đồ án thép khung nhà công nghiệp 1 tầng (kèm bản vẽ)

Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG
 Yêu cầu thiết kế: Nhà công nghiệp một tầng bằng thép mặt bằng hình chữ nhật.
 Các số liệu của nhà:
• Nhà công nghiệp 1 tầng nhịp L = 21m.
• B = 6m.
• Bước cột 150m
• Cao trình đỉnh ray h
1
= 11m.
• Sức trục Q = 50 tấn.
• Mái lợp bằng panen bê tông cốt thép.
PHẦN I: KHUNG NGANG
I. Sơ đồ khung ngang.
Với nhịp L = 21m sức trục Q = 50t. Ta chọn sơ đồ khung như sau:
- Liên kết giữa dàn và cột là nút cứng.
- Chọn dàn hình thang có hai mái dốc. Độ dốc I = 1/10.
- Chọn cột là cột bậc.
II. Kích thước khung ngang.
• Với sức trục Q = 50t, chế độ làm việc trung bình. Ta có bảng sau:
Sức trục Nhị
p Lk
Kích thước gabarit chính
Bánh
xe
xe
Loại ray
Áp
lực
bánh
Trọng

lượng
Móc
chính
Móc
phụ
Bề
rộng
B
Đáy
K
H Bt F
Đặc
biệt
Đường
sắt
Xe
con
Toàn
cầu
trục
(mm)
Không bé
hơn
Tấn
50 10 19,5 6650 5250 3150 300 250 2500 KP-80 45 18 61,5
a. Kích thước theo phương đứng.
- Khoảng cách từ mặt ray đến đáy kết cấu chịu lực:
H
2
= (H

c
+100) + f = (3150+100) + 200 = 3450 mm.
- Chiều cao của xưởng H = H
1
+ H
2
= 11000+3450=14450 mm.
- Kích thước thực của cột trên H
t
từ vai đỡ dầm cầu trục đến dạ vì kèo.
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 1 | 36
Q=50(T)
21000
H1 = 11m
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
H
t
= H
2
+ H
dct
+ H
r
= 3450 + 600 + 200 = 4250 mm.
 Trong đó:
• H
dct
: chiều cao dầm cầu trục, lấy theo sơ bộ H
dct
= (1/8-1/10)B.

Chọn H
dct
= 600mm.
• H
r
: chiều cao tổng cộng của ray và đệm. Chọn H
r
= 200mm.
- Chiều cao thực của cột dưới tính từ mặt móng đến chỗ thay đổi tiết diện.
H
d
= H – H
t
= 14450 – 4250 = 10200 mm.
b. Kích thước theo phương nằm ngang.
- Bề rộng phần cột trên: h
t
= (1/10-1/12).H
t
= 425-354. Chọn h
t
= 500mm.
- Khoảng cách giữa 2 tim ray: L
c
= L - 2
λ
= 21000 – 2x750 = 19500mm.
- Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị:
21 19.5
0.75

2 2
L Lc
m
λ
− −
= = =
đảm bảo
λ ≥ + − +
1
( )
t
B h a D
= 300 + (500-250)+60=610mm (thỏa)
 Trong đó:
• B
1
: Phần đầu cầu trục ray lấy đến mép ngoài lấy theo catolo cầu trục.
Khoảng 200-500mm. Chọn B
1
= 300mm.
• D: khe hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột, lấy bằng 60-75mm. Chọn
D=60mm.
• Chọn a = 250mm là khoảng cách từ mép ngoài đến trục định vị.
- Bề rộng cột dưới: h
d
= a +
λ
=250+750=1000mm.
 Kiểm tra theo điều kiện độ cứng của khung.
•

( )
1 1
963 722
15 20
d
h H mm
 
≥ ÷ = ÷
 ÷
 
(thỏa)
c. Kích thước của dàn và khung cửa mái.
• Dàn hình thang có độ dốc: I = 1/10.
• Chiều cao đầu dàn: h
dd
= 2200 mm.
• Chiều cao giữa dàn: h
gd
= h
dd
+ Li/2 = 2200 + (2100x0.1)/2 = 3400mm.
- Trong đó : Li/2 = 1050 mm chọn = 1200mm.
PHẦN II: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG
I. Tải trọng tác dụng lên khung.
1. Tải trọng tác dụng lên dàn.
a. Trọng lượng mái.
Loại vật liệu Tải trọng
tiêu chuẩn
g
m

c
(daN/m
2
)
Hệ số
vượt tải.
n
Tải trọng
tính toán
g
m

(daN /m
2
)
Tấm mái 1.5x6m 150 1.1 165
Lớp cách nhiệt dày 12cm bằng bê
tông xỉ g =500KG/m3
60 1.2 72
Lớp xi măng lót 1.5cm 27 1.2 32
Lớp cách nước 2 giấy 3 dầu 20 1.2 24
2 lớp gạch lá men 4cm 80 1.1 88
Tổng cộng 337 381
• Độ dốc mái i = 10%
⇒
α = arctg i = arctg 0.1 = 5.7°.
• Tải trọng tính toán quy đổi về tải trọng phân bố đều trên diện tích mặt bằng.
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 2 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng


2
0
337
340( / )
cos5.7
c
m
g daN m
= =
mặt bằng.

2
0
381
384( / )
cos5.7
m
g daN m
= =
mặt bằng.
b. Trọng lượng bản thân và hệ giằng.
 Theo công thức kinh nghiệm.
1.2 . 1.2 0.6 21 15.12
c
d d
g L x x
α
= = =
(daN/m
2

) mặt bằng.
 Trong đó:
• L: nhịp dàn m, α
d
hệ số trọng lượng bản thân dàn lấy bằng 0.6-0.9 đối với dàn
nhịp 24 – 36m. chọn α
d
= 0.6
• 1.2: hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng.
c. Tải trọng tạm thời.
 Theo TCVN 2737-90, tải trọng tạm thời trên mái là.
• P= n.B.P’ = 1.3 x 6 x 75 = 585 daN/m.
• Lấy p’ = 75 daN/m
2
. Hệ số vượt tải n = 1.3.
 Vậy tải trọng tổng cộng tác dụng lên sườn ngang là:
• q= (g
m
+g
d
).B = (384+15.12)x6 = 2.395 (T/m).
2. Tải trọng tác dụng lên cột.
a. Do phản lực của dàn.
 Tải trọng thường xuyên.
•
2.395x 21
25.15
2 2
gL
A T

= = =
 Tải trọng tạm thời.
•
0.585x 21
' 6.14
2 2
pL
A T
= = =
b. Do trọng lượng dầm cầu trục
 Công thức kinh nghiệm.
•
2 2
. . 1.2 30 6 1296
dct dct dct
G n L x x kg
α
= = =
 Trong đó:
• l
dct
– nhịp dầm cầu trục. (l
dct
= B = 6m)
• m; α
dct
– hệ số trọng lượng bản thân của dầm cầu trục. α
dct
= 24-37 với sức
trục trung bình (Q 75t) . α

dct
= 35-47 với cầu trục nặng hơn.
• G
dct
đặt tại vai đỡ dầm cầu trục, là tải trọng thường xuyên. Trị số của nó không
lớn so với áp lực của bánh xe cầu trục, nên đôi lúc nó được nhập vào luôn trị
số lực bánh xe, coi như là tải trọng tạm thời.
•
3
3
. 1296 972 .
4 4
d
dct dct
h
M G x daN m
= = =
 Tải trọng tường:
• G
t
= 150.n.(H
t
+2.2).B = 150.1,1.(4,25 + 2,2).6 = 6385,5 daN.m
•
1 1
. 6385.5 1596,37 .
4 4
t t d
M G h X daN m= = =
c. Do áp lực bánh xe cầu trục.

