ hơn 150 . - Thanh cánh thay đổi tiết diện được nối tại nút dàn. Khoảng cách hở giữa hai đầu thanh bằng 50mm. 22 2. Nút gối: a. Cấu tạo: Khoảng cách giữa mặt dưới của thanh cánh dưới và bản gối lấy lớn hơn hoặc bằng 150mm để dễ cấu tạo. b. Tính toán: Bản đế tính toán như bản đế ở chân cột nén đúng tâm, chiều dày mm30 , lớn hơn gia cường bằng đôi sườn số 3. Đường hàn liên kết bản mã, thanh đứng (hoặc sườn gia cường) vào bản đế tính chịu lực phản lực đầu dàn F. Tổng chiều dài đường hàn: minwfc w )f(h F l   (5.14) Với:lw- chiều dài tính toán một đường hàn; Đường hàn liên kết các thanh cánh vào bản mã được tính chịu nội lực của thanh đó. đường hàn sống: minw1fc 1w )f(h kN l   (5.15) đường hàn mép: minw2fc 2w )f(h N)k1( l    (5.16) Hình 5.9. Nút gối của giàn 1– bản mã; 2– bản đế Hình 5.10. Nút gối có sườn gia cường II I I 1 2 1 2 1 2c) d a) b) 1 5 0 5 0 50 a b b1  b m II I I 2 1 2 1 2 3 3 1 3 I I I I I I I I 23 3. Nút trung gian: a. Cấu tạo: Hình 5.11. Nút trung gian b. Tính toán: Chiều dài đường hàn sống: minw1fc 1w )f(h kN l   Chiều dài đường hàn mép: minw2f2 2w )f(h N)k1( l    Đường hàn liên kết thanh cánh vào bản mã : - Chịu 12 NNN  ( 12 N,N là nội lực của hai thanh cánh); - 0N  thì lấy 10% trị số nội lực của thanh ; - N phân phối về đường hàn sống và mép theo tỷ lệ k và (1-k). - Hàn đứt quãng nhưng chiều dài mỗi đoạn không nhỏ hơn 50mm. a) b) 24 Trường hợp tại nút có lực tập trung P: Hình 5.12. Nút trung gian có lực tập trung - Lực P chia đều cho đưòng hàn sống và mép: P/2; - 0N  thì lấy 10% trị số nội lực của thanh ; - Khi độ dốc thanh cánh nhỏ hơn hoặc bằng 10 1 thì có thể xem N vuông góc với P và hợp lực 21 R,R sẽ là: 2 2 1 2 P )Nk(R         (5.17)    2 2 2 2 P Nk1R         (5.18) R1 tính các đường hàn sống, R2 để tính các đường hàn mép. b)P N k  P/2 R a) 2 1 N N1 N 25 4. Nút đỉnh: Tính toán: lực dùng để tính toán N2.1Nt  . Diện tích chịu lực tN bmgghqu tb2AA  (5.19) trong đó: Aqu - diện tích quy ước; Agh - diện tích tiết diện ngang của bản ghép; bg - bề rộng cánh thép góc (phần cánh liên kết với bản mã); có: c qu t t .R A N   (5.20) trong đó: t - ứng suất ở diện tích quy ước Các đường hàn liên kết bản ghép vào thanh cánh chịu : ghtgh AN  (5.21);  minwfc gh w fh N l   Hình 5.13. Nút đỉnh giàn 1– bản nối; 2– bản ghép; 3– sườn gia cố - Các đường hàn liên kết thanh cánh vào bản mã tính chịu lực còn lại ghtc NNN  nhưng 2 Nt (5.23) Khi tính chịu lực Nc, các đường hàn sống và mép cùng chịu lực như nhau. - Hai đường hàn liên kết bản nối với nửa bản mã tính chịu Nc. - Bốn đưòng hàn nằm ngang liên kêt sườn với bản ghép tính chịu lực: sinN2N ghd  (5.24) - Các đường hàn liên kết thanh bụng vào nút tính chịu nội lực của thanh đó. 26 5. Nút giữa cánh dàn dưới: a. Cấu tạo: b. Tính toán: Khi có thanh xiên liên kết vào nút thì hai đường hàn liên kết bản nối với nửa bản mã tính chịu lực còn lại trừ đi thành phần ngang của nội lực xiên (nội lực thanh xiên được tăng 1.2 lần). Gọi nội lực trong bản nối Nbn: cos.N2,1NN cbn  (5.25) trong đó: N - nội lực thanh xiên; Nội lực Nbn là kéo, do khoan lỗ bắt bulông lắp tạm trước khi hàn, phải kiểm tra sự làm việc chịu kéo của tiết diện bản nối bằng công thức sau:   f.AAN clỗbnbn  (5.26) Hình 5.14. Nút giữa giàn 1– bản nối; 2; bản ghép; 3– sườn gia cố trong đó: bnA - diện tích tiết diện (nguyên) của hai bản nối; lỗA - diện tích phần bị khoét lỗ; c - hệ số bằng làm việc, lấy bằng 0.8;  3 21 2 1 3 27 6. Nút có nối thanh cánh: a. Cấu tạo: Tim của các trục thanh tại nút thuộc về thanh lớn nếu khoảng cách giữa hai trục thanh %5.1 bề rộng cánh thép góc lớn, nếu không thoả mãn cho hội tụ tại trục trung bình giữa hai trục. b. Tính toán: Lực tính toán 1t N2,1N  (N1 là nội lực thanh nhỏ), diện tích chịu lực quy ước: bmgghqu tb2AA   (5.27) trong đó:  ghA - tổng diện tích tiết diện ngang của hai bản thép; gb - bề dày cánh thép góc nhỏ; c qu t t .f A N   ; c =1 (5.28) Các đường hàn liên kết bản ghép với thanh cánh chịu lực: ghtgh AN  (5.29) Hình 5.15. Nút nối thanh cánh Các đường hàn liên kết thanh nhỏ vào bản mã tính chịu lực còn lại: 2 N2.1 N2N2.1N 1gh1.c  (5.30) Các đường hàn liên kết thanh lớn vào bản mã tính chịu lực: 2 N2.1 N2N2.1N 2gh22.c  (5.31) Nếu nút là cánh trên, vì có lực tập trung nên khi tính đường hàn liên kết thanh lớn vào bản mã phải kể đến lực tập trung đặt tại nút này. Cách tính tương tự như tính nút trung gian cánh trên. 28 7. Các cấu tạo khác của dàn: - Khi bề dày cánh thép góc của cánh trên mỏng, dưới tác dụng của lực tập trung tại vị trí nút dàn cánh thép góc dễ bị uốn cong (hình 5.16a). Do vậy quy định khi tg (bề dày cánh thép góc) nhỏ hơn 10mm thì tại nút dàn phải được gia cường thêm một bản thép (hình 5.16b). Hình 5.16. Gia cường cánh trên tại điểm có lực tập trung - Đối với thanh dàn làm từ hai thép góc, cần đặt các bản thép đệm giữa hai thép góc (hình 5.17). Bề dày tấm đệm lấy bằng bề dày bản mã, khoảng cách a giữa các tấm đệm được lấy như sau: - Với thanh nén 1i40a  ; - Với thanh kéo 1i80a  , Trong mỗi thanh dàn đặt không ít hơn hai tấm đệm. Hình 5.17. Tấm thép đệm trong thanh giàn I I I -I a a a 1 1 x y