Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

MỤC ỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 4
THIẾT KẾ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT
NHỊP ...................................................................................................................... 5
SỐ LIỆU LIỆU THIẾT KẾ. ............................................................................... 5
CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA NHÀ THÉP .. 6
1.1 CẦU TRỤC ................................................................................................. 6
1.1.1 Các thông số của cầu trục ....................................................................... 6
1.1.2 Ray cầu trục ............................................................................................ 6
1.2 DẦM CẦU TRỤC ....................................................................................... 6
1.3 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG ............ 7
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ XÀ GỒ ...................................................................... 9
2.1 XÀ GỒ MÁI ................................................................................................ 9
2.1.2 Tĩnh tải ................................................................................................. 10
2.1.3 Hoạt tải ................................................................................................. 10
2.1.4 Kiểm tra với xà gồ chữ “Z” .................................................................. 12
2.1.5 Kiểm tra với xà gồ chữ “C” .................................................................. 13
2.2 XÀ GỒ TƯỜNG DỌC NHÀ.................................................................... 15
2.2.1 Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ .................................................................... 15
2.2.2 Tải trọng tác dụng lên xà gồ ................................................................. 15
2.2.3 Sơ đồ tính ............................................................................................. 16
2.2.4 Kiểm tra lại xà gồ đã chọn ................................................................... 17
2.3 XÀ GỒ TƯỜNG KHUNG DẦU HỒI. .................................................... 17
2.3.2 Tải trọng tác dụng lên xà gồ ................................................................. 18
2.3.3 Kiểm tra lại xà gồ đã chọn ................................................................... 18
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KHUNG
NGANG. .............................................................................................................. 20

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 1


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

3.1 TĨNH TẢI .................................................................................................. 20
3.1.1 Khung chính ......................................................................................... 20
3.1.2 Khung đầu hồi ...................................................................................... 21
3.2 HOẠT TẢI................................................................................................. 22
3.2.1 Hoạt tải mái .......................................................................................... 22
3.2.2 Hoạt tải do cầu trục .............................................................................. 22
3.2.3 Tải trọng gió ......................................................................................... 26
CHƯƠNG 4 : TÍNH NỘI LỰC VÀ THIẾT KẾ KHUNG ............................. 30
4.1 KHUNG CHÍNH ....................................................................................... 30
4.1.1 Sơ đồ tính ............................................................................................. 30
4.1.2 Các trường hợp tải ................................................................................ 30
4.1.3 Nội lực .................................................................................................. 35
4.1.4 Thiết kế tiết diện cột. ............................................................................ 41
4.1.5 Thiết kế tiết diện xà ngang đoạn 3.5m. ................................................ 49
4.1.6 Thiết kế tiết diện xà ngang đoạn 10.4m. .............................................. 54
4.2 KHUNG ĐẦU HỒI ................................................................................... 57
4.2.1 Sơ đồ tính ............................................................................................. 57
4.2.2 Các trường hợp tải ................................................................................ 59
4.2.3 Nội lực .................................................................................................. 63

4.2.4 Thiết kế tiết diện cột khung .................................................................. 69
4.2.5 Thiết kế tiết diện cột tường .................................................................. 74
4.2.6 Thiết kế tiết diện xà ngang. .................................................................. 76
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ CHI TIẾT KHUNG .............................................. 80
5.1 CHI TIẾT VAI CỘT ................................................................................ 80
5.1.1 Nội lực và sơ đồ tính ............................................................................ 80
5.1.2 Sơ bộ tiết diện ....................................................................................... 80
5.1.3 Kiểm tra tiết diện đã chọn .................................................................... 81
SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 2


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

5.1.4 Tính toán liên kết hàn vai - cột ............................................................. 83
5.2 CHI TIẾT CHÂN CỘT ............................................................................ 84
5.2.1 Tính toán bản đế ................................................................................... 84
5.2.2 Tính dầm đế .......................................................................................... 87
5.2.3 Tính sườn A .......................................................................................... 88
5.2.4 Tính sườn B .......................................................................................... 89
5.2.5 Tính bulông neo ở chân cột: ................................................................. 90
5.3 LIÊN KẾT CỘT VỚI XÀ NGANG ........................................................ 91
5.3.1 Tính bu lông liên kêt ............................................................................ 92
5.3.2 Tính mặt bích........................................................................................ 93
5.3.3 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột với mặt bích ...................... 93

