BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1 THẦY TRẦN TIẾN ĐẮC ĐH BÁCH KHOA TP HCM

SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

Phụ Lục 3
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ DẦM PHỤ ................................................................................. 4
1/ Sơ đồ tính: .................................................................................................................... 4
Hình 1.1 Sơ đồ tính của dầm phụ ..................................................................................... 4
2/ Ngoại lực: ..................................................................................................................... 4
Hình 1.2 Diện truyền tải lên dầm phụ. ............................................................................. 4
3/ Sơ đồ tải: ...................................................................................................................... 5
Hình 1.3 Sơ đồ tải của dầm phụ ....................................................................................... 5
4/ Nội lực:......................................................................................................................... 5
Hình 1.4 Biểu đồ lực cắt và mơ-men của dầm phụ. ......................................................... 5
5/ Chọn tiết diện: .............................................................................................................. 5
Hình 1.5 Tiết diện của dầm phụ. ...................................................................................... 6
6/ Kiểm tra khả năng chịu lực: ......................................................................................... 6
7/ Thiết kế đường hàn đối đầu: ........................................................................................ 8
Hình 1.6 Xác định vị trí cần hàn. ..................................................................................... 8
Hình 1.7 Xác định hệ số ứng suất tại các tiết diện ........................................................... 9
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH ........................................................................... 10
1/ Sơ đồ tính: .................................................................................................................. 10
Hình 2.1 Sơ đồ tính của dầm chính. ............................................................................... 10
2/ Ngoại lực: ................................................................................................................... 10
Hình 2.2 Diện truyền tải lên dầm chính. ........................................................................ 10
3/ Sơ đồ tải: .................................................................................................................... 11
Hình 2.3 Sơ đồ tải của dầm chính. ................................................................................. 11
4/ Nội lực:....................................................................................................................... 11
Hình 2.4 Biểu đồ lực cắt và mơ-men của dầm chính. .................................................... 11
5/ Chọn tiết diện: ............................................................................................................ 12
Hình 2.5 Tiết diện của dầm chính I-700×260×8×10 ..................................................... 13
6. Kiểm tra khả năng chịu lực: ....................................................................................... 13

1


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
6.1/ Kiểm tra bền cho dầm chính: .................................................................................. 13
6.2/ Kiểm tra võng cho dầm chính (theo độ võng tương đối): ....................................... 15
6.3/ Kiểm tra khả năng chịu lực: .................................................................................... 15
a/ Kiểm tra ổn định tổng thể:.......................................................................................... 15
b/ Kiểm tra ổn định cục bộ: ............................................................................................ 15
7/ Thiết kế liên kết hàn: .................................................................................................. 16
Hình 2.6 Hình vẽ mặt cắt bố trí liên kết hàn bản ghép của dầm chính. ......................... 17
8/ Thiết kế liên kết bu lơng: ........................................................................................... 18
Hình 2.7 Hình vẽ mặt cắt bố trí liên kết bu lơng của dầm chính. .................................. 19
Hình 2.8 Excel tối ưu tiết diện của dầm chính. .............................................................. 20
Hình 2.9 Excel hệ số ứng suất tại các tiêt diện của dầm chính. ..................................... 20
Hình 2.10 Excel kiểm tra võng và HSKT ổn định của dầm chính................................. 21
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỘT ĐẶC ................................................................................ 22
1/ Sơ đồ tính: .................................................................................................................. 22
Hình 3.1 Sơ đồ tính của cột theo 2 phương.................................................................... 22
2/ Ngoại lực: ................................................................................................................... 22
Hình 3.2 Diện truyền tải lên cột số 2. ............................................................................ 22
3/ Chọn tiết diện: ............................................................................................................ 23
Bảng 3.1 Bảng excel chọn và tính tốn các lần lặp chọn tiết diện. ................................ 23
Hình 3.3 Tiết diện cột đặt đã chọn. ................................................................................ 24
4/ Kiểm tra khả năng chịu lực: ....................................................................................... 24
a/ Kiểm tra ổn định tổng thể:.......................................................................................... 24
b/ Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng: ............................................................................ 24
c/ Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:............................................................................. 25

