Đồ án môn học kết cấu thép II Đại học kiến trúc Hà Nội khoa xây dựng

BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ
…***…
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP II
Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN HỒNG SƠN
Sinh viên thực hiện:
Lớp:2010X6
Ngày giao đồ án: 18/12/2013 Ngày nộp đồ án:
1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Hệ số độ tin cậy của hoạt tải
1,2
p
γ
=

Mác thép CCT38s, khi tính toán coi rằng chiều dày không lớn hơn 20mm.
Loại que hàn N42, khi tính toán coi như hàn tay, kiểm tra bằng mắt thường.
Số lượng cầu trục
2
ct
n =

Bu lông liên kết và bu long neo tự chọn.
Bê tông móng cấp độ bền B20.
Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp với
các số liệu cho trước như sau
- Nhịp khung ngang: L=27m
- Bước khung: B=7m

- Sức nâng cần trục: Q=6,3T
- Cao trình đỉnh ray: +7,00m
- Độ dốc mái: i=10%
- Chiều dài nhà: 90m
- Phân vùng gió: IIA, địa hình B
- Vật liệu thép mác CCT38s có cường độ:
2
230 /f N mm=

2
0,58
0,58
1 133 /
1,05 1,05
y
v
f
f N mm
×
× 240
= = × =
2
380
362 /
1,05 1,05
u
c
f
f N mm= = =
2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG

2.1 Theo phương ngang
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
1
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
2 K k
H H b= +

Lấy:
1
750L mm=
⇒
1
2 27 2 0,75 25,5
K
L L L m= − = − × =

Tra bảng II.3 phụ lục sách thiết kế khung thép nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp
ta được thông số của cầu trục như sau:
BẢNG THÔNG SỐ CẦU TRỤC
Sức
trục
Q(T)
Nhịp
L
K
(m)
Ch.cao
gabarit
H

K
(mm)
Khoảng
cách
Z
min
(mm)
Bề rộng
gabarit
B
K
(mm)
Bề rộng
đáy
K
K
(mm)
T.lượng
cầu trục
G(T)
T. lượng
xe con
G
xc
(T)
Áp
lực
P
max

(kN)
Áp
lực
P
min

(kN)
6,3 25,5 870 180 4500 3800 12,74 0,605 58 26,3
0,87
K
H m=
(Tra catalo cầu trục)
200
K
b mm≥
⇒
Chọn
0,3
K
b m=
- Khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang.
⇒
2
0,87 0,3 1,17
K k
H H b m= + = + =

⇒
Chọn
2

1,2H m=

Chiều cao của cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
1 2 3
7 1,2 0 8,2H H H H m= + + = + + =

Trong đó:
1
H
- cao trình đỉnh ray,
1
7H m=


3
H
- phần cột chôn dưới nền, coi mặt móng ở cốt
0.000±
(
3
0H =
)
Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
2t dct r
H H H H= + +

( )
1 1 1 1
7 0,875 0,7
8 10 8 10

dct
H B m
   
= ÷ = ÷ × = ÷
 ÷  ÷
   
⇒
Chọn
0,8
dct
H m=

0,2
r
H m=

⇒

1,2 0,8 0,2 2,2
t
H m= + + =

Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:
8,2 2,2 6
d t
H H H m= − = − =

2.2 Theo phương ngang
Coi trục định vị trùng mép ngoài của cột (a=0). Khoảng cách từ trục định vị
đến trục ray cầu trục:

1
0,75L m=

Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng:
( )
1 1 1 1
8,2 0,547 0,41
15 20 15 20
h H m
   
= ÷ = ÷ × = ÷
 ÷  ÷
   

⇒
Chọn
50h cm=

Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:
2
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
1 min
0,75 0,5 0,25 0,18z L h m z m= − = − = > =

Hình 1. Các kích thước chính khung ngang
2.3 Sơ đồ tính khung ngang
Do sức nâng cần trục không lớn nên chọn phương án cột tiết diện không đổi,
với độ cứng là I
1

