Đồ án kết cấu thép 1 thiết kế hệ dầm sàn thép (đh kiến trúc hà nội)

THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP SỐ I
ĐỀ BÀI:
Thiết kế hệ dầm sàn bằng thép bao gồm sàn thép đặt lên dầm phụ và dầm chính chịu tải
trọng phân bố đều theo phương án hệ dầm phổ thông liên kết chồng với nhịp dầm chính
L(m), nhịp dầm phụ B(m), tải trọng Ptc (T/m2) với các số liệu tính toán kèm theo cho trong
bảng:
L(m)
12

P(T/m2)
3,2

B(m)
4

Cho biết :
- Bản sàn bằng thép tấm
- Với loại thép CCT34 có:ƒ = 210 N/mm2 = 2100 dan/cm2
= 210.103 kn/m2.
- Que hàn N42, hàn tay. Hệ số điều kiện làm việc γ c = 1
Độ võng cho phép :
+ Đối với dầm phụ [∆/l] : 1/250
+ Đối với dầm chính [∆/l] : 1/400
+ Đối với sàn thép [∆/l] : 1/150
Hệ số vượt tải: hoạt tải γ P = 1,2, tỹnh tải γ g =1,05
Hệ số kể đến phát triển biến dạng dọc C = 1,12
- E= 2,1.106 kg/cm2 ρthep = 7,85 T/m3
Nội dung tính toán bao gồm:
1. Tính toán bản sàn thép:
- Chọn ts , ls

- kiểm tra bản sàn theo điều kiện cường độ và độ võng
2. Tínhnh toán thiết kế dầm phụ (dầm tiết diện chữ I định hình)
- Sơ đồ kết cấu và tải trọng tác dụng, nội lực M, V
- Chọn tiết diện dầm
- Kiểm tra lại tiết diện dầm theo điều kiện cường độ và độ võng


- Kiểm tra sơ bộ
- Xác định bf ,tf
- Thay đổi tiết diện dầm
- Kiểm tra ổn định cục bộ và tổng thể
- Cấu tạo các chi tiết khác(sườn đầu dầm, liên kết cánh dầm và bụng dầm, tính
nối dầm)
BÀI LÀM
I. Tính toán chọn kích thước bản sàn:
Xác định kích thước bản sàn có thể theo cách sử dụng đồ thị hoặc xác định gần đúng giá
trị tỷ số giữa nhịp lớn nhất và chiều dày t của sàn.

ls 4n0  72 E1 
=
1 +
÷
ts 15  n04 p tc 
Trong đó: (ls/ts ) là tỉ số cần tìm giữa nhịp sàn và chiều dày sàn.
n0 = [l/∆] = 150; ptc = 32 kN/m2 = 32.10-2daN/cm2.
E
2,1.105
E1 =
=
= 2,307.105 N/mm2

1 − ν 2 1 − 0,32

ν - Hệ số Poátxông, có ν = 0,3.
ls 4.150  72.2,307.105 
=
1 +
÷ = 81, 01
ts
15 
1504.0, 032 

Với tải trọng tiêu chuẩn ptc =32 KN/cm2> 30 KN/m2 nên ta chọn ts= 13 mm
ls

=> t = 81,01 ⇒ ls = 13.81,01 =1053 mm. Chọn ls = 1000 mm.
s
II. Tính toán bản sàn thép:
Cắt 1 dải bản bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn của nhịp sàn. Do được hàn với
dầm bằng đường hàn thẳng góc, dưới tác dụng của tải trọng sàn bị ngăn cản biến dạng, tại
gối tựa sẽ phát sinh ra lực kéo H và mômen âm. Bỏ qua ảnh hưởng của mômen âm ta có sơ
đồ tính của bản coi như 1 dầm đơn giản chịu lực phân bố. Tải trọng tác dụng trên sàn có kể
đến trọng lượng bản thân sàn:
qstc = ( p tc + ts .ρ ).1 = (32 + 0,013.78,5).1 = 33,02kN / m


qstt = ( p tc .γ p + ts .ρ .γ g ).1 = (32.1,2 + 0,013.78,5.1,05).1 = 39,47 kN / m

2.1 Kiểm tra bản sàn theo độ võng/
Độ võng do tải trọng tiêu chuẩn và lực kéo H tác dụng:
∆ = ∆0

1
1+α

5 qstc .ls4
.
Trong đó: ∆ 0 =
384 E1.I x

Ix - mômen quán tính dải bản rộng 1m.
Ix = 1× ts3/ 12.
∆0 =

5
33, 02.14.12
.
= 0, 01m
384 2,307.108.0, 0133

Hệ số a xác định từ phương trình Ơle
α ( 1 + α)2 = 3(∆0/ts)2
α ( 1 + α)2 = 3× 0,012/0,0132 = 1,78 giải phương trình có α=0,65

Độ võng của sàn:
∆ = ∆0 .

