Thuyết minh đồ án thép nhà công nghiệp 1 nhịp

Đồ án kết cấu thép
PHẦN MỘT :
CÁC THÔNG SỐ CỦA NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
1.1CÁC SỐ LIỆU TRA BẢNG .
Theo số liệu đề ban đầu :L=24(m),Q=
20
100
(T).Tra catalogue cầu trục ta được:
 Loại ray thìch hợp KP70
 Nhòp cầu trục :L
ct
=22(m)
 Bề rộng cầu trục:B
k
=8800(mm)
 Khoảng cách giữa hai trục bánh xe cầu trục:K=4560(mm)
 Chiều cao Gabarit cầu trục:H
ct
=3700(mm) và B
1
=400(mm)
 p lực bánh xe lên cầu trục:P
tc
1max
= 42T,P
tc
2max
= 43T
 Trọng lượng xe con và cầu trục:G
xc
=43T,G

ct
=125T
1.2.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC NHÀ THEO PHƯƠNG ĐỨNG:
 Cao trình đỉnh ray :H
1
=8.2 (m)
 Chiều cao của ray và đệm ray cầu trục sơ bộ chọn:H
r
=150(mm)
 Chiều cao của dầm cầu chạy chọn :h
dct
=
B






÷
10
1
8
1
=(1.2
÷
1.5)(m),Chọn h
dct
=
1.4(m)

 Không bố trí đoạn cột chôn dưới đất :H
3


= 1(m)
 Độâ vỏng Dàn mái sơ bộ chọn :f =200
÷
400
Vậy chiều cao của phần cột trên và cột dưới là:
H
d
= H- H
t
+H
3
+H
o
= 12.6-7.8+1+2.2 = 8(m)
H
t
= H
dct
+ H
r
+ H
2
+ H
o
= 1.4+0.15+4+2.2 = 7.75(m)= 7.8(m)
Vậy chiều cao cột trên và cột dưới được chọn để tính toán la ø: H

d
= 8(m) và H
t
=
7.8(m)
1.3.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ:
 Nhịp cầu chạy là khoảng cách giữa hai tâm ray

λ
2−= LL
c

)(
1
ahDB
t
−++≥
λ
 a=500(mm) khoảng cách từ mép cột trên đến tâm đònh vò
 Khe an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột
D = (60
)75÷
(mm)
Chọn D = 400(mm)
t
h
:chiều cao tiết diện cột trên

tt
Hh ×







÷=
12
1
10
1
= 700
- -
Trang 1
Đồ án kết cấu thép
Chúng ta chọn h
t
là bội số của 700 (mm)

)(
1
ahDB
t
−++≥
λ

⇒
)(1000)500700()400400( mm=−++≥
λ
Ta chọn

)(1000 mm=
λ
Vậy:
)(220001000224000 mmL
ct
=×−=
Bề rộng cột dưới:

)(15005001000 mmah
d
=+=+=
λ
Bề rộng cửa mái:
)(12000 mmL
cm
=
 Kiểm tra lại chiều cao của cột theo yêu cầu độ cứng của khung ngang
Chiều cao tiết diện cột dưới:

( )
=+






÷=
dtd
HHh

20
1
15
1
1.5(m)
Vậy chiều cao ccủa cột đã chọn là hợp lý
1.4.KÍCH THƯỚC DÀN MÁI VÀ CỦA MÁI:
Kích thước dàn mái:
Dàn mái được chọn là dàn hình thang có các thông số như sau:
 Chiều cao đầu dàn :h
0
=2200mm
 Độ dôùc của Dàn mái:i
d
=1/10
 Nhòp dàn L = 24(m)
Các thông số của của mái:
 Chiều rộng của mái:L
mái
=(1/2÷1/3)L ⇒ L
cm
= 12(m )
 Chiều cao Bậu cửa dưới :h
bậucửu
=400(mm)
 Chiều cao Bậu cửu trên :h
bct
=200(mm)
 Chiều cao phần cánh cửa lật :h
cl

=500(mm)
1.5.HỆ GIẰNG:
a)Giằng mái: Sẽ được bố trí trong bản vẽ
b)Hệ giằng cột:Được tính toán và bố trí trong bản vẽ.
PHẦN HAI :
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
2.1.TỈNH TẢI:
Trọng lượng các lớp mái:
Lớp mái (m) (T/m
3
) Hệ số vượt
tải n
G
tc
(daN/m
2
) G
tt
(daN/m
2
)
Tấm panen 0.06 2.5 1.1 0.15 0.165
- -
Trang 2
Đồ án kết cấu thép
BTCT (1.5x6)m
Lớp BT nhẹ
cách nhiệt dày
12cm
,g=500(kg/m

3
)
0.15 0.75 1.3 0.1125 0.14625
Lớp chống thấm 0.04 2.5 1.1 0.1 0.11
Lớp ximăng lót
1.5 cm
0.015 1.8 1.3 0.027 0.0351
Hai lớp gạch lá
nem ,mỗi lớp
4cm
0.04 2 1.1 0.08 0.088
Trát trần 0.015 1.8 1.3 0.027 0.0351
Tổng tải trọng 0.4965 0.57945
==
995.0
4965.0
c
m
g
499.0
(T/m
2
) mặt bằng
5824.0
995.0
57945.0
==
m
g
(T/m

2
) mặt bằng
 Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng :
Theo công thức kinh nghiệm:
=
d
g
1.05x3.10
-5
xL
2
= 0.018(T/m
2
)
 Trọng lượng kết cấu dàn cửa mái:
Theo công thức kinh nghiệm:
g
dan cm
= 1.05x5.10
-4
xL
cm
= 0.0063(T/m
2
)
 Trọng lượng cánh cửa trời ai1ời:
Trọng lượng bậu cửa trời:0.045(T/m)
Trọng lượng cửa kính và khung cánh cửa:0.04x2.5 = 0.1(T/m)
Vậy tổng tải trọng thường xuyên tác dụng lên khung ngang là:
g

tt
=(0.5824+0.018+0.0063+0.1+0.045)x12 = 9.0204(T/m)
2.2.TẢI TRỌNG SỬA CHỮA MÁI:
Theo tiêu chuẩn TCVN 2337-1995,tải trọng sửa chữa mái lợp panen bê tông cốt thép
được lấy bằng 0.075T/m
2
mặt bằng nhà ,hệ số vượt tải n=1.3
Giá trò tải sửa chữa mái đưa vào tính toán là
p
tt
=
)/(09799.03.1
)7.5cos(
075.0
2
0
mTx =
Tải sửa chữa mái dồn về một khung thành tải phân bố đều
- -
Trang 3
Đồ án kết cấu thép
P
ht
tt
=p
tt
xB=0.09799x12= 1.176(T/m)
2.3.ÁP LỰC THẲNG ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN VAI CỘT
Các tải trọng này được xác đònh theo công thức sau:
D

max
=n.n
c
.γ
n
.K
d
.(P
tc
2max
∑
2
y
+
P
tc
1max
∑
1
y
)+G
dct

D
min
=n.n
c
γ
n
.K

d
.(P
tc
2min
∑
2
y
+
P
tc
1min
∑
1
y
)+G
dct

Các số liệu được xác đònh như sau
 Hệ số vượt tải n=1.1
 Hệ số tổ hợp,xác xuất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của hai cầu trục hoạt
động cùng n
c
= 0.85
 Từ bảng catalogue cầu trục ,ta tra được giá trò P
tc
1max
=42(T) và P
tc
2max
= 43(T),tổng

tải trọng cầu trục G
ct
=125T,số lượng bánh xe một bên n
0
=4
 Giá trò P
min
được xác đònh theo công thức sau:
P
tc
1min
=
TP
n
GQ
tc
ct
25.1442
4
125100
max1
0
=−
+
=−
+
P
tc
2min
=

