ĐỀ TÀI : THUYẾT MINH THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP doc

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ KHUNG NGANG
NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT
TẦNG, MỘT NHỊP
NHÓM SV
THUYẾT MINH
THIẾT KẾ KHUNG NGANG
NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP
A. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng,một nhịp với các số liệu cho trước
như sau:
- Nhịp khung ngang: L =18(m)
- Bước khung (bước cột): B = 6(m)
- Chiều dài nhà: b = 102(m)
- Độ dốc mái: i =10%

17,5=⇒
α

099,0(sin =
α
;
)995,0cos =
- Sức nâng cầu trục: Q = 12,5(Tấn), cần trục làm việc trung bình
- Cao trình đường ray: 9,7(m)
- Phân vùng gió II.B (địa điểm xây dựng: Nghệ An) có:
áp lực gió
22
0
/25,1/125 mkNmdaNW ==
- Vật liệu thép CCT34 có :

* Cường độ tính toán:
22
/21/210 cmkNmmNf ==
* Cường độ chịu cắt :
22
/12/120 cmkNmmNf
v
==
* Cường độ chịu ép mặt:
22
/32/320 cmkNmmNf
em
==
* Mođun đàn hồi:
2425
/10.1,2/10.1,2 cmkNmmNE ==
- Bê tông móng : B15 có
2
8,5 0,85 /
b
R MPa kN cm= =
2
0,75 0,075 /
bt
R MPa kN cm= =
B. THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
I. THIẾT KẾ XÀ GỒ:
Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái, lớp cách nhiệt và trọng lượng bản thân của xà gồ.
Lớp mái và xà gồ được chọn trước theo tài liệu “ Pre – Engineered Buildings Design Manual”. Sau
đó được kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện biến dạng của xà gồ.

- Tấm lợp mái : (single skin panels) hình dạng tấm lợp mái chọn như sau:
Có các thông số kỹ thuật :
Chiều dày
(mm)
Trọng lượng 1 tấm
(kG/m
2
)
D.tích 1tấm
(m
2
)
Tải trọng cho phép
(kN/m
2
)
0,7 6,59 8,39 1,96
- Lớp cách nhiệt:
200
60
1.75
2
0
- Xà gồ : Ta chọn xà gồ hình chữ “ Z “ ở bên trong và 2 xà gồ hình chữ “ C ” ở ngoài biên nhằm
làm tăng ổn định cho mái.
• Hình dạng và các thông số của xà gồ chữ “ Z “
∗ Chọn tiết diện xà gồ là tiết diện chữ Z (là loại xà gồ được chế tạo từ thép cán nguội).
Tiết
diện
I

x
(cm
4
)
W
x
(cm
3
)
I
y
(cm
4
)
W
y
(cm
3
)
Trọng
lượng
(kg/m)
Chiều
dày
(mm)
Diện tích
(cm
2
)
Tải trọng

cho phép
(KN)
200Z17 358,8 35,88 49,86 7,01 4,74 1,75 6,04 16,44
Xà gồ chữ Z(200Z17). Xà gồ chữ C(180ES20).
Tiết diện
I
x
(cm
4
)
W
x
(cm
3
)
I
y
(cm
4
)
W
y
(cm
3
)
Trọng
lượng
(kg/m)
Chiều
dày

(mm)
Diện
tích
(cm
2
)
L
(mm)
180ES20 491,7 49,17 73,73 12,12 6,11 2,0 7,8 20
1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ:
Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng lớp cách nhiệt, tải trọng bản thân
xà gồ và tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái.
Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là : 1,5 m
1.75
180
2
0
8
5
⇒
Khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt phẳng mái là :
m51,1
71,5cos
5,1
0
=
.
(Độ dốc i = 10%
⇒
α = 5,71

o
).
a.Tĩnh tải:
Vật liệu mái
Hệ số vượt
tải
Tải trọng tiêu chuẩn
(kG/m
2
)
Tải trọng tính toán
(kG/m
2
)
Lớp tôn lợp mái 1,05 6,59 6,92
Xà gồ mái 200Z17 1,05 4,74 4,98
Xà gồ mái 180ES20 1,05 6,11 6,42
Bọt thuỷ tinh cách nhiệt 1,2 10.08 12,1
b . Hoạt tải:
Tải trọng tác dụng lên xà gồ 200Z17:
( )
( )
xg
tc tc tc tc
m m xg
0
a
1,5
q g p g 6,59 10,08 30 4,74 75,09
cos cos5,71

