ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II THIẾT KẾ NHÀ XƯỞNG 1 TẦNG 1 NHỊP L=27M

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
 SỐ LIỆU CHUNG :
Thuộc vùng II : p lực tiêu chuẩn 95daN/m
2
ít chòu ảnh hưởng của bão trừ 12daN/m
2
suy ra
q
o
= 83 daN/m
2

Qui mô công trình một nhà xưởng một tầng một nhòp có 2 cầu trục cùng hoạt động và chế độ
hoạt động trung bình, chiều dài nhòp đoạn 90 ÷ 120m
o Bước cột : B = 6m
o Mái lợp panen BTCT
Vật liệu :
o Bêtông móng mác 200 ÷250 ⇒ R = 21KN/m
2

o Hàn tay, que hàn E42, E42A hoặc tương đương
o Tuổi thọ trung bình 50 năm
 SỐ LIỆU RIÊNG :
o Nhòp nhà L =27 m
o H
r
= 11.3m
o Sức cẩu cần trục Q = 200KN=20T
CHƯƠNGI. KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG:

1. Kích thước khung ngang theo phương đứng :
- Nhà xưởng có 1 tầng một nhòp có hai cầu trục hoạt động và chếđộ hoạt động trung bình.
Dựa vào nhòp nhà 27m tra bảng phụ lục 13 hướng dẫn đồ án thiết kế kết cấu thép của thầy
Ngơ Vi Long có :
Loại ray thích hợp : KP70, giả đònh h
r
= 200mm
Đối với sức cẩu cần trục Q = 20/5T thì H
k
=2400mm (H
k
: Chiều cao Gabarit của cầu trục,
được tính từ đỉnh ray cho đến điểm cao nhất của cầu trục
Bề rộng của cầu trục B
k
= 6300mm
Nhòp cầu trục L
k
= 25.5m.
Khoảng cách giữa hai trục bánh xe của cầu trục: K = 4400 mm
Không bố trí Phần cột chôn ngầm dưới mặt nền: h
m
= 0 m
h
1
: Khoảng cách điểm cao nhất của cầu trục đến mép dưới kết cấu đỡ mái
h
1
= 100 + f = 100 + 200 = 300mm
Trong đó:

100mm : Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu mái
f = 200 ÷ 400mm khe hở phụ, xét đến độ võng của kết cấu việc bố trí thanh giằng
Chọn f = 200mm
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060901
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
( )
mBh
dcc
75,06,06
10
1
8
1
10
1
8
1
÷=×






÷=







÷=
Chọn h
dcc
= 600mm
Chiều cao đầu dàn h
o

( )
mLh
o
7,28,127
15
1
10
1
15
1
10
1
÷=×






÷=







÷=
Chọn h
o
= 2,2m = 2200mm
Độ võng của dàn mái lấy bằng 1/1000L : f = (1/100)
×
2700 = 270mm
Chiều cao thực của phần cột trên được xác đònh theo công thức :
H
t
= h
dcc
+ h
r
+ H
k
+ 100 + f= 600 +200 + 2400 + 100 + 270 = 3570 (mm)
Chiều cao thực của phần cột trên được xác đònh theo công thức :
H
d
= H
r
- h
r
– h
dcc

+ h
m
= 11300 - 200 - 600 + 0= 10500 mm
Chọn H
d
= 11000 mm; H
t
= 3600mm
Chiều cao của toàn bộ công trình
H
n
= h
o
+ H
t
+ H
d
= 2,2 + 3.6 +11 =16.8 m
2. Xác đònh kích thước khung ngang theo phương ngang nhà:
- Nhòp nhà xưởng L = 27m
- Nhòp cầu trục L
k
= 25.5m
- Bước cột B = 6m
- Tính toán khe hở giữa cầu trục và mép trong cột dựa vào sức cẩu cần trục Q =
20/5 T suy ra B
1
=280mm
- Khe hở an toàn giữa cầu trục và cột thường lấy D = 60mm
- Chiều cao cột trên H

t
= 3600mm
- Chiều cao cột dưới H
d
= 11000 mm
- Từ các số liệu trên ta chọn kích thước phương ngang như sau:
* Khoảng cách từ trục ray đến trục đònh vò:
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060902
3600
2200
11000
27000
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
 = (L-L
k
)/2 = (27–25.5)/2 = 0.75 m
* chiều cao tiết diện phần cột trên có thể chọn sơ bộ như sau:

( )
1 1
327 360
10 11
t t
h H mm
 
= ÷ × = ÷
 ÷
 
Chọn h
t

= 500mm
* Khoảng cách từ trục đònh vò tới mép ngoài cột
a
≥
b
ct
+B
1
+D -  = 500 +280+60 -750 =90 mm
chọn a = 250 mm tức là trục đònh vò trùng với tim cột trên.
* Bề rộng cột dưới xác đònh theo công thức:
h
d
=
mmma 11000250750 ==+=+
λ
Kiểm tra lại theo yêu cầu độ cứngkhung ngang:
h
d
≥
(1/10 –1/11)H
d
= (950-1000)mm
h
d
≥
1/20(H
d
+ H
t

) = 730 mm
Vậy chỉ số chiều cao cột dưới đã chọn la hợp lý.