5/ Thiết kế kích thước bản đế chân cột đặc chịu nén đúng tâm: .................................... 25
Hình 3.4 Kích thước bản đế chân cột. ............................................................................ 26
Hình 3.5 Excel chọn và tối ưu tiết diện cho cột. ............................................................ 26
Hình 3.6 Excel chọn và tối ưu tiết diện cho cột. ............................................................ 27
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CỘT RỖNG BẢN GIẰNG: ..................................................... 28

2


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
1/ Sơ đồ tính: .................................................................................................................. 28
Hình 4.1 Sơ đồ tính của cột theo 2 phương.................................................................... 28
2/ Ngoại lực: ................................................................................................................... 28
3/ Chọn tiết diện: ............................................................................................................ 28
a/ Đối với trục thực y-y: ................................................................................................. 28
b/ Đối với truc ảo x-x: .................................................................................................... 29
Hình 4.3 Excel chọn và kiểm tra tối ưu cột rỗng bản giằng .......................................... 32
Hình 4.4 Kích thước tiết diện cột rỗng bản giằng. ......................................................... 33
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CỘT RỖNG THANH GIẰNG: ............................................... 34
1/ Sơ đồ tính: .................................................................................................................. 34
Hình 5.1 Sơ đồ tính của cột theo 2 phương.................................................................... 34
2/ Ngoại lực: ................................................................................................................... 34
3/ Chọn tiết diện: ............................................................................................................ 34
a/ Đối với trục thực y-y: ................................................................................................. 34
b/ Đối với truc ảo x-x: .................................................................................................... 35
Hình 5.2 Excel chọn và tính tốn cột rỗng thanh giằng. ................................................ 37
Hình 5.3 Excel kiểm tra khả năng chịu lực của cột rỗng thanh giằng. .......................... 37
Hình 5.4 Cấu tạo của cột rỗng thanh giằng .................................................................... 38
CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ THÉP: .................................................................................... 39

6.1 Tổng hợp kết quả thiết kế:........................................................................................ 39
Hình 6.1 Tổng hợp kết quả thiết kế ................................................................................ 39
6.2 Thống kế thép:.......................................................................................................... 39
a/ Bảng thống kê thép:.................................................................................................... 39
Hình 6.2 Thống kê thép .................................................................................................. 39
b/ Bảng giá thành: .......................................................................................................... 39
Hình 6.3 Bảng giá thành các loại thép ........................................................................... 39

3


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ DẦM PHỤ
1/ Sơ đồ tính:
Ldp = 5100 mm

Hình 1.1 Sơ đồ tính của dầm phụ
2/ Ngoại lực:

5100

1

5100

2

3
1800

1800

1800

1800

1800

A

B

Hình 1.2 Diện truyền tải lên dầm phụ.
Trọng lượng bản thân sàn (tĩnh tải):

gstt = n g ×b×gstc = n g ×b×(h s ×γbt ) = 1.1×1.8×(0.1× 25) = 4.95(kN / m).
Trọng lượng bản thân dầm (tĩnh tải):

g dtt = n g ×g dtc (Sẽ cập nhật sau khi chọn tiết diện).
Hoạt tải tính tốn:

ptt = n p ×b×ptc =1.2×1.8×5.5=11.88(kN / m).

4


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
3/ Sơ đồ tải:

ptt
gstt

qtt

gdtt
Ldp = 5100 mm

Hình 1.3 Sơ đồ tải của dầm phụ

 Tổng tải tính tốn: q tt = ptt + gstt = 11.88+4.95=16.83(kN / m).
4/ Nội lực:
Vmax

V1
Vmax

M1

Mmax

Hình 1.4 Biểu đồ lực cắt và mô-men của dầm phụ.

