Hướng dẫn Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng một nhịp - Đại học Thuỷ lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢl

KHOA CƠNG TRÌNH
TS. NGUYỄN NGỌC THẮNG - TS. LÊ TRUNG PHONG (Đổng (hủ biên)

Ths. NGUYỄN VÃN THẮNG

HƯỚNG DẪN

THIẾT KẾ KHUNG THÉP
NHÀ CÔNG NGHIỆP

NHÀ XUẤT BẢN XÃY DƯNG


TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢl

KHOA CƠNG TRÌNH
TS. NGUYỄN NGỌC THẮNG - TS. LÊ TRUNG PHONG (Đồng Chủ biên)

ThS. NGUYỄN VÃN THẮNG

HƯỚNG DÁN

THIẾT KÉ KHUNG THÉP
NHÀ CÔNG NGHIỆP
MỘT TẦNG MỘT NHỊP

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DƯNG

LỜI TỤ A

Trong những năm gàn đây, loại khung thép nhẹ với CỘ! và xà ngưng
tiêt diện đặc chừ / tơ họp hân được sử dụng rộng rịi trong các cồng
trình xày dịtng dân dụng vị cịng nghiệp nhừ những ưu diêm nịi bụt là
giám dứng kê chi phí vật liệu, quá trình chê tạo được tự dộng hỏa, việc
thi còng lấp dựng nhanh và thuận tiện. Nội dung cuốn sách: Hướng dẫn
tinh tốn kẽl câu thép Nhà cịng nghiệp, dành cho việc tinh toán thièl kè
két câu khung thép nhị’ nhừ còng nghiệp một tâng, một nhịp. Sách được
biên soạn làm tài liệu giáng dợy cho sinh viền ngành Xây dựng. Kiên
trúc, tài liệu tham khao cho các ẢT sư. càn bộ kỹ thuật ngành Xây dựng
cơng trinh nói chung.
(’húng tịi chân thành câm ơn GS.TS. Dỗn Dịnh Kiên - Dạt học Xây
dựng, PGS. TS. Nguyên Hông Sơn - Dai học Kiên trúc. GS. TS Nguyên
Tiên Chương - Đụi hục Thũy lợi và các thày có giáo Bộ mịn Xúy dựng
dân dụng và cơng nghiệp - Khoa Cơng trình, trường Dại học Thuy lợi dà
dóng góp nhiều ý kiên quý báu trong quá trinh biên soạn.

Trong quá trình biên soạn sè khơng trành khói những thiêu sót, rât
mong các bựn đọc gịpỷphê bình dê lài liệu này có thê hồn chinh lót hơn.

Các tác già

3


4

PHÁN MÓ DÀU

KÝ HIỆU CHUNG sú DỤNG TRONG TÀI LIỆU

1.

CÁC ĐẶC TRƯNG HỈNH HỌC

A

Diện tích tiết diện nguyên

Ao

Diện tích tiết diện thực

A|

Diện tích tiết diện hán cánh

A„

Diện tích tict diện bàn bụng, diện tích lính tốn cùa đường hãn

A„í

Diện tích tinh tốn cua dường hàn góc theo kim loại dường hàn (liet diện 1 -1)

Ani

Diện tích tinh tốn cua đường hãn gỏc theo kim loại đường hàn (tiêt diện2-2)

Abi

Diện tích tiẽt diện thực cua bulơng

Aj

Diện tích tiết diện thanh xiên

b

Chiêu rộng cùa tièt diện

b|

Chiêu rộng bàn cánh

bo

Chiêu rộng phân nhò ra cùa ban cánh

b.

Chiêu rộng cua sườn ngang

h

Chiều cao của tiết diện

h„

Chiêu cao của bân bụng

h|

Chiêu cao cùa dường hàn góc

lift

Khống cách giừa trục cùa các cánh dâm

1

Bán kinh qn tinh của tiết diện

i„ iy

Bán kính quán tính cùa tiết diện đối vói các trục tương úng x-x, y-y

illim

Bán kính qn tính nhị nhât cùa liet diện

lv ly

Các mơmcn qn tinh cùa tiêt diện nguyên dỏi với các trục x-x và y-y

ln„ Iny

Gác mỏmen quán tinh cùa tiêt diện thực đỏi với các trục tương ứng x-x. y-y

L

Chiều cao của thanh đứng, cột hoặc chiểu dãi nhịp dầm

5


I

Chieu dài nhịp

/0

Chiều dãi linh toán cùa cấu kiện chịu nén

4,/y

Chiêu dãi tinh toán cùa câu kiện trong các mặt phăng vng góc với các
trục tương úng x-x, y-y
Chiêu dài tinh tốn cùa đường hàn

s

Mịmen tĩnh

s

Bước lồ bulỏng

t

Chiểu dày

tr tw

Chiều dãy cùa bán cánh và bàn bụng

u

Khoảng cách đườnglô bưlông

Wnem

Môdun khăng n nhó nhât cua liet diện thực dơi với trục tính tốn

wx. Wy Mơdun kháng uốn cùa liet diện nguyên đối với trục tương ứng x-x. y-y
WllxJMn, Môđun kháng uốn nhó nhất cua tiết diện thực đối với các trục lương úng
x-x. y-y