5.4 MỐI NỐI ĐỊNH XÀ ................................................................................. 94
5.4.1 Tính bu lông liên kêt ............................................................................ 94
5.4.2 Tính mặt bích........................................................................................ 95
5.4.3 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện xà với mặt bích ....................... 96
5.5 MỐI NỐI XÀ( Ở NHỊP) ........................................................................... 96
5.5.1 Tính bu lông liên kêt ............................................................................ 96
5.5.2 Tính mặt bích........................................................................................ 98
5.5.3 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện xà với mặt bích ....................... 98
5.6 THIẾT KẾ DẦM CẦU TRỤC: ............................................................... 99
5.6.1 Sơ đồ tính và nội lực ............................................................................ 99
5.6.2 Lực dọc cầu trục ................................................................................... 99
5.6.3 Kiểm tra tiết diện đã chọn .................................................................. 101

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 3


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS .Phạm Văn Hội (1999), Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp, Nhà
xuất bản khoa học và kỹ thuật , Hà Nội, 1998.
[2]. Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp – GS . Đoàn Định Kiến ( Chủ biên )
– Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – 1995.
[3]. "Thiết kế khung thép nhà công nghiệp" - Phạm Minh Hà (Chủ biên)

[4]. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam : TCXDVN 338 : 2005 Kết cấu thép –
Tiêu chuẩn thiết kế.
[5]. Trần Thị Thôn(2010), Thiết kế kết cấu thép, Nhà xất bảng Đại học Quốc
Gia TPHCM, HCM, 2003

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 4


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

THIẾT KẾ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT
TẦNG, MỘT NHỊP
SỐ LIỆU LIỆU THIẾT KẾ.
Đề

S (mm)

B (mm)

h (mm)

L (mm)

Q (tấn)

58

27500

8000

7400

64000

17

Họ và tên Sinh viên

STT

Mã SV

58

1151160066 Lê Vũ Linh

Lớp

Mã đề

XC11A 58

 i = 15%.

 Đầu hồi có 4 khoảng bằng nhau.
 Tự chọn phương pháp đường hàn.
 Vùng gió TPHCM.
 Cường độ thép:
 Fy =235 MPa
 Fx = 400 Mpa.
=> Cường độ tính toán :
 Theo giới hạn chảy :
f=

fy
γm

=

2350
=2238(daN/cm 2 )
1.05

Theo giới hạn bền :
f=

f u 4000
=
=3809(daN/cm 2 )
γ m 1.05

Ngày nhận đề: 13/10/2015. .2005
Ngày nộp bài và bảo vệ (dự kiến): 17/1/2015. /

GVHD

ThS Nguyễn Tam Hùng
SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 5


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA
NHÀ THÉP
1.1 CẦU TRỤC
1.1.1 Các thông số của cầu trục
Sức
trục
Q(T)

Nhịp
cầu

Kích thước gabarit chính

Áp lực bánh

Trọng lượng

(mm)

xe lên ray (T)

(T)

trục

20

(m)

Bk

Kk

Hk

Zmin

Pmaxc

Pminc

Xe
con

Toàn cầu
trục

25.5

4630

3800

1330

180

13.8

3.92

1.236

15.44

1.1.2 Ray cầu trục

Kích thước (mm)
Loại ray

120

 Loại ray sử dụng là KP-70 có các thông số kỹ thuật sau:
28
120

Khối lượng
H

B

b

120

120

70

14

1m dài (kG/m)

52.83

 Lấy chiều cao ray và lớp đệm là: Hr = 120 + 80 = 200 (mm).

16

500

KP-70

1.2 DẦM CẦU TRỤC

1 1 

1 1 
H dct      B      8  0.8  1(m)
 8 10 
 8 10 

14

 Từ bước cột và các thông số của cầu trục ta chọn dầm tiết diện
chữ I định hình cao 50 cm có các thông số như hình bên.

