ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU KHÔNG GIAN NHÀ NHỊP LỚN.
Đặc điểm:
- Tải trọng được truyền theo hai phương; mọi phân tố dọc, ngang của hệ đều tham gia chịu lực.
- Kết cấu không gian nhẹ hơn kết cấu phẳng, thông thường có dáng kiến trúc đẹp hơn.
- Tính toán chính xác kết cấu không gian đòi hỏi nhiều công sức hơn và phải có sự trợ giúp của phần mềm tính toán kết cấu.
- Hệ kết cấu thép mái không gian nhịp lớn thường dùng là dạng hệ lưới thanh không gian liên kết. Nhược điểm là nút liên kết rất phức tạp, việc chế tạo và lắp ráp đòi hỏi độ chính xác cao.
KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN.
Kết cấu mái không gian chia làm hai loại: hệ kết cấu mái lưới thanh không gian và hệ kết cấu không gian dạng vỏ.
Dùng cho các công trình nhịp nhỏ (l< 30 m), nhịp vừa ( l =30- 60m) hoặc nhịp lớn L > 60 m.
Hệ kết cấu mái lưới thanh không gian được cấu tạo từ ba lớp lưới thanh gồm: lớp lưới cánh trên theo mặt mái, lớp lưới cánh dưới thường bố trí song song với cánh trên và lớp thứ ba là hệ thanh bụng liên kết lưới thanh cánh trên với lưới thanh cánh dưới, để bảo đảm độ cứng cần thiết cho hệ kết cấu;
Nhà thi đấu đa năng tỉnh Bắc Cạn
Dàn không gian nhà bi sắt trung tâm đào tạo vận động viên cao cấp TP Hà Nội
HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN.
a) Các dạng sơ đồ bố trí hệ thanh: Gồm các giàn phẳng đặt giao nhau theo hai hướng hoặc ba hướng
Hệ mái ghép bởi các đơn nguyên định hình tháp 4 mặt, 5 mặt hoặc 7 mặt. Các cách ghép này tạo nên các giàn đặt chéo trong mái.
Sơ đồ mái ghép bởi các đơn nguyên hình tháp a), b) - từ các đơn nguyên hình chóp 5 mặt; c) - từ các đơn nguyên hình chóp 4 mặt; d) - từ các đơn nguyên hình chóp 7 mặt.
Mái có đơn nguyên chóp 5 mặt
Về phương diện cấu tạo, hệ kết cấu lưới thanh là hệ bao gồm nhiều cấu trúc giống nhau ghép lại, gọi là hệ cấu trúc tinh thể.
b) Lựa chọn sơ đồ bố trí thanh
Phụ thuộc dạng mặt bằng mái, cỡ nhịp, sơ đồ bố trí gối kê, cấu tạo nút liên kết giữa các thanh, dạng tiết diện các thanh…
Mái có các ô lưới hình vuông có các đơn nguyên hình chóp 5 mặt dùng hợp lý khi mặt bằng mái là hình vuông, hoặc mái chữ nhật khi tỉ số 2 cạnh < 1: 0,8 khi đó sự làm việc của mái theo hai hướng là gần như nhau.
Mái có mặt bằng hình chữ nhật khi tỉ số 2 cạnh > 1: 0,8 nên dùng mái gồm các dàn đặt chéo góc 45o
so với chu vi, với các đơn nguyên chóp 4 mặt.
Mái có các thanh cánh tạo nên các ô lưới hình vuông với các đơn nguyên hình chóp 5 mặt hoặc hình chóp 7 mặt có thể bị biến hình nên không chịu được mômen xoắn. Vì vậy khi cấu tạo mái có con sơn cần bố trí sao cho phần con sơn chỉ chịu uốn ngang.
Mái có các cánh tạo nên hình tam giác, từ các đơn nguyên hình chóp 4 mặt tạo nên hệ lưới không gian có tính bất biến hình và độ cứng tăng, vì vậy thích hợp cho các dạng mặt bằng hình dạng phức tạp và có các bộ phận làm việc dạng con sơn. Tuy nhiên phức tạp hơn khi chế tạo và dựng lắp
c) Bố trí gối tựa
Đặc điểm của hệ mái lưới không gian về phương diện kết cấu là gối tựa có thể bố trí tại vị trí bất kỳ, tuy nhiên chúng được bố trí theo các nguyên tắc sau:
- Theo yêu cầu bố trí kiến trúc;
- Đảm bảo tốt nhất tính làm việc không gian của kết cấu, sao cho nội lực càng phân bố đều trong mặt mái;
- Trong các mặt bằng đối xứng nên bố trí gối đối xứng.
Một số phương án bố trí gối tựa cho mặt bằng hình vuông và tam giác a) - ở góc, b), d) - con sơn
ở góc; c), e) - theo chu vi; g), h) - dạng consơn xung quanh; i) - thành hệ nhiều nhịp (với gối tựa bên
trong)
Khi bố trí gối tựa ở góc và tạo con sơn góc các thanh ở khu vực gối tựa sẽ có nội lực lớn, nội lực phân bố không đều trên mặt mái. Để khắc phục điều này có thể phân bố phản lực gối lên một số thanh như các phương án trên.
