Công trình NHÀ máy cơ KHÍ VINH của thành phố VINH tỉnh NGHỆ AN, tổng diện tích khu đất xây dựng nhà máy là 27000 (m2), tổng diện tích xây dựng

trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh

Lời cảm ơn
Sau 5 năm học tập và nghiên cứu tại trờng Đại học kiến Trúc Hà nội . Dới sự dậy dỗ,
chỉ bảo tận tình của các thầy, cô trong trờng. Em đã tích luỹ đợc lợng kiến thức cần thiết
để làm hành trang cho sự nghiệp sau này.
Qua kỳ làm đồ án tốt nghiệp kết thúc khoá học 1996 - 2001 của khoa xây dựng, các
thầy, cô đã cho em hiểu biết thêm đợc rất nhiều điều bổ ích, giúp em sau khi ra trờng tham
gia vào đội ngũ những ngời làm công tác xây dựng không còn bỡ ngỡ. Qua đây em xin
chân thành cảm ơn:
PGS TS: NGUYễN KHắC SINH
TS : PHạM MINH Hà
PGS TS: VƯƠNG VĂN THàNH
THS : NGUYễN HOàI NAM
Đã tận tình hớng dẫn, chỉ bảo em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, giúp em hoàn
thành đợc nhiệm vụ mà trờng đã giao. Em cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong trờng
Đại học kiến Trúc Hà nội đã tận tình dậy bảo trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Mặc dù đã cố gắng hết mình trong quá trình làm đồ án, nhng do kiến thức còn hạn
chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong đợc các thầy cô và các bạn
chỉ bảo thêm.
Hà Nội ngày 1 tháng 6 năm 2007
Sinh viên
NGUYễN CÔNG TÂM
Trờng đại học kiến trúc hà nội
Khoa xây dựng
Phần 1
Kiến trúc 10%
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
1
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc

đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh

Giáo viên hớng dẫn: pgs TS nguyễn khắc sinh
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Công Tâm
Lớp: 02X7
Giới thiệu công trình
1- Sự cần thiết đầu t xây dựng.
Hiện nay Việt Nam đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ hiện đại hoá, công
nghiệp hoá đất nớc. Đi đôi với chính sách đổi mới, mở cửa hội nhập kinh tế toàn cầu, thu
hút các nguồn vốn đầu t nớc ngoài, tiếp thu và học hỏi các công nghệ tiên tiến trên thế
giới. Chúng ta không ngừng phát triển kinh tế trong nớc, các nghành nghề có tiềm năng và
thế mạnh.
Việc thúc đẩy phát triển kinh tế, công nghiệp hoá hiện đại hoá nói trên không thể
thiếu sự đầu t xây dựng các khu công nghiệp, khu chế xuất mới và hiện đại. Với những
nhà xuởng có tầm cỡ và quy mô phù hợp với các dây truyền công nghệ sản xuất tiên tiến
hiện nay.
Đứng trớc thực tế đó nhà máy cơ khí VINH đợc đầu t xây dựng với dây truyền công
nghệ tiên tiến và hiện đại. Là một trong những công trình quan trọng của tỉnh nghệ an
nói riêng và khu vực miền trung nói chung. Nó tạo tiền đề cho việc đẩy mạnh sự phát
triển toàn diện của tỉnh và khu vực.
2- Vị trí địa lý.
Công trình Nhà máy cơ khí vinh nằm trên khu công nghiệp trọng điểm của
thành phố VINH tỉnh Nghệ An. Công trình nằm cạnh đờng quốc lộ rất thuận lợi về giao
thông cũng nh các điều kiện thi công xây dựng. Tổng diện tích khu đất xây dựng nhà máy
là: 27000 (m
2
), tổng diện tích xây dựng là: 13413 (m
2
)
3- Điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn.

Nhà máy nằm trên nền đất của khu công nghiệp thành phố VINH đã đợc san lấp mặt
bằng, trớc đây là khu bãi hoang nay đã đợc cải tạo nên có địa hình bằng phẳng, mực nớc
ngầm tơng đối sâu so với cốt thiên nhiên, địa chất công trình thuộc loại đất tơng đối tốt.
(Xem báo cáo địa chất công trình ở phần thiết kế nền móng ).
Nhiệt độ bình quân hàng năm là 27c chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất
(tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 26c.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
2
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
là mùa ma và mùa khô. Mùa ma từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng
3 năm sau. Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80%. Tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8,
tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11.Tốc độ gió lớn nhất là 28m/s.
4- Quy mô và đặc điểm công trình.
Công trình nhà máy cơ khí vinh là công trình công nghiệp có quy mô tơng đối lớn.
Tuy nhiên các nhà xởng không quá lớn, đợc trang bị các dây truyền công nghệ sản xuất
hiện đại và tiên tiến.
* Quy mô.
Quy mô công trình bao gồm ba khu nhà xởng sản xuất tạo thành một dây chuyền
khép kín. Trong đó khu nhà xởng chính là dãy nhà 3 nhịp, với chiều rộng mỗi nhịp là
18m, khoảng cách của các bớc cột là 6m. Do công trình có chức năng sản xuất sản phẩm
nên kiến trúc của công trình đơn giản. Các nhà xởng của công trình đều là nhà một tầng
có mái dốc về hai phía và không bố trí của trời. Với độ dốc đảm bảo khả năng chịu lực
của kết cấu khung và yêu cầu thoát nớc ma. Ngoài ra công trình còn có khu vực hành
chính, đờng nội bộ, dải cây xanh và các công trình phụ cận khác. Nền của công trình đợc
tôn cao 30 cm so với mặt đất tự nhiên.
* Đặc điểm.
Các nhà xởng đều có trang bị cầu trục trong nhà. Trong đó khu nhà xởng chính (nhà
3 nhịp) đợc trang cầu trục có sức trục lớn nhất với mỗi nhịp nhà có 2 cầu trục. Dự kiến
khu nhà xởng chính sử dụng cầu trục do hãng ABUS sản xuất có sức nâng 20 tấn và móc

cẩu mềm. Đỉnh ray cầu trục dặt ở mức cao trình + 7,500 m so với cốt 0,000 (mức cốt
trong nhà).
Chi tiết xem bản vẽ KT 01, 03.
5- Phơng án kết cấu.
Các kết cấu chính của khu nhà bao gồm:
+ Kết cấu móng.
+ Kết cấu khung ngang.
+ Kết cấu đỡ mái.
+ Kết cấu hệ giằng.
+ Kết cấu bao che.
+ Kết cấu dầm cầu chạy.
5.1- Kết cấu móng.
Công trình dự kiến dùng giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên, tuỳ theo báo cáo
địa chất khi khoan thăm dò mà có thể dùng các biện pháp sử lý nền móng khác nhau khi
có báo cáo khảo sát địa chất cụ thể. Do khung ngang là kết cấu thép nên phía mặt trên
móng đợc chôn sẵn các bu lông neo, vị trí và số lợng bu lông neo đợc xác định theo tính
toán liên kết cột với móng. Sau khi neo cột vào móng đế cột đợc bọc bê tông để chống rỉ.
(Báo cáo địa chất xem phần thiết kế móng).
5.2- Kết cấu khung ngang.
Với đặc điểm công trình là nhà sản xuất, không có cửa trời nh trên đã giới thiệu. Sức
tải của cầu trục trên các nhịp 18m là Q = 20 Tấn, mỗi nhịp gồm hai cầu trục. Do đó tải
trọng thẳng đứng cũng nh tải trọng ngang do cầu trục tác dụng lên khung không quá lớn,
công trình ít chịu ảnh hởng của gió bão.
Để hoà chung với sự phát triển mạnh mẽ trong nghành công nghiệp xây dựng của n-
ớc ta hiện nay. Nên kết cấu khung ngang của công trình lựa chọn là khung thép nhẹ
(khung thép tiền chế) với các u điểm của nó, hết sức phù hợp với tầm cỡ và quy mô công
trình. Cột của khung dự kiến dùng phơng án cột đặc không thay đổi tiết diện đợc chế tạo
từ thép bản. Cột đợc liên kết ngàm với móng và liên ngàm với rờng ngang. Khung có khẩu
độ 18m, bớc cột 6m. Rờng ngang của khung cũng là kết cấu đỡ xà gồ mái, cũng đợc chế
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7