TP
n
GQ
tc
ct
25.1343
4
125100
max2
0
=−
+
=−
+
G
dct
= 1.05x5.10
-4
x12
2
x100 = 7.56T
Từ kích thước của cầu trục B
k
= 8800,T= 4560 tra từ bảng catalogue,ta có thể sắp các
bánh xe cầu trục như sơ dồ dưới đây.Ta tính được:
∑
2
y
= 3 -
6

k
B
= 1.53,
∑
1
y
= 1.53
Xác đònh D
max
,D
min
:sơ đồxếp bánh xe xầu trục và đường ảnh hưởng của phản lực gối
tựa:
D
max
=n.n
c
.γ
n
.K
d
.(P
tc
2max
∑
2
y
+
P
tc

1max
∑
1
y
)
+G
dct
=1.1*0.85*1.1*1*(43*1.53+42*1.53)+7.56 = 141.32T
D
min
=n.n
c
.γ
n
.K
d
.(P
tc
2min
∑
2
y
+
P
tc
1min
∑
1
y
)

+G
dct
=1.1*0.85*1.1*1*(13.25*1.53+14.25*1.53)+7.56= 50.83T
2.4.LỰC XÔ NGANG CỦA CẦU TRỤC:
 Trọng lượng của xe con được tra từ catalogue của cầu trục và bằng G
xc
=43T. Giả
đònh rằng móc cẩu là móc mềm có f
ms
= 0.1. Tổng hợp lực ngang tác dụng lên cầu trục
là :
T = n.n
c
.γ
n
.K
d
.
∑
tc
T
1
.y
 Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên một bánh xe cầu trục
T
1
tc

=f(Q+G
xc

)
o
ph
nn
n
.
= 0.1x(100+43)x
42
1
x
= 1.7875(T)
Vậy lực xô ngang của cầu trục là
- -
Trang 4
Đồ án kết cấu thép
T= n.n
c
.γ
n
.K
d
.
∑
tc
T
1
.y =1.1x0.85x1.1x1.7875(2x1.53) = 5.626(T)
2.5.TẢI TRỌNG GIÓ
Theo TCVN2737-1995,tải trọng gió tác dụng lên một khung được xác đònh theo công
thức :

Bnckqq
0
=
Với :n =1.3 là hệ số vượt của tải trọng gió
c là hệ số khí động như hình dưới đây
Hệ sồ độ cao và đòa hình k
-Tại độ cao 10.6m (cành dưới dàn vì kèo ),đìa hình B;k=1.074
-Tại độ cao 15.435m, đòa hình B;k=1.13

Vậy trong khoảng từ cao độ cánh dưới dàn đến đỉnh mái ;k=1.074
Công trình được xây dựng tại vùng ngoại ô Thành phố Hồ chí Minh ,vùng gió II,ít chòu
ảnh hưởng của bảo .Do vậy áp lực gió tiêu chuẩn q
0
=83daN/m
2
 Tải trọng gió phân bố đều trên cột
q
đ
=q
0
nckB=83x1.3x0.8x1.074x4=370.83(daN/m)
q
h
=q
0
nckB=83x1.3x0.5x1.074x4=231.77(daN/m)
 Toàn bộ phần tải gió tác dụng từ cao trình dáy vì kèo đền đỉnh mái W
đ
và W
h

W=q
0
nkB
∑
ii
hc
=83x1.3x1.074x4x[0.8x2.2+0.7x0.94+2.2x0.7-0.8x0.375-
0.6(0.375+2.2+0.94)-0.5x2.2]=312.2(daN)
PHẦN BA:
NỘI LỰC CỦA KHUNG
3)XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG:
Các giả thiết được áp dụng trong dồ án này để xây dựng sơ đồ tính
- -
Trang 5
Đồ án kết cấu thép
 Thay thế cột bằng cấu kiện thanh trùng với tim cột ,có độ cứng bằng độ cứng của
cột
 Cột trên và cột dười được nắn thẳng hàng với nhau ,thêm vào Mô men lệch tâm
tại vai cột :M=Ne=N(h
d
-h
t
)/2
 Thay thế Dàn bằng một thanh ,nằm trùng với cánh dưới của dàn ,có độ cứng
bằng độ cứng trung bình của dàn,được lấy tại vò trí 1/4 nhòp dàn
 Khi tải trọng tác dụng trực tiếp lên dàn ,coi như tải trọng tác dụng đối xứng lên
khung .Do đó
ϕϕϕ
===∆
21

,0
 Khi tải trọng không tác dụng trực tiếp lên xà ngang thi ta xem EJ=
∞
. Do đó ta có
0,0
21
===≠∆
ϕϕϕ
,còn một ẩn chuyển vò theo phương ngang đầu cột
∆
 Các trò so của các công thức khi tính toán nội lực của khung:
 Moment lớn nhất trong sườn ngang:
( )
( )
)(14.73424
8
176.10204.9
8
22
max
TmL
pg
M =×
+
=
+
=
 Chiều cao giữa dàn:
)(4.37.5*122.2 mtgh
gd

=+=
 Moment quán tính dàn:

)(38.55715.18.0
06.22
4.314.734
2
4
max
m
R
hM
J
gd
d
=××
×
×
=×
×
=
µ
 Moment quán tính của tiết diện cột dưới:

2
1
max
2
)2(
d

A
h
Rk
DN
J ×
+
=
Trong đó:
AAN
A
+=
'
Với:
)(112.14
2
24176.1
2
'
T
pL
A =
×
==
)(25.108
2
240204.9
2
T
qL
A =

×
==
8.32.3
1
÷=k
chọn k
1
= 3.2
( )
[ ]
)(24.1385.1
06.22.3
32.141225.108112.14
42
2
mJ =×
×
×++
=⇒
 Momen quán tính của tiết diện cột trên:
J
1
=
2
2
2
)(
d
t
h

h
K
J
×
=
2
)
5.1
7.0
(
2.1
24.138
×
= 25.088(m
4
)
Vậy:J
1
:J
2
:J
d
= 25.088:138.24:557.38 = 1:5.5:22.2 = 1:5:22
Trong đó :J
2
-mômen quán tính tiét diện cột dưới
- -
Trang 6
Đồ án kết cấu thép
J

1
- mômen quán tính tiét diện cột trên
J
d
- mômen quán tính tiét diện dàn

388.579.1335.1
9
25
434
156.14
9
4
11
35.14
9
4
11
79.14
9
4
11
9
25
4
9
4
11
9
4