 Lấy theo Gabarit cầu trục 50 tấn ta có áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của một
bánh xe.
•
max
45
c
P t
=
;
• Bề rộng của trục B = 6650mm.
• Trọng lượng xe con G
xe
= 18t
• Trọng lượng toàn cầu trục G = 61.5t
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 3 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
 Áp lực của bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột. Khi
xe con chạy về 1 phía của cầu trục, lực truyền xuống phía đó là D
max
, còn đầu kia là
D
min
.
 Để xác định tải trọng đứng của cầu trục truyền xuống cột ta tiến hành vẽ đường ảnh
hưởng của vai cột.
 Tải trọng do áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng của cột thông qua dầm
cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng của phản lực tựa của dầm
xếp các bánh xe của 2 cầu trục sát nhau ở vào vị trí bất lợi nhất.
 Áp lực lớn nhất thẳng đứng của các bánh xe lên cột.
•

1
max max
3
1.2 0.85 30 1.9 58.1 P 4.
i
c
c
x xD n n TY x
=
= = =
∑

 Áp lực nhỏ nhất của bánh xe.
•
min max
0
50 61.5
45 10.75
2
c
Q G
P P T
n
+ +
= − = − =
 Áp lực nhỏ nhất thẳng đứng của các bánh xe lên cột.
•
1
min min
3

. .P
i
c
c
D n n Y
=
=
∑
= 1.2 x 0.85 x 10.75x1.9 = 20.8T
 Trong đó:
• n – hệ số vượt tải, n = 1.2
• n
0
– số bánh xe
• n
c
– hệ số làm việc cấu kiện, n
c
= 0.85
•
∑
i=1
i
3
y
tổng tung độ của đường ảnh hưởng phản lực gối tựa tại vị trí các bánh xe
của cầu trục. =1.9
 D
max
, D

min
& G
dct
đặt vào trục nhánh nên lệch tâm so với cột trục dưới một khoảng
xấp xỉ bằng b
d
/2. Momen lệch tâm vai cột.
•
max max
3 3
. 58.14. 43.605 .
4 4
d
M D h T m= = =
•
min min
3 3
. 20.8. 15.6 .
4 4
d
M D h T m
= = =
d. Do lực hãm của bánh xe.
 Lực ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe do cầu trục hãm.
•
1
0
0.05( )
0.05(50 18)
1.7

2
c
xe
Q G
T T
n
+
+
= = =
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 4 | 36
700 5250 1400 5250 700
6000 6000
y
2
= 0.77
y
1
= 1
y
3
=0.125
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
 Các lực ngang T
1
c
truyền lên thành lực T đặt ở cao trình dầm hãm, giá trị T xác định
bằng cách xếp bánh xe trên đường ảnh hưởng như xác định D
max
, D
min

.
•
1
. . 1.2 0.85 1.7 1.9 3.3
c
c
T n n T Y x x x T
= = =
∑
3. Tải trọng gió tác dụng lên khung.
 Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737 – 95 chiều cao nhà nhỏ hơn 36m nên chỉ
tính phần tỉnh của gió.
 Áp lực tốc độ gió ở vùng AII có W
o
= 83 daN/m2.
 Tải trọng phân bố đều tác dụng lên cột.
• q
d
= n.q
0
.k.c.B daN/m2
• q
h
= n.q
0
.k.c’.B daN/m2
 Trong đó:
• Cao trình đáy vì kèo: H = H
d
+ H

t
= 10.2 + 4.25 = 14.45m
• n = 1.3
• c – hệ số khí động phía đón gió C = +0.8, phía hút gió C’ = - 0.6
• K: Hệ số kể đến áp lực gió theo độ cao và địa hình.
 Áp lực gió tại cao trình 10m. (k=1.18)
• q
d
10
= 1.3 x 83 x 1.18 x 0.8 x 6 = 611.1 daN/m.
• q
h
10
= 1.3 x 83 x 1.18 x (-0.6) x 6 = 458.4 daN/m.
 Áp lực gió tại phân bố đều trên khung.
• Chiều cao cột = 14.45 < 15m  α = 1.04
• q
d
14.15
= α. q
d
10
= 635.5 daN/m.
• q
h
14.15
= α. q
h
10
= 476.7 daN/m.

 Quy tải gió tác dụng vào dàn thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột.
• W
đ
= n.q
0
.B.k = 1.3x83 x 6 x1.25 x (0.8x2.2+(-0.6)x1.2) =841.6daN.
• W
h
= n.q
0
.B.k =1.3x83 x 6 x1.25 x (0.8x2.2+(-0.44)x1.2) = 997daN.
 Trong đó:
• Hệ số K trung bình trong khoảng độ cao từ 14.45 đến 17.85m
•
1.2334 1.2685
1.25
2
tb
K
+
= =
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 5 | 36
Q=30(T)
21000
0.8
0.8
- 0.6
- 0.6
- 0.6
0.8

- 0.6
-0.44
10.2m 4.25m
2.2m 1.2m
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
TỔ HỢP CỘT TRÊN
Story Column Load Loc P V2 M3
STORY2 C1 TH1 0 -103,32 -4,86 5,99 54,655
STORY2 C1 TH1 2,126 -103,32 -4,86 16,32 59,82
STORY2 C1 TH1 4,25 -103,32 -4,86 26,65 64,98
STORY2 C1 TH1 4,25 -103,32 -4,86 26,65 64,98
STORY2 C1 TH1 4,252 -103,32 -4,86 26,66 64,99
STORY2 C1 TH2 0 -38,84 -32,99 -151,33 95,09
STORY2 C1 TH2 2,126 -38,84 -32,99 -81,20 60,02
STORY2 C1 TH2 4,25 -38,84 -32,99 -11,13 24,98
STORY2 C1 TH2 4,25 -38,84 -32,99 -11,13 24,98
STORY2 C1 TH2 4,252 -38,84 -32,99 -11,06 24,95
STORY2 C1 TH3 0 -41,33 -15,22 -59,20 50,27
STORY2 C1 TH3 2,126 -41,33 -15,22 -26,84 34,08
STORY2 C1 TH3 4,25 -41,33 -15,22 5,50 23,41
STORY2 C1 TH3 4,25 -41,33 -15,22 5,50 23,41
STORY2 C1 TH3 4,252 -41,33 -15,22 5,53 23,43
STORY2 C1 TH4 0 -42,46 -15,22 -47,34 44,90
STORY2 C1 TH4 2,126 -42,46 -15,22 -14,98 28,72
STORY2 C1 TH4 4,25 -42,46 -15,22 17,36 29,91
STORY2 C1 TH4 4,25 -42,46 -15,22 17,36 29,91
STORY2 C1 TH4 4,252 -42,46 -15,22 17,39 29,93
STORY2 C1 TH5 0 -44,95 -32,99 -87,16 66,06
STORY2 C1 TH5 2,126 -44,95 -32,99 -17,03 30,99
STORY2 C1 TH5 4,25 -44,95 -32,99 53,04 49,00

STORY2 C1 TH5 4,25 -44,95 -32,99 53,04 49,00
STORY2 C1 TH5 4,252 -44,95 -32,99 53,11 49,03
STORY2 C1 TH6 0 -35,45 30,7 17,65 26,55
STORY2 C1 TH6 2,126 -35,45 17,2 -33,26 34,36
STORY2 C1 TH6 4,25 -35,45 3,71 -55,47 45,46
STORY2 C1 TH6 4,25 -35,45 -4,71 -55,47 45,46
STORY2 C1 TH6 4,252 -35,45 -4,71 -55,46 45,45
STORY2 C1 TH7 0 -48,34 -34,91 -25,45 36,90
STORY2 C1 TH7 2,126 -48,34 -24,79 38,01 43,17
STORY2 C1 TH7 4,25 -48,34 -14,68 79,93 64,13
STORY2 C1 TH7 4,25 -48,34 -4,71 79,93 64,13
STORY2 C1 TH7 4,252 -48,34 -4,71 79,94 64,14
STORY2 C1 TH8 0 -94,43 -32,71 -133,65 114,04
STORY2 C1 TH8 2,126 -94,43 -32,71 -64,11 79,27
STORY2 C1 TH8 4,25 -94,43 -32,71 5,38 49,90
STORY2 C1 TH8 4,25 -94,43 -32,71 5,38 49,90
STORY2 C1 TH8 4,252 -94,43 -32,71 5,44 49,94
STORY2 C1 TH9 0 -96,67 -16,72 -50,74 73,70
STORY2 C1 TH9 2,126 -96,67 -16,72 -15,18 55,93
STORY2 C1 TH9 4,25 -96,67 -16,72 20,34 58,51
STORY2 C1 TH9 4,25 -96,67 -16,72 20,34 58,51
STORY2 C1 TH9 4,252 -96,67 -16,72 20,38 58,52
STORY2 C1 TH10 0 -97,69 -16,72 -40,06 68,87
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 6 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
STORY2 C1 TH10 2,126 -97,69 -16,72 -4,50 51,10
STORY2 C1 TH10 4,25 -97,69 -16,72 31,02 64,35
STORY2 C1 TH10 4,25 -97,69 -16,72 31,02 64,35
STORY2 C1 TH10 4,252 -97,69 -16,72 31,05 64,37
STORY2 C1 TH11 0 -99,93 -32,71 -75,90 87,92

