Đồ án kết cấu thép 2 thiết kế nhà công nghiệp một tầng một nhịp(L=21m)

Thuyết minh đồ án SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
THUYếT MINH Đồ áN
KếT CấU THéP
A, Xác định kích th ớc theo ph ơng ngang nhà :
I,Theo ph ơng đứng:
-)Chọn cốt nền nhà trùng với cốt +0.00 để tính các thông số chiều cao.Ta có cao trình
đỉnh ray H
r
= 8,5m, nhịp nhà L = 24 m (theo đề bài).
Mặt khác do tải trọng cầu trục Q = 50t < 75t , chế độ làm việc bình thờng.
Tra phụ lục VI.1 ta có thông số về cầu trục:
Lk = L 2.0,75 = 24 1,5 = 22,5m
B1 = 400 mm.
B = 8800 mm.
F = 250 mm.
H
C
= 3700 mm.

-)Chiều cao từ cao dầm câu chạy:
hdct=(1/10 - 1/8)Ldcc=(1/10-1/8)*6000=700mm
Vậy ta lấy hdcc=0,70m
Kích thớc cột trên:
Htr= hdct+ Hr + Hg + f + 0.1m +H lớp đệm ray.
Htr=0,7 + 0,2 + 4 + 0,3 + 0,1 +0,08=5.1m.
Kích thớc cột dới:
Hd=12.5 - Hr hdcc - H lớp đệm ray + H3
Với H3 là lớp chân cột lấy H3=0,8m
Hd=8.5 -0.2+ 0,8=9.1m
Chiều cao toàn cột:
H= Hd + Htr H3=9.1+5.1=14,2m (Tính từ mặt móng)

II,Theo ph ơng ngang:
1,Chọn bề rộng cột trên (tức chiều cao tiết diện cột trên) :
h
t
=(1/10-1/12)*Htr=(1/10-1/12)*5.1 m
vậy ta chọn htr=0,5m. Thoả mãn điều kiện.
2,Chọn a: là khoảng cách từ mép ngoài cột đến trục định vị do sức trục Q=50t < 75t nên
ta chọn a= 250mm = 0,25m.
3,Chọn h
d
: là khoảng cách từ mép ngoài cột đến tim ray ta chọn khoảng hở an toàn
d=60-75mm lấy d=0,75m.
B1 + d + (ht a)
với B1 theo catalô cầu trục có B1 = 0,4m 400 + 75 +(750-500)=475mm
chọn = 750mm
4,Tính chiều cao cột dới sàn(hd):
Tính theo độ cứng ta có: hd (1/15ữ1/20)H =(1/15 ữ1/20)*16.9m
Theo đ/k cấu tạo ta chọn: hd = a + =0.25+0.75=1.0m
Đảm bảo điều kiện hd = 1.0m>1/15*9.1m
b,chọn tính toán hệ máI:
I,Dàn mái ( xà ngang):
Ta chọn theo mẫu chuẩn trong giáo trình kết cấu thép nhà công nghiệp.
Vì tấm lơp máI là panel bê tông cốt thép do vậy ta chọn độ dốc i=1/10
Hđd=2,2m;L=24mHđỉnh dài=3.4m.
Sơ đồ khung (trang bên).
II,Cửa mái:
lcm=(1/3ữ1/2)Llcm=12m
Chiêu cao ô cửa a=1/15L=1/15*30m=2m ;
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Chiêu cao bậu cửa hbc =400ữ450 mm

Vậy ta chọn hbc= 400mm hcm =a + hbc + h panel = 2+2*0.4 + 0.4=3.2m
Sơ đồ dàn máI ,cửa mái xem trang sau.
c ,Hệ rằng:
,Mặt bằng l ới cột và bố trí hệ giằng:
1,Giằng trong mặt phẳng cách trên :
2,Giằng trong mặt phẳng cánh dới:
3,Hệ giằng đứng và cột:
2
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
I,Hệ giằng mái: bố trí từ mép cánh dới của dàn lên cánh trên
1, Giằng trong mp cánh trên:
Đợc bố trí theo mặt phẳng cánh trên của dàn kèo , bố trí hệ thanh chéo chữ thập. Nhà
có chiều dài là 102m do vậy ngoài giằng ở 2 đầu ta còn bố trí ở giữa nhà (trong gian
giữa).
Thanh chống dọc nhà dùng để cố định những nút quan trọng cua nhà . Nút đỉnh nóc ,
nút đầu dàn, nút dới chân cửa trời. Những thanh choóng dọc này cần thiết để bảo đảm
cho độ mảnh của cánh trên trong quá trình dựng lắp không bợt quá 220.
2,Hệ giằng cánh d ới :
Đợc bố trí cùng gian với hệ giằng cánh trên và bố trí thêm hệ giăng doc nhà ở 2 đầu hồi
3,Hệ giằng trong mặt phẳng thanh đứng:
Đợc bố trí ở những thanh đứng đầu dàn và thanh đứng giữa giàn thoả mãn điều kiện
cách nhau 12 đến 15 m theo phơng ngang nhà.Theo phơng dọc nhà đặt tai những gian có
giằng cánh trên và cánh dới.
Kết cấu chịu lực của cửa trới cuãng có các hệ giằng cánh trên, hệ giằng đứng nh đối với
dàn mái.
II,Hệ giằng cột:
Bao gồm có hệ giằng cột trên và hệ giằng cột dới
ở cột trên ta bố trí giằng ở những ô có giằng cánh trên và giằng cánh dới
ở cột dới ta bố trí giằng ở gian giữa nhà để tránh gây hiệu ứng nhiệt nên ta không bố trí
giằng cột dới ở hai đầu nhà .Phần cột dới do co H

d
9m (H
d
=9.1m)
nên bố trí hai hệ giằng dọc theo chiều cao cột.(Hình bên)
d ,Tính toán khung ngang:
I,Tải trọng tác dụng lên khung ngang nhà.
1,Tải trọng tác dụng lên dàn:
Tải trọng tác dụng lên dàn bao gồm trọng lợng bản thân của mái, của cửa trời, của
bản thân kết cấu và hoạt tải.
a,Tải trọng mái:
Theo cấu tạo của các lớp mái ta có bảng thống kê các tải trọng mái nh sau:
Cấu tạo các lớp mái. Tải trọng tiêu
chuẩn(daN/m
2
).
Hệ số vợt tải
n.
Tải trọng tính
toán(daN/m
2
).
Hai lớp gạch lá nem
và vữa lót,dày
1,5cm=0,015m có
gc=2000 daN/m
2
. .
60 1,1 66
3

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Lớp BT tạo xỉ dày
12cm
có o=500KG/ m
3

60 1,3 72
Lớp BT chống thấm
dày 0.04m có
o=2500KG/ m
3
100 1,2 120
Panel 1,5x6m 150 1,1 165
Hai lớp vữa
dày1,5cm
54 1,3 64.8
Tổng cộng 424 487.8
Đây là tải trọng phân bố theo diện tích mặt bằng mái ,ta qui về lực phân bố theo
diện tích mặt bằng nhà với I=1/10= tg cos =0.99504, vậy ta lấygm=425 daN/m
2


b,Tải trọng do trọng lợng bản thân dàn và hệ giằng :
Theo công thức kinh ngiệm
g
d
=1.1 g
d
c
=1,1*1,2*d *L(daN/m