1
1
= 0, 01.
= 0, 00606m

1+ α
1 + 0, 65

∆
∆ 0, 00606
1
=
= 0, 00606 ≤   =
= 0, 0066
ls
1
 ls  150

Bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép.
2.2 Kiểm tra bản sàn theo điều kiện độ bền/
- Kiểm tra cường độ sàn:

h

Mômen lớn nhất của bản sàn:

h


M max

qstt .ls2
1
4,93
=

= M 0.
=
= 2,99 KNm
8
1 + α 1 + 0, 652

Trong đó M 0 =

qstt .ls2 39, 47.12
=
= 4,93KNm
8
8

Lực kéo H tác dụng trong bản tính theo công thức:
2

π 2 ∆
H = γp
E1 × ts daN/cm.
4  l 
3,14 2
H = 1,2.
4

2

 1 
5
150  .2,30.10 .13 = 405 N

Ứng suất lớn nhất trong sàn:
σ=

H M max
+
≤ ƒ × γc
A
Ws

σ=

0,405 299
+
= 10, 6 ≤ ƒ × γ c = 21 kN /cm2
130 28,17

A – diện tích tiết diện dải sàn rộng 100 cm
100.tS2 100.1,32
=
= 28,17cm3
Với A=100.ts =100.1,3 =130 cm , WS =
6
6
2

Kết luận: Sàn đảm bảo chịu lực.
2.3 Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm chịu lực kéo H/
Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm phụ
hf =

H

( β fW ) min γ C

=

405
= 3, 21
126

Trong đó:

β f fWf = 0, 7.180 = 126 N / mm 2
β S fWS = 1.0, 45.345 = 155 N / mm 2
( β fW ) min = ( β f fWf ; β S fWS ) = 126 N / mm 2

Đường hàn liên kết bản sàn với dầm phụ phải thỏa mãn điều kiện.
h = 5mm ≤ hf= 5 mm ≤ 1,2tmin = 1,2.9,8 = 11,76mm
Vậy chọn đường hàn là đường hàn cấu tạo có hf = 5mm


II. Tính toán thiết kế dầm phụ.
1. Sơ đồ tính toán dầm phụ:

4000

Chọn mạng dầm sàn phổ thông như hình vẽ:

12000

2

mÆt b» n g kÕt c Ê u hÖd Çm

3

2. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ:
tc
qdp
= ( p tc + t s .ρ ).1 = (32 + 0,013.78,5).1 = 33,02kN / m
tt
qdp
= ( p tc .γ p + t s .ρ .γ g ).1 = (32.1,2 + 0,013.78,5.1,05).1 = 39,47 kN / m

Mômen lớn nhất ở giữa dầm: M max =
Lực cắt lớn nhất tại gối tựa: Vmax =

tt 2
qdp
.l

8

tt
qdp
.l

2

=

=

39,47.42
= 78,94 KNm .
8

39,47.4
= 78,94 KN
2

3. Chọn kích thước tiết diện dầm phụ:
Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm có kể đến biến dạng dọc:
M max
79,94 ×104
=
= 339,88 cm3.
Wx =
1,12ƒγ c 1,12 × 2100


Tra bảng thép cán sẵn chọn thép I27; (Bảng1.6 tr 296 SGK ) có các đặc trưng hình
học:
WX = 371 cm3;

g = 31,5 kg/m;

SX = 210 cm3;

JX = 5010 cm4;

d

b = 125 cm.

= 0,6 cm

4. Kiểm tra tiết diện dầm phụ
a, Kiểm tra võng theo công thức:
∆
5 (qdp + g )l
1
∆
=
×
≤ =
l 384
EJ x
 l  250
tc

3

Tính toán tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ:
∆
5 (33,02.10-2 +0,315.10-2 )× 4003
1
∆ 
=