1
1
M x,max = × q tt × L2dp = ×16.83×5.12 = 54.72(kNm)
8
8
5/ Chọn tiết diện:
Mô-ment kháng uốn yêu cầu theo phương x:

Wx 

M x,max
54.72(kNm)
=
= 290.2(cm3 )
22
f  c
(kN / cm 2 )  0.9
1.05

Chọn tiết diện I-24a có: Wx = 317 (cm3), Sx = 178 (cm3), Ix = 3800 (cm4),
tw = 0.56 (cm), tf = 0.98 (cm), h = 24 (cm), R = 1.05 (cm), gdtc = 29.4 (daN/m),
hw = h – 2×(tf + R) = 24 – 2×(0.98+1.05) = 19.94 (cm),

Sfx = S − t w 

h 2w
19.942
= 178 − 0.56 
= 150.17 (cm3 ) .
8
8

5


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

I-24a

Hình 1.5 Tiết diện của dầm phụ.
Trọng lượng bản thân dầm phụ: g dtt = n g  g dtc = 1.1  29.4 = 0.3234 (kN / m)
Cập nhật lại tổng tải tính tốn:

q tt = gdtt + gstt + p tt = 0.3234 + 4.95 + 11.88 = 17.15 (kN / m)
6/ Kiểm tra khả năng chịu lực:
6.1/ Kiểm tra bền:
Cần kiểm tra bền tại 3 tiết diện nguy hiểm: x = 0; x = L/2; x = L/4.

Mx,max =
Vmax =

q tt  L2dp 17.15  5.12
=
= 55.77(kNm)
8
8

q tt  Ldp 17.15  5.1
=
= 43.74(kN)
2
2

Vmax  Ldp q tt  Ldp Ldp 43.74  5.1 17.15  5.1 5.1
M1 =
−


=
−

= 41.83 (kNm)
4
4
8
4
4
8

V1 =

Vmax 43.74
=
= 21.87 (kN)
2
2

6


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
a/ Tại x = 0 (đầu dầm):

max =

Vmax  Sx 43.74 178

=
= 3.66 (kN / cm2 )
Ix  t w
3800  0.56

f v   c = 0.58  f   c = 0.58 

22
 0.9 = 10.94 (kN / cm2 )
1.05

 max  f v   c (thỏa điều kiện)
b/ Tại x = L/2 (giữa dầm): max =

f  c =

Mx,max 55.77 100
=
= 17.59 (kN / cm2 )
Wnx
317

22
 0.9 = 18.86 (kN / cm2 )
1.05

 max  f   c (thỏa điều kiện)

c/ Tại x = L/4:

1 =

M1 h w 41.83 19.94

=

= 10.96 (kN / cm2 )
Wnx h
317
24

1 =

V1  Sfx 21.87 150.17
=
= 1.54(kN / cm2 )
Ix  t w
3800  0.56

td = 12 + 312 = 10.962 + 3  1.542 = 11.28 (kN / cm 2 )

1.15  f   c = 1.15 

22
 0.9 = 21.69 (kN / cm 2 )
1.05

 td  1.15  f   c (thỏa điều kiện)

6.2/ Kiểm tra võng (theo độ võng tương đối):

Tổng tải tiêu chuẩn: q tc = gdtc + gstc + p tc = 0.294 + 4.5 + 9.9 = 14.694 (kN / m)
Kiểm tra võng tương đối:
f max
5 q tc  L3dp
5 14.694  5.13 104
1
1

=

=

=

=
L
384
E  Ix
384 2.06 104  3800 308.4  L  250

 Thỏa tiêu chí về độ võng.

7


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
7/ Thiết kế đường hàn đối đầu:
Các đặc trưng hình học của đường hàn đối đầu:
Moment kháng uốn: Ww = Wx = 317 (cm3 )

Diện tích tiết diện: A w = A x = 37.5 (cm 2 )
Tại tiết diện giữa dầm phụ có M max = 55.77 (kNm)
Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ nhất đối với đường hàn ở vị trí giữa dầm:
σw =

M max 55.77×100
=
= 17.6 > f wt γ c = 0.85× 21× 0.9 = 16.1 (kN / cm2 )
Ww
317

Chỉ kiểm tra đường hàn chịu ảnh hưởng của moment uốn và bỏ qua ảnh hưởng của
lực cắt nên cần hàn đối đầu tại vị trí cách vị trí giữa dầm một đoạn x nhỏ nhất có  w
thỏa:  w  f wt × γ c = 0.85× 21× 0.9 = 16.1 (kN / cm 2 )

Vmax

V

Vmax

x
M

Mmax

Hình 1.6 Xác định vị trí cần hàn.