2
).
Với L=24m nên ta có d=0.8
g
d
=1,1*1,2*0.8 *24(daN/m
2
).
g
d
=21.6 (daN/m
2
mặt bằng).
c,Tải trọng do trọng lợng kết cấu cửa trời:
Theo công thức kinh nghiệm :
g
cm
=1.1
ct
.L
ct
=1,1.0,5.12=6,6
Ta lấy g
cm
=6,6 daN/m
2
.
d,Tải trọng do trọng lợng cách cửa và bậu cửa trời:
Chọn trọng lợng của cửa kính. g
k

= 1.1*(35ữ40) ta lấy g
cm
=40daN/m
2
cửa kính
Diện tích cửa kính.
=180*2=360(m2).
Tải trọng do cửa kính phân bố trên mặt bằng nhà(tải tính toán).
G
k
=1.1*360*40/24*102=5.03(daN/m2) mặt bằng.=5.5
Trọng lợng bậu cửa: chiều dai bậu cửa 180m, trọng lợng bậu cửa 140(daN/m)
g
b
=1,1*(100ữ150)daN/m dài bậu cửa<trên + dới>.Ta lấy g
b
=140 daN/m
chỉều cao bậu cửa 0.4m
=>Tải trọng bậu cửa trên mặt bằng.
g
b
=180.140/24.102=11.667(daN/m2)mặt bằng.
e,Quy đổi lực phân bố tác dụng lên dàn:
g=(g
b
+g
k
+g
d
+g

cm
+g
m
=3338.592(daN/m)

g,Tải trọng tạm thời:
Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN-2737-95, hoạt tải mái áp dụng cho trờng
hợp mái bằng mái dốc bằng bê tông cốt thép không có ngời đi lại ,chỉ có ngời đi lại sửa
chữa cha kể các thiết bị điện nớc thông nếu có đợc lấy bằng 75 daN/m
2
mặt bằng nhà,
với hệ số vợt tải n=1,3.
P=n.P
o
.B=585(daN/m).
2,Tải trọng tác dụng lên cột:
a,Do phản lực dàn: (lực đợc đặt vào trục cột trên)
*,Do tải trọng thờng xuyên:
A=1/2*g*L=0,5*3338.592*24=40824.714daN
*,Do hoạt tải:
4
)/(490.2
99504,0
487.8
cos
,
487.8
)/(
426.11
99504,0

424
cos
424
2
2
mdaNg
mdaNg
tt
mai
tc
mai
===
===


Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
A
,
=1/2*P*L=0,5*585*30=8775daN
b,Do trọng lợng dầm cầu trục :
Theo công thức kinh nghiệm: G
dct
=L
2
dct
.
dct
.n ( với n=1,2)
Trong đó : vì ta có Q=50t nên ta chọn
dct

,

dct
, hệ số trọng lợng bản thân
dct
=40.
L
dct
,là nhịp dầm cầu trục L
dct
=6 m.
Suy ra : G
dct
=6
2
.40.1,2=1728(daN).
Lực này coi là tải thờng xuyên truyền vào vai cột và sẽ gây ra mômen cho cột dới
c,Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục:
Với sức trục Q=50t và L
k
=28m, tra bảng ta có P
c
max1
=46,5t.
G=66,5t.
G
xe con
=18t
=>P
c

min1
=(Q+G)/n
o
-P
c
max1
=(50+66,5)/4-46,5=17,375t.

P1
P1
Số bánh xe mỗi bên ray là 2Bê tông cầu trục B
ct
= 8.8m, khoảng cách bánh xe
6000+650+6000
Với vị trí bánh xe nh hình vẽ ,ta có:
D
max
=n.n
c
. P
c
max
.y=1,2.0,85.46,5(1+0,892)
=140,667t .
Tơng ứng phía bên kia có áp lực
D
min
=n.n
c
. P

c
min
.y=52,565t
=52565 daN).
áp lực lớn nhất D
max
của cầu trục lên cột do các lực P
c
max
,đợc xác định theo đờng ảnh h-
ởng của phản lực tựa của hai dầm cầu trục ở hai bên cột .
d,Do lực hãm của xe con:
=2,572daN.
3,Tải trọng gió:
Vùng xây dựng ở TP Vũng tàu, theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động 2737-95, thì
phân vùng áp lực gió khu vực này là II C.
5
).(572,2
2
1850
05.0
2
05.01 t
GQ
T
conxe
C
=
+
=

+
=
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
W
0
=125(daN/m
2
).
Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm :
*,Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển về thành lực phân bố trên cột khung.
*,Gió thổi trong phạm vi mái, từ cánh dới dàn vì kèo trở lên, đợc chuyển về thành
lực tập trung tại cao trình cánh dới dàn vì kèo.
Tải trọng gió phân bố lên cột đợc tính bằng công thức:Đổi tải trọng này thành tải
trọng phân bố đều trên tòan cột bàng cách lấy k=1.1.
*,Phía đón gió: P
đẩy
=n.w
0
.k.c
đẩy
.B=1,2.125.1,1.0,8.6=982.08(daN/m).
*,Phía hút gió: P
hút
=n.w
0
.k.c
hút
.B=1,2.125.1,1.0,544.6=66.78(daN/m).
Với : k là hệ số độ cao, với độ cao dới 10m thì k=1.
C là hệ số khí động học .

Trong phạm vi mái, hệ số k có thể lấy không đổi ,là trung bình cộng của giá trị ứng
với cao độ đáy dàn vì kèo và giá trị ở độ cao lớn nhất của mái.
*,Với độ cao h=14,2 m,tra bảng k=0,715.
*,Với độ cao h=21,1 m,tra bảng k=0,782
Vậy k
tb
=(0,715+0,782)/2=0,751.
Xác định hệ số khí động học :
Xác định hệ số C1 và C2 nh sau.p
Ta có =5.71 độ, H/L=19/30=0.633 Tra bảng ta có C1=-0.3233
C2=-0.4266
Lực tập trung tại cánh dới dàn vì kèo:
W=1,2.125.0,751.6[0,8.2,5-0,323.0,9+0,8.3,2-0,8.0,6+0,6.0,6+3,2.0,6
+0,4266.0,9+0,544.2,5] =7007.3(daN).
c ,Tính nội lực khung:T h p n i l c
Nội lực tính toán lấy theo bảng tổ hợp nội lực đã cho.
6
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
D ,Tổ hợp nội lực
Bảng Tổ Hợp Nôi Lực
Tiết Nội Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2
diện lực Mmax Mmin Nmax & Mt Mmax Mmin Nmax & Mt
Nt Nt M+ M- Nt Nt M+ M-
1,8 1,2 1,2,4,6,8 1,2,4,6,8
M -317.940 -217.510 -413.209 -413.209
B N 399.950 470.150 463.130 463.130

1,3,5 1,7 1,7 1,3,5,8 1,2,7 1,2,3,5,8 1,2,7
M 40.070 -85.390 -85.390 74.093 -90.706 65.390 -90.706
Ct N 399.950 399.950 399.950 399.950 463.130 463.130 463.130

