Đồ án kết cấu thép 2 thiết kế nhà công nghiệp một tầng một nhịp L=24m

**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
A.Đề bài
I. Số LIệU TíNH TOáN
Chiều dài nhịp : L=30m
Cao trình ray : H
1
=15,4m
Số cầu trục làm việc trong xởng :2
Chế độ làm việc : rất nặng
Sức trục : Q =150 tấn
Bớc cột : B= 9m
Số bớc khung : n= 16
Địa điểm xây dựng : Huế
Các số liệu khác cần cho thiết kế sinh viên tự chọn : tấm mái , vật liệu
thép.
II. Nội dung Đồ án gồm:
Lựa chọn sơ đồ kết cấu , tải trọng tác dụng lên khung và dàn
Tính toán nội lực , tổ hợp nội lực và lựa chọn sơ đồ tính toán cho khung
ngang
Tính toán cột các chi tiết liên kết nh chân cột , vai cột
Tính toán dàn và các chi tiết liên kết của dàn
Hoàn chỉnh thuyết minh và bản vẽ
b. thực hiện:
I. Lựa chọn sơ đồ kết cấu , tảI trọng tác dụng lên
khung và dàn
1- Lựa chọn sơ đồ kết cấu:
A.Sơ đồ khung ngang:
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 1
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
d

tr
H
H
H
L
L
H H H
1
3
2
K
i=10%
B. Kích thớc chính của khung ngang
a)Kích thớc cầu trục :
+ Nhịp cầu trục : L
c
= L
k
= L-2
+Trong đó : L=30m (nhịp nhà )
+ Sức nâng cầu trục Q=150(tấn)
Ta có Q>75 tấn nên khoảng cách từ trục ray đến trục định vị:=1250mm
L
c
= L
k
=L-2 =30000-2.1250=27500(mm) =28m
Từ đó ta xác định các thông số thông qua cuốn Thiết kết cấu thép nhà công
nghiệp đối với L
k

=28m, Q=150t
Sức trục (t)
L
k
Kích thớc gabarit chính (mm)
Loại
máy
áp lực
bánh xe
lên ray
(t)
Trọng l-
ợng (t)
Móc
chính
Móc
phụ H
c
B
1
L
T
T B P
1
P
2
G
xe
G
CT

150 30 28 4800 500 5500 1900 10400
KP-
120 32 33 0 195
b)Kích thớc theo phơng thẳng đứng:
Chiều cao H
2
từ mặt ray đến đáy kết cấu chịu lực (cánh dới của dàn)
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 2
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
H
2
=H
c
+ 100 + f
+H
c
: chiều cao cầu trục từ mặt ray đến điểm cao nhất của xe con cầu trục tra bảng
ta có : H
c
= 4800(mm)
+ 100: là khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu
+ f : khe hở phụ xét đến độ võng của kết cấu và việc bố trí thanh giằng
( f = 200 ữ 400 . ta lấy f = 400)
H
2
= 4,8+0,1+0.4=5.3 (m)
+ Khoảng cách từ mặt nền tới ray cầu trục : H
1
=15,4m

Chiều cao của xởng từ nền nhà tới đáy của vì kèo :
H= H
1
+ H
2
=15,4+5,3=20,7 m.Ta chọn H= 21,6m
(Theo quy pham QPXD 57-73thì H là bội số của 1,2 khi nhỏ hơn 10,8 m và của
1,8 nếu lớn hơn 10,8 m.)
Kích thớc của cột trên từ vai đỡ dầm cầu trục tới dạ vì kèo :
H
t
= H
2
+ H
r
+ H
dct
+ Chiều cao dầm cầu trục :H
dct
=(1/8ữ1/10).B=(1/8ữ1/10).9=(0,9-1,125)m
chọn H
dct
= 0,9 m
+H
r
: chiều cao ray và đệm , chọn sơ bộ =200mm
Chiều cao phần cột trên :
H
t
=5300+900+200=6400(mm)

Chiều cao phần dới cột tính toán từ bản đế chân cột đến chỗ đổi tiết diện :
H
d
= H H
t
+ H
3
+H
3
=600-1000mm là chiều sâu chôn cột dới mặt nền.
Chọn H
3
=800mm
H
d
= 21,6 -6,4+0,8=16(m)

c)Kích thớc theo phơng ngang:
Bề rộng phần trên cột :
h
t
= (1/12 ữ 1/10)H
t
=(1/12 ữ 1/10)6,4=(0,53 0,64)m

Lấy h
t
=0,6(m)
Bề rộng phần dới cột :
h

d
= a + =500 + 1000 = 1500(mm)
Bề rộng phần cột dới phải thoã mãn điều kiện:
h
d
>(1/20 ữ 1/15)H =(1,035-1,38)m (để đảm bảo độ cứng)

d) Kích thớc dàn:
+ Chọn dàn hình thang liên kết cứng với cột
+ Chiều cao đầu dàn là: h
0
=2200mm
+ Độ dốc cánh trên i=10% = 1/10
chiều cao giữa giàn là 2200+
10
1
.
2
30000
=3700=3,7 m

