Vai trò của hệ giằng, xà gồ trong sự làm việc không gian của khung thép nhà công nghiệp (Luận văn thạc sĩ)

B GIÁO D

O

I H C DÂN L P H I PHÒNG

KHÓA 2 (2014-2016). L P CAO H C KHÓA 2

VAI TRÒ C A H GI NG, XÀ G TRONG S LÀM VI C
KHÔNG GIAN C A KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHI P

Chuyên ngành: K THU T XÂY D NG CÔNG TRÌNH
DÂN D NG VÀ CÔNG NGHI P
MÃ S : 60.58.02.08

LU

C

THU T

ng d n khoa h c:
TS.

Tr ng Quang

Trang 1
H i Phòng, tháng 5

2017

L

Tên tôi là
Sinh ngày

: 19/12/1978
: Bãi Cháy, thành ph H Long, Qu ng Ninh
ng s 2 Qu ng Ninh
t t nghi p cao h c ngành k thu t xây d ng

công trình dân d ng và công nghi p v

Vai trò c a h gi ng, xà g

trong s làm vi c không gian c a khung thép nhà công nghi p

a riêng

tôi.
Các s li u, k t qu nêu trong lu
trùng l p v i các lu

c, không sao chép,

cb ov .
H i Phòng, ngày
H c Viên

Trang 2

tháng 5


L IC
Sau quá trình h c t p và nghiên c u t
i s gi ng d y, ch b
nhi

i h c dân l p H i Phòng,

t n tình c a các th y cô giáo, ban ch

ih

cs c v

ng d n nhi t tình c a th y

ng d n khoa h c, s n l c c a b
t nghi p v

n lu n

Vai trò c a h gi ng, xà g trong s làm vi c không

gian c a khung thép nhà công nghi
Tôi xin bày t lòng bi

n các th

ng,

i h c, t p th các th y cô giáo, cán b công nhân viên
c

i h c dân l p H i Phòng và các h

ãt om i

u ki n thu n l i giúp tôi hoàn thành quá trình h c t p và nghiên c u.
c bi t tôi xin c
b

Tr ng Quang

ng d n, ch

tôi hoàn thành lu
H i Phòng, ngày

tháng 5

H c viên

Trang 3


DANH M C B NG
B ng 2.1: T i tr ng tác d ng lên công trình ................................................... 15

B ng 4.1: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 27m, c u tr c n ng 20T .... 33
B ng 4.2: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 10T .... 35
B ng 4.3: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 24m, c u tr c n ng 10T .... 37
B ng 4.4: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 6.3T ... 39
B ng 4.5: Chuy n v

nh c t do t i tr ng c u tr c (Tmax và Dmax) gây ra. 41

B ng 4.6: B ng t h p n i l
(kgf.m)............................................................................................................. 42
B ng 4.7: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 27m, c u tr c n ng 20T .... 43
B ng 4.8: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 10T .... 45
B ng 4.9: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 24m, c u tr c n ng 10T .... 47
B ng 4.10: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 6.3T . 49
B ng 4.11: Chuy n v nh c t do t i tr ng c u tr c (Tmax và Dmax) gây ra
......................................................................................................................... 51
B ng 4.12: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 27m, c u tr c n ng 20T .. 52
B ng 4.13: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 10T .. 54
B ng 4.14: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 24m, c u tr c n ng 10T .. 55
B ng 4.15: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 6.3T . 56
B ng 4.16: Chuy n v nh c t do t i tr ng c u tr c (Tmax và Dmax) gây ra
......................................................................................................................... 57
B ng 4.17: B ng t h p n i l
(kgf.m)............................................................................................................. 58

Trang 4


DANH M C HÌNH
Hình 2.1: Ti t di n c t .................................................................................... 16

n hình (L=21m, s c tr c Q=6.3T) ............. 22
i tác d ng lên khung ngang......................................... 23
ho t t i mái trái tác d ng lên khung ngang ......................... 23
Hình 3.4:

Dmax trái tác d ng lên khung ngang.................................... 24
Tmax trái tác d ng lên khung ngang .................................... 24
gió trái tác d ng lên khung ngang ........................................ 25
gió d c tác d ng lên khung ngang........................................ 25
khung không gian có xà g và gi ng mái ............................. 26
i tác d ng lên công trình ..2498