= + + = + + + =
α
(kG/m).
( )
( )
xg
tt tt tt tt
m m xg
0
a
1,5
q g p g 6,92 12,1 39 4,98 92,44
cos cos5,71
= + + = + + + =
α
(kG/m).
2. Kiểm tra lại xà gồ đã chọn:
Xà gồ dưới tác dụng của tải trọng lớp mái và hoạt tải sửa chữa được tính toán như cấu kiện chịu uốn
xiên.
Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ tác dụng theo 2 phương với trục x-x tạo với phương ngang
một góc α = 5,71
o
(Độ dốc i = 10%).
a. Kiểm tra với xà gồ chữ “Z”
Tải trọng tác dụng theo các phương x-x và y-y là
TCXD 2737-1995
n
p
tc
(kG/m

2
)
p
tt
(kG/m
2
)
1,3 30 39
y
y
x
y
x
x
y
a
q.sin
a
q.cos
a
q
q.cos
a
q
q.sin
a
x
tc tc 0
x
q q .sin 75,09.sin5,71 7,47 kG / m= α = =

.
tc tc 0
y
q q .cos 75,09.cos5,71 74,72 kG / m= α = =
.
tt tt 0
x
q q .sin 92,44sin5,71 9,19 kG / m= α = =
.
tt tt 0
y
q q .cos 92,44.cos5,71 91,98 kG / m= α = =
.
*Theo điều kiện bền:
y
x
td x y c
x y
M
M
f
W W
σ = σ + σ = + ≤ γ
γ
c
= 1 hệ số điều kiện làm việc.
f
=2100 kG/cm
2
: cường độ của thép xà gồ

Xà gồ tính toán theo 2 phương đều là dầm đơn giản 2 đầu tựa lên xà ngang mô men đạt giá trị lớn
nhất ở giữa nhịp.
Ta có :
tt 2
2 2
y
x
q .B
91,98.600 .10
M 41391
8 8
−
= = =
(kG.cm)
tt 2 2 2
x
y
q .B 9,19.600 .10
M 1033,9
32 32
−
= = =
(kG.cm)
q
y
q
x
6000
3000 3000
Mx

My
Sơ đồ tính xà gồ theo phương x-x và y-y:
2 2
td x y c
41391 1033,9
1301,1kG / cm f 2100kG / cm
35,88 7,01
σ = σ + σ = + = < γ =
*Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái rất nhỏ nên có
thể bỏ qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt phẳng mái
y
δ
Công thức kiểm tra :
3
1
5.10
B B 200
−
∆ ∆
 
< = =
 
 
Ta có :
tc 4
2 4
y
y
6

x
q .B
5 5 74,72.10 .600
. . 1,67cm
384 E.I 384 2,1.10 .358,8
−
∆ = = =
3 3
1,67
0,0028 2,8.10 5.10
B 600
− −
∆
= = = <
Vậy xà gồ giữa 200Z17 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng.
b. Kiểm tra với xà gồ chữ “C”
*Tải trọng tác dụng:
Tải trọng tác dụng lên xà gồ 180ES20:
( )
( )
xg
tc tc tc tc
m m xg
0
a
1,5
q g p g 6,59 10,08 30 4,11 41,29
2cos 2cos5,71
= + + = + + + =
α

(kG/m).
( )
( )
xg
tt tt tt tt
m m xg
0
a
1,5
q g p g 6,92 12 39 6,42 50,15
2cos 2cos5,71
= + + = + + + =
α
(kG/m).
Tải trọng tác dụng theo các phương x-x và y-y là :
tc tc 0
x
q q .sin 41,29.sin5,71 4,11kG / m= α = =
.
tc tc 0
y
q q .cos 41,29.cos5,71 41,09 kG / m= α = =
.
tt tt 0
x
q q .sin 50,15.sin 5,71 4,99 kG / m= α = =
.
tt tt 0
y
q q .cos 50,15.cos5,71 49,9 kG / m= α = =