Cửa mái
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 3
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
L
cm
=(
4
1

2
1
ữ
)L = 7,5m- 15m . Chon L
cm
= 12 m
h
cm
= 2,5m
Gồm:+lớp kính cao1,5m ;
+bậu trên cao 0,2m
+ bậu dới 0,8m .
12000
30000
2200 1500 2500

Sơ đồ mái
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 4
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
30000
28000
800 15400 5300 37502500
i=10%
Sơ đồ kích thớc khung ngang
II. Tải trọng tác dụng lên khung và dàn
1.Tải trọng tác dụng lên dàn
1.1-Tải trọng thờng xuyên
a. Tải trọng mái
Đợc tính toán theo cấu tạo của mái nh bảng sau:

SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 5
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
Cấu tạo lớp mái Tải trọng tiêu
chuẩn(kg/m
2
)
Hệ số vợt
tải (n)
Tải trọng tính
toán (kg/m
2
)
Panel(1.5ì6)m
150 1.1 165
Lớp cách nhiệt dày 12cm
bằng bê tông xỉ
=500kg/m
3
60 1.2 72
Ximăng lót 1,5cm
27 1.2 32
Lớp cách nớc 2 giấy 3 dầu
20 1.2 24
Gạch lá nem 4cm
80 1.1 88
Cộng
337 381
Đổi ra phân bố trên mặt bằng với độ dốc i=1/10 có cos= 0.995
2

m/daN339
995.0
337
tc
m
g
==
2
m/daN383
995.0
381
tt
m
g
==
b.Trọng l ợng bản thân dàn và hệ giằng
Đợc tính sơ bộ theo công thức:
g
đ
=1,2.
đ
.L.n
Trong đó: +n=1,1 là hệ số vợt tải
+ 1.2 là hệ số kể đến trọng lợng các thanh giằng
+
đ
là hệ số trọng lợng dàn lấy bằng 0,6 ữ 0,9 , lấy
đ
=0,6
g

đ
=1,2.
đ
.L.n = 1,2.0,6.30.1,1 = 23,76 daN/m
2
c.Trọng l ợng kết cấu cửa trời
g
ct
= n.
ct
.L
ct
Để tính chính xác hơn tải trọng nút dàn lấy g
ct
=12-18 daN/m
2
Chọn g
ct
tc
=16(daN/m
2
)
g
ct
rr
= 16.1.1=17,6(daN/m
2
)
d.Trọng l ợng cánh cửa trời và bậu cửa trời
+Trọng lợng cánh cửa (kính+khung)

2
m/daN)4035(
tc
k
g
=
Chọn g
k
tc
=35 daN/m
2
g
k
=35.1,1=38,5 daN/m
2
+ Trọng lợng bậu :
mdaN
tc
b
g /)150100(
=
.
Chọn g
b
tc
=100 daN/m g
b
=100.1,1=110 daN/m
+ Tải trọng thờng xuyên :

m/daN74,7236110)5,386,1776,23383339.(9
i
g.Bg
=+++++==
+ Tải trọng tam thời :
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 6
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

)3,1n(
2
m/daN75
tc
p
==
Vậy tải trọng tạm thời phân bố đều là:
P=n.p
tc
.B=1,3.75.9 = 877,5 daN/m
2-Tải trọng tác dụng lên cột
2.1-Do phản lực của dàn.
+ Tải trọng thờng xuyên:
)daN(1,108551
2
30.74,7236
2
L.g
A
===
.

+ Tải trọng tạm thời:
)daN(5,13162
2
30.5,877
2
L.p
'A
===
.
2.2-Do trọng lợng dầm cầu trục
Tính sơ bộ theo công thức:
G
dct
=
dct
.l
2
dct
(daN).
Trong đó : +l
dct
: Nhịp cầu trục tính bằng m (bằng bớc cột B).
+
dct
: Là hệ số trọng lợng bản thân dầm cầu trục , do Q=150(tấn) nên

dct
=(35-47) lấy
dct
=35.

G
dct
=35ì9
2
= 2835 (daN).
G
dct
đặt ở vai đỡ dầm cầu trục là tải trong thờng xuyên.
2.3-Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục
áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột ,
tảI trọng đứng của dầm cầu trục lên cột đợc xác định do tác dụng của 2 cầu trục
hoạt động trong 1 nhịp , áp lực lớn nhất của 1 bánh xe cầu trục lên ray xảy ra khi xe
con mang vật nặng ở vị trí sát nhất với cột phía đó

Lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất :
Tra bảng Q=150T thì P
c
1max
= 32 T và P
c
2max
= 33 T
+Số bánh xe ở một bên là :n= 8,
+Trọng lợng cầu trục: G=195t

Lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của 1 bánh xe :
)T(125,1132
8
195150
c

max1
P
0
n
ct
GQ
c
min1
P
=
+
=
+
=
)T(125,1033
8
195150
c
max2
P
0
n
ct
GQ
c
min2
P
=
+
=

