đồ án kết cấu thép 2

GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

SỐ LIỆU THIẾT KẾ
TT
25

L
27

Q
5,0

i
10

H1
9,10

B
6,0

W0
0,83

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp với số liệu như sau:
- Nhịp khung ngang: L = 27 m
- Bước cột:
B=6m
- Sức nâng cầu trục:

Q = 5 T (2 cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình)
- Cao trình ray:
H1 = 9,1 m
- Độ dốc của mái:
i = 10 %
- Chiều dài nhà:
132 m
- Phân vùng gió:
II - B (địa điểm xây dựng: TP. Tuy Hòa)
- Vật liệu thép mác CCT34 có cường độ:
f = 21 kN/cm2
fv = 12 kN/cm2
fc = 32 kN/cm2
- Hàn tay, dùng que hàn N42, bulông thường và cường độ cao.

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 1


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

PHẦN 1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÀ GỒ
1.1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ
- Mái lợp tôn múi tráng kẽm dày 0,7 mm; có trọng lượng: g m = 0,074 kN/m2
- Chọn sơ bộ tiết diện xà gồ chữ [ mã hiệu 7CS2,5× 059 [1] có các thông số sau :
Ix = 236,84 cm4
Iy = 26,93 cm4

tc

tc
g xg

2

A = 4,92 cm
= 0,0384 kN/m
- Chọn khoảng cách bố trí giữa các xà gồ là axg= 1,5 m
- Hoạt tải tác dụng được xác định theo TCVN 2737-1995:
pmtc = 0,3 kN/m2

- Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ:
i = 10% → α = 5, 710 → cos α = 0,995

(

q tc = g mtc + pmtc

a
) cos
+g
α
xg

(

q tt = g mtcγ g + pmtcγ p

= ( 0,074 + 0,3)

tc
xg

a
) cos
+g
α
xg

tc
xg

1,5
+ 0,0384 = 0,6( kN / m )
0,995

γ g = ( 0,074.1,05 + 0,3.1,3)

1,5
+ 0,0384 .1,05
0,995

= 0,75( kN / m )

1.2. Sơ đồ tính xà gồ
y
x

qy

x

α

qx
q

y

Hình 1.1. Mặt cắt xà gồ
- Phân tải trọng theo 2 phương:
qxtc = q tc sin α

qxtt = q tt sin α = 0, 75.0, 0995 = 0, 0746(kN/ m)

q tcy = q tc cos α

q tty = q tt cos α = 0, 75.0,995 = 0, 746(kN/ m)

- Sơ đồ tính và biểu đồ mômen:
q tt

q tt

x

y

B

B/2

Mx
Mx, max =

SVTH: Nguyễn Như Nhật

q tt
x

B

2

My

B/2

My, max =

q tt B

2

y

32

8

Trang 2


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

Hình 1.2. Sơ đồ tính và biểu đồ mômen theo 2 phương x, y
1.3. Kiểm tra về cường độ
- Theo hình 1.2 ta có:
M x ,max =
M y ,max =

qxtt B 2 0, 0746.62
=
= 0,335 ( kNm )
8
8
q tty B 2
32

=

0, 746.62
= 0,83 ( kNm )
32

- Công thức kiểm tra:

σ=

Mx My
+
≤ f γc
Wx Wy

⇔σ =

0,335.100.9 0,83.100.(6, 4 − 1,87)
+
= 15, 23 ( kN / cm 2 ) < f γ c = 21( kN / cm 2 )
236,84
26,93

- Vậy tiết diện xà gồ đã chọn thỏa mãn về cường độ.
1.4. Kiểm tra về độ võng
- Do có giằng xà gồ nên ta chỉ xét độ võng theo phương y (tức là do qx gây ra):
5 qxtc B 4
5 0, 6.cos α . ( 6.10 )
∆y =
=
= 2, 03 ( cm )
384 EI x
384 2,1.106.236,84
2 4

- Công thức kiểm tra:
∆y

∆
≤ 
B B

⇔

∆y
B

=

2, 03
1
∆
= 3,38.10−3 <   =
= 5.10−3
600
 B  200

- Vậy tiết diện xà gồ đã chọn thỏa mãn về độ võng.