1,8 1,3,5 1,3,5 1,2,8 1,2,3,5,7 1,2,3,5,7
M 60.300 -262.410 -262.410 58.175 -262.747 -262.747
Cd N 399.950 1297.170 1297.170 470.150 1270.628 1270.628

1,8 1,7 1,3,5 1,2,4,5,8 1,3,5,7 1,2,3,5,8 1,2,3,5,7
M 917.660 -451.550 360.530 1180.213 -600.230 989.631 -557.768
A N 399.950 399.950 1297.170 667.178 1207.448 1270.628 1270.628

Qmax 1,7 71.258 1,2,3,5,7 106.745

E ,Thiết kế cột:
I,Xác định chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung:
1,Trớc hết ta sơ bộ tính trọng lợng bản thân của cột trên và cột dới.
*,Trọng lợng bản thân cột dới:
Trong công thức trên:
N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp của đoạn cột dới, ở đây là
lực dọc Tại tiết diện A.
K là hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột,
K=0,25.
R là cờng độ tính toán của vật liệu thép làm cột, R=2100
daN/cm
2
.
là hệ số cấu tạo trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột,
=1,6.
là trọng lợng riêng của thép , =7850.10
-6
daN/cm
3

.
Suy ra :
*,Trọng lợng bản thân cột trên:

Trong công thức trên: N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện C
T
.
K là hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột,
K=0,3.
R là cờng độ tính toán của vật liệu thép làm cột, R=2100
daN/cm
2
.
7
)./(8.110.7850.6,1.
2100.25,0
120074

.
6
cot
cmdaN
RK
N
g
duoi
===


.164.09100*8.1.

cotcot
tHgG
d
duoiduoi
===
)./(18.110.7850.6,1.
2100.25,0
46310

.
6
cot
cmdaN
RK
N
g
tren
===


Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
là hệ số cấu tạo trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột,
=1,6.
là trọng lợng riêng của thép , =7850.10
-6
daN/cm
3
.
Suy ra :
2,Từ bảng nội lực ta chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán.

Đối với tính toán phần cột trên ta dùng cặp nội lực :
Đối với tính toán phần cột dới ta dùng 2 cặp nội lực :
Nhánh mái:
Nhánh cầu trục:
Trị số lực dọc đã kể tới trọng lợng bản thân cột
Tính các hệ số :
Tra bảng II.6b ta có :
à
1
=1.899 à
2
=à
1
/c
1
=1.899/0.672=2.83
Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung:
L
x1
=à
1
.H
d
=1.95*9,1=17,745 m
L
x2
=à
2
.H
t

=2,038*5.=10,392 m
Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung:
L
Y1
=H
d
=9,1 m.
L
Y2
=H
t
-H
DCT
=5.1-0.7=4.4m.
II,Thiết kế phần cột trên:
Cặp nội lực thiết kế:
Tiết diện cột trên là cột đặc tiết diện hình chữ I ,đối xứng.Chọn chiều cao tiết diện
b
t
=500 mm.
Tính độ lệch tâm:
8
).(53.626)510.(18.1).(
cotcot
daNHgG
t
trentren
===

=
=
.46477
.4132100
daNN
daNcmM



=
=
.836,1272
.631,989
kNN
kNmM



=
=
.656,1209
.230,600
kNN
kNcmM
957.0
744,2
8
.
1,9

1.5
.
.
.223,0
3.5*7
82.11
.
744,2
130,463
836,1272
2
1
1
1
2
1
2
1
2
1
===
====
===
mJ
J
H
H
C
H
H

J
J
i
i
K
N
N
m
d
t
t
d



=
=
.46477
.4132100
daNN
daNcmM
).(96,88
46477
413210
cm
N
M
e ===
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Sơ bộ giả thiết =1,25.Ta tính diện tích tiết diện yêu cầu sơ bộ theo công thức:

1,Với yêu cầu sơ bộ nh vậy ta chọn tiết diện nh sau:
Chiều dày bản bụng:
b
=(1/70->1/100)b
t
=(1/70->1/100)60=0.9cm.

c
=1.4 cm.
b
=1 cm
b
c
=28cm A
th
=125,6cm
2
.
2,Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:
Tính các đặc trng hình học của tiết diện vừa chọn:
Diện tích bản bụng: A
b
=1*(50-2,8)=47,2cm
2
.
Diện tích bản cánh: A
c
=1.4*28=39,2 cm
2
.

Diện tích tiết diện: A=2.A
c
+A
b
=2*78,4+47,2=125,6 cm
2
.
Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục x-x; y-y:
Độ mảnh và độ mảnh quy ớc của cột trên:
Độ loch tâm tơng đối và độ lệch tâm tính đổi:
m= 5,069, tra phụ lục II.4 với A
c
/A
b
=1,661, ta đợc hệ số ảnh hởng hình dạng tiết diện
là n =1,369. Từ đó ta tính đợc m
1
= 6,938
3,Kiểm tra tiết diện vừa chọn:
Cột đợc kiểm tra theo trờng hợp cột đặc, tiết diện đối xứng chịu nén lệch tâm.
a,Kiểm tra bền:
Do cột không có tiết diện bị giản yếu, độ lệch tâm tính đổi m
1
<5 và giá trị của các
mômen uốn dùng để kiểm tra bền và ổn định là nh nhau cho nên theo quy phạm điều
5.24 ta không cần kiểm tra bền.
b,Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn trùng mặt phẳng đối xứng:
Có:
9
.43,124

60
96,88
.2,225,1
1.2100
46477
).8,22,2(25,1
.
2
Y/C
Y/C
cmA
h
e
R
N
A
=






+=

ữ+=

.94,20
6,125
06.55070
.06,550706.23*4.1*2828.4.1*
12
1
.21*2,47.
12
1
4233
cm
A
J
r
cmJ
x
x
x
===
=






++=
.39.6

6.125
07.5126
.07.51261*2,47.
12
1
4.1*28*
12
1
*2
433
cm
A
J
r
cmJ
y
y
y
===
=+=
182,0 co taII.2 bang tra
569.1
938.6
1
=



=
=

lt
x
m


569.1
10.1,2
2100
.63,49.
87,68
39,6
440
63,49
94,20
1039
6
2
2
===
===
===
E
R
r
l
r
l
xx
y
y

y
x
x
x



Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Vậy điều kiện ổn định :
Vậy cột đã chọn bảo đảm ổn định trong mặt phẳng uốn.
c,Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn .
ở ngoài mặt phẳng uốn cột đợc kiểm tra nh cột chịu nén đúng tâm có kể tới ảnh hởng
của mômen trong mặt phẳng uốn(trùng với mặt phẳng đối xứng).
Công thức kiểm tra:
Trong đó:
Y
là hệ số uốn dọc theo phơng ngoài mặt phẳng uốn đợc tính
bằng cách tra bảng hoặc tính theo công thức:
Mô men trong mặt phẳng uốn ảnh hởng tới ngoài mặt phẳng uốn đợc lấy :
Trong đó : M là mômen lớn nhất trong 1/3 đoạn giữa của đoạn cột đang xét.
M
1
,M
2
là mômen ở hai đầu đoạn cột đang xét lấy theo cùng một tổ hợp tải
trọng .ở đây M
1
=-4132100 daNm (tổ hợp 1,2,4,6,8).
M
2

=-118.47-19.55+20.322-20.322+32.688=-9070600 daNm.
Suy ra :Mx=max(M
3
,M
2
/2,M
1
/2)=2066050daNcm
Vậy độ lệch tâm tuyệt đối, độ lệch tâm tơng đối và hệ số C:
10
./2100./2034
6,125*182,0
46477
.
22
cmdaNRcmdaN
A
N
nglt
====





= .

