Đồ án kết cấu thép: Thiết kế cửa van phẳng

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
THIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG
Yêu cầu: Thiết kế cửa van phẳng bằng thép theo phương pháp phân tích kết cấu thành
những hệ phẳng.
I/ Tài liệu thiết kế:
Chiều rộng lỗ cống L
o
=6.5m
Chiều cao lỗ cống H=7.5m
Vật liệu dùng để chế tạo cửa van là thép CT3.
Kết cấu dùng liên kết hàn.
Hệ số điều kiện làm việc: m=0,75
Hệ số vượt tải: n
p
=1,1
Cường độ tính toán của thép chế tạo van: R= 0,72.2100=1512(daN/cm
2
)
R
k
=R
n
=1490(daN/cm
2
)
R
u
=1565(daN/cm
2
)

II/ Vị trí và bố trí chi tiết các kết cấu:
1.Dầm chính:
- Tính lực tác dụng lên dầm chính:
Lấy
)/(10
3
mKN
=
γ

H=7.5(m)
Lực tác dụng lên dầm chính:
)/(625,1405.7.10
4
1
4
1
2
22
mKNH
W
q
n
====
γ
Ta có
1.1
=
p
n

Vậy
)/(688,154625.140.1,1 mKNqnq
TC
p
===
- Tính nhịp dầm:
Chọn c= 280mm= 0,28m
L=L
o
+2c= 6.5+ 2.0,28= 7,06 (m)
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 1
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Đây là dầm tổ hợp hàn, tiết diện chữ I có: Nhịp tính toán L=7,06(m)
Tải trọng tác dụng q=154,688(KN/m)
Sơ đồ tính toán dầm chính:
7060
q=154,688(KN/m2)
Lo=6500
c=280
c=280
2. Xác định sơ bộ vị trí, kích thước dàn ngang:
)(106.7
7
1
7
1
mL
==
Chọn số lượng dàn ngang là 5
Nên khoảng cách giữa các dàn ngang B=1,265(m) (Thỏa mãn B<4m)

3. Xác định sơ bộ vị trí dầm phụ:
Dầm phụ được hàn chặt vào bản mặt và tựa lên các dàn ngang, nó được tính toán như
một dầm đơn, gối tựa là hai dàn ngang và đỡ tải trọng của bản mặt truyền đến, tại một
độ sâu nhất định được coi là phân bố đều.
Bố trí dầm phụ ở phía trên thưa, càng xuống sâu sẽ dầy dần vì áp lực nước tăng lên.
Dầm phụ chọn loại dầm tiết diện chữ C đặt úp tránh đọng nước.
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 2
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Chọn và bố trí vị trí dầm chính, dầm phụ và các dàn ngang như hình vẽ sau:
1100
11001100833
833
417
833
833
417
1000 1250 1250 1250 1250 1000


375,35,7.45,0.45,0333,3
3040
1
==<=
>=
o
oo
Ha
α
Vậy bố trí như trên là hợp lý.
III/ Tính toán các bộ phận kết cấu:

1.Tính toán bản mặt:
Trong một hàng ngang nằm giữa hai dầm phụ (i, i+1), chỉ cần tính cho một ô rồi lấy
tương tự cho ô khác. Trường hợp bản mặt hàn lên dầm phụ và thanh trên của dàn ngang
thì bản mặt có sơ đồ tính là bản tựa bốn cạnh. Chiều dày bản mặt xác định theo công
thức sau:
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 3
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
)1(2
2
nR
kP
a
+
=
δ
a là cạnh ngắn của ô
k=0,75 là hệ số phụ thuộc vào liên kết
P là cường độ áp lực nước tĩnh tại tâm ô đang xét
R=0,72. 2100=1512(daN/cm
2
)
n là tỷ số giữa cạnh ngắn và cạnh dài
Kết quả tính toán lập thành bảng như sau:
Ký hiệu ô a
i
(cm) b
i
(cm) n P
i
(daN/cm