6.57
6.5
4151
)(7000),(5600),(1500),(700
22
4
4
3
3
2
2
1
2
=×−××=−=
=×+=+=
=×+=+=
=×+=+=
=×+=+=
=
+
=
=−=−=
====
BACK
F
C
B
A
J
J

mmHmmHmmhmmh
dtdt
µα
µα
µα
αµ
α
µ
3.1.TỈNH TẢI
Tải trọng phân bố đều trên xà ngang.
Lực dọc trong cột trên của khung :V=1/2qL=1/2x(9.0204+1.176)x24=122.4(T)
Mô men lệch tâm đặt tại vai cột ;M=V.e=122.4x(1.5-0.7)/2 =48.96(Tm)
3.1.1.Bài toán 1
1. Hệ cơ bản :như hình dưới đây ,tải tác dụng lên dầm là đối xứng nên
,0=∆
hai ẩn
ϕϕϕ
==
21
2. Phương trình chính tắc: r
11
ϕ + R
1p
=0
Vẽ biểu đồ đơn vò
1
M
do ϕ=1 và biểu đồ M
0
p

do tải ngoài gây ra trên hệ cơ bản
 Mô men uốn ở đầu xà ngang :
M
xà
B
=
2
2
30
11
24
4.42
2
EJ
EJ
L
EJ
d
=
××
=
 Mô men uốn ở đầu cột do ϕ=1 xác đònh theo công thức ở bảng phụ lục III-1 sách
Thiết kế Kết cấu thép (Gs.ĐOÀN ĐỊNH KIẾN).
2
2
2
2
2
cot
_

2
22
cot
_
01256.0
6.12
388.5
79.166
0795.0
6.12388.5
35.144
EJ
EJ
h
EJ
K
B
R
EJ
EJ
h
EJ
K
C
M
B
B
=×
×
==

=×
×
==
4.Xác đònh r
11
,R
1p

:
- -
Trang 7
Đồ án kết cấu thép
Ta có : r
11
=
cot
B
xa
B
MM +
=
222
4462.00795.030/11 EJEJEJ =+
R
1p
=-qL
2
/12=-(9.0204+1.176)x24
2
/12=-489.43(Tm) =

B
p
M
5.Xác đònh ẩn số góc xoay ϕ :
22
11
1
88.1096
4462.0
43.489
EJEJ
r
R
p
=
−
−=−=
ϕ
6.Vẽ biểu đồ mô men trong hệ ban đầu: M=ϕ
1
M
+M
0
p
 Moment cuối cùng:
 đầu xà
)(2.8743.489
88.1096
30/11
2

2
Tm
EJ
EJMMM
B
p
xa
B
xa
B
−=−×=+×=
ϕ
 đầu trên cột:
)(2.87
88.1096
0795.0
2
2
cotcot
Tm
EJ
EJMM
BB
−=×−=×=
ϕ
 các tiết diện khác thì tính bằng cách dùng trò số phản lực:
T
EJ
EJRR
BB

78.13
88.1096
01256.0
2
2
=×=×=
ϕ
Vậy moment ở vai cột:
)(032.106.578.132.87
2
TmhRMM
BBC
−=×+−=×+=
Moment ở chân cột:
)(428.866.1278.132.87 TmhRMM
BBA
=×+−=×+=
Vậy ta có biểu đồ moment:
3.1.2.Bài toán 2.:
 Ta có mô men lệch tâm đặt tại vai cột :
M =Ve=48.96(Tm)
 Ta có thể xác đònh biểu đồ mô men trong khung ngang với sự trợ giúp của phụ lục
III-2 sách Thiết kế Kết cấu thép (Gs.ĐOÀN ĐỊNH KIẾN).
 Các công thức ở bảng cho:
( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
( )
)(9.1196.48

388.5
35.14
9
4
179.13
9
4
1
4131
TmM
K
CB
M
B
=−×
×−+×−
−=×
−+−
−=
αα
( )
[ ]
( )
( ) ( )
[ ]
( )
)(34.5
6.12
96.48
388.5

9
4
1
9
25
79.1
9
4
16
1)1(6
T
H
M
K
AB
R
B
−=
−
×
+−−−
=×
+−−−
=
αα
Môment tại các tiết diện khác:
( )
)(424.696.486.12)34.5(9.11
)(96.3096.4818
186.5)34.5(9.11

TmMhRMM
TmMMM
TmHRMM
eBBA
t
C
d
C
tBB
t
C
−=+×−+=+×+=
=+−=+=
−=×−+=+=
 Cộng với biểu đồ moment trong hệ ban đầu được biểu đồ moment cuối cùng do tải
trọng trên mái gây ra:
- -
Trang 8
Đồ án kết cấu thép
)(004.80424.6428.86);(928.2096.30032.10
)(032.2818032.10);(3.759.112.87
TmMTmM
TmMTmM
A
d
C
t
CB
=−==+−=
−=−−=−=+−=

3.1.3.Hoạt tải:
P=596.58(daN/m);g=2628(daN/m)
Xét tỷ số:
23.0
2628
58.596
==
g
P

)(74.5823.04.255);(122.1423.04.61
)(79.923.06.42);(22.2823.07.122
kNmMkNmM
kNmMkNmM
A
d
C
t
CB
=×==×=
−=×−=−=×−=
3.Tính khung với moment cầu trục:
Phương trình chính tắc: r
11
∆
+ R
1p
=0
P
MMM +∆=⇒ .

 Áp dụng công thức bảng III.2 trang 118.Thiết kế kết cấu thép,vẽ biểu đồ moment
do chuyển vò
∆
=1.
2
2
2
2
6.12
388.5
79.166
EJ
h
EJ
K
B
M
B
×
×
=×=
= 0.0126EJ
2
3
2
3
2
6.12
388.5
9

25
12
12
EJ
h
EJ
K
A
R
B
×
×
−=×−=
= 0.0031EJ
2
 Moment tại các tiết diện khác:(Chiều + lấy theo hình vẽ)

222
0048.06.5)0031.0(0126.0 EJEJEJHRMM
tBBC
−=×−+=×+=

( )
222
0265.06.120031.00126.0 EJEJEJhRMM
BBA
−=×−+=×+=
cột phải các moment bằng như vậy nhưng khác dấu vì phải đối xứng.
 Phản lực trong liên kết:
2211

0062.00031.022 EJEJRr
B
−=×−==
 Vẽ biểu đồ moment do
minmax
, MM
trong hệ cơ bản có thể dùng kết quả đã tính
C
M

nhân với hệ số tỷ lệ:
C
mã
M
M
−
và
C
M
M
min
−
779.0
96.48
123.38
;165.2
96.48
99.105
)(123.38
2

5.1
83.50
)(99.105
2
5.1
32.141
min
max
minmin
maxmax
−=−=−−=−=−⇒
=×=×=
=×=×=
ee
M
M
M
M
TmeDM
TmeDM
 Từ đó moment cột trái :
)(9.13)424.6()165.2();(03.6796.30)165.2(
)(97.38)18()165.2();(764.259.11)165.2(
TmMTmM
TmMTmM
A
d
C
t
C

B
=−×−=−=×−=
=−×−=−=×−=
- -
Trang 9
Đồ án kết cấu thép
Phản lực:
)(56.11)34.5()165.2( TR
B
=−×−=
 cột phải:
)(004.5)424.6()779.0();(12.2496.30)779.0(
)(022.14)18()779.0();(27.99.11)779.0(
''
'
TmMTmM
TmMTmM
A
d
C
t
C
B
=−×−=−=×−=
=−×−=−=×−=
Phản lực:
)(16.4)34.5()779.0(
'
TR
B

−=×−=
dấu của
'
B
R
là trừ vì nó ngược chiều với
B
R
 Phản lực trong liên kết thêm:

)(4.716.456.11
'
1
TRRr
B
BP
=−=+=
Chuyển vò ẩn số:

2211
1
55.1193
0062.0
4.7
EJEJr
r
P
=
−
−=−=∆

Nhân biểu đồ moment đơn vò với trò
∆
này rồi cộng với biểu đồ moment trong hệ cơ
bản do
minmax
, MM
,được kết quả cần tìm.
 Cột trái:
)(24.3397.38
55.1193
0048.0
)(725.10764.25
55.1193
0126.0
2
2
2
2
Tm
EJ
EJM
Tm
EJ
EJM
t
C
B
=+×−=
−=−×=
)(73.179.13

55.1193
0265.0
)(76.7203.67
55.1193
0048.0
2
2
2
Tm
EJ
M
Tm
EJ
EJM
A
d
C
−=+×−=
−=−×−=
 Cột phải:
Tm
EJ
EJM
Tm
EJ
EJM
t
C
B
293.8022.14

55.1193
0048.0
77.527.9
55.1193
0126.0
2
2
2
2
=+×−=
=−×=

Tm
EJ
EJM
Tm
EJ
EJM
A
d
C
63.26004.5
55.1193
0265.0
85.2912.24
55.1193
0048.0
2
2
2

2
−=+×−=
−=−×−=
4. Tính khung với lực hãm ngang T:
Vẽ biểu đồ
M
do
∆
=1 gây ra trong hệ cơ bản đã tính được:

2211
0062.00031.022 EJEJRr
B
−=×−==
Dùng công thức trong phụ lục tính được momen và phản lực Tgây ra trong hệ cơ bản
(phụ lục III.2 trang 118 sách thiết kế nhà công nghiệp)
- -
Trang 10
Đồ án kết cấu thép
λ
=
6.12
4.16.5 −
=
3
1
α
=
9
4

⇒
α
>
λ
] [ ]
]
[ ]
6.12626.5
388.5
35.1279.1)
3
1
9
4
2()
3
1
9
4
(4
388.5
35.1279.1)
3
1
2[()
3
1
1(
.
2)2()(2)2[()1(

22
22
××








×−+×−
+
×−+−
−=⇒
×






−+−
+
−+−
−=
p
B
p
B

M
hT
K
CB
K
CB
M
λαλαµλλ
⇒
P
B
M
=
89.70)095.0(
81
4
1218.0 ×






−×+−
= -8.3(Tm)
 Phản lực tại đầu cột:
[ ] [ ]
T
K
AB

K
AB
R
B






+−−
+
+−−
−=
)2(23)()2(23)1(
2
λαλαµλλ
[ ] [ ]
626.5
388.5
)
3
1
9
4
2(
9
25
279.13)
3

1
9
4
(4
388.5
)
3
1
2(
9
25
279.13)
3
1
1(
2
×








+××−×−
+
+×−×−
−=⇒
B

R
)(356.5626.5264.0
81
4
939.0 TR
B
=×






×−−−=⇒
Tính moment tại tiết diện C vàA ;ngoài ra tính M
T
ở tại tiết diện lực ngang T:
M
T
P
= M
B
p
+R
B
(H
t
-h
dct
) = -8.3+5.256x(5.6-1.4) = 14.2(Tm)

M
C
P
=M
B
p
+R
B
H
t
–T.h
dct
= -8.3+5.356x5.6 -5.626x1.4 = 13.82(Tm)
M
A
P
=M
B
P
+R
B
xH -T(H
d
+h
dct
) = -8.3+5.356x12.6 -5.626x(7+1.4) =11.93(Tm)
Cột bên phải không có ngoại lực nên Momen và phản lực trong hệ cơ bản bằng:
R
1P
= -R

B
= -5.356(T)
Xác đònh ẩn chuyển vò
∆
:

∆
=
2211
1
87.863
0062.0
356.5
EJEJr
R
p
=
−
−=
Momen cuối cùng tại tiết diện cột khung:
M=
0
___
P
MM +∆
)(585.23.8
87.863
0126.0
6
2

2
0
2
1
Tm
EJ
EJM
H
EJ
K
B
M
PB
=−×=+∆=
- -
Trang 11
Đồ án kết cấu thép
M
T
=
P
TdcttB
B
MhHRM +∆









−+ )(
___
=
[ ]
2.14
87.863
)4.16.5(0031.00126.0
2
22
+×−−
EJ
EJEJ
= -13.84(Tm)
M
C
= -0.0048EJ
2
x
2
87.863
EJ
+13.82 = 9.67(Tm)
M
A
= -0.0265EJ
2
x
2

87.863
EJ
+11.93= -10.96(Tm)
Đối với cột bên phải:
M
B
= -1.44
2
1
H
EJ
x
x4.54
1
2
EJ
H
=-6.53(Tm)
M
C
=0.8
2
1
H
EJ
x
x4.54
1
2
EJ

H
=3.6(Tm)
M
A
= -4
2
1
H
EJ
x
x4.54
1
2
EJ
H
=-18.16(Tm)
Lực cắt tại chân cột :
Q
A
=
6.1
2.9
6.316.18
−=
+−
(T)
5.Giải khung với tải gió
Ở dây ta tính tổ hợp gió từ bên trái qua phải .Ta đã có biểu đồ
M
do

∆
gây ra trong hệ cơ
bản:
2211
0062.00031.022 EJEJRr
B
−=×−==
Bây giờ chỉ tính momen và phản lực do q va øq’gây ra trong hệ cơ bản:
Ở cột trái :
M
t
B
= -
22
2
2
2
0625.0
388.512
35.18156.179.19
12
89
hqhq
x
xxx
hq
K
CBF
ddd
−=

−
−=
−
=- 0.0625x370.83x13.6
2
= -4286.795(daN))
R
t
B
=
hqhq
x
xxxx
hq
K
AFBC
ddd
445.0
388.52
156.1925335.179.12
2
32
=
−
−=
−
=0.445x370.83x13.6
= 2244.26(daN)
Giá trò mô men tại các tiết diện khác được tính theo công thức:
2

2
1
hqxhRMM
d
d
B
d
B
−+=
- -
Trang 12
Đồ án kết cấu thép
2
437.0
42.23.4
2
2
2
2
2
x
x
qxh
xhRMM
BB
P
C
−+−=−+=
=1.54(kNm)
2

6.1337.0
6.132.23.4
2
2
2
x
x
xhq
xhRMM
d
BB
P
A
−+−=−+=
= - 8.6(kNm)
Các trò số cột phải do q
h
gây ra suy từ cột trái bằng cách nhân với hệ số :
62.0
37.0
231.0
−=−
M
B’
P
=(-0.62)(-4.2)=2.6(kNm)
M
C’
P
=(-0.62)(1.54) = -0.955(kNm )

M
A’
P
=(-0.62)(-8.6)=5.332(kNm )
R
B’
P
=(-0.62)(2.2)=-1.364(kN)
Do đó:r
1p
=R
B’
+R
B
+W = -1.364 +2.2+1.034=1.84(kN)
1
3
1
3
11
1
97.2
0062.0
84.1
EJ
H
EJ
H
r
r

P
−=−=−=∆
Biểu đồ momen cuối cùng:
+ cột trái :
M
B
=
___
B
M
x
p
B
M+∆
=1.44
2
1
H
EJ
x
x(-2.97
1
3
EJ
H
)-4.3=-8.57(kNm)
M
C
= -0.0048x(-2.97
1