STORY2 C1 TH11 2,126 -99,93 -32,71 -6,35 53,14
STORY2 C1 TH11 4,25 -99,93 -32,71 63,13 81,53
STORY2 C1 TH11 4,25 -99,93 -32,71 63,13 81,53
STORY2 C1 TH11 4,252 -99,93 -32,71 63,20 81,56
STORY2 C1 TH12 0 -91,37 24,61 18,43 54,90
STORY2 C1 TH12 2,126 -91,37 12,46 -20,96 56,17
STORY2 C1 TH12 4,25 -91,37 0,32 -34,53 62,95
STORY2 C1 TH12 4,25 -91,37 -7,26 -34,53 62,95
STORY2 C1 TH12 4,252 -91,37 -7,26 -34,51 62,94
STORY2 C1 TH13 0 -102,98 -34,44 -20,36 61,67
STORY2 C1 TH13 2,126 -102,98 -25,33 43,18 73,08
STORY2 C1 TH13 4,25 -102,98 -16,23 87,33 95,15
STORY2 C1 TH13 4,25 -102,98 -7,26 87,33 95,15
STORY2 C1 TH13 4,252 -102,98 -7,26 87,34 95,16
STORY2 C1 TH14 0 -88,62 -3,56 -120,97 104,79
STORY2 C1 TH14 2,126 -88,62 -15,71 -100,47 94,55
STORY2 C1 TH14 4,25 -88,62 -27,85 -54,20 71,41
STORY2 C1 TH14 4,25 -88,62 -35,43 -54,20 71,41
STORY2 C1 TH14 4,252 -88,62 -35,43 -54,13 71,38
STORY2 C1 TH15 0 -100,23 -62,61 -159,76 129,99
STORY2 C1 TH15 2,126 -100,23 -53,5 -36,33 68,28
STORY2 C1 TH15 4,25 -100,23 -44,4 67,65 83,94
STORY2 C1 TH15 4,25 -100,23 -35,43 67,65 83,94
STORY2 C1 TH15 4,252 -100,23 -35,43 67,72 83,97
STORY2 C1 TH16 0 -90,87 12,42 -38,05 64,46
STORY2 C1 TH16 2,126 -90,87 0,27 -51,55 71,21
STORY2 C1 TH16 4,25 -90,87 -11,86 -39,24 65,06
STORY2 C1 TH16 4,25 -90,87 -19,44 -39,24 65,06
STORY2 C1 TH16 4,252 -90,87 -19,44 -39,20 65,04
STORY2 C1 TH17 0 -102,47 -46,62 -76,84 89,66

STORY2 C1 TH17 2,126 -102,47 -37,51 12,60 57,53
STORY2 C1 TH17 4,25 -102,47 -28,41 82,61 92,54
STORY2 C1 TH17 4,25 -102,47 -19,44 82,61 92,54
STORY2 C1 TH17 4,252 -102,47 -19,44 82,65 92,56
STORY2 C1 TH18 0 -91,88 12,42 -27,37 59,63
STORY2 C1 TH18 2,126 -91,88 0,27 -40,87 66,38
STORY2 C1 TH18 4,25 -91,88 -11,86 -28,56 60,22
STORY2 C1 TH18 4,25 -91,88 -19,44 -28,56 60,22
STORY2 C1 TH18 4,252 -91,88 -19,44 -28,53 60,20
STORY2 C1 TH19 0 -103,49 -46,62 -66,17 84,83
STORY2 C1 TH19 2,126 -103,49 -37,51 23,27 63,38
STORY2 C1 TH19 4,25 -103,49 -28,41 93,29 98,39
STORY2 C1 TH19 4,25 -103,49 -19,44 93,29 98,39
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 7 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
STORY2 C1 TH19 4,252 -103,49 -19,44 93,33 98,41
STORY2 C1 TH20 0 -94,13 -3,56 -63,21 78,67
STORY2 C1 TH20 2,126 -94,13 -15,71 -42,72 68,43
STORY2 C1 TH20 4,25 -94,13 -27,85 3,55 48,84
STORY2 C1 TH20 4,25 -94,13 -35,43 3,55 48,84
STORY2 C1 TH20 4,252 -94,13 -35,43 3,62 48,88
STORY2 C1 TH21 0 -105,73 -62,61 -102,01 103,87
STORY2 C1 TH21 2,126 -105,73 -53,5 21,42 63,58
STORY2 C1 TH21 4,25 -105,73 -44,4 125,40 115,57
STORY2 C1 TH21 4,25 -105,73 -35,43 125,40 115,57
STORY2 C1 TH21 4,252 -105,73 -35,43 125,47 115,60
STORY2 C1 TH22 0 -33,34 -0,71 -123,16 78,25
STORY2 C1 TH22 2,126 -33,34 -12,86 -108,73 71,04
STORY2 C1 TH22 4,25 -33,34 -25 -68,52 50,93
STORY2 C1 TH22 4,25 -33,34 -32,58 -68,52 50,93

STORY2 C1 TH22 4,252 -33,34 -32,58 -68,46 50,90
STORY2 C1 TH23 0 -35,58 15,28 -40,24 37,91
STORY2 C1 TH23 2,126 -35,58 3,13 -59,81 47,69
STORY2 C1 TH23 4,25 -35,58 -9,01 -53,56 44,57
STORY2 C1 TH23 4,25 -35,58 -16,59 -53,56 44,57
STORY2 C1 TH23 4,252 -35,58 -16,59 -53,53 44,55
STORY2 C1 TH24 0 -36,6 15,28 -29,56 33,08
STORY2 C1 TH24 2,126 -36,6 3,13 -49,13 42,87
STORY2 C1 TH24 4,25 -36,6 -9,01 -42,88 39,74
STORY2 C1 TH24 4,25 -36,6 -16,59 -42,88 39,74
STORY2 C1 TH24 4,252 -36,6 -16,59 -42,85 39,73
STORY2 C1 TH25 0 -38,84 -0,71 -65,41 52,12
STORY2 C1 TH25 2,126 -38,84 -12,86 -50,98 44,91
STORY2 C1 TH25 4,25 -38,84 -25 -10,77 24,81
STORY2 C1 TH25 4,25 -38,84 -32,58 -10,77 24,81
STORY2 C1 TH25 4,252 -38,84 -32,58 -10,71 24,77
STORY2 C1 TH26 0 -44,95 -59,76 -161,95 103,45
STORY2 C1 TH26 2,126 -44,95 -50,65 -44,59 44,77
STORY2 C1 TH26 4,25 -44,95 -41,55 53,33 49,14
STORY2 C1 TH26 4,25 -44,95 -32,58 53,33 49,14
STORY2 C1 TH26 4,252 -44,95 -32,58 53,39 49,17
STORY2 C1 TH27 0 -47,19 -43,77 -79,03 63,11
STORY2 C1 TH27 2,126 -47,19 -34,66 4,34 25,76
STORY2 C1 TH27 4,25 -47,19 -25,56 68,29 57,74
STORY2 C1 TH27 4,25 -47,19 -16,59 68,29 57,74
STORY2 C1 TH27 4,252 -47,19 -16,59 68,33 57,76
STORY2 C1 TH28 0 -48,21 -43,77 -68,36 58,28
STORY2 C1 TH28 2,126 -48,21 -34,66 15,01 31,61
STORY2 C1 TH28 4,25 -48,21 -25,56 78,97 63,59
STORY2 C1 TH28 4,25 -48,21 -16,59 78,97 63,59

STORY2 C1 TH28 4,252 -48,21 -16,59 79,00 63,61
STORY2 C1 TH29 0 -50,45 -59,76 -104,20 77,32
STORY2 C1 TH29 2,126 -50,45 -50,65 13,17 31,81
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 8 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
STORY2 C1 TH29 4,25 -50,45 -41,55 111,08 80,77
STORY2 C1 TH29 4,25 -50,45 -32,58 111,08 80,77
STORY2 C1 TH29 4,252 -50,45 -32,58 111,15 80,80
1197,22
TỔ HỢP CỘT DƯỚI
Story Column Load Loc P V2 M3
STORY1 C1 TH1 0 -180,13 -4,86 -49,83 139,89
STORY1 C1 TH1 5,1 -180,13 -4,86 -25,04 115,10
STORY1 C1 TH1 10,2 -180,13 -4,86 -0,25 90,32
STORY1 C1 TH2 0 -697,05 0,01 304,98 653,51
STORY1 C1 TH2 5,1 -697,05 0,01 304,93 653,46
STORY1 C1 TH2 10,2 -697,05 0,01 304,88 653,40
STORY1 C1 TH3 0 -699,54 -48,22 -147,68 497,45
STORY1 C1 TH3 5,1 -699,54 -48,22 98,27 448,04
STORY1 C1 TH3 10,2 -699,54 -48,22 344,21 693,98
STORY1 C1 TH4 0 -327,27 -15,22 -52,86 216,50
STORY1 C1 TH4 5,1 -327,27 -15,22 24,78 188,41
STORY1 C1 TH4 10,2 -327,27 -15,22 102,42 266,05
STORY1 C1 TH5 0 -329,76 -32,99 -273,90 438,78
STORY1 C1 TH5 5,1 -329,76 -32,99 -105,65 270,53
STORY1 C1 TH5 10,2 -329,76 -32,99 62,60 227,48
STORY1 C1 TH6 0 -112,26 95,47 654,85 710,98
STORY1 C1 TH6 5,1 -112,26 63,08 250,55 306,68
STORY1 C1 TH6 10,2 -112,26 30,7 11,41 67,54
STORY1 C1 TH7 0 -125,15 -83,46 -635,39 697,96