3
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
tạo từ thép bản, độ dốc cánh trên là
1
10
i =
, rờng có thay đổi tiết diện một lần tại vị trí đầu
rờng và đỉnh rờng
5.3- Kết cấu đỡ mái.
Kết cấu đỡ mái sử dụng cho công trình là xà gồ thép tiền chế 200Z20; 180ES20;
200C20, trọng lợng trung bình là: 5,42 (kg/m), kết cấu mái sử dụng tôn lợp liên doanh đợc
cách nhiệt bởi một lớp sợi bông thuỷ tinh
5.4- Kết cấu hệ giằng.
Kết cấu hệ giằng gồm hệ giằng cột hệ giàng mái và hệ giằng xà gồ. Sử dụng thép
tròn có đờng kính phù hợp và có tăng đơ.
5.5- Kết cấu bao che.
Kết cấu bao che gồm tờng cùng với các cửa sổ và hệ thống tôn thng quanh nhà là bộ
phận kết cấu bao che thẳng đứng của nhà. Dự kiến công trình sử dụng loại tờng tự mang
xây gạch dày 22 (cm), cao đến cao độ + 3,000m so với cốt 0,000 nhằm thuận tiện cho
việc lắp đặt hệ thống củă sổ và của đi cũng nh hệ lanh tô. Bên cạnh đó hệ tờng xây gạnh
tạo điều kiện liên kết thống nhất với hệ tờng trong không gian nhà xởng và thuận lợi cho
việc lắp đặt các thiết bị của dây truyền công nghệ. Tờng đợc xây trên hệ giằng móng và
chỉ chịu tải trọng bản thân.
Ngoài các kết cấu chính ở trên còn có hệ dầm cầu chạy, hệ khung hồi chống gió đều
dự kiến dùng vật liệu thép.
6- Các hệ thống kỹ thuật chính.
6.1- Hệ thống chiếu sáng.
Nhà xởng đợc chiếu sáng tự nhiên bằng hệ thống cửa kính lấy ánh sáng dọc theo cửa
trời và dọc theo chiều dài nhà. Phần ngoài nhà xởng có hệ thống chiếu sáng bảo vệ bao

quanh công trình. Ngoài ra chiếu sáng nhân tạo cũng đợc bố trí sao có thể phủ hết đợc
những điểm cần chiếu sáng trong nhà xởng.
6.2 - Hệ thống điện.
Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dới đất đi vào trạm biến thế của
nhà máy. Ngoài ra còn có điện dự phòng cho nhà máy gồm các máy phát điện chạy bằng
Diesel cung cấp. Khi nguồn điện chính của công trình bi mất vì bất kỳ một lý do gì, máy
phát điện sẽ cung cấp điện đầy đủ cho các nhu cầu cần thiết và cấp bách.
6.3- Hệ thống thông gió.
Đờng ống thông gió trong nhà xởng đợc bố trí ở những vị trí cần thiết của dây
chuyền công nghệ, ngoài ra hệ thống cửa sổ bao quanh nhà ngoài nhiệm vụ chiếu sáng
cũng góp phần thông gió tự nhiên.
6.4- Hệ thống cấp thoát nớc.
6.4.1- Hệ thống cấp nớc sản xuất.
Nớc sử dụng cho nhà máy đợc lấy từ hệ thống cung cấp nớc của khu vực qua trạm
bơm riêng của nhà máy đến các bể chứa nớc và các vị trí cần thiết của xởng sản xuất.
6.4.2- Hệ thống thoát nớc và sử lí nớc thải công trình.
Nớc ma trên mái công trình đợc thu vào sênô và đa về bể sử lí nớc thải cùng với nớc
thải từ các xởng sản suất, sau khi sử lí đợc đa ra hệ thống thoát nớc chung. của khu vực.
6.5- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy.
6.5.1- Hệ thống báo cháy.
Thiết bị phát hiện báo cháy đợc bố trí ở các khu vực trong nhà xởng và các khu
vực cần thiết, mạng lới báo cháy có gắn đồng hồ, chuông và đèn báo cháy, khi phát hiện
đợc cháy, phòng quản lý nhận đợc tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công
trình.
6.5.2- Hệ thống cứu hoả.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
4
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Các bình cứu hoả và họng nớc cứu hoả đợc trang bị đầy đủ ở những vị trí cần thiết.

Nớc cứu hoả đợc lấy từ các bể chứa, đèn báo tại các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại
các vị trí. Hệ thống hút khói chống ngạt trong nhà xởng.
Phần 2
kết cấu 45%

Giáo viên hớng dẫn: TS Phạm Minh Hà
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Công Tâm
Lớp: 02X
7
Nhiệm vụ: 1. lập mặt bằng kết cấu nhà xởng
2. bố trí hệ giằng
3. thiết kế dầm cầu trục
4. thiết kế xà gồ
5. thiết kế khung ngang 3 nhịp
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
5
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
I - Tính toán Dầm cầu trục
*Tính toán dầm cầu trục theo TCXDVN 338:2005
* Chọn vật liệu theo TCVN 5709 1993 là thép CCT38 có:
+ Cờng độ tính toán f = 2150 (kG/cm
2
).
+ Cơng độ chịu ép mặt f
v
= 3450 (kG/cm
2
).
+ Cờng độ chịu cắt f

c
= 1250 (kG/cm
2
).
+ Môđun đàn hồi E = 2,1.10
6
(kG/cm
2
).
* Chọn que hàn theo TCVN 3223 1994 là N42 có:
+
ws
f
= 1700 (kG/cm
2
)
+
wf
f
= 1800 (kG/cm
2
)
1. Số liệu tính toán.
- Số liệu về cầu trục.
Công trình sử dụng loại cầu trục có sức trục Q =20 (T) với móc cẩu mềm. Do hãng
ABUS của cộng hoà liên bang Đức sản xuất có các số liệu nh trong bảng 1:
Bảng1: Số liệu cầu trục chạy điện Q =20 (T), một móc chế độ làm việc trung bình
Sức
trục
Nhịp Kích thớc Gabarit chính

Loại
ray
áp lực
P
max
áp lực
P
min
Trọng lợng
L
K
B K H B
1
n
0
Xe con Toàn
cầu
trục
T mm mm mm mm

T T T T
20 16,5 3930 2900 1660 180 2 KP-70 11,9 2,37 1,19 8,54
- Loại ray sử dụng.
Căn cứ vào sức trục của cầu trục ta lụă chọn loại ray KP 70 có các số liệu chính
nh trong bảng 2:
Bảng2: Số liệu loại ray sử dụng KP - 70
Loại ray Khối lợng
1m dài, kG
Kích thớc (mm) Momen quán tính(cm
4