2. NGOẠI LỤC VÀ NỘI LỤC
F, p

Ngoại lực tập trung

M

Mômcn uốn

Mv My Mômcn uôn dôi với trục lương ứng x-x, y-y

N

Lực dọc

Nj

Nội lực phụ

Nm

Lực dục trong nhánh do mơmcn gây ra

p

Áp lục linh tốn

V

Lục cắt

3. CƯỜNG DỌ VÀ ỨNG SUẤT
E

Môdun dàn hôi

fy

Cưởng độ tiêu chuan lay theo giới hạn cháy cùa thép

f0

Cưởng độ tiêu chuẩn của thép theo sức bền kẽo đứt

f

Cưởng độ tính tôn cùa thép chịu kéo. nén, uốn lấy theo giới hạn chảy

Í’|

Cường độ tính tốn cùa thép theo sức bên kéo dứt

6


í,

Cường dộ tính toán chịu căt cua thép

£

Cường độ tính toản cũa thép khi ép inậl theo mặt phảng tì đầu
(có gia cơng phảng)

fob

Cường độ kéo đứl tiêu chn cua bulỏng

flh

Cưởng độ tinh toán chịu kẻo cùa bulõng

fvb

Cưởng độ tinh tốn chịu cãt cùa bulơng

£b

Cưởng độ tính tốn chịu ép mặt cùa bulỏng

ÍU

Cưởng độ tinh tốn chiu kéo cùa bulịng neo

fbb

Cường độ tinh toán chịu kéo cua bulỏng cưởng độ cao

fu

Cường độ tính toản cùa mối hàn đỗi đầu chịu nén, kéo, uốn theo giới hạn chây
Cưởng độ tinh toán cùa mói hàn đối đầu chịu nén. kẽo. uốn theo sức bền
kéo đứt

Cường độ tính toản cũa mỗi mối hãn đối đầu chịu cất
fȒ

Cưởng độ tinh tốn cùa dường hàn góc (chịu cãt quy ước) theo kim loại
mồi hàn

fus

Cường độ tính tốn cùa đường hàn góc (chịu cắt quy ước) theo kim loại ờ
biên nóng chày

fovr

Cường dộ tiêu chuân cua kim loại đường hãn theo sức bên kéo dirt

G

Môđun trượt

c

ứng suat pháp

ơ,

ứng suất pháp cục bộ

ơx. ơ,

Các ứng suât pháp song song vói các trục tương ứng x-x, y-y

ơc, ơ«« Các ứng suât pháp tới hạn và ứng suât cục bộ tới hạn
r

ứng suất tiếp

rcl

Ưng suãt tiêp tới hạn

4.

CẤC HẸ SĨ

C|.c„Cỵ Các hệ sơ dùng dẻ kiêm tra bên của dâm chịu uỏn trong một mặt phảng
chinh hoặc trong hai mặt phúng chinh khi có kế đến sự phát triển cùa biển
dạng dẽo
c

Độ lệch tâm của lực

7


m

Độ lệch tâm tương dơi

mc

Độ lệch tâm lương đỗi lính đỗi

n. p. n

Các thông số đe xác dinh chiều dài lính tốn cùa cột

n2

Số lượng bulơng Iren một nứa liên kểl

IX

So mù

n,.

Sỏ lượng các mặt căt tinh toán

pf. p,

Các hệ số linh loan đường hãn góc theo kim loại đường hàn vả ỡ hiên nỏng
chây cùa thép cơ bán

/c

I lệ số diêu kiện làm việc cua kêt câu
Hệ số điều kiện lảm việc cúa liên kết bulông

/m

I lộ sô độ tin cậy vê cưởng độ
Hệ số độ tin cậy về tai trọng

■f„

Hộ số đỏ tin cậy trong các tính tốn theo sức ben tức thời

1)

Hệ số anh hương hình dạng cua tiẻt diện

).

Độ mãnh cũa cấu kiện (X - Ui)

X

Dộ mánh quy ưởc (X = Xựf/E )

u

DỘ mành tương đương cùa thanh liet diện rồng

Xu

Độ mánh tương đương qui ước cùa thanh tiết diện rồng (Xo X

X„

Độ mánh quy ước cứa bán bụng (x„ - (hw/tw) >yf / E )

x„ Xy

Độ mánh tinh toán cùa cấu kiện trong các mặt phảng vng góc với các
tr\ic tương ứng x-x. y-y

H

I lệ số chiều dài tính tốn cùa CỘI


Hệ số uốn dọc

(pb

Hệ số giam cường độ tính tốn khi mất ồn đinh dạng uốn xoắn

ip,

Hệ sơ giám cường độ tinh tốn khi nén lệch tàm. nén uôn

'ự

Hệ sỏ xác định hệ sỏ ộh khi tính tốn ơn định cua dám

X

/E )


Chương I

KHUNG NGANG NHÀ CÒNG NGHIỆP MỘT TÀNG,
MỘT NHỊP BẢNG THÉP

1.1. CÁU TẠO CỦA KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÀNG. MỘT NH|P
Khung thép nhẹ một lằng, một nhịp thường dùng trong các cơng trinh cần khơng
gian thơng thống hồn tồn như nhã thi đấu, hăng-ga máy bay. phỏng trưng bày sán
phàm, nhã kho. nhã sán xuất... với nhịp khung thường không vượt q 60m.
Liên kết giừa cột khung vời mơng có thề ngàm hoặc khớp. Liên kết khớp có ưu
điểm là cắu tạo đơn gián, giam được kích thước mỏng vi khơng có mõmen ở chân
cột. nên thường được dũng khi kích thước khung khơng lớn, nhà khơng có cầu trục,
hoặc khi nền đất yếu.