.
*Theo điều kiện bền :
f
W
M
W
M
c
y
y
x
x
yxtd
γσσσ
≤+=+=
γ
c
= 1 hệ số điều kiện làm việc.
f
=2100 kG/cm
2
: cường độ của thép xà gồ
Xà gồ tính toán theo 2 phương đều là dầm đơn giản 2 đầu tựa lên xà ngang mô men đạt giá trị lớn
nhất ở giữa nhịp.
Ta có :
tt 2
2 2
y
x
q .B

49,9.600 .10
M 22455
8 8
−
= = =
kG.cm
tt 2 2 2
x
y
q .B 4,99.600 .10
M 561,38
32 32
−
= = =
kG.cm.
q
y
q
x
6000
3000 3000
Mx
My
Sơ đồ tính xà gồ theo phương x-x và y-y:
2 2
td x y c
22455 561,38
503kG / cm f 2100kG / cm
49,17 12,12
σ = σ + σ = + = ≤ γ =

*Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái rất nhỏ nên có
thể bỏ qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt phẳng mái
y
δ
.
200
16
500
14
14
Công thức kiểm tra :
3
1
5.10
B B 200
−
∆ ∆
 
< = =
 
 
Ta có :
tc 4
2 4
y
y
6
x
q .B

5 5 41,09.10 .600
. . 0,67cm
384 E.I 384 2,1.10 .491,7
−
δ = = =
3
0,67
0,0011 5.10
B 600
−
δ
= = <
Vậy xà gồ chữ “C” 180SE20 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng.
II. THIẾT KẾ KHUNG NGANG
1.Xác định các kích thước chính của khung ngang.
1.1. Các thông số.
- Cầu trục:
Sức
trục
Q
(T)
Nhịp
L
k
(m)
Ch.cao
Gabarit
H
k
(mm)

Khoảng
cách
Z
min
(mm)
Bề rộng
gabarit
B
k
(mm)
Bề rộng
đáy
K
k
(mm)
T.lượng
cầu trục
G
(T)
T.lượng
xe con
G
xc
(T)
Áp
lực
P
max
(kN)
Áp

lực
P
min
(kN)
12,5 16,5 1090 180 3830 2900 6,54 0,803 78,3 16,9
- Ray cầu trục:
Loại ray sử dụng là KP-70 có các thông số kỹ thuật sau:
Lấy chiều cao ray và lớp đệm là: H
r
= 120 + 20 = 140 (mm).
- Dầm cầu trục:
Từ bước cột và các thông số của cầu trục ta
chọn dầm tiết diện chữ I định hình cao 50 cm
có các thông số như sau:
1.2. Theo phương thẳng đứng.
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
2 K k
H H b 1,09 0,3 1,39(m)= + = + =
Loại ray
Khối lượng
1m dài, kg
Kích thước (mm)
H B b
KP-70 52,83 120 120 70
120
120
28
Với:
K
H =

1,09 - chiều cao gabarit cầu trục (tra theo catalo cầu trục)
K
b 0,3(m)=
khoảng hở an toàn giữa cầu trục với xà ngang.
Chọn H
2
=1,4 (m)
Chiều cao của cột khung: (coi cao trình đáy cột ở cốt +0.00)
1 2 3
H H H H 9,7 1,4 0 11,1(m)= + + = + + =
Trong đó: H
1
- cao trình đỉnh ray, H
1
= 9,7m
H
3
- Phần cột chôn dưới nền, coi mặt móng ở cốt
0,000±
,( H
3
=0).
Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
t 2 dct r
H H H H= + + =
1,4+0,5+0,14 = 2,04(m)
Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên vai cột:
d t
H H H= − =
11,1-2,04 = 9,06(m)

1.3 Theo phương ngang.
Coi trục định vị trùng với trục đường trục của cột. Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu
trục:
K
1
L L 18 16,5
L 0,75(m)
2 2
− −
= = =
Chiều cao cột chọn theo yêu cầu về độ cứng và cấu tạo:
1 1
h H (0,74 0,555m)
15 20
 