2
)
δ
(cm)
1 111,1 126,5 0,878 0,056 0,3
2 111,1 126,5 0,878 0,167 0,5
3 111,1 126,5 0,878 0,278 0,7
4 83,35 126,5 0,659 0,375 0,7
5 83,35 126,5 0,659 0,458 0,7
6 83,35 126,5 0,659 0,542 0,8
7 83,35 126,5 0,659 0,625 0,9
8 41,65 126,5 0,329 0,688 0,5
9 41,65 126,5 0,329 0,729 0,5
Dựa vào bảng trên đã tính được, chọn chiều dày bản mặt
)(9,0 cm
bm
=
δ
2. Tính toán dầm phụ:
Dầm đơn, gối tựa là hai dàn ngang, nhịp tính toán B, tải trọng tác dụng phân bố đều trên
toàn chiều dài dầm là:
iii
bpq
=
Trong đó: p
i
là áp lực nước tác dụng lên dầm phụ
b
i
là bề rộng của tải trọng tác dụng lên dầm phụ thứ i

2
dtr
i
aa
b
+
=
a
tr
là khoảng cách từ dầm phụ thứ i đến dầm trên nó (i-1)
a
d
là khoảng cách từ dâm phụ thứ i đến dầm dưới (i+1)
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Kết quả tính toán lập thành bảng sau:
Tên
dầm
P
i
(KN/m
2
)
a
tr
(m) a
d
(m)
2
dtr

i
aa
b
+
=
iii
bpq
=
iptt
qnq =
M
max
(daNcm)
1 11,11 1,111 1,111 1,111 12,34 13,574 27151,8
2 22,22 1,111 1,111 1,111 24,69 27,159 54325,6
3 41,665 0,8335 0,8335 0,8335 34,73 38,203 76416,7
4 50 0,8335 0,8335 0,8335 41,68 45,848 91708,9
5 58,335 0,8335 0,8335 0,8335 48,62 53,482 106979
6 70,835 0,4165 0,4165 0,4165 29,5 32,45 64909,1
M
max
= 106979(daNcm) Suy ra W
x
=114,3(cm
3
)
Vậy ta chọn dầm phụ là thép chữ C N
0
18 với các đặc trưng hình học như sau:
h(mm) b(mm) d(mm) t(mm)

R(mm
)
F
180 70 5.1 8.7 9
2
J
x
(cm
4
)
J
y
(cm
4
)
W
x
(c
m
3
)
W
y
(c
m
3
)
r
x
(cm

)
r
y
(cm
) S
x
Z
o
(c
m)
1090 86 121 17 7.24 2.04 68.8 1.94
Kiểm tra: khả năng chịu lực của dầm đã chọn kể cả bản mặt:
)/(15122100.72,0)/(21,699
153
106979
)(153
552,15
2375
)(23757,20.552,6109052.9,0.898,2
12
9,0.52
)(552,6
7,2052.9,0
45,9.52.9,0
22
max
max
3
max
422

3
cmdaNmRcmdaN
W
M
cm
y
J
W
cmJ
cmy
x
x
x
x
c
==<===
===
=+++=
=
+
=
σ
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 5
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
L
f
=
384
5
.

EJ
lq
3
.
=
384
5
.
2375.10.65,2
5,126.62,48
6
3
= 0,2.10
-3
<
250
1
Vậy dầm phụ đảm bảo về cường độ và độ cứng.
3. Tính toán dầm chính:
a. Tính toán chọn kích thước dầm chính kể cả bản mặt tham gia chịu lực:
Tính
qP
qP
E
RLn
h
TCTC
o
∑+∑
∑+∑

=
24
5
min
Trong đó:
R=1512(daN/cm
2
)
n
o
=600
L=7,06m
E=2,65.10
6
daN/cm
2
q
TC
=140,625 KN/m
q=154,688 KN/m
n
P
=1,1
P
tc
=0
P=0
Thế số liệu vào ta được:
)(77,45
688,154

625,140
10.65,2
600.706.1512
24
5
6
min
cmh
==
Tính
3
5,1
ycbkt
Wh
λ
=
Trong đó:

