Đồ án xây dựng dân dụng và công nghiệp (9)

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp có cầu trục. Các số
liệu thiết kế:
• Nhịp khung: L = 26 m.
• Bước khung: B = 7,2 m; toàn bộ nhà dài 15B = 108 m.
• Sức trục: Q = 8 tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm việc
trung bình.
• Cao trình đỉnh ray: H1 = 9,0 m.
• Vùng gió: IIB
• Dạng địa hình xây dựng cơng trình: A
• Độ dốc mái i = 10% → α = 5,71°
• Mái lợp tơn múi dày 0,51mm
• Vật liệu: Thép CCT38, hn tay, que hn N42 (d = 3ữ5mm)
ã Bờ tơng móng cấp độ bền B20.
• Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m ở phía dưới, thưng tơn ở phía trên.

1


11200
9180

2020 2000 2000

CHƯƠNG 1. KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG
1.1. Kích thước theo phương đứng

1000

q =8t

13000

13000
26000

A

B

Hình 1.1. Mặt cắt khung ngang
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H2 = K1 + 0,2 = 0,96 + 0,2 = 1,16 (m)
Với : K1 = 0,96 m – là khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của xe con. Giá
trị này được tra trong catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q = 8T và nhịp cầu
trục S= 24m); 0,2 m – khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang.
 H 2 =1,2m
Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H= H1 + H2 + H3 = 9,0 + 1,2 + 1 = 11,2 (m)
Trong đó: H1 – cao trình mặt đỉnh ray, H1 = 9,0 m;
H3 – phần cột chôn dưới nền, coi mặt sàn ở cốt ± 0,000,( H3= 1m)
Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
Ht = H2 + hdct + hr = 1,2 + 0,7 + 0,12 = 2,02 (m)
1
1
Trong đó: Chọn hdct = 10 B = 10  7,2  0,7 (m); hr = 0,12 (m).

2

Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột :
Hd = H - Ht = 11,2 – 2,02 = 9,18 (m).
1.2. Chọn kích thước sơ bộ theo phương ngang
Coi trục định vị trùng với mép ngồi cột ( a = 0 do nhà có chiều cao thấp với sức
trục dưới 30T) . Nhịp nhà là L = 26 m. Lấy nhịp cầu trục là : S = 24 m ( tra theo
catalog bảng 4.2 với cầu trục 2 dầm kiểu ZLK tương ứng với sức trục Q=8T), khoảng
cách an toàn từ trục ray đến mép trong cột zmin = 180 mm.
1.2.1. Tiết diện cột
Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục:
L-S 26  24

2 = 1 (m)
λ= 2

Chiều cao tiết diện cột theo yêu cầu độ cứng :
h=(
 Chọn h= 70 cm.

1 1
1 1
÷ )H=( ÷ ).11,2=(0,56÷0,747)
15 20
15 20
m

Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:
z = λ – h = 1- 0,7= 0,3 (m) > zmin = 0,18 m.
Bề rộng tiết diện cột:
b = (0,3  0,5).h = (0,3  0,5).70 = 21  35 cm
 Chọn b= 28 cm.

Chiều dày bản bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 ÷ 1/100)h. Để đảm bảo điều
kiện chống gỉ, khơng nên chọn tw quá mỏng: tw > 6mm.
1
1
1
1
).70
÷
).h ( ÷
tw = 70 100 = 70 100
= (0,7÷1,0)cm
(

 Chọn tw = 1 cm.

Chiều dày bản cánh tf chọn trong khoảng (1/28÷1/35)b.
1 1
1 1
÷ ).b ( ÷ ).28
tf = 28 35 = 28 35
= (0,8÷1,0)cm
(

 Chọn tf = 1,2 cm.

1.2.2. Tiết diện xà mái
Chiều cao tiết diện nách khung:
 1   1 
L=  .26
 40   40 

=0,65m

h1  
 Chọn h1 = 70 cm.