M = M max -

1 Vmax 2
1
43.74
x = 55.77×100 x 2 = 5577 - 0.086x 2 (kNcm)
2 0.5Ldp
2 0.5×5.1×100

M 5577 − 0.086x 2
 w =
=
(kN / cm2 )
Ww
317
Ta chọn x nhỏ nhất sao cho:  w  f wt × γ c = 0.85× 21× 0.9 = 16.1 (kN / cm 2 )
Giải ra ta được x ≥ 76 (cm). Vậy xmin = 76 (cm). Ta có x/ Ldp = 76/510 = 0.15

8


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

Hình 1.7 Xác định hệ số ứng suất tại các tiết diện

9


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH

1/ Sơ đồ tính:
Ldc = 9000 mm

Hình 2.1 Sơ đồ tính của dầm chính.
2/ Ngoại lực:

5100

1

5100

2

3
1800

1800

1800

1800

1800

A

B

Hình 2.2 Diện truyền tải lên dầm chính.

P tt = n p × b× Ldp × p tc = 1.2×1.8m×5.1m×5.5kN / m 2 = 60.59 (kN)
G stt = n g × b× Ldp × g stc = 1.1×1.8m×5.1m× (0.1m× 25kN / m 3 ) = 25.25 (kN)
tt
tc
G dp
= n g × Ldp × g dp
= 1.1×5.1m× 0.294(kN / m) = 1.65 (kN)
tt
g dc
(Sẽ cập nhật sau khi chọn tiết diện)

tt
 Q tt = P tt + G stt + G dp
= 60.59 + 25.25 +1.65 = 87.49 (kN)

10


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
3/ Sơ đồ tải:
Ptt
Gstt
Gdptt
gdctt
Ldc = 9000 mm

Qtt

Qtt

Qtt

Qtt

Qtt

Qtt

Ldc = 9000 mm

Hình 2.3 Sơ đồ tải của dầm chính.
4/ Nội lực:
2Qtt
Qtt
Qtt

2QttLdc/5

tt

3Q Ldc/5

2Qtt

2QttLdc/5

Hình 2.4 Biểu đồ lực cắt và mơ-men của dầm chính.

3
3
M x, max = × Qtt × Ldc = ×87.49kN×9m = 472.45 (kNm)
5
5
tt
Vmax = 2Q = 2×87.49 = 174.96 (kN)
M
472.45kNm ×100
Wx-yc  x,max =
= 2505 (cm3 )
2
f × γc
21(kN / cm )× 0.9

11


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
5/ Chọn tiết diện:
- Chọn chiều cao tiết diện h (ước lượng sơ bộ xem như h = hf = hw ).

h min =

5 f  L  Ldc 5
22
9
  
= 

 400 
= 654(mm)
4
24 E    n q 24 1.05  2.06 10
1.17

h kt = k 

Wx
2505
= (1.15  1.2 ) 
= ( 644  672 ) ( mm )
tw
0.8

Wx 3
2505
= 3  100 
= 722 (mm)
2
2
1
9000
  Ldc =
= 750 (mm)
12
12

h kt = 3 3   w 

h max

Từ các dữ kiện trên chọn h = 700 (mm)

3
Vmax
3
174.96
- Chọn chiều dày thành bụng tw: t w  
= 
= 3 (mm)
2 h w  f v   c 2 70 12.15  0.9
3h
3  700
tw = 7 +
=7+
= 9.1 (mm)
1000
1000
tw 

hw
f 700
1

=

= 4.06 (mm)
5.5
E 5.5

983

Từ các dữ kiện trên chọn tw = 8 (mm)
- Chọn kích thước bản cánh bf và tf:
M max
t h
472.45  100 0.8  70
bf  t f 
− w
=
−
= 26.45 (cm 2 )
22
f  c  h
6
6
 0.9  70
1.05
bf
E