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 3


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

PHẦN 2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG NGANG
2.1 Xác định các kích thước chính của khung ngang
2.1.1. Theo phương đứng
- Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H2 = HK + bK = 0,87 + 0,3 =1,17 (m)
Trong đó:
HK = 0,87 m (tra catalo cầu trục);
bK = 0,33m (khe hở an toàn giữa dầm cầu trục và xà ngang).
→ Chọn:
H2 =1,2 (m)
- Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H = H1 + H2 + H3 = 9,1 + 1,2 + 0 = 10,3 (m)
Trong đó:
H1: cao trình đỉnh ray; H1 =9,1 m;
H3: phần cột chôn dưới cốt mặt nền, coi mặt móng ở cốt ± 0.000 (H3 = 0).
- Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
Ht = H2 + Hdct + Hr = 1,2 + 0,6 + 0,2 = 2 (m)
1 1 
H dct =  ÷ ÷B
 8 10 
Trong đó

- Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:
Hd = H – Ht = 10,3 – 2 = 8,3 (m)
2.1.2. Theo phương ngang
- Vì sức trục < 30T nên coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (lấy a = 0).
- Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục là:
L1 =

L − LK 27 − 25,5

=
= 0, 75 ( m )
2
2

- Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng:
1 1 
1 1 
h =  ÷ ÷H =  ÷ ÷10,3 = ( 0, 686 ÷ 0,515 ) m
 15 20 
 15 20 

→ Chọn: h = 55 cm
- Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung :
z = L1 – h = 0,75 – 0,55 = 0,2 (m) > zmin = 0,18 (m)
10 %
330

9100

9100

Q=5T

8300 2000
10300

10300
8300

0.000
750

SVTH: Nguyễn Như Nhật

25500
27000

750

Trang 4


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

Hình 2.1. Các kích thước chính của khung ngang
2.1.3. Sơ đồ tính khung ngang
Do sức nâng của cầu trục không lớn nên chọn phương án tiết diện cột không đổi, với
độ cứng là I1. Vì nhịp của khung L = 27 m, nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay
đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 4,5 m. Với đoạn xà 4,5 m (tiết
diện thay đổi), độ cứng ở đầu và cuối xà là I1 và I2. Với đoạn xà 9 m (tiết diện không đổi),
độ cứng là I2. Giả thiết sơ bộ tỷ số I1/I2 = 2,8. Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa
cột và móng là ngàm tại mặt móng (cốt ± 0.000). Liên kết giữa cột và xà ngang và liên kết
tại đỉnh xà ngang là cứng.Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính
toán và thiên về an toàn. Sơ bộ tính khung ngang như hình 2.2.
I2

2000 1200

8300
10300

I2

I1
I1

I2

I1

10300
8300

0.000

I1

4500

9000

9000

4500

27000

Hình 2.2. Sơ đồ tính khung ngang

2.2. Tải trọng tác dụng lên khung ngang
2.2.1. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)
- Độ dốc mái i = 10% → α =5,710 (sinα = 0,0995; cosα = 0,995).
- Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm: trọng lượng
của các lớp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu
trục.
- Tải trọng mái và xà gồ được truyền xuống xà ngang dưới dạng lực tập trung đặt tại
đầu các xà gồ nhưng do số lượng xà gồ nhiều nên có thể quy về tải phân bố.
- Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy 0,15 kN/m2.
Tổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang:
1,1.0,15.6
= 0,995 ( kN / m )
0,995

- Trọng lượng bản thân của tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự như mái là 0,15
kN/m . Quy thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột :
1,1.0,15.10,3.6= 10,197 (kN)
- Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1 kN/m. Quy thành lực tập trung
và mômen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:
1,05.1.6 = 6,3 (kN)
6,3.(L1 – 0,5h) = 6,3.(0,75 – 0,5.0,55) = 2,99 (kNm)
2

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 5


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

10,197 kN

6,3 kN

6,3 kN

2,99 kNm

2,99 kNm

8300

10,197 kN

2000

0,995 kN/m

Hình 2.3. Sơ đồ tính khung với tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)
2.2.2. Hoạt tải mái
- Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái
(mái lợp tôn) là 0,3 kN/m2; hệ số vượt tải là 1,3.
1,3.0,3.6
= 2,35 ( kN / m )
- Quy đổi về tải trọng phân bố lên xà ngang: 0,995
2,35 kN/m