3


1 1
( ÷ ).h1
Bề rộng tiết diện nách khung b= 2 5
và b  180 mm, thường lấy bề rộng

cánh dầm bằng bề rộng cột.
1 1
1 1
( ÷ ).h1 ( ÷ ).70
b= 2 5 = 2 5
= (14÷35)cm.

 Chọn b = 28 cm.

Chiều cao tiết diện đoạn dầm không đổi h2 = (1,5÷2)b
h2 = (1,5÷2).28= (42÷56)cm
 Chọn h2 = 45 cm.
Chiều dày bản bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 ÷ 1/100)h. Để đảm bảo điều
kiện chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng: tw > 6mm.
1
1
1

1
÷
).h ( ÷
).70
tw = 70 100 = 70 100
= (0,7÷1,0)cm
(

 Chọn tw = 1 cm.

1
1
Chiều dày bản cánh tf ≥ 30 b → tf ≥ 30 . 28= 0,933 cm
 Chọn tf = 1,2 cm.

Vị trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột một đoạn bằng (0,35÷0,4) chiều dài
nửa xà.
Ltđ = (0,35÷0,4).13=4,55÷5,2 m
 Chọn Ltđ = 5 m.

1.2.3. Tiết diện vai cột
Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung do áp
lực đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm
hãm và hoạt tải trên cầu trục) và nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung
đến mép cột). Sơ bộ chọn tiết diện dầm vai như sau:
Chiều dài vai (từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai cột):
Lv = λ – hc + 0,15= 1– 0,7 + 0,15 = 0,45 (m)
Khoảng cách từ trục ray cầu trục đến cạnh ngoài cùng vai cột lấy bằng 150mm.
Chọn chiều cao dầm tại điểm đặt Dmax: h = 30 cm
Chiều góc nghiêng bản cánh dưới với phương ngang là 200 thì chiều cao tiết diện

dầm vai tại ngàm:
hdv= 30 + z x tg200 = 30 + 30 x tg200 = 40,92 (cm)
Chọn hdv = 45 (cm) (≥ z = 30 cm).
4


Bề rộng tiết diện vai cột: bf = 30 cm
Chiều dày bản bụng vai cột: tw = 0.8 cm
Chiều dày bản cánh vai cột: tf = 1.0 cm
1.2.4. Tiết diện cửa trời.
Chiều cao tiết diện cột cửa trời: hc_ct = 20 cm
Bề rộng tiết diện cột: bc_ct = 10 cm
Chiều dày bản bụng: tw = 0.8 cm
Chiều dày bản cánh: tf = 1 cm
Tiết diện mái cửa trời chọn như tiết diện cột cửa trời.

5


CHƯƠNG 2: HỆ GIẰNG
Hệ giằng là bộ phận kết cấu liên kết các khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu
khơng gian, có các tác dụng:
Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng khơng gian cho nhà;
Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vng góc với mặt phẳng khung
như gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất...xuống móng.
Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng) cho các cấu kiện
chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,...
Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi cơng.
Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột.
2.1. Hệ giằng cột

Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của toàn nhà theo phương dọc,
chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột. Dọc theo chiều dài
nhà, hệ giằng cột bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió một
cách nhanh chóng. Hệ giằng cột được bố trí theo 2 lớp. Hệ giằng cột trên được bố trí
từ mặt dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột dưới được bố trí từ mặt nền đến mặt dầm
vai. Theo tiết diện cột, hệ giằng cột được đặt vào giữa bản bụng cột. Do sức trục Q
=8T, chọn tiết diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn Φ25. Trên đỉnh cột bố trí thanh
chống dọc nhà. Chiều cao cột H =9,18 m > 9m, do đó bố trí thêm thanh chống dọc
nhà tại vị trí cao độ +4.0m. Chọn tiết diện thanh chống dọc theo độ mảnh λmax ≤ 200,
chọn 2C24 (hình 2.1).
4000 3180