= 983 = 31.35
tf
f

t w = 8 (mm)  t f = (12  24 ) mm  40 (mm)
180(mm)

1 1
 bf =    h = 14  35(cm)

 h 700
=
= 70(mm)
 2 5

10 10

Từ các dữ kiện trên chọn bf = 260 (mm) và tf = 10 (mm)

12


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

10

260

700

8

Hình 2.5 Tiết diện của dầm chính I-700×260×8×10
- Các đặc trưng hình học của tiết diện vừa chọn:
(kN/m
)
(cm3)

A=

106.4

(cm2)

g=

0.84

Sw =

462.4

(cm3)

Sfx =

897

Ix =

82859.47

(cm4)
(kN/m
)

Wx = 2367.41 (cm3)

gdctt =

0.92

hw =

680

(mm)

Sx =

1359.4

(cm3)

rx/h =

0.32

Trọng lượng bản thân dầm chính (quy đổi về lực tập trung):
L
9m
tt
tc
G dc
= n g ×g dc
× dc = 1.1×0.84(kN / m)×
= 1.66 (kN)
5
5

Tổng tải tính tốn sau khi cập nhật trọng lượng bản thân dầm phụ:
tt
Q tt (sau) = Q tt + G dc
= 87.49 +1.66 = 89.14 (kN)
6. Kiểm tra khả năng chịu lực:
6.1/ Kiểm tra bền cho dầm chính:
Cần kiểm tra tại 3 tiết diện tiêu biểu: x = 0; x = L/5; x = 2L/5.
Vmax = 2  Q tt = 2  89.14 = 178.28 (kN) ; M1 = 0 (kNm)

2
2
V2 = Q tt = 89.14 (kN) ; M2 =  Qtt  Ldc =  89.14kN  9m = 320.9(kNm)
5
5
3
3
V3 = 0 (kN) ; Mmax =  Qtt  Ldc =  89.14kN  9m = 481.36 (kNm)
5
5
Vì liên kết dầm phụ với dầm chính là liên kết bằng mặt nên bỏ qua ứng suất cục
bộ.

13


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
a/ Tại x = 0 (đầu dầm):

Vmax  Sx 178.28 1359.4

=
= 3.66 (kN / cm2 )
Ix  t w
82859.47  0.8

max =

f v   c = 0.58  f   c = 0.58 

22
 0.9 = 10.94 (kN / cm2 )
1.05

 max  f v   c (thỏa điều kiện)
b/ Tại x = L/5 :

2 =

M2 h w 320.9 100 680

=

= 13.17 (kN / cm2 )
Wnx h
2367.41 700

2 =

Vmax  Sfx
178.28  897

=
= 2.41(kN / cm2 )
Ix  t w
82859.47  0.8

 td = 22 + 322 = 13.17 2 + 3  2.412 = 13.82 (kN / cm 2 )

1.15  f   c = 1.15 

22
 0.9 = 21.69 (kN / cm 2 )
1.05

 td  1.15  f   c (thỏa điều kiện)

c/ Tại x = 2L/5 :

3 =

Mmax h w 481.36 100 680

=

= 19.75 (kN / cm2 )
Wnx
h
2367.41
700
3 =

V2  Sfx
89.14  897
=
= 1.21 (kN / cm2 )
Ix  t w 82859.47  0.8

 td = 32 + 3  32 = 19.752 + 3  1.212 = 19.86 (kN / cm 2 )

1.15  f   c = 1.15 

22
 0.9 = 21.69 (kN / cm 2 )
1.05

 td  1.15  f   c (thỏa điều kiện)

Vậy cả 3 tiết diện nguy hiểm tiêu biểu của dầm đều thỏa điều kiện bền.