3. Kích thướt dàn mái và cửa mái:
+ chiều cao đầu dàn mái: h
0
=2200(mm)
+độ dốc i =1/8
 chiều cao dàn mái là:
àn 0
1 1 1
2,2 27 4
2 2 8
d
h h tg L m
α
= + × = + × × =
• Bề rộng của mái b
cmái
=
( )
1 1 1 1
27 9 13.5
2 3 2 3
L m
   
÷ = ÷ × = ÷
 ÷  ÷
   
• Chọn b

c mái
= 12m
* Bậu cửa dưới lấy chiều cao h
1
= 600mm
* Bậu cửa trên lấy chiều cao h
2
= 400m
* Phần cánh cửa lật cao 1200mm.
 chiều cao cửa mái:
600 400 1200 2200( )
cm
h mm= + + =
4. Hệ Giằng:
- nhiệm vụ của hệ giằng trong nhà công nghiệp bao gồm:
+ đảm bảo tính bất biến hình của hệ thống kết cấu khung nhà xưởng. ổn đònh hệ
khung khi dựng lắp.
+ giảm bớt chiều dài tính toán các cấu kiện chòu nén.
+ truyền tải trọng theo phương dọc nhà.
+ đảm bảo sự làm việc không gian của hệ khung nhà xưởng,nhất là khi chòu lực hãm
ngang của cầu trục.
- hệ giằng trong nhà công nghiệp gồm hai hệ thống:
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060903
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
+ giằng cột: gồm giằng cột dưới và giằng cột trên .
+ giằng mái:gồm các khối hộp 6 mặt trên mái được bố trí giữa các khối nhiệt độ.
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060904
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG:

1. Tải trọng tác dụng lên dàn:
a. Trọng lượng mái:
Tónh tải do trọng lượng bản thân dựa vào cấu tạo cụ thể của các lớp mái để tính.
Tải trọng do các lớp mái
Tải trọng tiêu
chuẩn g
2
m
(KG/m
2
)
Hệ số vượt tải
Tải trọng tính toán
Gm (KG/m
2
)
• Tấm panen BTCT cỡ lớn.
• Lớp BT nhẹ cách nhiệt dày 4
cm
• Lớp chống thấm 2 giấy 3 dầu
• Các lớp vữa tô trát, tổng chiều
cao dày 4cm
• Hai lớp gạch đá men, dày mổi
lớp 3cm.
Tổng cộng:
150
40
10
80
120

400
1,1
1,2
1,2
1,2
1,1
165
48
12
96
132
453
 tổng tải trọng tiêu chuẩn:q
tc

=400 daN/m
2
+tổng tải trọng tính tốn  q
tt
=453 daN/m
2

cos 0,995i tg
α α
= = =
Suy ra:
2
/14,403
995,0
400

mdaNg
c
m
==
mặt bằng.

2
453
456,56 /
0,995
tt
m
g daN m= =
mặt bằng.
b. Trọng lượng bản thân của kết cấu mái và hệ giằng:
Theo công thức thực nghiệm:
g
d
tc
= 1.2**L = 1.2
×
0.7
×
27 = 22.7 daN/m2
Trong đó : Nhòp nhà L = 27m
Hệ số trọng lượng bản thân dàn
9,06,0 ÷=
d
α
đối với dàn nhòp từ 24

÷
36m
Chọn
7,0=
d
α
g
d
tt
= 1.1
×
22.7 = 24.94
c.Trọng lượng kết cấu của cửa mái:
Theo CT:
tc 2
cm
g 0,5 12 6 /
cm cm
L KG m
α
= × = × =
mặt bằng nhà
Trong đó :
0,5
12
cm
cm
L m
α
=

=
nhòp của mái
=>
2
1,1 6 6,6 /
tt
ct
g daN m= × =
mặt bằng nhà.
d. Trọng lượng cánh cửa và bậu của mái
*Trọng lượng bậu cửa bằng 100
÷
150 KG/m , chọn g
tc
= 120 daN/m bậu
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060905
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
* Trọng lượng cửa kính và khung cánh cửa g
2
/4035 mdaN
c
ck
÷=
chọn
./40
2
mdaNg
c
ck
=