+
=
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 7
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

áp lực thẳng đứng lớn nhất lên cột do P
C
1max
và P
C
2max
đợc xác định bằng đ-
ờng ảnh hởng phản lực khi có 1 bánh xe đặt vào vai cột , các bánh khác có
xu thế gần vai cột nhất
Vị trí bất lợi nhất,ở hình dới , với khoảng cách 2 xe là:
Có B
ct
=10400mm
Khoảng cách :10400-840.4-1840.2-1900=1460mm
1
0,91
0,7
0,61
0,4
0,3
0,1
0,84
0,74
0,54

0,45
0,24
0,14
0,006
P
1
P
1
P
1
P
1
P
2
P
2
P
2
P
2
P
2
P
2
P
2
P
2
P
1

P
1
840 1840 840 1900 840 1840 840 1460 840 1900 840 1900 840
9000 9000
Đờng ảnh hởng

Ap lực:
+D
min
= n ì n
c
y
min
c
p

=1,2.0,9. {11,125(0,006+0,1+0,3+0,4+0,45+0,24) + 10,125.(0,61+0,7+0,91+1+
0,84+0,74+0,54+0,45)} =81,288 (T)
+D
max
= n ì n
c
y
max
c
p

=1,2.0,9. {32(0,006+0,1+0,3+0,4+0,45+0,24) + 33.(0,61+0,7+0,91+1+
0,84+0,74+0,54+0,45)} =258,057 (T)
*Trong đó + n=1,2

+n
c
: hệ số tổ hợp xét xác suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của
nhiều cầu trục , lấy = 0,9 xét tải trọng do 2 cầu trục hoạt động chế độ rát nặng
+y
I
: tung độ dờng ảnh hởng
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 8
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
2.4-Do lực hãm của xe con
Khi xe con hãm thì quán tónh tác dụng ngang nhà theo phơng thẳng đứng , lực
con hãm xe thông qua bánh xe truyền lên dầm hãm tới cột

Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe tính theo công thức:
)T(9375,0
8
)0150(05.0
0
n
)
xe
GQ(05.0
tc
1
T =
+
=
+
=

( n
0
:Số bánh xe một bên cầu trục).

Lực hãm ngang T
1
tc
:
T=n
o
.n
c
.T
1
tc
.y
I

= 1,2.0,9.0,9375 (1,496 +5,79) = 7,377(T).
3-Tải trọng gió tác dụng lên khung.

Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm:
- Gió thổi lên mặt tờng dọc , đợc truyền về phân bố trên cột khung
- Gió trong phạm vi mái từ cánh dới vì kèo trở lên, đợc chuyển thành lực tập trung
nằm ngang đặt ở cao trình dới đát vì kèo

áp lực gió tiêu chuẩn ở Huế thuộc khu vực II-B. q
o
=70(daN/m
2

). Do tại Huế
thuộc vùng gió mạnh nên q
o
=80(daN/m
2
).

Hệ số k với địa hình che khuất (C) là:
0,8ở độ cao H= 22,4m
0,88 ở độ cao H=28,6m
+Nội suy ỏ độ cao H=21,6m k=0,8,ở độ cao H=27,8mk=0,88
+Để tiện tính toán đổi chiều dài này thành tải trọng phân bô đêu suốt chiều dài tính
toán của cột bằng cách nhân với hệ số =1,1
+Các hệ số khí động lấy theo bảng ghi trên hình vẽ , trong đó c
1
=-0,6008 đợc nội
suy với góc dốc của mái là 1/10 tơng đơng với góc 6
0

SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 9
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

+0,8
20,7 2,2
0,9
2,5
0,6
-0,6008
+0,7

-0,6-0,8
-0,6
-0,6
-0,469
Tải trọng gió phân bố đều tác dụng lên cột :
- Phía đón gió : q
đ
=n.q
o
.k.C.B(kg/m)
+n:hệ số vợt tải = 1,3
+B:bớc khung
+c:hệ số khí đông phía đón gió
q
d
=1,3.80.0,8.0,8.9.1,1= 658,944(kg/m)
- Phía hút gió : q
h
=n.q
o
.k.C.B(kg/m).
+n:hệ số vợt tải = 1,3
+B:bớc khung
+c:hệ số khí đông phía hút gió
q
h
=1,3.80.0,8.0,469.9.1,1=386,306 ( kg/m)
-Trong phạm vi độ cao 20,7 m -26,9m ding hệ số trung bình của k :
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 10
LớP :XDD-47ĐH2

q
d
q
h
w
d
w
h
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
K=
84,0
2
88,08,0
=
+

Lực tập trung nằm ngangcủa gió mái:

+W
đ
=n.q
o
.k.B.C
đi
.h
i
=1,3.80.0,84.9.[2,2.0,8-1,5.0,6008+1,9.0,7-0,6.0,8] =1343,5 (Kg)=13,435Kn