STORY1 C1 TH7 5,1 -125,15 -59,19 -271,64 334,21
STORY1 C1 TH7 10,2 -125,15 -34,91 -31,69 94,27
STORY1 C1 TH8 0 -694,5 -3,01 245,58 592,83
STORY1 C1 TH8 5,1 -694,5 -3,01 260,95 608,20
STORY1 C1 TH8 10,2 -694,5 -3,01 276,31 623,56
STORY1 C1 TH9 0 -696,74 -46,42 -161,82 510,19
STORY1 C1 TH9 5,1 -696,74 -46,42 74,95 423,32
STORY1 C1 TH9 10,2 -696,74 -46,42 311,71 660,08
STORY1 C1 TH10 0 -361,7 -16,72 -76,48 257,33
STORY1 C1 TH10 5,1 -361,7 -16,72 8,81 189,66
STORY1 C1 TH10 10,2 -361,7 -16,72 94,10 274,95
STORY1 C1 TH11 0 -363,94 -32,71 -275,41 457,38
STORY1 C1 TH11 5,1 -363,94 -32,71 -108,58 290,55
STORY1 C1 TH11 10,2 -363,94 -32,71 58,26 240,23
STORY1 C1 TH12 0 -168,18 82,9 560,46 644,55
STORY1 C1 TH12 5,1 -168,18 53,75 212,00 296,09
STORY1 C1 TH12 10,2 -168,18 24,61 12,19 96,28
STORY1 C1 TH13 0 -179,79 -78,14 -600,76 690,65
STORY1 C1 TH13 5,1 -179,79 -56,29 -257,96 347,86
STORY1 C1 TH13 10,2 -179,79 -34,44 -26,60 116,49
STORY1 C1 TH14 0 -688,69 84,43 852,88 1197,22
STORY1 C1 TH14 5,1 -688,69 55,28 496,62 840,96
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 9 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
STORY1 C1 TH14 10,2 -688,69 26,14 289,00 633,34
STORY1 C1 TH15 0 -700,3 -76,61 -308,34 658,49
STORY1 C1 TH15 5,1 -700,3 -54,76 26,65 376,80
STORY1 C1 TH15 10,2 -700,3 -32,91 250,21 600,36
STORY1 C1 TH16 0 -690,94 41,02 445,48 790,95
STORY1 C1 TH16 5,1 -690,94 11,87 310,62 656,09

STORY1 C1 TH16 10,2 -690,94 -17,28 324,40 669,87
STORY1 C1 TH17 0 -702,54 -120,02 -715,73 1067,00
STORY1 C1 TH17 5,1 -702,54 -98,17 -159,35 510,62
STORY1 C1 TH17 10,2 -702,54 -76,32 285,60 636,87
STORY1 C1 TH18 0 -355,89 70,72 530,82 708,76
STORY1 C1 TH18 5,1 -355,89 41,57 244,48 422,42
STORY1 C1 TH18 10,2 -355,89 12,42 106,79 284,73
STORY1 C1 TH19 0 -367,5 -90,32 -630,40 814,15
STORY1 C1 TH19 5,1 -367,5 -68,47 -225,49 409,24
STORY1 C1 TH19 10,2 -367,5 -46,62 68,00 251,75
STORY1 C1 TH20 0 -358,14 54,73 331,89 510,96
STORY1 C1 TH20 5,1 -358,14 25,58 127,09 306,16
STORY1 C1 TH20 10,2 -358,14 -3,56 70,95 250,02
STORY1 C1 TH21 0 -369,74 -106,31 -829,33 1014,20
STORY1 C1 TH21 5,1 -369,74 -84,46 -342,88 527,75
STORY1 C1 TH21 10,2 -369,74 -62,61 32,16 217,03
STORY1 C1 TH22 0 -633,41 87,28 879,79 1196,50
STORY1 C1 TH22 5,1 -633,41 58,14 508,98 825,68
STORY1 C1 TH22 10,2 -633,41 28,99 286,81 603,51
STORY1 C1 TH23 0 -635,65 43,87 472,40 790,22
STORY1 C1 TH23 5,1 -635,65 14,72 322,98 640,80
STORY1 C1 TH23 10,2 -635,65 -14,42 322,20 640,03
STORY1 C1 TH24 0 -300,61 73,57 557,73 708,04
STORY1 C1 TH24 5,1 -300,61 44,42 256,84 407,14
STORY1 C1 TH24 10,2 -300,61 15,28 104,60 254,90
STORY1 C1 TH25 0 -302,85 57,58 358,80 510,23
STORY1 C1 TH25 5,1 -302,85 28,44 139,45 290,88
STORY1 C1 TH25 10,2 -302,85 -0,71 68,76 220,18
STORY1 C1 TH26 0 -645,02 -73,75 -281,43 603,94
STORY1 C1 TH26 5,1 -645,02 -51,91 39,01 361,52

STORY1 C1 TH26 10,2 -645,02 -30,06 248,02 570,53
STORY1 C1 TH27 0 -647,26 -117,17 -688,82 1012,45
STORY1 C1 TH27 5,1 -647,26 -95,32 -146,99 470,62
STORY1 C1 TH27 10,2 -647,26 -73,47 283,41 607,04
STORY1 C1 TH28 0 -312,22 -87,47 -603,49 759,60
STORY1 C1 TH28 5,1 -312,22 -65,62 -213,13 369,24
STORY1 C1 TH28 10,2 -312,22 -43,77 65,80 221,91
STORY1 C1 TH29 0 -314,46 -103,45 -802,42 959,65
STORY1 C1 TH29 5,1 -314,46 -81,61 -330,51 487,74
STORY1 C1 TH29 10,2 -314,46 -59,76 29,96 187,19
1197,22
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 10 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
PHẦN III. THIẾT KẾ CỘT
3.1 Xác định chiều dài tính toán của cột.
1. Trước hết ta phải xác định trọng lượng bản thân của cột trên và cột dưới.
 Chọn sơ bộ trọng lượng cột trên g
ct
= 200kg/m dài.
 G
ct
= H
t
x g
ct
= 4.25x 200 = 850kg = 0.85T
 Chọn sơ bộ trọng lượng cột dưới g
cd
= 250kg/m dài.
 G

ct
= H
d
x g
ct
= 10.2 x 250 = 2550 Kg = 2.55 T.
 Nội lực tính toán xác định từ bảng nội lực như sau:
 Phần cột trên: cặp nội lực nguy hiểm N
trmax
= 10023daN,
M
tr
= 15976 daN.m.
 Phần cột dưới:
• Cặp lực gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục (+) M
dctmax
= 85288daN.m,
N
dct
= 68869 daN.
• Cặp lực gây nguy hiểm cho nhánh mái (-) M
dmmax
= 71573 daN.m ,
N
dm
= 70254 daN.
 Kết hợp ở trên ta có:
• N
11
= 68869 + Gct + Gcd = 68869+850+2550 = 72269 daN.m

• N
12
= 70254 + Gct + Gcd = 70254 + 850+2550 = 73654 daN.m
• N
2
= 10023 + 850 = 10873 daN.m.
+
1
2
72269
6.65
10873
N
m
N
= = =
> 3  µ
1
= 2 
2
3
µ
=
• Vậy chiều dài tính toán của các phần cột trong mặt phẳng khung là:
+ l
1x
= µ
1
. H
d

= 2 x 10.2 =20.4 m.
+ l
2x
= µ
2
. H
d
= 3 x 4.25 =12.75 m.
• Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung là:
+ Phần cột trên: l
2y
= H
t
– H
dct
= 4.25 – 0.6 = 3.65 m.
+ Phần cột dưới: l
1y
= H
d
= 10.2 m.
2. Chọn tiết diện cột trên:
a. Chọn tiết diện:
• Cặp nội lực thiết kế: M
tr
= 15976 daN.m, N
2
= 10873 daN.
• Cột trên chọn đặc, tiết diện chữ I đối xứng, với chiều cao tiết diện cột đã chọn
trước h = 500mm.