)
H B b I
x
I
y
KP-70 52,83 120 120 70 1081,99 327,16
2 - Sơ đồ và tải trọng tác dụng.
2.1. Sơ đồ tính.
- Coi dầm cầu trục là dầm đơn giản, có nhịp tính toán bằng 6m.
2.2. Tải trọng.
Tải trọng tác dụng lên dầm cầu trục đợc xác định theo TCVN 2737-1995.
a) Tải trọng do áp lực thẳng đứng của bánh xe.
- Xét với tải trọng do hai cầu trục mang vật nặng ở vị trí sát nhau tác dụng bất lợi
nhất.
áp lực thẳng đứng tính toán P của bánh xe xác định theo công thức:
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
6
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
P = k
1
.n.n
c
.P
max.
Trong đó: k
1
Hệ số động lực kể đến khả năng thay đổi vận tốc của cầu trục và sự
không bằng phẳng của ray lấy theo bảng 1.4 (Kết cấu Thép 2) phụ thuộc vào chế độ
làm việc lấy bằng 1 đối với chế độ làm việc trung bình

n Hệ số tin cậy của tải trọng, n = 1,1.
n
c
Hệ số tổ hợp n
c
= 0,85 (Đối với hai cầu trục)
P
max
áp lực thẳng đứng lớn nhất ở một bánh xe, lấy theo catalo cầu
trục.
P = 1 . 1,1. 0,85 . 11,9 = 11,13 (T).
b) Tải trọng do lực hãm ngang của xe con.
Theo công thức: T = k
2
.n.nc.T
1
Trong đó: k
2
Hệ số động lực lấy bằng 1
T
1
Lực ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục do hãm, tính theo
công thức:
0
1
0
T
T
n
=

Với: n
0
Số bánh xe một bên ray cầu trục.
T
0
Là lực hãm ngang tác dụng lên toàn bộ cầu trục; tính theo công
thức:

'
xc xc
0
xc
f (Q G )n
T
n
+
=
Trong đó: Q Sức trục của cầu trục.
G
xc
Trọng lợng xe con.
n
xc
Tổng số bánh xe của xe con.
n
xc
Số bánh xe hãm:
c xc
1
n ' n

2
=
f Hệ số ma sát, với móc mềm lấy f = 0,1.

0
0,1.(20 1,19).2
T 1,06(T)
4
+
= =

1
1,06
T 0,53(T)
2
= =
T =1.1,1. 0,85. 0,53 = 0,5(T).
3. Xác định nội lực.
Mô men uốn M
max
, Lực cắt V
max
đợc xác định do hai cầu trục mang vật nặng ở vị trí
gần nhau.
Trọng lợng bản thân dầm cầu trục, ray và của hoạt tải sữa chữa trên dầm đợc kể đến
bằng cách nhân giá trị M
max
, V
max
với hệ số . Với = 1,03 khi nhịp tính toán là 6 m.

Nội lực do áp lực ngang thẳng đứng P và lực hãm ngang T gây ra đợc xác định theo
hai phơng pháp
+ Phơng pháp Vinkle.
Theo phơng pháp này, mômen M
max
sẽ xuất hiện nếu nh hợp lực R của tất cả các lực
tác dụng trên dầm đối xứng qua điểm giữa của dầm cầu trục với một lực P gần R nhất, tại
tiết diện đặt lực P đó sẽ có giá trị M
max
.
Lực cắt lớn nhất V
max
trong dầm sẽ xuất hiện khi có một trong số các lực tác dụng
đặt trực tiếp lên gối, các lực còn lại đặt gần gối nhất.
+ Phơng pháp dùng đờng ảnh hởng.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
7
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Dựa vào lý thuyết đờng ảnh hởng, vẽ đờng ảnh hởng cho trờng hợp tải trọng đặt ở vị
trí gây nội lực lớn nhất, từ đó tính đợc giá trị nội lực M
max
và Q
max
.
- Tính nội lực theo phơng pháp Vinkle.
3.1. Nội lực tính toán do áp lực thẳng đứng P gây ra.
- Tính M
max
.

+ Sơ đồ tính toán nh hình vẽ 1.
Hình 1: Sơ đồ truyền tải và biểu đồ xác định M
max
và V
max
Từ sơ đồ trên, xác định đợc M
max
theo phơng pháp của cơ học kết cấu.
Để xác định M
max
, ta cắt dầm tại điểm C là điểm có M
max
và xét cân bằng phần dầm
bên trái ta đợc:
M
max
= M
c
= 28,74 (Tm)
V
c
= 7 (T)
- Tính V
max
.
+ Từ sơ đồ trên xác định phản lực gối tựa.
V
max
= 24,2 (T)
Do trọng lợng bản thân dầm cầu trục và của hoạt tải sửa chữa trên dầm hãm đợc kể

đến qua hệ số = 1,03, nên mô men uốn tính toán và lực cắt tính toán đợc xác định theo
công thức:
M
x
= .M
max
= 1,03.28,74 = 29,6 (Tm)
V
y
= .V
max
= 1,03.24,2 = 24,9 (T)
V
c
= 1,03.7 = 7,21(T)
3.2. Nội lực tính toán do lực hãm ngang T gây ra.
Vì điểm đặt lực ngang T cùng vị trí với áp lực thẳng đứng P nên mô men uốn tính
toán M
y
và lực cắt tính toán V
x
do lực hãm ngang T gây ra cũng đợc xác định nh khi tính
M
max
và V
max
, có nghĩa là:

y max
T 0,5

M M 29,6 1,3(Tm)
P 11,13
= = =

x max
T 0,5
V V 24,9 1,12(T)
P 11,13
= = =
4. Chọn tiết diện dầm.
4.1. Xác định chiều cao dầm.
a) Tính mô men kháng uốn cần thiết của dầm.
Cánh trên của dầm chịu ứng suất do M
y
gây ra, nên ta giảm cờng độ tính toán của
thép đi 150 (kG/cm
2
)

max
yc
M
W
R.
=
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
8
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Trong đó: - Hệ số điều kiện làm việc, = 1.

5
3
yc
29,6.10
W 1480(cm )
(2150 150).
= =

b) Xác định chiều cao tối thiểu của dầm.
Do độ võng của dầm cầu trục đợc kiểm tra với tải trọng của một cầu trục nên trớc
tiên phải tính mô men uốn tiêu chuẩn M
tc
lớn nhất do một cầu trục gây ra bằng phơng
pháp Vinkle ta có sơ đồ truyền tải và biểu đồ
tc
max
M
của một cầu trục
Hình 2: Sơ đồ truyền tải và biểu đồ M
max
của một cầu trục

tc
max
M
= 20,56 (Tm)
Từ điều kiện sử dụng hết cờng độ của thép, chiều cao h
min
đợc xác định theo công

thức:
tc
min
tt
M
5..f.l l
h
24E f M

=


Trong đó:
f
l
- Độ võng cho phép của dầm, lấy
f 1
l 500
=

5
min
6 5
5.1.2150.600 20,56.10
h .500. 44,45(cm)
24.2,1.10 29,6.10
= =
c) Xác định chiều cao kinh tế của dầm.
yc
kt

w
W
h k
t
=
Trong đó: k Với dầm tổ hợp hàn lấy k = 1,15
w
t
Chiều dày bản bụng giả thiết, lấy
w
t
= 8 mm

kt
1480
h 1,15 49,46(cm)
0,8
= =
Vậy chọn h
w
= 500 (mm)
d. Xác định chiều dày bản bụng dầm
t
w
=
3
max
w c
V
3 3 24,9.10

. 0,59
2 h .f 2 50.1250
= =
(cm)
Chọn
w
t
= 8 mm
4.2. Xác định kích thớc tiết diện cánh dầm.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
9
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Dự kiến chọn chiều dày cánh
f
t
= 1,2 (mm)
f
h
= 51,2 (cm); h
d
= 52,4 (cm);
Theo điều kiện bền về chịu uốn của dầm, diện tích tiết diện cánh dầm đợc xác định
theo công thức:
f f
b tì
3
d
f f
yc

2
f
h
h t 2
(W )
2 12 h
ì
=


3
2
2
52,4 51, 2 .1, 2 2
(1480. ) 19,34(cm )
2 12 51, 2
= =
Theo điều kiện đảm bảo ổn định cục bộ cho cánh nén:
6
f
f
b E 2,1 10
31, 25(cm)
t f 2150
ì
= =
Từ hai điều kiện trên ta chọn:
b
f
= 200 (mm) = 20 (cm).