+W
h

=n.q
o
.k.B.C
đi
.h
i
=1,3.80.0,84.9.[2,2.0,469+0,6.1,5+0,6.1,9+0,6.0,8]=2792,57 (Kg) =27,9257Kn
iii.Tính toán nội lực của khungva tổ hợp nội lực :
1-Sơ đồ tính khung:
* Mômen quán tính dàn

à=
.
R2
h.M
J
dmax
d
- Trong đó:
+ M
max
là mômen uốn lớn nhất trong xà ngang,coi nh dầm đơn giản chịu tải trọng
đứng tính toán.
+ h
d
chiều cao giữa dàn (tại tiết diện có M
max
)
= 2200+1/10.30000/2=3700mm=370cm
+ R : còng độ tính toán của thép =2100kg/cm

2
+ à hệ số kể đến độ dốc cánh trên & sự biến dạng của các thanh bụng i = 1/10 nên
à = 0.8

)KNm(52,912830.
8
)775,83674,72(
8
l).pg(
M
2
2
max
=
+
=
+
=

vậy :
)cm(64334338,0.
2100.2
370.91285200
J
4
d
==

* Mômen tính toán của tiết diện cột dới đợc xác định theo công thức gần đúng:

2
d
1
maxA
1
h.
R.K
)D2N(
J
+
=
Trong đó: + N
A
phản lực tựa của dàn truyền xuống
N
A
= A + A
,
= 108551,1+13162,5 = 121713,6(kg)
+D
max
= 258,057(t)
+k
1
hệ số phụ thuộc vào loại cột & bớc cột: B = 9(m) chọn k
1
=3,5

)cm(3000533175.
21001,3

)2.2580576,121713(
J
42
1
=
ì
+
=
* Mômen quán tính phần cột trên :
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 11
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

10
J
1
4.0
.
6,1
J
h
h
K
J
J
1
2
1
2
d

tr
2
1
2
=






=








=
ta lấy n=10
Trong đó: K
2
: Hê số xét đến liên kết giữa dàn & cột.
Dàn liên kết cứng với cột, K
2
=1,2ữ1,8 ở đây lấy K
2
=1,2

Vậy :
)cm(930,293
75,1
6,0
2,1
3000533
J
4
2
2
=






=
Tỷ số độ cứng giữa dàn và cột dới:

14,2
3000533
6433433
J
J
1
d
==

- Các tỷ số này đã chọn thoã mãn điều kiện:

+ 1.11
6
- Với =
59,1
30
6,21
14,2
L
H
.
J
J
1
d
==
=
91101
J
J
2
1
==
- Vậy:
91,11
6
+
=1,359 < =1,59
- Do đó khi tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt trực
tiếp lên dàn, có thể coi dàn là cứng vô cùng(J

d
=)
2-Tính nội l c khung:
- Dùng phơng pháp chuyển vị, với ẩn số là góc xoay
1
&
2
& đợc chuyển vị
ngang ở đỉnh. Trờng hợp ở đây khung đối xứng & tải trọng đối xứng nên =0 &

1
=
2
= . ẩn số là 2 góc xoay ở nút khung.
-Phơnh trình chính tắc : r
11
.+R
1P
=0
- Trong đó : r
11
tổng phản lực mômen các nút trên của khung khi góc xoay =1
R
1P
tổng mômen phản lực ở nút đó do tải trọng ngoài:
- Ta quy ớc dấu nh sau:
Mômen dơng khi làm căng thớ bên trong của cột & dàn, phản lực ngang là dơng
khi có dấu từ bên trong ra bên ngoài .Tức là đối với cột trái thì hớng từ phải sang
trái, ta hiểu phản lực là lực do nút tác dụng lên thanh.
- Để tìm r

11
cần tính
M
xa
B
&
M
cột
B
là các mômen ở nút cứng của xà & cột khi
góc xoay
=1 ở hai nút khung
M
xa
B
tính theo công thức (cơ học kết cấu):
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 12
LớP :XDD-47ĐH2
R
M


2
Hệ cơ bản


1


=

1
q

=
1
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

1
1
d
xa
B
J.E.143,0
30
J14,,2.E.2
L
J.E2
M
===
- Để tính
cột
B
M
của thanh có tiết diện thay đổi có thể dùng các công thức ở bảng III-
1 ở Phụ luc.
Tính
các trị
số:
H=6,4+1,6 =22,4m
à=J

1
/J
2
-1=10-1=9
=
286,0
4,22
4,6
H
H
tr
==
A=1+.à=1+0,286.9=3,574
B=1+
2
.à=1+ 0,286
2
.9 = 1,736
C=1+
3
.à=1+0,286
3
.9 = 1,211
F =1+
4
.à=1+0,286
4
ì9 = 1,06
K=4AC - 3B
2

= 4.3,574.1,211-3.1,736
2
= 8,27
Very:
1
11
cot
B
EJ026,0
4,22
J.E
27,8
211,1.4
H
J.E
.
K
C4
M
=

=

=
- Phản lực ở đỉnh cột do =1 gây ra là:

1
2
1
2

1
B
J.E0025.0
4,22
J.E
.
27,8
736,1.6
H
J.E
.
K
B.6
R
===
- Vậy : r
11
=
cot
B
xa
B
MM

= 0,143 EJ
1
+ 0,026 EJ
1
= 0,169EJ
1

R
1P-
Tổng phản lực mômen ở nút B do tải trọng ngoài gây ra.