= ÷ = ÷
 ÷
 
.
Chọn h=0,5m
Khe hở giữa cầu trục với mép cột:
1 min
z L h 0,75 0,5 0,25m Z 0,18m= − = − = > =
(tra theo catalo)
CAÙC KÍNH THÖÔÙC CHÍNH CUÛA KHUNG
2. Tải trọng tác dụng lên khung ngang
2.1 Tải trọng thường xuyên(tĩnh tải):
- Tải trọng mái và xà gồ : trên thực tế tải này truyền lên khung dưới dạng lực tập trung tại điểm đặt
các xà gồ, số lượng lực tập trung > 5 nên ta có thể quy về tải phân bố (trên mặt bằng).
( )

( )
tc
tc tc
xg
tc
tôn c.nh
m
n.g
0,0659 0,1008
(g g ) 12.0,0474 2.0,0611
g .B .6 1,236 kN / m
cos L cos5,71 18
 
+
 
+ +
= + = + =
 
 
α
 
 
( )
( )
tt
tt tt
xg
tt
tôn c.nh
m

n.g
0,0692 0,121
(g g ) 12.0,0498 2.0,0642
g .B .6 1,389 kN / m
cos L cos5,71 18
 
+
 
+ +
= + = + =
 
 
α
 
 
- Tải trọng bản thân khung ngang : Chương trình Sap 2000 sẽ tự tính khi ta giả thiết tiết diện cột và
rường ngang .
- Tải trọng bản thân của tôn tường và xà gồ tường đặt tại các cao trình của xà gồ tường:
Với cột cao 11,1 m, nhưng do có 1,1m tường gạch tự mang ở dưới cùng không kể đến, chỉ tính đến
trọng lượng xà gồ tường và tôn tường từ cốt +1,1m trở lên trên, tương ứng với chiều dài cột là
10m , giả thiết dùng 6 xà gồ 200Z17 đặt cách nhau 2 m , trọng lượng quy thành lực phân tập trung
đặt tại đỉnh cột, còn gây ra mômen ngược chiều với mômen do tải trọng trong nhà gây ra nên không
xét đến .
( )
tuong
G 0,0692.10.6 0,0498.6.6 5,94 kN= + =
-Tĩnh tải dầm cầu trục:
Tải trọng bản thân dầm cầu trục, ray và các lớp đệm :Tải này tác dụng lên vai cột khi tính toán ta
đưa về tim cột dưới dạng 1 lực tập trung và 1 mô men.
G

tc
= (g
dct
+g

).l = (1,5+ 0,5283).6 = 12,17kN
G
tt
= 1,05 .G
tc
= 1,05.12,17 = 12,78 kN
M
tc
= G
tc
.e = G
tc
(L
1
-0,5h) = 12,17.0,5 = 6,09 kNm
M
tt
= G
tt
.e = G
tt
(L
1
-0,5h) =12,78.0,5 = 6,39 kGm
2.2. Hoạt tải mái:

Tải trọng tạm thời do sử dụng trên mái được lấy theo TCVN 2737-1995 đối với mái không người
qua lại, chỉ có hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn là 0,3 kN/m
2
.
Quy đổi thành lực phân bố đều trên xà ngang:
( )
tt
p 1,3.0,3.6 2,34 kN / m= =
2.3.Hoạt tải do cầu trục:
a. Áp lực đứng của cầu trục:
Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục được xác định
bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của hai cầu trục sát
nhau vào vị trí bất lợi nhất, xác định các tung độ
i
y
của đường ảnh hưởng từ đó xác định được áp
lực lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột:
max c p max i
D n . . p y 0,85.1,1.78,3.2,7 197,67 kN= = =

min c p min i
D n . . p y 0,85.1,1.16,9.2,7 42,67kN= = =

Trong ú :
p
1,1 =
n
c
= 0,85 l h s t hp khi xột ti trng do hai cu trc ch trung bỡnh hoc nh .

