kết cấu nhà công nghiệp một tầng băng thép

KẾT CẤU NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT
TẦNG BẰNG THÉP
TS. Nguyễn Ngọc Linh, Bộ môn Công trình Thép – Gỗ
phòng 312 nhà A1, Đại Học Xây Dựng. Tel. 0904 247 817, 04 386 97 006
Tài liệu tham khảo
1. Kết cấu thép. Cấu kiện cơ bản. Chủ biên Phạm Văn Hội.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hà nội 2009.
2. Kết cấu thép. Công trình dân dụng và công nghiệp. Chủ
biên Phạm Văn Hội. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
Hà nội 2006.
3. Kết cấu thép nhà dân dụng và công nghiệp. Chủ biên
Nguyễn Quang Viên. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
Hà nội 2011;
4. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCXDVN 338:2005
§1. Đại cương về nhà công nghiệp
Kết cấu nhà công nghiệp một tầng bằng thép được sử
dụng rộng rãi trong các công trình công nghiệp. Chúng
thường được áp dụng cho nhà một hay nhiều nhịp như
xưởng sản xuất, nhà kho hoặc cho công trình dân dụng
như trung tâm vận chuyển-phân phối hàng hóa, siêu thị,
hoặc các công trình công cộng nhà thi đấu thể thao …
Một số ứng dụng kết cấu nhà công nghiệp
một tầng bằng thép
Một số ứng dụng kết cấu nhà công nghiệp
một tầng bằng thép
I. Đặc điểm chung của nhà công nghiệp
1. Vật liệu chế tạo
- Khung bê tông cốt thép;
- Khung toàn thép;
- Khung hỗn hợp.
2. Sự làm việc của cầu trục

- Tải trọng do cầu trục gây phá hoại cho kết cấu do mỏi;
- Chế độ làm việc của cầu trục;
Chế độ làm việc
K
Q
K
N
T
(%)
Nhẹ
rất hiếm khi làm việc
với sức trục
Q
≤15
Trung bình ≤0.75 ≤0.5 ≤20
Nặng ≤1 ≤1 ≤40
Rất nặng ≈1 ≤1 ≥60
II. Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế nhà
công nghiệp
Thỏa mãn đồng thời hai yêu cầu cơ bản: yêu cầu về sử
dụng và yêu cầu về kinh tế.
1. Yêu cầu về sử dụng:

Phù hợp dây chuyền công nghệ và thuận tiện việc lắp
đặt thiết bị máy móc. Yêu cầu này liên quan đến bước
cột, hệ giằng, hướng di chuyển của cầu trục;

Đảm bảo độ cứng dọc và ngang để cho các thiết bị nâng
cẩu làm việc bình thường;


Đảm bảo chịu lực và độ bền lâu dưới tải trọng động và
sự xâm thực của môi trường;

Đảm bảo điều kiện thông gió và chiếu sáng.
II. Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế
nhà công nghiệp
2. Yêu cầu về kinh tế:

Giảm giá thành vật liệu, chế tạo (điển hình hóa cấu
kiện), vận chuyển, xây lắp…

Rút ngắn thời gian xây dựng cũng như các chi phí khác
(duy tu, bảo dưỡng) trong quá trình sử dụng công trình
I. Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng:

Phần ngầm: kết cấu móng chủ yếu sử dụng loại móng
đơn, tùy theo điều kiện địa chất có thể sử dụng móng
nông hoặc sâu;

Phần thân: cột, dầm cầu trục, hệ giằng cột, hệ cột
sườn tường;

Phần mái: dàn mái (dàn vì kèo), dầm mái, hệ giằng
mái, hệ kết cấu cửa mái, hệ xà gồ (đối với mái nhẹ);

Kết cấu khung ngang: là kết cấu chịu lực chính bao
gồm các bộ phận móng, cột, dầm xà hoặc dàn vì kèo
§
2. Cấu tạo nhà công nghiệp

một tầng một nhịp
Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng
1. Khung nhà xưởng mái nặng
Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng
2. Khung nhà xưởng mái nhẹ:
Các bộ phận chính trong kết cấu nhà xưởng
Các bộ phận chính trong kết cấu nhà xưởng
Các bộ phận chính trong kết cấu nhà xưởng
Các bộ phận chính trong kết cấu nhà xưởng
II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt độ
1. Bố trí hệ lưới cột là tìm kích thước hợp lý giữa các cột
theo hai phương:

Phương ngang nhà gọi là nhịp khung ký hiệu là
L
.
Nhịp
L
thường được chọn theo mô đun là 6m: L=12; 18;
24; (27); 30; (33); 36m.