×
= 0,00264 <   =
= 0,004
4
l 384
2,1× 10 × 5010
 l  250

b, Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiện độ bền:
Kiểm tra ứng suất pháp:
Mômen và lực cắt do trọng lượng bản thân dầm:
Mbt =
Vmax =

gbt .γ g .l 2
8

=

31,5 × 1, 05.42
= 66,15 kg.m = 66,15 kN.cm.
8

31,5.1, 05.4
= 66,15 kg = 0,6615 kN.
2

ứng suất pháp lớn nhất:
σ max =

M max + M bt 78,94.106 + 66,15.104
=
= 191,57 N/mm
1,12 × Wx
1,12 × 371.103

σ max = 191,57 N/mm < ƒ×γ c = 210 N/mm
Kết luận: Dầm đạt yêu cầu về cường độ và độ võng.
c, Kiểm tra ổn định tổng thể:
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm vì phía trên dầm phụ có bản sàn thép hàn
chặt với cánh dầm.
III. Tính toán và thiết kế dầm chính.
Chọn loại dầm tổ hợp hàn từ thép CCT34 có: ƒ = 2100 daN/cm2 .


1. Sơ đồ tính của dầm chính và tải trọng tác dụng: là dầm đơn giản chịu tác dụng của

4000

4000

các tải trọng coi như phân bố đều.

12000

2

mÆt b»n g kÕt c Ê u hÖd Çm

3

Lực tập trung do tải trọng dầm phụ đặt lên dầm chính.

(

)

(

)

tc
tc
2.Vdptc = qdp
+ g dp
× l = (33, 02 + 0,315).4 = 133,34 KN

tt
tc
2.Vdptt = qdp
+ g dp
× l = (39, 47 + 0,315).4 = 159,14 KN

Vì các dầm phụ đặt cách nhau 1 m nên tải trọng do dầm phụ truyền lên dầm chính là
phân bố đều.
tc
tt
qdc
= 133,34 KN ; qdc
= 159,14 KN

Mômen và lực cắt lớn nhất ở dầm chính:
M max =

Vmax

tt
qdc
.L2 159,14.122
=
= 2864,52 KN .m
8
8

tt
qdc
.L 159,14.12
=
=
= 954,84 KN
2
2


2. Chọn tiết diện dầm.
a. Chọn chiều cao dầm.
Chiều cao dầm đảm bảo điều kiện.
 hmin ≤ hd ≤ hmax

 hd ≈ hkt

(Trong đó hmax chưa xác định được vì phụ thuộc kiến trúc)
Chiều cao hmin có thể tính gần đúng theo công thức:
hmin =

5 f l  1
× ×
×
×L
24 E  ∆  ntb

hmin =

5
2100
133,34
×
× 400 ×
× 1200 = 83,82cm
6
24 2,1.10
159,15

Chiều cao kinh tế tính theo công thức:
hkt = k .

M max
2864,52.100
= 1, 2.
= 127,94cm

ftw
21.1, 2

Sơ bộ chọn tw= 12mm; hệ số k = 1,2
Dựa vào hmin và hkt sơ bộ chọn chiều cao hd = 130 cm.
Chọn sơ bộ tf = 2 cm; hw=130 – 4 = 126 cm;
Tỉ số thỏa mãn:100 < hw/tw=126/1,2 =105 < 130
b. Kiểm tra lại chiều dày tw:
Tạm thời lấy chiều cao bụng dầm:
V

max
tw = 1,2cm > 1,5. h × f =
d
v

1,5 × 954,84
= 0,92 cm. Bản bụng đủ khả năng chịu lực cắt.
130.12

c. Chọn kích thước bản cánh dầm:
Diện tích bản cánh dầm xác định theo công thức:
 M max .h tw .hw3  2  286452.130 1.1263  2
Af = b f .t f = 
−
−
= 83,813cm 2
÷. 2 = 
÷.
2

12  h fk  1.2.21
12  128
 γ c . f .2

Chọn bf = 43cm, tf = 2 cm. Thoả mãn các điều kiện sau:


20


t w < t f < 3tw

b f = (1/ 2 ÷ 1/ 5)h

b f ≥ 1/10hd

b f / t f ≤ E = 31, 6
f

b f ≥ 180mm


20

1310

10

3. Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài.