* Các tải trọng này tập trung ở chân cửa trời, để tiện tính khung ta phải qui đổi thành phân bố
đều trên mặt bằng nhà.
* Trọng lượng bậu của mái:
g
bc
tt
= n*g
bc
c
*B/L = 1.1*120*6/27 = 29.3 daN/m
* Trọng lượng cửa kính và khung cánh cửa chọn h
ck
= 1200mm
g
ck
tt
=(n*g
c
kc
*h
ck
*B)/L = 1.1*40*1.2*6/27 =11.7 daN/m
* Tổng tónh tải phân bố đều trên dàn:
g = B(g
m
tt
+g
d
tt
+g

ct
tt
) +2*(g
bc
tt
+g
ck
tt
)
g = 6*(456.56+24.94+6.6)+2(29.3+11.7) =3100 daN/m=31KN/m
e. Hoạt tải sửa chửa mái:
Theo qui phạm về tải trọng và tác động TCVN 2373-1995. Đối với trường hợp mái lợp panen
BTCT, tải sửa chữa mái lấy p
c
= 75 daN/m
2
.Hoạt tải mái được tính với hệ số hoạt tải n=1,3
q
tt
= (n x p
tt
)/cos12
0
= (1,3 x 75)cos12
0
= 99.68 daN/m
2

Hoạt tải sửa chửa mái dồn về một khung thành tảiphân bố đều là:
q

tt
*B = 99.68*6 =598.08 daN/m
f. Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục :
- Sức cẩu cầu trục : Q = 20T
- Trọng lượng tòan bộ cầu trục G = (xe con+cầu trục)=(8,5+41)=49,5T
- Số bánh xe ở một bên cầu trục n
o
= 2
- Áp lực lớn nhất của một bánh xe cầu trục tác dụng ray tra bảng trong
Catalogue của cầu trục/118 của Ngô Vi Long ta được
- P
max
t
= 23,5T = 235 KN
- Áp lực tương ứng của một bánh xe cầu trục lên ray phía bên kia.+
P
min
=(Q+G)/n
o
–P
max
= (20+49,5)/2 –23,5 = 11,25T =112,5KN
- Ta đặc bánh xe lên cầu trục và vẽ đường ảnh hưởng của gối tựa
Từ kích thước cầu trục B
k
= 6300mm , K = 4400 được tra từ Catalogue ta có thể sắp xếp các
bánh xe cầu trục sau:
y
1
= 1

y
2
=4.1/6 = 0.7
y
3
=1.6/6= 0.27
y
4
= 0
y = 1+0.27 +0.7 = 1.97
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060906
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
- Áp lực lớn nhất Dmax của cầu trục lên cột do các lực P
max,
D
max
= n x n
c
x P
max
x y
=1.1*0.9*23.5*1.97= 45,83T= 458,3 kN
- Áp nhỏ nhất D
min
của cầu trục lên cột do các lực Pmin.
D
min
= n x n
c
x P

min
xy = 1.1*0.9*11.25*1.97 = 21,94 T= 219,4kN
Trong đó : n= 1,1 là hệ số vượt tải
N
c
= 0,9 : Hệ số tổ hợp, khi xét đến xác suất xảy ra các đk bất lợi cùng lúc, cả
hai cầu trục đều phải cẩu vật nặng bằng sức cẩu tối đa cho phép hai cầu trục phải đi phép
liền nhau xe con của hai cầu trục cùng về 1 phía của cầu trục và vò trí các bánh xe của hai
cầu trục ở vào vò trí bất lợi nhất.
moment lệch tâm tại vai cột : e = (b
cd
-b
ct
)/2= (1-0.5)/2m
chọn e = 0,25 m
M
Dmax
= D
max
x e = 45,83 x 0,25 = 11,5 Tm= 115 kNm
M
Dmin
= D
min
x e = 21,94 x 0,25 = 5,49 Tm= 54,9 kNm
G
dcc
đặt tại chổ vai đỗ dầm cầu trục và tải trọng thường xuyên. Trò số của nó không lớn
hơn so với áp lực của bánh xe, coi như là tải trọng tạm thời: Do đó để đơn giản tính toán và
đảm bảo an toàn ta được:

d. Do lực hãm của xe con:
Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động:
Tổng hợp lực hảm ngang tác động lên tồn cầu trục:
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060907
4400
1900
4400
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG

,
0
20 8,5
0,1 2 1,425( )
4
xe
ms xe
xe
Q G
T f n T
n
+
+
= × × = × × =
=14,25(kN)
Trọng lượng xe con G
xc
=8,5T= 85kN
Lực hãm ngang tác dụng lên một bánh xe của cầu trục:
T
1

= T
0
/n
0
= 0.7125T= 7,125kN
VÂY LỰC XÔ NGANG CỦA CẦU TRỤC LÀ:

