Đồ án nền Móng Lê Tấn Hưng

Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TÍNH TOÁN KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
Số liệu cho trước:
Nhà công nghiệp có cầu trục chạy điện với chế độ làm việc trung bình. Chiều
dài của khối nhiệt độ: 60 mét, bước cột 6 mét. Loại công trình phổ thông, cao trình
nền: 0.00m.
Số nhòp khung ngang:
Số Liệu Nhòp I Nhòp II Nhòp III
Kích thước nhòp(m) 18 18 18
Cao trình ray (m) 8.6 8.6 8.6
Sức trục Q (T) 20 20 20
I.Lựa chọn kích thước của cấu kiện:
1.Chọn kết cấu mái:
Với nhòp L= 18m ta chọn kết cấu mái là dầm Bêtông cốt thép , chiều cao đầu
dầm là 800mm,độ dốc i =1/12.Trọng lượng 1 dầm là 7.7T
Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhòp giữa, rộng 6 m, cao 3 m.
Các lợp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau:
- Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm;
- Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12cm;
- Lớp bê tông chống thấm dày 4cm;
- Panel mái kích thước 6x1.5m, cao 30cm
Tổng chiều dày các lớp mái :t=5+12+4+30 =51cm.
2.Chọn dầm cầu trục
Với nhòp dầm cầu trục 6 m, sức trục 20T, chọn dầm cầu trục theo thiết kế đònh
hình có H
dc
=1000; b=200; b
c
=570; h

c
=120; trọng lượng 4.2T.
3.Xác đònh các kích thước chiều cao của nhà
Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt ±0,00 để xác đònh các kích thước khác.
Cao trình vai cột: V=R-(H
r
+H
dc
)
R- cao trình ray đã cho : R= 8.6 m;
H
r
-chiều cao ray và các lớp đệm: H
r
=0.15m;
H
dc
-chiều cao dầm cầu trục: H
dc
=1.0m;
V=8.6-(0.15+1.0)=7.45m
Cao trình đỉnh cột : D=R+H
ct
+a
1
H
c
-chiều cao cầu trục tra bảng 2 phục lục1, ta lấy H
c
=2.4m

a
1
-khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái,
chọn a
1
=0.15m, đảm bảo a
1
>=0.1m.
D=8.6+2.4+0.15=11.15m.
Cao trình đỉnh mái M=D+ h+ h
m
+ t
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 1
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
h-chiều cao kết cấu mang lực mái h=1.55m
h
m
-chiều cao cử a mái, h
m
=3m
t –tổng chiều dày các lớp mái, t=0.51m
Chiều cao đỉnh mái ở hai nhòp biên không có cửa mái
M
1
=11.15+1.55+0.51=13.21 m
Chiều cao đỉnh mái ở nhòp giữa có cửa mái
M
2
=11.15+1.55+3.0+0.51=16.21 m.

4.Kích thước cột
Chiều dài phần cột trên H
t
=D-V= 11.15-7.45=3.7m
Chiều dài phần cột dưới H
d
=V+a
2
= 7.45+0.5=7.95m
a
2
là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, a
2
=0.5
Kích thước tiết diện như sau:
-Bề rộng cột b chọn theo thiết kế đònh hình thống nhất cho toàn bộ phần cột
trên và cột dưới, cho cả cột biên và cột giữa b=40 cm, thỏa mãn điều kiện
H
d
/b =7.95/ 0.4=19.875 < 25
-Chiều cao tiết diện phần trên cột biên h
t
=40 cm, thỏa mãn điều kiện
a
4
=λ - h
t
–B
1
=75- 4 - 26=9 cm >6 cm

Trong đó: λ -khoảng cách từ trục đònh vò đến tim dầm cầu trục, λ=75 cm;
B
1
–khoảng cách từ tim dầm cầu trục đến mép cầu trục, tra bảng (phụ
lục I) B
1
=26cm
-Chiều cao tiết diện phần cột dưới cột biên h
d
=60 cm, thỏa mãn điều kiện
h
d
> H
d
/14=7.95/14=0.56 m
-Chiều cao tiết diện phần trên cột giữa chọn h
t
=60 cm, thỏa mãn điều kiện
a
4
=λ - 0.5h
t
–B
1
=75- 4 – 0.5x26=19 cm >6 cm
-Chiều cao tiết diện phần cột dưới cột giữa h
d
=80 cm, thỏa mãn điều kiện
h
d

> H
d
/14=7.95/14=0.56 m
kích thước vai cột chọn sơ bộ h
v
=60cm. khoảng cách từ trục đònh vò đến mép vai cột
là 100 cm, góc nghiêng 45
o
II. Xác đònh tải trọng:
1.Tónh tải mái
Phần tónh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng lên 1m
2
mặt bằng
mái xác đònh theo bảng sau:
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 2
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Các lớp mái
Tải trọng
tiêu chuẩn
KG/m
2
Hệ số
Vượt
tải
Tải trọng
Tính toán
KG/m
2
1 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5cm,

γ=1800 kG/m
2
0.05x 1800
90.0 1.3 117.0
2 Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt, dày 12 cm,
γ =1200 kG/m
2
0.12x 1200
144.0 1.3 187.2
3 Lớp bê tông chống thấm, dày 4 cm,
γ =2500 kG/m
2
0.04 x 2500
100.0 1.1 110.0
4 Panel 6x1.5m, trọng lượng một tấm kể
cả bê tông chèn khe 1.7 T
1700 /9
189.0
1.1 208.0
5 Tổng cộng 523.0 622.2
Tónh tải do trọng lượng bản thân dầm mái của nhòp biên L=18 m trọng
lượng7.7T, hệ số vượt tải n=1.1.
G
1
=7.7x1.1=8.47 T
Trọng lượng khung cửa mái rộng 6 m, cao 3 m lấy 1.5 T; n=1.1
G
2
=1.5x 1.1=1.65 T
Trọng lượng kính và khung cửa kính, lấy 500kG/m

2
, với n=1.2
g
k
=500 x 1.2=600 kG/m
Tỉnh tải mái quy về lực tập trung đặt cách trục đònh vò 150 mm
+Đối với nhòp biên G
m1
=0.5(G
1
+g*a*L)=0.5(8.47+0,622*6*18)= 37.82T
+Đối với nhòp giữa G
m2
=0,5(G
1
+g*a*L+G
2
+2g
k
*a)
G
m2
=0.5(8.47+0,622*6*18+1.65 +2 * 0.6 * 6)=42.25T
2.Tónh tải do dầm cầu trục
Tónh tải của dầm cầu trục đặt cách trục đònh vò 0,75 m
G
d
=G
1
+ a*g

r

G
1
–trọng lượng bản thân dầm cầu trục là 4.2 T;
g
r
– trọng lượng ray và các lớp đệm, lấy 150 kG/m hệ số vượt tải n=1.1
G
d
=1.1(4.2+ 6 * 0.15)=5,61 T
G
d
cách trục đònh vò 0.75m
3.Tónh tải do trọng lượng bản thân cột
Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột
+Đối với cột biên
-Phần cột trên: G
ct
=0.4x 0.4 x 3.7 x 2,5 x1.1=1.63 T
-Phần cột dưới G
cd
=(0.4×0.6×7.95+0.4x×0.4)×2.5×1.1=5.6T
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 3
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
+Đốùi với cột giữa
-Phần cột trên: G
ct
=0.4x 0.6 x 3.7 x 2.5 x 1.1 = 2,442 T

-Phần cột dưới G
cd
(0.4×0.8×7.95+2×0.4x
2
16.0 +
×0.6)×2.5×1.1=8.18T
Tường xây gạch là tường chòu lực nên trong lượng bản thân của nó không gây
ra nội lực khung.
4.Hoạt tải mái
Trò số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên 1m
2
mặt bằng mái , lấy
75kG/m
2
, n=1.3. Hoạt tải này đưa về thành lực tập trung P
m
đặt trùng với vò trí của
từng G
m
dặt ở đầu cột
P
m
=0,5× n× p
m
× L=0.5x 1.3 x 0.075 x 6× 18=5.24 T
5.Hoạt tải cầu trục
a.Hoạt tải đứng do cầu trục
+Với nhòp biên, với số liệu đã cho Q=20T
-Nhòp cầu trục L
k