t
f
= 1,2 (mm) = 1,2 (cm).
Có A
f
= 20.1,2 = 24 cm
2
4.3. Xác định bản dầm hãm, thanh biên và cấu tạo dầm.
Do sức trục Q = 20 (T) nên dự kiến lấy = 750 (mm) là khoảng cách từ trục định vị
ở cột đến trục của dầm cầu trục, do đó dầm hãm sẽ có nhịp < 1,5m, theo điều kiện cấu tạo
lấy chiều dày bản dầm hãm là 6 (mm).
Tiết diện thanh biên chọn thép hình C N
0
18a.
Bảng 3: Các đặc trng hình học của thép hình C N
0
18a:
Số hiệu
thép cán
Kích thớc (mm) Diện tích
tiết diện
cm
2
Trọng l-
ợng 1m
dài
Các trị số đối với các trục
z
0
(cm)

h b I
x
(cm
4
) I
y
(cm
4
) W
x
(cm
3
) W
y
(cm
3
)
18a 180 74 22,2 17,4 1190 105 132 20,7 2,13
Tiết diện dầm chọn nh hình vẽ 3:
Hình 3: Cấu tạo dầm hãm
5. Kiểm tra tiết diện dầm về độ bền.
- Đặc trng hình học của tiết diện:
2 2
3
3
3 3
4
w w
f f f
x f f

t .h
b .t h 0.8 50 20.1, 2 51, 2
I 2 .t .b 2. .1, 2.20 39796 cm
12 12 2 12 12 2

ì

= + + = + + =


ữ ữ





3
x
x
I 39796
W .2 2. 1519(cm )
h 52, 4
= = =
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
10
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Toạ độ trọng tâm dầm có kể đến dầm hãm.

i i

C
A .x
22,2.25, 37 20.1,2.32,5
x 2,85(cm)
Ai 22, 2 50.0, 6 1, 2.20
+
= = =
+ +



( )
( )
3 3
3
2 2 2
1 1 2 2
y 1 1 2 2 y 3 3
b .h b .h
I x .A x .A I x .A
12 12

= + + + + +
ữ ữ

Trong đó: Các tiết diện có các số hiệu 1, 2, 3 lần lợt tơng ứng là kích thớc của
bản hãm, bản cánh trên dầm và thanh biên CN
0
18a. (Xem hình vẽ 3).

( )
3 3
2 2 2
y
4
50.0,6 20.1, 2
I 2,85 .50.0, 6 29,56 .20.1, 2 105 28, 22 .22, 2
12 12
39130(cm )

= + + + + +
ữ ữ

=
y
ph 3
y
ph
I
39130
W 1319(cm )
x 29,65
= = =
y
y
tr 3
tr
I
39130
W 1386(cm )

x 28, 22
= = =
S
x
= 20.1,2.52,4/2 + 0,8.51,2/2.51,2/4 = 891 (cm
3
)
S
c
= 20.1,2.52,4/2 = 628,8 (cm
3
)
5.1. ứng suất pháp.

Vì đờng tác dụng của lực gần đi qua tâm uốn nên ảnh hởng xoắn là không lớn lắm
do đó để đơn giản việc thiết kế, cho phép kiểm tra tiết diện dầm theo giả thiết sau:
Mô men uốn do tải trọng thẳng đứng M
x
tính cho dầm cầu trục chịu, mô men uốn
theo phơng ngang M
y
do dầm hãm chịu. Nh vậy.
ứng suất lớn nhất ở điểm A của cánh trên dầm cầu trục kiểm tra theo công thức:

y
x
t
A A
x y,dh
M

M
f
W W
= +
ứng suất ở cánh dới là:

x
d
B
x
M
f
W
=
Trong đó:
A
x
W
,
B
x
W
mômen chống uốn với trục x của tiết diện dầm cầu trục lấy
tại
thớ trên và thớ dới
W
A
y,dh
Mô men chống uốn với trục y của tiết diện dầm hãm lấy tại
điểm

A.
- Hệ số điều kiện làm việc lấy = 1.
Vậy ứng suất lớn ở cánh trên là:

5 5
2 2
t
29,6.10 1,3.10
2043(kG / cm ) f 2150(kG / cm )
1519 1319
= + = =
ứng suất ở cánh dới là:

5
2 2
d
29,6.10
1948,6(kG / cm ) f 2150(kG / cm )
1519
= = =
5.2. Điều kiện bền chịu cắt.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
11
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh

3
2 2
max
v

d w
V
3 3 24,9.10
. . 891(kG / cm ) f 1250(kG / cm )
2 h t 2 52, 4.0,8
= = = < =
ì
5.3. Điều kiện ổn định cục bộ do tiếp xúc bánh xe.
t
w
= 0,8 (cm) >
w
6
t
f 50 2150
0,287(cm)
5,5 E 5,5 2,1 10
= =
ì
* Do tác dụng trục tiếp của áp lực bánh xe, ở bản bụng dầm, chỗ tiếp giáp với bản
cánh, sẽ có ứng suất cục bộ
cb,y
theo phơng y.

1
cb,y
w
.P
f
t .z

=
Trong đó: P - áp lực tính toán của bánh xe cầu trục không kể đến hệ số động.

1
Hệ số tăng tải trọng tập trung lên một bánh xe, đợc lấy
1
= 1,1.
z Chiều dài quy ớc phân bố áp lực cục bộ,
c
3
w
I
z c.
t
=
Với: c = 3,25 đối với dầm tổ hợp hàn.
I
c
Tổng mô men quán tính bản thân của cánh trên và của ray.
3
4
C
1, 2 .20
I 1081,99 1084,87(cm )
12
= + =

3
1084,87
z 3, 25. 35,97(cm)

0,8
= =

Vậy:
3
2
cb.y
1,1.11,13.10
425, 45(kG / cm )
0,8.35,97
= =
< f = 2150 (kG/cm
2
)
Hình 4: Sơ đồ tiếp xúc cục bộ và sơ đồ tính mô men xoắn.
5.4. Kiểm tra ứng suất tơng đơng tại chỗ tiếp giáp cánh và bụng dầm.
2 2 2
td x cb.y x cb.y xy
. 3. .f= + +
Trong đó:
x
,
xy
ứng suất pháp và ứng tiếp ở chỗ tiếp giáp cánh và bụng dầm.

5
2
x f
x
x

M h 29,6.10 51,2
. . 1904(kG / cm )
I 2 39796 2
= = =
3
2
c c
xy
x w
V .S
7, 21.10 .628,8
142,4(kG / cm )
I .t 39796.0,8
= = =
= 1,15 Với dầm đơn giản.

