Đồ án kết cấu thép thiết kế nhà xưởng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH
VIỆN XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KẾT CẤU THÉP THEO AISC

GVHD: ThS. Phạm Đê
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng
MSSV: 2131093956
Lớp: CD21KG

Kiên Giang, ngày 20 tháng 08 năm 2022


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Lời cảm ơn:
Trong suốt q trình thực hiên đồ án mơn học Kết Cấu Thép này, em đã nhận
được rất nhiều kiến thức và sự tận tâm từ thầy. Em xin bày tỏ lời cảm ơn tới thầy
Phạm Đê, giảng viên khoa Công Trình Giao Thơng. Thầy đã hướng dẫn mơn Kết cấu
thép cho lớp em và trực tiếp chỉ bảo em thực hiên đồ án này. Thầy ln nhiêt tình và
tận tâm trong công viêc giảng dạy, hướng dẫn và duyêt đồ án, giúp cho chúng em có
sự chịu khó, cẩn thận trong trình bày để có được một sản phẩm hồn thiên. Những
kiến thức quý báu thầy đã truyền đạt chắc chắn sẽ cịn đi theo em sau này. Trong q
trình thực hiên đồ án, em cũng gặp rất nhiều điều khó khăn vì cịn một số kiến thức
em cịn chưa biết hoặc chưa nắm vững. Nhưng nhờ thầy và các bạn của em, những
người đã luôn cố gắng giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Em chân thành cảm ơn thầy và các bạn!

P a g e 2 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU
BẢNG 1.1 DỮ LIỆU CẦU TRỤC
BẢNG 1.2. TĨNH TẢI MÁI
BẢNG 3.1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG
BẢNG 3.2.CÁC TRƯỜNG HỢP TỔ HỢP NỘI LỰC KHUNG NGANG.
BẢNG 3.3. BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC
BẢNG 4.1. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC TIẾT DIỆN DẦM CẦU TRỤC
BẢNG 4.2. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC TIẾT DIỆN DẦM CẦU TRỤC
BẢNG 5.1. CÁC VỊ TRÍ MẶT CẮT XÉT NỘI LỰC KIỂM TRA CỘT
BẢNG 5.2. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC TIẾT DIỆN CỘT
BẢNG 5.3. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC TIẾT DIỆN CỘT
BẢNG 6.1. CÁC VỊ TRÍ MẶT CẮT XÉT NỘI LỰC KIỂM TRA XÀ MÁI
BẢNG 6.2. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC TIẾT DIỆN XÀ MÁI
BẢNG 6.3. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC TIẾT DIỆN XÀ MÁI
BẢNG 7.1. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC TIẾT DIỆN CẦU TRỤC
BẢNG 7.2. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC TIẾT DIỆN CẦU TRỤC

P a g e 3 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng

Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

CHƯƠNG 1. KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG
1.1. Số liệu thiết kế
1.1.1. Dữ liệu thiết kế

Thiết kế nhà công nghiêp một tầng một nhịp bằng thép có cầu trục, mặt bằng hình
chữ nhật.

Hình 1.1. Kích thước chính của khung
Trong đó:
-

Chiều dài nhịp nhà L
: 24 m
Sức trục Q
: 25 T
Cao độ đỉnh ray
: 9.5 m
Khu vực tính gió
: III.B
Chiều dài nhà
: 104 m
Bước cột
:8m
Độ dốc mái
: 15 %
Cầu trục làm viêc ở chế độ trung bình.

-

Hai móc cẩu, móc cẩu mềm.

-

Tiêu chuẩn thiết kế: AISC 360:16

-

Tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động

 Xác định nhịp cầu trục:
Do sức trục Q = 25 T và chiều dài nhịp nhà L = 24m
Chọn nhịp cầu trục
P a g e 4 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Theo dữ liêu catalouge cầu trục ta có:
Bảng 1.1 Dữ liệu cầu trục
Bề rộng
K/c
Trọng

Chiều

Trọng

Nhịp Lk

cao cầu

K/c zmin

cầu trục

bánh xe

lượng

lượng

(m)

trục Hk

(mm)

Bk

Kk

cầu trục

xe con

22,5

(mm)
1380

190

(mm)
4130

(mm)
3200

G (T)
13,98

Gxc (T)
1,573

Áp lực

Áp lực

Pmax

Pmin

(kN)