420

Để tiết kiệm thép và giảm trọng lượng bản thân dầm, khi thiết

kế

nên giảm kích thước của tiết diện dầm đã chọn ở phần dầm có mômen bé cụ thể là giảm bề
rộng cánh dầm ( giữ nguyên chiều dày). Điểm để thay đổi kích thước bản cánh dầm cách
gối tựa 1 khoảng x = L/6 = 2 m. Tại chỗ thay đổi sẽ nối hai phần cánh bằng đường hàn đối
đầu dùng các que hàn N42 có fwf=180 N/mm2
Tính Mx: M x =

qtt .x.( L − x) 159, 41.2.(12 − 2)
=
= 1591, 4 KNm
2
2

Diện tích tiết diện bản cánh cần thiết tại vị trí thay đổi:
 M .h t .h3  2  159140.130 1.1263  2
A ' f = b ' f .t f =  x − w w ÷. 2 = 
−
= 45, 73cm 2
÷.
2
f
.2
12
h
2.18

12
128

 wt
 fk 

Chọn b’f =23 cm
1670

1160

9

20

1200

190

330

20

i=1/5

1320

350

Mối hàn đối đầu nối cánh trên khi thay đổi tiết diện

190


190

°
63

1320

330

i=1/5

350

Mối nối cánh dưới với tga = 2(a =630) nên fwt = f

qtt

10000
1670

6660

Mx
V max

1670

Mmax

Vx

4. Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện cường độ và độ võng.
Mômen do trọng lượng bản thân dầm:
M bt = γ g .ρ .

Ix =

(tw .hw + 2.b f .t f ) L2
8

(0, 012.1, 26 + 2.0, 02.0, 43).12 2
= 1, 05.78,5.
= 47,952kN .m
8

1.1263
128 2
+ 2.2.43.(
) = 904549, 6cm 4
12
2

Wx=Ix.2/h = 13916,48 cm3.
Kiểm tra ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp.
σ max =

M max + M bt 2864,52.106 + 47,952.106
=
= 209, 287 N / mm 2 < f .γ c = 210 N / mm 2
Wx
13916,148.103


Vậy dầm chịu được ứng suất chính => kích thước chọn đã hợp lý.
Kiểm tra ứng suất tiếp tại gối tựa.
τ=

(Vmax + Vbt ) S 'x
≤ f v .γ c
I 'x .t w

Vbt = γ g .ρ .(tw .hw + 2.b f .t f ).L / 2 = 1, 05.78,5.(0, 012.1, 26 + 2.0, 02.0, 43).12 / 2 = 15,984kN
S 'x = b ' f .t f .
I 'x =

h fk
2

+

Aw hw
128 1, 2.126 126
× = 23.2.
+
×
= 5325, 4cm 3

2 4
2
2
4

h 2fk 1.1263
tw .h
1282
+ 2b ' f .t f
=
+ 2.23.2.
= 576869, 6cm 4
12
4
12
4
3
w

W’x= 8874,917 cm3
=> τ =

(Vmax + Vbt ) S 'x (954,84 + 15,984).103.5325, 4.103
=
= 107, 547 ≤ f v .γ c = 120 N / mm 2
4
I 'x .t w
576869, 6.10 .1, 2

Kiểm tra ứng suất pháp trong đường hàn đối đầu nối cánh.

tt
g dc
= (0, 012.1, 26 + 0, 02.0, 43.2).78,5.1, 05 = 2, 66kN / m

tt
g dc
.x.( L − x) 2, 66.2.(12 − 2)
M 'bt =
=
= 26, 6 KNm
2
2

M x + M bt 1591, 4.106 + 26, 6.106
σ 'x =
=
= 183,3 N / mm 2 > f wt .γ c = 180 N / mm 2
3
W 'x
8874,917.10

Kiểm tra ứng suất cục bộ tại nơi đặt dầm phụ.
σc =

P
≤ f .γ c
t wl z

Tại mỗi vị trí dầm chính có 2 dầm phụ gối lên 2 bên dầm chính nên:
Phản lực của dầm phụ và sàn:

P=2.(Vmaxdp + Vbtdp) = 2.(78,94 +0,6615) =159,2 kN
Chiều dài truyền tải trọng nén bụng dầm.
dp
lz = bf +2.tf =12,5 +2.2 = 16,5 cm.
P 159,2.103
σc =
=
= 107,21 ≤ f .γ c = 210 N / mm 2
t wl z
9.165

Kiểm tra ứng suất tương đương tại nơi thay đổi tiết diện dầm.
( M x + M bt ).hw (13,55.106 + 1105,14.106 ).1160
σ1 =
=
= 170,5 N / mm 2
3
W 'x .h
6360,39.10 .1200

τ1 =

(Vx + Vbt ) S ' x (529,94 + 6,5).103.2814,8.103
=
= 39,57 N / mm 2
4
I 'x .t w
381623,2.10 .9

Trong đó:

Vx=qdctt(l/2- x) =159,14.(10/2 – 1,67) = 529,94 kN.
Vbt = gdctt.(l/2 – x) =1,95.( 10/2 – 1,67) = 6,5 kN.