2020

Ø25

1000

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

108000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Hình 2.1. Sơ đồ hệ giằng cột
2.2. Hệ giằng mái
Hệ giằng mái được bố trí ở hai gian đầu nhà và ở chỗ có hệ giằng cột. Hệ giằng
mái bao gồm các thanh giằng xiên và thanh chống, trong đó yêu cầu cấu tạo thanh
chống có độ mảnh λmax ≤ 200. Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện Φ25, thanh
chống chọn 2C24. Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía trên (để
giữ ổn định cho xà khi chịu tải bình thường – cánh trên của xà chịu nén). Khi khung
chịu tải gió, cánh dưới của xà chịu nén nên phải gia cường bằng các thanh giằng

chống xiên (liên kết lên xà gồ), cách 3 bước xà gồ lại bố trí một thanh chống xiên.
6


6500
700

a

Ø 25

6500
6500

26000

6500

B

700

Tiết diện thanh chống chọn L50x5, điểm liên kết với xà gồ cách xà 700 mm. Ngồi ra
bố trí thanh chống dọc nóc tiết diện 2C24 tạo điều kiện thuận lợi khi thi cơng lắp
ghép.

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

7200

108000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Hình 2.2. Sơ đồ hệ giằng mái

7

12

13

14

15

16


CHƯƠNG 3. TẢI TRỌNG

3.1. Tải trọng thường xuyên ( Tĩnh tải)
- Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:
- Tải trọng do mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái: gtc = 15 daN/m2 mặt bằng mái
(phân bố theo độ dốc mái).
- Hệ số độ tin cậy của tải trọng thường xuyên ng = 1,1
qtc = gtc x B = 15 x 7,2 = 108 daN/m
qtt = ng x gtc x B = 1,1 x 15 x 7,2 = 118,8 daN/m
- Tải trọng kết cấu bao che:
gtc = 12 daN/m2
qtt = ng x gtc x B = 1,1 x 12 x 7,2 = 95,04 daN/m
- Tải trọng bản thân của dầm cầu trục:
Gdct = αdct .L2dct = 30 x 7,22 = 1555,2 daN
Trong đó: αdct = 30 hệ số trọng lượng bản thân dầm cầu trục với Q < 75T
Tải trọng bản thân của dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm)

Hình 3.1. Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên khung (ĐVT: kN; kN/m)
3.2. Hoạt tải sửa chữa mái
Hệ số độ tin cậy của hoạt tải sửa chữa mái np = 1,3
8


- Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995, với mái tơn khơng sử
dụng ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn là 30 daN/m 2 mặt bằng nhà do đó

hoạt tải sửa chữa mái phân bố trên xà mái được xác định như sau:
ptc = 30 x B và ptt = np x 30 xB
Khi qui về tải trọng phân bố theo xà thì giá trị tải trọng được nhân với cosα:
p = 30 x B x cosα = 30 x 7,2 x cos(5,71°) = 214,9 daN/m
tt
p = np x 30 x B x cosα = 1,3 x 30 x 7,2 x cos(5,71)= 279,4 daN/m
Bảng 3.2. Hoạt tải sửa chữa mái
STT

Loại tải

1

Sửa chữa mái

2

Tải trọng Hệ số Tải trọng Bước Tổng tải
tiêu chuẩn vượt tính tốn khung trọng
(daN/m2)
tải (daN/m2) (m) (daN/m2)
30

1,3

39

7,2

280,8

Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung

279,4

Hình 3.2. Sơ đồ hoạt tải sửa chữa tác dụng lên toàn mái khung (ĐVT: kN/m)

9


Hình 3.3. Sơ đồ hoạt tải sửa chữa tác dụng lên mái trái khung (ĐVT: kN/m)

Hình 3.4. Sơ đồ hoạt tải sửa chữa tác dụng lên mái phải khung (ĐVT: kN/m)
10


3.3. Tải trọng gió
Áp lực gió tác dụng lên khung được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.
q = n . W0 . k . C . B (daN/m)
Trong đó: q là áp lực gió phân bố trên mét dài khung.
W0: là áp lực gió tiêu chuẩn, gió ở vùng IIB có W0 = 95 daN/m2. DDi
n = 1,2: là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió.
k: là hệ số phụ thuộc vào độ cao
C: là hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu.
B: là bước khung.