2,35 kN/m

Hình 2.4. Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái
2.2.3. Tải trọng gió
- Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng vào cột
và gió tác dụng trên mái. Theo TCVN 2737-1995, địa điểm phân vùng gió II-B, có áp lực
tiêu chuẩn Wo = 0,83 kN/m2; hệ số vượt tải 1,2. Căn cứ vào dạng mặt bằng nhà và góc dốc
của mái, các hệ số khí động có thể xác định theo sơ đồ trong bảng III.3 phụ lục [1]. Nội suy
ta có: ce1 = - 0,357; ce2 = - 0,4; ce3 = - 0,5; k = 1,0048.
- Tải trọng gió tác dụng lên cột:
Phía đón gió: 1,2.0,83.1,0048.0,8.6.1,04 = 4,99 (kN/m)
Phía khuất gió: 1,2.0,83.1,0048.0,5.6.1,04 = 3,12 (kN/m)
- Tải trọng gió tác dụng lên mái:
Phía đón gió: 1,2.0,83.1,0048.0,357.6 = 2,15 (kN/m)
Phía khuất gió: 1,2.0,83.1,0048.0,4.6 = 2,4 (kN/m)

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 6


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép
ce1 = - 0,357

ce2 = - 0,4

ce3 = - 0,5

ce = + 0,8

Hình 2.5. Sơ đồ xác định hệ số khí động
2,15 kN/m

2,4 kN/m

4,99 kN/m

3,12 kN/m

Gió thổi từ trái sang
2,4 kN/m
2,15 kN/m

3,12 kN/m

4,99 kN/m

Gió thổi từ phải sang
Hình 2.6. Sơ đồ tính khung với tải trọng gió
2.2.4. Hoạt tải cầu trục
- Theo bảng II.3 phụ lục [1], các thông số cầu trục sức nâng 5T như sau:
Nhịp
Lk

Ch.cao Khoảng Bề rộng Bề rộng T.lượng T.lượng Áp lực Áp lực
gabarit
cách
gabarit
đáy

cầu trục xe con
HK
Zmin
BK
KK
G
Gxe
Pmax
Pmin
(m)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(T)
(T)
(kN)
(kN)
25,5
870
180
4500
3800
9,7
0,495
49,8
23,7
- Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãm
ngang, xác định như sau:
a. Áp lực đứng của cầu trục

- Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục
được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh
xe của 2 cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất (hình 2.7), xác định được các tung độ yi của
đường ảnh hưởng.

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 7


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép
4500
P

4500

CT - 2

0,25
1500

P

700

P

CT - 1

0,367

1

0,883

3800

P

3800

6000

2200
6000

Hình 2.7. Đường ảnh hưởng để xác định Dmax, Dmin
- Từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu
trục lên cột:
Dmax = ncγ p ∑ Pmax yi = 0,85.1,1.49,8. ( 0, 25 + 0,883 + 1 + 0,367 ) = 116, 41 ( kN )
Dmin = ncγ p ∑ Pmin yi = 0,85.1,1.23, 7. ( 0, 25 + 0,883 + 1 + 0,367 ) = 55, 4 ( kN )

- Các lực Dmax và Dmin thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột, do đó sẽ
lệch tâm so với trục cột là: e = L1 – 0,5h =0,75 – 0,5.0,55 = 0,475 m. Trị số của các mômen
lệch tâm tương ứng:
M max = Dmax e = 116, 41.0, 475 = 55, 29 ( kNm )

116,41 kN

55,4 kN
26,32 kNm

8300

55,29 kNm

2000

M min = Dmin e = 55, 4.0, 475 = 26,32 ( kNm )

55,4 kN

55,29 kNm

8300

26,32 kNm

116,41 kN

2000

Dmax lên cột trái

Dmax lên cột phải
Hình 2.8. Sơ đồ tính khung với áp lực đứng của cầu trục
SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 8


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

b. Lực hãm ngang của cầu trục
- Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray:
T1tc =

0, 05 ( Q + Gxe ) 0, 05 ( 50 + 4,98 )
=
= 1,37 ( kN )
no
2

8300 2000

- Lực hãm ngang của toàn cầu trục lên cột đặt vào cao trình dầm hãm (giả thiết cách
vai cột 0,6 m):
T = ncγ p ∑ T1tc yi = 0,85.1,1.1,37.(0, 25 + 0,883 + 1 + 0,367) = 3, 2 ( kN )

3,2 kN

3,2 kN

8300 2000

Lực hãm lên cột trái

Lực hãm lên cột phải
Hình 2.9. Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cầu trục
2.3. Chọn sơ bộ tiết diện cột và xà – Xác định nội lực trong khung ngang
2.3.1. Chọn sơ bộ tiết diện khung
a. Xác định sơ bộ tiết diện cột
* Xác định chiều dài tính toán
- Chọn phương án cột tiết diện không đổi. Với tỷ số độ cứng của xà và cột giả thiết là
bằng nhau, ta có:
I
n =  xa
 L