+
( )
1 1 1 1
. 50 0.7 0.5
70 100 70 100
b t
h x
δ
   
= ÷ = ÷ = ÷
 ÷  ÷
   
chọn
b
δ
= 1.2cm.
+
( )
1 1 1 1
. 425 21.3 14.2
20 30 20 30
c t
b H x
   
= ÷ = ÷ = ÷
 ÷  ÷
   
chọn b
c
= 40 cm.

+
( )
1 1 1 1
. 50 2.5 1.39
20 36 20 36
c t
h x
δ
   
= ÷ = ÷ = ÷
 ÷  ÷
   
chọn
1.8
c
cm
δ
=
.
+ Độ lệch tâm:
15976
10873
1.47
M
e
N
= = =
m
• Sơ bộ giả thiết hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện là: n = 1.25
• Diện tích theo yêu cầu:

+
2
10873 147
1.25 (2.2 2.8) 1.25 2.8 49
2100 50
yc
N e
A x cm
R h
γ
   
= + ÷ = + =
 ÷  ÷
   
 Vậy :
• Chiều dày bản bụng:
c
b
=1.2 cm.
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 11 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
• Chiều dày bản cánh:
c
δ
=1.8 cm.
• Chiều dày rộng bản cánh:
c
b
= 40 cm.
b. Tính các đặc trưng hình học của tiết diện:

• Diện tích bản bụng: A
b
= 1.2 x 46.4 = 55.68 cm
2
.
• Diện tích bản cánh: A
c
= 2 x 40 x 1.8 = 144 cm
2
.
• Diện tích tiết diện:
2
2 1.2 46.4 2 18 400 199.68
b b c c
A h b x x x cm
δ δ
= + = + =
• Momen quán tính:
+
3 3
2 4
2 93665
12 12
b b c c
x c c
h b
J a b cm
δ δ
δ
 

   
= + + =
 
 ÷  ÷
   
 
+
3 3
4
2
19207
12 12
c c b b
y
b h
J cm
δ δ
   
= + =
 ÷  ÷
   
• Bán kính quán tính:
+
93665
21.6582
199.68
x
x
J
r cm

A
= = =
+
19207
9.8076
199.68
y
y
J
r cm
A
= = =
• Momen chống uốn:
+
2.
2 93665
3746.6
50
x
x
J
x
W cm
h
= = =

• Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột trên:
+
[ ]
2

365
37.21 120
9.8076
y
y
y
l
r
λ λ
= = = < =
+
2
1275
58.86
21.6582
x
x
x
l
r
λ
= = =
+
6
2100
. 37.21 1.17
2.1 10
y
y
R

E x
λ λ
= = =
+
6
2100
. 58.86 1.86
2.1 10
x
x
R
E x
λ λ
= = =
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 12 | 36
h
b
=464
h=500
h
c
=482
12
241 241
18
400
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
• Độ lệch tâm tương đối m và độ lệch tâm tính đổi m
1
:

+
199.68
. 147. 7.83
3746.6
ng
x
A
m e
W
= = =
Với m = 7.83 và
x
λ
= 1.86;
0.38
b
c
A
A
=
tra phụ lục II.4 ta được:
+
1.4 0.02 1.4 0.02 1.86 1.36
x
x
η λ
= − = − =

1
. 1.36 7.83 10.67m m x

η
= = =
 Cột không cần kiểm tra bền vì m
1
< 20.
c. Kiểm tra độ ổn định trong mặt phẳng uốn.
• Từ
x
λ
=1.86 và m
1
= 10.67, tra phụ lục II.2 được
lt
ϕ
=
0.12
• Điều kiện ổn định:
+
2 2
10873
453.7 / 2100 /
. 0.12 199.68
x
lt ng
N
daN cm daN cm
A x
σ
ϕ
= = = <

d. Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn.
• Momen tại các tiết diện:
+ Tiết diện chân cột: M
1
= -15976 daN.m
+ Tiết diện tại đỉnh cột: M
2
= 6772 daN.m
+ Tiết diện 2/3 cột:
1 2
2
15976 6772
6772 810.7 .
3 3
M M
M M daN m
− − −
= + = + = −
+
1 2
15976 6772
' max ; ; max ; ; 810.7 3386 .
2 2 2 2
M M
M M daN m
−
 
 
= = − =
 ÷ ÷

 
 
+
' 3386 199.68
. 100 1.66 5
10873 3746.6
ng
x
x
A
M
m x
N W
= = = <
- Tra phụ lục II.5, xác định hệ số:
0.65 0.005 0.65 0.005 1.66 0.674
x
m x
α
= + = + =
- Ta có:
2
2100
3.14 31.4 37.21
21
c y
E
R
λ π λ
= = = < =


0.933
1.01
0.913
c
y
ϕ
β
ϕ
= = =
(
y
ϕ
,
c
ϕ
nội suy bảng II.1 với R = 2100daN/cm
2
).
• Hệ số ảnh hưởng của momen trong mặt phẳng uốn C được xác định như sau:
+
1.01
0.47
1 . 1 0.674 1.66
x
C
m x
β
α
= = =

+ +
• Điều kiện ổn định:
+
2 2
10873
126.9 / 2100 /
. . 0.47 0.913 199.68
x
y ng
N
daN cm daN cm
C A x x
σ
ϕ
= = = <
.
e. Kiểm tra ổn định cục bộ.
 Ổn định cục bộ của bản cánh.
• Điều kiện ổn định:
0 0
c c
b b
δ δ
 
≤
 
 
• Với
0
c

b
δ
 
 
 
tra bảng 3.3 ta có:
+
( )
( )
6
0
2.1 10
1.86 4 0.36 0.1 0.36 0.1 1.86 17.26
2100
x x
c
b
E x
x
R
λ λ
δ
 
= < ⇒ = + = + =
 
 
.
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 13 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
+

0
40 1.2
10.8 17.26
2 2 1.8
c b
c c
b b
x
δ
δ δ
−
−
= = = <
 Bản cánh đảm bảo ổn định cục bộ.
 Ổn định cục bộ của bản bụng.
• Ổn định cục bộ của bản bụng cột chịu nén lệch tâm phụ thuộc vào độ mảnh của
cột, vật liệu cột, hình dáng tiết diện cột, độ lệch tâm tương đối m và hệ số đặc
trưng phân bố ứng suất pháp trên bản bụng. Với bản bụng cột, vì khả năng chịu
lực của cột được xác định theo điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung
nên tỷ số
0
b
h
δ
 
 
 
xác định theo bảng 3.4.
• Ta có m = 7.83 > 1 và
x

λ
= 1.86 > 0.8 nên ta phải nội suy từ 2 giá trị.
+
( )
( )
1
6
0
2.1 10
0.9 0.5 0.9 0.5 1.86 57.87
2100
b
h
E x
x
R
λ
δ
≥
 
= + = + =
 
 
• Kiểm tra:
+
1
0 0
2
50 2 1.8
38.7 57.87

1.2
c
b b b
h h h
x
δ
δ δ δ
≥
 
−
−
= = = < =
 
 
 Tiết diện đã chọn được thỏa mãn.
3. Thiết kế tiết diện cột dưới rỗng.
a. Chọn tiết diện nhánh cột.
• Cột dưới rỗng có tiết diện không đối xứng, bao gồm 2 nhánh: nhánh ngoài
(nhánh mái) và nhánh trong (nhánh cầu trục). Nhánh ngoài dùng tổ hợp của 1
thép bản với 2 thép góc, nhánh trong dùng tiết diện tổ hợp từ 3 thép bản dạng
(chữ I).
• Dựa vào bảng nội lực ta có cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh 1 (nhánh cầu trục)
là:
+ M
dctmax
= 85288daN.m, N
dct
= 72269 daN.
• Cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh 2 (nhánh mái).
• M

dmmax
= 71573 daN.m , N
dm
= 73654 daN.
 Sơ bộ giả thiết khoảng cách 2 trục C = h = 100cm. Khoảng
cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục của mỗi
nhánh.
• Từ biểu thức giả thiết diện tích nhánh tỷ lệ với lực dọc của nhánh N
nh
:
+
2
2 1 2
1 1
1 2 1 2
.C
0
M M M
y C y
N N N N
 