(kN)

158

36,3

- Cột liên kết với móng ở cao trình ±0.000 m, mái lợp bằng tơn.
1.1.2. Vật liệu

- Mác thép CCT34
- Cường độ tính tốn:
- Cấp độ bền của bê tông: B20
- Tôn mái và tôn tường: Tôn ASEM, dày 0.47 ± 0.01 mm
- Que hàn N42 hoặc tương đương:
- Phương pháp hàn bán tự động, phương pháp kiểm tra thông thường.
1.1.3. Tiêu chuẩn áp dụng
-

TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5575 – 2012: Thiết kế kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế
Tiêu chuẩn thiết kế: AISC 360:10

1.2. Kích thước khung ngang
1.2.1. Bố trí lưới cột

- Theo phương dọc nhà bố trí với bước 8 m, cơng trình có tổng cơng 13 bước giàn.
- Theo phương ngang nhà bố trí cột có nhịp: 24 m.
- Cơng trình có chiều dài 104 m nên khơng bố trí khe nhiêt.

Hình 1.2. Mặt bằng lưới cột
1.2.2. Kích thước theo phương đứng

- Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
P a g e 5 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Với: bk = 0.1 (m) là khoảng cách khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang.
HK=1,38 (m) là chiều cao của cầu trục (khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao
nhất của cầu trục).
Suy ra H2 = 0,1 + 1,38 = 1,48 (m)
Chọn H2 = 1,5 (m)
- Chiều cao của cột tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H1 + H2 + H3
Với:+ H1= Hr = 9,5 (m) là cao trình đỉnh ray.
+ H3= 0 là khoảng cách phần cột chôn dưới nền, theo đề xem cột được liên
kết với móng ở cao trình ± 0.000 m.
Suy ra: H= 9,5 + 1,5 + 0 = 11(m).
- Chiều cao dầm cầu trục:
Chọn hdc= 0,8 (m)
- Chiều cao thực của cột trên từ vai đỡ dầm cầu trục đến mép dưới vì kèo:
Với hr= 0,2 (m) là chiều cao của rây và đêm rây.
Suy ra: Hctr = 1,5 + 0.8 + 0.2 = 2,5 (m).
- Chiều cao của phần cột dưới từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:

P a g e 6 | 69

SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

1.2.3. Kích thước theo phương ngang

1.2.3.1. Tiết diện cột

Hình 1.3 Kí hiệu kích thước cột
- Sơ bộ chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng:
Chọn chiều cao h = 1000 (mm).
- Bề rộng tiết diện cột:
Chọn bề rộng b = 500 (mm).
- Bề dày bản bụng:
-

Để đảm bảo điều kiên chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng, nên chọn tw ≥ 6 (mm).
Chọn bề dày tw = 14 (mm).
- Bề dày bản cánh:
Chọn bề dày tf = 18 (mm).
Vậy tiết diên cột là I-(700-1000) x 500 x 14 x 18.

P a g e 7 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Hình 1.4. Tiết diện cột tại chân cột và đỉnh cột
1.2.3.2. Tiết diện xà mái

Hình
1.5. Tiết diện xà mái tại nút khung và đỉnh khung
- Chiều cao tiết diện nách khung:
Chọn h1 = 1000 (mm).
- Bề rộng tiết diện nách khung:
Chọn b = 500 (mm).
- Chiều cao tiết diện xà đỉnh khung:
Chọn h2 = 700 (mm).
- Chiều dày bản bụng tiết diện:
Chọn tw = 14 (mm).
P a g e 8 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

- Chiều dày bản cánh tiết diện:
Chọn tf = 18 (mm).
- Vị trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột một đoạn:
Chọn Ltd = 4500 (mm).
Vậy: Tiết diên tại nút khung là: I-1000 x 500 x 14 x 18.
Tiết diên tại đỉnh khung là: I-700 x 500 x 14 x 18.

Tiết diên dầm mái có thể ghi là: I-(1000-700) x 500 x 14 x 18.