R
AC
N

ngy
.373,0
535.2*663,01
1
.663,0535.2*005,065,0'.005,065,0
.1134,98
2150
10.1,2
.14,3.14,377.50
'.1
.5535,2
2024
6,125*6.86
'.
'
.6.86
46477
2066050
'
6
=
+
=





=+=+=
=

==<=
+
=<===
===
C
m
R
E
m
C
W
Ae
m
cm
N
M
e
X
Y
XX
ng
X
X

.20660502.
3
41321009070600
90706002.
3
21
23
daNm
MM
MM =

+=

+=
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Điều kiện ổn định ở ngoài mặt phẳng khung:
=>
y
=N/C*
y*
N
ng
=46477.5/0.866*0.373*125,6=1364daN/cm2
2100 daN/cm2= *R
Vậy đảm bảo điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung.
d,Kiểm tra ổn định cục bộ:
*,Kiểm tra ổn định bản cánh:
Công thức kiểm tra:
*,Kiểm tra ổn định bản bụng:
Kết luận : Cột đã chọn thoã mãn các yêu cầu về chịu lực và ổn định.

III,Thiết kế phần cột d ới:
1,Chọn cặp nội lực tính toán:
Đối với tính toán phần cột dới ta dùng 2 cặp nội lực :
Nhánh mái:
Nhánh cầu trục:
2,Chọn tiết diện nhánh:
Sơ bộ giả thiết khoảng cách giữa hai trục nhánh C=h
d
=125 cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:
Y
1
=0,55.C=82.5 cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:
Y
2
=0,45.C=67.5 cm.
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:
Giả thiết =0,8, diện tích yêu cầu của các nhánh là:
11
347.16643.9
347.16
2150
10.1,2
).569,1.1,036,0() 1,036,0(
.643,9
4.1*2
128
.2

0
C
0
6
0
C
0
=






=
=+=+=






=

=

=
C
x
C

C
bC
bb
R
E
b
bb






.55.572.47
)19,3(
.88,96
2150
10.1,2
.1,355.57
2150
10.1,2
).569,1.5,09,0() 5,09,0(
2.47
1
4.1*250
.2
00
66
0
0

=






=
>=
==+=+=






=

=

=
bb
X
b
b
c
b
hh
mdo
R

E
h
hh









=
=
.127294
.9896310
2
daNN
daNcmM



=
=
.120966
.6002300
1
daNN
daNcmM
.110245.

12
11
daN
C
M
C
y
NN
nh
=+=
.149176.
21
22
daN
C
M
C
y
NN
nh
=+=
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Chọn bề rộng cột dới b=400mm.
Nhánh cầu trục ta tổ hợp từ 3 thép bản có kích thớc nh sau.
Bản bụng: 37,6*1=37,6(cm2)
Bản cánh: 2*1.2*16=36.4 (cm2).
=>Ang=76 (cm2)
Nhánh mái đợc tổ hợp hàn từ 1 thép bản 360*1.4 mm và hai thép góc đều cạnh
L125*8mm, có các thông số sau: A
g

=19.7 cm
2
.
z
g
0
=3.53 cm.
3,Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:
Tính toán các đặc trng hình học của nhánh 2.
J
x1
=2*1.4*16/12=819.2(cm4).
12
.89
2100.8,0
149176

.61
2100.8,0
110245

2
2
2
2
1
1
cm
R
N

A
cm
R
N
A
nh
ycnh
nh
ycnh
===
===


cm
A
zA
i
ii
.96,2
2.108
)4.153.3(*3.26*28.0*36*4.1
.
z
cm2. 142.21.4*362*28.9A
0
nh2
=
++
==
=+=

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
R
x1
=
1
1
nh
x
A
J
=3.283 (cm)
J
y1
=1*37.2/12+2*1.4*16*18.6=18882(cm4).
R
y1
=
1
1
nh
y
A
J
=15.762(cm).
Tính toán các đặc trng hình học của nhánh1.
Khoảng cách thực tế giữa hai trục nhánh :
C=h-z
0

=125-3,535=121,465cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:
y
2
=C-y
1
=121,465 66,36=56,16cm.
Mômen quán tính của toàn tiết diện đối với trục ảo x-x:
4,Xác định hệ thanh bụng:
*,Bố trí hệ thanh bụng nh hình vẽ,các thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.Chọn
khoảng cách các nút giằng là a=138 cm .Vậy chiều dài thanh xiên :
Góc giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên:
tg=C/a=122.52/120=1.036.
Suy ra: =45
0
và sin=0,712.
Sơ bộ chọn thanh giằng xiên L75*6 mm.Có các thông số sau:
Diện tích tiết diện : A=8.15 cm
2
.
Bán kính quán tính nhỏ nhất xét cho tất cả các trục: r
min tx
=1.95 .
Vậy độ mảnh lớn nhất của thanh xiên là :
Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=19475daN gây ra:
Thanh kiểm tra nh thanh chịu nén đúng tâm, tra bảng II.1 ta có
min tx
=0,598.
13

[ ]
( )
[ ]
.735.13
8.89
16940
.16940)535.320 (2,37122*24.1*36.
12
1
.271,3
.9604.1*8.02.2*112)53.359.4(*36122*236*4.1*
12
1
nh2
2
2
423
2
nh2
2
2
4
2
23
2
cm
A
J
r
cmJ

cm
A
J
r
cmJ
y
y
y
x
x
x
===
=++=
==
=+++=
.36,66.
2
1
cmC
A
A
y
nh
==
.135.61
.61966836.66*6716.56*8.893.1445960.
4222
cm
A
J

r
cmyAJJ
x
x
inhixix
==
=+++=+=

.5.17152.122120
2222
cmCaS =+=+=
[ ]
.15058.103
95.1
2.202
min
max
=<===

tx
tx
r
S
.13339
73.0*2
19475
sin.2
daN
Q
N

tx
===

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Trong đó hệ số điều kiện làm việc =0,577do có kể đến sự liên kết lệch trục giữa trục
liên kết và trục thanh:
Vậy thanh xiên đảm bảo sự ổn định.
*,Độ mảnh của toàn cột theo phơng trục ảo x-x:
Tra bảng II.1 ta có
min
=0,9225
Tính lực cắt qui ớc:
Chọn thanh bụng ngang theo điều kiện độ mảnh giới hạn [ ]=150 chọn thanh có L56*5
mm chịu lực cắt Q
q
khá bé.Ta chỉ kiểm tra độ mảnh:
5,Kiểm tra tiết diện:
a, Nhánh cầu trục:
Ta kiểm tra hoàn toàn nh cột chịu nén đúng tâm:
Nội lực tính toán:
Lực nén trong nhánh cầu trục:
Vậy nhánh cầu trục đảm bảo ổn định.
b, Nhánh mái:
14
./2100/1976
6.15*577,0*75,0
13339

22
cmdaNRcmdaN

A
N
txtx
tx
tx
=<===


RcmdaN
A
r
l
r
l
daN
C
M
C
y
NN
nh
x
nh
y
y
nh
./4.1939
108*.8564,0
179380
.