=L-2λ =18-2× 0.75=16.5m
-Bề rộng cầu trục B=6.3 m
-Khoảng cách hai bánh xe K=4.4m
-Trọng lượng xe con G=8.5 T
-Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe P
max
=19.5 T; P
min
=4.8 T
-Hệ số vượt tải n=1.1
Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột
D
max
xác đònh theo đường ảnh hưởng như hình dưới
D
max
=n× P
max
∑ y
I
Các trung độ y
I
của đường ảnh hưởng ứng với vò trí của lực tập trung P
max
xác
đònh theo tam giác đồng dạng. Điểm đặt của D
max
trùng với điểm đặt của G
d
là cách

trục đònh vò 0.75m.
(H-1) -Sơ đồ xác đònh D
max
y
1
=1; y
2
=1.6/6=0.267; y
3
=4.1/6=0.683
D
max
=1.1×19.5× (1+0.267+0.683) =41.83 T
b.Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con
Để an toàn xem lực hãm ngang chỉ truyền lên 2 bánh xe ở một phía, do đó mỗi
bánh truyền một lực lên dầm cầu trục, trong trường hợp móc mềm, xác đònh theo
công thức:
T
1
=( Q+G )/40 =(20+8.5 )/40 =0.71 T
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 4
P
max
P
max
P
max
P
max
K=4,4 K=4,4

B=6,3 B=6,3
1,6
1,9
4,1
6,06,0
y
2
y
1
=1
y
3
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Lực hãm ngang T
1
truyền lên cột được xác đònh theo đường ảnh hưởng như đối
với D
max
T
max
=n ×T
c
1
+

×∑ y
I
=1,1× 0.71× (1+0.267+0.683) =1.523 T
Điểm đặt lực hãm T

max
tại mức mặt trên dần cầu trục, cách mặt vai cột 1m và
cách đỉnh cột một đoạn y= 3,7-1=2,7 m.
6.Hoạt tải gió
-p lực gió tác dụng lên 1 m
2
tường nhà thẳng đứng
p =n.q
o
.k.c
Trong đó:
q
o
- áp lực gió tách dụng lên 1m
2
của tường chắn có độ cao 10m. Đà Nẵng
thuộc vùng II-B, tra bảng 1 phụ lục II là 95kG/m
2
;
k- hệ số kể đến gió thay đổi theo chiều cao và đòa hình
+mức đỉnh cột, cao trình +11.15m :k=1.02
+mức đỉnh mái, cao trình +16.21m : k=1,09
C -hệ số khí động phụ thuộc hình dạng công trình và phía gió đẩy hút, C=+0,8
đối với phía gió đẩy và C=-0,6 đối với phía gió hút;
n- hệ số vượt tải, n=1.2
-p lực gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều
p =n.q
o
.k.c .a
phía gió đẩy q

d
=1.2× 0.095× 1.02× 0.8x6 = 0.558T/m
phía gió hút q
h
=1.2× 0.095× 1.09× 0.6x6 = 0.419 T/m
-Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên dưa về thành lực tập
trung đặt ở đầu cột S
1
, S
2
với k lấy trò số trung bình , k =(1.02+1.09)/2 =1,055
Hình dáng mái và hệ số khí động ở từng đoạn mái tra trong phụ lục II, lấy theo
hình dưới đây
Trong đó C
e1
tính với α=10
o
, tỷ số H/ L =11.15/54=0.21, nội suy có C
e1
=-0.152 ;
C
e2
=-0.4; giá trò C
’
e1
tính với α =5
o
, tỷ số H/ L =15.71/54=0,299 , nội suy có
C
’

e1
=-0.298 ;
Trò số S tính theo công thức
S=n.k.q
o
.a.∑ C
i
.h
I
=1.2× 1.055× 0.095× 6×∑ C
i
.h
I
=0.722× ∑ C
i
.h
I

S
1
=0.722((0,8×1.4 – 0.152×0.75+ 0.5×0.75 – 0.5×0.53 + 0.7×3 + 0.14×(-0.298))
=2.292 T
S
2
=0.722(0.4×0.14 + 0.6×3+ 0.5×0.53-0,5×0,75+ 0,5×0,75+ 0,6×1.4)
=2.138 T
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 5
W
2
-0.6

0,8
C
e1
=-0.152
C
’
e1
=-0.298
-0,5 -0,5 -0,5 -0.5
-0.5
C
e2
=-0.4
-0,6
0,7
W
1
p
d
P
h
D
A
B
C
18000
18000
18000
(H-2) Sơ đồ xác đònh hệ số khí động trên mái
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung

nh cäng nghiãûp mäüt táưng
III. Xác đònh nội lực
Nhà ba nhòp có mái cứng, cao trình cột bằng nhau khi tính tải trọng thẳng đứng
và lực hãm của cầu trục được phép bỏ qua chuyển vò ngang ở đỉnh cột, tính với các
cột độc lập. Khi tính đến tải trọng gió phải kể đến tải trọng gió.
1.Các đặt trưng hình học
a.Cột trục A
H
t
=3.7m ; H
d
=7.95m; H=H
t
+H
d
=3.7+7.95=11.65m
Tiết diện phần cột trên b=40 cm; h
t
=40 cm,
Phần cột dưới b=40 cm; h
d
=60 cm
Mô men quán tính J=b.h
3
/12
J
t
=40× 40
3
/12 = 213300 cm

4

J
d
=40× 60
3
/12 =720000 cm
4
Các thông số t=H
t
/H =3.7/11.65=0.318
k=t
3
)1( −
t
d
J
J
=0.318
3
( -1) = 0.0764
b. Cột trục B
H
t
=3.7m ; H
d
=7.95m; H=H
t
+H
d

+a
3
=3.7+7.95=11.65m
Tiết diện phần cột trên b=40 cm; h
t
=60 cm,
Phần cột dưới b=40 cm; h
d
=80 cm
Mô men quán tính J=b.h
3
/12
J
t
=40× 60
3
/12 = 720000 cm
4

J
d
=40× 80
3
/12 =1706600 cm
4
Các thông số t=H
t
/H =3.7/11.65=0.318
k=t
3

)1( −
t
d
J
J
=0.318
3
( -1) =0.0441
Quy đònh chiều dương của nội lực theo (H-3)
2.Nội lực do tónh tải mái
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 6
N
Q
M
(H-3)
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
a.Cột trục A
Sơ đồ tác dụng tónh tải như hình dưới, lực G
m1
gây ra mô men ở đỉnh cột
M= G
m1
× e
t
= 37.82× 0.05=-1.8910 Tm
Độ lệch giữa trục phần cột trên và phần cột dưới là
a=(h
d
-h

r
)/2 =(0.6-0.4)/2 =0.1 m
Vì a nằm cùng phía với e
t
so với trục cột dưới nên phản lực đầu cột R=R
1
+R
2
R
1
= =
( )
( )
0764.0165.112
318.0/0764.013891.1
+∗∗
+∗∗−
R
1
= -0.2805 T
Tính R
2
với
M=-G
m1
× a =-37.82× 0.1=-3.782 Tm
mô men này đặt ở vai cột
R
2
= =

( )
( )
0764.0165.112
318.013782.3
2
+∗∗
−∗∗−

R
2
=-0.4066T
R = R
1
+R
2
=-0.2805 –0.4066 =-0.6871T
Xác đònh nội lực trong các tiết diện cột :
M
I
=-37.82×0.05=-1.8910 Tm ;
M
II
= 0.687×3.7-1.8910 =0.6509 Tm ;
M
III
=0.687×3.7-37.82×(0.05+0.1)=-3.1311 Tm ;
M
IV
=0.687×11.65+(0.05+0.1) ×(-37.82) =2.3306 Tm
N

I
= N
II
=N
III
=N
IV
=37.82 T
Q
IV
=0.687 T
b.Cột trục B
Sơ đồ tác dụng của tỉnh tải mái G
m1
và G
m2
Khi đưa G
m1
và G
m2
về đặt ở đặt cột ta được lực
G
m
=G
m1
+G
m2
=37.82 +42.25 =80.07 T
và mô men tác dụng
M =-37.82× 0.15 +42.25× 0.15 =0.6645 Tm