p
=1.1 : hệ số vợt tải của hoạt tải cầu trục
P
max
=78,3(KN)-áp lực tiêu chuẩn lớn nhất của một bánh xe cầu trục tác dụng lên ray (tra catalo
cầu trục)
P
min
=16,9(KN) - áp lực tiêu chuẩn nhỏ nhất của một bánh xe cầu trục tác dụng lên ray ở phía cột
bên kia.
y
i
= (0,345 +0,828 +1 +0,517) =2,7(m) - Tung độ đờng ảnh hởng
P P P P
CT-2 CT-1
3830 3830
2070 1030 2900 3100
6000 6000
0,345
0,828
1,00
0,517
2900
100
T ú ta tớnh c ỏp lc D
max
, D
min
:
Cỏc ỏp lc

max min
D ;D
truyn vo vai ct v lch tõm so vi trc ct (trc nh v tõm ct) l
1
e L 0,5h 0,75 0,5.0,5 0,5m= = =
. Tr s momen lch tõm tng ng:
max max
M D .e 197,67.0,5 98,84(kN.m)= = =
min min
M D .e 42,67.0,5 25,602(kN.m)= = =
b.Lc hóm ngang T:
Lc hóm ngang tiờu chun ca mt bỏnh xe cu trc lờn ray:
tc
xc
1
0
0,05(Q G ) 0,05.(125 8,3)
T 3,33 (kN)
n 2
+ +
= = =
Lc hóm ngang ca ton cu trc truyn lờn ct vo cao trỡnh vai ct.
tc
c p 1 i
T n . . T .y 0,85.1,1.3,33.2,7 8,41(kN)= = =

Lc hóm t trờn ct mt trờn dm cu trc v cỏch mt vai ct 0,64m ; cỏch nh ct mt
on y = 11,1 9,7 = 1,4 m .
2.4.Ti trng giú:
Theo TCVN 2737-1995, TP. Vinh thuc phõn vựng giú III-B, cú ỏp lc giú tiờu chun

2
0
W 1,25kN / m=
, h s vt ti 1,2.
Căn cứ vào hình dạng mặt bằng của nhà và độ dốc của mái, ta có thể xác định các hệ số khí
động của tải trọng gió theo chỉ dẩn dẫn xác định hệ số khí động (bảng 6)-TCVN2737.
Ứng với
h / L 0,617=
và
0
5,71α =
nội suy được:
58,01 −=Ce
;
Ce2 0,423= −
;
Ứng với
b / L 102 /18 5,67 2= = >
và lấy:
h / L 0,617 0,5= <
y :
Ce3 0,523= −
Dựa vào bảng III.2 phụ lục ta xác định được hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao
và dạng địa hình. Nội suy ta có:
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi m
2
bề mặt thẳng đứng của công trình là:
q=(n.W
o
.k.c).

α
Trong đó: W
o
là áp lực ở độ cao 11,1m.
Để thuận tiện trong tính toán ta quy đổi thành tải trọng phân bố đều trên suốt chiều cao của cột
bằng cách nhân trị số q với
α
=1,04 ( vì 10m < H=11,1m < 15m)
- k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc vào dạng địa hình. k xác định
ở hai mức, mức đỉnh cột và mức đỉnh mái.
- Mức đỉnh cột ở cao trình 11,1 (m) có k
c
= 1,018 (nội suy).
- Mức đỉnh mái ở cao trình 11,1 + 9tg5,71
0
=12 m (m) có k
m
= 1,032 (nội suy).
*Gió theo phương ngang nhà:
- Tải trọng gió tác dụng lên cột:
+ Phía đón gió: 1,2.1,25.1,018.0,8.6.1,04 = 7,62 (kN/m)
+ Phía khuất gió: 1,2.1,25.1,018.0,523.6.1,04 = 4,98 (kN/m)
- Tải trọng gió tác dụng lên mái:
+ Phía đón gió: 1,2.1,25.1,032.0,58.6.1,04 = 5,6 (kN/m)
+ Phía khuất gió:1,2.1,25.1,032.0,423.6.1,04 = 4,09 (kN/m)
*Gió theo phương dọc nhà:
- Tải trọng gió tác dụng lên cột: 1,2.1,25.1,018.0,523.6.1,04 = 4,98 (kN/m)
- Tải trọng gió tác dụng lên mái: 1,2.1,25.1,032.0,7.6.1,04 = 6,77 (kN/m)
3. Xác định sơ bộ tiết diện khung
3.1 Xác định sơ bộ tiết diện cột.