N
tra.kiem thucCong
.8564,0: co II.1 bang Tra.3.50
.397,43
18.3
138
.3.50
5.23
1182
.179380
8.147
15107400
8.147
8.63
*)53.6263231174904(.
2
1min
nh1
minmax1
1
1
x1
1
1
y1
12
11

<===
==







===
===
=+++=+=
[ ]
.12085.34
6.15*2
2.142108
*6.3462.30
.
6.34k có suy ta ội,47 Với
.62.30
33.73
2245
2
2
0
1
x

=<=
+
+=
+=





==
===




td
tx
x
td
x
x
A
A
k
n
r
l
Do
.4.1884
9225,0

182801
).
2150
10.1,2
2330.(10.15,7
).2330.(10.15,7
tếực
6
6
6
th
qu
qu
qu
QQ
daNQ
N
R
E
Q
<
==
=



[ ]
.150
1.1
150

min
=<=

r
C



=
=
.174904
.15107400
1
daNN
daNcmM
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
b)Nhánh cầu truc.Ta kiểm tra hoàn toàn nh cột chịu nén đúng tâm:
Nội lực tính toán:
*******************************************
Lực nén trong nhánh cầu trục:
Lực nén trong nhánh mái:
Vậy nhánh mái cầu trục đảm bảo ổn định.
c, Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x:
*,Với cặp gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục:
Vậy với cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục thì cột vẫn đảm bảo ổn định
ngoài mặt phẳng uốn.
*,Với cặp gây nguy hiểm cho nhánh mái :
Nhánh mái:
15

=
=
.174904
.15107400
1
daNN
daNcmM



=
=
.182801
.20372300
2
daNN
daNcmM
RcmdaN
A
N
E
R
y
J
A
em
cm
N

M
e
lt
tdtd
x
*)2/(1786
2.250*4,0
178741
.
4,0
:có taII.3 bang Tra
.102,1
10.1,2
2100
.85.34.
35.184*
2.1343402
2.250
*4.86
.4.86
174904
15107400
1
lt
6
11
1

<====
===
===
===



=
=
.182801
.20372300
2
daNN
daNcmM
/1933
2.142*.8875,0
243922
.
N
tra.kiem thucCong
8875,0: co II.1 bang Tra.44.44
.397,43
18.3
138
.44.44
6.26
1182
.243922
8.147

20372300
8.147
84
*)53.6263231182801(.2
2
1min
nh1
minmax1
2
2
x2
2
2
2
21
2
RcmdaN
A
r
l
r
l
daN
C
M
C
y
NN
nh
x

nh
y
y
y
nh






<===
==







===
===
=+++=+=
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Ta tiến hành kiểm tra:
d, Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột:
Đờng hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột chịu lực N
tx
=13339 daN.
Dùng que hàn N46= 42 có các thông số sau:

R
gh
=2000 daN/cm
2
.
R
gt
=0,45*R
btc
=0,45*3450=1552.5 daN/cm
2
.
Do yêu cầu hàn tay nên
h
=0,7,
t
=1.
(R
g
)
t
=1*1552*5=1552.5(daN/cm
2
).
(R
g
)
h
=0,7*2000=1400(daN/cm
2

).
Vậy (R
g
)
min
=1400daN/cm
2
.
Thanh xiên là thép góc L100x8 liên kết một đầu với L100x14 và đầu kia liên kết với bản
cánh thép hình chữ I .
Chọn trớc chiều cao đờng hàn:6=h
min
h h
max
=9.6
Chọn h
hs
=9mm,h
hm
=6mm.
Vậy chiều dài cần thiết là cho đờng hàn sống:
Chiều dài cần thiết cho đờng hàn mép:
Tóm lại chiều dài đờng hàn sống l
hs
=11cm,l
hm
=7cm.
Còn đơng hàn liên kết thanh bụng ngang L50x5 do phải chịu lực khá bé cho nênta chọn
đờng hàn theo cấu tạo:
h

hs
=6mm,h
hm
=4mm.
l
hs
=l
hm
=5cm.
IV,Thiết kế các chi tiết cột:
1,Nối hai phần cột trên và dới:
a,Chọn phơng án nối :
Mối nối khuếch đại cao hơn mặt trên vai cột 500mm.Mối nối cánh ngoài và cánh
trong và bụng đợc tiến hành trên cùng một tiết diện.
Mối nối cánh ngoài dùng phơng án đờng hàn đối đầu, mối nối cánh trong dùng ph-
ơng án đờng hàn đối đầu với bản K.
b,Nội lực tính toán đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực cho tiết diện C
t
:
Cặp nội lực tính toán nhánh trong.
M
-
max
=-1443000 daNcm.
N
t/
=58399.5 daN N
2
=59006.03 daN.
Cặp nội lực tính toán nhánh ngoài.

16
)2/(1860
2.250*401,0
53.186638
.
401,0
:có taII.3 bang Tra
.102.1
10.1,2
2150
.85.34.
324.1)8.63(*
2.1343402
2.250
*44.111
.44.111
182801
20372300
2
lt
6
22
2
RcmdaN
A
N
E
R
y
J

A
em
cm
N
M
e
lt
tdtd
x




<====
===
===
===
.58.10
1400.7,0.9,0
13339.7,0
)..(.
.
min
cm
Rh
Nk
l
ghs
hs
===

.8.6
1400.7,0.6,0
13339.3,0
) (.
).1(
min
cm
Rh
Nk
l
ghm
hm
=

=

.54212
2
03.59006
4.58
1443000
daNS
trong
=+=
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
M
+
max
=1015440daNcm
N =50502daN.

c,Tính toán:
*,Mối nối cánh ngoài:
Dùng đờng hàn đối đầu có gia công mép dạng chữ K hay chữ V, chiều dài đờng hàn
bằng bề rộng cánh cột trên,l
h
=38cm.
Chiều cao đờng hàn: h
h
=16mm (h
max
=1,2.10=12mm).
Kiểm tra:
*,Mối nối cánh trong:
Chọn bản nối K có chiều dài và chiều rộng bằng bản cánh trong cột trên, tức là có tiết
diện: 380x16 mm.Dùng đờng hàn đối đầu vẫn có gia công mép, chiều dài l
h
=38cm.
Chiều cao đờng hàn: h
h
=16mm (h
max
=1,2.16=19.2mm).
Kiểm tra:
*,Mối nối bụng cột tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối.Vì lực cắt cột trên là
khá bé nên đờng hàn đối đầu lấy theo cấu tạo: hàn suốt chiều dài và chiều cao đờng hàn
bằng chiều dày bản thép.
=10
=10
=10
=10

=10
2,Tính toán dầm vai:
17
.42942
2
53.60650502
4.58
1015440
daNS
ngoai
=
+
+=
./2100/960
)2.6,138.(6,1
42642
).2.(
22
cmdaNRcmdaN
lh
S
nh
hh
ngoai
=<=