3.3.1. Trường hợp gió thổi ngang nhà

Hình 3.3.1. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi ngang nhà
11

Kích thước chính của sơ đồ tính tốn:
- Nhịp: L0 = 26 m
- Chiều cao: Hc = 11,2 m; hm1 = 1,15 m; hm2 = 1,85 m; hm3 = 0,15 m
Tra theo sơ đồ 8 trong tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 phụ thuộc vào góc α, tỉ lệ
ΣB/L (ΣB- chiều dài toàn nhà) và H/L được giá trị Ce:
Ce1 = - 0,55 ; Ce2 = - 0,405 ; Ce3 = - 0,4 ; Ce4 = -0,46.
- Xác định hệ số k:
Bảng 3.3.1. Tải trọng gió theo phương ngang nhà
Tải trọng
Hệ số Bước Tổng tải
tiêu
Hệ số
STT
Loại tải
Hệ số k
vượt khung trọng
chuẩn
C
tải
(m) (daN/m)
(daN/m2)
1
Cột đón gió
95
1,194
0,8
1,2
7,2

784
2
Mái đón gió
95
1,201 -0,46
1,2
7,2
-453,5
3
Cột cửa trời đón gió
95
1,224
0,7
1,2
7,2
703,3
4
Mái cửa trời đón gió
95
1,225 -0,55
1,2
7,2
-553
5
Mái cửa trời hút gió
95
1,225 -0,405
1,2
7,2
-407,2

6
Cột cửa trời hút gió
95
1,224
-0,6
1,2
7,2
-602,8
7
Mái hút gió
95
1,201
-0,5
1,2
7,2
-492,9
8
Cột hút gió
95
1,194
-0,4
1,2
7,2
-392
* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngồi khung.

12


Hình 3.5. Sơ đồ tải trọng gió trái tác dụng lên khung (ĐVT: kN/m)

Hình 3.6. Sơ đồ tải trọng gió phải tác dụng lên khung (ĐVT: kN/m)
3.3.2. Trường hợp gió thổi dọc nhà
13


- Xác định hệ số khí động Ce:
Khi này, hệ số khí động trên hai mặt mái có giá trị bằng -0,7; hệ số khí động trên
cột là giá trị Ce3, phụ thuộc vào tỉ lệ L/ΣB (ΣB- chiều dài tồn nhà) và H/ΣB.
Cơng trình có: L/ΣB = 26/90 = 0.289 <1 và
H/ΣB = (10,7+ 1 + 1,2 +0,529)/90 = 0,15 < 0,5
→ Ce3 = -0.4, tức là gió có chiều hút ra ngoài cho cả hai cột khung và hai cột cửa
mái.

Hình 3.7. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi dọc nhà
Bảng 3.3.2. Tải trọng gió theo phương dọc nhà
Tải trọng
Bước
Tổng tải
ST
tiêu
Hệ Hệ số Hệ số
Loại tải
khung
trọng
T
chuẩn số k
C
vượt tải
(m)

(daN/m)
(daN/m2)
1
Cột khung
95
1,194 -0,4
1,2
7,2
-392
2
Mái
95
1,201 -0,7
1,2
7,2
-690
3 Cột cửa mái
95
1,224 -0,4
1,2
7,2
-401,9
1,22
4
Cửa mái
95
-0,7
1,2
7,2
-703,8

5
* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngồi khung.