Tuy nhiên, với nhừng khung ngang cỏ kích thước lớn. chịu lái trọng nặng (sức
trục lởn, giơ mạnh) nếu dũng liên kết khớp thi chuyền vị ngang ờ đinh cột sê lớn,
nên trong trường hợp nảy cần chọn phương án liên kết ngâm giữa cột khung với
mỗng dề phân phối bởt mơmen đầu cột xuống móng lãm giám chuyền vị đầu cột và
tăng khá nâng ồn định cùng như độ cứng cho khung ngang.

ó.

A

(1) Nhà khơng cử câu trục

±

_L

b) Nhà củ cầu trục

Hình 1.1. Sư đo khung nhà thép một lằng, một nhịp

Một loại khác cũa khung một nhịp lã loại có cột chống giữa, thường dùng khi
không gian trong nhã không cần quã lớn. thưởng sú dụng lãm nhã kho. nhã điều
hành sán xuắt, nhã xướng... Nhịp kinh te nhất lã khoáng 18 - 24m (lỗi đa 90m). Khi
nhịp lởn cần xét đến ánh hường của nhiệt độ tới sự làm việc cúa kết cấu. Loại
khung nãy có ưu điểm lã khơng giới hạn chiều rộng nhà, khơng gian sữ dụng linh
hoạt, có thề bố trí thành nhiều phòng khi sử dụng các vách ngan.
9


Tuy nhiên, kết cấu khung rất nhạy cảm đổi vôi sự lún lệch của mỏng, cột giừa có
chiều cao quá lớn nếu nhịp rộng, vị tri cột khó thay đỗi trong tương lai. De giâm
chicu cao cột giũa có thê sử dụng sơ đơ kèt câu khung một nhịp có nhicu cột chơng.
Cột chinh thường liên kêt ngàm với móng, cột giữa có the liên két khớp hoặc ngâm
với rường ngang. Liên két khớp khi tái trọng gió nhó, liền két ngâm khi tái trọng gió
lớn hoặc chiều cao cột lớn.

Hình 1.2. Sơ đị khung nhà thép một nhịp cỏ cột chõng giữa

Một loại khung nhịp khác thường gặp là loại khung tựa hay khung một mái dôc.
Khung thưởng được bơ trí cho các cơng trinh dã có nhưng mơ rộng như phóng đặt
thiết bị, phơng nghi cho cõng nhân, nhà kho... Khung tựa không tự đứng vững,
không tự ồn định mà phái tựa vào một khung khác với một mái dốc. Dầm khung tựa
thưởng cỏ lien kèt khớp với khung chính đê cột cỏ tièt diện nhơ. Nhịp cùa khung tựa
không lớn thường không quá 18m.

Với yêu cầu nhịp lớn hơn, dầm được lien kết ngàtn với khung chinh hoặc đặt
thêm cột phụ đe chổng trong nhịp, cột phụ liên kết ngâm vời dầm. Khi cấu tạo liên
két giừa mái và khung chinh, cằn chú ý hệ thống thoát nước khơng ãnh hường đến
sự làm việc cùa tồn bộ kct càu. Cột và dâm thưởng được chọn có tiêt diện khịng
dơi. Khi nhịp lớn có thê chọn liet diện thay dơi.

Hình 1.3. Sơdồ khung lựa kết càu nhà ihẻp
Khung có một mái dốc có dạng một nhịp hoặc có thêm cột chổng khơng kinh té
bằng khung một nhịp có hai mái dổc nên chi được sir dụng khi có u cầu thốt nước
mái. Khi cân khơng gian lớn ỡ một bên nhà. cân mớ rộng them nhịp cùa còng trình

10


nhưng không được để mãng nước ớ giừa hai nhà cù vã mái hoặc không được chất
thêm tài trụng vào cột, móng cùa cơng trinh cù.