  I cot
÷:  H
 

 10,3
÷ = 1 27 = 0, 43


- Vì cột khung liên kết với móng là ngàm nên:
µ=

n + 0,56
0, 43 + 0,56
=
= 1,318
n + 0,14
0, 43 + 0,14

- Vậy chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung của cột xác định:
lx = µ H = 1, 318.10, 3 = 13, 575 ( m )

- Chiều dài tính toán cột theo phương ngoài mặt phẳng khung (ly) lấy bằng khoảng
cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà (dầm cầu trục,

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 9


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

giằng cột, xà ngang …). Giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng thép hình chữ [ tại cao trình
+4.000, tức là khoảng giữa phần cột tính từ mặt móng đến dầm hãm, nên ly = 4 m.
* Chọn sơ bộ tiết diện cột
- Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng:
1 1 
h =  ÷ ÷H = ( 0, 686 ÷ 0,515 ) m →
 15 20 
Chọn: h = 55 cm

- Theo các điều kiện cấu tạo và ổn định cục bộ chọn các kích thước tiết diện cột:
1 
 1
tw =  ÷
÷h ≥ 0, 6cm = ( 0,9 ÷ 0, 65 ) →

 70 100 
Chọn tw = 0,8 cm
b f = ( 0,3 ÷ 0, 5 ) h = ( 19,5 ÷ 32,5 ) →

Chọn bf = 25 cm

t f ≥ bf

f
21
; t f ≥ t w → t f ≥ 25
= 0,79cm →
E
2,1.10 4
Chọn tf = 1 cm

- Mômen quán tính đối với trục x của tiết diện cột:
 25.13

0,8.533
Ix =
+ 2
+ 25.1.27 2 ÷ = 46379,3 ( cm 4 )
12
 12


8

10

x

530

x

10

550

y

y

250
Hình 2.10. Tiết diện cột và tiết diện đầu xà 4,5m (chọn sơ bộ)
b. Xác định sơ bộ tiết diện xà tại vị trí thay đổi tiết diện
- Theo giả thiết ban đầu:

(

I1
46379,3
= 2,8 ⇒ I 2 =
= 16564,04 cm 4
I2
2,8

)

- Chọn phương án thay đổi tiết diện dầm là giảm chiều cao, nên tiết diện tại vị trí
thay đổi các kích thước khác (bf , tf , tw) chọn giống như tiết diện cột.
- Mômen quán tính theo trục x của tiết diện tại vị trí thay đổi tiết diện:
2
 25.13
0,8.hw3
 1 hw  
I2 =
+ 2
+ 25.1.  + ÷  = 16564, 04 ( cm 4 )
12
 2 2  
 12

- Giải hệ phương trình bậc ba trên ta được nghiệm:
hw = 32,72 cm → chọn: hw = 33 cm

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 10


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

10

x

330

x

8

10

350

y

y

250
Hình 3.11. Tiết diện cuối xà 4,5m và tiết diện xà 9m (chọn sơ bộ)
2.3.2. Xác định nội lực
Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng phần
mềm SAP2000. Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng các biểu đồ và bảng thống kê nội
lực. Dấu của nội lực lấy theo quy định chung trong Sức bền vật liệu.
*Biểu đồ nội lực

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 11

GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do tĩnh tải

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 12


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do hoạt tải chất cả mái

M

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 13

GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

N

V
Nội lực do hoạt tải nửa mái trái

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 14


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do hoạt tải nửa mái phải

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 15


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực gió trái

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 16


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực gió phải

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 17


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột trái

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 18


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột phải

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 19


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục lên cột trái

M

N

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 20


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

V
Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục lên cột phải

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 21


GVHD: Lê Văn Trình

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Đồ án Kết cấu thép

Trang 22


GVHD: Lê Văn Trình

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Đồ án Kết cấu thép

Trang 23


GVHD: Lê Văn Trình

Đồ án Kết cấu thép

2.4. Kiểm tra tiết diện cấu kiện
2.4.1. Kiểm tra tiết diện cột:
- Từ bảng tổ hợp nội lực, chọn cặp nội lực tính toán:
N = -174,51 kN
M = -190,39 kNm
V = -40,9 kN
- Đây là cặp nội lực tại tiết diện dưới vai, trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải
trọng 1,2,7,9 gây ra.
- Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng:
1 1 
h =  ÷ ÷H = ( 0, 68 ÷ 0,515 ) m →
 15 20 
Chọn: h = 55 cm

- Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng:
b f = ( 0,3 ÷ 0,5 ) h = ( 16,5 ÷ 27,5 ) cm

 1 1 
b f =  ÷ ÷l y = ( 20 ÷ 13,3) m →
 20 30 
Chọn: bf = 25 cm

- Diện tích tiết diện cần thiết của cột được xác định sơ bộ theo Iasinxki:
A=

174,51 
190,39.102 
1,
25
+

2,
2
÷
2,8
= ( 54, 71 ÷ 66, 79 ) ( cm 2 )
(
)
21.1 
174,51.45 

- Tiết diện cột chọn như sau:
+ Bản cánh: (1x25) cm
+ Bản bụng: (0,8x53) cm
10

y

x

530

x

y

10

550

8

250

Hình 3.12. Tiết diện cột và tiết diện đầu xà 4,5m
- Đặc trưng hình học của tiết diện:

A = 53.0,8 + 2.25.1 = 92, 4 ( cm 2 )

Ix =
Iy =

 25.13

0,8.533
+ 2
+ 25.1.27 2 ÷ = 46379,3 ( cm 4 )
12
 12


0,83.53
1.253
+2
= 2606, 43 ( cm 4 )
12
12

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Wx =

46379,3.2
= 1686,52 ( cm3 )
55

Trang 24


GVHD: Lê Văn Trình

ix =

Đồ án Kết cấu thép

46379,3
= 22,18 ( cm )
92, 4

13,575.102
λx =
= 61, 2 < [ λ ] = 120
22,18

λx = 61, 2

21
= 1,94
2,1.10 4

iy =

2606, 43
= 5,31( cm )
92, 4

4.102
λy =
= 75,32 < [ λ ] = 120
5,31

λ y = 75,32

21
= 2,38
2,1.104

- Kiểm tra bền:
+ Xác định độ lệch tâm tương đối mx:
mx =

M A 190, 23.102 92, 4
=
= 5,97
N Wx
174,51 1686,52

+ Xác định độ lệch tâm quy đổi me:
Tra bảng IV.5 phụ lục [1], với loại tiết diện số 5.
Với: Af /Aw = 0,5; ta có:
η = ( 1, 75 − 0,1mx ) − 0, 02 ( 5 − mx ) λx = ( 1, 75 − 0,1.5,97 ) − 0, 02 ( 5 − 5,97 ) 1,94 = 1,190

Với: Af /Aw ≥ 1; ta có:
η = ( 1,9 − 0,1mx ) − 0,02 ( 6 − mx ) λx = ( 1,9 − 0,1.5,97 ) − 0, 02 ( 6 − 5,97 ) 1,94 = 1,301
Với: Af /Aw = 0,59; nội suy ta có: η = 1, 209
Từ đó, ta có:
me = η mx = 1, 209.5,97 = 7, 21 < 20 → Không cần kiểm tra bền.
- Kiểm tra ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung:
Với λx = 1,94 và me = 7, 21 ; tra bảng IV.3 phụ lục [1], nội suy: φe = 0,168
σx =

N
174,51
=
= 11, 24 ( kN / cm 2 ) < f γ c = 21( kN / cm 2 ) →
φe A 0,168.92, 4
thỏa.

- Kiểm tra ổn định tổng thể của cột ngoài mặt phẳng khung:
+ Xác định trị số mômen ở 1/3 chiều cao cột dưới kể từ phía có mômen lớn hơn. Vì
cặp nội lực dùng tính cột là tại tiết diện dưới vai cột và do các trường hợp tải trọng 1,2,7,9
gây ra nên trị số của mômen uốn tại tiết diện chân cột tương ứng là:
M = 126,56 kNm
+ Vậy trị số của mômen tại 1/3 chiều cao cột dưới, kể từ tiết diện vai cột:
126,56 − ( −190,39 ) 
M = −190,39 + 
= −84, 74 ( kNm )
3

+ Do đó:
M


M ' = max  M ;
2


−190,39 
 
÷ =  −84, 74;
÷ = −95, 2 ( kNm )
2
 


+ Tính độ lệch tâm tương đối theo M ' :

M ' A 95, 2.102 92, 4
=
=3
N Wx
174,51 1686,52
β
c=
1 + αmx (*)
+ Do: mx = 3 < 5 ; nên ta có
mx =

SVTH: Nguyễn Như Nhật

Trang 25