2
EJ
H
)=1.87(Tm)
M
A
=-4
2
1
H
EJ
x
x(-2.97
1
2
EJ
H
)=-10.6(Tm)
Lực cắt :
Q
A
=
)(57.2
2
837.0
8
87.16.10
2
kN
x

qxH
H
MM
d
d
CA
−=+
+−
=+
+
+Cột phải:
M’
B
=
___
B
M
x
p
B
M+∆
=1.44
2
1
H
EJ
x
x(-2.97
1
2

EJ
H
)-2.6=-7.2(kNm)
M’
C
=-0.71
2
1
H
EJ
x
x(-2.97
1
2
EJ
H
)-0.955= -0.145(kNm)
M’
A
=-4
2
1
H
EJ
x
x(-2.97
1
2
EJ
H

)+5.332=17.8(kNm)
 Lực cắt:
Q
A
=
13.3
2
8231.0
8
145.08.17
2
=+
−
=+
−
x
xHq
H
MM
dh
d
CA
(kN)
TỔ HP TẢI TRỌNG
- -
Trang 13
Đồ án kết cấu thép
Thứ
tự
tải

trọn
g
Loại
tải
trọng
Hệ
số
tổ
hợp
Cột trên Cột dưới
Tiết diện
B
Tiết diện Ct
Tiết diện
Cd
Tiết diện A
M N M N M N M N Q
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
Tải
trọng
thườn
g
xuyên
1
-
122.
7
276 -42.6
287.

4
61.4
417.
6
255.
4
429 34.4
2
Tải
trọng
tạm
thời
1
0.9
-
28.2
2
-25.4
61.
4
55.
3
-9.79
-8.81
72.8
65.5
2
14.1
22
12.7

203
182.
7
58.7
4
52.8
6
214
.5
193
7.92
7.12
3
Mome
nt
Cầu
trục
(móc
trục
bên
trái)
1
0.9
-
32.0
6
-
28.8
5
67

60.3
-297
-
267.
3
704.
6
634.
2
1.96
1.76
732
.2
653
-32.5
-
29.25
4
Mome
nt
Cầu
trục
(móc
trục
bên
phải)
1
0.9
-
15.8

8
-14.3
5.45
4.9
-100
-90
301
270.
9
-
70.5
6
63.5
321
.4
283
.2
-18.5
-
16.65
5
Lực
hãm
trái
1
0.9
±
27.
9
±

25.
11
±
621
.3
±
559
.2
±
49.
6
±
44.
64
±
34.
4
±
30.
96
±
1.6
5
±
1.4
85
- -
Trang 14
Đồ án kết cấu thép
6

Lực
hãm
phải
1
0.9
±
65.
3
±
58.
77
±
621
.3
±
559
.2
±
36
±
32.
4
±
18
1.6
±
16
3.4
±
16

±
14.
4
7
Tải
trọng
gió
tr
1
0.9
-85
-76.5
-47
-42.3
18.7
16.8
-
105.
6
-
95.0
4
-16.1
-14.5
8
Tải
trọng
gió
phải
1

0.9
-67
-60.3
-20.2
-18.2
-1.45
-1.3
164.
5
148
97.5
87.76
Tiết
diện
Nội
lực
Tổ hợp cơ bản một Tổ hợp cơ bản hai
M
max
+
,N
M
-
max
,N
N
max
,M
M
max

+
,N M
-
max
,N
N
max
,M
M
+
M
-
M
+
M
-
B
M
N
-
-
1,8
-189.7
276
-
1,2
-148.1
55.3
-
1,2,4,6,8

-281.47
331.3
-
1,2,4,6,8
-281.47
331.3
C
t
M
N
1,3,5
645.7
287.4
1,2
-52.39
360.2
-
1,2
-52.39
360.2
1,3,5,7
-704.4
287.4
1,2,8
-69.61
352.92
-
1,2,8
-69.61
352.92

C
d
M
N
-
-
1,3,5
-285.2
1122.2
-
1,3,5
-285.2
1122.2
-
1,2,3,5,8
-264.54
1234.5
-
1,2,3,5,8
-264.54
1234.5
A M
N
1,4,5
150.44
741.4
- 1,3,5
291.76
1161.2
- 1,2,4,5,8

550.72
905.2
1,3,5,7
193.08
1082
1,2,3
,5,8
1,2,3,5,7
184.02
1275
- -
Trang 15
488.98
1275
Đồ án kết cấu thép
Q
max
1,3,5
-0.25 1,2,3,5,8 98.546
PHẦN BỐN:
THIẾT KẾ CỘT
4.1.Xác đònh chiều dài tính toán của cột .
 Các thông số để xác đònh chiều dài tính toán của cột :
K
1
=
29.0
6.55
81
:

1
2
12
1
2
====
x
x
HJ
HJ
H
J
H
J
i
i
t
d
dt
m =
992.0
4.287
2.285
==
t
d
N
N
C
1

=
594.1
992.0
5
8
6.5
2
1
==
mJ
J
H
H
d
t
Tra phụ lục 8 ta có :µ
1
=1.905 ⇒ µ
2
=µ
1
/c
1
=1.905/1.17=1.628
 Vậy chiều dài tính toán của phần cột trên và cột dưới trong mặt phẳng khung :
l
1x
=µ
1
H

d
=1.905*8=15.24 m
l
2x
=µ
2
H
t
=1.628*5.6=9.12 m
 Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung :
 Cột trên : l
2y
=H
t
– h
dcc
=5.6-1.4=4.2 m
 Cột dưới : l
1y
=H
d
=8 m
4.2.Thiết kế cột.
Nội lực tính toán xác đònh từ bảng tổ hợp nội lực như sau:
 Phần cột trên : cặp nội lực nguy hiểm M = 704.4 kNm, N
tư
=287.4kN
 Phần cột dưới :
 Cặp lực nguy hiểm cho nhánh cầu trục N
max

=1122.2kN,M
tư
=-285.2kNm
 Cặp lực nguy hiểm cho nhánh mái M
max
=1275kNm,N
tư
=488.98kN
4.2.1.Thiết kế tiết diện cột trên :
 Độ mảnh tương đối : e=
m
N
M
45.2
4.287
4.704
==
 Diện tích yêu cầu của tiết diện cột trên :
F
yc
=
( )
2
87.204
50
245
8.225.1
21
4.287
8.22.225.1 cm

h
e
R
N
t
=








+=






÷+
- -
Trang 16
Đồ án kết cấu thép
 Chọn tiết diện cho cột trên :
Bề dày bản bụng chọn sơ bộ :δ
b
=(1/30
)50/1÷

h
t
=10÷16.7mm. Ta chọn δ
b
=12mm
Bề rộng cánh tiết diện , chúng ta chọn theo điều kiện đảm bảo ổn đònh cục bộ ngoài
mặt phẳng khung : b
c
=(1/12÷1/15)H
t
=(1/12÷1/15)3800 = 253.3 ÷316.67 mm. Chúng ta
chọn b
c
= 300mm
Chiều dày bản cánh δ
c
được chọn theo điều kiện ổn đònh cục bộ của bản cánh ,sơ bộ ta
chọn : δ
c
=(1/20÷1/30)b
c
= 10÷15 mm. Ta chọn δ
c
= 14 mm
 Kiểm tra tiết diện đã chọn :
Các đặc trưng hính học :
F = 2b
c
δ
c

+δ
b
h
b
=2*30*1.4 + 1.2*47.2=140.64cm
2
J
2x
=
22
33
60130)3.24*4.1*30
12
4.1*30
(2
12
2.47*2.1
cm=++
J
2y
=
2
33
7.6306
12
2.1*2.47
12
30*4.1
2 cm=+
r

2x
=
cm
F
J
x
21
64.140
60130
2
==
r
2y
=
cm
F
J
yx
696.6
64.140
7.6306
2
==
W
2x
=
3
2
2.2405
50

60130*2
2
cm
h
J
t
x
==
λ
2x
=
45.29
21
6.618
2
2
==
x
x
r
l
⇒
931.0
21000
21
45.29
2
2
===
E

R
x
x
λλ
λ
2y
=
6.46
696.6
312
2
2
==
y
y
r
l
 Kiểm tra ổn đònh tổng thểâ trong mặt phẳng uốn:
 Độ lệch tâm tương đối :
m
x
=
3.14
2.2405
64.140*245
===
W
eFe
ρ
.