14


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
6.2/ Kiểm tra võng cho dầm chính (theo độ võng tương đối):
- Tổng tải tiêu chuẩn:

P tc = p tc  Ldp  Ldc = 5.5(kN / m 2 )  5.1m  9m = 252.45 (kN)

G stc = gstc  Ldp  Ldc = (0.1 25)  5.1m  9m = 114.75 (kN)
tc

tc
G dp
= 6  g dp
 Ldp = 6  0.294(kN / m)  5.1m = 9 (kN)
tc
tc
G dc
= g dc
 Ldc = 0.84(kN / m)  9m = 7.56 (kN)

tc
tc
 Q tc = P tc + G stc + G dp
+ G dc
= 252.45 + 114.75 + 9 + 7.56 = 383.71 (kN / m)

- Quy đổi tải tiêu chuẩn về tải phân bố đều:

Qtc 383.71(kN)
q =
=
= 42.63 (kN / m)
Ldc
9m
tc

- Kiểm tra võng tương đối:
f max
5 q tc  L3dc
5

42.63  93 104
1
1

=

=

=
 =
4
L
384 E  I x
384 2.06 10  82859.47 422  L  400

 Thỏa tiêu chí về độ võng.
6.3/ Kiểm tra khả năng chịu lực:
a/ Kiểm tra ổn định tổng thể:
Vì liên kết dầm phụ với dầm chính là liên kết bằng mặt nên tại vị trí liên kết cũng
là các điểm cố kết cho dầm chính, với khoảng cách giữa các điểm cố kết nhỏ. Nên ta
bỏ qua việc kiểm tra ổn định tổng thể cho dầm chính.
b/ Kiểm tra ổn định cục bộ:
- Kiểm tra bản cánh:

bof (b − t w ) / 2 (260 − 8) / 2
E
=
=
= 12.6  0.5 
= 15.7

tf
tf
10
f

 Thỏa ổn định cục bộ bản cánh nén.
- Kiểm tra bản bụng đầu dầm:

hw
f 680
1

=

= 2.71  [ w ] = 3.2
tw
E
8
983.2

 Thỏa ổn định cục bộ bản bụng đầu dầm chịu lực cắt lớn.
- Với dầm không thay đổi tiết diện, khi bản bụng đầu dầm thỏa ổn định cục bộ thì
bản bụng giữa dầm cũng thỏa.

15


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
7/ Thiết kế liên kết hàn:

Nối dầm chính tại vị trí cách gối tựa bên trái một đoạn x = 0.25×Ldc. Ta tính moment
tại vị trí x = 0.25×Ldc:

M=

2Q tt  Ldc
L 
L
+ Q tt   dc − dc  = 0.45  Q tt  Ldc = 0.45  89.14  9 = 361.02 (kNm)
5
5 
 4

Liên kết hàn bản ghép ở hai bản cánh của dầm chính nên ta có:

N=

M 361.02
=
= 515.74(kN)
h
0.7

- Kích thước sơ bộ bản ghép cánh:
b ' = b − 2 15 mm = 260 − 30 = 230 mm

 A bg  A = 260  10 = 2600 (mm 2 )

 t' =

 A bg
b'



2600
= 11.3 (mm) . Chọn t’ = 12 (mm)
230

- Chọn chiều cao hf của đường hàn góc cạnh:
h f  1.2  t min = 1.2  min(10; 12) = 1.2  10 = 12(mm) . Chọn hf = 12 (mm).

- Chiều dài cần thiết của các đường hàn:
+ Thép cơ bản CCT34 có: f ws = 0.45f u = 0.45  34 = 15.3 (kN / cm 2 )
+ Sử dụng que hàn N42 có: f wf = 18 (kN / cm 2 ) .
+ Ta có: f  f wf = 0.7  18 = 12.6  s  f ws = 1 15.3 = 15.3 (kN / cm 2 ) .
 w =

  lw 

N
N
=
 f wf   c
 A w (f  h f )   l w

N
515.74
=
= 37.9 (cm)

(f  h f )  f wf   c (0.7 1.2) 18  0.9

+ Có 2 đường hàn ở mỗi mắc xích  lw 

37.9
= 18.95 (cm) .
2

+ Tính cho trường hợp khơng có máng dẫn, bản lót: lw ≥ 18.95 + 1 =19.95 (cm).
Chọn lw = 20 (cm).