200

 Chọn Hdct = 0.8 (m)
 Kích thước khung ngang theo phương thẳng đứng
 Bao gồm chiều cao cột dưới Hd, chiều cao cột trên Ht, chiều cao toàn cột H.

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 6


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

 Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H 2  H c  bk  1.33  0.32  1.65(m)

 Trong đó: Hc = HK = 1.33 m - chiều cao gabarit cầu trục.
bk khoảng hở an toàn giữa cầu trục với xà ngang, lấy không nhỏ hơn
200mm.
 Chiều cao của cột khung (tính từ mặt móng):
H  H1  H 2  H3  7.4  1.65  0.1  9.15(m)

 Trong đó:
 H1 =7.4 (m) - cao trình đỉnh ray.
 H3 = 0.1 (m) – Phần cột chôn dưới cốt mặt nền, lấy sơ bộ khoảng 0÷1m.
 Chiều cao của cột trên:
H t  H 2  H dct  H r  1.65 + 0.8 + 0.2 = 2.65(m)

 Trong đó:
 Hdct = 0.8 (m) - chiều cao dầm cầu trục.
 H r - chiều cao của ray và đệm, lấy sơ bộ 0.2m.
 Chiều cao của cột dưới:
H d  H  H t  9.15– 2.65= 6.5(m)

1.3 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG
 Chọn trục định vị trùng với mép ngoài của cột (a = 0).
 Chiều cao tiết diện cột (chọn cột không thay đổi tiết diện):
 Theo yêu cầu về độ cứng:

1 1 
1 1 
   H      10.2  0.51  0.68(m)
 15 20 
 15 20 
.

h

 Chọn h = 0.55 (m).
 Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: L1  (0.75 1)(m)

  B1  (ht  a)  D = 0.26 + (0.55 – 0) + 0.07 = 0.88 (m)
SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 7


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

 Trong đó:
 B1 = 0.26 (m) – Phần đầu của cầu trục bên ngoài ray, tra bảng cầu trục.
 D = 0.07 (m) – Khe hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột, lấy từ 0.06 – 0.075
(m)
 Chọn λ = 1 (m)
 Nhịp của cầu trục Lc (khoảng cách 2 tim ray):
Lc = L - 2λ = 27.5 – 2  1 = 25.5 (m)

A

B
KÍCH THÖÔÙ
C KHUNG NGANG

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 8


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ XÀ GỒ
2.1 XÀ GỒ MÁI
 Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ
 Độ dốc mái: i=15%, suy ra: α= 8.53o, sinα= 0.148, cosα= 0.989.
 Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái, trọng lượng bản thân xà gồ và xà gồ
được chọn trước, sau đó kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện biến dạng của xà
gồ.
 Tấm lợp mái:

Trọng lượng 1 tấm Diện tích 1 tấm Tải trọng cho phép

Chiều dày (mm)
0.7

(KG/m2)

(m2)

(KN/m2)

6.59

8.39

1.96

 Xà gồ: ta chọn xà gồ chữ “Z” ở bên trong và xà gồ chữ “C” ở ngoài biên nhắm tăng
ổn định cho mái.Từ catolog thép hình chữ Z của công ty Ngô Long SJC ta chọn:

Tiết diện

Ix

Wx

Iy

Wy

(cm4)

(cm3)

(cm4)

(cm3)

Z200x62x68 379.5

SVTH : LÊ VŨ LINH

Trọng
lượng

Chiều Diện
dày
tích

(kg/m)

(mm)

(cm2)

1.8

6.3

37.317 48.723 7.405 4.95

MSSV : 1151160066

Trang 9


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

Trọng

Chiều

Diện

(cm3)

lượng
(kg/m)

dày
(mm)

tích
(cm2)

7.17

4.44

15

5.55

Tiết

Jx

Wx

Jy

Wy

diện

(cm4)

(cm3)

(cm4)

C20015

353

34.7

39.6

 Tải trọng tác dụng lên xà gồ
 Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng bản thân xà gồ và
tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái và gió.
 Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là : 1.5 m
 Khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt phẳng mái là :

1 .5
 1,52 m .