Hình 1.6 3D tiết diện dầm mái thay đổi tiết diện
1.2.3.3. Tiết diện vai cột
- Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray của cầu trục:
- Chiều dài vai cột (tính từ mép trong cột đến mép ngồi cùng vai cột):
, chọn Lv = 500mm
Trong cơng thức trên:
-

hc là chiều cao tiết diên cột
khoảng cách từ trục ray đến mép ngoài cùng của vai cột lấy bằng 100 (mm)
Kích thước tiết diên vai cột cũng chọn sơ bộ theo các công
thức kinh nghiêm như cột và dầm mái.

- Xác định khoảng cách a từ mép ngoài cột tới trục định vị cột: Phụ thuộc vào sức

trục Q.
⁺

Khi sức trục Q ≤ 30T: Lấy a= 0
P a g e 9 | 69

SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

-

⁺

Khi sức trục 30T < Q ≤ 75T: Lấy a = 250 mm

⁺

Khi sức trục Q > 75T: Lấy a = 500 mm.

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Cầu trục có sức trục Q= 25T nhưng khơng thỏa điều kiên Zmin nên không chọn
a=0, chọn lại a = 250mm.

-

Chiều cao dầm tại điểm đặt lực cầu trục: h=700 mm

-

Chiều cao dầm tại vị trí liên kết với cột: hv=1000mm

-

Chiều rộng tiết diên dầm: bf=500 mm

-

Chiều dày bản bụng tiết diên dầm: tw= 14 mm

-

Chiều dày bản cánh tiết diên dầm: tf= 18 mm

-

Tiết diên dầm vai cột: I – (1000x700) x 500 x 14x 18.

Hình 1.7. Kích thước vai cột
1.2.3.4. Tiết diện cửa trời
Thông thường, bề rộng cửa trời trong khoảng nhịp nhà và chiều cao cửa trời
bằng một nữa bề rộng.
Chọn Lct = 6 (m), Hct = 4 (m).
- Chiều cao tiết diên cột và dầm mái cửa trời là h= 200 (mm).
- Bề rộng bản cánh cột và dầm mái cửa trời là bf =100 (mm).
P a g e 10 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

- Bề dày bản bụng của cột và dầm mái cửa trời là tw =8 (mm).
- Bề dày bản cánh của cột và dầm mái cửa trời tf =10 (mm).
Tiết diên dầm, cột cửa trời là: I-200 x 100 x 8 x 10.
1.3. Hệ giằng
1.3.1. Vai trò của hệ giằng

Hê giằng là bộ phận kết cấu liên kết các khung ngang lại tạo thành hê kết cấu
khơng gian, có các tác dụng:

- Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không 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
kiên chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,...
- Tạo điều kiên thuận lợi, an toàn cho viêc dựng lắp, thi cơng.
* Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột.
1.3.2. Hệ giằng cột

Dọc theo chiều dài nhà, hê giằng cột được bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà
để truyền tải trọng gió một cách nhanh chóng. Hê giằng cột trên được bố trí từ mặt
dầm hãm đến đỉnh cột, hê giằng cột dưới được bố trí từ mặt nền đến mặt dầm vai.
Theo tiết diên cột, hê giằng cột được đặt vào giữa bản bụng cột. Do sức trục Q = 25T
nên ta chọn tiết diên thanh giằng làm từ thanh thép tròn φ18. Chọn tiết diên thanh
chống dọc nhà theo độ mảnh λmax ≤ 200, chọn 2C20.
Khi bố trí hê giằng cột khơng được vượt q các kích thước giới hạn sau: khoảng
cách từ đầu hồi đến hê giằng gần nhất không lớn hơn 75 m, khoảng cách hê giằng
trong một khối nhiêt độ không lớn hơn 50 m (Mục 11.1.2, TCVN 5575:2012).

Hình 1.8 Hệ giằng cột
1.3.3. Hệ giằng mái

Hê giằng mái được bố trí ở hai gian đầu nhà và ở chỗ có hê giằng cột. Hê giằng
mái bao gồm các thanh giằng xiên và thanh chống, trong đó yêu cầu cấu tạo thanh
P a g e 11 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

chống có độ mảnh . Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diên φ18, thanh chống
chọn 2C20. Theo chiều cao tiết diên xà, giằng mái bố trí lêch 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. Tiết diên thanh
chống chọn L50x5, điểm liên kết với xà gồ cách xà 800 mm. Ngoài ra bố trí thanh
chống dọc nóc tiết diên 2C20 tạo điều kiên thuận lợi khi thi cơng lắp ghép.