16


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
- Từ đó ta có kích thước bản ghép: 410×230×12 (mm)
Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn góc cạnh:
N = 515.74   N  = f wf   c  (f  h f )   l w = 18  0.9  (0.7  1.2)  38 = 517.104 (kN)

12

700

410

260

N
515.74

=
= 0.997
 N  517.104

230

 Đường hàn đủ khả năng chịu lực với HSKT =

Hình 2.6 Hình vẽ mặt cắt bố trí liên kết hàn bản ghép của dầm chính.

17


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
8/ Thiết kế liên kết bu lông:
Chọn bu lông thường M16 Gr 8.8 và chiều dày các bản ghép d = 10 (mm).
Khả năng chịu cắt của bu lông thường:

 Nvb = n v  A  f vb   b = 2  2.01 32  0.9 = 115.78 (kN)
Khả năng chịu ép mặt của thép cơ bản:

 Ncb = d  ( t)min  fcb   b = 1.6 1.0  39.5  0.9 = 56.88 (kN)
Từ đó ta có  Nmin =  Ncb = 56.88 (kN)
Nối dầm chính tại vị trí cách gối tựa bên trái một đoạn x = 0.25×Ldc. Ta tính moment
tại vị trí x = 0.25×Ldc:

M=

2Q tt  Ldc

L 
L
+ Q tt   dc − dc  = 0.45  Q tt  Ldc = 0.45  89.14  9 = 361.02 (kNm)
5
5 
 4

Liên kết hàn bản ghép ở hai bản cánh của dầm chính nên ta có:

N=
Số bu lơng cần thiết:

N

M 361.02
=
= 515.74(kN)
h
0.7

 Nmin   c

=

515.74
= 10.07  Chọn 12 bu lông.
56.88  0.9

Khả năng chịu lực tối đa của bản ghép cánh liên kết bu lông:

M =  Nmin  h  n bulong = 56.88  0.7 12 = 477.792(kNm)
Ta tính được: HSKT =

M
361.02
=
= 0.756
 M  477.792

18


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

700

10

260

288
40

260

65

130

32

Hình 2.7 Hình vẽ mặt cắt bố trí liên kết bu lơng của dầm chính.

19


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

Hình 2.8 Excel tối ưu tiết diện của dầm chính.

Hình 2.9 Excel hệ số ứng suất tại các tiêt diện của dầm chính.

20


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

Hình 2.10 Excel kiểm tra võng và HSKT ổn định của dầm chính.

21


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỘT ĐẶC
1/ Sơ đồ tính:

Hình 3.1 Sơ đồ tính của cột theo 2 phương.

y = 1

 x = 0.7
l x = 0.7  400 = 280 (cm)

l y = 1 400 = 400 (cm)

2/ Ngoại lực:

5100

1

5100

2

3
1800

1800

1800

1800

1800

A

B

Hình 3.2 Diện truyền tải lên cột số 2.

22


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc
Tổng ngoại lực do hoạt tải, tĩnh tải sàn, trọng lượng bản thân dầm phụ, trọng lượng
bản thân dầm chính của 5 tầng tác dụng lên cột A2 ở tầng dưới cùng:
g tt  Ldc
0.92  9
N tt = 5  (2.5  P tt + dc
) = 5  (2.5  87.49 +
) = 1114.2 (kN)
2
2
3/ Chọn tiết diện:
- Lần lặp 1: Giả thiết ly = 100, với f = 21 kN/cm2; ta tra bảng được jy-gt = 0.58

N
1114.2(kN)
=
= 101.2 (cm2 )
2
y−gt  f   c 0.58  21(kN / cm )  0.9
ly

400 mm
b yc =
=
= 16.67 (mm)
 y   y−gt 0.24  100

A yc 

Chọn tiết diện: I - b×h×tw×tf = I - 328×250×10×14. Có:
A tk = 2  b  t f + t w  h w = 2  25  1.4 + 1  (32.8 − 2  1.4) = 100 (cm 2 )