1 1
1,1 0,9 0,7125 1,97 1,39( )
i
T n n T y T= × × × = × × × =
∑
=13,9(kN)
2. Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm.
- Tải trọng tác dụng lên khung gồm.
* Gió thổi lên mặt tường dọc được chuyển thành phân bố trên cột khung
• Gió trong phạm vi mái, từ cánh dưới dàn vì kéo trở lên được chuyển thành lực tập trung
nằm ngang đặt cao trình cánh dưới vì kéo.
Tải trọng tập trung tại đáy vì kéo
W = n
.
q
0.
k.B
''
ii
hc ×∑
W
’
= n

.
q
o
.k.B.
''
ii
hc ×∑
Công trình xây dựng tại vùng ngoại ô, vùg gió II, ít chòu ảnh hưởng của bão. Do vậy áp lực
gió tiêu chuẩn q
o
= 83 daN/m
2
.
Hệ số vượt tải trọng gió n = 1,3.
Bước cột B = 6m
Độ cao toàn bộ công trình H
n
=16,8m nội suy ta được k = 1,11
Hệ số khí động đón gió và trái gió.
Tính c
1

0 ' "
1
7 7 30
8
i tg
α α
= = ⇒ =
Tỉ số

H
n
/L = 16,8/27 = 0,6
nội suy ta được c
1
= 0,8
Tỉ số
L
nhà
/ L= 15*6/27 = 3.3
 Nội suy ta được c
3
= -0,5
Tải trọng gió phân bố lên khung:
Tải trọng gió phân bố lên khung:
Phía đón gió: q = n.q
0
.k.c.B
Phía trái gió: q
’
= n.q
0
.k.c
’
.B
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060908
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
q
đ
= 1,3 x 83 x 1,11 x 0,8 x 6 = 5,956(KN/m)

q
hút
=1,3 x 83 x 1,11 x 0,5 x 6= 3,723(KN/m)
Toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên cao trình đáy vì kèo lên đỉnh mái được quy về W
đ
và W
h
.
Tải trọng gió tập trung nằm ngang.
W = n
.
q
0.
k.B
ii
hc ×∑
= q
i
.hi.
W
đ
=83x1.3x1.15x6(0.8x2.2+0.5x0.9+0.8x2.2+(-1.3)x0.6+0.5x0,6+0,5x2,2+0.5x0.9+0.5x2.2)
=23,75(KN)
W
h
= =21,96(KN)
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG
Tính khung cứng có các thanh rỗng như dàn, cột khá là phức tạp nên trong thực tế đã thay sơ
đồ tính toán thật của khung bàng sơ đồ đơn giản hoá với các giả thiết .
Thay đổi cột bằng cấu kiên thanh trùng với tim của cột có độ cứng bằng độ cứng cột.

Thay thế dàn bằng một xà ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh dưới dưới
của sàn.
Chiều cao cột dưới H
cd
= h
1
= 11 m
Chiều cao cột trên H
ct
= h
2
= 3,6 m
Chiều cao khung tính từ đáy cột (mặt đáy móng) đến mép dưới cánh dưới dàn vì kéo
H = H
cd
+ H
ct
= 11+3,6 = 14,6m
Nhòp tính toán là khoảng cách giữa hai trục đònh vò L = 27m
Tỉ số giữa moment quán tính giữa cột dưới và cột trên
107 ÷=
ct
cd
J
J
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:07060909
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
Tỉ số giữa moment quán tính giữa tiết diện dàn và cột trên
25 40
d

ct
J
J
= ÷
Giả thiết tỷ lệ độ cứng
8
cd
ct
J
J
=

30
d
ct
J
J
=
Qui ước: moment dương khi làm căng thớ bên trong của cột và sàn
Phản lực ngang là dương khi có chiều hướng từ bên trong ra bên ngoài tức là đối với
cột trái hướng từ phải sang trái ta biết phản lực do nút tác dụng lên thanh.
1. TÍNH KHUNG VỚI TẢI TRỌNG PHÂN BỐ LÊN XÀ NGANG.
a.Tónh tải.
KNm
KNm
KNm
27m
3.6m11m
 Xét bài toán 1 :
KNm

HCB : Đây là hệ số đối xứng chòu tải đối xúng nên ta có ∆ = 0 và các thành phần đối xứng
do ϕ
1
= ϕ
2
= ϕ =1 gây ra trên hệ cơ bản. Vì thế ta có thể xét một nửa hệ bằng cách thêm vào
một liên kết ngàm trượt tại điểm giữa của xà ngang.
Lực dọc từ mái truyền xuống cột :
N = q*l/2 = 31 *27/2 = 418,5 KN
Moment lệch tâm đặt tại vai cột.
M
lt
= N.e = 418,5 x 0,25 = 104,6 KNm
Phương trình chính tắc r
11
ϕ + R
1p
= 0
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609010
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
Vẽ biểu đồ moment
1
Μ
và
o
p
Μ
Biểu đồ M
1
do ϕ