cos8.530

(Độ dốc i = 15   = 8.53o).
2.1.2 Tĩnh tải
Vật liệu mái

Kí
hiệu

Hệ số
vượt tải

Tải trọng tiêu
chuẩn

Tải trọng tính
toán

1 lớp tôn lợp mái

g2

1.05

6.59 kG/m2

6.92 kG/m2

Xà gồ mái Z200x62x68

g1z

1.05

4.95 kG/m

5.5 kG/m

Xà gồ mái C20015

g1c

1.05

4.44 kG/m

4.66 kG/m

2.1.3 Hoạt tải
 Hoạt tải sử dụng lấy ptc = 30 kG/m2 với hệ số vượt tải n = 1.3
 p1tt = 301.3 = 39 kG/m2.
 Hoạt tải gió :

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 10

GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

h1 9.15
=
=0.33m và góc α= 8.53o tra bảng 6 TCVN 2737-1995 ta
l 27.5
được hệ số khí động như hình vẽ. Ta chọn trường hợp gió bốc mái hướng gió thổi từ

 Dựa vào tỉ số :

đầu hồi ( φ=90o).
q2 tt =n.q .k.c=1.3×83×1×(0.7)=75.5daN/m2
o

 Trong đó :
 k= 1 tra bảng 5; TCVN 2737-1995.
 c=0.7
 qo= 83 daN/m2 (áp lực gió TPHCM vùng IIA ).
 Kiểm tra lại xà gồ đã chọn
 Xà gồ dưới tác dụng của tải trọng lớp mái và hoạt tải sửa chữa và gió được tính toán
như cấu kiện chịu uốn xiên.
 Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ tác dụng theo 2 phương với trục x-x tạo với
phương ngang một góc  = 8,53o (Độ dốc i = 15).

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 11


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

y
y
x
x

x
x

q.sina

q.sina

y
y
a

a
q q.cos

a
q q.cos

2.1.4 Kiểm tra với xà gồ chữ “Z”

2.1.4.1 Sơ đồ tính
 Xà gồ có chập đôi tại vị trí gối tựa và có thanh giằng ( sag rod ) ở giữa nhịp xà gồ, ta
xem là sơ đồ dầm liên tục nhiều nhịp :
 lx =8m
 ly =

l 8
= = 4m
2 2

2.1.4.2 Tải trọng
 Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ Z200x62x68:
 Tổ hợp 1 : hoạt tải + tỉnh tải.
q1  g1ztt  g 2tt  qtt1  5.5  6.92 1.5  39 1.5  74.4daN / m
q1c  g1zc  g 2c  q c1  4.95  6.59 1.5  30 1.5  59.9daN / m

 Tổ hợp 2 : Gió bốc + tỉnh tải.
q2  g1ztt  g 2tt  qtt 2  5.5  6.92 1.5  75.5 1.5  97.4daN / m

q2c  g1zc  g 2c  q c 2  4.95  6.59 1.5 

75.5
1.5  72.3daN / m
1.3

 Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 2 để tính xà gồ.
 Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp.

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 12


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

o
2
qxtt  l y 2 (qtt 2  sin8.53o )  42  97.4  sin8.53   4
My 


 21daN .m
11
11
11
o
2
q y tt  lx 2 (qtt 2  sin8.53o )  82  97.4  cos8.53   8
Mx 


 560daN .m
11
11
11

2.1.4.3 Kiểm tra tiết diện đã chọn :
 Theo điều kiện bền:

 td   x   y 

Mx My

  c f (c = 1 hệ số điều kiện làm việc).
Wx Wy

 td   x   y 

560  100 21 100

 1770  2238( KG.cm 2 )
37.317
7.405

 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
 Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng
mái rất nhỏ nên có thể bỏ qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt
phẳng mái  y .mặt phẳng
 Công thức kiểm tra :
 
1
 
 5.103
l  l  200

 Ta có : giải từ phần mểm Sap200 ta được chuyển vị lớn nhất   2.83cm

=>

 2.83

 3.54  103  5  103
l 800

=>Vậy xà gồ giữa Z200x62x68 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ
võng.
2.1.5 Kiểm tra với xà gồ chữ “C”
2.1.5.1 Sơ đồ tính
 Xà gồ gối tựa lên thanh xà ngang và, ta xem là sơ đồ dầm đơn giản : lx =8m và
l 8
ly = = = 4 m
2 2
2.1.5.2 Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ C20015:
 Tổ hợp 1 : hoạt tải + tỉnh tải.
SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 13