Tra phụ lục 6 với tỷ số
4.1
2.47*2.1
4.1*30*2
==
b
c
F
F
. Công thức tính η như sau :
η=1.4 – 0.2
x2
λ
=1.4-0.2*0.931 =1.21
Suy ra đô lệch tâm tính đổi : m
1
=ηm
x
=1.21*14.3=17.3
Vậy với
x2
λ
=0.931 và m
1
=17.3 , tra bảng phụ lục 4 ta được giá trò ϕ
lt
=0.56
 Kiểm tra ổn đònh trong mặt phẳng khung theo công thức :
σ =
2

/649.3
64.140*56.0
4.287
cmkN
F
N
lt
==
ϕ
< R =21kN/cm
2
- -
Trang 17
Đồ án kết cấu thép
 Kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng uốn: σ =
FC
N
y
ϕ
Trong đó: λ
2y
=46.6⇒ ϕ
2y
=0.877
Cặp nội lực chúng ta đang xét là tộ hợp của các tải trọng 1+2+4+6+8.
kNmM 47.281
2
−=
.
Mô men tương ứng ở đầu kia của cột là -69.61kNm

Mô men lớn nhất ổ 1/3 đoạn cột xác đònh theo công thức :
kNm
MM
MM
tu
85.210
3
)47.281(61.69
47.281
3
−=
−−−
+−=
−
+=
Vậy M
tt
=max(
M
,M/2;M
tư
/2) = 210.85kNm
Độ lệch tâm tương đối :
m
x
=
52.4
2.2405*74.28
64.140*5.2108
*

<===
WN
FMe
tt
ρ
Tra phụ lục 7 các hệ số α,β được xác đònh theo công thức sau:
α = 0.65+0.005m
x
=0.65+0.005*4.2=0.671
Ta có : λ
c
=π
6.46346.99
21
21000
*1416.3
2
=>==
Y
R
E
λ
⇒β =1
Hệ số ảnh hưởng của mô men trong mặt phẳng uốn C được xác đònh như sau :
C =
2618.0
671.0*2.41
1
1
1

=
+
=
+
α
x
m
Vậy: σ
y
=
22
/21/9.8
64.140*877.0*2618.0
4.287
cmkNRcmkN
FC
N
y
=<==
ϕ
 Kiểm tra ổn đònh cục bộ của tiết diện :
 Đối với bản cánh :
28.10
4.1*2
2.130
0
=
−
=
c

b
δ
<
32.14
21
21000
)931.0*1.036.0()1.036.0(
0
=+=+=






R
E
b
c
λ
δ
Vậy điều kiện ổn đònh cục bộ được thảo mãn.
 Đối với bản bụng :Với
931.0=
x
λ
> 0.8 và m=4.2 > 1 ta có:
71.33
2.1
2.47

==
b
b
h
δ
03.98
21
21000
1.31.354.50
21
21000
)5.09.0()5.09.0( ==<=+=+=






R
E
R
E
h
b
b
λ
δ
Vậy
b
b

h
δ
=33.71<






b
b
h
δ
=50.54
Do đó tiết diện đã chọn thảo mãn các điều kiện về khả năng chòu lực và ổn đònh .
4.2.2.Thiết kế tiết diện cột dưới:
- -
Trang 18
Đồ án kết cấu thép
Cặp lực nguy hiểm cho nhánh cầu trục : N
max
=1122.2kN , M
tư
=-285.2kNm
Cặp lực nguy hiểm cho nhánh mái: M
max
=1275kNm , N
tư
=488.98kN
Lực cắt là Q

max
=98.546kN
Ta giả thiết khoảng cách hai trục nhánh C=h
d
=1(m)
Sơ bộ chọn tiết diện :
Sơ bộ giả thiết
y
1
=0.55C = 0.55*1=0.55m ⇒ y
2
=C – y
1
=1 - 0.55=0.45m
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục và nhánh mái :
N
nh1
=
kN
C
M
C
yN
tu
19.790
1
2.285
1
45.0*2.1122
2max

=
−
−=−
N
nh2
=
kN
C
M
C
yN
tu
93.1543
1
1275
1
55.0*98.488
max1
=+=+
Với giả thiết ϕ = 0.8, diện tích yêu cầu của 2 nhánh :
F
nh1
=
2
1
03.47
21*8.0
19.790
cm
R

N
nh
==
ϕ
F
nh2
=
2
2
9.91
21*8.0
93.1543
cm
R
N
nh
==
ϕ
Chọn tiết diện cho nhánh cầu trục và nhánh mái:
 Đối với nhánh cầu trục , ta chọn tiết diện chử I đối xứng gồm 3 bản thép ghép lại có
kích thước như sau: bản bụng 10x376 mm, bản cánh 12x200 mm
 Đối với nhánh mái ta chọn tiết diện có dạng C tổ hợp gồm một bản thép lưng có
kích thước 14x376 mm, 2 thép góc L100x14
 Các đặc trưng hình học :
 Đối với nhánh cầu trục ta có :
F
nh1
=1x37.6+2x1.2x20=85.6 cm
2
J

1x
=
4
33
133.1603
12
20*2.1
2
12
1*6.37
cm=+
J
1y
=
42
33
22501)4.19*2.1*20
12
2.1*20
(2
12
6.37*1
cm=++
Bán kính quán tính của tiết diện :
r
1x
=
cm
F
J

x
328.4
6.85
133.1603
1
==
r
1y
=
cm
F
J
y
213.16
6.85
22501
1
==
Giả thiết khoảng cách giữa các điểm liên kết thanh giằng vào nhánh cột là l
nh1
=1m
Độ mảnh của nhánh nhánh cầu trục :
- -
Trang 19
Đồ án kết cấu thép
λ
1x
=
105.23
328.4

100
2
1
==
x
nh
r
l
λ
1y
=
912.62
213.16
1020
==
y
d
r
l
 Đối với nhánh mái ta có các thông số hình học như sau:
F
nh2
=1.4x37.6+2x26.3=105.24 cm
2
Mô men tónh của tiết diện nhánh mái đối với mép ngoài tiết diện
S
x
=1.4
2
/2*37.6+2*26.3*(1.2+2.99) = 267.762cm

3
Khoảng cách từ trọng tâm của tiết diện đến mép ngoài của nhánh mái:
y
c
=
cm
F
S
x
544.2
24.105
762.267
==
J
2x
=
42
3
837.840)544.24.199.2(3.26237(2)
2
4.1
544.2(*6.37*4.1
12
4.1*6.37
cm=−+++−+
J
2y
=
42
3