Hình 1.9. Hệ giằng mái
1.4. Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang
1.4.1. Tĩnh tải

 Tải trọng tác dụng lên dầm mái, mái cửa trời
-

Tải trọng do mái tôn, hê giằng, xà gồ: gtc = 15 daN/m2 mặt bằng mái

-

Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:



(Mục 2.1.1e Chương 2 Sách Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiêp GS
Đồn Định Kiến)



(Mục 2.1.2b Chương 2 Sách Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiêp GS
Đồn Định Kiến)

STT

1

Loại tải

Tơn lợp mái

Bảng 1.2. Tĩnh tải mái
Tải trọng
Bước
tiêu
khung
chuẩn
(m)
(daN/m2)
8
8

Tổng tải
trọng
(daN/m)
64
P a g e 12 | 69

SVTH: Nguyễn Nhật Trọng

Đồ án môn học KCT

2
3

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Xà gồ
7
8
56
Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung =1,2kN/m

 Tải trọng tác dụng lên cột
- Tải trọng kết cấu bao che: Trọng lượng bản thân kết cấu và hê giằng lấy 15-20

(daN/m2) Chọn gtc = 15 (daN/m2) = 0.15 (kN/m2).
-

Trọng lượng bản thân của dầm cầu trục :
αDCT =3547 với cầu trục sức trục Q>75 (t),lấy αdct=35


(Mục 2.1.2b Chương 2 Sách Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiêp GS
Đồn Định Kiến)

Trong đó:
αDCT là hê số trọng lượng bản thân dầm cầu trục
B: Bước khung đang xét

H: Chiều cao cột
Ldct: Bước nhịp của cầu trục so với khung (bước cột)
•

Tải trọng bản thân của dầm, dàn hãm: Gdhtc = 8 kN

Hình 1.10. Sơ đồ tính khung với tĩnh tải
P a g e 13 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

1.4.2. Hoạt tải

1.4.2.1. Hoạt tải sửa chữa mái
•

Độ dốc mái:
-

Theo TCVN 2737:1995, giá trị hoạt tải sửa chữa mái (mái nhẹ) ptc= 0.3
(kN/m2) mặt bằng nhà, do đó:

-

Hoạt tải sửa chữa tiêu chuẩn phân bố lên dầm mái:

Hình 1.11. Sơ đồ tính khung hoạt tải nửa mái trái

P a g e 14 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Hình 1.12. Sơ đồ tính khung hoạt tải nửa mái phải
1.4.2.2. Hoạt tải cầu trục
Áp lực thẳng đứng của cầu trục lên vai cột
•
•

Thơng số cầu trục: Sức trục : Q = 25 tấn; Nhịp cầu trục: = 22.5m
Tra trong catalog cầu trục có:

⁺

Bề rộng cầu trục:

⁺

Áp lực đứng tiêu chuẩn tại mỗi bánh xe: =158 kN

⁺

Áp lực đứng tiêu chuẩn tại mỗi bánh xe: = 36,3 kN

⁺

Khoảng cách bánh xe Kk = 3200 mm

⁺

yi : Tung độ của đường ảnh hưởng áp lực vai tại vị trí thứ i.

⁺

nc: Hê số kể đến sự làm viêc của hai cầu trục.Đối với công trình có chế độ làm
viêc nhẹ và trung bình, lấy nc = 0.85
- Áp lực đứng tính tốn lên vai cột:

P a g e 15 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Hình 1.13.Sơ đồ đường ảnh hưởng áp lực đứng vai cột.