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

q1  g1ztt  g 2tt  qtt1  4.66  6.92 

1.5

q1c  g1zc  g 2c  q c1  4.44  6.59 

1.5

2

2

 39 

1.5

 30 

1.5

2

2

 39.1daN / m
 31.9daN / m

 Tổ hợp 2 : Gió bốc + tỉnh tải.
q2  g1ztt  g 2tt  qtt 2  4.66  6.92 

1.5

q2c  g1zc  g 2c  q c 2  4.44  6.59 

1.5 75.5 1.5


 34.2daN / m

2

2

 75.5 

1.3

1.5
2

 46.78daN / m

2

 Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 2 để tính xà gồ.
 Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp.
o
2
qxtt  l y 2 (qtt 2  sin8.53o )  42  46.78  sin8.53   4
My 



 13.88daN .m
8
8
8
o
2
q ytt  lx 2 (qtt 2  sin8.53o )  82  46.78  cos8.53   8
Mx 


 370.1daN .m
8
8
8

2.1.5.3 Kiểm tra tiết diện đã chọn :
 Theo điều kiện bền:

 td   x   y 

Mx My

  c f (c = 1 hệ số điều kiện làm việc).
Wx Wy

 td   x   y 

370.1 100 13.88  100

 1260.2  2238( KG.cm 2 )

34.7
7.17

 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
 Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng
mái rất nhỏ nên có thể bỏ qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt
phẳng mái  y .mặt phẳng
 
1
 
 5.103
l  l  200

 Công thức kiểm tra :
tc

Ta có :

4

5 q y ×l x
5 34.2×10-2 ×8004
y =
×
=
×
=2.46(cm)
384 E×I x 384 2.1×106 ×353

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 14


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

=>

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

 2.46

 3.07  103  5  103
l
800

 Vậy xà gồ giữa C20015 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng.
2.2 XÀ GỒ TƯỜNG DỌC NHÀ.
2.2.1 Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ
 Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm bao che, trọng lượng bản thân xà gồ và xà
gồ được chọn trước, sau đó kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện biến dạng của
xà gồ.
 Tấm tường : chọn là tôn của mái để bao che.
Chiều dày (mm)

Trọng lượng 1 tấm Diện tích 1 tấm Tải trọng cho phép
(KG/m2)
(m2)

(KN/m2)

0.7

6.59

8.39

1.96

 Xà gồ: ta chọn xà gồ chữ “Z”
Tiết diện

Ix

Wx

Iy

Wy

(cm4)

(cm3)

(cm4)

(cm3)

Trọng

lượng

Chiều
dày

Diện
tích

(kg/m)

(mm)

(cm2)

2

8.4

Z250x72x78 774.907 61.126 79.810 10.533 6.59
2.2.2 Tải trọng tác dụng lên xà gồ

 Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn tường, tải trọng bản thân xà gồ và tải
trọng do hoạt tải gió.
 Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là : 1.5 m
 Tĩnh tải :
Vật liệu mái

Kí
Hệ
số Tải trọng tiêu Tải trọng tính

hiệu vượt tải
chuẩn
toán

1 lớp tôn lợp mái

g2

1.05

6.59 kG/m2

6.92 kG/m2

Xà gồ mái Z250x72x78

g1z

1.05

6.59 kG/m

6.92 kG/m

 Hoạt tải :
 Hoạt tải gió : tương tự như phần xà gồ mái ta chọn trường hợp gió thổi ngang nhà.
SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 15


GVHD : NGUYN TAM HNG

N MễN HC KT CU THẫP

q2 tt =n.q .k.c=1.3ì83ì1ì(0.8) = 86.4 daN/m2
o

Trong ú :
k= 1 tra bng 5; TCVN 2737-1995.
c=0.
qo= 83 daN/m2 (ỏp lc giú TPHCM vựng IIA ).
Tng ti trng tỏc dng lờn x g Z250x72x78:
T hp 1 : Tnh ti (ti theo phng ng).
q1 g1ztt g 2tt 6.92 6.92 1.5 17.3 daN / m
q1tc g1zc g 2c 6.59 6.59 1.5 16.5 daN / m

T hp 2 : Giú y (ti theo phng ngang).
q2 qtt 2 s 86.4 1.5 129.6 daN / m

q2tc qtc 2 s

86.4
1.3

1.5 99.7 daN / m

Chn kt qu ti trng t t hp 2 tớnh x g.