2 2 2 2
td
1904 425, 25 1904.425, 25 3.142, 4 1748,5(kG / cm )= + + =
td

= 1748,5(kG/cm
2
) < 1,15.f = 1,15 .2150 = 2472,5 (kG/cm
2
)
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
12
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh

6. Kiểm tra võng.
Xác định độ võng của dầm cầu trục theo công thức gần đúng:
2
tc
l
M .
10.E.I
=
2
5
6
600
20,56.10 . 0,88(cm)
10.2,1.10 .39796
= =
Theo bảng 1 độ võng cho phép đối với dầm là:
L 600
1, 2cm
500 500

= =


Vậy ta có
0,88cm =
< 1,2cm.
Điều kiện võng của dầm đợc thoả mãn.
7. Kiểm tra tiết diện dầm hãm
Dầm hãm ngoài tác dụng chịu lực hãm ngang còn dùng làm lối đi lại, làm sàn thao
tác và sửa chữa. Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn p

tc
= 200 kG/m
2
(theo 2737 - 1995)
a) Tải trọng tác dụng và nội lực trong dầm biên
- Tải trọng tác dụng lên dầm biên gồm có:
+ Trọng lợng bản thân dầm biên
bt
g
= 17,4 kG/m
+ Trọng lợng tấm bụng dầm hãm tác dụng lên dầm biên
tb
0,5
g .0,006.7850 11, 775(kG / m)
2
= =
+ Tải trọng tạm thời
tt
0,5
g 200. 50(kG / m)
2
= =
- Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm biên.
q
tc
= 17,4 + 11,775 + 50 = 79 (kG/m )
- Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên dầm biên là
q
tt
= 1,05.(17,4 +11,775) + 1,2.50 = 90,6 (kG/m)

- Mô men uốn lớn nhất trong dầm biên do tải trọng thẳng đứng
M
b
=
2
90,6.6
407, 7(kGm)
8
=
b) Kiểm tra bền và võng
- Điều kiện kiểm tra bền.
y
b
tr
1 Y
M
M
.f
W W
= + <
- ứng suất trong dầm biên do tải trọng thẳng đứng và do lực hãm ngang
=
2 5
y
2
b
tr
1 Y
M
M

407,7.10 1,3.10
401(kG / cm )
W W 132 1386
+ = + =
< 2150(kG/cm
2
)
Ta có: = 401(kG/cm
2
) < 2150(kG/cm
2
).
- Độ võng của dầm biên do tải trọng thẳng đứng
tc 3 3
6
1
5 q .l 5 79.600
. . 0,1cm
l 384 EI 384 2,1.10 .1190

= = =
.
Theo bảng 1 độ võng cho phép đối với dầm là:
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
13
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
L 600
1cm
600 600

= =


Vậy ta có
0,1cm =
< 1cm.
Nh vậy độ bền và độ võng của dầm biên đã đợc thoả mãn.
8. Kiểm tra điều kiện ổn định
8.1. ổn định tổng thể.
- Do cánh trên của Dầm cầu trục đợc liên kết liên tục với dầm hãm một cách chắc
chắn nên điều kiện ổn định tổng thể của dầm đợc thoả mãn
8.2. ổn định cục bộ.
a) Bản cánh dầm
0
f
b
20 0,8
8
t 2.1, 2

= =
< 0,5
6
E 2,1.10
0,5 15, 6
R 2150
= =
Cánh nén dầm đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ.
b) ổn định bản bụng dầm

- Dới tác dụng của ứng suất tiếp
Trớc hết kiểm tra giá trị độ mảnh qui ớc:
_
w

=
w
w
h
R / E
t
= (
6
51, 4 2150
0,8 2,1.10
) = 2 < 2,2
Do đó dầm không thể mất ổn định dới tác dụng của ứng suất tiếp trớc khi bản bụng
mất khả năng chịu lực về bền
- Dới tác dụng của ứng suất pháp
Điều kiện kiểm tra:
w
w
h
t
=
50
0,8
= 62,5 < 5,5
6
E 2,1.10

5,5 171,82
f 2150
= =
Do đó bản bụng dầm đủ ổn định khi chịu tác dụng của ứng suất pháp
- Dới tác dụng của cả ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
w


= 2 < 2,2
Do đó bản bụng dầm đủ điều kiện ổn định dới tác dụng của cả và ứng suất tiếp và
ứng suất pháp. Vậy đặt sờn gia cờng theo cấu tạo.
+Khoảng cách giữa các sờn lấy nh sau:
a 2,5h
0
= 2,5x50 = 125 cm. Lấy a = 120cm
+Bề rộng sờn
b
s
h
0
/30 +40 mm = 500/30 + 40 = 56,67 mm.
Lấy b
s
= 60mm
+ Chiều dày sờn
t
s
2b
s
f

E
= 2.8.
6
2150
2,1.10
= 0,5 cm.
Chọn t
s
= 6mm.
9. Tính toán cấu tạo liên kết
9.1.Tính liên kết cánh dầm với bụng dầm.
Dùng phơng pháp hàn tay nửa tự động.
Khả năng chịu lực của hai đờng hàn liên kết giữa cánh dầm với bụng dầm không nhỏ
hơn lực trợt T sinh ra do dầm bị uốn
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
14
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Theo sơ đồ bố trí dầm - tiết diện đầu dầm có V
max
, do đó chiều cao đờng hàn liên kết
cánh dới dầm với bụng dầm đợc tính theo công thức:
max f
f
x w min
V .S
h
2.I .(.f ) .

Trong đó: V
max
= 24900 (kG) là lực cắt lớn nhất ở đầu dầm.
S
f
- mômen tĩnh của cánh dầm đối với trục trung hoà của tiết diện dầm.
S
f
= b
f
.t
f
.
f
h
2
= 20.1,2.
51, 2
2
= 614,4 cm
3
(
w
.f
)
min
=
f wf
.f
= 0,7ì1800 = 1260 (kG/cm

2
)
h
f
=
24900.614,4
2.39796.1260.1
= 0,15 (cm)
Chiều cao đờng hàn nhỏ, lấy h
h
theo cấu tạo h
f
= 6mm
- Do tải trọng tác dụng lên dầm là tải động tập trung cục bộ do đó tại vị trí có V
max
đ-
ờng hàn liên kết giữa cánh trên dầm và bụng dâm chịu thêm ứng suất cục bộ và cần kiểm
tra điều kiện bền của đờng hàn với tác dụng đồng thời của lực trợt và lực tập trung cục bộ
Tải trọng tập trung P:
P = 11130 (kG)
Lực cắt của dầm chính tại tiết diện này là:
V = 7210 (kG)
Chiều cao đờng hàn này đợc tính theo công thức:
2
2
f
f
w min x
V.S1 P
h

2(.f ) I z


+
ữ
ữ


Trong đó:
c
3
w
I
z c. 35,97
t
= =
cm
2
2
h
1 7210.614, 4 11130
h
2 1260 39796 35,97


= +
ữ
ữ
ì

= 0,13(cm)
Cả hai tiết diện chiều cao đờng hàn đều nhỏ do đó lấy theo cấu tạo h
h
= 6mm
9.2. Tính sờn đầu dầm:
a) Xác định tiết diện sờn đầu dầm.
Sờn đầu dầm có cấu tạo nh hình vẽ 5.
Hình 5: Sơ đồ tính sờn đầu dầm.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
15
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Diện tích tiết diện sờn đầu dầm chọn theo điều kiện phải đủ chịu ứng suất ép mặt
đầu sờn do toàn bộ lực cắt ở đầu dầm: V
max
= 24,9 T
Diện tích tiết diện sờn đầu dầm đợc xác định theo công thức
A
s
= b
s
.t
s

max
c
V
24900
.f 1.3450

=
= 7,2 (cm
2
)
Trong đó: f
c
= 3450 (kG/cm
2
);


= 1 Hệ số điều kiện làm việc.
Kích thớc tiết diện sờn đàu dầm chọn nh sau:
+ Chọn b
s
= b
f
= 20 cm
S
7, 2
t
20
=
= 0,36 (cm)
Theo điều kiện ổn định sờn:
s
s s s
s
6
b

E
b 0,5.t t
f
E
0,5
f
20
t 1, 28(cm)
2,1 10
0,5
2150

=
ì
+ Chọn
S
t =
1,4 cm.
b) Kiểm tra ổn định tổng thể cho sờn đầu dầm.
Coi sờn và một phần bản bụng của dầm cùng làm việc nh cột chịu nén đúng tâm liên
kết khớp ở hai đầu có tiết diện qui ớc.
A = A
S
+ t
w
. C
1
Trong đó: C
1
là đoạn bụng dầm cùng làm việc với sờn đầu dầm.