1.2. SO ĐO khung ngang
1.2.1. Tiết diện khung

Cột và xà ngang trong khung thép nhẹ thường có tiết diện chừ 1 tơ hợp hàn. Tiêt
diện cột khung cỏ the không thay đối hoặc thay dôi tuyến tinh (cột vát hình nêm).
Trong trường họp chiều đầu xà ngang kin, có thế chia nhó thành các đoạn nhơ dễ
chun chờ và thi cịng. Chiều dài các đoạn chuyên chở được chọn phụ thuộc vào
dicu kiện vặn chuyên, chè tụo (chiêu dài thép cán), kct hợp làm vị trí thay đơi tièt
diện cãn cứ vào sự phân bó mòmcn trong xà.
1.2.2. Liên kết khung
Liên kết cột và xả ngang thường được cấu tạo là ngàin để tâng độ cũng vã giâm
biên dụng cho khung. Lien kèt giữa cột vã móng có the là ngâm hoặc khớp. Liên kct
khớp thưởng đe giam kích thước móng hoặc khi nên dât ycu dê khơng có mơmcn ớ
chân cột. Lien kết ngâm thưởng dũng để tăng độ ồn định cho khung ngang trong
trưởng họp khung chịu tãi trọng khá lớn (nhã cố cầu trục) hoặc khi chiều cao hay
nhịp khung lớn.

1.2.3. Tinh tốn khung

Q trinh thiết kế kích thước tiết diện cột và xã ngang trong khung thép nhẹ lã
quá trinh tinh tốn lặp. Sau khi lựa chọn sơ đồ tính phù hợp, nội lực trong khung
ngang được xác định bằng phần mềm tinh kết cắu thịng dụng với các kích thước tiết
diện được già thiêt trước sơ bộ (có thê già thict trước sơ bộ tỷ sô độ cứng cứa xà và
cột, thông thưởng khoang I -ỉ- 3) và lây kèt quá nội lục phân tích dược kicm tra kha
nùng chịu lực cùa tiêt diện vữa gia định.
Neu tiết diện quá lớn hoặc quá bẽ thi cằn cỏ nhừng thay đối cần thiết. Sơ đồ tinh
toán khung ngang được minh hụa trong Hình 2.4 dưới đây.

Hình 1.4. Sa đồ tinh khung ngang nhà cóng nghiệp một tầng, một nhịp


13. CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CŨA KHUNG NGANG

Hình 2.5 thổ hiện các kích thước chinh cua khung ngang, gồm kích thước theo
phương đứng và kích thuờc theo phương ngang.

13.1.

Kích thước theo phương dứng

Chiêu cao cua cột. tính lừ mặt móng dên đinh cột (dãy xà);

H = H, + H; + H, (lấy chần 100mm)

(1)

Trong đó:

Hj - cao trình đinh ray. là khoáng cách nho nhất từ mặt nền đến mặt ray cầu

trục, xác đinh theo yêu cầu sư dụng vã công nghệ;

Hj - chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang, lấy theo:

H2 = HK+b (lấy chằn 100mm)

(2)

I Ik - chiêu cao gabarit cảu trục, lã khoáng cách từ mặt ray dén diêm cao nhát
cua càu trục, lảy theo catalog câu trục;

b ■ khe hớ an toàn giữa càu trục và xà ngang, lây khơng nhó hơn 200mm;
Hị - chiêu cao phân cột chôn dưới cõt mặt nên. lây sơ bộ khoang từ 0.5
đến I.Om.

12


Chieu cao phần CỘI trên, lữ vai cột đờ dầm cầu trục đen đáy xả ngang:

H,=H, + H(|1+H

(3)

Trong đó:
H*| - chiều cao dầm cầu trục, lấy theo phần thiết kế dầm cầu trục hoặc chọn
so bộ khoáng lừ 1/8 đèn 1/10 nhịp dâm;

Ht - chiêu cao ray và đệm. lây theo quy cách ray hoặc lây sơ bộ khoảng 200mm.
Chiêu cao phân CỘI duới lính lũ mặt móng đón mặt trên vai cột:

Hd=H-H,

(4)

Chủ ý: Độ dôc cua mái thường chọn i = (10 - 15)% so với khung cỏ nhịp dưới 60m.
1.3.2. Kích thirớc theo phu'O'iig ngang
Khoang cách giừa hai trục định vị (nhịp khung) thướng có mịđun 6 hoặc 3111. có
thè xãc định theo cơng thức:

L = Ll+2X

(5)

Trong dó:
Lk - nhịp cua câu trục, lây theo catalog câu trục;
X • khoang cách lử trục định vị đen trục ray cầu trục.

Thơng thường lấy giá trị X - 750mm vói súc trục dưới 30 lần. Tuy nhiên, khi
khoáng cách giừa mép trong cua cột trên vả đầu dầm cầu trục khơng đú khe hở an
tồn thì có thê tảng X = lOOOmm đe cầu trục có thế làm việc binh thưởng.
Khống cách từ mcp ngồi cùa cột den trục định vị lây băng không a = 0 (trục
định vị trùng với mép ngồi cua cột) trong trường họp nhà khơng có câu trục hoặc
có cầu trục với sức nặng dưới 30 lân.
1.3.3.

Sư hộ kích thước tiết diện cột

Tiêt diộn cột dược lựa chọn sơ bộ theo các
diêu kiện vê câu tạo. dộ cứng và ơn định cục bộ.

trong đó:
h =(l/15-e-1 /20)H

tu >(1/70 + 1/100)11; tw>6111111
b, >(0.3 + 0.5)11

b( =(1/20 + 1/30)/,

Hình 1.6. Tĩêt diện cột đặc thép
hình to hợp

tf >b..y'f/E vả t,ètw

13


Khoáng cách vừ trọng tâm ray cầu trục đền mép trong cùa cột (z) khơng được nhó
hơn khống cách /„„r trong catalog cầu trục. đẽ đàm bào cho càu trục không vướng
vào cột khi hoạt động.