0.5  (b − t w )  h 3w 25  32.83
b  h3
0.5  (25 − 1)  303
− 2
=
− 2
= 19515.7(cm4 )
12
12
12
12
l
280
I
19515.7
x = x =
= 20.4
ix = x =
= 13.97 (cm) ;

i x 13.97
A
100
Ix =

t f  b3 h w  t 3w
1.4  253 30 13
Iy = 2 
+
= 2
+
= 3648.33 (cm4 )
12
12
12
12
Iy
l y 400
3648.33
y = =
= 66.22
iy =
=
= 6.04 (cm) ;
i y 6.04
A
100

  max = max( x ;  y ) =  y = 66.22
- Tính tốn tương tự cho các lần lặp 2 và 3 ta được bảng tóm tắt sau:

1
2
3

lgt
100
67
68

jgt
Ayc
iy-yc bf-yc
Chọn tiết diện
Atk
lx
ly
lmax
0.58 101.19 4.00 16.67 I-328×250×10×14 100.00 20.04 66.22 66.22
0.79 74.87 5.97 24.88 I-300×250×8×10 74.80 19.91 67.77 67.77
0.78 75.32 5.88 24.51 I-320×260×8×10 76.00 20.41 64.42 64.42
Bảng 3.1 Bảng excel chọn và tính tốn các lần lặp chọn tiết diện.

- Từ đó ta chọn tiết diện I-320×260×8×10 có: A = 76 (cm2); ix = 13.716 (cm);
iy = 6.21 (cm);  s =

ix  iy
A

=

13.716  6.21
= 1.1207
76

23


SVTH: Nguyễn Cơng Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

8

320

10

260

Hình 3.3 Tiết diện cột đặt đã chọn.
4/ Kiểm tra khả năng chịu lực:
a/ Kiểm tra ổn định tổng thể:
Từ lmax = 64.42 và f = 21 kN/cm2 tra bảng ta có jmin = 0.8013

=

N
1114.2
=
= 18.296 (kN / cm2 )  f   c = 21 0.9 = 18.9 (kN / cm 2 )
min  A 0.8013  76

 Cột đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể.
b/ Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng:
Độ mảnh quy ước của cột:  =  

f
21
= 64.42 
= 2.054  2
E
2.06  104

h 
E
2.06  104
  w  = (1.3 + 0.15   2 ) 
= (1.3 + 0.15  2.054 2 ) 
= 60.612
f
21
 tw 

Ta có:

h 
h w 300
=
= 37.5   w  = 60.612
tw
8

 tw 

 Bản bụng đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ.

hw
E
= 37.5  2.3 
= 72.7  Bản bụng không cần phải đặt sường ngang.
tw
f

24


SVTH: Nguyễn Công Huy – 1812378
GVHD: Ths Trần Tiến Đắc

c/ Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:
Độ mảnh quy ước của cột:  =  

f
21
= 64.42 
= 2.054  2
E
2.06  104

b 
E
2.06  104

  o  = (0.36 + 0.1 ) 
= (0.36 + 0.1 2.054) 
= 24.52
f
21
 tf 

Ta có:

b 
bo 260 − 8
=
= 12.6   o  = 24.52
tf
2 10
 tf 

 Bản cánh đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ.

5/ Thiết kế kích thước bản đế chân cột đặc chịu nén đúng tâm:
Bê tơng B20 có Rb = 11.5 (MPa). Chọn jb = 1.2
Ta có cơng thức diện tích bản đế Abd của cột đặc chịu nén đúng tâm được xác định
theo cường độ tính tốn về nén cục bộ của bê tơng móng như sau:

A bd

N
1114.2 103

=

= 80739 (mm2 )
b  R b
1.2 11.5

Chọn sơ bộ tbd = 8 (mm); C = 100 (mm)
 B = b + 2t bd + 2C = 260 + 2  8 + 2 100 = 476 (mm)

L=

Abd 80739

= 170 (mm)
B
476

Chọn B = L = 350 (mm). Kiểm tra điều kiện ứng suất dưới đế cột:

=

N
1114.2 103
=
= 9.1  b  R b = 1.2 11.5 = 13.8 (MPa)
B L
350  350

25