C
1
= 0,65.t
w
.
6
E 2,1 10
0,65.0,8.
f 2150
ì
=
= 16,25 (cm)
A = 20.1,4 + 0,8.16,25 = 41 (cm
2
)
Điều kiện kiểm tra:
max
V
.f
z.A
=
Tính bán kính quán tính của tiết diện cần kiểm tra (theo trục z z):
I
z
=
3 3
1, 4.20 16, 25.0,8
12 12
+
= 934 (cm

4
)
Độ mảnh của sờn:

z
=
w w
z
z
h h
50
r
I 934
41A
= =
= 10,5
Tra bảng II.1 phụ lục 2 ta có hệ số dọc:

= 0,987

max
V
24900

z.A 0,987.41
= =
= 615 (kG/cm
2
) < R = 2150 (kG/cm
2

)
Kết luận: Sờn đầu dầm đảm bảo chịu lực .
c) Tính liên kết sờn đầu dầm vào bụng dầm.
Chiều cao h
f
tính theo công thức:
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
16
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
h
f
max
w min f
V
2(.f ) .l

Trong đó: l
f
= h
w
1cm = 50 1 = 49 (cm)
Dùng phơng pháp hàn tay, que hàn
N42
có:
(
w
.f
)
min

=
f wf
.f
= 0,7.1800 = 1260 (kG/cm
2
)
h
h
24900
2.1260.49
=
= 0,2(cm)
Chiều cao đờng hàn nhỏ, lấy h
h
theo cấu tạo h
h
= 6mm .
Cấu tạo chi tiết dầm nh hình vẽ 6.
Hình vẽ 6: Dầm cầu trục.
Chi tiết dầm cầu trục xem KC - 04
II . Thiết kế xà gồ mái.
1. lựa chọn các cấu kiện.
Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái, lớp cách nhiệt và trọng lợng bản thân
của xà gồ. Lớp mái và xà gồ đợc chọn trớc theo tài liệu Pre - Engineered Buildings
Design Manual . Sau đó đợc kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện biến dạng của
xà gồ.
1.1.Tấm lợp mái : (single skin panels) và lớp cách nhiệt.
Chọn tấm lợp mái và lớp cách nhiệt có hình dạng và các thông số kỹ thuật nh sau:

lớp cách nhiệt
lớp tôn lợp
Hình 7: Kích thớc tấm lợp và tấm cách nhiệt
Bảng 4: Các thông số của tấm lợp
Chiều dày của tấm lợp
(mm)
Trọng lợng (kG/m
2
) Diện tích của một tấm lợp
(m
2
)
Tải trọng tác dụng cho
phép (kN/m
2
)
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
17
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
0,7 6,59 8,39 1,96
Bảng 5: Các thông số của tấm cách nhiệt
Chiều dày T (mm) Trọng lợng (kG/m
2
) I
x
(cm
3
) S

x
(cm
3
) Tải trọng cho phép (kN/m
2
)
5 9,48 50,4 12 1,64
1.2. Xà gồ.
ở giữa mái chọn xà gồ có tiết diện hình chữ Z . ở các biên ngoài cùng của mái
chọn xà gồ có tiết diện hình chữ C . Nhằm làm tăng ổn định cho mái.
Hình dạng tiết diện các loại xà gồ và vị trí sử dụng nh hình vẽ 8:
Hình vẽ 8: Chi tiết và vị trí sử dụng từng loại xà gồ.
Bảng 6: Các thông số của các xà gồ lựa chọn.
Loại
xà gồ
I
x
(cm
4
)
W
x
(cm
3
)
I
y
(cm
4
)

W
y
(cm
3
)
Trọng lợng
(kG/m)
Chiều dày
(mm)
Diện tích
(cm
2
)
Tải trọng cho
phép (kN)
200Z20 409,1 40,91 57,3 8,05 5,42 2 6,9 24,61
200C20 491,7 49,17 73,37 12,12 6,11 2 7,8 25,03
180ES20 390,5 43,4 74,1 27,9 5,88 2 7,5 28,09
2 . Tải trọng tác dụng lên xà gồ
Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng lớp cách nhiệt, tải
trọng bản thân xà gồ và tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái.
2.1. Tĩnh tải.
Tĩnh tải do các lớp vật liệu mái truyền xuống xà gồ đợc tính toán trong bảng :
Bảng 7: Bảng tải trọng của các lớp vật liệu.
Các lớp vật liệu Hệ số vợt tải P
tc
(kG/m
2
) P
tt

(kG/m
2
)
Lớp tôn múi 1,05 6,59 6,92
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
18
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Lớp cách nhiệt 1,20 9,48 11,38
Xà gồ chữ Z 1,05 5,42 5,69
Xà gồ chữ C 1,05 6,11 6,42
Xà gồ chữ ES 1,05 5,88 6,174
2.2. Hoạt tải.
Hoạt tải sữa chữa khi mái bị h hỏng đợc lấy theo TCVN 2737-1995 có trị số tiêu
chuẩn: P
tc
= 30 kG/m
2
. Hoạt tải tính toán với hệ số vợt tải n = 1,3

P
tt
= 30.1,3 = 39 kG/m
2
3. Tính toán xà gồ.
Do xà gồ có độ cứng bé khi chịu uốn do q
x
gây nên , vì vậy để tăng ổn định ngoài
mặt phẳng uốn ta cấu tạo hệ giằng xà gồ bằng thép tròn có tăng đơ .
Chọn khoảng cách giữa các xà gồ mái là 1,5m. Với mái có độ dốc là 10% thì mái tạo

với phơng ngang một góc = 5,71
o
.

Khoảng cách giữa các xà gồ theo phơng nghiêng là :
a =
0
1,5
cos5,71
= 1,51 m
Xà gồ mái là cấu kiện chịu uốn xiên. Trờng hợp chịu tải nguy hiểm nhất là trờng hợp
tổng cả tĩnh tải và hoạt tải tác dụng. Trị số tải trọng tính toán xà gồ:
Với xà gồ chữ Z.
q
tc
= ( 6,59 + 9,48 + 30).1,51 + 5,42 = 75 kG/m
q
tt
= (6,92 + 11,38 + 39).1,51 + 5,69 = 92,21 kG/m
* Kiểm tra xà gồ.
ở đây ta chỉ cần kiểm tra với xà gồ chữ Z, do các xà gồ chữ C và ES chỉ chịu một
nửa tải trọng thẳng đứng truyền vào lên không cần kiểm tra nếu xà gồ chữ Z thoả mãn.
Để tính toán nội lực lên xà gồ ta coi xà gồ làm việc nh dầm đơn giản mà gối tựa là xà
ngang. Sơ đồ tính và biểu đồ xác định mômen nh hình vẽ 9
Tải trọng tác dụng lên xà gồ là tải trọng phân bố đều. Xà gồ chịu uốn xiên theo hai
phơng x-x và y-y, với góc nghiêng = 5,71
0
. Ta tính toán các tải trọng tác dụng theo hai
phơng x và y

Hình vẽ 9: Sơ đồ tính và biểu đồ xác định mômen xà gồ.
Tải trọng tác dụng gồm:
q
x
tt
= q
tt
. sin

= 92,21. sin 5,71
0
= 9,17 kG/m
q
y
tt
= q
tt
.cos

= 92,21.cos 5,71
0
= 91,75 kG/m
q
x
tc
= q
tc
.sin

= 75.sin 5,71
0
= 7,46 kG/m
q
y
tc
= q
tc
.cos

= 75 .cos 5,71
0
= 74,63 kG/m
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
19
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Nội lực
M
x
=
y 2
tt
q .l
8
=
2
91,75.6
8

= 412,87 kGm
M
y
=
x 2
tt
q .l
8
=
2
9,17.6
8
= 41,26 kGm
- Theo điều kiện bền :
y
x
x y
x y
M
M
f
W W
= + = + .
Trong đó :

= 1; Hệ số điều kiện làm việc
f = 2150 kg/cm
2
; Cờng độ của thép xà gồ

412,87.100 41,26.100
40,91 8,05
= + =
1512 kG/cm
2


= 1512 kG/cm
2
<

.f = 2150 kG/cm
2
Tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện bền.
- Theo độ võng:


=
2 2
x y
+


L
150



Trong đó:
L

150



- Độ võng cho phép theo bảng 1.