-2498

-2498

-2498

Q(kgf)

-1229

-1229

-1229

-1229

-1197

-1197

-1197

-1197

M(kgf.m)

-1951

14530

-9041

-4690

-500

15717

-10702

-6068

N(kgf)

-31268

-31268

237

237

-34923

-34923

302

320

Q(kgf)

-2354

-2354

-2175

-2175

-2317

-2317

-2317

-2317

M(kgf.m)

4233

-1654

-1377

-1244

5082

-1737

-1737

-1616

N(kgf)

393

393

76

76

97

97

97

97

Q(kgf)

841

841

-510

-510

974

974

974

-504

M(kgf.m)

44140

-24532

-24532

-35959

43927

-23954

-23955

-35154

N(kgf)

7930

7930

7930

7930

7935

7935

7935

7935

Q(kgf)

12997

6623

6624

4803

12884

6510

6510

4689

Dmax

Tmax

Gió
ngang

Trang 52


Gió
d c

M(kgf.m)

24022

-26530

-26529

-45070

23420

-25431

-25431

-43484

N(kgf)

10856

10856

10856

10856

10862

10862

10862

10862

Q(kgf)

5629

8814

8815

9725

5386

8571

8571

9481

Trang 53


B ng 4.13: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 10T
H KHUNG

KHÔNG CÓ GI NG, XÀ G

C U KI N

C

I

CHÂN

VAI

VAI

C T

C T

C T

TI T DI N

TT

Mái

KHUNG PH NG

C T TRÊN

C

I

C T TRÊN

CHÂN

VAI

VAI

C T

C T

C T

C T

C T

M(kgf.m)

-3762

4338

3346

5660

-3499

3912

3221

5339

N(kgf)

-4263

-3777

-1934

-1795

-3768

-3382

-1840

-1702

Q(kgf)

-1157

-1157

-1157

-1157

-1059

-1059

-1059

-1059

M(kgf.m)

-1670

3400

3400

4849

-1636

3308

3308

4720

N(kgf)

-1929

-1929

-1929

-1929

-1931

-1931

-1931

-1931

Q(kgf)

-724

-724

-724

-724

-706

-706

-706

-706

M(kgf.m)

-1146

6987

-4561

-2398

-517

7519

-5393

-3097

N(kgf)

-15261

-15261

171

171

-17001

-17001

216

216

Q(kgf)

-1162

-1612

-1082

-1082

-1148

-1148

-1148

-1148

M(kgf.m)

1528

-646

-550

-483

1825

-691

-691

-630

N(kgf)

151

151

41

41

52

52

52

52

Q(kgf)

311

311

356

-201

360

360

360

-197

M(kgf.m)

35571

-17540

-17540

-24521

35525

-17206

-17206

-24077

N(kgf)

6424

6424

6425

6425

6429

6429

6429

6429

Q(kgf)

10774

4400

4401

2579

10720

4346

4346

2525

M(kgf.m)

11446

-15635

-15635

-27472

11082

-14903

-14903

-26425

N(kgf)

8442

8442

8442

8442

8448

8448

8448

8448

Q(kgf)

2575

5462

5463

6374

2117

5306

5306

6216

Dmax

Tmax

Gió
ngang

Gió
d c

Trang 54

B ng 4.14: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 24m, c u tr c n ng 10T

H KHUNG

KHÔNG CÓ GI NG, XÀ G

C U KI N

C

I

TI T DI N

CHÂN

VAI

VAI

C T

C T

C T

M(kgf.m)

-4647

5379

N(kgf)

-4503

Q(kgf)

TT

Mái

C T TRÊN

C

I

C T TRÊN

CHÂN

VAI

VAI

C T

C T

C T

C T

C T

4387

7338

-4647

4907

4217

6947

-4017

-2174

-2035

-4008

-3522

-2081

-1942

-1475

-1475

-1475

-1475

-1365

-1365

-1365

-1365

M(kgf.m)

-2207

4489

4489

6402

-2158

4370

4370

6235

N(kgf)

-2213

-2213

-2213

-2213

-2215

-2215

-2215

-2215

Q(kgf)

-957

-957

-957

-957

-933

-933

-933

-933

M(kgf.m)