21895))99.220(3.26237(2
12
6.37*4.1
cm=−++
Bán kính quán tính của tiết diện :
r
2x
=
cm
F
J
x
827.2
24.105
837.840
2
==
r
2y
=
cm
F
J
y
424.14
24.105
21895
2
==
Độ mảnh của nhánh nhánh mái:

λ
2x
=
373.35
827.2
100
2
1
==
x
nh
r
l
λ
2y
=
715.70
424.14
1020
1
==
y
nh
r
l
Đối với toàn bộ tiết diện cột
F
d
=F
nh1

+F
nh1
=85.6+105.24=190.84 cm
2
C = h
d
– y
c
=100 – 2.544 = 97.456 cm
S
d
=F
nh1
C = 85.6x97.456 = 8342.234 cm
3
y
2
= S
d
/F
d
=8342.234/190.84 = 43.713 cm
y
1
= C – y
2
=97.456 – 43.713 =53.743 cm
J
1
= J

1x
+J
2x
+F
nh1
y
1
2
+F
nh2
y
2
2
=
= 1603.133+840.837+85.6*53.743
2
+105.24843.713
2
=450779 cm
4
r
d
=
cm
F
J
d
d
601.48
84.190

450779
==
- -
Trang 20
Đồ án kết cấu thép
λ
2x
=
175.39
601.48
1.1943
==
d
d
r
l
Kiểm tra tiết diện giả thiềt và thực tế tính toán :
59.6
68399
450779
2
1
==
J
J
Vậy ta có
%30%63.17100
8
59.68
<=

−
 Chọn trước thanh giằng xiên bằng thép U10(F
U10
=10.9cm
2
) ,thanh giằng ngang
U8.Khoảng cách giữa các điểm giằng đả chọn là 1m.Do dó góc ngiêng của thanh xiên
là:
α =arctg(C/l
nh
)=arctg(97.456/100)=44
/
15
’’
Với α=44
/
15
//
tra bảng ta có k=28.44 , độ mảnh tương đương là :
λ
tđ
=
085.45
9.10
84.190
44.28175.39
22
=+=+
x
x

F
F
k
λ
 Kiểm tra tiết diện đã chọn ngoài mặt phẳng khung:
N
nh1
=
kN
C
M
C
yN
tu
796
97456.0
2.285
97456.0
43713.0*2.1122
2max
=
−
−=−
N
nh2
=
kN
C
yN
C

M
tu
1577
97456.0
53743.0*98.488
97456.0
1275
1max
=+=+
 Đới với nhánh cầu trục :
Ta có λ
1x
=23.105 , λ
1y
=62.912 ⇒λ
max
=(λ
1x
, λ
1y
)=62.912 ,tra bảng ta được ϕ=0.81
Công thức kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng khung :
σ =
22
1
1
/21/48.11
6.85*81.0
796
cmkNRcmkN

F
N
nh
nh
=<==
ϕ
 Đới với nhánh mái:
Ta có λ
2x
=35.373 , λ
2y
=70.715 ⇒λ
max
=(λ
2x
, λ
2y
)=70.715 ,tra bảng ta được ϕ=0.774
Công thức kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng khung :
σ =
22
2
2
/21/36.19
24.105*774.0
1577
cmkNRcmkN
F
N
nh

nh
=<==
ϕ
 Kiểm tra ổn đònh trong mặt phẳng khung.
Trong mặt phẳng ,cột dưới làm việc như một thanh tiết diện rỗng chòu nén lệch tâm .Ki
Kiểm tra theo 2 cặp nội lực trên đã chọn, đó là
Cặp thứ nhất :
N
max
=1122.2kN=N
1
, M
tư
=-285.2kNm =M
1
e
1
=M
1
/N
1
=285.2/1122.2=0.2541m=25.41cm
m
1
=e
1
/δ
1
=e
1

F
d
y
1
/J
d
=24.54*190.84*53.743/450779=0.550
- -
Trang 21
Đồ án kết cấu thép
426.1
21000
21
085.45 ===
E
R
td
λλ
Với: m
1
=0.26 ;
426.1=
λ
, tra bảng ta được ϕ
lt
=0.81
Vậy :
22
1
/21/25.7

84.190*811.0
2.1122
cmkNRcmkN
F
N
dlt
=<===
ϕ
σ
Cặp thứ hai :
M
max
=1275kNm=M
2
,N
tư
=488.98=N
2
e
2
=M
2
/N
2
=1275/488.98=2.6074=260.74cm
m
2
=e
2
/δ

2
=e
2
F
d
y
2
/J
d
=260.74*190.84*43.713/450779=4.825
426.1
21000
21
085.45 ===
E
R
td
λλ
Với: m
2
=3.026 ;
426.1=
λ
, tra bảng ta được ϕ
lt
=0.241
Vậy :
22
2
/21/63.10

84.190*241.0
98.488
cmkNRcmkN
F
N
dlt
=<===
ϕ
σ
 Kiểm tra thanh xiên đã chọn
Chiều dài thanh xiên :
l
gx
=
cm63.139456.97100
22
=+
Với λ
tđ
=45.085 ,tra bảng phụ lục 3 được ϕ=0.885
Lực cắt qui ước trong cột dưới
Q
qư
=7.15.10
-6
(2330-E/R)N/ϕ= 7.15.10
-6
(2330-21000/21)705.1/0.885=14.108kN
Ta nhận thấy Q
qu

< Q
max
=98.546kN ,nẹn chúng ta lấy Q=Q
max
=98.546kN
Lực nén trong thanh xiên do lực cắt gây ra là :
kN
Q
N
tx
74.70
1544sin2
546.98
sin2
00
===
α
λ
max
=
261.91
53.1
63.139
min
==
gx
gx
r
l
, tra bảng ta có ϕ = 0.649

Hệ số đièu kiện làm việc của thanh xiên là γ=0.75.Kiểm tra điều kiện ổn đònh của
thanh xiên
22
/21/33.13
9.10*649.0*75.0
74.70
cmkNRcmkN
F
N
txtx
tx
tx
=<===
γϕ
σ
 Liên kết giữa thanh xiên và nhánh cột bằng đường hàn ,có thể tính như sau:chọn
chiều cao đường hàn h
h
=8mm.
Do đó khả năng chòu lực của 1cm đường hàn là: q = 0.7*0.8*15*1=8.4kN
Vậy chiều dài cần thiết của đường hàn:
l
h
=
cm
q
N
tx
42.8
4.8

74.70
==
- -
Trang 22
Đồ án kết cấu thép
Thanh ngang chòu lực Q
qu
nhỏ nên chỉ cần chọn theo độ mảnh cho phép và đường hàn
bố trí theo cấu tạo chóng rỉ h
h
=4mm.
4.3.Thiết kế chi tiết cột:
4.3.1.Vai cột:
 Tính toán và thiết kế mối nối cột trên và cột dưới.
Từ bảng tổ hợp nội lực ,chung ta có :
M
max
=488.98kNm , N
tư
=1275kN
M
min
=-1122.2kNm , N
tư
=285.2kN
Lực dọc tương ứng trong mổi cánh của cột trên :
N
nh1
=
kN

h
M
N
ct
6.2451
)014.05.0(
2.1122
2
2.285
)(2
max
1
=
−
+=
−
+
δ
N
nh2
=
kN
h
MN
ct
6.1643
)014.05.0(
98.488
2
1275