L
150



=
600
150



= 4 cm.
Độ võng của xà gồ kiểm tra trong mặt phẳng tác dụng của q
x
và q
y
, độ võng đạt giá
trị lớn nhất ở giữa nhịp:


x 4
2 4
tc
x

6
y
q .l
5 5 7, 46.10 .600
. . 1
384 E.I 384 2,1.10 .57, 3

= = =
cm

y 4
2 4
tc
y
6
y
q .l
5 5 74,63.10 .600
. . 1, 46
384 E.I 384 2,1.10 .409,1

= = =
cm
Ta kiểm tra đợc tỷ số độ võng:
2 2 2 2
x y
1 1,46 1,77cm = + = + =
.
Ta có:
1,77cm 4cm = <

Tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện về độ võng.
Vậy tiết diện xà gồ chữ Z đã chọn đảm bảo điều kiện về bền và biến dạng.

Các
xà gồ chữ C và ES cũng đảm bảo điều kiện về bền và biến dạng.
III - thiết kế khung ngang
1. Kích thớc Gabarit của khung ngang.
1.1. Kích thớc theo phơng ngang
- Trục định vị.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
20
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Đối với sức trục Q = 20T ta chọn a = 0 và = 750 mm.
Để cầu trục làm việc an toàn theo phơng dọc nhà, khoảng cách từ trục ray đến trục
định vị phải thoả mãn điều kiện > B
1
+ (h
t
a) + D
Trong đó: B
1
= 180 mm (kích thớc Gabarit chính của cầu trục )
a = 0
D = 60 - 75mm: khoảng cách an toàn chọn D = 60mm
1.2. Theo phơng đứng
- Chiều cao H
2
từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh dới rờng:
H

2
= H
C
+ 100mm + f
Trong đó: H
C
- Chiều cao Gabarit cầu trục H
C
= 1330 mm
100 mm: Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu
f - Khe hở phụ xét đến độ võng của rờng ngang và việc bố trí hệ thanh
giằng lấy, bằng f = 0 mm
H
2
= 1330 + 100 = 1430 mm
- Chiều cao từ cao trình mặt nền đến cánh dới thấp nhất của rờng là:
H = H
1
+ H
2
Trong đó: H
1
: Chiều cao từ mặt nền đến cao độ mặt ray
H = 7500 + 1430 = 8930 mm
- Chiều cao phần cột trên:
H
tr
= H
2
+ H

dcc
+ H
r

Trong đó: H
dcc
: Chiều cao của dầm cầu trục. H
dcc
= 524 mm
H
r
: Chiều cao của ray và lớp đệm. H
r
= 146 mm
H
tr
= 1420

+ 524 + 146 = 2090 mm
- Chiều cao phần cột dới:
H
d
= H

- H
tr
+ H
3

Trong đó: H

3
: Phần cột chôn dới mặt nền, lấy H
3
= 600 mm
H
d
= 8930 2090 + 600 = 7440 mm
- Cao trình đỉnh mái.
M = H + H
r
+ t + h
dr
Trong đó: H
r
- Chiều cao giữa rờng, H
r
= 0,9 m.
t - Tổng chiều dày các lớp mái (xà gồ, tấm lợp, lớp cách nhiệt)
t = 0,2 + 0,65 + 0,07 = 0,2657 m.
h
dr
- Chiều cao đỉnh rờng. Dự kiến chọn h
dr
= 500 mm.
M = 8930 + 900 + 265,7 + 500 = 10595,7 mm = 10,6 m.
- Cao trình đỉnh tờng.
M = H + t + h
dr.
= 8930 + 265,7 + 500 = 9695,7 mm = 9,7 m.
1.3 Chiều cao tiết diện

Do sức trục của cầu trục là không quá lớn, chế độ làm việc trung bình, do đó nội lực
tính toán trong cột không chênh lệch quá nhiều giữa tiết diện cột trên và cột dới . Do đó
để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn tiết diện cột không thay đổi
Chọn h
c
= 450 mm đối với cột biên.
Chọn h
c
= 500 mm đối với cột giữa.
Với = 750 mm . Nh vậy đối với cột biên trục định vị trùng với mép ngoài của cột,
đối với cột giữa trục định vị trùng với trục cột.
Với cột biên ta có:
B
1
+ (h
t
a) + D = 180 + 450 + 60 = 690 mm
Thoả mãn điều kiện > B
1
+ (h
t
a) + D
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
21
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Từ số liệu đầu bài và căn cứ vào điều kiện cấu tạo ta chọn sơ bộ kích thớc tiết diện
và các kích thớc chính của khung ngang nh hình vẽ 10.
ca
Hình 10: Các kích thớc chính của khung ngang.

2. tác dụng và cách bố trí hệ giằng mái, giằng cột
2.1. Tác dụng của hệ giằng mái, giằng cột
Hệ giằng là một bộ phận quan trọng của kết cấu nhà, có các tác dụng:
+ Bảo đảm sự bất biến hình và độ cứng không gian của kết cấu chịu lực của nhà.
+ Chịu các tải trọng tác dụng theo phơng dọc nhà, vuông góc với mặt phẳng khung
nh gió lên tờng hồi, lực hãm của cầu trục.
+ Bảo đảm ổn định cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột
+ Làm cho lắp dựng an toàn, thuận tiện
Hệ thống giằng của nhà xởng đợc chia thành hai nhóm: giằng mái và giằng cột
2.2. Bố trí hệ giằng mái, giằng cột (xem bản vẽ KC 02).
3. Tải trọng tác dụng lên khung ngang.
3.1. Tĩnh tải mái và các lớp bao che.
a) Tải trọng của các lớp mái và xà gồ đa về tải trọng phân bố đều trên rờng ngang
+ Tĩnh tải mái đợc tính toán và lập thành bảng dới trong đó các hệ số vợt tải đợc lấy
theo TCVN 2737 - 1995 :
Bảng 8: Tải trọng các lớp mái
Các lớp vật liệu Giá trị tiêu chuẩn(kG/m
2
) Hệ số vợt tải Giá trị tính toán (kG/m
2
)
Lớp tôn múi 6,59 1,05 6,92
Lớp cách nhiệt 9,48 1,2 11,38
Xà gồ thép 4,13 1,05 4,34
Tổng 20,2 22,64
Trong đó : Tải trọng do xà gồ đợc tính trung bình cho xà gồ thép loại 200Z20 có
trọng lợng G = 5,42kG/m đợc qui về tải trọng phân bố đều trên m
2
mặt bằng :
g

xg
=
5, 42.6.16
6.21
= 4,13 kg/m
2
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
22
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
b) Tải trọng do trọng lợng xà gồ và tôn tờng.
(xà gồ 200Z20 để ốp tôn và lớp cách nhiệt phía ngoài bao che cho công trình)
Phần tải trọng này tác dụng lệch tâm cột nên gây ra mômen lệch tâm, nhng mô men
này ngợc dấu với mô men do tải trọng mái gây ra. Để an toàn ta bỏ qua mô men này, chỉ
lấy tải trọng tác dụng dọc trục.
- Trị số của lực dọc.
Với cột cao 5,93 m ( có trừ đi 3 m chiều cao tờng gạch và hệ giằng tờng) ta giả thiết
dùng 6 xà gồ 200Z20 đặt cách nhau 1,186 m ta có.
N = 5,42.6.6 .1,05 + (6,59.1,05 + 9,48.1,2).5,93.6 = 856 kG
Trong đó: 5,42 - Là trọng lợng xà gồ thép 200Z20.
Vậy tổng tải trọng phân bố tác dụng lên khung gồm là.
q
tt
= 22,64 .6 = 135,84 kG/m
N = 856 (kG )
3.2. Tĩnh tải cầu trục.
- Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm cầu trục, trọng lợng của ray và các bản đệm
hợp thành lực tập trung đặt lên vai cột.
G
dct