+
− + + =
 ÷
− −
 
2
1 1
71573 85288 71573 1
1 0

72269 73654 72269 73654
x
y y
+
 
⇔ − + + =
 ÷
− −
 
1
y⇔ =
0.4586.
• Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục trọng tâm nhánh 2 là:
+ y
2
= C - y
1
= 100 – 45.86 = 54.14 cm.
 Lực tác dụng lên mỗi nhánh:
• Lực dọc lớn nhất trong nhánh 1 (nhánh cầu trục).
+
2 1
1 1
54.14 85288
72269 39979.3
100 100
.
nh
y M
N N

C C
x daN+ == + =
• Lực dọc lớn nhất trong nhánh 2 (nhánh mái).
+
1 2
2 2
45.86 71573
73654 34493.4
100 100
.
nh
y M
N N
C C
x daN+ == + =
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 14 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
 Chọn tiết diện các nhánh:
• Giả thuyết
φ
=0.8, ta có diện tích các nhánh theo công thức:
+
2
1
1
39979.
23.8
. . 0.8 2100 1
3
nh

yc
N
A cm
R x x
ϕ γ
= = =
+
2
2
2
34493.4
20.53
. . 0.8 2100 1
nh
yc
N
A cm
R x x
ϕ γ
= = =
• Đối với nhánh cầu trục: theo yêu cầu về độ cứng, chọn bề rộng cột (chiều cao tiết
diện nhánh).
+
( )
1 1 1 1
. .1020 51 34
20 30 20 30
d
h H
   

= ÷ = ÷ = ÷
 ÷  ÷
   
chọn h = 40cm.
+
( )
1 1 1 1
.h .40 2 1.3
20 30 20 30
c
δ
   
= ÷ = ÷ = ÷
 ÷  ÷
   
chọn
c
δ
= 1.5cm.
+
b
δ
= 1.2cm , b
c
= 20 cm.
Nhánh 1 dùng tiết diện chữ I như hình vẽ:
• Diện tích tiết diện nhánh:
+ A
nh1
= 37x1.2+2x20x1.5 = 104.4 cm

2
.
• Momen quán tính và bán kính quán tính.
+
3 3
4
1.5 20 37 1.2 2005.3
2 2005.3 4.38
12 10412 .4
x
x x
J
x x
J x cm r cm
A
= + = ⇒ = = =
.
+
3 3
2 4
1.5 20 37 1.2
2 19.25 1.5 20 22381.9
12 12
y
x x
J x x cm
 
 
= + + =
 

 ÷
 
 
22381.9
104.4
14.64
y
y
J
r cm
A
⇒ = = =
• Đối với nhánh mái: nhánh dùng tiết diện tổ hợp từ 1 thép bản 370x12 và 2
thép góc đều cạnh L, chọn thép góc L 100x12 có các giá trị:
+
2
4
0
22.8
100 12 209
2.91
s
x y
A cm
L x J J cm
Z cm

=

= =



=

SVTH: Lý Ngọc Quế trang 15 | 36
h
b
=370
h=400
h
c
=385
12
192.5 192.5
15
200
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
 Tiết diện nhánh mái:
 Các đặc trưng hình học của tiết diện.
• Diện tích tiết diện nhánh mái:
+ A
nh2
= 2x22.8+37x1.2 = 90cm
2
.
• Khoảng cách từ mép trái của tiết diện (mép ngoài bản thép) đến trọng tâm tiết
diện nhánh mái là:
+
37 1.2 0.6 2 22.8x(1.2 2.91)
2.38

2 22.8 37 1.2
i i
i
A z
x x x
Z
A x x
+ +
= = =
+
∑
∑
• Momen quán tính và bán kính quán tính.
+
( )
3
2
2 4
37 1.2
27 1.2 2.38 0.6 2 22.8(2.91 1.2 2.38) 209 623.18
12
x
x
J x x cm
 
= + − + + − + =
 
+
2
623.18

2.63
90
x
x
nh
J
r cm
A
= = =
+
2
3
4
1.2 37 40
2 209 22.8 2.91 18801.6
12 2
y
x
J cm
 
 
= + + − =
 
 ÷
 
 
 
+
2
18801.6

14.45
90
y
y
nh
J
r cm
A
= = =
• Diện tích toàn tiết diện.
+ A = A
nh1
+ A
nh2
= 104.4+90=194.4 cm
2
.
• Tính khoảng cách giữa 2 trục nhánh:
+ C = h – Z = 100 – 2.38 = 97.62 cm.
• Tính khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới nhánh 1 và 2.
+
2
1
90
. 97.62 45.19
194.4
nh
A
y C x cm
A

= = =
+
2 1
97.62 45.19 52.43y C y cm= − = − =
• Momen quán tính toàn tiết diện đối với trục trọng tâm x-x:
+
2 2 2 4
. 2005.3 623.18 45.19 104.4 52.43 90 463228.93
x xi i nhi
J J y A x x cm= + = + + + =
∑ ∑
+
463228.9
194.4
3
48.8cm
x
x
J
r
A
= = =
.
b. Xác định hệ thanh bụng: bố trí dạng thanh bụng đồng quy tại trục nhánh. Khoảng
cách giữa các nút giằng a = 100 cm.
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 16 | 36
12
370
400
370

15
1000
2L100x12
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
• Chiều dài thanh xiên:
2 2 2 2
100 97.62 139.75S a C cm= + = + =
• Góc giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên:
+
0
97.62
0.9762 44 18' sin 0.698
100
tg
α α α
= = ⇒ ≈ ⇒ =
+ Sơ bộ chọn thanh xiên có kích thước L80x8 có :
2
min
12.8
1.57
tx
tx
A cm
r cm

=

=


+ Lực cắt lớn nhất tác dụng lên cột là: Q
max
= -12002daN
+ Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt gây ra là:
12002
8597.4
2sin 2 0.698
tx
Q
N daN
x
α
= = =
• Đường hàn liên kết thanh xiên vào cột:
+
( )
min
0.7. 0.7 8597.4
7.96
0.8 1260 0.75
.
s
s g
N x
l cm
x x
h R
β γ
= = =
+ Vậy lấy l

s
= l
m
= 8cm.
• Kiểm tra thanh bụng xiên:
+ Độ mảnh:
[ ]
max
min
139.75
79.85 120
1.57
tx
S
r
λ λ
= = = < =
+ Ta có: tra phụ lục II.1
max
λ
=79.85, R = 2100daN/cm
2

⇒
mintx
ϕ
=
0.728
• Điều kiện ổn định:
+

2
min
8597.4
861.1 2100 /
. . 0.75 0.728 12.8
tx
tx
tx tx
N
R daN cm
A x x
σ γ
γ ϕ
= = = < =
• Độ mảnh toàn cột theo trục ảo x-x:
+
1
2040
41.8
48.8
x
x
x
l
r
λ
= = =
Với
α
= 44

0
18’ nội suy bảng 3.5 ta được K = 31.98
• Độ mảnh tính đổi của toàn cột theo trục ảo:
+
[ ]
2
194.4
41.8 31.98 22.96 120
12.8
td x
tx
A
K x
A
λ λ λ
= + = + = < =
+
6
2100
. 22.96 0.72
2.1 10
td td
R
x
E x
λ λ
= = =
• Lực cắt quy ước:
+
6

6 6
2.1 10
7.15 10 2330 7.15 10 2330 1
7365
263.45
2100 0.958
4
qu
E N x
Q x x daN
R
ϕ
− −
 
 
= − = − =
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
Với N: là lực dọc lớn nhất trong 2 nhánh.
ϕ
=0.958 Tra phụ lục II.1 dựa vào
td
λ
=22.91 và R=2100.
 Ta thấy lực cắt đã dùng để tính thanh giằng Q = 12002 > Q
qu

1263.45 do vậy không
cần phải tính lại thanh bụng xiên.
 Chọn thanh bụng ngang 2L40x5
2
min
3,79
0,79
tx
tx
A cm
r cm

=

=

c. Kiểm tra tiết diện đã chọn.
• Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:
+
2 1
1 1
52.43 85288
. 39688.1
97.62 97.62
72269
nh
y M
N N daN
C C
= + = + =

• Độ mảnh của nhánh cầu trục:
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 17 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
+
1
1
1
1020
69.67
14.64
y
y
y
l
r
λ
= = =
+
1
100
22.83
4.38
x
λ
= =
max min
69.67 0.78
λ ϕ
⇒ = → =
tra phụ lục II.1