Phương dọc nhà gọi là bước cột ký hiệu là
B
. Bước
cột
B
thường gặp B=6; 12m.


Đối với nhà mái nặng có nhịp L>30m, chiều cao nhà H>15m, sức trục
Q>30T thì sử dụng bước cột B=12m là hợp lý. Khi các thông số trên nhỏ
hơn thì dùng bước cột B=6m kinh tế hơn.

Đối với nhà mái nhẹ, bước B có thể chọn trong khoảng từ 6m
÷
9m
II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt độ
II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt độ

Khi nhà có kích thước mặt bằng lớn, khi có sự thay đổi
về nhiệt độ, trong các thành phần kết cấu có thể xuất
hiện thêm các ứng suất phụ gây tác dụng không có
lợi cho kết cấu.

Trong các trường hợp cần thiết, mặt bằng nhà được chia
thành các khối nhiệt độ theo phương dọc và ngang
được tạo bởi các khe nhiệt độ.

Khoảng cách giữa các khe nhiệt độ không quá
200m

Tại vị trí khe nhiệt độ, bố trí hai khung đứng cạnh nhau
có trục lui về hai phía của trục định vị 500mm.
II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt độ
II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt độ
III. Các kích thước chính của khung ngang
1. Kích thước theo phương đứng (nhà mái nặng)
Htr
– chiều cao đoạn cột trên

Htr
=
H2
+
Hdct
+
Hr
H2
- chiều cao từ mặt ray đến
mép dưới giàn vì kèo;
H2
=
Hc+
100
mm
+
f
Hc
- chiều cao từ mặt ray đến
điểm cao nhất của cầu
trục, tra trong catalog cầu
trục theo sức trục
Q
và
nhịp cầu trục
S;
100
mm
- là khe hở an toàn
giữa cầu trục và vì kèo;

f
- độ võng của vì kèo;
1. Kích thước theo phương đứng (nhà mái nặng)
Hdct
- chiều cao dầm cầu trục;
Hd
– chiều cao đoạn cột dưới;
Hd
=
H
–
Htr
+
H3
H -
chiều cao sử dụng từ mặt
nền đến cánh dưới vì
kèo;
H1
- chiều cao từ mặt nền đến
cao độ mặt ray cầu trục
(còn gọi là cao trình
đỉnh ray),
H1
được cho
trong yêu cầu thiết kế.
H3 -
chiều cao chôn cột dưới
nền, thường lấy từ 600-
1000

2. Kích thước theo phương ngang (nhà mái nặng)
Lct – nhịp cầu trục, khoảng cách
hai trục của dầm cầu trục,
xác định theo catalog phụ
thuộc Q và L;
L - nhịp danh nghĩa, khoảng cách
trục định vị, xác định theo
yêu cầu sử dụng;
L = Lct + 2
 - khoảng cách trục dầm cầu trục
đến trục định vị lấy phụ thuộc
vào sức trục và điều kiện đảm
bảo an toàn cho cầu trục khi
vận hành;
D - khoảng hở an toàn giữa cầu
trục và mép trong cột, D = 60
 75 mm;
2. Kích thước theo phương ngang (nhà mái nặng)
 > B1 + ( ht - a ) + D
B1 – khoảng cách từ trục ray đến
mép ngoài cầu trục;
a – khoảng cách mép ngoài cột
đến trục định vị lấy phụ
thuộc vào sức trục Q
hd - chiều cao tiết diện cột dưới;
hd = (1/15  1/20) H
ht – chiều cao tiết diện cột trên;
ht = (1/10 1/12)Ht
2. Kích thước chính của khung (nhà mái nhẹ)