Kiềm tra lại khoang cách an toàn từ ray cáu trục dên mép trong cột:

Z=i(L-2.h-S)>Z„
Trong đỏ:

1. - nhịp ngang nhà;
H - chiều cao liet diện cột;
s - nhịp cầu trục.
1.3.4.

Chọn tiêt diện vai cột

Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tài trọng cầu trục (lực tập trung do ãp
lực đứng cùa câu trục và trọng lượng bán thân dâm câu trục, trọng lượng ray. dâm
hãm, dàn hãm và hoạt tái trẽn câu trục) và nhịp dâm vai (khoáng cách từ diêm đặt
lực tập trang den mép cột).

Lưu ý: Tiên hành chọn sơ bộ đê phục vụ quá trinh tinh toán nội lực. sau khi có nội
lực cùa dầm vai thi tiết diện dầm vai sẽ dược điều chinh lại cho phù họp:
+ Chiêu cao tièt diện vai cột:

11^0. > h > 30cm

+ Bê rộng tict diện vai cột:

b = b(í>(

+ Chiêu dày ban bụng vai cột:

t„. > 0.8cm

+ Chiêu dày bán cánh vai cột:

tf > l.Ocm

I. 3.5. Sơ hộ tiết diện xả ngang

Xà ngang có tiết diện chừ I đổi xứng, đoạn nách
khung gần cột chịu mỏmcn lớn nên thường cấu tạo liet
diện cao hơn. Chieu cao tiết diện nách khung chọn

không nhô hon 1/40 nhíp, khống biến đối tiết diện cách
đầu cột một đoạn (0,35 0.4) chiều dài nứa xà.

Theo các yêu cầu cấu tạo và ồn đinh cục bộ. kích
thước tiết diện cúa ban cánh đưọc chọn như sau:
h, > L/40(mm);
b = (0,2+0,5)h,;

II, = (1.5 + 2)b chiều cao đoạn xà tiêt diện khơng đỏi;
t, >(12+24)mm;

14

Hình 1.7. Tiết diên
xà ngang thép to hợp


6mmb( S(l/10h; 180mm); b, =(]/2 + 1/5)11
bt./t,
1.4. HỆ GIẢNG TRONG NHÀ CÒNG NGHIỆP sử DỤNG KÉT CẢI KHUNG
THÉP NHẸ
Hệ giăng trong nhà cóng nghiệp dóng vai trị quan trọng trong việc dám bao dộ
cứng khơng gian cua nhả, giám chiều dãi tinh toán cua xà và cột khung theo phương
ngoải mặc phăng, (ir đõ tăng khá nùng ôn đinh tỏng thè cho khung ngang. Hệ giăng
cịn có nhiệm vụ truyền tải trọng gió và lực hàm cầu trục theo phương dọc nhà xuống
móng. Ngồi ra, hộ giảng cơn đâm bào cho việc thi cịng lãp dựng kêt câu được an
toàn thuận tiện. Hệ giăng trong nhà cóng nghiệp sử dụng khung thép nhẹ gơm hai bộ
phận lã hệ giảng mái vã hệ giăng cột.

1.4.1. Hệ giầng mái
Hụ giâng mãi trong nhà công nghiệp sử dụng khung thép nhọ được bô tri theo
phương ngang nhà tại hai giàn dâu hôi (hoặc gân dâu hồi), dâu các khói nhiệt dộ và
ờ một sỏ gian giừa nhà tủy thuộc vảo chiêu dài nhà. sao cho khoang cách giừa các
gian bỗ trí khơng q 5 bước cột. Cánh trẽn cua hai xã ngang cạnh nhau được nối
bới các thanh giằng chéo hình chừ thập. Các thanh nảy cỏ the lả thép gỏc, thép trôn
hoặc thép mạ kẽm đường kinh khơng nhỏ hơn I2mm. Ngồi ra. cân bị trí các thanh
chỏng dọc bảng thép hình (thưởng lã thép góc) tại những vị trí quan trọng như dinh
mái, đẳu xà (cột), chân cửa mái...

Trưởng hợp nhà có cầu trục, cần bố trí thêm các giăng chéo hĩnh chừ thập dọc
theo đầu cột đế tàng độ cứng cho khung ngang theo phương dục nhà vả truyền các
tái trọng cục hộ nhu lực hãm câu trục ra các khung làn cận.
1.4.2. Hệ giằng cột
Hệ giăng cột có tác dụng báo đám độ cứng dọc vã giứ ồn định cho cột, tiếp nhận
và truyền xuống móng các lãi trọng tác dụng theo phương dọc nhủ như lãi trọng giô
lên tường đâu hôi. lực hàm dọc nhà cùa câu trục. Hộ giảng cột gôm các thanh giảng
chéo dược bó tri trong phạm vi cột trẽn và cột dưới tại những gian có hộ giáng mái.
Trường hợp nhà khơng có câu trục hoặc sức nâng cùa càu tạic dưởi 15 tân có thê
dùng các thanh chéo chừ thập búng thép trịn có đường kính khơng nho hơn 20mm.
Neu súc trục trên 15 lần cằn dùng thép hình, thương là thép gỏc. Độ mãnh cùa các
thanh giằng không vượt quá 200.