• Kiểm tra ứng suất:
+
2
1
min 1
39688.1
487.37 . 2100 /
. 0.78 104.4
nh
nh
N
R daN cm
A x
σ γ
ϕ
= = = < =
• Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:
+
1 2
2 2
45.19 71573
73654 34828.9
97.62 97.62
nh
y M
N N x daN
C C
= + = + =
• Độ mảnh của nhánh mái:
+

2
2
2
365
24.6
14.45
y
y
y
l
r
λ
= = =
+
2
2
2
100
38.02
2.63
x
x
x
l
r
λ
= = =
max min
38.02 0.911
λ ϕ

⇒ = → =
tra phụ lục II.1
• Kiểm tra ứng suất:
+
2
2
min 2
34828.9
424.8 . 2100 /
. 0.911 90
nh
nh
N
R daN cm
A x
σ γ
ϕ
= = = < =
 Thỏa mãn điều kiện nên không cần phải chọn lại tiết diện.
 Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x:
• Với cặp 1:
+
1
1
1
85288
1.18 118
72269
M
e m cm

N
= = = =
+
1
194.4
. . 118 45.19 2.237
463228.93
x
A
m e y x x
J
= = =
m
+ Từ m = 2.237 và
0.72 0.295
td lt
λ ϕ
= ⇒ =
tra phụ lục II.3
+
2
1
72269
1260.2 2100 /
. 0.295 194.4
lt
N
R daN cm
A x
γ

ϕ
= = < =
• Với cặp 2:
+
2
2
2
71573
0.97 97
73654
M
e m cm
N
= = = =
+
2
194.4
. . 97 (52.43 2.38 1.2) 1.99
463228.93
x
A
m e y x x
J
= = + − =
+ Từ m =1.99 và
0.72 0.331
td lt
λ ϕ
= ⇒ =
tra phụ lục II.3

+
2
2
73654
1144.6 2100 /
. 0.331 194.4
lt
N
R daN cm
A x
γ
ϕ
= = < =
 Cột đảm bảo đủ khả năng chịu lực theo cả 2 phương:
d. Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột:
• Với loại thép có R
bct

≤
4300 kg/cm
2
dùng que hàn N42.
+ R
gh
= 1800daN/cm
2
.
+ R
gt
= 0.45.R

gh
= 0.45 x 1800 = 1550 daN/cm
2
.
• Hàn tay:
0.7; 1
h t
β β
= =
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 18 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
+
2
. 1 1550 1550 /
t gt
R x daN cm
β
= =
+
( )
2
min
. 0.7 1800 1260 /
h gh
R x daN cm R
β β
= = =
• Thanh xiên là thép góc L80x8 giả thuyết chiều cao đường hàn sống cao
h
s

= 8mm, chiều cao đường hàn mép có h
m
= 6mm.
• Chiều dài cần thiết của đường hàn sống và đường hàn mép để liên kết thép
góc thanh bụng xiên vào má cột là:
+
( )
min
0.7
0.7 6048
5.6
. . 0.8 1260 0.75
tx
hs
s
N
x
l cm
h Rg x x
β γ
= = =
+
( )
min
0.3
0.3 6048
2.4
. . 0.8 1260 0.75
tx
hm

s
N
x
l cm
h Rg x x
β γ
= = =
Vậy chọn chiều dài cho cả 2 đường hàn là 8cm.
• Đường hàn thanh bụng ngang L80x8 vào nhánh cột tính đủ chịu lực cắt
Q
qư
= 1263.45 daN rất bé vì vậy theo cấu tạo với h
s
=6mm, h
m
= 3mm,
l
h
= 5cm.
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 19 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO
1. Tải trọng tác dụng lên dàn vì kèo.
a. Tải trọng thường xuyên.
 Nút đầu dàn:
( ) ( )
1
. 1.5 6
384 15.12 1796.04
2 2

m d
d B x
G g g daN= + = + =
 Nút trung gian:
( ) ( )
2
.B 1.5 6 384 15.12 3592.08
m d
G d g g x x daN= + = + =
b. Hoạt tải sửa chữa mái.
 Nút đầu dàn:
1
0.5 0.5 1.5 585 438.75P dp x x daN= = =
 Nút trung gian:
1
1.5 585 877.5P dp x daN= = =
c. Tải trọng gió.
•
1 0 1
0.5 0.5 1.3 83 ( 0.6) 1.26 1.51 61.83W nq C kBa x x x x x daN= = − =
•
2 0 1
1.3 83 ( 0.6) 1.26 1.51 123.6W nq C kBa x x x x daN= = − =
•
3 0 2
0.5 0.5 1.3 83 ( 0.44) 1.26 1.51 45.34W nq C kBa x x x x x daN= = − =
•
4 0 1
1.3 83 ( 0.44) 1.26 1.51 90.68W nq C kBa x x x x daN= = − =
2. THANH XIÊN ĐẦU DÀN.

Chiều dài tính toán xác định cho từng đoạn như sau:
Trong mặt phẳng:
l
1x
= 1.68 m
l
2x
= 2.03 m
Ngoài mặt phẳng:
1
2
1.68
0.83
2.03
a
a
= =
;
2
1
1
J
J
=
Tra bảng 4.3 ta có :
12
11
1.83
1.34
µ

µ
=
=
1
2
2 1
1
1 2
2
2
12 11
1
1
2
1
1 1 1
2 2 2
44.84
1,06
42.03
2.03 1
. . 1.17
. 1.68 1,06
1.83 1.34.(1,06 1)
[ .( 1)]
1.8
1,06
1.53
. 3.02
. 3.1

y
y
N
N
a J
a J
l a m
l a m
β
α
β
µ µ β
µ
β
µ
µ
α
µ
µ
= = =
= = =
 
+ −
+ −
 
= = =
= =
= =
= =
Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức

A
ct
=
R
N
γϕ
A
ct
- diện tích cần thiết.
N- lực nén trong thanh
γ - hệ số điều kiện làm việc. Lấy γ =1
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 20 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
ϕ - hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh λ.
Giả thiết λ=120 tra bảng được ϕ = 0,46.
A
yc
=
44840
26,01
0,46.2100.1
=
cm
2

168
0,42
120
x
xyc

l
r cm
λ
= = =

203
3,38
120
y
yyc
l
r cm
λ
= = =
Chọn 2L100x10
Có A
th
= 38,4 cm
2
> A
yc/1
r
x
= 3,05 cm
r
y
= 4,52 cm
Kiểm tra tiết diện về độ mảnh và khả năng chịu lực:
Đoạn 1: N
1

= D
24
= - 44840 daN;
1
1
1
168
55,08
3,05
x
x
x
l
r
λ
= = =
1
1
1
302
44,91
4,52
y
y
y
l
r
λ
= = =
=λ

max
< [λ] = 120
Tra bảng II.1 được ϕ = 0,84.
44840
1393
. 0,84.38,4
N
A
σ
φ
= = =
dN/cm
2
< γ.R=2100 Kg/cm
2
Đoạn 2: N
2
= D
54
= 42030 daN
2
2
2
203
66,6
3,05
x
x
x
l

r
λ
= = =
2
2
2
310
68,6
4,52
y
y
y
l
r
λ
= = =
=λ
max
<[λ]=120
tra bảng II.1 được ϕ = 0,84.
42030
1303
. 0,84.38,4
N
A
σ
φ
= = =
daN/cm
2

< γ.R=2100 daN/cm
2
3. THANH CÁNH DƯỚI
L = 21 < 24m, nên chỉ cần chọn một loại tiết diện.
Nội lực để tính toán thanh cánh dưới N =

25.64T.
Chiều dài tính toán của thanh

trong và ngoài mặt phẳng dàn
l
x
= 7.25m
l
y
= 6m
Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức
A
yc
=
.
N
R
γ
A
ct
- diện tích cần thiết.
N- lực kéo trong thanh
γ - hệ số điều kiện làm việc, với thanh cánh thì γ = 1
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 21 | 36

Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
ϕ - hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh λ.
Thép CT34: R = 2100 daN/cm
2
A
yc/1
=
25640
12,21
2100
=
cm
2

725
1,81
400
x
xyc
l
r cm
λ
= = =

10, 25
12,81
400
y
yyc
l

r cm
λ
= = =
Chọn 2L125x14
Có A
th
= 66,8 cm
2
> A
yc/1
r
x
= 3,8 cm
r
y
= 5,6 cm
25640
383,8
66,8
N
A
σ
= = =
daN/cm
2
< γ.R = 2100 daN/cm
2
4. THANH CÁNH TRÊN
Nội lực để tính toán thanh cánh trên N = D
4