σ td = σ 12 + σ c2 − σ cσ 1 + 3.τ 12 = 170,52 + 107,212 − 2.107,21.170,5 + 3.39,57 = 163,92 N / mm 2
σ td = 163,92 < 1,15. f .γ c = 241,5 N/mm2

Không cần kiểm tra võng cho dầm vì đã lấy chiều cao h > hmin. Tiết diện thay đổi đủ
khả năng chịu lực.
5. Kiểm tra ổn định của dầm.
a. Kiểm tra ổn định tổng thể.
Kiểm tra tỉ số l0/bf

b 
b
l0
≤ 1.0,41 + 0,0032 f +  0,73 − 0,0,16 f
bf
t f 
tf


 bf  E
 
h
 fk  f


100
33 

33  33  2,1.104
≤ 1.0,41 + 0,0032 +  0,73 − 0,016 
33
2 
2  118 
21

100
≤ 18,76 với l0 là khoảng cách giữa các dầm phụ, bằng 1m.
33

Dầm đảm bảo ổn định tổng thể.
b. Kiểm tra ổn định cục bộ
Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh.
Khi chọn tiết diện đã chọn để đảm bảo về ổn định cục bộ.
Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng.
hw
tw

f 116
21
=
= 4,075 > [ λ ] = 3,2
E 0,9 2,1.10 4

Bản bụng phải đặt các sườn ngang và kiểm tra ổn định.
Khoảng cách lớn nhất của các sườn ngang:
a ≤ 2.hw=2.116=232 cm.
Chọn a= 200 cm và bố trí 4 sườn.
Bề rộng và chiều dày sườn.

bs =

hw
1160
+ 40 =
+ 40 = 78,67 mm chọn bs=80 mm.
30
30

t s ≥ 2bs

f / E = 2.80 21 / 2,1.10 4 = 5,06mm . Chọn ts=5,6 mm

Các sườn được hàn vào bụng và cánh dầm bằng đường hàn theo cấu tạo.
Kiểm tra ứng suất trong các ô.

40
60

λw =

80

5,6


10000
1500

2000

P

P

P

«1

500
580

1500

P
«2

1500

P

P

2000

P

P

1500

P

P

«3

2095
2500
4420

M1

M2

V1 V2

M3

M4

V3

V4

M5

V5

 Kiểm tra ô bụng 1.

Điểm kiểm tra tại vị trí đặt dầm phụ cách đầu dầm: x1=50 cm.
qx1 (l − x1 ) (159,14 + 1,95).0,5.(10 − 0,5)
=
= 383,25 KN .m
2
2
q (l − 2.x1 ) (159,14 + 1,95).(10 − 2.0,5)
V1 =
=
= 726,16 KN
2
2
M .h
383,25.1160
σ = 1' w =
= 38,55 N / mm 2
4
I x .2
576559,2.10 .2

M1=

τ=

V1
726,16.103
=
= 69,56 N / mm 2
hw .t w
1160 .9

σ c= 107,21N / mm 2

Ứng suất giới hạn σ cr :
a
1,5
=
= 1,29 > 0,8 ;
hw 1,16
b t
33 2 3
δ = β f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5
hw t w
116 0,9
σ
=> tra bảng 3.7 ta có trị số [ c ] = 0,346 < 2,78 Tính σ cr theo C2 = 48,74 (tra bảng 3.8 gtr
σ

KCThép )
σ cr =

C2 . f

λ

2
w

=

48,74.210
= 616,11N / mm 2
2
4,075


ứng suất cục bộ giới hạn σ c, cr :
a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
150
=
= 0,647 > 0,8 và δ = 2,5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
2.hw 2.116
C . f 13,8.210
σ c , cr = 1 2 =
= 234,88 N / mm 2
2
3,51
λa

λa =

ứng suất tiếp tới hạn τ cr :

d f 116
21
=
= 4.075
t w E 0,9 2,1.104
a
1,5
µ=
=
= 1,29
hw 1,16

λ ow =

 0,76  f
0,76  120

τ cr = 10,31 + 2  2v = 10,3.1 +
= 108,22 N/mm2
2 
2
µ  λ0 w
 1,72  4,075

σ
σc

σ + σ
c , cr
 cr

2

2

2
2
 τ 
 +   =  38,55 + 107,21  +  69,56  = 0,826 < 1
 τ 
 616,11 108,22   108,22 
  cr 