Phản lực đầu cột
R = =
( )
( )
0441.0165.112
318.0/0441.016645.03
+∗∗
+∗∗
=0.0933 T
Nội lực trong các tiết diện cột
M
I
= 0.6645 Tm
M
II
= 0.6645-0.0933× 3.7 =0.3193 Tm
M
III
= M
II
=0.3193 Tm
M
IV
=0.6645 – 0.0933× 11.65 =-0.4224 Tm
N
I
=N
II
=N
III

=

N
IV
=80.07 T
Q
IV
=-0.0933 T
Biểu đồ mô men như (H-5)
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 7
-1.891
0.6509
-3.1311
2.3306
0.687
37.82
0.05
7.95
3.7
I I
II II
III III
IV IV
A
(H-4)
I I
II II
III III
IV IV
B

37.82 42.25
0.0933
2× 0.15
0.6645
0.3193
-0.4224
(H-5)
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
3.Nội lực do tónh tải dầm cầu trục
a.Cột trục A
Sơ đồ tính với tónh tải dầm cầu trục như (H-6)
Lực G
d
gây ra mô men đối với trục cột dưới, đặt tại vai cột
M = G
d
× e
d

e
d
=λ - 0.5h
d
=0.75-0.5× 0.6=0.45 m
M =5.61 × 0.45 =2.525 Tm
Phản lực đầu cột
R = =
( )
( )

0441.0165.112
318.01525.23
2
+∗∗
−∗∗
=0.2799 T
Nội lực trong các tiết diện cột
M
I
=0 ;
M
II
=-0.2799× 3.7=-1.0356 Tm
M
III
=-0.2799× 3.7+ 5.61×0.45
M
III
=1.4894 Tm
M
IV
=-0.2799× 11.65 +5.61×0.45
M
IV
=-0.7363 Tm
N
I
=N
II
=0

N
III
=N
IV
=5.61 T
Q
IV
= -0.2799 T
Biểu đồ mô men như trên hình (H-6)
b.Cột trục B
Do tải trọng đối xứng qua trục cột (H-6) nên M=0 ; Q=0 ;
N
I
=N
II
=0; N
III
=N
IV
=2 × 5.61 =11.22 T
4.Tổng nội lực do tónh tải
Cộng đại số nội lực ở các trường hợp đã tính ở trên cho tiết diện của từng cột
được kết quả trên hình (H-7), trong đó lực dọc N còn được cộng thêm trọng lượng
bản thân cột .
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 8
0.2799
0.45
5.61
-1.0356
-0.7363

1.4894
5.61 5.61
A
B
(H-6)
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng

-1.891
-0.3847
-1.6417
1.5943
M
Q=0.687 T
38.72
0.6645 80.07
40.35
45.96
51.56
-0.0518
1.8087
-1.1587
Q=-0.0933T
101.91
93.73
82.51
N
M N
(H7) TÄØNG NÄÜI LỈÛC DO TÉNH TI
CÄÜT A CÄÜT B

5. Nội lực do hoạt tải mái
a.Cột trục A
Sơ đồ tính giống như khi tính với G
m1
, nội lực xác đònh bằng cách nhân nội lực
do G
m1
với tỷ số P
m
/ G
m1
=5.27 / 38.72 =0.1361
Xác đònh nội lực trong các tiết diện cột :
M
I
=-1.8910× 0.1361 =-0.2574 Tm;
M
II
= -0.3847× 0.1361 = -0.0524 Tm ;
M
III
=-1.6417× 0.1361 = -0.2234 Tm ;
M
IV
=1.5943× 0.1361 = 0.2170 Tm
N
I
= N
II
=N

III
=N
IV
= 5.27 T
Q
IV
=0.687× 0.1361= 0.0935 T
Biểu đồ mô men như trên hình (H-8)
b.Cột trục B
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhòp phía bên phải và phía bên trái
của cột. Lực P
m2
đặt ở bên phải gây ra mô men đặt ở đỉnh cột.
M= P
m2
× e
t
= 5.27× 0.15 =0.7905T
Mômen và lực cắt trong cột do mômen này gây ra được xác đònh là:nhân
mômen do tónh tải gây ra với tỉ số M
P
/M
G
M
P
/M
G
= 0.7905/0.6645=1.1896
Nội lực trong các tiết diện cột
M

I
= 0.7905 Tm
M
II
= 0.3193× 1.1996 =0.3798 Tm
M
III
= M
II
= 0.3798Tm
M
IV
= -0.4224×1.1896 =-0.5025Tm
N
I
=N
II
=N
III
=N
IV
= 5.27 T
Q
IV
= -0.0933×1.1896=0.1110T
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 9
(H9) Näüi lỉûc do hoảt ti mại åí cäüt giỉỵa
(a) ÅÍ bãn trại cäüt giỉỵa (b) ÅÍ bãn phi cäüt giỉỵa
5.27T
0.15

B
-0.5025
0.7905
Q= 0.111T
0.5025
-0.7905
-0.3798
0.110
(a)
0.3798
(b)
IV
IV
III
III
II
II
II
-0.2574
-0.0524
-0.2234
0.2170
Q = 0.0925T
A
M
(H8)
I
I
II
II

III
III
IVIV
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Do Pm1=Pm2 nên nội lực do Pm1 gây ra được suy ra từ nội lực do Pm2 bằng
cách đổi dấu mômen và lực cắt.
Biểu đồ mô men như hình (H-9)
6.Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục
a.Cột trục A
Sơ đồ tính giống như khi tính với tónh tải dầm cầu trục G
d
, nội lực được xác
đònh bằng cách nhân nội lực do G
d
gây ra với tỷ số D
max
/G
d
=33.248 / 5.61 =5.927
Nội lực trong các tiết diện cột
M
I
=0 ;
M
II
=-1.094 × 5.927= -6.484 Tm
M
III
= 1.202× 5.927=7.124 Tm

M
IV
=-0.557× 5.927= -3.301 Tm
N
I
=N
II
=0
N
III
=N
IV
=33.248 T
Q
IV
= -0.2956× 5.927 =-1.765 T
Biểu đồ mô men như trên hình (H-10)
b.Cột trục B
Tính riêng tác dụng của hoạt tải rác dụng lên vai cột phía bên phải và phía
bên trái của cột
+Lực D
max
gây ra mô men đối với phần cột đặt ở bên phải của vai cột
M= D
max
× e
d
= 47.19 × 0.75 =35.393 Tm
Phản lực đầu cột
R = = =4.359 T

Nội lực trong các tiết diện cột
M
I
=0 ;
M
II
=-4.659 × 3.7=-16.128 Tm
M
III
= -16.128 + 35.393= 19.265 Tm
M
IV
= -4.659× 9.65 +35.393 =-9.566 Tm
N
I
=N
II
=0
N
III
=N
IV
=47.19 T
Q
IV
= -4.659 T
Biểu đồ mô men như trên hình (H-10)
Trường hợp D
max
đặt ở bên trái của vai cột, nội lực được xác đònh bằng cách

lấy nội lực trên nhân với tỷ số : (-D
1
max
/ D
2
max
) = -33.248 / 47.190 = -0.705
Nội lực trong các tiết diện cột
M
I
=0 ;
M
II
=-16.128 × (-0.705)= 11.37 Tm
M
III
= 19.265 × (-0.705)= -13.58 Tm
M
IV
= -9.566 × (-0.705)= 6.744 Tm
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 10
-6.484
-3.301
7.124
47.19
B
(H-10)
4.178
A
-16.128

-13.58
-9.566
6.744
11.37
19.265
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
N
I
=N
II
=0
N
III
=N
IV
=33.248 T
Q
IV
= -4.659 × (-0.705)= 3.285 T
Biểu đồ mô men như trên hình (H-)
7.Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục
Lực hãm T
max
đặt cách đỉnh cột y =2,7 m, có y/H
t
=2.7/3.7=0.73 , với y xấp xỉ
0,7H
t
, có thể dùng công thức lập sẵn sau để xác đònh phản lực

R =
a.Ở cột A
R = = 0.596 T
M
I
= 0 ; M
y
= 0.596× 2.7=1.609

M
II
= 0.596× 3.7 –1.094× 1.0 =1.111 Tm
M
III
= M
II
=1.111 Tm
M
IV
=0.596× 9.65 –1.094× 6.95 =-1.852 Tm
Q = 0.596 – 1.094= -0.498 T
Biểu đồ như hình (H-12)
b.Ở cột B
R = = 0.627 T
M
I
= 0; M
y
=0.627× 3.7 =1.693 Tm
M