100
=
b
λ

)(5,9637758)(963,77585
8
06,7.688,154
8
2
2
max

daNcmKNm
qL
M ====
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN

)(1789,6374
1512
5,9637758
3
max
cm
R
M
W
yc
===

Thế số vào ta được
)(516,981789,6374.100.5,1
3
cmh
kt
==
)(516,98
min
cmhhh
kt
=⇒>
)(5902,93516,98.95,095,0 cmhh

b
===
Chọn chiều cao bản bụng h
b
=100(cm)
Tính
)(1
100
100
cm
h
b
b
b
===
λ
δ
cb
b
Rh
Q
5,1=
δ
Ta có biểu đồ momen M và lực cắt Q sau:
Q (KN)
M (KNm)
546,049
546,049
963,776
Ta được Q=39136,16(daN)

R
c
=0,72.1300=936(daN/cm
2
)
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
)(63,0
936.100
16,39136
5,1 cm
b
==⇒
δ
Vậy chọn chiều dày bản bụng δ
b
=1cm
Chọn δ
c
=20mm=2cm
Chiều cao chính xác của dầm là h=h
b
+2 δ
c
=100+2.2=104(cm)
h
c
=h
b
+ δ

c
=100+2=102(cm)
)(248124
12
100.1
2
104
1789,6374
122
4
3
3
cm
h
h
WJ
bb
ycc
=−=−=
δ
Vậy chiều rộng cánh là:

)(24)(9,23
102.2
248124.2
2
22
cmcm
h
J

b
cc
c
c
≈===
δ
b. Kiểm tra lại tiết diện dầm chính đã chọn:
690
Xo
1000
10
20
20
240
X
126
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 8
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
-
Kiểm tra cường độ:
Ứng suất pháp lớn nhất xác định được:
Ry
J
M
x
≤=
max
max
max
σ

Trong đó:
)(5,9637758)(963,77585
8
06,7.688,154
8
2
2
max
daNcmKNm
qL
M ====
F=0,9.69+2.24+1.100+2.24=258,1(cm
2
)
)(6,64
)(46279924.2.6,63
12
2.24
100.1.6,12
12
100.1
24.2.4,38
12
2.24
9,0.69.85,39
12
9,0.69
)(6,12
1,258
45,52.9,0.69

max
42
3
2
3
2
3
2
3
cmy
cmJ
cmy
x
c
=
=+++++++=
==
Thế số vào ta được:
)/(1512)/(3,13456,64
462799
5,9637758
22
max
cmdaNRcmdaN =<==
σ
Ứng suất tiếp lớn nhất xác định theo:
c
bo
o
R

J
SQ
≤=
δ
τ
max
max
max
Trong đó:
)(52,25252,38.24.26,18.2,37.1
)(1579722.24.2,38
12
2.24
60.1.2,7
12
60.1
2.24.8,23
12
2.24
9,0.69.25,25
12
9,0.69
)(2,7
1,218
45,32.9,0.69
)(1,21824.260.124.269.9,0
)(049,546
2
06,7.688,154
2

3
0
42
3
2
3
2
3
2
3
'
2'
max
cmS
cmJ
cmy
cmF
KN
qL
Q
o
c
=+=
=+++++++=
==
=+++=
===
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 9
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Thế số vào ta được:

)/(936)/(873
1.157972
52,2525.9,54604
22
max
cmdaNRcmdaN
c
=<==
τ
Kết luận: Dầm ổn định về cường độ.
-
Kiểm tra về độ cứng (độ võng):
α
x
TC
JE
Lq
l
f
.384
5
3
=
Trong đó:
q
TC
=140,625(daN/cm
2
)
L=706(cm)