=

=

./2100/1242
)6,1.238.(6,1
54212
).2.(
22
cmdaNRcmdaN
lh
S
nh
hh
trong
=<=

=

=


Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
A
B
1500
tr
S
600
dvmax
M
Dựa theo sự làm việc của dầm vai ,nên dầm vai đợc tính toán nh một dầm đơn giản có
nhịp =1500cm, kê lên hai gối tựa là nhánh trong và nhánh ngoài cột dới.Dầm chịu uốn

bởi lực tập trung S
trong
=54212daN.
Phản lực gối tựa:
R
B
=S
trong
.60/150=21684.8 daN.
R
A
=S
trong
.90/150=32527.2daN.
Mômen lớn nhất là mômen Tại vị trí đặt lực tập trung S
trong
:
M
dv
max
=21684.8*90=1951632daNcm.
Chọn chiều dày bản đậy mút nhánh cầu trục của cột
bđ
=20mm;bề rộng sờn gối dầm cầu
chạy b
S
=300mm.
Chiều dày bản bụng dầm vai đợc xác định từ điều kiện ép mặt cục bộ của lực tập trung
(D
max

+G
DCT
)=45438 daN.
Chiều dài truyền lực ép cục bộ đến bụng dầm vai:
z=b
S
+2.
bđ
=300+2.20=34 cm.
Chiều dày cần thiết của bản bụng dầm vai :
Vậy chọn
bdv
=10 mm.
Bụng nhánh cầu trục của cột dới xẽ rãnh cho bản bụng dầm vai luồn qua.Hai bản bụng
này liên kết với nhau bằng 4 đờng hàn góc .
Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với
bản bụng nhánh cầu trục.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :
h
h
=6mm(<1,2
min
=1,2.6=7,2mm).
Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với
bản K.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :h
h
=6mm.
Cả 4 đờng hàn này chia nhau chịu lực S
trong
.
18

.42,0
3200.34
45438
.

max
cm
Rz
GD
em
dct
dv
==
+
=
.20
1400.6,0.4
8.2168445438
).(.4
min
max
1
cm
Rh
RGD
l
gh
Bdct
h
=

+
=
++
=

.13.16
1400.6,0.4
54212
).(.4
min
cm
Rh
S
l
gh
trong
K
h
===

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 2 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với
nhánh mái.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :h
h
=6mm.
Cả 2 đờng hàn này chia nhau chịu lực R
A
.
Theo yêu cầu về cấu tạo: h
dv

0,5.b
d
=0,5.150=75cm.
Tóm lại chọn:
Chiều cao dầm vai:80cm.
Chiều dày bản cánh dới dầm vai:10mm.
Chiều cao bản bụng dầm vai:80-(2+1)=77 cm.
3,Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:
Dầm vai có tiết diện chữ I không đối xứng .Cánh dới dầm vai thờng là một bản thép
nằm ngang nối bản bụng của hai của hai nhánh cột dới .
Cánh trên của dầm vai là hai bản thép (bản đậy nhánh cầu trục và bản sờn lót ) thờng
là có chiều dày khác nhau.
Để kiểm tra về uốn của dầm vai đủ chịu M
dv
max
,cần phải tính mômen chống uốn của hai
tiết diện hai bên điểm đặt lực của S
trong
và phải tìm vị trí của trục trọng tâm x-x.Khi điều
kiện này đợc thoã mãn, cần phải tính liên kết giữa cánh và bản bụng tiết diện chữ I
không đối xứng .Cách tính này quá phức tạp trong đồ án này nên ta chọn một phơng án
đơn giản hơn và hoàn toàn thiên về an toàn .Đó là quan niệm rằng chỉ có riêng bản bụng
dầm vai chịu hoàn toàn mômen uốn này .Tính mômen chống uốn của bản bụng :
Còn đờng hàn liên kết bản bụng dầm vai và bản cánh trên và bản cánh dới chịu lực cắt
Q
dv
khá bé đợc hàn theo cấu tạo và chọn h
h
=10mm.
4,Thiết kế chân cột:

a,Cấu tạo:
Chân cột đợc liên kết ngàm vào móng.
Cấu tạo chân cột riêng rẽ cho từng chân cột.
b,Nội lực tính toán:
Cho chân cột nhánh cầu trục:
N
1
nh
=179380 daN.
Cho chân cột nhánh mái:
N
2
nh
=243922 daN.
c,Tính toán:
Bê tông móng #200 có R
n
=90(daN/cm
2
).
Giả thiết:
Sơ bộ chọn :
Chiều dày của dầm đế :
dd
=10 mm.
Chọn bề rộng bản đế theo yêu cầu về cấu tạo:
B=b
c
+2.
dd

+2.C=60+2.1+2.4=70 cm.
Diện tích bản đế của nhánh xác định theo công thức :
A
bđ
=N/R
ncb
Vậy diện tích yêu cầu của bản đế nhánh mái là:
19
./2100.1975
2.988
1951632
W
M

2.988
6
77.1
6
.
2
dv
xma
3
2
2
cmdaNR
cm
h
W
bdvdv

=<===
===
.2,1/m
3
cb ==
bdm
AA
2
22
2
2259
90.2,1
243922
.
cm
Rm
N
R
N
A
ncb
nh
ncb
nh
yc
bd
====
.4.19
1400.6,0.2
2.32527

).(.2
min
á
cm
Rh
R
l
gh
A
im
h
===

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Vậy diện tích yêu cầu của bản đế nhánh cầu trục là:
Suy ra :
Chiều dài của từng bản đế :
Chọn L
bd1
=24cm,L
bd2
=36cm.
Vậy ứng suất thực ngay dới chân bản đế:
Ta cấu tạo chân cột nh hình vẽ :
Đối với nhánh mái ,ô có mômen gây nguy hiểm nhất :
Đối với nhánh cầu trục,ô có mômen nguy hiểm nhất:
20
2
11
1

1661
90.2,1
179380
.
cm
Rm
N
R
N
A
ncb
nh
ncb
nh
yc
bd
====
.7.23
70
1661
B
A
L
.27.32
70
2259
B
A
L
1bd

1bd
2bd
2bd
cm
cm
yc
yc
yc
yc
===
===
./1082,1.90/6.105
36*70
243922
./1082,1.90/77.106
24.70
179380
22
2
2
22
1
1
cmdaNRcmdaN
A
N
cmdaNRcmdaN
A
N
ncb

nh
nh
ncb
nh
nh
==<===
==<===


.41736.105*4.19*105,0
105,0
88.0
4.19
1,17
1,17
4.19
2
2
2
2
2
daNcmM
a
b
cmb
cma
==

=
==



=
=

.3.553777.106*4.29*06,0
06,0
39,0
4.29
5.11
5.11
4.29
2
2
2
2
2
daNcmM
a
b
cmb
cma
==