)KNm(6,5427
12
30.3674,72
12
L.g
RM
22
P1
P
B
====
- Thay vào phơng trình chính tắc ta đợc:
=-
1111
P1
EJ
32116
EJ169,0
6,5427
r
R
==
- Mômen cuối cùng ở đỉnh cột :
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 13
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

M
B
=

.M
C
B

= - 0,026 EJ
1
.
1
EJ
32116
= - 835,016(KNm)
- Mômen cuối cùng ở đầu xà :
M
B
xa
=
B
p
xa
B
M.M
+

= 0,143 EJ
1
.

6,5427
EJ
32116
1

= -835,016(KNm)
- ở các tiết diện khác thì tính bằng trị số phản lực:
R
B
=
)KN(29,80EJ
EJ
32116
025,0.R
1
1
B
==
- Vậy mômen ở vai cột:
M
C
=M
B
+R
B
H
tr
= -835,016 +80,29.6,4= - 321,16(KNm)
- Mômen ở chân cột:
M

A
=M
B
+R
B
.H= - 835,016 +80,29.22,4 = 963,48(KNm)
- Mômen lệch tâm ở vai cột:
M
e
= A ì e
- Trong đó :
e=
)m(575,0
2
6,075,1
2
hh
trd
=

=

M
e
=1085,5.0,575 =624,169 (KNm)
- Các công thức ở bảng cho :

( )
[ ]
[ ]

( )
)KNm(88,99169,624
27,8
211,1.4)286,01(736,1.3)286,01(
M.
K
C41B3)1(
M
eB
=
+
=
=
+
=



( )
[ ]
( )
( ) ( )
[ ]
)KN(28,41
4,22
169,624
27,8
286,01574,3736,1286,016
H
M

.
K
1AB1.6
R
e
B
=






+
=
=
+
=

- Mômen tại các tiết diện khác:

tr
c
M
=M
B
+R
B
.H
tr

= 99,28 41,28.6,4 = -164,312(KNm)

d
c
M
=
tr
c
M
+ M
e
= -164,312+ 624,169=459,857(KNm)
M
A
= M
B
+ R
B
.H+ M
e
=99,88-41,28.22,4+ 624,169=-200,623KNm)
- Cộng biểu đồ ta đợc biểu đồ mômen cuối cùng :
M
B
= - 835,016+99,88=-735,136 (KNm)
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 14
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

)KNm(697,138857,45916,321M

)KNm(472,458312,16416,321M
d
c
tr
c
=+=
==
M
A
= 963,48 -200,623 = 762,857(KNm)
Q
A
=
KN01,39
16
697,138857,762
H
MM
d
d
CA
=

=



3-Tính khung với tải trọng tạm thời trên mái(hoạt tải)
- Ta có ngay biểu đồ do hoạt tải gây ra bằng cách nhân các trị số của mômen do tải
trọng thờng xuyên gây ra với tỷ số :

121,0
74,7236
5,877
q
p
==
Giá trị momen:
M
B
= 0,121 735,136 = -88,95(KNm)

)KNm(78,16697,138.121,0M
)KNm(74,58472,485.121,0M
d
c
tr
c
==
==
M
A
= 0,121.762,857 =92,31(KNm)

Q
A
=
KN72,4
16
78,1631,92
=

SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 15
LớP :XDD-47ĐH2
M
(KN.m)
735,136
485,472
138,697
762,857
762,857
485,472
138,697
735,136
J
d
=


M
max
M
min
b b'
c
a a'
c'
a'
c'
b'
a

c
b
J
d
=


=
1
M
B
R
B
a
c
b
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
4-Tính khung với mô men cầu trục:
- M
max
,M
min
đồng thời tác dụng ở 2 cột, M
max
cột trái hoặc có thể cột phải.Dới đây
xét trờng hợp M
max
ở cột trái, M
min
ở cột phải.