E=2,65.10
6
(daN/cm
2
)
J
x
=462799(cm
4
)
α =0,8
Thế số vào ta được:
44
6
3
10.7,1610.6,6
8,0.46279910.65,2
706.625,140
384
5
−−
<==
l
f
Kết luận: Dầm ổn định về độ cứng
-
Tính liên kết hàn góc giữa bản cánh và bản bụng:
h
go
c

o
h
RJ
SQ
h
β
2
max
=
Trong đó:
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 10
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
)(1579722.24.2,38
12
2.24
60.1.2,7
12
60.1
2.24.8,23
12
2.24
9,0.69.25,25
12
9,0.69
)(049,546
2
06,7.688,154
2
42
3

2
3
2
3
2
3
max
cmJ
KN
qL
Q
o
=+++++++=
===
)/(1500
7,0
)(29762,38.24.28,23.24.2
2
3
cmdaNR
cmS
h
g
c
o
=
=
=+=
β
Thế số vào ta được:

)(5,0
1500.7,0.2.157972
2976.9,54604
cmh
h
==
Vậy lấy h
h
=0,6(cm)
-
Kiểm tra ổn định:
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm.
Kiểm tra ổn định cục bộ của các ô dầm:
m
th
b
th
b
≤








+









22
τ
τ
σ
σ
Trong đó:
)(8,742
7,1
8,74
5,126
cmyhd
bb
===
==
−
µ
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
)/(
8,741.8,74
)/(10.08,8
462799
4,37.
)/(2110)/(211)

8,74
1.100
)(
7,1
95
125()
100
)(
95
125(
)/(13333)/(3,1333
4,37.2
1.100
746
2
100100
2
25
22
22
22
2
2
2
cmdaN
QQ
h
Q
cmdaNM
M

y
J
M
cmdaNmMN
d
cmdaNmMN
y
K
h
K
bb
b
b
x
b
b
th
b
b
o
b
b
oth
===
===
==+=+=
==







=








=








=
−
−
δ
τ
σ
δ
µ
τ

δδ
σ
Lo=6500
c=280
c=280
I
II III
IV
V
VI
Kiểm tra ô thứ nhất:
Q=39136(daN)
M=3110700(daNcm)
Thế số vào ta tính ra được

72,025,0
22
<=








+









th
b
th
b
τ
τ
σ
σ
Kiểm tra ô thứ 2:
Q=29350(daN)
M=7228000(daNcm)
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 12
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Thế số vào ta được:
72,019,0
22
<=









+








th
b
th
b
τ
τ
σ
σ
Kiểm tra ô thứ 3:
Q=9784(daN)
M=9444400(daNcm)
Thế số vào ta được:
72,008,0
22
<=









+








th
b
th
b
τ
τ
σ
σ
Kết luận: các ô dầm ổn định.
Kết luận chung: dầm ổn định.
4. Tính toán dàn ngang:
a. Xác định kích thước hình học của dàn ngang:
Kí
hiệu
thanh
dàn
01 08 12 18 82 87 72 73 32 34 36 67 64 65 45
Chiều
dài

(cm)
166,65 180,75 166,65 50 180,75 180,
75
100 194,
39
166,
7
166,7 194,
39
333,4 100 130,
15
83,3
b. Đưa tải trọng phân bố về mắt dàn:
Đây là dàn hình thang chịu lực tác dụng của tải trọng phân bố theo quy luật tam giác
của áp lực nước, bề rộng tác dụng của tải trọng là B.
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 13
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Gọi các điểm nút là 0,1,2,3,4,5 ứng với các tải trọng tập trung tại các mắt dàn P
i
(i=0,1,2,3,4,5) và cường độ áp lực thủy tĩnh tại các mắt dàn q
i
(i=0,1,2,3,4,5).
q
1
q
2
q
3
q
4

q5
q
o
0
1
2
4
5
6
7
8
3

W
1
W
2
W
3
W
4
W5
0
1
2
4
5
6
7
8

3
Tính áp lực thủy tĩnh tại mắt dàn theo công thức:
TC
ipi
i
TC
i
qnq
Bhq
=
=
∑
γ
Tính hợp lực của các lực phân bố tác dụng lên các thanh: W
i
= diện tích của lực phân bố.
Tọa độ trọng tâm của hình thang Z
i
tra theo bảng 7.4 trang 198 giáo trình kết cấu thép.
Tải trọng phân bố tác dụng lên mỗi thanh giàn được đưa về các mắt dàn theo quy tắc
phân lực song song. Chẳng hạn như:
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 14
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
45
545
55
45
5
5
34