15


Hình l.x. Chi tiết thanh chơng xà gơ

Sơ đồ bố tri hệ giăng mải và giằng cột thể hiện trong I linh 1.9.

Hình 1.9. Sơ tĩồ bố tri hệ giằng mải và giằng cột

16


1.5. TAI TRỌNG TÁC DỤNG LÈN KHUNG NGANG
Tái trọng tác dụng lên khung ngang thông thưởng bao gốm: tái trọng thường
xuyên (tĩnh tai), hoạt tái thi công hoặc hoạt tai sưa chữa mái. tai trọng cau tạic và
tai trọng gió.
1.5.1. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tãi)
Tình tái tài dụng lên khung ngang hao gôm:

- Trọng lượng ban thân cũa lấm lợp vã xả gồ: lấy theo catalog nhã sân xuất hoặc
cỏ thế lẩy sơ bộ khoang 10-15 daN.’m2.
- Trọng lượng bán thản kết cấu vã hệ giằng: được lẩy theo các thiết kế tương tự
hoặc có thể lấy sơ bộ theo kinh nghiệm khoáng 15-20 daN/m:.
- Trọng lượng dầm cầu trục: xác định theo phần thiết ke dầm cầu trục hoặc theo
kinh nghiệm khoáng 100-200 daN/m với sức trục dưới 30 tần. Lực này đặt tại vai
cột. đặt lệch lãm so vởi trục cột.
- Tái trọng bán thân cùa dầm cầu trục cùng có thể tinh như sau:
Gdo =«*.14 (daN)

Trong dó:
LJlt - nhịp dâm câu trục tính băng mét:
(Xj,. = 20 - 35 - hệ so trọng lượng ban thân.

Tai trọng ban thân cua dầm, dàn hãm. lây theo kinh nghiệm:
Gj|,

500 (daN)

Lực nảy đặt tại cao trinh vai cột vả dọc theo trục cột.

1.5.2. Hoạt tài mái

Theo tiêu chuần TCVN 2737:1995. tri sồ hoạt tài sừa chữa hoặc thi công mái phụ
thuộc vào loại mái.
Với mái lợp vật liệu nhọ như mái tơn. lìbroximàng.... tri sơ liêu chn cùa hoạt tái
mái p" = 30 daN/m2, hộ số vượt tái tương ứng là Yp = 1.3.
1.5.3. Hoạt tai cầu trục

Hoạt tái cùa cầu trục tác dụng lên phương ngang bao gồm áp lực dửng Dm„. D„m
và lực hàm ngang Tnmx cua câu trục. Các tái trọng này thông qua các bánh xe câu
trực truyền len vai cột.
Ap lực đứng Dmax, Dmin. Tnux được xác định băng dưỡng ánh hường cua phan lực
gối lựa dầm cầu trục khi bánh xe cầu trục di chuyền đến vị tri bất lợi nhắt. Với
khung một nhịp, cân xét tai trọng cua hai câu trục đặt sát nhau.
17


cAv trự:

ÍL1.

s.

qẩmcAu nạic

C&.ICAUTRự:

Ũ*M CẮU trục

a) Cầu trục và cãc thành phân tâi trọng

h) Chi tiết cầu trục liên kềt trên ray
Hình I.10. Sư ttồ rầu trục
Trị sổ l’^u> là áp lực tiêu chuẩn lớn nhất cua một bánh xe cẩu trục lên ray khi xe

con mang vặt nặng vảo sát vị tri cột phía đỏ. Trị số nảy được cho trong catalog cùa
cầu trục.
Tương ứng với phía bên kia áp lực tiêu chuân nhó nhât cùa một bánh xc lén câu
trục, tính theo cơng thức:

P-=Q±G_p.
1 »Un
_
1liu»
no
Trong dó:

n,> - số bánh xe ờ một bẽn ray cùa câu trục (thường băng 2. hoặc 4 bánh);
Q - sức trục cùa càu trục, tính theo đơn vị cua lực;
tì - trọng lượng tồn bộ càu trục (tra trong catalog câu trục).