II
= 0.693× 3.7 –1.094× 1.0 =1.226 Tm
M
III
= M
II
=1.226 Tm
M
IV
=0.627× 9.65 –1.094× 6.95 =-1.553 Tm
Q = 0.627 – 1.094= -0.467 T
Biểu đồ như hình (H-12)
8.Nội lực do tải trọng gió
với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn khung có chuển vò ngang ở đỉnh cột.
Giả thiết xà ngang cứng cô cùng và vì các đỉnh cột có cùng mức nên chúng có
chuyển vò ngangn như nhau. đây dùng phương pháp chuyển vò để tính, hệ chỉ có
mộ ẩn số là
∆
là chuyển vò ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản như trên hình (H-13)
Phương trình cơ bản r +
∆
+ R
g
=0
Trong đó R
g
–phản lực lên kết trong hệ cơ bản
R
g
= R

1
+R
4
+W
1
+W
2
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 11
W
1
p
d
D
A
B
C
2100
21002100
EJ = ∝
EJ = ∝
EJ = ∝
(H-13) hệ cơ bản khi tính khung ngang với tải trọng gió
P
h
R
g
W
2
0.59
1.094

A
(H-11)
1.690
1.111
1.852
1m
B
1.09
4
0.627
1.639
1.226
-1.553
(H-12)
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Khi gió thổi từ trái sang phải thì R
1
,R
2
xác đònh theo sơ đồ hình (H-14)
R
1
= = =1.833 T
R
4
=R
1
× p
h

/ p
d
= 1.833× 0.408 / 0.546 =1.370 T
R
g
=R
1
+R
2
+ W
1
+W
2
=1.833+1.370+2.733+3.272 = 9.208 T
Phản lực liên kết do các đỉnh cột dòch chuyển một doạn
∆
=1 được tính bằng
r = r
1
+ r
2
+ r
3
+ r
4

r
1
=r
4

= = = 0.00212E ;
r
2
=r
3
= = =0.00523E
r =2(r
1
+r
2
) =2(0.00212 +0.00523) =0.0147E
∆
= = =
phản lực trong các đỉnh cột
R
A
=R
1
– r
1
.
∆
= 1.833 –0.00212E × ( ) =0.50504 T
R
D
=R
4
– r
4
.

∆
= 1.370 – 0.00212E × ( ) =0.04204 T
R
B
=R
C
= r
2
.
∆
= 0.00523E × ( ) =-3.27605 T
Nội lực ở các tiết diện cột
Cột A
M
I
=0
M
II
=M
III
=0.5× 0.546× 3.7
2
- 0.505× 3.7 =1.869 Tm
M
IV
= 0.5× 0.546× 9.65
2
– 0.505× 9.65 =20.549 Tm
N
I

=N
II
=N
III
=N
IV
=0
Q = 0.546× 9.65 -0.505 =4.764 T
Cột B, C
M
I
=0
M
II
=M
III
= 3.276× 3.7 =12.121 Tm
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 12
p
d
R
1
A
P
h
R
4
D
r
i

1
=∆
(H.14)_ Sơ đồ xác đònh phản lực trong hệ cơ
bản
0.505
0.042
A
D
1.869
20.549
18.592
2.637
B, C
3.276
12.121
31.613
(H-15) Biểu đồ nội lực gió thổi từ trái sang
phải
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
M
IV
= 3.276× 9.65 =31.613 Tm
N
I
=N
II
=N
III
=N

IV
=0
Q = 3.267 T
Cột D
M
I
=0;
M
II
=M
III
=0.5× 0.408× 3.7
2
- 0.042× 3.7 =2.637 Tm
M
IV
= 0.5× 0.408× 9.65
2
– 0.042× 9.65 =18.592 Tm
N
I
=N
II
=N
III
=N
IV
=0
Q = 0.408× 9.65 -0.505 =3.432 T
Biểu đồ nội lực trường hợp gió thổi từ trái sang phải cho trên hình (H-15);

trường hợp gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực ngược lại.
III.Tổ hợp nội lực
Nội lực trong các tiết diện được sắp xếp và tổ hợp trong bảng sau
Trong tổ hợp cơ bản 1 chỉ đưa vào một loại hoạt tải ngắn hạn, trong tổ hợp cơ
bản 2 dưa vào ít nhất hoạt tải nhắn hạn với hệ số tổ hợp 0.9. Ngoài ra khi xét đến
tác dụng của hai cầu trục (cột 7;8 hoặc 9;10) thì nội lực của nó phải nhân với hệ số
0.85, còn khi xét tác dụng của 4 cầu trục (cột 7;8 hoặc 9;10) thì nội lực của nó phải
nhân với hệ số 0.7 .
IV.Chọn vật liệu
-Mác bêtông 200 (R
k
=7.5 kG/cm
2
,R
n
=90 kG/cm
2
; E
h
=240×10
4
kG/cm
2
)
-Cốt thép dọc dùng thép nhóm C-II (R
n
=R
k
=2600 kG/cm
2

;E=210×10
4
kG/cm
2
)
Theo phụ lục VII với bê tông mác 200, thép nhóm C-II có các trò số α
o
=0.62;
A
o
=0.428
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 13
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Tên
cột
Tiết
diện
Nội
lực
Tónh
tải
Hoạt tải mái Hoạt tải dầm cầu trục Gió Tổng hợp cơ bản 1 Tổng hợp cơ bản 2
Trái Phải Dmax
trái
Tmax
trái
Dmax
Phải
Tmax
phải

Trái
sang
phải
sang
Mmax
Ntư
Mmin
Ntư
Nmax
Mtư
Mmax
Ntư
Mmin
Ntư
Nmax
Mtư
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
A I-I
4 4,6 4,6 4,6 4,6
M -1.562 -0.219 0 0 0 0 -1.562 -1.781 -1.781 -1.562 -1.759 -1.562
N 31.224 4.388 0 0 0 0 35.612 35.612 35.612 31.224 35.173 31.224
II-II
4,12 4,9,10 4,6 4,6,11 4,9,10
,12
4,6,9,
10,12
M -0.232 0.121 -6.484 1.111 1.869 -2.637 1.637 -6.688 -0.111 1.559 -8.415 -8.307
N 32.874 4.388 0 0 0 0 32.874 32.874 37.262 36.823 32.874 36.823
III-III
4,9,10 4,12 4,9,10 4,9,10,11 4,6,12 4,6,9,

10,11
M -1.061 -0.318 7.124 1.111 1.869 -2.637 5.939 -3.698 5.939 6.921 -3.721 6.635
N 38.484 4.388 33.248 0 0 0 66.745 38.484 66.745 63.919 42.433 67.868
IV-IV
4,11 4,12 4,9,10 4,6,11 4,9,10
,12
4,6,9,
10,11
M 1.077 0.229 -3.301 1.852 20.549 -18.592 21.626 -17.515 -0.155 19.777 -19.598 15.835
N 42.532 4.388 33.248 0 0 0 42.532 42.532 70.793 46.481 67.967 71.916
Q 0.3585 0.092 -1.765 0.498 4.764 -3.432 5.1225 -3.074 -0.718 4.729 4.729 4.729
B
I-I
4,6 4,5 4,5,6 4,6 4,5 4,5,6
M 3.038 -1.685 1.053 0 0 0 0 0 0 4.091 1.353 2.406 3.986 1.522 2.469
N 81.744 4.388 7.02 0 0 0 0 0 0 88.764 86.132 93.152 88.062 85.693 92.011
II-II
4,7,8 4,9,10 4,5,6 4,6,7,8,11 4,5,9
,1012
4,5,6,7
,8,11
M 1.090 -0.235 0.376 11.37 1.226 -16.128 1.148 12.121 -12.121 13.211 -13.595 1.2306 21.973 -23.247 30.505
N 84.186 4.388 7.02 0 0 0 0 0 0 84.186 84.186 95.594 90.504 88.135 90.504
III-III
4,9,10 4,7,8 4,7,8
,9,10
4,6,9,10,11 4,5,7,
8,12
4,5,6,7,
8,9,11