434
44
34
4
4
23
323
33
23
3
3
12
212
22
12
2
2
01
101
11
01
1
1
)(
l
Zl
WP
l
Z
W

l
Zl
WP
l
Z
W
l
Zl
WP
l
Z
W
l
Zl
WP
l
Z
W
l
Zl
WP
l
Z
WP
o
−
=
+
−
=

+
−
=
+
−
=
+
−
=
=
Áp dụng các công thức trên ta lập được bảng sau:
Mắt dàn 0 1 2 3 4 5 Tổng
h
i
(m) 0 1,6665 3,333 5 6,667 7,5
B (m) 1,265 1,265 1,265 1,265 1,265 1,265
)/( mKNq
TC
i
0 21,08 42,16 63,25 84,34 94,875
)(KNW
TC
i
17,56 52,69 87,86 123,02 74,64
Z
i
(m) 0,5555 0,74 0,778 0,794 0,41
)(KNP
TC
i

5,85 35,103 70,298 105,45 101,16 37,9
)(KNP
i
6,435 38,61 77,33 116 111,276 41,69 391,341
Tổng áp lực tác dụng:
∑
==== )(358,3911,1.78,3551,1.265,1.5,7.10.
2
1
1,1.
2
1
22
KNBHP
i
γ
Xác định sai số:
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 15
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN

%5%0100.
358,391
341,391358,391
<=
−
c. Xác định nội lực các thanh dàn:
Sử dụng phương pháp tách nút để tính toán nội lực trong thanh.
Po
P
1

P
2
P
3
P
4
P
5
R
A
R
B
R
A
=R
B
=195,67(KN)
Tên thanh Nội lực (KN) Trạng thái nội lực Chiều dài thanh (cm)
01 21,04 Chịu kéo 166,65
12 21,04 Chịu kéo 166,65
23 84,18 Chịu kéo 166,7
34 33,22 Chịu kéo 166,7
45 33,22 Chịu kéo 83,3
08 22,01 Chịu nén 173,99
87 88,04 Chịu nén 173,99
76 37,8 Chịu kéo 333,4
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 16
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
65 53,92 Chịu nén 130,15
18 38,61 Chịu nén 50

28 66,03 Chịu kéo 173,8
27 96,63 Chịu nén 104
37 142,32 Chịu nén 194,39
36 82,91 Chịu nén 194,39
46 111,276 Chịu nén 104
d. Chọn tiết diện thanh dàn:
- Chọn tiết diện cho thanh cánh thượng:
Thanh cánh trên thường dùng thép chữ I. Thanh cánh thượng của dàn ngang ngoài chịu
lực dọc còn chịu uốn do tải trọng ngang trực tiếp của áp lực nước cho nên ta tính thanh
cánh thượng như thanh chịu lực lệch tâm có kể cả phần bản mặt cùng tham gia chịu lực.
Chọn thanh 23 để tính toán vì thanh có lực dọc N=84,18(KN) lớn nhất thanh cánh
thượng và chiều dài l
23
= 166,7(cm)
Momen uốn là
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN

)(7,128
1565
201400
)(14,20
8
667,1.98,57
)/(98,57705,52.1,1
)/(705,52
2
25,6316,42
2
)/(16,42

)/(25,63
8
3
max
2
max
32
2
3
2
23
max
cm
R
M
W
KNmM
mKNqnq
mKN
qq
q
mKNq
mKNq
lq
M
u
yc
TC
TBpTB
TCTC

TC
TB
TC
TC
TB
===⇒
==⇒
===
=
+
=
+
=⇒
=
=
=
Chọn tiết diện thanh cánh thượng là IN
o
18
Kiểm tra tiết diện đã chọn khi có sự tham gia chịu lực của bản mặt:
540
1800
Xo
X
53,8
90
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 18
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
)/(1565)/(1263
8,175