2.2.3 S tớnh
X g cú chp ụi ti v trớ gi ta, ta xem l s dm liờn tc nhiu nhp : l x =8m
v l y = 8m

Dieọ
n tớc h truy e
n
ta ỷ
i leõ
n xa ứgoõ

SVTH : Lấ V LINH

MSSV : 1151160066

Trang 16


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

2.2.4 Kiểm tra lại xà gồ đã chọn
 Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp.

My 

qxtt  l y 2 (q12 )  82 17.3  82



 100.7 daN .m
11
11
11

qytt  lx 2 (q22 )  82 129.6  82
Mx 


 754 daN .m
11
11
11
 Theo điều kiện bền:

 td   x   y 

Mx My

  c f (c = 1 hệ số điều kiện làm việc).
Wx Wy

 td   x   y 

754  100 100.7  100

 2189.6  2238( KG.cm 2 )
61.126
10.533

 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
 Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng
mái rất nhỏ nên có thể bỏ qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt
phẳng mái  y .mặt phẳng
Công thức kiểm tra :
 
1
 
 5.103
l  l  200

 Ta có : giải từ phần mểm Sap200 ta được chuyển vị lớn nhất theo :
 Phương x :  x  0.35 cm
 Phương y :  y  2.07 cm
=>    x 2   y 2  0.352  2.072  2.1 cm
=>

 2.1

 2.63  103  5  103
l 800

=>Vậy xà gồ giữa Z250x72x78 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ
võng.
2.3 XÀ GỒ TƯỜNG KHUNG DẦU HỒI.
 Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ
SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 17


GVHD : NGUYN TAM HNG

Tit din

N MễN HC KT CU THẫP

Ix

Wx

Iy

Wy

(cm4)

(cm3)

(cm4)

(cm3)

Trng
lng

Chiu
dy

Din
tớch

(kg/m)

(mm)

(cm2)

1.8

7.56

Z250x72x78 698.485 55.097 71.764 10.533 5.93
2.3.2 Ti trng tỏc dng lờn x g
Tng t nh x g dc nh.
2.3.3 Kim tra li x g ó chn

X g di tỏc dng ca ti trng lp tng (theo phng ng) v hot ti giú
(theo phng ngang) c tớnh toỏn nh cu kin chu un xiờn.

Dieọ
n tớc h truy e
n
ta ỷileõ
n xa ứgoõ

Tng t nh x g tng dc : t hp ni lc.
Ni lc x g : mụ men t giỏ tr ln nht gia nhp.

SVTH : Lấ V LINH

MSSV : 1151160066

Trang 18


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

qxtt  l y 2 (q12 )  6.8752 17.3  6.8752
My 


 74.4 daN .m
11
11
11
q ytt  lx 2 (q22 )  6.8752 129.6  6.8752
Mx 


 556.9 daN .m
11
11
11
 Theo điều kiện bền:

 td   x   y 

Mx My

  c f (c = 1 hệ số điều kiện làm việc).
Wx Wy

 td   x   y 

556.9  100 74.4  100

 1797.4  2238( KG.cm 2 )
55.097
9.458

 Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
Công thức kiểm tra :
 
1
 
 5.103
l  l  200

 Ta có : giải từ phần mểm Sap200 ta được chuyển vị lớn nhất theo :
 Phương x :  x  0.2 cm
 Phương y :  y  1.1 cm
=>    x 2   y 2  0.22  1.12  1.12 cm
=>

 1.12


 1.4  103  5  103
l 800

=>Vậy xà gồ giữa Z250x72x78 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ
võng.