M 1.090 -0.235 0.376 -13.58 1.226 19.265 1.148 12.121 -12.121 18.441 -11.496 6.7309 27.953 -21.357 4.404
N 95.406 4.388 7.02 33.248 0 47.19 0 0 0 135.52 123.667 151.713 137.824 124.790 193.182
IV-IV
4,11 4,12 4,7,8,
9,10
4,6,7,8,11 4,6,9
,10,12
4,5,6,7,8,
9,10,12
M -2.044 0.457 -0.731 6.744 1.553 -9.556 2.679 31.613 -31.613 29.569 -33.657 -1.05 32.097 -39.444 -26.374
N 101.57 4.388 7.02 33.248 0 47.19 0 0 0 101.57 101.572 157.879 133.325 141.622 199.348
Q -0.5266 0.114 -0.183 3.285 0.467 -4.659 0.488 3.267 -3.267 2.7404 -3.794 -0.8199 5.119 -7.302 -1.710
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 14
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
V.Tính tiết diện cột A
1.Phần cột trên
Chiều dài tính toán l
o
=2,5H
t
=2.5× 370 =925 cm. Kích thước tiết diện cột
b=40cm;h=40 cm. Giả thiết chọn a = a’= 4 cm, h
o
=40 –4=36 cm; h
o
– a’=36-4=32cm.
Độ mảnh λ
h
= l

o
/h = 925/40 =23.13 > 4 , cần xét đến sự uốn dọc.
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ là nguy hiểm nhất ở bảng
Ký hiệu
cặp nội
lực
Ký hiệu ở
bảng tổ
hợp
M
(Tm)
N
(T)
e
o1
= M/N
(m)
e
o
=e
o1
+ e'
o
(m)
M
dh
(Tm)
N
dh
(T)

1 II-13 1.637 32.874 0.0498 0.0648 -0.232 32.8740
2 II-17 -8.415 32.874 0.2566 0.2716 -0.232 32.8740
3 II-18 -8.307 36.823 0.2256 0.2406 -0.232 32.8740
Độ lệch tâm tính toán
e
o
= M /N +e
o
’
Với e
o
’ là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 1.5 cm thõa mãn điều kiện
e
o
’
≥
(h /30, H
t
/ 600 và 1 cm).
Vì hai cặp nội lực trái dấu nhau có trò số mô men chênh lệch nhau quá lớn và trò
số mô men dương lại rất bé nên ta không cần tính vòng , ở đây dùng cặp 2 để tính
theo cả F
a
và F
a
’
sau đó kiểm tra với cặp 1 và 3
a.Tính với cặp3:
Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc, giả thiết µ
1

=1,2%, tính mô men quán tính
của tiết diện cốt thép J
a
J
a
=µ
1
× b × h
o
× (0.5h- a)
2
=0.012 × 40 × 40 ×(20-4)
2
= 4915.2cm
3
J
b
= b × h
3
/12 = 40×40
3
/12 =213330 cm
3
Với cặp 2 có e
o
/h =24.06/40 = 0.6
K
dh
=1+ = 1+ = 1.387
Hệ số xét đến độ lệch tâm

S =0.11 / (0.1 + e
o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.60)+0.1 =0.2571
Lực dọc tới hạn
N
th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a
)=
= ( × 240.10
3
×213330 + 210.10
4
×4915.2)=148195 kG
η = = = 1.32
Trò số lệch tâm giới hạn
e
ogh
= 0.4(1.25h -α
o
h
o
) =0.4×(1.25 × 40 –0.62 × 36)=11.07 cm
Tính cốt thép không đối xứng

ηe
o
=1.32 × 24.06 =31.76 >e
ogh
, tính theo trường hợp lệch tâm lớn
e = ηe
o
+ (0.5h –a) = 31.76 + 0.5×40 –4 =47.76 cm
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 15
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Tính F
a
’
với A
o
=0.428
F
a
’= = =-2.863 cm
2
<0
Với độ mảnh λ
h
=23.13 có µ
min
=0.2% >µ’ lấy F
a
’ = µ
min

bh
o
=0.002 × 40×36 = 2.88
cm
2
.Tính F
a
theo bài toán đà biết trước F
a
’ tìm F
a
A

= = =0.33
Từ A tra bảng phụ lục VIII , được α =0.44 ; x= αh
o
=0.44×36=15.84 <α
o
h
o
=22.32
và x >2a’=8 cm. Như vậy tính F
a
theo công thức sau
F
a
= = = 10.65 cm
2
Kiểm tra µ
t

=(F
a
+F
a
’)/ (bh
o
) =(10.65+2.88)/ (40×36) =0.01 → 1% xấp xỉ với µ giả
thiết, có thể không cần tính toán lại. Chọn cốt thép F
a
:4φ22 (15,2 cm
2
); F
a
’ chọn theo
cấu tạo :3φ16 (6,03 cm
2
).
b.Kiểm tra với cặp1:
vì cặp 1 có mô men trái dấu với cặp 3 là cặp tính thép nên với cặp 1 có
F
a
:3φ16 (6,03cm
2
) ; F
a
’ :4φ22 (15,2 cm
2
)
Để tính toán uốn dọc ta tính lại J
a

với tổng (F
a
+F
a
’) =6,03+15,2 =21,23 cm
2
J
a
=(F
a
+F
a
’).(0.5h-a)
2
=21,23×(20-4)
2
=3947.52 cm
3
Tính K
dh
theo công thức(1.4.6) trong đó M
dh
ngược chiều với M nên lấy dấu âm
K
dh
=1+ = 1+ = 1.729
Tính S với e
o
/h =6.48/40 = 0.16 >0.05
S =0.11 / (0.1 + e

o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.16)+0.1 =0.5231
N
th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a
)=
= ( × 240.10
3
×213330 + 210.10
4
×4915.2)=177849 kG
η = = = 1.23
e =ηe
o
+(0.5h –a ) =1.23 × 6+(20 –4) =23.38 cm
xác đònh x theo công thức :
x = = = 3.8 cm
x< 2a’ =8 nên kiểm tra khả năng chòu lực theo điều kiện (1.4.23)
N.e’ ≤ R
a
F
a
(h

o
–a)
e’=e –h
o
-a’ = 24.06 – 36 +4 =-7.94 cm. Vì e’ <0, nên điều kiện trên thỏa mãn.
c.Kiểm tra với cặp 2
vì cặp 2 có mô men cùng chiều với cặp 3 đã tính thép nên đối với cặp 2 có F
a
:4φ22
(15,2 cm
2
); F
a
’ :3φ16 (6,03 cm
2
).
J
a
=(F
a
+F
a
’).(0.5h-a)
2
=21,23×(20-4)
2
=3947.52 cm
3
Tính K
dh

theo công thức(1.4.6) trong đó M
dh
cùng chiều với M nên lấy dấu dương
K
dh
=1+ = 1+ = 1.402
Tính S với e
o
/h =27.16/40 = 0.68 >0.05
S =0.11 / (0.1 + e
o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.68)+0.1 =0.241
N
th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a
)=
= ( × 240.10
3
×213330 + 210.10
4
×3947.5)=127837 kG
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 16
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung

nh cäng nghiãûp mäüt táưng
η = = = 1.35
e =ηe
o
+(0.5h –a ) =1.35 × 27.16+(20 –4) =52.67 cm
xác đònh α theo công thức :
α = = = 0.4 cm
x = = = 14.46 cm
Vì α =0.4<α
o
=0.62 nên kiểm tra khả năng chòu lực theo điều kiện lệch tâm lớn
N.e ≤ R
n
bx(0.5h
o
–0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’)
x =αh
o
=0.4×36 =14.4
Vế trái: N.e =32874×52.67 =1731473.58 kG.m
Vế phải: R
n
bx(h
o

–0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’) =
=90×40×14.46 ×(36- 0.5×14.46)+ 2600 ×4.02 ×(36 –4)=1832115.12
N.e=1731473.58 < R
n
bx(0.5h
o
–0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’) =1832115.12
Như vậy cốt thép chọn như trên là đủ khả năng chòu lực
d.Kiểm tra theo phương ngoài mặt phẳng
Vì tiết diòen cột vuông, độ mảnh theo phương ngoài mặt phẳng uốn không lớn hơn
độ mảnh theo phuwong trong mặt phẳng và khi tính cốt thép đã dùng cặp 3 có N
max
nên không cần kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn
Kiểm tra về bố cốt thép. Chọn lớp bảo vệ dày 2,5 cm, có thể tính gần đúng
a=2.5 +0.5×2.2 =3.6 cm, trò số h
o
theo caaus tạo :40-3.6 =36.4 cm lớn hơn trò số đã
chọn để tính toán là 36, như vậy thiên về an toàn.