=
==



=
=

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Vậy chiều dày cần thiết cho mổi bản đáy:
Chọn chung chiều dày bản đế cho cả hai nhánh:
bđ
=4cm.
d,Tính các bộ phận của chân cột:
,Nhánh mái:
*,Dầm đế:
Toàn bộ lực N
nh
truyền từ nhánh cột xuống bản đế thông qua hai dầm đế và đôi sờn hàn
vào bụng của nhánh .Vì vậy dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực
nh
thuộc diện
tryền tải của nó.
Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh mái:
q
2dd
=

nh2
.B
chịu tải
=105.6*(4+1+20/2)=1584(daN/cm).
Tổng phản lực truyền lên mổi dầm đế:
N
2dd
=q
2dd
.l=1584*33=52272(daN).
Lực này phân ra cho hai đờng hàn sống và mép của thép góc tiết diện nhánh mái với
dầm đế chịu:
Trong đó: b
g
=10cm là bề rộng cánh thép góc ,
a
g
=2,2-1.1=1,1cm là khoảng cách từ trục trọng tâm nhánh mái tới đờng hàn
sống thép góc.
Chọn h
hs
=10mm,h
hm
=8mm ta tính các chiều dài đờng hàn cần thiết :
Chọn kích thớc dầm đế:600x10mm.
Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa có hai gối tựa là hai đờng hàn mép và hàn
sống đã tính ở trên, ta kiểm tra dầm đế chịu mômen uốn.
Với sự phân bố nhịp nh trên hình vẽ ta chỉ cần kiểm tra với mômen uốn lớn nhất do đầu
công sôn dài nhất gây ra.
M

uốn
=1/2*q
2dd
*15.9
2
=1/2*1584*15.9
2
=200225.52(daNcm).
Mômen kháng uốn của dầm đế:W=1/6.1.35
2
=204.2(cm
3
).
ứng suất gây ra do mô men uốn nói ở trên:
*,Tính sờn:
Tải trọng phân bố đều lên sờn ở nhánh mái:
q
2s
=
nh2
.B
chịu tải
=105.6*20=2112(daN/cm).
Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm:
M=1/2.q
2s
.17.1
2
=1/2*2112*17.1
2

=308784.96(daNcm).
Q=1/2.q
2s
.17.1=1/2*2112*17.1=18057.6(daN).
Chọn sờn đế dày 10mm, hàn suốt chiều cao sờn với chiều cao đờng hàn là 10mm
Chọn chiều cao sờn là 30cm.W=150(cm3).
21
.4.3
1*2100
4173*6
.
.6
.97.3
1*2100
6*3.5537
.
.6
2
1
cm
R
M
cm
R
M
bd
bd
===
===

daN
b
aN
N
daN
b
abN
N
g
g
hm
g
gg
hs
92.5749
10
1.1*52272
.
1.46522
10
1.1)-(10*52272
).(
dd2
dd2
===
==

=
cm
Rh
N
l
ghm
hm
hm
13.48
1400*8,0
92.5749
) (
min
===

cm
Rh
N
l
ghm
hs
hs
23.58
1400*1
46522
) (
min
===

/69.980

167,204
52.200225
2
RcmdaN
W
M

<===
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Kiểm tra theo điều kiện uốn của sờn đế:
Kiểm tra đờng hàn:
Đây là đờng hàn chịu mômen và lực cắt:
Công thức kiểm tra:
*,Tính chiều cao các đờng hàn ngang:
Sờn đế và dầm đế đều liên kết với bản đế bằng hai đờng hàn ngang suốt chiều dài ở hai
bên sờn.Chiều cao đờng hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là:
Liên kết giữa dầm và bản đế:
Liên kết giữa sờn và bản đế:
Chọn thống nhất tất cả các đờng hàn ngang là 8mm.
Nhánh cầu trục:
*,Dầm đế:
Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh cầu trục:
q
1dd
=
nh1
.B
chịu tải
=106.77*(4+1+30/2)=2135.4(daN/cm).
Tổng phản lực truyền lên mổi dầm đế:

N
2dd
=q
2dd
.l=2135*24=51249.6(daN).
Lực này phân đều cho hai đờng hàn hai bên bản cánh của tiết diện chữ I.
N
h
=N
2dd
/2=25624.8 (daN)
Chọn chiều cao đờng hàn h
h
=8mm.Suy ra chiều dài cần thiết của đờng hàn liên kết dầm
đế và bản cánh chữ I:
l
h
=25642.8/(0,8.1400)=40.88 (cm).
Vẫn chọn tiết diện dầm đế nh ở chân cột nhánh mái :600x10mm.
Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa có hai gối tựa là hai đờng hàn hai bên tiết
diện chữ I đã tính ở trên, ta kiểm tra dầm đế chịu mômen uốn.Với sự phân bố nhịp nh
trên hình vẽ ta chỉ cần kiểm tra với mômen uốn lớn nhất giữa nhịp :
M
uốn
= 2135.4*16/8=68332.8(daNcm)
Vậy dầm mái chọn nh vậy đủ khả năng chịu lực.
*,Tính sờn:
Tải trọng phân bố đều lên sờn ở nhánh cầu trục:
q
1s

=
nh1
.B
chịu tải
=106.77*30=3203.1(daN/cm).
Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm:
M=1/2.q
1s
.(24/2-1.6/2)
2
=1/2*3203.1*11.2
2
=200898.432 (daNcm).
22
RcmdaN
W
M
./2058
150
96.308784
2

<===
{ }
)/(1400)()/(9.1224
56
6.18057
3.261
96.308784
).(56)1.230.(1.2 2

).(3.261)2.130.(1.
6
1
.2
6
1
.2
.,min
22
22
322
22
cmdaNRcmdaN
cmlA
cmlW
RR
A
Q
W
M
hgtd
h
hh
h
hh
ghhgtt
hh
td
==

+






=
===
===









+

=




.8.0
1400.2
2112
).(2
min
2
2
cm
R
q
h
g
s
ngang
suon
===

.6,0
1400.2
1584
).(2
min

2
2
cm
R
q
h
g
dd
ngang
dam
===

RcmdaN
W
M
./775
96
8.68332
2

<===
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
Q=1/2.q
1s
.(20/2-0,6/2)=1/2*3203.1*11.2=17937.36(daN).
Chọn sờn đế dày 10mm, hàn suốt chiều cao sờn với chiều cao đờng hàn là 10mm
Chọn sờn đế : 250x10mm, W=96(cm3).
Kiểm tra theo điều kiện uốn của sờn đế:
*,Kiểm tra đờng hàn:
Đây là đờng hàn chịu mômen và lực cắt:

Công thức kiểm tra:
*Tính chiều cao các đờng hàn ngang:
Sờn đế và dầm đế đều liên kết với bản đế bằng hai đờng hàn ngang suốt chiều dài ở hai
bên sờn.Chiều cao đờng hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là:
Liên kết giữa dầm và bản đế:
Liên kết giữa sờn và bản đế:
Chọn thống nhất tất cả các đờng hàn ngang là 8mm.
Tính bu lông neo:
*Nhằm mục đích là kiểm tra kéo nên ta chọn lại THNL phù hợp với tiêu chí này.Đối với
nhánh mái ta chọn tổ hợp 1,8đối với nhánh cầu trục ta chọn tổ hợp1.7.Trong đó
M
T
,N
T
:nội lực ở tiết diện chân cột do tĩnh tải gây ra.
M
G
:nội lực ở tiết diện chân cột do hoạt tải gió gây ra.
n
T
=1,1 hệ số vợt tải trung bình của tải trọng tĩnh.
n
b
=0,9 hệ số của tải trọng tĩnh khi tính bu lông neo.
Vậy lực kéo trong bu lông ở nhánh mái:
)(413202.1/9.0*50502*
)(2.19007518161978001.1/9.0*3434100*
daNn
n
N