Ô bụng 1 đảm bảo ổn định.
Điểm kiểm tra tại vị trí đặt dầm phụ cách đầu dầm: x2=58 cm.

qx2 (l − x2 ) (159,14 + 1,95).0,58.(10 − 0,58)
=
= 440,83KN .m
2
2
q(l − 2.x2 ) (159,14 + 1,95).(10 − 2.0,58)
V2 =
=
= 713,25KN
2
2
M .h
440,83.1160
σ = 2' w =

= 44,34 N / mm 2
4
I x .2
576559,2.10 .2

M2=

τ=

V2
713,25.103
=
= 68,32 N / mm 2
hw .t w
1160 .9

σ c= 107,21N / mm 2

Ứng suất giới hạn σ cr :
a
1,5
=
= 1,29 > 0,8 ;
hw 1,16
b t
33 2 3
δ = β f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5
hw t w
116 0,9

σ
=> tra bảng 3.7 ta có trị số [ c ] = 0,346 < 2,78 Tính σ cr theo C2 = 48,74 (tra bảng 3.8 gtr
σ

KCThép )
σ cr =

C2 . f

λ

2
w

=

48,74.210
= 616,11N / mm 2
2
4,075

ứng suất cục bộ giới hạn σ c, cr :


a
f
200
21
=
= 3,51

2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
150
=
= 0,647 < 0,8 và δ = 2,5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
2.hw 2.116
C . f 13,8.210
σ c , cr = 1 2 =
= 234,88 N / mm 2
2
3,51
λa

λa =

ứng suất tiếp tới hạn τ cr :
d f 116
21
=
= 4.075
t w E 0,9 2,1.104
a
1,5
µ=
=
= 1,29
hw 1,16

λ ow =

 0,76  f
0,76  120

τ cr = 10,31 + 2  2v = 10,3.1 +
= 108,22 N/mm2
2 
2
µ  λ0 w
 1,72  4,075

2

2

2
2
σ
σ c   τ 
 38,55 107,21   69,56 

 
 σ + σ  +  τ  =  616,11 + 108,22  +  108,22  = 0,8223 < 1
c , cr 
 cr 
 cr

Ô bụng 1 đảm bảo ổn định.
 Kiểm tra ô bụng 2.
Điểm kiểm tra cách đầu dầm: x3 = 2,095 cm.

qx3 (l − x3 ) (159,14 + 1,95).2,095.(10 − 2,095)
=
= 1336,2 KN .m
2
2
q (l − 2.x3 ) (159,14 + 1,95).(10 − 2.2,095)
=
= 468,78KN
V3 =
2
2
M .h
1336,2.1160
σ = 3' w =
= 134,42 N / mm 2
4
I x .2
575642,67.10 .2

M3=

τ=

V3
468,78.103
=
= 44,9 N / mm 2
hw .t w
1160 .9

σ c= 107,21N / mm 2

Ứng suất giới hạn σ cr :
σ c 107,21
=
= 0,7
σ 158,18
b t
a 200
33 2 3
=
= 1,72 > 0,8
δ = β f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5 ;
hw 116
hw t w
116 0,9
σ 
So sánh với trị số giới hạn:  c  = 0,681 thấy 0,7 > 0,681 lấy C2 bảng 3.8 sgk
σ 
C . f 33,63.210
σ cr = 2 2 =
= 425,12 N / mm 2
2
4,075
λw

ứng suất cục bộ giới hạn σ c, cr :
λa =

a
2.t w

f
200
21
=
= 3,51
E 2.0,9 2,1.104


a
200
=
= 0,86 > 0,8 và δ = 2,5 => C1=17,568 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
hw 2.116
C . f 17,568.210
σ c , cr = 1 2 =
= 298,82 N / mm 2
2
3,51
λa
ứng suất tiếp tới hạn τ cr :
d f 116
21
=
= 4,075
t w E 0,9 2,1.104
a
2

µ=
=
= 1,72
hw 1,16

λ ow =

 0,76  f
0,76  120

τ cr = 10,31 + 2  2v = 10,3.1 +
= 93,42 N/mm2
2 
2
µ  λ0 w
 1,72  4,075

σ
σc

σ + σ
c , cr
 cr

2

2

2
2

 τ 
 +   =  134,42 + 107,21  +  44,9  = 0,8286 < 1
 τ 
 425,12 298,82   93,42 
  cr 

Ô bản bụng 2 đảm bảo ổn định.
Điểm kiểm tra cách đầu dầm: x2 = 250 cm.