201400
72
8418
)(8,175
38,15
8,2703
)(8,2703
12
9,0.54
9,0.54.07,34,23.38,61290
)(38,6
72
)945,0.(9,0.54
)(729,0.544,23
)(549,0.50950
22
3
max
max
4
3
22
2
cmdaNRcmdaN
W
M
F
N
cm
y

J
W
cmJ
cmy
cmF
cmbb
u
x
x
x
c
bmc
=<=+=+=⇒
===
=+++=
=
+
=
=+=
=+=+=
+
σ
δ
Thõa mãn điều kiện về cường độ.
Vậy ta chọn thép là IN
o
18 cho tất cả các thanh cánh thượng.
- Chọn tiết diện cho thanh cánh hạ:
Thanh 78 là thanh bất lợi nhất vì thanh này có nội lực lớn nhất trong các thanh cánh hạ
N=88,04(KN)

và chiều dài l
78
= 173,99(cm)
Xuất phát từ điều kiện ổn định ta có:
Rm
N
FmR
F
N
yc

ϕϕ
σ
=⇒≤=
Đối với thanh cánh ta giả thiết:
)(17,2
80
99,173
)(88,7
1490.75,0
8804
75,080
2
15
cm
l
rr
cmF
gt

x
yc
y
yc
x
yc
====⇒
==⇒
=→=
−
λ
ϕλ
Chọn tiết diện thanh cánh hạ tiết diện chữ T được ghép bởi hai thép góc không đều cạnh
nối với nhau ở cạnh dài (vì r
x
=r
y
) là 2L80x50x6 có F
1
=7,55(cm
2
), r
x1
=2,55(cm),
r
y1
=1,4(cm) với δ=6mm
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Kiểm tra cho tiết diện vừa chọn:

Độ mảnh thực của thép:
)/(1490)/(1360
2.55,7.4286,0
8804
.
4286,028,124
28,124
4,1
99,173
23,68
55,2
99,173
22
min
min
15
max
cmdaNRcmdaN
F
N
r
l
r
l
n
y
y
y
y
x

x
x
=<===⇒
=→==⇒
===
===
−
ϕ
σ
ϕλλ
λ
λ
Vậy ta chọn thép góc 2L80x50x6 cho tất cả các thanh cánh hạ.
- Chọn tiết diện cho thanh bụng:
Tính cho thanh bụng 73 là thanh có lực nén lớn nhất N
73
=142,32(KN), l
73
=194,39(cm)
Xuất phát từ điều kiện ổn định ta có:
n
ycn
R
N
FR
F
N
ϕϕ
σ
=⇒≤=

Giả thiết đối với thanh bụng
)(94,1
100
39,194
)(56,1
100
39,194.8,0
)(92,15
1490.6,0
14232
.
6,0100
0
0
2
cm
l
r
cm
l
r
cm
R
N
F
gt
y
yc
y
gt

x
yc
x
n
yc
gt
===
===
===
=⇒=
λ
λ
ϕ
ϕλ
Chọn tiết diện thanh bụng tiết diện chữ T được ghép bởi hai thép góc đều cạnh nối với
nhau là 2L70x6 có F
1
=8,15(cm
2
), r
x
=2,71(cm), r
y
=3,18(cm) với δ=8mm
Kiểm tra cho tiết diện vừa chọn:
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 20
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Độ mảnh thực của thép:
)/(1490)/(1022
2.15,8.85435,0

14232
.
85435,013,61
13,61
18,3
39,194
39,57
71,2
39,194.8,0
22
min
min
15
max
0
cmdaNRcmdaN
F
N
r
l
r
l
n
y
y
y
y
x
x
x