Khoảng cách giữa các cốt thép ở phía đặt 2φ22 + 2φ20 là :
(40-2.5 × 2 –2.2×2-2×2)/3 =8.87 cm , thỏa mãn điều kiện về cấu tạo.
2.Phần dưới cột
Chiều dài tính toán l
o
=1,5H
d
=1.5×595 =892.5 cm. Kích thước tiết diện cột
b=40cm;h=60 cm. Giả thiết chọn a = a’= 4 cm, h
o
=60 –4=56 cm; h
o
– a’=56-4=52cm.
Độ mảnh λ
h
= l
o
/h = 892.5/60 =14.88 > 4 , cần xét đến sự uốn dọc.
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ là nguy hiểm nhất ở bảng
Ký hiệu
cặp nội lực
Ký hiệu ở
bảng tổ hợp
M
(Tm)
N
(T)
e
o1
= M/N

(m)
e
o
=e
o1
+ e'
o
(m)
M
dh
(Tm)
N
dh
(T)
1 IV-13 21.626 42.532 0.5085 0.5283 1.077 42.532
2 IV-17 -19.598 67.967 0.2883 0.3083 1.077 42.532
3 IV-18 15.853 71.916 0.2204 0.2404 1.077 42.532
Trong đó độ lệch tâm ngẫu nhiên e
o
’ lấy bằng 2 cm , thỏa mãn điều kiện lớn hơn
H
d
/600 =0.99 cm và h/30 =20
Dùng cặp 1 và 2 để tính vòng, sau đó kiểm tra đối với cặp còn lại.
Vòng 1.
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 17
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Tính với cặp 1 Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết µ
t

=1.1% tính
mô men quán tính của tiết diện cốt thép J
a
J
a
=µ
t
× b × h
o
× (0.5h- a)
2
=0.011 × 40 × 56 ×(30-4)
2
= 16656.64cm
3
J
b
= b × h
3
/12 = 40×60
3
/12 =720000 cm
3
Với cặp 1 có e
o
/h =52.83/60 = 0.88
K
dh
=1+ = 1+ = 1.371
Hệ số xét đến độ lệch tâm

S =0.11 / (0.1 + e
o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.88)+0.1 =0.212
Lực dọc tới hạn
N
th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a
)=
= ( × 240.10
3
×720000 + 210.10
4
×16656)=495718 kG
η = = = 1.09
Trò số lệch tâm giới hạn
e
ogh
= 0.4(1.25h -α
o
h
o
) =0.4×(1.25 × 60 –0.62 × 56)=16.11 cm
Tính cốt thép không đối xứng

ηe
o
=1.09 × 52.83 =57.58 >e
ogh
, tính theo trường hợp lệch tâm lớn
e = ηe
o
+ (0.5h –a) = 57.58 + 0.5×60 –4 =83.58 cm
Ở vòng 1 tính thép với cặp 1 theo công thức tính thép đối xứng, với R
a
=R
a
’
x= N /R
n
b = 42532 /(90× 40) =11.81 cm
2a’=8 < x <α
o
h
o
=0.62×56 =34.72 cm , nên tính F
a
=F
a
’ theo công thức
F
a
=F
a
’ = = =10.53 cm

2
µ = µ’ =10.53/(40×56) =047 >µ
min
=0.002
Tính với cặp 2. Dựa vào kết quả trên có µ
t
=0.0094
J
a
=0.0094 × 40×56×(0.5×60-4)
2
=14233.856 cm
4
e
o
/h = 30.83/60 =0.51
Tính K
dh
theo công thức(1.4.6) trong đó M
dh
ngược chiều với M nên lấy dấu âm
K
dh
=1+ = 1+ = 1.252
Hệ số xét đến độ lệch tâm
S =0.11 / (0.1 + e
o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.51)+0.1 =0.28
Lực dọc tới hạn
N

th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a
)=
= ( × 240.10
3
×720000 + 210.10
4
×14233.856)=550662 kG
η = = = 1.14
Trò số lệch tâm giới hạn
e
ogh
= 0.4(1.25h -α
o
h
o
) =0.4×(1.25 × 60 –0.62 × 56)=16.11 cm
Tính cốt thép không đối xứng
ηe
o
=1.14× 30.83 =35.15 >e
ogh
, tính theo trường hợp lệch tâm lớn

e = ηe
o
+ (0.5h –a) = 35.15 + 0.5×60 –4 =61.15 cm
Coi F
a
’ của cặp 1 đã biết (10.53 cm
2
), tính F
a
theo bài toán đã biết F
a
’
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 18
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
A = = =0.24
Tra bảng có α =0.28 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a
’ = +10.53 = 6.1 cm
2
Vòng 2
Tính với cặp 1. Dùng kết quả đã tính F
a

của cặp 1 ở vòng 1 làm F
a
’ cho cặp này
theo bài toán đã biết F
a
’ = 6.1 cm
2
A = = =0.25
Tra bảng có α =0.30 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a
’ = +6.1 = 13 cm
Tính với cặp 2, với F
a
’=13 cm
2
đã biết
A = = =0.21
Tra bảng có α =0.24 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F

a
= + F
a
’ = +13 = 5.47 cm
2
Vòng 3
Tính với cặp 1. Dùng kết quả đã tính F
a
của cặp 1 ở vòng 1 làm F
a
’ cho cặp này
theo bài toán đã biết F
a
’ = 5.47 cm
2
A = = =0.26
Tra bảng có α =0.31 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a
’ = +5.47 = 13.15 cm
Tính với cặp 2, với F
a
’=13.15 cm
2

đã biết
A = = =0.21
Tra bảng có α =0.24 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a
’ = +13.15 = 5.62 cm
2
Vòng 4
Tính với cặp 1. Dùng kết quả đã tính F
a
của cặp 1 ở vòng 1 làm F
a
’ cho cặp này
theo bài toán đã biết F
a
’ = 5.62 cm
2
A = = =0.25
Tra bảng có α =0.30>2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F

a
= + F
a
’ = +5.62 = 12.52 cm
Tính với cặp 2, với F
a
’=12.52 cm
2
đã biết
A = = =0.22
Tra bảng có α =0.25 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a
’ = +12.52 = 5.76 cm
2
Vòng 5
Tính với cặp 1. Dùng kết quả đã tính F
a
của cặp 1 ở vòng 1 làm F
a
’ cho cặp này
theo bài toán đã biết F
a
’ = 5.76 cm

2
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 19
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
A = = =0.25
Tra bảng có α =0.30 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a
’ = +5.76 = 12.66 cm
Tính với cặp 2, với F
a
’=12.66 cm
2
đã biết
A = = =0.22
Tra bảng có α =0.25 >2a’/h
o
=8/56=0.14 ,Tính F
a
theo công thức
F
a
= + F
a

’ = +12.66 = 5.90 Cm
2
So sánh hai vòng cuối thấy rằng kết quả tính đã hội tụ có thể bố trí cốt thép phía phải
với F
a
=12.66 cm
2
;phía phải 5.90 cm
2
, chọn cốt thép:
Phía trái :4φ25 (19,64 cm
2
)
Phía phải: 3φ16 (6,03 cm
2
)
Kiểm tra µ
t
=(19,64+6,03)/40/56 =0.01 xắp xỉ với giá trò µ
t
giả thiết
Kiểm tra với cặp 3 có M =15.853 Tm ; N=71.916 T; e
o
=0.2404 m, cùng chiều với
cặp 1 nên F
a
=19,64 cm
2
;F
a

’ =6,03 cm
2

J
a
=(19,64+6,03)×(0.5×60-4)
2
=14540.76 cm
4
; e
o
/h=24.04/60 =0.4
K
dh
=1+ = 1+ = 1.351
Hệ số xét đến độ lệch tâm
S =0.11 / (0.1 + e
o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.4)+0.1 =0.32
Lực dọc tới hạn
N
th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a