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 19


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN
KHUNG NGANG.
3.1 TĨNH TẢI
3.1.1 Khung chính
3.1.1.1 Tải trọng mái và xà gồ
 Lấy 15 daN/m2 = > gm xg  1.115  8  132 (kG / m)
3.1.1.2 Tải trọng bản thân khung ngang :
 Chương trình Sap 2000 sẽ tự tính khi ta giả thiết tiết diện cột và rường ngang .
3.1.1.3 Tải trọng do xà gồ tường tôn
 Đặt tại các cao trình của xà gồ tường :
 Cột cao 9.15m
 Xà gồ tường dùng 6 thanh Z250x72x78, trọng lượng quy thành lực tập trung đặt tại

đỉnh cột, còn gây ra mômen ngược chiều với mômen do tải trọng trong nhà gây ra nên
không xét đến:

Gxago tuong  gtol tt  F  n  g Z tt  8
 6.92  (8  9.15)  6.92  6  8  839( kG)
=> Tĩnh tải tác dụng lên đỉnh cột : Gtường = 839 (kG)
3.1.1.4 Tĩnh tải cầu trục:
 TLBT dầm cầu trục: Chọn sơ bộ gdct = 1.5 (kN/m).
 Tải trọng bản thân dầm cầu trục, ray và các lớp đệm: Tải này tác dụng lên vai cột khi
tính toán ta đưa về tim cột dưới dạng 1 lực tập trung và 1 mô men.
Gtc= (gdct+gray) B= (150 + 52.83)8 = 1622.7(KG)
Gtt = 1.05 Gtc = 1.05  1622.7 = 1703.8 (KG)
M tc  G tc  e  1622.7  ( L1 - 0.5h)  1622.7  (1- 0.5  0.55)  1176.5kG.m
M tt  G tt  e  1703.8  ( L1  0.5h)  1703.8  (1  0.5  0.55)  1235.3kG.m

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 20


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

132 kG/ m

132 kG/ m

839 kG

839 kG

1703.8 kG

1703.8 kG

1235.3 kG.m

1235.3 kG.m

Tónh ta û
i

3.1.2 Khung đầu hồi
 Khung đầu hồi: Giá trị tải trọng bằng một nửa giá trị tải trọng khung chính.
 Tĩnh tải cầu trục:
 TLBT dầm cầu trục: Chọn sơ bộ gdct = 1.5 (kN/m).
 Tải trọng bản thân dầm cầu trục, ray và các lớp đệm: Tải này tác dụng lên vai cột
khi tính toán ta đưa về tim cột dưới dạng 1 lực tập trung và 1 mô men.
Gtc= (gdct+gray) B= (150 + 52.83)4 = 811.3.(kG)
Gtt = 1.05 Gtc = 1.05  811.3 = 852 (KG)
M tc  G tc  e  1622.7  ( L1 - 0.5h)  811.3  (1- 0.5  0.35)  669( kG.m)
M tt  G tt  e  1703.8  ( L1  0.5h)  852  (1  0.5  0.35)  703( kG.m)

 Cột giữa khung đầu hồi: Đối với 3 cột giữa, lấy cột giữa (có chiều dài lớn nhất) để
tính toán :
 Tải tường tính lại như sau:
Gtuong  xago  gtuong tt  F  n  g z tt  L

 27.5

 6.92  

 4



11.15   8  6.92 


27.5
 911 (kG )
4

 Trọng lượng bản thân cột giữa (lấy cột giữa dài nhất để tính toán).

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 21


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

911 kG
911 kG 66 kG/ m

66 kG/ m

911 kG

419.5+455.5 kG

419.5+455.5 kG

852 kG

852 kG

703 kG.m

703 kG.m

3.2 HOẠT TẢI
3.2.1 Hoạt tải mái
 Tải trọng tạm thời do sử dụng trên mái được lấy theo TCVN 2737-1995 đối với mái
không người qua lại, chỉ có hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn: ptc=30kG/m2.
3.2.1.1 Khung chính
 ptt =1.3308 = 312 (KG/m)
3.2.1.2 Khung đầu hồi
 ptt =1.3304 = 156 (KG/m)
3.2.2 Hoạt tải do cầu trục
Thông số cầu trục sức nâng 20 tấn như sau :
Sức
trục
Q(T)