14


Hình 3.8. Sơ đồ tải trọng gió dọc tác dụng lên khung nhà (ĐVT: kN/m)
3.4. Hoạt tải cầu trục
3.4.1. Áp lực đứng của cầu trục
Thông số cầu trục: Cầu trục hai dầm kiểu ZLK; Sức trục: Q = 8 tấn; Nhịp cầu
trục: S = 24m.
Tra trong catalog cầu trục có:
- Bề rộng cầu trục: Bct = 4500 mm
- Khoảng cách hai bánh xe: R = 3800 mm
- Áp lực đứng tiêu chuẩn lớn nhất tại mỗi bánh xe: Pmaxc = 6580 daN
- Áp lực đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất tại mỗi bánh xe: Pminc = 2500 daN
Áp lực đứng lên vai cột:
Dmax = n. nc .Pcmax. ∑yi ; Dmin = γp. nc .Pcmin.∑yi
Trong đó: - n = 1,1; Hệ số độ tin cậy; nc= 0,85: Hệ số tổ hợp, khi có hai cầu trục
chế độ làm việc nhẹ và trung bình.
Σyi: Tổng tung độ các đường ảnh hưởng tại vị trí các bánh xe, lấy với tung độ ở
gối bằng 1.

15


350
350

3800

350

P

P

3800

350

P

y2

P
y4

y3

y1
7200

7200

y1 = 1; y2 = 0,472 ; y3 = 0,903 ; y4 = 0,375 → Σyi = 2,75
Bảng 3.4.1. Áp lực đứng của cầu trục lên vai cột
STT

Loại

tải

Pc
(daN)

Σyi

n

nc

Tổng
(daN)

1
2

Dmax
Dmin

6580
2500

2,750
2,750

1,1
1,1

0,85

0,85

16918,8
6428,1

Hình 3.9.Sơ đồ áp lực đứng lớn nhất tác dụng lên cột trái (ĐVT: kN)
16


Hình 3.10.Sơ đồ áp lực đứng lớn nhất tác dụng lên cột phải (ĐVT: kN)
3.4.2. Lực hãm ngang của cầu trục
Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển
động, tại các bánh xe của cầu trục xuất hiện lực ngang tiêu chuẩn T , các lực này
cũng di động như lực thẳng đứng P và do đó sẽ gây lực ngang tập trung T cho cột.
Cách tính giá trị T cũng xếp bánh xe trên đ.a.h. Lực T truyền lên cột qua dầm hãm
hoặc các chi tiết liên kết dầm cầu trục với cột nên điểm đặt tại cao trình mặt dầm cầu
trục (hoặc mặt dầm hãm), có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột.
0,05.(Q+G xecon )
n0
T1=

Trong đó:

Gxecon = 800 daN – trọng lượng xe con.
0,05.(8000*0,981+800)
2
T =
= 265,25 daN;
c
1

Áp lực ngang lên vai cột:
T= n. nc . T1c. ∑yi = 1,1.0,85.265,25.2,75= 682,0(daN).

17


Hình 3.11.Sơ đồ lực hãm ngang cầu trục tác dụng lên cột trái (ĐVT: kN)

Hình 3.12.Sơ đồ lực hãm ngang cầu trục tác dụng lên cột phải (ĐVT: kN)
18


CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ XÀ GỒ

4.1. Thiết kế xà gồ dùng thép cán nóng
Dùng xà gồ bằng thép hình dạng tiết diện C12. Sơ đồ giằng xà gồ:
Hình 4.1. Xà gồ và sơ đồ giằng xà gồ
Xà gồ loại C12 có đặc trưng hình học tiết diện
Loại
tiết
diện

hxg

bxg

Ix

Iy

Wx

Wy

G

(mm)

(mm)

(cm4)

(cm4)

(cm3)

(cm3)

(daN/m)

C12

120

52

304

31,2

50,6

8,52

10,4

4.1.1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ do tĩnh tải, hoạt tải mái và tải trọng bản thân
xà gồ
g m .n
q = (p .np + cosα ).d + gcxago.ng
c

(Tính tải trọng qui ra mặt bằng nhà nên các giá trị tải trọng phân bố trên mặt
mái được chia cho hệ số cosα)
Trong đó: gcm=8 (daN/m2) : trọng lượng mái tôn;
pc = 30 (daN/m2): hoạt tải sửa chữa mái;
d: khoảng cách giữa hai xà gồ theo phương ngang ;
d =1.3 x cosα =1.3 x cos5,71° = 1,293 (m) ;
gcxago = 8,59 (daN/m) : trọng lượng bản thân xà gồ;
ng; np - hệ số độ tin cậy, ng = 1,1 và np = 1,3
8
(30+
)x1,293+10,4=59,61
c
cos5,71°
Tải trọng tiêu chuẩn: q = (
(daN/m)
(30x1,3+