)=
= ( × 240.10
3
×720000 + 210.10
4
×14540.76)=574194 kG
η = = = 1.14
e =1.14×24.04+30-4 =53.41 cm
Để kiểm tra trước hết tính x
x = = =24.49 cm
x=24.49 cm< α
o
h
o
=34.72 nên tính theo trường hợp lệch tâm lớn, kiểm tra theo
điều kiện cường độ cấu kiện theo công thức
N.e
≤
R
n
bx (h
o
-0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’)
Vế trái : N.e =71916× 53.49=3846786.84 kG.cm

Vế phải: R
n
bx (h
o
-0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’)
=90×40×24.49×(56-0.5×24.49) +2600×7.63×(56-4) =4889191.82 kG.cm
So sánh vế trái và vế phải, ta thấy rằng bố trí cốt thép như trên là đảm bảo khả năng
chòu lực của cặp 3.
Ở phần cột dưới tương đối khá dài và nội lực ở tiết diện III-III là khá bé só với
cặp nội lực đã tính nên để tiết diện cốt thép ta chỉ kéo dài 4 thanh ở góc cho hết cả
đoạn cột, còn các thanh khác chỉ kéo dài 4 m từ chân cột và cắt ở quãng giữa cột.
Với cốt thép còn lại ở phần trên tiến hành kiểm tra khả năng chòu lực ở tiết diện
III-III. Chọn cặp nội lực III-18 để kiểm tra. M=6.635 kGm ; N=67.868 T ; M
dh
=-
1.061Tm ; N
dh
=38.484 T. với cặp này có F
a
= 7.60cm
2
(2φ22); F
a
’=5.09 cm

2
(2φ18)
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 20
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
e
o1
=M/N =6.635/67.868=9.78 cm
e
o
= e
o1
+e
o
’=9.78+2=11.78 cm ; e
o
/h

=11.78/60=0.2
J
a
=(7.60+5.09)×(0.5×60-4)
2

=8578.44 cm
4
K
dh
=1+ = 1+ = 1.368
S =0.11 / (0.1 + e

o
/h) +0.1 =0.11 / (0.1+0.2)+0.1 =0.467
N
th
=(E
b
J
b
+ E
a
J
a
)=
= ( × 240.10
3
×720000 + 210.10
4
×8578.44)=618697 kG
η = = = 1.12
e =1.12×11.78+30-4 =39.19 cm
Để kiểm tra trước hết tính x
x = = =28.02 cm
x=28.02 cm< α
o
h
o
=34.72 nên tính theo trường hợp lệch tâm lớn, kiểm tra theo
điều kiện cường độ cấu kiện theo công thức
N.e
≤

R
n
bx (h
o
-0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’)
Vế trái : N.e =67868× 39.19=2659746.92 kG.cm
Vế phải: R
n
bx (h
o
-0.5x) + R
a
’F
a
’(h
o
–a’)
=90×40×28.02×(56-0.5×28.02) +2600×5.09×(56-4) =4923783.28 kG.cm
So sánh vế trái và vế phải, ta thấy rằng bố trí cốt thép như trên là đảm bảo khả năng
chòu lực của cặp III-18.
Cốt thép cấu tao: ở phần cột dưới có h>50 cm , nên ở giữa cạnh đó cần có cốt dọc
cấu tạo, khoảng cách giữa các cốt cấu tạo theo phương cạnh h là
S
d

=(h
o
-a)/2=(56-4)/2=26cm, thỏa mãn S
d
<40 cm. Diện tích tiết diện thanh không
lớn hơn 0.0005bS
d
=0.0005×40×26 =0.52 cm
2
Dùng thép φ12. F
a
=1.13 cm
2
.bố trí cốt thép dọc như hình
Kiểm tra khả năng chòu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn
Chiều dài tính toán l
o
=1.2H
d
=1.2×5.95=7.14 m
Độ mãnh λ
b
=714/40 =17.85 . Hệ số uốn dọc Hãû säú ún dc tra bng phủ lủc XI
âỉåüc ϕ = 0,81
Tênh toạn kiãøm tra cáúu kiãûn chëu nẹn âụng tám F
b
= 40 × 60 = 2400 cm
2

F

at
= 7.60 + 5.09 = 12.69 cm
2

Âiãưu kiãûn kiãøn tra : N ≤ ϕ.(R
n
.F
b
= R
a
’.F
at
)
N : chn theo N
max
láúy åí càûp näüi lỉûc III-18 , N = 67.868 (táún)
ϕ.(R
n
.F
b
+ R
a
’.F
at
) = 0,81×(90×2400+2600×12.69) = 201685.14 kG =201.685
(táún)
Váûy cäüt â kh nàng chëu lỉûc theo phỉång ngoi màût phàóng
IV.Tênh toạn cäüt trủc A theo cạc âiãưu kiãûn khạc :
a.Kiãøm tra theo kh nàng chëu càõt :
ÅÍ pháưn cäüt dỉåïi lỉûc càt låïn nháút xạc âënh tỉì bng täø håüp Q

max
= 5.123 (táún)
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 21
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
K
1
×R
k
×b×h
o
= 0,6×7,5×40×56 = 10080 kG = 10,08 T, tho mn âiãưu kiãûn :
Q < K
1
×R
k
×b×h
o
.Bãtäng â kh nàng chëu lỉûc càõt .Cäút âai âàût theo cáúu tảo,
Âỉåìng kênh Φ8 âm bo låïn hån 0,25 âỉåìng kênh cäút dc låïn nháút :Φ22
Khong cạch giỉỵa cạc cäút âai chn l 24 cm âm bo khäng låïn hån 15 láưn âỉåìng
kênh cäút dc bẹ nháút Φ16.
b.Kiãøm tra chëu nẹn củc bäü :
Âènh cäüt chëu lỉûc nẹn do mại truưn xúng :
N = G
m
+P
m
= 31,224 + 4,388 = 35.632(táún)
Bãư räüng dáưm mại kã lãn cäüt 24 cm, bãư di tênh toạn cu âoản kã 26 cm .Diãûn têch trỉûc

tiãúp chëu nẹn củc bäü F
cb
= 24×26 = 624 cm
2
,diãûn têch tênh toạn ca tiãút diãûn láúy âäúi xỉïng
qua F
cb
tênh âỉåüc F
t
= 40×30 = 1200 cm
2

Hãû säú tàng cỉåìng âäü âỉåüc xạc âënh :
m
cb
=
3
3
cb
t
624
1200
F
F
=
= 1,24 < 2 våïi ξ
cb
= 0,75 cọ
ξ
cb

× m
cb
× R
n
× F
cb
= 52200kG > N tho mn vãư âiãưu kiãûn vãư kh nàng chëu nẹn củc bäü nãn
ta âàût lỉåïi thẹp gia cäú theo cáúu tảo :
Dng lỉåïi ä vng kêch thỉåïc ä lỉåïi 6×6 cm ,dng thẹp C-I Φ6 våïi diãûn têch 0,283
cm
2
chiãưu di ca thanh lỉåïi l = 38 cm ,säú thanh theo mäùi phỉång n
1
= n
2
= 7 .Khong
cạch giỉỵa cạc lỉåïi S
l
= 12cm ,khong âàût lỉåïi l 3 × 12 + 2 = 38 âm bo âoản âàût lỉåïi
khäng dỉåïi âoản 15.d
1
= 15 × 2,2 = 33.
Diãûn têch tiãút diãûn bã täng âỉåüc bao bãn trong lỉåïi
F
l
=36×36 =1296 cm
2
>F
t
=1200 cm

2
Tè säú cäút thẹp c lỉåïi tênh theo cäng thỉïc
µ
l
=(n
1
f
1
l
1
+n
2
f
2
l
2
)/ (F
l
S
l
)=(2×7×0.283×38)/(1296×38) =0.0097 ;
a
c
= µ
l
R
al
/R
n
=0.0097× 2600/ 90 =0.28 ;

k
1
=(5+a
c
) / (1+ 4.5a
c
) =(5+0.28)/(1+4.5×0.28) =2.34
tênh våïi γ
l
våïi F
l
khäng quạ F
t
γ
l
=4.5-3.5 ×(F
cb
/F
t
) = 4.5-3.5×(624/1200) =2.68
kiãøm tra kh nàng chëu lỉûc theo cäng thỉïc
N
≤
(m
cb
R
n
+k
l
µ

l
R
al
γ
l)
F
cb
) =(1.24×90+2.34×0.0097×2600×2.68)624 =168300 kG
=168.3 T
Våïi N=35.632 T < 168.3 T nãn âm bo kh nàng chëu lỉûc củc bäü
c.Tênh toạn vai cäüt
:
Kêch thỉåïc v så âäư tênh thẹp trong vai thãø hiãûn åí hçnh sau :
Chiãưu cao lm viãût h
o
= 96 cm ,bãư di vai L
v
= 40 cm cọ L
v
< 0,9h
o
= 86,4 cm nãn vai
cäüt thüc kiãưu cängxän ngàõn .
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 22
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Lỉûc tạc dủng lãn vai
P = D
max
+ G

d
= 32,248 + 5,61 = 37.858 (táún)
Kiãøm tra kêch thỉåïc vai theo cạc âiãưu kiãûn sau :
P