Các giá trị tung độ đường ảnh hưởng được xác định theo quy tắc nội suy

•

đường thẳng sẽ được cơng thức tính tốn như sau:

-

Giá trị tung độ

-

Giá trị tung độ

-

Giá trị tung độ

⇒ Tổng giá trị tung độ đường ảnh hưởng

-

Áp lực đứng tính tốn lên vai cột:

P a g e 16 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Hình 1.14.Sơ đồ áp lực đứng cầu trục tác dụng lên vai cột của khung ngang.
Các , thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột , do đó sẽ lêch tâm so
với trục cột là e= -0,5= 0.75 - 0,5 x 0,6 =0,45m. trị số của các momen tương ứng
Khoảng cách từ trục định vị đến ray cầu trục

Chiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu độ cứng
Chọn =0,6

Hình 1.15. Sơ đồ tính khung với áp lực đứng Dmax lên cột trái

P a g e 17 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Hình 1.16. Sơ đồ tính khung với áp lực đứng Dmax lên cột phải
Áp lực xô ngang của cầu trục
Áp lực ngang cầu trục tác dụng lên khung ngang được xác định theo cơng thức sau:
-

Giá trị áp lực ngang tiêu chuẩn:

Trong đó :
⁺

nc Hê số kể đến sự làm viêc của hai cầu trục.Đối với cơng trình có chế độ làm
viêc nhẹ và trung bình, lấy nc = 0.85

⁺

số bánh xe ở một bên ray.

⁺

T1:Giá trị áp lực ngang tiêu chuẩn trên một bánh xe cầu trục, được tính tốn
theo cơng thức:

P a g e 18 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

Hình 1.17. Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cầu trục hướng âm

Hình 1.18. Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cầu trục hướng dương

P a g e 19 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

1.4.3. Tải trọng gió

Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần là gió tác dụng
vào cột và gió tác dụng trên mái. Áp lực gió tính tốn tác dụng lên khung được xác
định theo TCVN 2737 – 1995:

Áp lực gió tác dụng lên khung được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737
-1995.
(daN/m)
-

q : là áp lực gió phân bố trên mét dài khung

-

W0: là áp lực gió tiêu chuẩn, gió ở vùng II.A có W0 = 95 daN/m2

-

k: là hê số phụ thuộc vào độ cao

-

c: là hê số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu.

-

B: là bước khung.

Hình 1.19. Mặt bằng khung chịu gió
a) gió ngang nhà; b) gió dọc nhà

P a g e 20 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng

Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

a, Trường hợp gió thổi ngang nhà.

Hình 1.20. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi ngang nhà
- Nhịp L = 24 (m).
- Chiều cao: Hc = 11 (m); hm1 = 2.8 (m); hm2 = 1.8 (m); hm3 = 0.40 (m).
- Xác định hê số khí động c theo sơ đồ 8 và sơ đồ 2 TCVN 2737-1995 như sau:
+ Tìm ce1, ce2:

+ Tìm ce3,

- Xác định hê số k:
Hê số k phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao cơng trình. Cơng trình ở khu
vực thuộc dạng địa hình B. Tra bảng 5 trong TCVN 2737 -1995.

Bảng 1.2. Tải trọng gió theo phương ngang
STT

nhà
Loại tải

Tải

Hê số

Hê số

Bước

Tổng tải
P a g e 21 | 69

SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án mơn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

trọng
t.chuẩn
(daN/m2)
1
2
3
4
5
6
7
8

Cột đón gió
Mái đón gió
Cột cửa mái đón gió
Cửa mái đón gió
Cửa mái hút gió
Cột cửa mái hút gió

Mái hút gió
Cột hút gió

1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25

k

c

1,0096
1,0216
1,052
1,056
1,0096
1,0216
1,052
1,056

khung

trọng

(m)

(daN/m)

(kN/m)

8
8
8
8
8
8
8
8

8,08
-5,48
7,36
-8,45
-5,32
-5,11
-6,31
-4,72

807,68
-547,578
736,4
-844,8
-532,059
-510,8
-631,2

-472,032

0,8
-0,536
0,7
-0,8
-0,527
-0,5
-0,6
-0,447

b, Trường hợp gió thổi dọc nhà:
•

Xác định hê số khí động Ce:

Khi này, hê số khí động trên hai mặt mái có giá trị bằng -0,7; hê số khí động
trên cột là giá trị Ce3, phụ thuộc vào tỉ lê L/ΣB (ΣB- chiều dài tồn nhà) và H/ΣB.
Cơng trình có L/ΣB<1 và H/ΣB<0,5 nên Ce3 =-0,4, tức là gió có chiều hút ra ngồi
cho cả hai cột.