Hình 1.11. Sư đồ linh toán lãi câu trạc theo đường anh hưởng

IX

a) Giã trị D„UI tinh theo còng thức sau:

Dra.=Y.,.n,.p:„ ỵ y.; D_ = rrnx, E y<

<6>

Trong đõ:

Yei - 1,1 - hệ sổ độ tin cậy;

n, - hệ số tổ hợp xét đến xác suất xảy ra đồng thời tái trọng lối đa của nhiều
cầu trục; cãc hệ số này lấy theo liêu chuẩn TCVN 2737:1995 phụ thuộc vào
sức trục và chế độ làm việc cùa câu trục:
Ik - 0,85 với 2 cầu trục che độ nhẹ, vừa vã 0,9 cho che độ nặng hoặc rất nặng;
ne - 0,7 với 4 cầu trục chế độ nhẹ, vừa vã 0,8 cho che độ nặng hoặc rất năng;
£y,: tống tung độ đường ánh hường phàn lực gối tựa dưới các vị tri bánh
xe cầu trục.

b) Lực hãm ngưng cùa can trục
Ngoài áp lực đứng, khi câu tạic hoạt dộng còn sinh ra áp lực ngang do xc con
hăm, đó lả lực qn tính lác dụng theo phương ngang nhà (theo phương chuyên
động cùa xe con). Lực hâm ngang của xe con. qua các bánh xe cầu trục truyền lên
dầm hàm (hoặc các tấm liên kết dầm cấu trục với cột), vào cột bằng phân lực tựa của
dâm hãm. gọi là T.
Gân dũng coi đicni dật cua T tại cao trinh mặt dâm câu trục (vì lực hãm thực tế
lác dụng ơ mặt ray). Lực hàm T được xác đinh lương tự như Dnia>; Uaun-

T = Yđ-ní>T,ỵyi

(7)

Trong dó:

T| - lực ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục do hâm. được tinh bảng
công chức: T. = —. với:
n.
TỊ- lực hàm ngang chuẩn tác dụng lèn toàn cầu trục, tinh theo cõng thức:

T>0,05(Q + G„)
Trong đó:

Q - sức trục;
G,e - trọng lượng cùa riêng xc con; hộ sô 0.05 kê đên hộ sô ma sát cùa bánh
xc câu trục vói ray và tỳ sị giữa sị bánh xc hãm trịn tơng sơ bánh xc cũa
xe con.
Lực T dược tính với tác dụng nhiêu nhát là cua hai càu trục năm trong một nhịp
hoặc trong hai nhịp khác nhau. Chieu cùa lực T cỏ the hưởng vào hoặc hướng ra
khỏi cột. coi toàn bộ lực T chi đặt vào một cột (trãi hoặc phái).

19


1.5.4.

Tải trọng gió

Tái trọng giỏ tác dụng vào khung ngang phụ thuộc vào địa đièm xây dụng và hình
dáng cơng trinh. Trị sô cua tai trọng giỏ tác dụng vào cột và xà ngang có the xác
đinh theo cỏng thức:
q = Yp.Wo.k.c.B (daN/tn)

(8)

Trong đó:

Yp - hệ sổ vượt lái cũa tài trọng gió, Ỵp

1.2;
\v„ - áp lục gió tiêu chuẩn, phụ thuộc vào phản vùng gió (địa diem xây dựng);
k - hệ số ke đen thay đồi áp lực giô theo độ cao, phụ thuộc vào dạng địa hình;
c - hệ số khi động, phụ thuộc vào dạng địa hình nhã;
B - bề rộng diện truyền lái trọng gió vảo khung (bước khung).

a)

Gió ngang nhà

b) Gió dọc nhà

Hình 1.12. Mặt hang khung chịu giị
Trng hợp nhã có chiêu cao khơng q 10m, tái trọng gió đuợc coi là khơng địi.

Với nhà cỏ chiều cao trẽn lOni, tái trọng gió phản bố theo quy luật hĩnh thang, do
đó đề thuận tiện trong tinh tốn có thế quy dồi thành tài trọng phân bố đều trên suốt
chiêu cao cùa cột băng cách nhân trị sô cùa q với hộ so quy dôi o như sau:

u = I nểu H á 10m:
V

1,04 nếu H

10 :■ I5m;

V = I.I neu H = 15 -í- 20m.

20


a) Tái trụng giỏ thòi ngang nhừ

Các hệ sổ khi dộng gió tác dụng vào khung ngang
lấy theo sơ đồ Hình 1.13, các hệ số khí động cùa mái
C,| và Ccỉ được tra theo sơ đồ 2 và sơ đồ 8 trong liêu
chuẩn lài trọng và lác động TCVN 2737:1995.
bị Tái trọng gió thơi (lọc nhà

Các hệ số khí động cua mái được tra theo sơ đồ 2
và sơ đồ 8 trong tiêu chuẩn tái trọng vã tác động
TCVN 2737:1995. Lúc này các hệ số khí động trên
các mặt mái dòc theo tiêu chuân được lay bảng -0.7.
Hệ sỏ khi động cùa hai mặt bên C,J tra bang phụ
thuộc vào ly số b// hoặc L/SB với XB là chiều dài
toàn nhả; vã tý- sổ h|// hoặc H/ZB lẩy theo sơ đỗ
Hĩnh 1.14 và Bàng l.l dưới đây.