1
= 1 gây ra trên HCB

3.6
0.25
11 3.6
1
0,125
8
ct
cd ct
ct
cd
H
a
h H H
J
n
J
λ
= = = =
+ +
= = =
Tra phụ lục số 18 và nội suy ta xác đònh được K
B
= - 0,6052; K’
B
=1,4338
 Đối với phần cột :
Moment và phản lực ở đỉnh cột do chuyển vò xoay bằng đơn vò gây ra

B
M
ϕ
=K
B
*E*J
cd
/h = -0,6052* E*J
cd
/h
B
Q
ϕ
=R
B
= K’
B
* E*J
cd
/h
2
= 1,4338 * E*J
cd
/h
2
Moment và phản lực ở chân cột
A
M
ϕ
= M

B
+ R
B
. h = -0,6052* E*J
cd
/h +1,4338 * E*J
cd
/h = 0,8286* E*J
cd
/h
Chiếu lên phương ngang
A
Q
ϕ
= -
B
Q
ϕ
=-1,4338* E*J
cd
/h
2

 Đối với phần xà ngang
BC
M
ϕ
=
4
8,1

d cd
E J E J
L h
× ×
− = − ×
Moment ở gối trên đoạn BC
M
BC
gối
= -31*27
2
/12 = -1883 KN.m
M
BC
nhòp
= 31*27
2
/24 = 941 KN.m
Xác đònh hệ số r
11
v R
1p
:
bằng cách tách nút và xét cân bằng mômen ta xác đònh được r
11
và r
1p
như sau:
r
11

=
B
M
ϕ
+
BC
M
ϕ

8,705
cd
E J
h
×
= ×
R
1p
= -1883 KN.m
Xác đònh góc xoay ϕ
r
11
ϕ + R
1p
= 0 => ϕ = - R
1p
/r
11
= 1883/(8,705 E*J
cd
/h) = 216,31*h/EJ

cd
(KN.m)
Vẽ biểu đồ moment trong hệ ban đầu:
0
1
1
pp
MmM +×=
ϕ
Giá trò moment ở chân cột
216,31 0,8286 0 179,2
cd
A
cd
E J
h
M KNm
E J h
 
×
= × × × + =
 ÷
×
 
Giá trò moment ở đỉnh cột
0,6052
216,31
0 130,91
cd
B

cd
EJ
h
M kNm
EJ h
−
 
= × + = −
 ÷
 
Giá trò moment ở đầu dàn
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609011
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
8,1
216,31
1883 130,89
cd
B
cd
EJ
h
M kNm
EJ h
−
 
= × + =
 ÷
 
Giá trò moment ở giữa dàn
M

nhòp
=
2 2
31 27
130,9 2693,9
8 8
BC
q L
M KNm
× ×
− = − + = −
 Xét bài toán 2
Đây là hệ đối xứng chòu tải đối xứng nên ∆ = 0
Tải trọng không tác dụng trực tiếp với xà ngang => EJ= ∞ => ϕ
1
= ϕ
2
= 0
Ta có :
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609012
104,6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG

0,25
1
0,125
8
0,25
ct
cd ct

ct
cd
H
a
h H H
J
n
J
λ
α λ
= = =
+
= = =
= =
Tra bảng phụ lục số 16 và nội suy ta được các hệ số K
B
= - 0,13302;
'
1,4645
B
K =
Moment và phản lực đỉnh cột
M
B
= K
B
x M
lệch tâm
= -0,13302x (-104,6) = 13.91kNm
'

( 104,6)
1,4645 10,49
14,6
B lechtam
b B
ct cd
M
Q R KN
H H
Κ ×
−
= = = × = −
+
Moment ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần trên cột
M
II
= M
B
+ Q
B
*h = 13.91 + (-10,49x 3.6) = -23,85 KNm
Moment ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới
M
III
= M
II
- M
lệch tâm
= 104,6 – 23,85 = 80,75KNm
Moment tại chân cột

M
A
= M
III
+ Q
III
*
.
H
cd
= 80,75 + (-10,49x 11) = -34.64 KNm
Vẽ biểu đồ moment của cả hệ M =
21
pp
MM +
biểu đồ moment trong trường hợp này được tính bằng cách lấy biểu đồ moment của trường
hợp tónh tải bằng biễu đồ tổng cộng của sơ đồ 1+sơ đồ 2

SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609013
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG

b.Hoạt tải :
Theo TCVN – 1995 tải trọng sửa chữa mái panen BTCT đựoc lấy bằng 75(daN/m
2
) mặt bằng
nhà. Hệ số vượt tải n = 1.3
Giá trò sửa chữa mái đưa vào tính toán là:
2
7.5
1.3 99.43( / )

cos12
tt
ht
q daN m= × =
Tải sửa chữa mái dồn về tải phân bố đều :
99.43 6 596.58( / )
tt
ht
q B daN m× = × =
Biểu đồ mômen của hoạt tải ta có thể tính nhanh bằng cách lấy biểu đồ mômen tónh tải nhân
với tỷ số
5.9658
31
p
g
=
=0.192
2.p lực đứng của cầu trục D
max
, D
min
lên vai cột :
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609014
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
D
max
, D
min
đặt tại nhánh trong của cột dưới (tức nhánh cầu trục) khi đưa về trục cột dưới sẽ
xuất hiện M lệch tâm đặt tại vai cột xác đònh như sau:

D
max
= 458,3 KN
D
min
= 219,4 KN
M
max
= D
max
e = 458,3*0,5=229,2KNm
M
min
= D
min
e = 219,4*0,5=109,7 KNm
Bài toán 1: với các moment đặt tại vai cột: các lực D
max
, D
min
đặt tại trục cột chỉ gâyra các lực
dọc trong cột dưới chứ không gây ra moment trong khung với giả thiết bỏ qua biến dạng dọc
trục của thanh vì ta chỉ cần giải bài toán 2.
27m
3.8m11m
max
min
• HCB : Tải trọng không tác dụng trực tiếp lên xà ngang, do đó ta xem độ cứng của xà
ngang bằng vô cùng EJ
d

= ∞, dẫn tới các chuyển vò xoay ở đỉnh cột triệt tiêu.hệ chỉ còn lại
một ẩn chuyển vò ngang ở đỉnh cột ∆với ( ∆≠0)
• Phương trình chính tắc r
11.
∆ + R
1p
= 0
• Vẽ biểu đồ M
1
,
0
p
M
: do ∆= 1 gây ra trong hệ: Với λ = 0,25
n = 0,125
Tra bảng trong phụ lục 17 được K
B
= 1,4583

'
4,8829
B
K = −


2 2
1,4583
cd cd
B B
E J E J

M K
h h
× ×
= × = ×


'
2 2
4,8829
cd cd
B B
E J E J
Q K
h h
× ×
= × = − ×
2 2
3,4246
cd cd
A A
EJ EJ
M K
h h
= × = − ×
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609015
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
+Tính
0
p
M

:
Biểu đồ moment
0
p
M
, do tải ngoài gây ra trên HCB.
Với λ = 0,25
n = 0,125
α = 0,25
Tra bảng ở phụ lục 16 ta được K
B
= -0,13302

'
1,4645
B
K =
o Cột trái :
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609016
Jct
Jcd
1,4583EJcd/h2
-3,4246EJct/h2
Jct
Jcd
Mb
Rb
0,0407EJcd/h2
Jct
Jcd

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
Moment va phản lực được xác đònh như sau:
M
Bmax
= K
B
x M
max
= -0.13302 x 229,2 = -30,49 KNm
Q
Bmax

'
max
229,2
1,4645 22,99
14.6
B
M
K KN
h
× = × =
Moment ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần trên
M
II
= M
Bmax
+ Q
B.
H

ct
= -30,49 + 22,99 x 3.6= 52,27 KNm
Moment ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới
M
III
= M
II
- M
max
= 52,27 – 229,2 = -176,93 KNm
Moment tại chân cột
M
A
= M
III
+ Q
B.
H
cd
= -176,93 + 22,99 x 11= 75,96 KNm
o Cột phải :
Moment và phản lực xác đònh
Mômen và lực cắt ở đỉnh cột do chuyển vò xoay bằng đơn vò như nhau
M
Bmin
= K
B
x M
min
= -0,13302 x 109,7 = -14,59 KNm

Q
Bmin
=
'
min
109,7
1,4645 11
14.6
B
M
K KN
h
× = × =
Moment ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần trên
M
II
= M
Bmin
+ Q
Bmin.
H
ct
= -14,59 + 11 x 3,6= 25,01 KNm
Moment ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới
M
III
= M
II
- M
min

= -109,7+ 25,01= -84,69 KNm
Moment tại chân cột
M
A
= M
III
+ Q
B.
H
cd
= -84.69 + 11 x 11 =36,31KNm

Xác đònh r
11
và R
1p

SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609017
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
Sử dụng một mặt cắt bao quanh thanh xà ngang va chiếu tất cả các lực lên phương ngang xác
đònh:
r
11
=
3
9,7658
EJ
h
R
1p

= -23+ 11 = -12 KNm
• Xác đònh ẩn chòu thẳng ∆
3
1
11
3
12
1,229
9,7658
p
cd
cd
R
h
EJ
r EJ
h
∆ = − = =
Vẽ biểu đồ moment trong hệ kết cấu ban đầu :
NỘI LỰC CỘT TRÁI
+ Mômen và lực cắt ở đỉnh cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3