Hình 1.21. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi dọc nhà
Bảng 2.4. Tải trọng gió theo phương dọc nhà
ST

Loại tải

Áp lực gió

Hê số

Hê số

Bước

Tổng tải
P a g e 22 | 69

SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

T
1
2
3
4

GVHD: ThS. Phạm Đệ

t.chuẩn
(daN/m2)

k

c

khung
(m)

1,25
1,25
1,25
1,25

1,0096
1,0216
1,052
1,056

-0.4
-0.7
-0.4
-0.7

8
8
8
8

Cột khung
Mái
Cột cửa mái
Cửa mái

trọng
(daN/m) (kN/m)
-4,04
-7,15

-4,21
-7,39

-403,84
-715,12
-420,8
-739,2

P a g e 23 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ XÀ GỒ
2.1. Thiết kế xà gồ mái
- Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm:
+ Trọng lượng bản thân của mái và xà gồ
+ Hoạt tải mái tôn: 40 daN/m2
•

Ta có độ dốc mái i = 15% tương đối nhỏ nên ta bỏ tải gió tác dụng lên xà gồ
+ Cos α = 0.9889
+ Sin α = 0.1483

Hình 2.1. Tiết diện xà gồ cột chữ Z thép cán nguội
-

Chọn khoảng cách xà gồ trên mặt bằng là: axg = 1.5m
Chiều dài nhịp tính tốn của xà gồ: Lcp = 8 m
Chọn xà gồ có các đặt trưng tiết diên như sau:

Xà gồ thép cán nguội tiết diên chữ Z(200x62x68x20), t=2mm
Momen quán tính của tiết diên đối với trục x-x: Ix=420,81 x104 mm4
Momen quán tính của tiết diên đối với trục y-y: : Iy=54,173 x104 mm4
Momen kháng uốn của tiết diên đối với trục x-x: Wx=41,379x103 mm3
Momen kháng uốn của tiết diên đối với trục y-y: Wy=8,246x103mm3
Trọng lượng bản thân xà gồ trên mét dài: mcp=5,68 kg/m=5,68 daN/m
•

Dựa vào mặt bằng bố trí và xà gồ mái có sơ đồ tính như sau:

P a g e 24 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng


Đồ án môn học KCT

GVHD: ThS. Phạm Đệ

2.1.1 Thông số đặc trưng vật liệu xà gồ

- Cường độ giới hạn dẻo của thép làm xà gồ: fy= 3450 daN/cm2.
- Hê số tin cậy về cường độ của thép làm xà gồ: γw=1.1
- Cường độ tính tốn của thép làm xà gồ:
- Hê số điều kiên làm viêc của thép làm xà gồ: γc=1.
- Modul đàn hồi của thép làm xà gồ: E =2.1x105 Mpa
2.1.2 Xác định các loại tải trọng tác dụng

•

Xác định tải trọng qx (tĩnh tải):

Tải trọng (qx) tác dụng lên xà gồ cột là trọng lượng bản thân xà gồ, lớp bao che.
- Trọng lượng bản thân xà gồ cột: gcp=mcp=5.68 daN/m.
- Trọng lượng lớp bao che (tính theo tải trên mét vng) : gegv=5 (daN/m2) .
- Trọng lượng lớp bao che (tính theo tải trên mét dài)

- Giá trị tĩnh tải tiêu chuẩn:

-

Áp lực gió phân bố:

Trong đó:

-

Wo: Áp lực gió tiêu chuẩn, phụ thuộc vào vùng gió và vị trí xây dựng cơng
trình.Ứng với đề cho cơng trình thuộc vùng gió III.B, tra bảng 4 TCVN
2737:1995 xác định Wo=125 daN/m2
k: Hê số kể đến sự thay đổi của áp lực gió, phụ thuộc vào cao độ z của cơng
trình và dạng địa hình nơi xây dựng cơng trình.Giả sử cơng trình ở vùng địa
hình B và cao độ z=H=11m,tra bảng 5 TCVN 2737:1995 xác định k=1.0096

-

(nội suy tuyến tính).
c: Hê số khí động, phụ thuộc vào dạng hình học mặt đón gió.Dựa vào sơ đồ 2

và 8 trong TCVN 2737:1995, đối với mặt đón gió lấy c= 0.8
- Tải trọng gió tiêu chuẩn phân bố trên xà gồ cột:

P a g e 25 | 69
SVTH: Nguyễn Nhật Trọng