Bố trí nhiều gối tựa theo chu vi khi bước cột nhỏ (hoặc trên các dầm giằng đầu cột - khi bước cột lớn) cho nội lực phân bố khá đều trong mặt mái.
Bố trí gối tựa tạo nên vùng con sơn chung quanh mái với nhịp con sơn lc = (0,2 - 0,25) l làm giảm nội lực cho vùng giữa tấm vì vậy có hiệu quả kinh tế hơn.
Bố trí dạng nhiều nhịp mômen gối làm giảm nội lực các thanh ở nhịp, tuy nhiên không gian sử dụng giảm và chi phí cột tăng.
Phương án bố trí gối liên hợp để nội lực trong hệ phân bố đều hơn có thể dùng các dùng thêm hệ dây văng, hệ dây treo, tạo hệ dàn gối hoặc vòm đỡ.
Các phương án kết cấu gối đỡ liên hợp a),b)- dùng hệ dây văng; c), d)- hệ dây treo; e)- tạo hệ dàn gối; h) - gối tựa lên vòm.
d) Kích thước hình học của mái, tiết diện thanh và vật liệu làm thanh
- Kích thước hình học của mái
- Nhịp l của mái có độ lớn bất kỳ tuỳ theo yêu cầu bố trí kiến trúc;
- Chiều cao của dàn h = (1/15 - 1/30) l ;
- Góc ngiêng của các thanh xiên so với phương nằm ngang α = 400 - 500 ;
- Chiều dài các thanh: Thông thường chiều dài các thanh dàn a = 1,2 - 3 m.
- Tiết diện thanh
- Tiết diện hình ống là loại dùng nhiều hơn cả, so với tiết diện tổ hợp từ thép góc đều cánh và nếu các thanh có độ mảnh như nhau thì tiết diện thép ống tiết kiệm được khoảng 15 % trọng lượng thép;
- Tiết diện là thép góc đơn hoặc tổ hợp;
- Tiết diện là định hình mỏng dập nguội ( vuông, chữ nhật chữ [ ).
- Chiều dầy của thép làm thanh không được nhỏ hơn 2,5 mm; thép ống dùng nhỏ nhất là 48x2,5 mm; thép góc nhỏ nhất là L 50x3 mm và L 63x40x3 mm.
Các loại tiết diện trên có thể lấy theo các bảng thép hình có sẵn.
Độ mảnh giới hạn của các thanh - Đối với thanh chịu nén lấy theo bảng
- Đối với các thanh chịu kéo lấy theo bảng sau
-Vật liệu làm thanh.
Các thanh của kết cấu mái lưới không gian được làm bằng thép các bon thông thường, có giới hạn chảy từ 240 đến 290 N/ mm2.
e) Nút liên kết giữa các thanh
CẤU TẠO NÚT LIÊN KẾT
Nút công nghiệp
Chi tiết cơ bản của nút công nghiệp (hay còn gọi là nút cánh bướm) là các bản thép được hàn vào thép ống (thanh cánh trên, cánh dưới) để liên kết với các thanh bụng tạo thành hệ giàn không gian. Các bản mã này được gia công tùy theo các góc nghiêng của các thanh bụng liên kết vào nút. Trên bản mã có các lỗ bu lông để liên kết các thanh giàn. Các thanh giàn: được sản xuất theo đúng đường kính, độ dày, cường độ thiết kế.
Các thanh bụng được đập bẹp đầu và đục lỗ bu lông để liên kết vào nút. Sau đó được tẩy rửa, phốt phát hóa bề mặt và sơn tĩnh điện theo màu do thiết kế chỉ định.
Giàn sử dụng nút công nghiệp
Nút cầu
Liên kết nút cầu bao gồm các chi tiết:
- Quả cầu thép mạ (hoặc Inox) có lỗ khoan có ren để liên kết các thanh giàn.
- Bu lông liên kết: Bu lông cường độ cao có 2 gờ dọc, cấp bền 8.8.
- Đầu côn: Được chế tạo từ thép CT3 bằng công nghệ rèn và tiện.
- Ống lồng: Có dạng khối trụ lục lăng có 2 rãnh phía trong, được chế tạo từ thép CT5 qua công nghệ rèn, khoan, bào rãnh then, mạ niken bóng.
- Thanh dàn: Được sản xuất tại nhà máy thép ống trong nước, có đường kính, độ dày, cường độ theo đúng thiết kế. Thanh dàn được tẩy rửa, phốt phát hóa bề mặt và sơn tĩnh điện theo màu do thiết kế chỉ
định.
Nút trụ
Chi tiết cơ bản của nút là khối thép hình trụ, trên đó có xẻ nhiều rãnh dọc theo đường sinh, bulông bố trí tại tâm nút hình trụ liên kết với hai tấm chặn ép vào hai đầu mút của nút hình trụ ngăn cản chuyển vị của đầu các thanh dàn theo mọi hướng tạo thành cụm nút. Công dụng của rãnh là để neo chặt phần đầu thanh dàn bảo đảm truyền lực kéo nén dọc trục thanh dàn vào nút, thành phần lực h ớng dọc
nút trụ sẽ do bulông và tấm chặn chịu.