-1706

9676

-6066

-3027

-868

10442

-7158

-3927

N(kgf)

-20862

-20862

174

174

-23246

-23246

221

221

Q(kgf)

-1626

-1626

-1520

-1520

-1616

-1616

-1616

-1616

M(kgf.m)

1648

-662

-555

-493

1976

-699

-699

-643

N(kgf)

157

157

35

35

45

45

45

45

Q(kgf)

330

330

379

-207

382

382

382

-203

M(kgf.m)

39581

-20698

-20699

-29727

39465

-20252

-20252

-29119

N(kgf)

7159

7159

7159

7159

7164

7164

7164

7164

Q(kgf)

11798

5424

5425

3604

11718

5344

5344

3523

M(kgf.m)

17159

-20715

-20715

-35633

16699

-19814

-19814

-34341

N(kgf)

9649

9649

9649

9649

9655

9655

9655

9655

Q(kgf)

3818

7003

7004

7914

3624

6808

6809

7719

Dmax

Tmax

Gió
ngang

Gió
d c

Trang 55

B ng 4.15: So sánh n i l c nhà công nghi p nh p 21m, c u tr c n ng 6.3T
H KHUNG

KHÔNG CÓ GI NG, XÀ G

C U KI N

C

I

CHÂN

VAI

VAI

C T

C T

C T

M(kgf.m)

-3762

4338

N(kgf)

-4263

Q(kgf)

Mái

C

I

C T TRÊN

CHÂN

VAI

VAI

C T

C T

C T

C T

C T

3346

5660

-3499

3912

3221

5339

-3777

-1934

-1795

-3768

-3282

-1840

-1702

-1157

-1157

-1157

-1157

-1059

-1059

-1059

-1059

M(kgf.m)

-1670

3400

3400

4849

-1636

-3308

3308

4720

N(kgf)

-1929

-1929

-1929

-1929

-1931

-1931

-1931

-1931

Q(kgf)

-724

-724

-724

-724

-706

-706

-706

-706

M(kgf.m)

-1144

5494

-3546

-1760

-727

5909

-4176

-2280

N(kgf)

-11957

-11957

120

120

-13295

-13295

152

152

Q(kgf)

-948

-948

-893

-893

-948

-948

-948

-948

M(kgf.m)

1303

-551

-469

-411

1557

-589

-589

-538

N(kgf)

128

128

35

35

45

45

45

45

Q(kgf)

265

265

304

-171

307

307

307

-168

M(kgf.m)

35571

-17540

-17540

-24521

35525

-17206

-17206

-24077

N(kgf)

6424

6424

6425

6425

6429

6429

6429

6429

Q(kgf)

10774

4400

4401

2579

10720

4346

4346

2525

M(kgf.m)

11446

-15635

-15635

-27472

11082

-14903

-14903

-26425

N(kgf)

8442

8442

8442

8442

8448

8448

8448

8448

Q(kgf)

2275

5462

5463

6374

2119

5306

5306

6216

TI T DI N

TT

C T TRÊN

Dmax

Tmax

Gió
ngang

Gió
d c

Trang 56

B ng 4.16: Chuy n v

nh c t do t i tr ng c u tr c (Tmax và Dmax) gây ra

Chuy n v
H khung

L=21m,

L=24m, Q=10T

L=27m, Q=20T

L=21m, Q=10T

11.46 (mm)

19.98 (mm)

37,33 (mm)

15.45 (mm)

9,86 (mm)

17,3 (mm)

32,51 (mm)

13,55 (mm)

16,2%

15,5%

14,8%

14,2%

Q=6,3T

Khung
ph ng

nh c t c a khung nhà công nghi p có L và Q

Khung
không có h
gi ng
Gi m (%)
Nh n xét
- Qua b ng so sánh chuy n v
khung ph ng ta th

cc

u cho chuy n v nh

nh c t gi

khung không gian và

ng h
ng 15% so v

khung không
khung

ph ng.
- Qua b ng so sánh c
c ac

ng h p ta nh n th y n i l c

các ti t di n

i, ho t t i mái, gió ngang và gió d c nhà gây lên trong 2

ng h p tính khung không gian và khung ph
-V

ng h p n i l c do t i tr ng c u tr c (Dmax, Tmax) gây nên ta

th y l c d c và l c c
c

.

gi

i không nhi

i v trí chân

ng h p khung ph ng và khung không gian.