N
daNcmMn
n
M
M
b
T
T
giob
T
T
===
=+=+=
Diện tích tiết diện cần thiết của bu lông neo ở nhánh mái:
A
yc
th neo
=N
bu lông 2
/R
neo
=105119.33/1400=75.1 (cm
2
).
Lực kéo trong bu lông ở nhánh cầu trục:
23
{ }
)/(1400)()/(1310
44
36.17937

33.161
432.200898
).(44)1.224.(1.2 2
).(33.161)2.124.(1.
6
1
.2
6
1
.2
.,min
22
22
322
22
cmdaNRcmdaN
cmlA
cmlW
RR
A
Q
W
M
hgtd
h
hh
h
hh
ghhgtt
hh

td
==






+






=
===
===









+

=




.76,0
1400.2
4.2135
).(2
min
1
1
cm
R
q
h
g
dd
ngang
dam
===


=== .33.105119

8.147
84
*41320
8.147
2.19007518
.
1
2
daN
C
y
N
C
M
N
bulong
RcmdaN
W
M
./2093
96
432.200898

2
<===

=== .6.102355
8.147
8.63
*41320

8.147
18.17808718
.
1
1
daN
C
y
N
C
M
N
bulong
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
)(413202.1/9.0*50502*
)(18.17808718900014991.1/9.0*3434100*
daNn
n
N
N
daNcmMn
n
M
M
b
T
T
giob
T
T

===
=+=+=
Diện tích tiết diện cần thiết của bu lông neo ở nhánh cầu trục:
A
yc
th neo
=N
bu lông 1
/R
neo
=102655.6/1400=73.3 (cm
2
).
Chọn bu lông neo ở nhánh mái và nhánh cầu trục là:
4 bu lông 48có tiết diện thu hẹp trong mỗi nhánh là :41.86*2=83.72cm
2
.
*Thiết kế dầm đỡ bu lông.
Chọn bản đậy dầm đỡ bu lông.
+Nhánh mái:
M
2
=N
bulông2
*15/4=>
2
=M
2
/W= (N
bulông2

*15/4)/(15*h*h/6) 2100(daN/cm2)
+Nhánh cầu trục:
M
1
=N
bulông1
*15/4=>
1
=M
1
/W= (N
bulông1
*15/4)/(15*h*h/6) 2100(daN/cm2)
Sau khi tính toán chọn chung cho cả hai nhánh là:
=>h 8.6cm chọn h=9 cm.
Tính dầm đỡ bu lông.
. =N
bulong
*8*6/1.6*h*h 2100=>h N
bulông
*8*6/1.6*2100.
Sau khi tính toán thống nhất chọn h=40cm.
f , Thiết kế dàn vì kèo:
I,Sơ đồ dàn vì kèo:
II,Tải trọng tác dụng dàn lên dàn vì kèo:
1,Tải trọng thờng xuyên:
Bao gồm trọng lợng các lớp mái và trọng lợng các kết cấu mái phân bố đều trên mặt
bằng nhà.Ta qui tải trọng phân bố về thành lực tập trung tại các nút dàn vì kèo:
g
m

=490.23 daN .
g
d
=31.68daN .
g
ct
=6daN.
Xét dàn vì kèo có hệ bụng phân nhỏ.Tải trọng tập trung tại các nút dàn vì kèo:
Với nút đầu dàn:
G
1
=0,5.d.B.(g
d
+g
m
)=0,5*6*3(490.23+31.68)=4697.2 daN.
Với nút thứ hai:
G
2
=2*G
1
=9394.38 daN.
G
3
=G
2
Với nút tại chân cửa trời:
G4=0.5*d*B*( g
ct
+ g

d
+g
m
+G
ct
)+G
1
24
Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép
=0.5*3*6(6+31.68+8.235+490.23)+4697.2
=9522.505(daN).
Nút còn lại:
G
5
=d*B*( g
ct
+ g
d
+g
m
)=3*6*(6+31.68+490.23)=9502.38(daN).
2,Hoạt tải mái:
Nút đầu dàn:
P
1
=0,5.d.B.p=0,5*3*6*75*1.3=877.5daN.
Nút trung gian.
P
2
=d.B.p=1755daN.

3,Mô men đầu dàn:
Từ bảng nội lực ta chọn ra cặp mômen gây nguy hiểm :
M
-
min
=-7059670daNcm.
M
t
=-2288700 daNcm.
Nhận xét: Tại tiết diện B không tồn Tại cặp mômen M
+
max
, M
t
cho nên ta chỉ tính với cặp
M
-

min
,M
t
.
4,Tải trọng gió:
Ta có: W
0
=155(daN/m2).
Ta chọn hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại cao trình
đỉnh mái: h=21.81 mk=0.80353(khu vực xây dựng C)
Hệ số khí động học của hai mái đợc tra bảng:
Vậy tải trọng gió qui về tải trọng tập trung thẳng đứng tại các nút của dàn

Nút đầu dàn:
W
1
=-0,5.d.B.n.W
0
.k.C
1
=-0,5*3*6*1.3*155*0.80353*0.661=-963.21 daN.
Nút thứ hai:
W
2
= d.B.n.W
0
.k.C
1
=2*W
1
=-1926.4daN
Nút thứ 3:
W
3
=- 0,5.d.B.n.W
0
.k.C
2
=0,5*3*6*1.3*155*0.80353*0.4322=-629.8 daN.
W
4
=2.*W
3

=-1259.6daN
Nhận xét:Nh vậy tại mỗi nút dàn đều có hai tấm panel 1,5x6m .ở đây lực gió
không lớn hơn trọng lợng bản thân của hai tấm panel này (2.1,5.6.165=2970 daN),nên
suy ra trong mọi trờng hợp không thể xảy ra trờng hợp gió bốc mái đợc.Vậy trong tính
toán ta không xét tới yếu tố của lực gió.
III,Xác định nội lực tính toán của hệ giàn:Y
Phơng pháp giải dùng biểu đồ Crômêna:
Xét các trờng hợp tải trọng :
a,Tĩnh tải chất lên toàn bộ dàn:
b,Hoạt tải chất lên toàn bộ dàn,lên nửa trái dàn và lên nửa phải dàn:
c,Mômen đầu dàn: M

min
đặt bên đầu dàn bên trái ,M

min
đặt bên đầu dàn
bên phải.
IV,Tổ hợp nội lực dàn:
V,Xác định tiết diện các thanh dàn:
*Các nguyên tắc chọn thanh dàn.
+Chọn theo thép định hình
+Tiết diện thanh nhỏ nhất L50x50x5
+Với dàn có nhịp L=30m thay đổi tiết diện thanh cánh 1 lần phù hợp với nội lực.
+Khe hở và đờng hàn tuần theo quy phạm.
+Bề dày bản mã chọn theo các thanh bụng dựa vào bảng tổ hợp ta chọn
Chọn bề dày bản mã theo nội lực lớn nhất trong các thanh bụng, chính là nội lực trong
thanh xiên đàu dàn: N=57173,3 daN.Tra bảng ta chọn =12mm.
25
4322,0;671,0

7,51,0
661,0
30
8.19
21
0
==





==
==
CC
artg
L
H