2
1,229 1,4583 30,49 4,32
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
× − = −
Moment ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần trên
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
1,229 0,0407 52,27 51,54
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
− × + =
ment ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới
M

p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
1,229 0,0407 176,93 177,66
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
− × − = −
Moment tại chân cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
1,229 3,4246 75,96 14,51
cd

cd
EJ
h
KNm
EJ h
− × + =
NỘI LỰC CỘT PHẢI
+ Mômen và lực cắt ở đỉnh cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
1,229 1,4583 14,59 40,76
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
− × − = −
Moment ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần trên
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609018
f
1

f
2
Jd
Jct
Jcd
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
1,229 0,0407 25,01 25,74
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
× + =
ment ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới
M
p
= ∆x M
1
+ M

0
P
=
3
2
1,229 0,0407 84,69 83,96
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
× − = −
Moment tại chân cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
1,229 3,4246 36,31 97,76
cd
cd
EJ
h
KNm

EJ h
× + =

3. ÁP LỰC XÔ NGANG T CỦA XE CON:
Lực xô ngang T=13,9(KN) đặt tại cao trình cách vai cột phía trên 0.6m, khi tính toán chỉ
cần xét một trường hợp hướng ra (hay hướng vào) cột. Trường hợp lực hướng ngược lại ta chỉ
cần đổi dấu của nội lực. Trong trường hợp tải xô ngang, bỏ qua lực dọc phát sinh trong cột do
rất nhỏ. Do vậy không có moment lệch tâm tại vai cột.
1>HCB: Vì tải trọng không đặt trực tiếp lên xà nên xem như xà ngang có độ uống EJd =
∞
. chỉ tồn tại chuyển vò ngang đầu cột
0
≠∆
và
0
21
===
ϕϕϕ
2> Phương trình chính tắc:
11 1
0
p
r R∆ + =

3> Biểu đồ
0
1
;
p
MM

Biểu đồ
1
M
hoàn toàn giống như phần áp lực của cầu trục D
max
, D
min

SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609019
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
Biểu đồ M
0
p
được dựa vào phụ lục 15 ta có:

n =
125.0
8
1
1
2
===
cd
ct
J
J
J
J

λ
=
3,6
0.25
11 3,6
t
t d
H
x
h H H
= = =
+ +
Tra bảng ta được : K
B
=-0,0804

0,25
α
=

'
0,7531
B
K =
+Momen vàlực cắt ở đỉnh cột:
M
B
= K
B
. T. h = - 0,0804

×
13,9
×
14,6 = -16,32 KNm
Q
B
= K’
B
×
T = 0,7531
×
13,9 = 10,47 KN
Momen tại các tiết diện:
16,32( )
I B
M M KNm= = −
Momen ở tiết diện II-II:
0,6 16,32 10,47 3,6 13,9 0.6 13,032( )
II B B t
M M Q H Tx x x KNm= + − = − + − =
Momen ở tiết diện III-III:
13,032( )
III II
M M KNm= =
Momen ở chân cột:
( 0,6) 16,32 10,47*14,6 13,9(11 0,6) 24,698( )
A B B d
M M Q h T H KNm= + − + = − + − + = −
Momen tại lực ngang T:
( 0,6) 16,32 10,47*(3,6 0,6) 15,09( )

T B B t
M M Q H KNm= + − = − + − =
* NỘI LỰC CỘT PHẢI :không có ngoại lực momen ngoại lực hệ cơ bản = 0
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609020
1,4583EJcd/h2
3,4246EJct/h2
0,0407EJ cd/h2
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
d/xác đònh hệ số r
11
và số hạng tự do R
1P
SỬ
một số mặt cắt bao quanh xà ngang và chiếu tất cả các lực lên phương ngang chúng ta có
thể xàc đònh

r
11
=
3
9,7658
cd
E J
h
×
= ×
R
1p
= -8,15 KN
e> xác định chuyển vị

∆
:
1
11
3
8,15
0,8345
9,7658
p
R
EJcd
r
h
−
∆ =− =− =
cd
EJ
h
3
f> Vẽ biểu đo trong hệ ban đầ: M
P
=
∆
.
0
1 p
MM +

*NỘI LỰC CỘT TRÁI
+ Mômen và lực cắt ở đỉnh cột

SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609021
MB
QB
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
0,8345 1,4583 16,32 1,447
cd
h EJ
KNm
EJ h
× − = −
Moment tại chân cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3

2
0,8345 ( 3,4246) 24,698 66,42
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
× − − = −
*NỘI LỰC CỘT PHẢI