)(2
min2
=
−
+=
−
+
δ
Giả sử cả hai cánh cột trên đều sử dụng đường hàn đối đầu ,và bản nối K của cánh
trong có cùng tiết diện như cánh trong , chung ta có thể kiểm tra liên kết hàn ỏ cánh
ngoài của cột như sau:
22
1
1
/15/50
35*4.1
6.2451
cmkNRcmkN
l
N
h
hh
nh
h
=>===
δ
σ
Kiểm tra đường hàn ỏ cánh trong của cột trên :
22
2

2
/15/54.33
35*4.1
6.1643
cmkNRcmkN
l
N
h
hh
nh
h
=>===
δ
σ
Các đường hàn liên kết bản cánh với bản bụng , bản bụng nối với bản bụng cột trên
đều bố trí.
4.3.2.Tính toán dầm vai.
 Dầm vai được tính như dầm đơn giản co nhòp tinh toán l= h
d
=1m.Dầm vai chòu uốn
bởi lực N
nh2
=1643.6kN truyền từ cánh trong của cột trên .
 Sơ đồ tính toan như sau:
Phản lực gối tựa :
A=B=N
nh2
/2=821.8kN
Mô men uốn lớn nhất ở giữa nhòp của dầm vai:
M

dv
max
=
kNm
LN
nh
45.205
4
1*8.821
4
2
==
Bề rộng của sườn gối dầm cầu chạy b=300mm, bề dày bản đậy nhánh cầu trục là:
bd
δ
=30mm, R
em
=32kN/cm
2
. Do đó bề dày bản bụng dầm vai được tính như sau:
δ
dv
=
cm
Rb
GD
emc
dcc
515.0
32)3*230(

1515.579
)2(
max
=
+
+
=
+
+
δ
.
- -
Trang 23
Đồ án kết cấu thép
Ta chọn δ
dv
=20mm
Trong đó D
max
=579.15kN , giả đònh G
dcc
=15kN
Chiều cao của bản bụng dầm vai xác đònh theo công thức sau:
h
bb
cm
R
M
17.54
21*2

45.205*66
==≥
δ
Mặt khác h
dv
=0.5h
d
=70cm, ta chọn chiều cao dầm vai theo điều kiện đảm bảo độ cứng
h
bb
=500mm.
 Kiểm tra các đường hàn :
Đường hàn liên kết bản bụng dầm vai vào bản lưng nhánh mái cần đủ khá năng chòu
phản lực dầm vai truyền vào và bằng N
nh2
/2=1643.6/2=821.8kN.Phản lực này do hai
đường hàn ở hao bên bản bụng tham gia chòu lực .
Chiều cao đường hàn cần thiết là :
cm
Rl
N
h
h
ghh
nh
h
78.0
15*50*7.0*2
8.821
2

2/
2
==≥
β
Vậy ta chọn chiều cao đường hàn theo điều kiện chống rỉ : h
h
= 8mm
Đường hàn liên kết bản K vào bản bụng dầm vai ( bốn đường hàn ) sẽ chòu N
nh2
truyền
xuống. Tương tự như trên ta chọn chiều cao đường hàn theo điều kiện chống rỉ
h
h
=8mm.
Đường hàn liên kết bản bụng dầm vai vào bản bụng nhánh cầu trục sẽ chòu D
max
+G
dcc

cùng với phản lực dầm vai do N
nh2
gây ra. Chiều cao đường hàn cần thiết được xác đònh
như sau:
mmcm
Rl
GDN
h
h
ghh
dccnh

h
67.6667.0
15*50*7.0*4
1515.5798.821
4
2/
max2
==
++
=
++
≥
β
Ta chọn chiều cao đường hàn h
h
=8mm
Kiểm tra điều kiện chòu uốn của dầm vai:
W=δ
dv
h
dv
2
/6=2*70
2
/6=1633.333cm
3
22
/21/25.1
333.1633
5.2054

cmkNRcmkN
W
M
dv
dv
=<===
σ
4.3.3.Chân cột
cột mà chúng ta thiết kế là cột rỗng chòu nén lệch tâm có chân cột riêng rẽ cho từng
nhánh .Do đó chân của mỗi nhánh được tính như chân cột nén đứng tâm .
Cột đặt trên móng bê tông mác 250 ,kết quả nội lực tãi tiết diện chân cột A cho trong
bảng tổ hợp như sau:
M
max
=150.44kNm , N
tư
=741.4kN
M
min
=-193.08kNm , N
tư
=1082kN
N
max
=1161.2kN , M
max
=550.72kNm , M
min
=-193.08kNm
- -

Trang 24
Đồ án kết cấu thép
Thiết kế chân cột cho nhánh mái
 Lực nén lớn nhất phát sinh trong nhánh mái:
N
nén
=max(
C
yN
C
M
C
yN
C
M
tutu 1max1max
; ++
+
)=max(973.85kN ; 838.12kN)=973.85kN
 Lực kéo lớn nhất phát sinh trong nhánh mái:
N
kéo
= max(
C
yN
C
M
C
yN
C

M
tutu 1max1
min
; ++
−
)=max(794.6kN ; 838.12kN)=794.6kN
Trong đó C = 97.456 cm ; y
1
=53.743cm
4.3.3.1.Xác đònh kích thước bản đế:
 Diện tích của bản đế của nhánh mái được xác đònh theo công thức :
A
bđ
=
2
68.705
38.1
85.973
cm
R
N
nencb
nen
==
Giả thiết hệ số nén cục bộ m
cb
=
2.1=
bd
m

A
A
, bê tông móng mác 250 có cường độ chòu
nén R
n
=1.15kN/cm
2
⇒ R
nencb
=m
cb
R
n
=1.2x1.15=1.38kN/cm
2
 Kích thước bản đế được chọn là 260mmx500mm. Như vây với hai dầm đế song
song theo phương mặt phẳng khung và thêm một sườn ngăn ờ giữa như hình vẽ,chúng ta
có các loại ô bản sau
 Ô bản 1:dạng công sôn ,với phần nhòp vươn ra là :
(500-400-2*10)/2=40mm
 Ô bản 2 :dạng bản kê 3 cạnh ,kích thước theo phương cạnh tự do
400/2-12/2=194mm
Kích thước theo phương cạnh kia là : 260/2+25.44-14=141.44mm
 Ô bản 3 : dạng bản kê 3 cạnh ,kích thước theo phương cạnh tự do là 245mm
Kích thước theo phương cạnh kia là : 260/2-25.44+14=118.56mm
Vậy kích thước của bản đế 26x50=1300cm
2
Ứng suất phân bố đều dưới bản đế :
σ =
2

/749.0
1300
85.973
cmkN
A
N
bd
==
***Mô men lớn nhất trong các ô bản :
 Ô bản 1:mô men lớn nhất :
M
1
=
cmkNcm
x
l
/664.10
2
4333.1
2
2
2
1
==
σ
 Ôâ bản 2 :Giá trò mô men uốn lớn nhất được xác đònh theo công thức :
M = ασL
2
2
= 0.0903x1.333x19.4

2
=45.302kNcm/cm ,
với α =0.0903 vì tỷ số l
td
/l
ng
=141.44/194=0.729
- -
Trang 25