. Vì nhịp khung là 27m nên chọn phương án xà ngang có
tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi cách đầu xà 5m, độ cứng
ở đầu và cuối xà là I
1
và I
2
tương ứng. Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên
kết giữa cột khung với móng là ngàm tại mặt móng (cốt
0.00±
). Liên kết
giữa cột với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng. trục cột khung
lấy trùng với trục định vị để đơn giản hóa tính toán và thiên về an toàn. Sơ
đồ khung ngang như hình
± 0.00
3. THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI
3.1 Tải trọng
3.1.1 Tĩnh tải
Tấm mái tấm tường sử dụng loại như hình vẽ:
3
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Chọn loại mái tôn dày 0,6mm. Khối lượng của mái thể hiện trong bảng như
sau:
Panel
Nominal
Thickness
mm
Norminal
Weight
Kg/m

2
Nominal
Area
Cm
2
Top in compression Bottom in Compression Wed shear
&
Crippling
Ix
Cm
4
Sx-
Top
Cm
4
Sx-
Bottom
Cm
3
Ma
kN.m
Ix
Cm
4
Sx-
Top
Cm
4
Sx-
Bottom

Cm
3
Ma
kN.m
Va
kN
Pa
kN
0,6 5,62 7,16 6,19 2,07 9,74 0,43 3,46 1,96 1,98 0,4 8,8
1
4,32

Xà gồ loại chữ C mã hiệu 7CS2,5x0,85
1,5
xg
a m=

Số xà gồ 1 bên mái giữa 2 khung là:
27
1 1 10
2 2 1,5
xg
L
a
+ = + =
×
BẢNG TỔNG HỢP TẢI TRỌNG BẢN THÂN
Vật liệu Đơn vị Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải
Tải trọng tính
toán

Tấm mái daN/m
2
5,62 1,05 5,901
Xà gồ chữ C daN/m 5,52 1,05 5,796
Tấm tường daN/m
2
5,62 1,05 5,901
3.1.2 Hoạt tải
Tải trọng xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
4
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
2
30 /
tc
p daN m=
,
1,3
P
γ
=

⇒

2
30 1,3 39 /
tt tc
p
p p daN m
γ

= × = × =

3.1.3 Tải trọng gió
- Chỉ phải xét đến thành phần tĩnh của tải trọng gió
Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió
W
ở độ cao
Z
so với mốc
chuẩn được xác định theo công thức
W W
o
n k c= × × ×

Trong đó:
n
- Hệ số vượt tải
1,2n =

o
W
- Giá trị lực gió theo phân vùng áp lực. vùng gió
II A
−

2
W 83 /
o
daN m=

k
- Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào
dạng địa hình. Để đơn giản, tính toán thiên về an toàn, coi như hệ số
k

không thay đổi trong phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột, và từ đỉnh cột đến
đỉnh mái. Lấy k ứng với dạng địa hình B Trong phạm vi từ mặt móng đến
đỉnh cột, hệ số
k
lấy ứng với cao trình đỉnh cột
8,2m
:
0,957k =
. Trong
phạm vi từ đỉnh cột đến đỉnh mái
9,55m
:
1,019k =

Hệ số k trung bình:
1 2
0,957 1,019
0,988
2 2
k k
k
+ +
= = =

C

- Hệ số khí động, tra phụ lục III bảng III.3 lấy C=0,4

⇒

2
83 0,988 0,4 32,8 /
tc
q daN m= × × =


2
1,2 39,36 /
tt
q daN m= ×32,8 =

3.1.4 Tải trọng tác dụng lên xà gồ
- Gồm tải trọng tấm lợp, tải bản thân và hoạt tải mái:
( )
tc tc tc tc
m m xg
q = (g + p ) + g 5,62 30 5,52 59, 2 /
1,5
cos5,71 cos5,71
xg
o o
daN m
a
= + × + =
( )
tt tc tc tc

g m p m g xg
q = (γ g + γ p ) + γ g 5,901 39 5,796 73,5 /
1,5
cos11,3 cos5,71
xg
o o
daN m
a
= + × + =
- Tải gồm trọng lượng bản thân xà gồ, tấm lợp và hoạt tải gió:
5
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
0
0
0
0
( ) cos5,71
cos5,71 cos5,71
1,5 5,62 1,5
32,8 ( 5,52) cos5,71 35,5(daN/ )
cos5,71 cos5,71
tc
tamlap
tc tc tc
y xg
o
o
g a
a

q q g
m
×
= × − + ×
×
= × − + × =

0
0
0
0
0,9( ) cos5,71
cos5,71 cos5,71
1,5 5,62 1,5
39,36 0,9( 5,52) cos5,71 46,8(daN/ )
cos5,71 cos5,71
tc
tamlap
tt tt tc
y xg
o
o
g a
a
q q g
m
×
= × − + ×
×
= × − + × =