= n.(g
dct
+ g
ray
) .B = 1,05.(69,08 + 52,83) .6 = 768 kG
Trong đó: g
dct
= (2.0,2.0,012 + 0,5.0,008).7850 = 69,08 kG/m
- Ngoài ra tĩnh tải cầu trục còn gây ra mômen tập trung tại vai cột
M
ct
= G
dct
.e
+ Đối với cột biên e = 0,525 m
M
ct
= G
dct
.e = 768.0,525 = 403 kGm
3.3. Hoạt tải mái.
Hoạt tải sữa chữa khi mái bị h hỏng đợc lấy theo TCVN 2737-1995 có trị số tiêu
chuẩn: P
tc
= 30 kG/m
2
. Hoạt tải tính toán với trị tin cậy n = 1,3 là :
P
tt
= 30.1,3 = 39 kG/m

2

Hoạt tải tác dụng lên khung :
q
ht
= 39.6 = 234 kG/m
3.4. Hoạt tải do áp lực đứng của bánh xe con cầu trục.
Lực lớn nhất D
max
của cầu trục tác dụng lên cột đợc xác định theo lý thuyết đờng ảnh
hởng khi bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất. Ta có sơ đồ xác định vị trí bất
lợi nhất nh hình vẽ 11.
Hình 11: Đờng ảnh hởng của hoạt tải cầu trục.
D
max
= nn
c
P
max
tc
y
i
= 1,1.0,85.11,9.(0,345 + 0,828 + 1 + 0,517) = 29,93 T
D
min
= nn
c
P
min
tc

y
i
= 1,1.0,85.2,37. (0,345 + 0,828 + 1 + 0,517) = 5,96 T
Hoạt tải đứng cầu trục cũng gây ra mômen tạp trung ở vai cột.
+ Với cột biên. M
Dmax
= 29930.0,525 = 15713 kGm.
M
Dmin
= 5960.0,525 = 3129 kGm.
+ Với cột biên. M
Dmax
= 29930.0,75 = 22447 kGm.
M
Dmin
= 5960.0,75 = 4470 kGm.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
23
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
3.5. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con.
- Khi xe con hãm phát sinh lực quán tính tác dụng theo phơng chuyển động. Lực
hãm truyền vào dầm và truyền vào khung.
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục truyền lên dầm và truyền vào
khung tại vị trí liên kết dầm vào cột là:
c
T 0,53T
=
- Các lực T
c

truyền lên cột thành lực T đặt ở cao trình dầm hãm; giá trị T cũng xác
định bằng đờng ảnh hởng nh khi xác định D
max
, D
min
.
T
max
= nn
c
T
c
y
i
= 1,1.0,85. 0,53. (0,345 + 0,828 + 1 + 0,517)= 1,33 T
3.6. Tải trọng gió
Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm:
Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thành phân bố trên cột khung.
Gió thổi trong phạm vi mái đợc tính là tải phân bố trên mái, chuyển thành phân bố
lên khung.
Khu vực xây dựng công trình thuộc vùng gió III -B. Theo TCVN 2737 1995 áp
lực phân bố ở độ cao 10m là: W
o
= 125 (KG/m
2
)
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công
trình là:
W=n.W
o

.k.C.
Trong đó:W
o
- là áp lực ở độ cao 10m.
k - là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc vào
dạng địa hình. k xác định ở hai mức, mức đỉnh cột và mức đỉnh mái.
Nội suy theo bảng 5 TCVN 2737 1995 ta có.
+ Mức đỉnh tờng cao trình + 9,7(m) có k
1
= 0,99 (nội suy).
+ Mức đỉnh mái cao trình +10,6 (m) có k
2
= 1,01 (nội suy).
C - là hệ số khí động. C = 0,8 với phía gió đẩy, C = 0,8 với phía gió hút
Phần tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên lấy k
tb
hệ số trung bình
1 2
tb
k k 0,99 1, 01
k 1
2 2
+ +
= =
Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang đợc tính nh sau:
q = W.B = n.W
o
.k.C.B
Trong đó :
+ B là bớc cột B = 6 m.

+ n = 1,2 : Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió
+ C : Hệ số khí động lấy theo sơ đồ 9 TCVN 2737 1995 cho nhà ba nhịp có mái
dốc 2 phía. Sơ đồ nh hình vẽ 12.
Có
0
H 9,7
0,18
l 54
5,7

= =



=

C
e1
= - 0,16.
Có
B
84
1,55
L 54
H 9,7
0,179
L 54

= =

= =



C
eh
= - 0,455.
Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
24
trờng đại học kiến trúc hà nội phần 1 kiến trúc
đồ án tốt nghiệp ksxd khoá 2002 2007 gvhd: pgs. Ts nguyễn khắc sinh
Hình 12: Sơ đồ tác dụng của tải trọng gió.
Vậy tải trọng gió tác dụng lên khung lần lợt gồm:
+ Tải trọng gió tác dụng lên cột.
q
tt
d
= 1,2.125.0,99.0,8.6 = 712,8 (kG/m)
q
tt
h
= 1,2.125.0,99.0,455.6 = 405,4 (kG/m)
+ Tải trọng gió tác dụng lên rờng ngang.
q
tt
e1
= 1,2.125.1.0,16.6 = 144 (kG/m)

q
tt
e2
= q
tt
e3
= q
tt
e4
= q
tt
e5
= q
tt
e6
= 1,2.125.1.0,5.6 = 450 (kG/m).
4. Tổng kết các giá trị tải trọng.
Sau khi tính toán giá trị tiêu chuẩn và tính toán của các loại tải trọng tác dụng lên
khung ngang ở từng vị trí đợc tổng hợp nh trong bảng dới:
Bảng tổng hợp các giá tri tải trọng tác dụng lên khung.
tên tải trọng
ký
hiệu
dạng tải trọng
gía trị tiêu
chuẩn
gía trị tính
toán
tĩnh tải
q Phân bố trên rờng ngang 135,84 (kG/m)

N Tập trung đỉnh cột 856(kG)
G
dct
Tập trung vai cột

768(kG)
M
dct
Tập trung vai cột

403(kGm)
hoạt tải mái P Phân bố trên rờng ngang

234(kG/m)
hoạt tải đứng
cầu trục
D
max
Tập trung vai cột

29930(kG)
D
min
Tập trung vai cột

596(kG)
M
max1
Tập trung vai cột biên

15713(kGm)
M
min1
Tập trung vai cột biên

3129(kGm)
M
max2
Tập trung vai cột giữa

22447(kGm)
M
min2
Tập trung vai cột giữa

4470(kGm)
hoạt tải ngang
cầu trục
T
max
Tập trung cao trình dầm
hãm

1330(kG)
gió
q
d
Phân bố trên rờng ngang

718,8(kG/m)

q
h
Phân bố trên rờng ngang

405,4(kG/m)
q
e1
Phân bố trên rờng ngang

144(kG/m)
q
e2
Phân bố trên rờng ngang

450(kG/m)
q
e3
Phân bố trên rờng ngang

450(kG/m)
q
e4
Phân bố trên rờng ngang

450(kG/m)
q
e5
Phân bố trên rờng ngang

450(kG/m)

Svth: nguyễn công tâm lớp 2002 x7
25