-Giải khung bằng phơng pháp chuyển vị với sơ đồ xà ngang cứng vô cùng, ẩn số
chỉ còn là chuyển vị ngang của nút
- Ph- ơng
trình chính tắc:
r
11
+ R
1P
= 0
- Trong đó :
+ r
11
là phản lực ở liên kết thân do chuyển vị đơn vị =1 gây ra ở nút trên.
Dấu của chuyển vị & dấu của phản lực trong liên kết thêm quy ớc hớng từ trái sang
phải là dơng.Dùng bảng phụ lục tính đợc mômen & phản lực ngang ở đầu B của
cột.
+ R
1P
:phản lực trong liên kết gôí tựa do tải trọng ngoài gây trong hệ cơ bản.
- Mômen do chuyển vị nút trên =1 dùng công thức của bảng III-2
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 16
LớP :XDD-47ĐH2
88,95
58,74
16,78
92,31
16,78
92,31
88,95
58,74

M
kN.m
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

3
1
3
1
3
1
B
2
1
2
1
2
1
B
H
J.E
186,5
H
J.E
27,8
574,3.12
H
J.E
K
A12
R

H
J.E
259,1
H
J.E
27,8
736,1.6
H
J.E
K
B6
M
=

=

=
===
(Chiều dơng của mômen lấy theo hình vẽ của bảng cùng trùng với quy ớc đã chọn
về dấu của mômen uốn của cột trái ).
- Mômen tại các tiết diện :(trong hệ cơ bản)

2
1
3
1
2
1
tr
BB

H
J.E
22,04,6.
H
J.E
186,5
H
J.E
259,1H.RMcM
==+=


2
1
3
1
2
1
BBA
H
J.E
.927,3H.
H
J.E.186,5
H
J.E
.259,1H.RMM
=

+=+=
- Phản lực trong liên kết gối tựa :
r
11
=
3
1
3
1
B
H
J.E372,10
H
J.E
186,5.2R.2
==
- Mô men lệch tâm do cầu trục :e= h
d
/12=1,75/2=0,875
M
max
=D
max
.e =2580,57.0,875 =2258 KNm
M

min
=D
min
.e = 812,88.0,875 =711,27 KNm

618,3
169,624
2258
M
M
e
max
=

=


14,1
169,624
27,711
M
M
e
min
=

=

-Từ đó có mômen ở cột trái do M
max

gây ra trong hệ cơ bản :
M
B
= -3,618.99,88=-361,37(KNm)

)KNm(76,1163857,459.618,3M
)KNm(48,594312,164.618,3M
d
c
tr
c
==
==

M
A
= -3,618 200,625= -725,86(KNm)
R
B
=- 3,618 41,28=149,35(KNm)
- Mômen ở cột phải:
M
B
,
= -1,14.99,88= -113,86(KNm)

(KNm)24,524857,459.14,1M
(KNm)32,187312,164.14,1M
d
c

tr
c
,
,
==
==

M
A
,
=-1,14 200,625 = 228,71(KNm)
R
B
,
= -1,14.41,28 = -47,06(KN) do R
B
/
ngợc chiều R
B
Vậy: R
1P
= R
B
,
+ R
B
= 149,35-47,06 =102,29 Kn
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 17
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************

- Giải phơng trình chính tắc:
=
1
2
1
3
11
P1
J.E
H
91,220
EJ372,10
H29,109
r
R
=


=

- Nhân biểu đồ mômen do =1 với và cộng với mômen ngoại lực trong hệ cơ
bản.Ta đợc biểu đồ mômen cuối cùng:
M =
M
.+M
P
- ở cột trái:

+ Mômen:
M

B
=
(KNm)99,39186,113
J.E
H915,220
.
H
EJ259,1
1
2
2
1
=

(KNm)64,47524,524
EJ
H91,220
H
EJ22,0
M
(KNm)92,23532,187
EJ
H91,220
.
H
EJ.22,0
M
1
2
2

1
d
c
1
2
2
1
tr
c
=ì






=
=+






=
M
A
=
(KNm)22,109671,228
J.E

H.91,220
H
EJ.927,3
1
2
2
1
=+ì








+ Lực cắt chân cột : Q
A
=
)KN(11,98
16
64,47522,1096
=
+
+ Lực dọc : N
B
=
0N
tr
c

=
N
A
=
)KN(57,2580DN
max
d
c
==

- Cột bên phải :
+ Mômen:
M
B
=
(KNm)99,39186,113
J.E
H91,220
.
H
EJ259,1
1
2
2
1
=


(KNm)64,47524,524
EJ

H91,220
.
H
EJ22,0
M
(KNm)92,23532,187
EJ
H91,220
.
H
EJ.22,0
M
1
2
2
1
d
c
1
2
2
1
tr
c
=

=
=+






=
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 18
LớP :XDD-47ĐH2
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
M
A
=
(KNm)22,109671,228
J.E
H.91,220
.
H
EJ.927,3
1
2
2
1
=+

+ Lực cắt:
Q
A
=
)KN(11,98
16
64,47522,1096
=
+
+ Lực dọc:
N
B
,
=N
B
=0
N
A
,
=D
min
=
d
c
N
= 812,88(KN)

.
5 -Tính khung với lực hãm T:
- Lực T đặt ở cao trình hãm cách vai khoảng h
dcc
= 0,9(m)
- Lực T có thể tác dụng ở cột trái hay cột phải ,chiều hớng vào cột hoặc đi ra khỏi
cột.
- Dới đây giải khung với trờng hợp lực T dặt vào cột trái hớng từ trái sang phải .Các
trờng hợp khác có thể suy ra từ trờng hợp này.
- Phơng trình chính tắc :
r
11
+ R
1P
= 0
- Ta tính đợc r
11
nh trong trờng hợp trớc
r
11
=
3
1
H
EJ384,10