35,5
35,7 /
cos5,71 cos5,71
46,8
47 /
cos5,71 cos5,71
tc
y
tc
o
tt
y
tt
o o
q
q daN m
q
q daN m
= = =
= = =
Vậy chọn trường hợp tải trọng gồm bản thân xà gồ, tấm lợp và hoạt tải mái
đưa vào tính toán:
0 0
sin5,71 59,2 sin5,71 5,89 /
tc tc
x
q q daN m
= × = × =
0 0
cos11,3 59,2 cos5,71 58,9 /

tc tc
y
q q daN m
= × = × =
0 0
sin5,71 73,5 sin5,71 7,31 /
tt tt
x
q q daN m
= × = × =
0 0
cos5,71 73,5 cos5,71 73,1 /
tt tt
y
q q daN m
= × = × =
3.2 Tính toán xà gồ
3.2.1 Điều kiện bền
SƠ ĐỒ TÍNH XÀ GỒ
6
M

=
q
tt
7000
m
x
tt
q

b
y
2
8
x
M

=
q
tt
7000
m
y
tt
q
b
x
2
32
y
q
y
q
q
x
x
x
y
y
α°

BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
σ

= σ
x
+ σ
y
=
.
y
x
c
x y
M
M
f
W W
γ
+ ≤
Với xà gồ 7CS2,5x0,85 có:
× ×
3
x
x
I 337,56
W 2 2 37,507cm
D 18
= = =
y

3
y
o
I
38,67
W 20,246cm
x 1,91
= = =
I
x
=337,56cm
3
, I
y
= 38,67cm
3
M
x
=
2
2
.
73,1
447,7
8 8
tt
y
q B
×7
= =

daN.m
M
y
=
2 2
. 7,31
11,2
32 32
tt
x
q B
×7
= =
daN.m
⇒σ

=
2 2
2
447,7 10 11,2 10
1249 /
37,507 20,246
daN cm
× ×
+ =
< fγ
c
= 2100 daN/cm
2
Thỏa mãn điều kiện bền

3.2.2 Điều kiện độ võng
Do có giằng xà gồ nên ta chỉ xét độ võng theo phương y, tức là do q
y
gây ra
4
2 4 8
6
5 5 58,9 10 10
2,6 0,026
384 384 2,1 10 ,56
tc
y
y
x
q B
cm m
E I
−
× ×7 ×
∆ = × = × = =
× × ×337
0,026 1
0,0037 0,005
7 200B B
∆ ∆
 
= = < = =
 
 
Vậy điều kiện võng thỏa mãn

⇒
Xà gồ đã lựa chọn là hợp lý.
4. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
4.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)
Độ dốc mái i=10%
→

5,71
o
α
=
(
sin 0,099
α
=
;
cos 0,995
α
=
)
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng
lượng các lớp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung
ngang và dầm cầu trục.
- Trọng lượng bản thân tôm mái:
2
5,62 /daN m

- Trọng lượng bản thân 1 xà gồ:
xg
tc

g daN= 5,52× 7 = 38,64

Trọng lượng xà gồ quy về tải phân bố đều:
7
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
38,64 10 cos5,71
28,5 /
27
o
xg
tc
g daN m
× ×2×
= =

Trọng lượng bản thân xà ngang tự dồn trong SAP2000 với hệ số vượt tải
1,05
Tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang:
5,62 7 28,5 67,84 / 0,678 /
tc
g daN m kN m= × + = =

1,1 5,62 7 1,05 28,5 73,2 / 0,73 /
tt
g daN m kN m= × × + × = =

Trọng lượng bản thân của tôn tường và xà gồ tường lấy
2
0,15 /kN m

, quy
thành lực tập trung đặt tại đỉnh cột:
1,1 0,15 7 8,2 9,471kN× × × =

Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1kN/m. Quy thành tải tập
trung và momen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:
1,05 kN×1× 7 = 7,35