= 36890T
Xác định tiết diện thanh:
+) Chiều dài tính toán:
Ta có: D
4
> D
6
hay N
1
> N
2
: a
1
= a
2
= 1,5m
2
1
(0,75 0,25. ).3 3.28
y
N
l m
N
= + =
Chiều dài tính toán của thanh ngoài mặt phẳng dàn
L
x
= l = 1,5 m
Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức
A

ct
=
R
N
γϕ
A
ct
- diện tích cần thiết.
N- lực kéo trong thanh
γ - hệ số điều kiện làm việc, với thanh cánh thì γ = 1
Thép CT34: R = 2100 daN/cm
2
A
yc/1
=
36890
17,56
2100
=
cm
2
150
0,375
400
x
xyc
l
r cm
λ
= = =

328
0,82
400
y
yyc
l
r cm
λ
= = =
Chọn 2L100x10
Có A
th/1
=38,4 cm
2
> A
ct/1
=17,56cm
2
r
x
=3,8cm
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 22 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
r
y
= 5,6 cm
36890
960,7
38,4
N

A
σ
= = =
daN/cm
2
< γ.R=2100 daN/cm
2
5.TÍNH CÁC THANH BỤNG
- Tính tiết diện thanh chịu kéo đúng tâm (thanh xiên N = 36,69T)
A
ct
=
2
36690
4,2
. 2100
N
cm
R
γ
= =
Chiều dài tính toán:
[ ]
[ ]
0,8 0,8.1,71 1,37
1,71
137
0,34
400
171

0,425
400
x
y
x
xyc
y
yyc
l l m m
l l m
l
r cm
l
r cm
λ
λ
= = =
= =
= = =
= = =
- Tính cho thanh chịu nén:( thanh đứng N = 9,16 T)
[ ]
0,8 0,8 2,97 2,376
2,97
237,6
1,98
120
x
y
x

xyc
l l x m m
l l m
l
r cm
λ
= = =
= =
= = =
[ ]
2
2
297
2,5
120
. .
120; 2100 / 0,44
9160
9,9
. . 0,44.2100
y
yyc
yc
gt
yc
l
r cm
N
A
R

R daN cm
N
A cm
R
λ
ϕ γ
λ ϕ
ϕ γ
= = =
=
= = ⇒ =
⇒ = = =
Chọn tiết diện cho các thanh bụng xiên và thanh bụng đứng còn lại là: 2L80x6 có:
A
s
=18,76 cm
2
r
x
= 2,47 cm > r
xyc
r
y
= 3,65 cm > r
yyc
Thỏa mãn.
6.TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO MẮT DÀN
6.1 TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT DÀN
Chiều dày bản mã
1,2 cm

δ
=
Các thanh dàn liên kết vào bản mã bằng các đường hàn sống ở góc và mép góc.
Đường hàn liên kết thanh dàn vào bản mã phải bảo đảm các yêu cầu sau:
maxmin
maxmin
hhh
hhh
lll
hhh
≤≤
≤≤
Thiết kế các nút nối ở hiện trường
6.2 TÍNH MẮT ĐỈNH DÀN
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 23 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
Lực tính toán mối nối cánh N
c
= 31410 daN
N
q
=1,2.N
c
= 1,2. 31410 = 37692 daN
- Diện tích mối nối:
Chọn bản ghép có tiết diện 60x1,2 cm.
Diện tích chịu lực N
t
gồm diện tích bản ghép và một phần bản mã với bề rộng được
quy ước bằng hai lần bề rộng bản cánh hàn nối với bản mã của thép góc cánh.

A
qư
=A
gh
+ 2.b
g
.δ
m
Với A
qư
- diện tích quy ước.
A
gh
- diện tích tiết diện ngang của bản ghép.
b
g
- bề rộng cánh thép góc.
δ
m
- bề dày bản mã.
A
qư
= 60.1,2+2x10.1 = 59,2 cm
2
Ứng suất trong tiết diện quy ước
R
A
N
q
q

q
.
-
γσ
≤=
=
37692
59,2
636.7=
daN/cm
2
< γR=2100 daN/cm
2
Các đường hàn liên kết bản ghép vào thanh cánh tính chịu lực thực tế truyền qua
bản ghép.
N
gh
=
ghq
A.
σ
=
636.7
x 39,2= 24958,6 daN
Tổng chiều dài các đường hàn liên kết giữa thanh cánh và bản ghép (h
h
= 6 mm)
min
2495
4 4 28.7

.( . ) 0.6 1260
8,6
gh
h
h g
N
l
h R x
β
= + = + =
∑
cm
Chọn 80 cm.
Các đường hàn liên kết thanh cánh vào bản mã tính chịu lực :
Lực truyền qua bản mắt:
N
bm
= N
q
- N
gh
=
37692
– 24958.6 = 12733,4 daN
Chiều dài đường hàn liên kết thép góc cánh với bản mã lấy h
h
=8 mm:
min
.0,7
12733.4 0,7

1 1 5.42( )
.( . ) 2 0.8 1260
bm
h
h g
N
x
l cm
h R x x
β
= + = + =
Chọn: 10 cm cho cả 2 đường hàn sống và mép
Chiều dài liên kết thanh xiên với bản mã,lấy h
h
=8 mm
min
.0,7
4484.0,7
1 1 3,1
. .( . ) 0,8 1260
x
s
h g
N
l
h R x
γ β
= + = + =
cm
Chọn: 5 cm cho cả 2 đường hàn sống và mép.

*Tính nối bản mã:
Lực truyền qua bản nối:
.cos 1,2. .cos
12733,4 cos6 1,2.4484.cos 48 9063,2
bn bm x
N N N
x daN
α β
= −
= − =
Lực bản ghép và lực tập trung (P) tác dụng vào bản ghép:
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 24 | 36
Đồ án thép GVHD: Phạm Xuân Tùng
2. .sin 3592.08 2 24958,6 0 3592.08
gh
V P N x x daN
α
= − = − =
Lực tính toán đường hàn liên kết bản nối và bản mã:

2 2
2 2
3592.08
9063,2 9239,4
4 4
h bn
V
N N daN
= + = + =
Tổng chiều dài đường hàn liên kết một bản nối vào bản mã:

min
9239,4
4 4 13,2
.( . ) 0,8 1260
h
h
h g
N
l cm
h R x
β
= + = + =
∑
Chọn: Tổng l
h
= 30 cm
Kiểm tra cường độ bản nối :
*Tính liên kết bulông:

2
9239,4
1,07
. 2150.4
h
bl
kbl
N
A cm
R
γ

= = =
chọn
20
ϕ
Kiểm tra tiết diện giảm yếu, bu lông
20
ϕ
, chọn bản nối 15x1 cm

2 2
2 2
bnth
9063,2
519,9 / 2100 /
2
2.A 4 2 15 1 4
4 4
bn
N
daN cm daN cm
d
x x x x
σ
π π
= = = <
− −
6.3 NÚT DƯỚI 2

1 2
25640 5550 20090N N N daN∆ = − = − =

Thanh cánh B19,B26
Liên kết bằng hai đường hàn sống và hai đường hàn mép, lấy chiều cao đường hàn:
h
s
= 8mm; h
m
= 8mm
Hàn theo cấu tạo l = 14cm cho mép, sống hàn suốt.
* Đối với thanh xiên.
Thanh D
27
N
s
= k.D
27
= 0,7.30370 = 21259 daN
N
m
= (1 - k)D
27
= 0,3.30370 = 9111daN

k - hệ số phân phối nội lực, khi thép góc đều cạnh liên kết vào bản mã k = 0,7.
2
. 1260 /
gh
R daN cm
β
=
, γ = 1

Chiều dài đường hàn:

min
212
1 1 11,5
. ( ) 2.0,8.1.126
59
0
s
s
N
l cm
hs Rg
γ β
= + = + =
×
min
91
1 1 5,5
. ( ) 2.0,8.1.12
11
60
m
m
m
N
l cm
h Rg
γ β
= + = + =

×
Chọn l
s
= 12 cm ; l
m
= 6 cm.
*Thanh xiên (D
31
)
Nội lực tính toán D
31
= 6890 daN
N
s
= k.D
31
= 0,7.6890 = 4823 daN
N
m
= (1 - k)D
31
= 0,3. 6890 = 2067daN

Chiều dài đường hàn:
SVTH: Lý Ngọc Quế trang 25 | 36