- Dùng công thức trong phụ lục tính đợc mômen & lực cắt do T gây ra trong hệ cơ
bản
- Lực T đặt cách đỉnh cột khoảng :h
/

=6,4-0,9=5,5m
=
286,0245,0
4,22
5,2
=<=
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 19
LớP :XDD-47ĐH2
M
kN.m
83,24
545,88
1712,36
141,65
235,92
475,64
1096,22
391,99
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
-Tính M
B
& R
B
theo công thức ở phụ lục :

( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
( ) ( )

[ ]
[ ]
KNm51,1654,22.77,73
27,8
211,1.2736,1).245,0286,0.2(.)245,0286,0.(9
27,8
211,1.2736,1.245,02245,01
H.T.
K
C2B2
K
C2B2.1
M
2
2
2
T
B
=






+
+

+
=
=






+à
+
+
=
2

( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
KN19,5577,73.
27,8
245,0286,0.2574,3.2736,1.3245,0286,09
27,8

245,02574,3.2736,1.3245,01
T.
K
2A2B3
K
2A2B31
R
2
2
22
T
B
=












+
+
+
+
=

=






+à
+
+
=
- Tính nội lực cột trái:
+ Tính mômen tại tiết diện C,A,B ngoài ra tính M
T
ở tiết diện D(chỗ đặt lực T):
( )
( )
)KNm(97,1759,16.77,734,22.19,5551,165HHTH.RMM
)KNm(31,1219,0.77,734,6.19,551,165h.TH.RMM
)KNm(04,1385,5.19,5551,165hHRMM
dctdBB
T
A
dcttrBB
T
c
dcttrBB
T
D
=+=++=

=+=+=
=+=+=
- Cột bên phải không có ngoại lực nên mômen & phản lực trong hệ cơ bản bằng
không.
- Vậy R
1P
=R
B
= 55,19(KN)
=
1
2
3
1
11
P1
EJ
H17,119
H
EJ372,10
19,55
r
R
=


=
- Mômen cuối cùng tại tiết diện cột khung:
M=
M

.+M
P
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 20
LớP :XDD-47ĐH2
**********************®å ¸N KÕT CÊU THÐP*******************
+ Cét bªn tr¸i:
M
B
=
)KNm(47,1551,165
J.E
H.17,119
.
H
EJ259,1
1
2
2
1
−=−

M
D
=
( )
[ ]
dcttr
BB
hHRM
−+

.∆+M
T
=
=






−






−
+
)9,04,6(
H
EJ186,5
H
EJ259,1
3
1
2
1
)KNm(33,13604,138
EJ

H17,119
1
2
=+
M
c
d
=
.M
c
∆+
)KNm(09,9531,131
J.E
H17,119
H
EJ22,0
M
1
2
2
1
T
c
=+
−
=
M
A
=
.M

A
∆ +
)KNm(95,64397,175
J.E
H17,119
H
EJ927,3
M
1
2
2
1
T
A
−=−−=
Q
A
=
)KN(19,46
16
09,9595,643
−=
+
−
+ §èi víi cét bªn ph¶i ta cã:
M
B
,
=
.B

,
M
∆=
)KNm(04,150
J.E
H17,119
H
EJ259,1
1
2
2
1
−=
−
M
D
,
=
( )
[ ]
dcttr
BB
hHRM
−+
.∆+M
T
=
=-







−






−
+
)9,04,6(
H
EJ186,5
H
EJ259,1
3
1
2
1
)KNm(71,1
EJ
H17,119
1
2
=
M
C

,
=
C
M
∆=
)KNm(22,26
J.E
H17,119
H
EJ22,0
1
2
2
1
=
M
A
,
=
A
M
∆=
)KNm(98,467
J.E
H17,119
H
EJ927,3
1
2
2

1
=
Q
A
= Q
A
,
=
)KN(61,27
16
22,2698,467
=
−
SINH VI£N:NGUYÔN THÞ MINH TH¥ TRANG 21
LíP :XDD-47§H2

a'
c'
b'
a
c
b
J
d
=

J
d
=

a'
b'
c'
b
a
c
Hệ cơ bản
q
W'
q'
W
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
6-Tính khung với tải trọng gió:
- ở đây tính với trờng hợp gió thổi từ trái qua phải. Với trờng hợp gió thổi từ
phải qua trái chỉ việc thay đổi vị trí cột.
- Ta có biểu đồ
M
do =1 gây ra trong hệ cơ bản & tính đợc :
r
11
nh trong trờng hợp trớc: r
11
=
=

3
1
H
EJ372,10
2

1
H
EJ463,0


- Ta tính
mômen & phản lực do q & q

gây ra trong hệ cơ bản
- Đối với cột trái :
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 22
LớP :XDD-47ĐH2
1,71
M
kN.m
15,47
136,33
95,09
643,95
26,2
467,98
150,04
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
)KNm(91,1604,22.59,6
27,8.12
211,1.806,1.736,1.9
H.q.
K.12
C.8F.B9
M