qx4 (l − x4 ) (159,14 + 1,95).2,5.(10 − 2,5)
=
= 1512,8 KN .m
2
2
q (l − 2.x4 ) (159,14 + 1,95).(10 − 2.2,5)
=
= 403,42 KN
V4 =
2
2
M .h
1512,8.1160
σ = 4' w =
= 152,18 N / mm 2
4
I x .2
575642,67.10 .2

M4=

τ=

V4
403,42.103
=
= 38,64 N / mm 2
hw .t w
1160 .9

σ c= 107,21N / mm 2

Ứng suất giới hạn σ cr :
σ c 107,21
=
= 0,7
σ 158,18
b t
a 200
33 2 3
=
= 1,72 > 0,8
δ = β f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5 ;
hw 116
hw t w
116 0,9
σ
So sánh với trị số giới hạn: c = 0,681 thấy 0,7 > 0,681 lấy C2 bảng 3.8 sgk
σ
C2 . f 33,63.210

σ cr = 2 =
= 425,12 N / mm 2
2
4
,
075
λw

ứng suất cục bộ giới hạn σ c, cr :

a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
200
=
= 0,86 > 0,8 và δ = 2,5 => C1=17,568 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
hw 2.116

λa =


σ c , cr =

C1. f

λ

2
a

=

17,568.210
= 298,82 N / mm 2
3,512

ứng suất tiếp tới hạn τ cr :
d f 116
21
=
= 4,075
t w E 0,9 2,1.104
a
2
µ=
=
= 1,72
hw 1,16

λ ow =

 0,76  f
0,76  120

τ cr = 10,31 + 2  2v = 10,3.1 +

= 93,51 N/mm2
2 
2
µ
1
,
72
4
,
075
λ



 0w
σ
σc

σ + σ
c , cr
 cr

2

2

2
2
 τ 
 +   =  152,18 + 107,21  +  38,64  = 0,8275 < 1

 τ 
 425,12 298,82   93,51 
  cr 

Ô bản bụng 2 đảm bảo ổn định.
 Kiểm tra ô bụng 3.
Điểm kiểm tra cách đầu dầm: x2 = 4,42 cm.

qx5 (l − x5 ) (159,14 + 1,95).4,42.(10 − 4,42)
=
= 1990 KN .m
2
2
q (l − 2.x5 ) (159,14 + 1,95).(10 − 2.4,42)
=
= 93,59 KN
V5 =
2
2
M .h
1990.1160
σ = 2' w =
= 200,18 N / mm 2
4
I x .2
575642,67.10 .2

M5=

τ=

V2
93,59.103
=
= 8,96 N / mm 2
hw .t w
1160 .9

σ c= 107,21N / mm 2

Ứng suất giới hạn σ cr :
σ c 107,21
=
= 0,53
σ 200,18
b t
a 150
33 2 3
=
= 1,29 > 0,8
δ = β f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5 ;
hw 116
hw t w
116 0,9
σ
So sánh với trị số giới hạn: c = 0,346 thấy 0,53 > 0,346 => C2=48,74
σ
C . f 48,74.210
σ cr = 2 2 =

= 616,11N / mm 2
2
4,075
λw

ứng suất cục bộ giới hạn σ c, cr :

a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
150
=
= 0,647 < 0,8 và δ = 2,5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
hw 2.116
C . f 13,8.210
σ c , cr = 1 2 =
= 234,88 N / mm 2
2
3,51
λa

λa =


ứng suất tiếp tới hạn τ cr :

d f 116
21
=
= 4,075
t w E 0,9 2,1.104
a
1,5
µ=
=
= 1,29
hw 1,16

λ ow =

 0,76  f
0,76  120

τ cr = 10,31 + 2  2v = 10,3.1 +
= 108,22 N/mm2
2 
2
µ
1
,
29
4
,
075
λ




 0w
2

2

2
2
σ
σ c   τ 
 200,18 107,21   8,96 

 
 σ + σ  +  τ  =  616,11 + 234,88  +  108,22  = 0,786 < 1
c , cr 
 cr 
 cr

Ô bản bụng 3 đảm bảo ổn định.
6. Tính liên kết giữa cánh và bụng dầm.
Tại vị trí đặt dầm phụ đầu tiên: x =0,5m => V=726,16 kN
2

2

2

2

1
1
 726,16.2814,8   159,2 
 VS   P 
hf 1 ≥

 +
 = 0,44cm
  +   =
2( βf v ) min .γ c  I   l z 
2.12,6.1  381623,2   16,5 

Trong đó:

β f fWf = 0, 7.180 = 126 N / mm 2 =12,6 kN/cm2
β S fWS = 1.0, 45.345 = 155 N / mm 2 =15,5 kN/cm2
( β fW ) min = ( β f fWf ; β S fWS ) = 126 N / mm 2 =12,6 kN/cm2

Tại vị trí đầu dầm: V = Vmax = 805,44kN
hf 2 ≥

Vmax .S
805,44.2814,8
=
= 0,212cm
2( βf v ) min .γ c .I 2.12,6.1.381623,2

Chọn hf theo điều kiện cấu tạo hf=7 mm hàn suốt chiều dài dầm.
hf =7mm

1160

20

330

20

hf =7mm

l iªn kÕt b¶n bông v µ b¶ n c ¸ n h d Çm c hÝn h


7. Tính mối nối dầm.
Nối dầm để thuận tiện cho việc di chuyển, lắp ghép. Tiết diện nối bụng dầm cách tiết
diện nối bụng dầm 500mm về phía giữa dầm. Khoảng cách x =1830mm so với đầu dầm.
Bản cánh nối bằng đường hàn đối đầu, bản bụng nối bằng bản ghép vầ dùng đường hàn
góc.
Nội lực tại mối nối: M1= 1206,3 kN.m
V1 = 511,54 kN
Mối nối coi như chịu toàn bộ lực cắt và phần mômen của bản bụng.
Mb =

Ib
117067
M=
120630 = 37004,5kNcm
I
381623,2

Trong đó: Ib = 117067 cm4; I =381623,02 cm4.
Chọn bản ghép có tiết diện (106x0,9); bề rộng 10 cm.
Kiểm tra tiết diện bản ghép: 2.Abg=2.106.0,9 > Acb=116.0,9 cm
Mối hàn đặt lệch tâm so với vị trí tính nội lực.
Do vậy có mômen lệch tâm Me.
Me = 511,54.5 =2557,7 kNcm
hf > hmin = 5 mm
20

Chọn chiều cao đường hàn hf = 10 mm.

50

3

10

9
1160

1200
1060

9

10

100

190

b

20

50

5


hf < 1,2t = 1,2.9 =10,8 mm
Wf = 2(116-10)2.0,9/6 = 3370,8 cm3
Af = 2.106.0,9 = 190.8 cm3
Kiểm tra ứng suất trong đường hàn.
M
σ td = 
 Wf

2

2

2

2

4
  V1 

,7.104   511,54.103 

 +   =  37004,5.10 + 2557
 +  +
 = 120,39
3
2 

 A 
3370
,
8
.
10
190
,
8
.
10




f
  

std=120,36 N/mm2< (bfw)min = 126 N/mm2
8. Tính sườn đầu dầm.
Sườn đầu dầm chịu phản lực gối tựa V = 795,7+9,74=805,44 kN.
Dùng phương án sườn đặt ở đầu dầm, dầm đặt phía trên gối khớp với cột. Bề rộng của
sườn đầu dầm chọn bằng bề rộng của bản cánh bs= b’f = 19 cm.
Tiết diện của sườn đầu dầm đảm bảo về điều kiện ép mặt.

ts =

Vtt
805,44
=
= 1,31cm
b s f cγ c 19.32,38.1

Trong đó: fc= fu/1,05 = 32,38 kN/cm2
Chọn sườn có kích thước bsxts= 19 x 1,4 cm


20

160

140

l ç bu l « n g
D=23 mm

190

20

45

b

90

45

175

120 140
20

1195

1195

1200

1160

8

190

b

Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định cục bộ:
bs
≤ 0,5 E / f = 0,5. 2,1.10 4 / 21 = 15,8mm
ts

(19-1)/(1,4.2) =6,43 < 15,8 mm
Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định tổng thể:
Aqu = 0,65t w2

E
2,1.104
= 0,65.0,92
= 16,65cm2
f
21

A = As + Aqu = 1,4.19 + 16,64 = 43,25cm2
Is =

bs3 .t s 0,65t w4 E / f 193.1,4 0,65.0,94 2,1.104 / 21
+
=
+
= 801,34cm3
12
12
12
12

is =

h
116
Is
801,34
= 27,71 => j =0,944
=
= 4,19cm ; λ = w =

is 4,19
A
43,25

14


σ=

Vmax
805,44.103
=
= 197,4 N / mm 2 ≤ f .γ c = 210 N / mm 2
2
ϕA 0,944.43,25.10