20

Nhịp
cầu
trục
(m)
25.5

Kích thước gabarit chính
(mm)

Áp lực bánh
xe lên ray (T)

Trọng lượng
(T)

Bk

Kk

Hk

Zmin

Pmaxc

Pminc

Xe
con

Toàn cầu
trục

4630

3800

1330

180

13.8

3.92

1.236

15.44

3.2.2.1 Áp lực đứng cầu trục

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 22

GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

 Áp lực thẳng đứng lớn nhất do cầu trục truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường
ảnh hưởng phản lực :
 Dmax = n.nc.( P tc max.

y

 Dmin = n.nc.( P tc min.

y

)

i

)

i

 Trong đó
 n = 1.1
 nc = 0.85 là hệ số tổ hợp khi xét tải trọng do hai cầu trục chế độ nhẹ hoặc trung
bình.
 Khoảng cách từ tâm bánh xe cầu trục tới điểm nhô ra :

b

Bk  Kk 4630  3800

 415mm
2
2

 Khoảng cách giữa 2 tâm bánh xe cầu trục : 2b = 830mm

P

0.525

0.896

P

1.000

P

0.422

P

P

0.473

P

P

0.370

P

1.000
0.948

KHUNG CHÍNH

KHUNG ÑAÀ
U HOÀ
I

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 23


GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP

 Từ đó ta tính được áp lực Dmax , Dmin :
Khung chính :
Dmax = n.nc.( P tc max.

y

)

i

= 1.10.8513.8(1 + 0.896 + 0.422+0.525)
= 36.68(T)

y

Dmin = n.nc.( P tc min.

)

i

= 1.10.853.92(1 + 0.896 + 0.422+0.525)
= 10.42(T)
Khung đầu hồi :
Dmax = n.nc.( P tc max.

y

)

i

= 1.10.8513.8(0.948 + 0.473+0.370)

= 23.11(T)
Dmin = n.nc.( P tc min.

y

i

)

= 1.10.853.92(0.948 + 0.473+0.370)
= 6.57(T)
 Điểm đặt của Dmax , Dmin trùng với điểm đặt của dầm cầu trục .
 Tải này tác dụng lên vai cột khi tính toán ta đưa về tim cột dưới dạng 1 lực tập trung
và 1 mô men :
 Khung chính :
Mmax= Dmax. e = 36.680.725 = 26.6 (T.m)
Mmin= Dmin. e = 10.420.725 = 7.6 (T.m)
 Khung đầu hồi :
Mmax= Dmax. e = 23.110.825 = 19 (T.m)
Mmin= Dmin. e = 6.570.825 = 5.42 (T.m)

SVTH : LÊ VŨ LINH

MSSV : 1151160066

Trang 24


GVHD : NGUYN TAM HNG

36.68 T

N MễN HC KT CU THẫP

10.42 T

10.42 T

7.6 T.m

26.6 T.m

36.68 T

7.6 T.m

Dma x leõ
n c oọ
t tra ự
i

26.6 T.m

Dma x leõ
n c oọ
t p ha ỷ
i

KHUNG CHNH

6.57 T

23.11 T

19 T.m

5.42 T.m

6.57 T

23.11 T

5.42 T.m

Dma x leõ
n c oọ
t tra ự
i

19 T.m

Dma x leõ
n c oọ
t p ha ỷ
i

KHUNG ẹA
U HO
I

3.2.2.2 Lc hóm ngang T
Lc hóm ngang ca ton cu trc truyn lờn dm cu trc trong trng hp múc
mm xỏc nh theo cụng thc :

T n c .n.T1 . y i
Vi T1 : lc hóm ngang tiờu chun ca 1 bỏnh xe cu trc lờn ray.
T1

To
no

To : lc hóm tỏc dng lờn ton b cu trc.
To

f
0,1
.(Q Gxecon )
.(20 1.236) 1.062T
2
2

T1

To 1.062

0,531T
no
2

f = 0,1 i vi múc mm.

Khung chớnh :
T nc n T1 yi 0.85 1.1 0.531 (1 0.896 0.422 0.525) 1.412(T )

SVTH : Lấ V LINH

MSSV : 1151160066

Trang 25