= 37.858 T < 2,5×R
k
×b×h
o
= 2,5 × 7,5 × 40 × 96 = 72000 kG = 72 (táún)
Nãn âiãưu kiãûn trãn âỉåüc tho mn .
Cáưu trủc cọ chãú âäü lm viãûc trung bçnh K
V
= 1 khong cạch tỉì P âãún mẹp cäüt dỉåïi
a
v
= 75 - 60 = 15 cm
P = 37.858 t < 1,2.K
v
.R
k
.b.h
o
2
/a
v
= 221000 kG
=
221 T

nãn âiãưu kiãûn ny âỉûoc tho mn
Tênh cäút dc
Mämen ún tải tiãút diãûn mẹp cäüt 1-1
M
I
= P.a
v
= 37.858×0,15 = 5.679(tm)
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 23
600
400
350
45
o
600
1000
52.8
Så âäư tênh vai cäüt
biãn
3φ16
400
400
2φ122φ12
400
400
600
600
4φ25
2φ25
1-1

2-2
3-3
33
2
2
11
3700
4000
10450
Så âäư bäú trê cäút thẹp trong cäüt
biãn
4φ22
2φ16
3φ16
>=30
d
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Tênh A theo cäng thỉïc
A =
22
964090
56790025.1

25.1
××
×
=
on
hbR

M
= 0.021
Tra bng cọ γ = 0,989
F
a
=
96989,02600
56970025.1

25.1
××
×
=
oa
hR
M
γ
= 2.876
Chn 2Φ16 F
a
= 4,02 cm
2

Tênh cäút âai v cäút xiãn :
Vç P = 37.858 T > R
k
.b.h
o
= 7,5 × 40 × 96 = 28800 kG = 28,8 t
V h = 100 cm > 2,5.a

v
= 2,5× 15 = 37,5 cm nãn trong vai cäüt dng cäút xiãn v cäút âai
nàòm ngang sút c chiãưu cao vai cäüt.
Cäút âai chon Φ8 khong cạch 15 cm tho mn khäng quạ h/4 = 25 cm.
Diãn têch cäút xiãn càõt qua nỉỵa trãn âoản L
x
(L
x
= 101cm) khäng bẹ hån 0,002.b.h
o
=
0,002×40× 96 = 7,68 cm
2
, chn 2Φ18 + 1Φ20 âàût thnh hai låïp âỉåìng kênh cäút xiãn tho
mn bẹ hån 25 mm v L
x
/15 = 67mm
Tênh toạn kiãøm tra ẹp lãn màût vai
:
Dáưm cáưu trủc làõp ghẹp , lỉûc nẹn låïn nháút tỉì mäüt dáưm truưn vo vai l :
N = 0,5G
d
+ D
max1

Giạ trë D
max1
do P
max
gáy ra nhỉng chè tênh cho mäüt bãn dáưm .Dỉûa vo âỉåìng

nh hỉåíng ta tênh âỉåüc :
D
max1
= P
max
(y
1
+ y
3
) = 1,1× 20.0× (1 + 0,683) = 37.026 T
N
max
= 0,5× 5,61 + 37.026 = 39.831 T
Bãư räüng dáưm cáưu trủc åí trong âoản gäúi âỉåüc måí räüng ra 30 cm ,âoản dáưm
gäúi lãn vai 18 cm ,F
cb
= 30 × 18 = 540 cm
2
.Diãûn têch tênh toạn khi nẹn củc bäü l F
t
= láúy
theo hçnh v :
F
t
= 58 × 18 = 1044 cm
2
Hãû säú tàng cỉåìng âäü :
m
cb
=

3
3
cb
t
540
1044
F
F
=
= 1,246 < 2
våïi ξ
cb
= 0,75 kh nàng chëu ẹp củc bäü ca vai l :
ξ
cb
× m
cb
× R
n
× F
cb
= 0,75× 1,246× 90× 540 = 45420 kG > N
max
, tho
mn vãư âiãưu kiãûn vãư kh nàng chëu nẹn củc bäü
d.Kiãøm tra khi cäüt chun chåí cáøu làõp :
Lục ny cäüt bë ún ti trng láúy bàòng trng lỉång bn thán nhán våïi hãû säú
âäüng lỉûc 1,5
Âoản dỉåïi : g
1

= 1,5× 0,4× 0,6× 2,5 = 0,9 T/m;
Âoản trãn : g
2
= 1,5× 0,4× 0,4× 2,5 = 0,6 T/m;
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 24
Âäư ạn män hc Thiãút kãú khung
nh cäng nghiãûp mäüt táưng
Xẹt cạc trỉåìng håüp bäúc xãúp cäüt âỉåüc âàût nàòm theo phỉång ngang cạc âiãøm
kã hồûc treo büc cạch nụt dỉåïi mäüt âoản a
1
= 1,5 m ; cạch nụt trãn mäüt âoản a
2
= 3.5 m
Mämen ám tải gäúi :
M
1
= 0,5× 0,9× 1,5
2
= 1,01 (Tm)
M
2
= 0,5× 0,6× 3.5
2
= 3.675 (Tm)
Mämen dỉång låïn nháút åí âoản giỉỵa pháưn cäüt dỉåïi tçm âỉåüc tải tiãút diãûn cạch
gäúi
Qua so sạnh mämen tiãút diãûn , chè cáưn kiãøm tra våïi M
2
cho pháưn cäüt trãn l â
Kiãøm tra kh nàng chëu våïi tiãút diãûn nàòm ngang h=40 cm, h

o
=36cm ; cäút thẹp vo
tênh toạn chè láúy φ22 +φ16, F
a
=5.81cm
2
.
Kiãøm tra theo cäng thỉïc
M
td
=R
a
’F
a
(h
o
- a) =2600 ×5.81× (36-4) =483392 kG.cm =4.83 Tm
Vç M
td
=4.834 Tm >M
2
=3.675 Tm nãn cäüt â kh nàng chëu lỉûc.
Khi cáøu làõp. Láût cäüt nàòm theo phỉång nghiãng räưi måïi cáøu. Âiãøm cáøu âàût tải vai cäüt,
cạch mụt trãn 3.9 m. chán cäüt tç lãn âáút.
Mä men låïn nháút åí pháưn cäüt trãn, chäù tiãúp giạp våïi vai cäüt
M
4
=0.5×0.6×3.7
2
=4.107 Tm

Tiãút diãûn cäüt våïi F
a
=11.4 cm
2
(3φ20), tênh âỉåüc
M
td
= 2600×11.4×32 =948480 kGcm =9.485 Tm > M
4
= 4.107 Tm. Váûy â kh nàng
chëu lỉûc.
Åí pháưn dỉåïi cäüt mämen låïn nháút tçm âỉåüc cạch chán cäüt mäüt âoản. Tiãút diãûn cọ
h=60cm ; h
0
=56 cm, thẹp láúy an ton l 2φ20 (F
a
=6.28 cm
2
) (b qua sỉû chëu lỉûc ca 2φ20
bë càõt ngàõn ), tênh âỉåüc
M
td
=2600×6.28×52 =849056 kGcm =8.49 Tm, nhỉ váûy cäüt â kh nàng chëu lỉûc.
Lê Tấn Hưng Lớp: 01X1B Trang 25
1,53.5 5.45
3.675
1,01
1,5
1,53.7 5.25
3.5

g
2
=0.6 T/m
g
1
=0.9 T/m
3.9
6.55
3.7
g
2
=0.6 T/m
g
1
=0.9 T/m
M
5
=4.57
M
4
=4.107