( ) ( )
1
7,35 0,5 7,35 0,75 0,5 0,45 3,879 .L h kN m× − = × − × =

Sơ đồ tính khung với tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)
4.2 Hoạt tải mái
Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa
mái (mái lợp tôn) là 0,3kN/m
2
, hệ số vượt tải 1,3.
Quy đổi về tải trọng phân bố đều phân bố trên xà ngang:
1,3 0,3 7
2,74 /
cos5,71
o
kN m
× ×
=

8
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

a) Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái trái
b) Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái phải
4.3 Tải trọng gió
Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần là gió tác dụng
vào cột và gió tác dụng trên mái. Theo TCVN 2737-1995, vùng gió II-A có
áp lực gió tiêu chuẩn
2
w 0,83 /
o
kN m=
, hệ số vượt tải là 1,2.
Căn cứ vào hình dạng mặt bằng nhà và góc dốc mái, các hệ số khí động có
thể xác định theo bảng III.3 phụ lục, nội suy ta có
1
0,321
e
C = −

2
0,4
e
C = −
;
3
0,5
e
C = −

k ứng với dạng địa hình B, hệ số
k

lấy ứng với cao trình đỉnh cột
8,2m
:
0,957k =
. Trong phạm vi từ đỉnh cột đến đỉnh mái
9,55m
:
0,9892k =
9
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Hệ số k trung bình:
1 2
0,957 0,9892
0,9731
2 2
k k
k
+ +
= = =

Sơ đồ xác định hệ số khí động
- Tải trọng gió tác dụng lên cột:
+ Phía đón gió:
1,2 0,83 0,957 0,8 7 5,34 /kN m× × × × =
+ Phía khuất gió:

1,2 0,83 0,957 0,5 7 3,34 /kN m× × × × =
- Tải trọng tác dụng trên mái
+ Phía đón gió:

1,2 0,83 0,9731 0,321 7 2,2 /kN m× × × × =
+ Phía khuất gió:
1,2 0,83 0,9731 0,4 7 2,74 /kN m× × × × =
Gió trái sang
10
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Gió phải sang
4.4 Hoạt tải cầu trục
Theo bảng II.3 phụ lục các thông số cầu trục sức nâng 6,3T như sau:
BẢNG THÔNG SỐ CẦU TRỤC
Sức
trục
Q(T)
Nhịp
L
K
(m)
Ch.cao
gabarit
H
K
(mm)
Khoảng
cách
Z
min
(mm)
Bề rộng
gabarit

B
K
(mm)
Bề rộng
đáy
K
K
(mm)
T.lượng
cầu trục
G(T)
T. lượng
xe con
G
xc
(T)
Áp
lực
P
max

(kN)
Áp
lực
P
min

(kN)
6,3 25,5 870 180 4500 3800 12,74 0,605 58 26,3
Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực

hãm ngang xác định như sau:
4.4.1 Áp lực đứng cầu trục
Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm
cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa
của dầm và xếp các bánh xe của 2 cầu trục sát vào nhau vào vị trí bất lợi
nhất, xác định được các tung độ
i
y
của đường ảnh hưởng, từ đó xác định
được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên
cột:
( )
max max
0,85 1,1 58 1 0,457 0,9 0,357 147,18
c p i
D n P y kN
γ
= = × × × + + + =
∑
( )
min min
0,85 1,1 26,3 1 0,457 0,9 0,357 66,74
c p i
D n P y kN
γ
= = × × × + + + =
∑
Các lực
max
D

và
min
D
thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột,
do đó sẽ lệch tâm so với trục cột là
1
0,5 0,75 0,5 0,5 0,5e L h m= − = − × =

max max
147,18 0,5 73,59 .mM D e kN= = × =

11
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
min min
66,74 0,5 33,37 .M D e kN m= = × =

Đường ảnh hưởng để xác định
max
D
và
min
D

a)
max
D
lên cột trái
b)
max

D
lên cột phải
4.4.2 Lực hãm ngang của cầu trục
12
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray:
( )
( )
1
0
0,05
0,05 63 6,05
1,726
2
tc xe
Q G
T kN
n
× +
× +
= = =

Lực hãm của toàn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hãm (giả
thiết cách vai cột 0,6m):
( )
1
0,85 1,1 1,726 1 0,457 0,9 0,357 4,38
tc
c p i