Trang 57


B ng 4.17: B ng t h p n i l c do Dmax và Tmax gây ra
(kgf.m)

N i l c do Dmax và Tmax
H khung
L=21m, Q=6,3T

L=24m, Q=10T

L=27m, Q=20T

L=21m, Q=10T

12568

21960

32826

16041

Khung ph ng

13340

23291

35020

17053

Gi m (%)

5,8%

5,7%

5,4%

5,9%

Khung không
có h xà

Qua b ng trên ta nh n th y r ng

c

ng h p công trình trên, n i l c

mômen t i ti t di n chân c t và vai c t trên
gi m so v

tính khung ph ng, c th

-V
mômen

ng h p nhà công nghi p có nh p L=27m, s c tr c Q=20T thì

chân c t gi m 6% so v

trên gi m 0,3% so v
-

v

Q=10T thì mômen
-V
mômen

tính khung ph ng. Mômen

vai c t

tính khung ph ng.
ng h p nhà công nghi p có nh p L=21m, s c tr c
chân c t gi m 8% và mômen

vai c t trên gi m 0,2%

ng h p nhà công nghi p có nh p L=24m, s c tr c Q=10T thì

chân c t gi m 12% và mômen

-V
mômen

tính khung không gian

vai c t trên gi m 0,2%

ng h p nhà công nghi p có nh p L=21m, s c tr c Q=6.3T thì

chân c t gi m 9% và mômen

vai c t trên gi m 0,2%.

Trang 58


:
I. K T LU N.
- Thông qua vi c phân tích n i l c c a k t c u nhà công nghi p b ng
thép s d ng ph n m m SAP ta th y r ng khi có k
c u tr c, mômen t i ti t di n chân c t
7%-15% so v

n h gi ng c t và d m

tính khung không gian gi m t

tính khung ph ng.

- Mômen t i ti t di n vai c
- Chuy n v

gi

.

nh c t do áp l c c a c u tr c (Dmax và Tmax) gây ra

khung không gian nh

3.6-11.6 mm so v

- Mômen, chuy n v

khung ph ng.

i, ho t t i mái, ho t t i gió tác d ng lên

k t c u công trình là g

i.

II. KI N NGH

NG PHÁT TRI N C A

T các phân tích n i l c và chuy n v

TÀI

nh c t gi

ng h p

khung ph ng và khung không gian cho 4 công trình c th , m t s ki n ngh

- Nên phân tích n i l c k t c

khung không gian vì vi c k

n s làm vi c không gian c a công trình s cho n i l c và chuy n v
c t nh

ti t ki

nh

c v t li u cho vi c thi t k và ch t o c t

khung nhà công nghi p b ng thép.
- C n có thêm các nghiên c

n

c ng c a h th ng

mái tôn t i s làm vi c không gian c a k t c u.
c

ng c a c u t o liên k t gi ng, xà g
c phân tích n i l c khung c

hình hóa k t c u.

Trang 59

c ng c a các k t
ck

n trong quá trình mô


TÀI LI U THAM KH O

1. K t c u thép

C u ki

Ph

n, Ph

i, Nguy n Quang Viên,

ng, NXB Khoa h c và k thu t, 2006;

2. Thi t k khung thép nhà công nghi p, Th.s Hoàng

Tr n M

n Qu

ng, NXB Khoa h c và k thu t,

2010;
3. Thi t k k t c u thép nhà công nghi p, GS

n, Ph

n Quang Viên, NXB Khoa h c và k thu t, 2003;
4. Thi t k khung thép nhà công nghi p m t t ng, m t nh p, TS. Pham
Minh Hà

t Ng c, NXB Xây d ng, 2008;

5. K t c u thép 2

Công trình dân d ng và công nghi p, Ph

i,

Nguy n Quang Viên, Ph
NXB Khoa h c và k thu t, 1998;
6. Tiêu chu n TCVN 2737 2005;
7.

ng d ng SAP 2000 Version 10 th c hành phân tích và thi t k k t c u

TS. Ph

n, Tr

ng Thanh S n, Hà Thành, H i Minh, NXB khoa

h c k thu t 2008.

Trang 60