+ Mômen và lực cắt ở đỉnh cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
0,8345 1,4583 0 17,77
cd
h EJ
KNm
EJ h
× + =
Moment tại chân cột
M

p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
0,8345 ( 3,4246) 0 41,72
cd
h EJ
KNm
EJ h
× − + = −
TÍNH NỘI LỰC TRONG KHUNG VỚI TẢI TRỌNG LÀ GIÓ:
Xét lấy trường hợp gió từ trái sang phải.
a. HCB. Giả thuyết khi tải trọng không tác dụng trực tiếp vào xà ngang, độ cứng của xà
ngang được coi là cứng vô cùng. EJ =
∞
. Do vậy hai ẩn chụi xoay triệt tiêu chỉ còn lại ẩn
chuyển vò ngang duy nhất tại đỉnh cột.
W
đẩy
= 23.75 KN và W
hút
= 21.96 KN
q
đẩy
= 5,956 KNm và q

hút
= 3,723 KNm

SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609022
MB
QB
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG

b. Phương trình chính tắc:
0
111
=+∆
p
Rr
c. Vẽ biểu đồ
1
M
;
0
p
M
1
M
là biểu đồ do góc
∆
=1 gây ra trong HCB giống như câu trên

0
p
M

Do tải trong ngoài gây ra trên HCB

Tacó: n = 0,125 Tra bảng phụ lục 14 được K
B
= -0.048

0.25
λ
=
K’
B
= 0.437
NỘI LỰC CỘT TRÁI
+Momen vàlực cắt ở đỉnh cột:
M
B
= K
B
. q
d
. h
2
= (- 0,048
×
5.956
×
14.6
2
)= -60,94 KNm
Q

B
= K’
B
. q
d
. h = 0,437
×
5,956
×
14.6= 38 KN
- Moment cộtở tiết diện II_II , III_ III trên vai cột thuộc phần cột trên :
M
II
= M
III
= -M
B
+ Q
B
.h
t
- 0,5 q
d
.
2
t
h
= -60,94+38*3.6 - 0,5*5.956*3,6
2
= 37,27 KNm

+ Moment tại chân cột
M
A
= M
B
- Q
B
.h
t
– 0,5 q
h
. h
2
=-60,94 – 5.956*
2
14.6
2
+38*14,6 = -140,93 KNm
Cột phải: M
c
= K
c
. q
d
. h
2
= (- 0,048
×
3.723
×

14.6
2
)= -38,09 KNm
Q
c
= K’
c
. q
d
. h = 0,437
×
3.723
×
14,6= 24 KN
Vai cột có: M = M
c
+ Q
c
.h
t
- 0,5 q
d
.
2
t
h
= -38,09+24*3,6 - 0,5*3.723*3.6
2
= 24,18 KNm
Chân cột : M = -38,09 + 24 x 14,6 -3.723 x

2
14,6
2
= -84,5 (KNm)
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609023
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG

d/xác đònh hệ số r
11
và số hạng tự do R
1P
SỬ
một số mặt cắt bao quanh xà ngang và chiếu tất cả các lực lên phương ngang chúng ta có
thể xàc đònh
r
11
=
3
9,7658
cd
E J
h
×
= ×
R
1p
= - 107,71KN
e> xác định chuyển vị
∆
:

1
11
3
107,71
11,02
9,77
p
R
EJcd
r
h
−
∆ = =− =
cd
EJ
h
3
SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609024
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : NGÔ VI LONG
f> Vẽ biểu đo trong hệ ban đầ: M
P
=
∆
.
0
1 p
MM +

NỘI LỰC CỘT TRÁI
+ Mômen và lực cắt ở đỉnh cột

M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
11,02 1, 4583 60,94 173,69
cd
h EJ
KNm
EJ h
× − =
+Moment ở tiết diện II-II ,III-III trên vai cột thuộc phần trên
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
11,02 0,0407 37,27 43,82 .
cd
h EJ

KN m
EJ h
× + =
+Moment tại chân cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
11,02 ( 3,4246) 140,93 692
cd
cd
EJ
h
KNm
EJ h
× − − = −
NỘI LỰC CỘT PHẢI
+ Mômen và lực cắt ở đỉnh cột
M
p
= ∆x M
1
+ M
0

P
=
3
2
11,02 1, 4583 38,09 196,5
cd
h EJ
KNm
EJ h
× − =
+Moment ở tiết diện II-II ,III-III trên vai cột thuộc phần trên
M
p
= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
11,02 0,0407 24,18 30,73
cd
h EJ
KNm
EJ h
× + =
+Moment tại chân cột
M
p

= ∆x M
1
+ M
0
P
=
3
2
11,02 ( 3,4246) 84,85 635,8
cd
h EJ
KNm
EJ h
× − − = −


SVTH: NGUYỄN TẤN PHONG MSSV:070609025