T n T y kN
γ
= = × × × + + + =
∑

a) Lực hãm bên cột trái
b) Lực hãm lên cột phải
5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
5.1 Sơ đồ kết cấu
Sơ đồ tính là hệ khung phẳng, các thanh liên kết cứng, cột liên kết ngàm với
móng.
13
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
± 0.00
SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG
5.2 Xác định nội lực khung
Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng
phần mềm SAP2000. Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng biểu đồ và
bảng thống kê nội lực. Dấu của nội lực được lấy theo quy định chung trong
sức bền vật liệu.
+ Giả thiết cột có kích thước như sau:
8,2H m=
,
200b mm=
,
500h mm=
,
w
6t mm=

15
f
t mm=

+ Xà ngang có tiết diện:
Đầu xà:
200b mm=
,
500h mm=
,
w
6t mm=

15
f
t mm=
Đỉnh xà:
200b mm=
,
300h mm=
,
w
6t mm=

15
f
t mm=

5.3 Kiểm tra chuyển vị

- Chuyển vị ngang tại đỉnh cột:
Chuyển vị ngang tại đỉnh cột (nút 3):
0,00436 0,0264
0,018
1,05 1,2 1,05 1,2
giotrai
tt
x
m
δ
δ
−
∆ = + = + =

0,018 1
0,0022 0,00333
8,2 300
x
H H
∆ ∆
 
= = < = =
 
 

⇒
Thỏa mãn điều kiện
14
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

5.4 Nội lực trong khung
Xuất từ SAP nội lực từng trường hợp tải:
15
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do tĩnh tải
16
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II


Biểu đồ nội lực do hoạt tải mái trái
17
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do hoạt tải mái phải
18
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Biểu đồ nội lực do gió trái
19
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do gió phải
20
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do DCT trái
21
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do DCT phải
22
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do lực hãm ngang trái
23
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biểu đồ nội lực do lực hãm ngang phải
5. THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN
5.1. Thiết kế tiết diện cột
5.1.1. Xác định chiều dài tính toán
24
BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ GVHD:NGUYỄN HỒNG SƠN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Chọn phương án cột tiết diện không đổi. Với tỷ số độ cứng của xà và cột đã
giả thiết là bằng nhau, ta có:
cot
8,2
/ 1 0,304
27
xa

I I
n
L H
   
= = × =
 ÷  ÷
   
Ta có:
0,56 0,304 0,56
1,395
0,14 0,304 0,14
n
n
µ
+ +
= = =
+ +
Vậy chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung của cột xác định theo công
thức:
1,395 8,2 11,44
x
l H m
µ
= = × =
.
Chiều dài tính toán của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung (l
y
) lấy bằng
khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương
dọc nhà (dầm cầu trục, giằng cột, xà ngang ). Giả thiết bố trí giằng cột dọc

nhà bằng thép hình chữ C tại cao trình +3,5m tức là khoảng giữa phần cột
tính từ mặt móng đến dầm hãm, nên l
y
= 3,5 m.
b. Chọn và kiểm tra tiết diện
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán:
M = -234,5 kNm
N = -55,7kN
V = -48,8 kN
Đây là cặp nội lực tại tiết diện dưới vai, trong tổ hợp nội lực do các trường
hợp tải trọng 1,2,3tiết diện đỉnh cột, tổ hợp cơ bản 1 gây ra.
Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng :
h = (1/15
÷
1/20)H = (54,6
÷
41)cm
→
Chọn h = 50cm.
Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng:
b
f
=(0,3
÷
0,5)h = (15
÷
25)cm
b
f
=(1/20

÷
1/30)l
y
= (17,5
÷
11,67)cm
→

chọn b
f
= 20 cm.
Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo công thức:
1,25 (2,2 2,8)
yc
c
N M
A
f Nh
γ
 
= + ÷
 
 
( ) ( )
2
2
55,7 234,5 10
1,25 2,2 2,8 47,89 60,1
23 1 55,7 50
yc

A cm
 
×
= + ÷ = ÷
 
× ×
 
Bề dày bản bụng: t
w
= (1/70
÷
1/100)h
( )
0,7 5= ÷ 0,
≥
0,6 cm. Chọn t
w
= 0,6
cm.

Tiết diện cột chọn như sau:
Bản cánh: (1x20) cm
Bản bụng: (0,6x38) cm
Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn:
A = 0,6
×
48 + 2
×
(1
×

20) = 68,8 cm
2
25