2
2
2
2
tr
B
=

=

=
)KN(91,634,22.59,6
27,8.2
06,1.574,3.3211,1.736,1.2
H.q.
K.2
F.A.3C.B2
R
tr
B
=

=

=
)KNm(63,382
2
4,22.59,6
4,22.91,6391,160
2

H.q
H.RMM
)KNm(15,113
2
4,6.59,6
4,6.69,6391,160
2
H.q
H.RMM
22
BB
P
A
2
2
tr
trBB
tr
c
=+=+=
=+=+=
- Các trị số cột phải do q

tác dụng đợc suy ra từ cột trái bằng cách nhân với hệ số
586,0
59,6
86,3
q
q
d

h
==

)KN(45,37)586,0)(91,63(R
)KNm(22,224)586,0).(63,382(M
)KNm(31,66)586,0).(15,113(M
)KNm(29,94)586,0).(91,160(M
P
B
P
A
P
C
P
B
'
'
'
'
==
==
==
==
- Do đó : R
1P
= R
B
tr
+R
B

ph
+ W= 63,91-37,45+13,435+27,9257=67,82 (KN)
=
1
2
1
3
11
P1
EJ
H468,146
J.E
H
372,10
82,67
r
R
=


=
- Giá trị của biểu đồ mômen cuối cùng: M=
M
.+M
P
+ Cột trái:
M
B
=
)KNm(49,2391,160

J.E
H468,146
H
EJ259,1
1
2
2
1
=
M
C
=
)KNm(93,8015,113
J.E
H468,146
H
EJ22,0
1
2
2
1
=+
M
A
=
)KNm(81,95763,382
J.E
H468,146
H
EJ927,3

1
2
2
1
=

Q
A
=
)KN(64,117
2
16.59,6
16
93,8081,957
2
H.q
H
MM
d
d
AC
=+
+
=+

+ Cột phải:
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 23
LớP :XDD-47ĐH2
**********************®å ¸N KÕT CÊU THÐP*******************
M

B
=
)KNm(27,8429,94
J.E
H468,146
H
EJ259,1
1
2
2
1
−=+
−
M
C
=
)KNm(09,3431,66
J.E
H468,146
H
EJ22,0
1
2
2
1
−=−
M
A
=
)KNm(4,79922,224

J.E
H468,146
H
EJ927,3
1
2
2
1
=+
Q
A
=
)KN(997,82
2
16.863,3
16
09,344,799
2
H.q
H
MM
d
d
AC
=+
+
=+
−

SINH VI£N:NGUYÔN THÞ MINH TH¥ TRANG 24
LíP :XDD-47§H2
M kN.m
23,49
80,93
957,81
799,4
34,09
90,11
**********************đồ áN KếT CấU THéP*******************
Thứ
tự tải
trọng
Loại tải
trọng
Hệ số
tổ hợp
Cột trên Cột dới
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 12
1 Tải
trọng
thờng
xuyên
1 -735,136 1085,5 -485,472 1085,5 138,697 1113,85 762,857 1113,85 39,01
2 tải trọng
tạm thời
trên mái
1

0,9
-88,95
-80,1
131,625
118,5
-58,74
-52,9
131,625
118,5
16,78
15,1
131,625
118,5
92,31
83,1
131,625
118,5
4,72
4,2
3 Momen
cầu trục
(móc
trục bên
trái)
1
0,9
-83,24
-74,9
0
0

545,88
491,3
0
0
-1712,36
-1541,1
2580,57
2322,5
-141,65
-127,5
2580,57
2322,5
-98,3
-88,5
4 Momen
cầu trục
(móc
trục bên
phải)
1
0,9
-391,99
-352,8
0
0
235,92
212,3
0
0
-475,64

-428,1
812,88
731,6
1096,22
986,6
812,88
731,6
98,11
88,3
5 Lực
hãm lên
cột trái
1
0,9

15,47

13,9
0
0

95,09

85,6
0
0

95,09

85,6

0
0

643,9
5

579,6
0
0

46,19

41,6
6 Lực
hãm lên
cột phải
1
0,9

150,0
4

135
0
0

26,22

23,6
0

0

26,22

23,6
0
0

467,9
8

421,2
0
0

27,61

24,8
7 Gió trái 1
0,9
23,49
21,14
0
0
80,93
72,84
0
0
80,93
72,84

0
0
-957,81
-86,2
0
0
117,64
105,88
8 Gió
phải
1
0,9
-90,11
-81,1
0
0
-34,09
-30,68
0
0
-34,09
-30,68
0
0
799,4
719,46
0
0
83
74,7

Tiết
diện
Nội
lực
Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2
M
+
max
N M
-
max
N N
max
, M M
+
max
N M
-
max
N N
max
, M
SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 25
LớP :XDD-47ĐH2