3.1.1 Xác định chiều dài tính toán.
Do sức nâng của cầu trục là không lớn nên chọn phương án cột tiết diện không đổi.
Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung của cột tiết diện không đổi xác định theo công thức sau:
Hl
x
.
µ
=
+ Xác định hệ số chiều dài tính toán
µ
.
tỉ số độ cứng đơn vị giữa xà và cột:
cot
cot
.
11,1
: 1. 0,62
. 18
xa xa
I I I H
n
L H I L
   
= = = =
 ÷  ÷
   
(giả thiết momen quán tính của tiết diện xà và cột là như nhau)
Trường hợp cột liên kết ngàm với móng.
0,56
1,246

0,14
n
n
µ
+
= =
+
⇒
1,246.11,1 13,83( )
x
l m= =
Chiều dài tính toán của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung (
y
l
) lấy bằng khoảng cách giữa các
điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà ( dầm cầu trục, giằng cột, xà ngang ).
giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng thép hình chữ C tại cao trình +3.500, tức là khoảng cách từ
cột móng đến dầm hãm, nên
ml
y
5,3=
.
3.1.2 Xác định sơ bộ tiết diện.
Chiều cao tiết diện cột h được chọn sơ bộ theo yêu cầu về độ cứng và cấu tạo:
⇒
(1/15 1/ 20) (0,555 0,74)h H m= ÷ = ÷
, chọn h=0,56 m.
Theo các điều kiện về cấu tạo và ổn định cục bộ chọn được kích thước tiết diện cột như sau:
cmcmt
w

)85,06,0(6,060).100/170/1( ÷=≥÷=
, chọn
cmt
w
8,0=
.
(0,3 0,5) (16,8 28)
f
b h cm= ÷ = ÷
, chọn
cmb
f
20=
.
wfff
ttEfbt ≥≥ ;/
,
4
21
20. 0,63
2,1.10
f
t cm→ = =
, chọn
cmt
f
1=
2. 56 2.1 54
w f
h h t cm= − = − =

Vậy chọn sơ bộ tiết diện cột:
- Chiều dài bụng
54( )
w
h cm=
- Chiều dày bụng
)(8,0 cmt
w
=
- Bề rộng cánh
)(20 cmb
f
=
- Bề dày cánh
)(1 cmt
f
=
200
560
8
10 10
Hình 3.1: Tiết diện cột
3.1.3 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện cột.
- A = 54.0,8+2.20.1 = 83,2 (
2
cm
).

















+++=
ff
f
w
ff
ww
x
tb
t
h
tb
ht
I
2212
.
.2
12

.
2
3
3
3
3
2
0 8 54
20 1
4
54 1
2 20 1 40751
12
12 2 2
, .
.
. . . ( cm )
 
 
 ÷
= + + + =
 ÷
 ÷
 
 
3
3 3 3
4
54 0 8 1 20
2 2 1335 6

12 12 12 12
f f
w w
y
t .b
h .t . , .
I . . , ( cm )
= + = + =
3
40751.2
1445,39( )
56
2
x
x
I
W cm
h
= = =
2 4 2 2
f
w w w
x w f f
t
h h h
S .t . b .t .
 
= + +
 ÷
 

3
54 54 54 1
0 8 20 1 841 6
2 4 2 2
. , . . . , ( cm )
 
= + + =
 ÷
 
40751
22 13
83 2
x x
i I / A . (cm )
.
= = =
;
1335 6
4 01
83 2
y y
.
i I / A . ( cm )
.
= = =
1569
70 90
22 13
x
x

x
l
.
i .
λ = = =
;
475
118 45
4 01
y
Y
y
l
.
i .
λ = = =
6
2100
70 9 2 24
2 1 10
x x
. f / E , ,
,
λ = λ = =
×
6
2100
118 45 3 746
2 1 10
y y

. f / E , ,
,
λ = λ = × =
×
3.2. Xác định sơ bộ tiết diện xà ngang (xà dầm).
3.2.1.kích thước tiết diện
Vì nhịp khung là 18m nên ta chọn phương án chia xà ngang thành 2 đoạn. Dự kiến đoạn xà gần gối
dài 3m, có dạng hình nêm, độ cứng đầu và cuối đoạn là
1
I
và
2
I
(giả thiết độ cứng của xà và cột tại
vị trí liên kết xà-cột là như nhau, tức
1
I
=
cot
I
). Đoạn còn lại tiết diện không đổi và có độ cứng là
2
I
.
Giả thiết
1
I
/
2
I