8x1,1
)x1,293+10,4x1,1=72,81
cos5,71°
(daN/m)

Tải trọng tính tốn: qc =
Tải trọng tiêu chuẩn theo phương x và phương y:
qcx = qc x sinα ⇒ qcx = 59,61 x sin5,710 = 5,93 (daN/m)
qcy = qc x cosα ⇒ qcy = 59,61 x cos5,710 = 59,31 (daN/m)
Tải trọng tính tốn theo phương x và phương y:
qx= q x sinα ⇒ qx= 72,81 x sin5,710 = 7,09 (daN/m)
qy= q x cosα ⇒ qy= 72,81 x cos5,710 = 70,96 (daN/m)
Sử dụng một thanh giằng φ18 giằng tại vị trí giữa nhịp xà gồ.
19


Hình 4.1.1. Sơ đồ tính xà gồ
Mơmen lớn nhất theo hai phương:
q y .B2 70,96x7,22
Mx =
=
=469,46
8
8
(daN.m)
2
q .B 7,09x7,22
My = x
=
=11,74

32
32
(daN.m)

Kiểm tra bền theo công thức:
  x  y 

Mx M y

 f . c
Wx Wy

469,46 x100 11,74 x100

 1065,53(daN / cm 2 )  2300(daN / cm 2 )
50,6
8,52
(Thỏa mãn)
Kiểm tra độ võng:



2


    y    
  x      
B
 B   B  B
2

y
x
Trong đó: B và B là độ võng tương đối theo phương x và phương y do qcx và qcy

 
gây ra;  B  = 200 là độ võng tương đối cho phép của xà gồ lợp mái tôn.

Với trường hợp dùng một thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độ võng
của xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó ∆x = 0, chỉ có ∆y lớn nhất) và tại điểm cách
đầu xà gồ một khoảng z = 0,421*B/2 = 0.21B (tại đây có ∆x lớn nhất):
c
3
q cx .B3
 y 3,1.q y .B
x
B = 2954.E.I y và độ võng: B = 384.E.I x

- Độ võng tương đối tại giữa nhịp theo phương y:
c
3
2
3
 y 5.q y .B  5.59,31.10 .720  2  1  2
384.2,1.106 .304 443 200 400 ( Thỏa mãn)
B = 384.E.I x
20


- Độ võng tương đối tại điểm cách xà gồ một khoảng z = 0,21B= 1,26m :

q cx .B3
5,93.102 .7203
x
 1, 2 x105
6
2954.E.I
y
B =
= 2954.2,1.10 .31,2
Δ y 3,1.q cy .B3 3,1.59,31.10-2 .7203
1
=
=
=
6
B 384.E.I x
357
384.2,1.10 .304
V
1 2
1
1
= (1, 2.10-5 ) 2 + (
) 
<
B
357
357 200 (Thỏa mãn)

4.1.2. Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ:

Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ là tổ hợp tĩnh tải và gió (chiếu lên phương gió
y-y):
- Tải trọng gió tính tốn:
q y,gió = Ce .W0 .k.n.

q y,gió = 0,7×95×1,225×1,2×

d
d
- 0,9.(g cm .
+ g cxago ).cosα
cosα
cosα

1,293
1,293
- 0,9×(8×
+10,4)× cos5,710
0
0
cos5,71
cos5,71

= 108,45(daN / m)

- Tải trọng gió tiêu chuẩn:
1, 293
1, 293
- 0,9× (8×
+10, 4) × cos5,710

0
0
cos5,71
cos5,71
= 87, 27 (daN / m)

q cy,gió = 0,7.95.1, 225×

- Tĩnh tải theo phương x:
q x = 0,9.(g cm .



d
1, 293
+ g cxago ).sinα = 0,9.  8×
+10, 4 × sin5,71 0 = 1, 863(daN / m)
0
cosα
 cos5,71