=<===⇒
=→==⇒
===
===
−
ϕ
σ
ϕλλ
λ
λ
Vậy ta chọn thép góc đều cạnh 2L70x6 cho tất cả các thanh bụng.
Tổng hợp các thép được dùng trong dàn như trong bảng sau:
BẢNG TỔNG HỢP THÉP:
Tên thanh Trạng thái nội lực Loại thép
01 Chịu kéo IN
o
18
12 Chịu kéo IN
o
18
23 Chịu kéo IN
o
18
34 Chịu kéo IN
o
18
45 Chịu kéo IN
o
18
08 Chịu nén 2L80x50x6

87 Chịu nén 2L80x50x6
76 Chịu kéo 2L80x50x6
65 Chịu nén 2L80x50x6
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 21
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
18 Chịu nén 2L70x6
28 Chịu kéo 2L70x6
27 Chịu nén Dầm chính
37 Chịu nén 2L70x6
36 Chịu nén 2L70x6
46 Chịu nén Dầm chính
5. Tính toán dàn chịu trọng lượng:
G
P
m
P
m
P
m
P
m
0,5P
m
0,5P
m
P
m
R=3P
m
R=3P

m
Vì dầm chính có chiều cao thay đổi nên dàn chịu trọng lượng là một dàn gãy khúc,
nhưng để đơn giản cho việc tính toán ta coi là dàn phẳng có nhịp tính toán = nhịp tính
toán của dầm chính.
a.Xác định trọng lượng cửa van:
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 22
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
Xác định trọng lượng cửa van theo công thức gần đúng sau:
)( 55,0 KNFFG =
Trong đó: F là diện tích chịu áp lực nước của cửa van tính bằng m
2
F=L.H=7,06.7,5=52,95(m
2
)
)(91,21995,52.95,52.55,0 KNG ==
G là trọng lượng cửa van được phân bố lên bản mặt và dàn chịu trọng lượng (KN)
Gọi G
1
là trọng lượng bản thân cửa van phân cho phần dàn chịu trọng lượng.
phtrái
aa
a
GG
+
=
1
Để an toàn coi a
tr
=a
ph

nên G
1
=0,5G
Trong đó: a
tr
, a
ph
là chiều dài khoảng mắt dàn ở phía trái và phía phải mắt đang xét
G
1
= 0,5.219,91=109,955(KN)
b. Sơ đồ tính toán:
Dàn chịu trọng lượng thực tế không phải là dàn phẳng vì tiết diện dầm chính có thay đổi
từ đầu dầm ra giữa dầm, để đơn giản ta có thể coi là dàn phẳng, gối tựa của dàn tại vị trí
cột biên, nhịp dàn là L=7,06(m)
Tải trọng tính toán: trọng lượng G
1
được đưa về các mắt dàn, trong đó:
)(1,597,19.33
)(85,9
2
7,19
2
1
)(7,19265,1
06,7
91,219.5,05,0
1
KNPR
KNPP

KNB
L
G
P
m
mm
m
===
===
===
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 23
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
9,85
19,7
59,1
19,7 19,7 19,7 19,7
9,85
59,1
c. Xác định nội lực trong dàn:
Dùng phương pháp tách nút để tìm nội lực trong thanh.
NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 24
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S PHẠM CAO HUYÊN
9,85
19,7
59,1
19,7 19,7 19,7 19,7
9,85
59,1
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0
Ta tính được bảng sau:
Ký hiệu thanh dàn Chiều dài thanh
(m)
Nội lực (KN) Trạng thái nối lực
0-1 1 6,92 Chịu nén
1-2 1,265 12,13 Chịu nén
2-3 1,265 13,87 Chịu nén
3-4 1,265 13,87 Chịu nén
4-5 1,265 12,13 Chịu nén
5-6 1 6,92 Chịu nén
7-8 1 0 0
8-9 1,265 6,92 Chịu kéo
9-10 1,265 12,13 Chịu kéo
10-11 1,265 12,13 Chịu kéo
11-12 1,265 6,92 Chịu kéo
12-13 1 0 0
0-13 7,5 59,1 Chịu nén
1-12 7,5 49,25 Chịu nén

NGUYỄN THỊ HẢI ĐĂNG LỚP 50C1 Page 25