=2,8 , suy ra:
4
2 1
/ 2,8 40751/ 2,8 14553,93( )I I cm= = =
Chọn phương án thay đổi tiết diện bằng cách thay đổi chiều cao bản bụng, ta có:
2
3
3
4
2 2
2
.
.
2. . . 14553,93( )
12 12 2 2
f f f
w w w
f f
b t t
t h h
I b t cm
 
 
 ÷
= + + + =
 ÷
 ÷
 
 

















+++= 1.20.
2
1
212
1.20
2
12
.8,0
33,19784
2
2
3
2
3
ww

hh
Giải phương trình bậc ba trên ta được :
2
33,6
w
h cm=
chọn
2w
h
=34cm
cét
xµ
Hình3.2: Cấu tạo khung
200
340
8
10
10
Hình3.3: Tiết diện đoạn xà
4. SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG.
4.1 Sơ đồ tính.
Sơ đồ tính là khung
phẳng có mái dốc (hình
vẽ), liên kết ngàm với
móng, liên kết cột với xà
và liên kết tại đỉnh xà là
cứng. Trục khung trùng
trục định vị. Sử dụng phần
mền SAP2000 để tính
toán, tiết diện và tải trọng

khai báo được tính toán sơ
bộ như bên.
18000
3000
6000
30006000
11100
9060 2040
®o¹n xµ 1
®o¹n xµ 2
v? tr? thay ®æi ti?t diÖn
11.10
+9.06
+0.00
900
12.00
Hình 4.1: Sơ đồ tính khung ngang
4.2 Các trường hợp tải trọng.
- Phương án 1 : Tĩnh tải
Hình 4.1: Sơ đồ tính khung với tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải)
- Phương án 2 : Hoạt tải nửa trái
Hình 4.2: Sơ đồ tính hoạt tải mái trái
Phương án 3 : Hoạt tải nửa phải
Hình 4.3: Sơ đồ tính hoạt tải mái phải
- Phương án 4 : Hoạt tải cả mái
Hình 4.4: Sơ đồ tính hoạt tải cả mái
- Phương án 5 : D
max
trái
Hình 4.5: Sơ đồ tính khung với áp lực đứng D

max
trái
- Phương án 6 : D
max
phải
Hình 4.6: Sơ đồ tính khung với áp lực đứng D
max
phải
- Phương án 7 : T trái +
Hình 4.7: Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang T trái +
- Phương án 8 : T trái –
Hình 4.8: Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang T trái –
- Phương án 9 : T phải
Hình 4.9: Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang T phải +
- Phương án 10 : T phải –
Hình 4.10: Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang T phải -
- Phương án 11 : Gió trái
Hình 4.11: Sơ đồ tính khung với gió trái ngang nhà
- Phương án 12 : Gió phải
Hình 4.12: Sơ đồ tính khung với gió phải ngang nhà
- Phương án 13 : Gió dọc
Hình 4.13: Sơ đồ tính khung với gió dọc nhà
5.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC.
Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng phần mềm
SAP2000. Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng các biểu đồ, và bảng tổ hợp nội lực.Do khung
có kết cấu đối xứng và tải trọng đối xứng nên ta chỉ tổ hợp nội lực và tính toán cho một nửa khung
(chọn nửa khung bên trái). Số hiệu thanh (frame) và điểm (joint) trong SAP như hình
Hình 5.1: Số hiệu thanh và điểm trong SAP
Hình 5.2: Mômen do tĩnh tải
Hình 5.3: Lực dọc do tĩnh tải

Hình 5.4: Lực cắt do tĩnh tải
Hình 5.5: Mômen do hoạt tải chất nửa mái trái
Hình 5.6: Lực dọc do hoạt tải chất nửa mái trái
Hình 5.7: Lực cắt do hoạt tải chất nửa mái trái
Hình 5.8: Mômen do hoạt tải chất nửa mái phải
Hình 5.9: Lưc dọc do hoạt tải chất nửa mái phải
Hình 5.10: Lực cắt do hoạt tải nửa mái phải
Hình 5.11: Mômen do hoạt tải chất đầy (HT trái+HT phải)