■
c-

Hình LI4. Sơ đồ hệ số
khi động vớt nhà có mủi dóc

hai phía

Báng 1.1. Bang tra hệ sổ Crj cho gió thổi dọc nhà

b/7

Giá trị C.I khi h|/7 bang

á 0.5

1

52

á1

-0.4

-0.5

-0,6

52

■0.5

■0.6

-0.6

Với nhà cõng nghiệp thông thường có tống chiều dài nhà rất lớn so vói chiều cao
và bề rộng nhà nên hệ số CcJ- -0,4.
21


IHuh 1. IS. Sơ đõ xác (filth hệ sò khi động cho gió thịi (lọc nhà

1.6. THIẾT KÉ XÀ GỊ MÁI
Xà gô lã câu kiện chịu uôn xiên cỏ the dùng thép hĩnh cán săn dụng chữ I hoặc
chữ c. Những loại này dùng hợp lý khi nhịp 6m; với nhịp I2m không dùng vi trọng
lượng thép rat lớn.
Được sứ dụng rộng rài nhất lã loại xà gồ dừng từ thép hình dập từ thép bán dày
2 - 4mm. Loại xà gồ này thường nhẹ hơn xà gồ thép hình, song giả thành cao vi chế
tạo từ thép băn; mặt khác do ban thép móng nên khơng thè tâng dược chiêu cao xà
gô khi nhịp lớn. Vi vậy. xã gô này cũng chi dùng khi bước dàn tử 6 - 12m. mái nhọ.
Khi nhịp 12m và tai trọng lởn hơn dùng xã gơ dạng dãn cảu tạo từ thép góc.

1.6.1. Xà gồ dùng thép cán nóng
Xà gồ liên kết vói dàn vi kèo dè đừ lấm mái. lực do tài trụng tác dụng trên mái
theo phương thăng dửng, nên xà gô bị uôn theo hai phương.

Tai trọng thũng dứng q dược phân theo hai phương tác dụng. q. tác dụng theo
phương song song với mặt mái; q, tác dụng vuông góc với mặt mái.
Do độ cúng xà gồ theo phương x-x (phương song song mật mải) bé nên dễ bị biến
dạng do thành phân lãi trọng q, gây nên. Vi vậy. đê tàng ơn định ngồi mặt phảng
uốn. người ta cấu tạo them hệ giàng xà gồ từ thép tròn có tăng do hoặc bulơng
Ộ10-14: hoặc dũng thép góc giảng hai đâu xà gồ. Khi này. theo phương trong mặt
phảng mái. xả gỗ có sơ đồ dầm liên tục hai hoặc ba nhịp.
Trị số mómen uốn My phụ thuộc vảo sơ điểm giăng xã gồ.

a) Tái trọng íảc dụng lẽn xà gơ hao gơm:

• Trọng lượng ban thân mái và các lớp cắu tạo mái (phân bố theo m mật mái);

- Hoạt tái sưa chừa mái (phân bõ theo nr mặt báng);
22


- Tải trọng giô (phân bố theo nr mặt mái);
- Trọng lượng bân thân xả gồ.
Giá trị toàn phân cùa tái trọng tác dụng vào xà gô xác định theo:

4 = ’8
<9>

Trong đó:

- tĩnh tái mái tiêu chuấn trẽn Inr mặt nghicng mải:
p' - tai trọng tiêu chuần trên I nr mặt băng mài;

a - góc nghiêng cũa mãi;
7Í; Yp - hệ sổ độ tin cậy cua tình tái vã hoạt tái;
d - khống cách xà gồ theo mặt băng (bước xà gả);
g^- trọng lượng hán thân xã gồ trên I m dãi.

Tài trọng thành phân tác dụng vào xà gó theo phương X vã phương y làn lượt:
qx = q.sina:

q, = q.cosa;

Khi xà gồ không sử dụng giầng thi lảm việc như dầm đơn giàn chịu tài trọng phân
bo đều cỏ:

M,=ự
8

Khi xả gồ cỏ dũng giảng xà gồ thi mõmen theo phương song song với mặt mái
My được lấy theo hĩnh vè trên.

b)

Kiêm ưa xà gô theo diêu kiện hên ứng suat:

Kiêm tra bén cho xà gõ theo công thức:
ơ = ơx+ơ
y

W,

+

wy

‘

(10)

Khi kê dên sự phát triền cùa biên dạng déo thi kiêm tra theo công thức:

ơ=ơ‘+ơ>=ĩ^+n^5fY*

(I,)

23


Dàn vi kéo

Hình /. 16. Sơ đơ làm việc cùa xà gổ mái
c)

Kiêm tra vịng cùa xã gồ theo cơng thức:

(độ võng cho phép cua xà gô lợp mái tôn).
Trong đỏ:

A, = 5 qcx.B\ A- = 5 < R1
B 384 Ê.Iy : B 384 E.I,

Là dộ võng tương đối cua xà gô theo phương X và phương y do tài trọng tiêu
chuàn q, và q', gày ra cho dâm don gián;
Trưởng hợp có một thanh giằng xà gồ ờ giừa nhịp, cần kiểm tra độ vông cùa xà gồ
lại điểm giừa nhịp (tại dỏ cỏ A, 0 và Ạv lã lớn nhất - tinh như còng thức trên của dầm
dơn giãn) và tại diêm cách đầu xà gồ một khoáng z = 0.21B (chỗ có A, là lớn nhắt):

24