* Kiểm tra bền theo công thức:

M gió =

q y,gió × B2 108, 45.7, 22
=
= 702,8(daN.m)
8

8

M qx =

q x × B2 1,863.67, 2
=
= 3,0(daN.m)
32
32

M gió M x 702,8×102 3,0×10 2
σ=
+
=
+
Wx
Wy
50,6
8,52
= 1424,3(daN / cm 2 ) < 2300(daN / m)

21

(Thỏa mãn)


* Kiểm tra độ võng:
Δ y,gió 3,1.q cy,gió .B3 5×87, 27 ×10-2 × 7203
4
1

4
=
=
=
<

6
B
384.E.I x
971 200 800 (Thỏa mãn)
384× 2,1×10 ×304

4.2. Thiết kế xà gồ dùng thép dập nguội
Tải trọng tính tốn do tải trọng thẳng đứng q (khơng tính trọng lượng của xà
gồ):
q = (p c .n p +

q = (30×1,3 +

g cm .n
).d
cosα

8×1,1
) ×1, 293 = 61,86(daN / m)
cos5,710

Tải trọng gió tính tốn (khơng tính trọng lượng của xà gồ):
q y,gió = Ce .W0 .k.n.

d
d
- 0,9.(g cm .
).cosα
cosα
cosα

1,293
1,293
- 0,9× (8×
)× cos5,710
0
0
cos5,71
cos5,71
= 117,77(daN / m)  1,18(kN / m)

q y,gió = 0,7×95×1,225×1,2×

Chọn xà gồ theo tải trọng gió (có chiều hướng ra khỏi mái) q gió = 1,18 kN/m,
nhịp 7200 mm và theo sơ đồ có một thanh căng ở giữa, tra bảng 3.5 thép hình 250
sẽ được số hiệu xà gồ Z25024 có thể chịu được tải cho phép là 1,47 kN/m (xem
phụ lục 3- sách “Thiết kế khung thép nhà cơng nghiệp”).
Kết luận: Chọn thép cán nóng Z25024 để thiết kế xà gồ.

22


CHƯƠNG 5. NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC

5.1. Sơ đồ tính
- Tính tốn kết cấu khung theo sơ đồ khung phẳng.
- Nhịp tính tốn khung lấy theo khoảng tim của 2 trục cột; trục xà gãy
khúc tại điểm đổi tiết diện (nối tâm của tiết diện nách xà với tâm của tiết diện tại
chỗ đổi, đoạn còn lại lấy trùng với trục của tiết diện bé).
- Liên kết giữa cột với móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột với dầm
là liên kết cứng.
- Vật liệu: Thép CCT38 có f = 2300 daN/cm 2; E = 2,1x106 daN/cm2; ρ =
7850 daN/m3
3000

2020

2000

1265 2000

150

800

11200
9180

800

25300

Hình 5.1. Sơ đồ khung ngang

23


Hình 5.2. Hình dạng tiết diện khung và vị trí tiết diện tính tốn
5.2. Nội lực
Sử dụng phần mềm Sap2000 phân tích kết cấu khung (tải trọng bản than của
các cấu kiện do phần mềm tính ) cho kết quả là giá trị nội lực của cấu kiện cột, xà
theo các trường hợp tải trọng riêng biệt. Lấy kết quả nội lực tại các tiết diện đặc
biệt của khung:
- Tại cột: tiết diện chân cột (ký hiệu là tiết diện A), đỉnh cột (ký hiệu là tiết diện
B), tiết diện phía trên vai cột (ký hiệu là tiết diện C tr) và dưới vai cột (ký hiệu là
Cd).
- Tại xà: tiết diện hai đầu và giữa xà, tiết diện thay đổi.
a) Các trường hợp Mô men

24


Hình 5.3. Biểu đồ mơmen do tĩnh tải tác dụng lên khung (ĐVT: kN.m)

Hình 5.4. Biểu đồ mơmen do hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên nửa trái khung
(ĐVT: kN.m)

25