Thuyết minh tính toán nhà ke cau thep

a-TíNH TOáN Và THIếT Kế KếT CấU KHUNG zamil 12m
B. Thiết kế khung ngang.

- Kết cấu khung ngang của là kết cấu chịu lực chính của công trình.
Khung gồm có 1 nhịp chính rộng 12 m liên kết khớp với móng.
Sơ đồ tính khung nh hình vẽ:
Kết cấu mái:
- Lớp tôn dày 0,45 màu
xanh
- Tấm cách nhiệt
Xà
gồ
C150*50*18*1,8
- I(400-200)*160*5*6
I.
Tải trọng tác dụng lên khung.
- Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm tĩnh tải mái, xà gồ, trọng lợng
của khung, Hoạt tải sửa chữa mái, tải gió, tải cầu trục...
1. Tĩnh tải.
Tĩnh tải mái do trọng lợng kết cấu mái truyền vào đợc tính ra kg trên m2
mặt bằng nhà, sau đó quy về tải tập trung trên khung.


Tĩnh tải tác dụng lên mái:
- Tĩnh tải đợc tính toán và lập thành bảng dới đây.
Các lớp vật
Hệ số tin
Giá trị tiêu
Giá trị tính
2
liệu

cậy
chuẩn kg/m
toán kg/m2
Lớp tôn
1,05
2*3,5325
7,42
sóng
Xà gồ thép

1,05

3,36765

3,54

+ Khối lợng tôn tác dụng lên vì kèo
P1 tôn = a*b*gtc = 0,6*6*7,42 = 26,712 (kg)
P2 tôn = 2*a*b*gtc = 2* 0,6*6*7,42 = 53,424 (kg)
Xà gồ: 4,0412 là trọng lợng xà gồ thép C150*50*18*1,8
P1x xàgồ = n.b*gtc = 1,05*6*4,042 = 25,46 (kg)
Trọng lợng tĩnh tải tác dụng lên vì kèo là:
P1 = Pxg + P tôn = 25,46 + 26,712 = 52,2 (Kg)
P2 = Pxg + P tôn = 25,46 + 53,424 = 78,884 (Kg)
Tĩnh tải tác dụng lên ca mái:


Pa = a*b* P tôn = 0,4*6*7,42 = 17,81 (Kg)
Pb = 2*a*b* P tôn = 2*0,4*6*7,42 = 61,08 (Kg)
Pa = c*b* P tôn = 0,6*6*7,42 = 26,712 (Kg)

2. Hoạt tải:
Hoạt tải mái do trọng lợng kết cấu mái truyền vào đợc tính ra kg trên m2
mặt bằng nhà, sau đó quy về tải tập trung trên khung.
Theo TCVN 2737 1995 : Hoạt tải mái sửa chữa gtc = 30 Kg/cm2
Hệ số tin
Giá trị tiêu
Giá trị tính
TT
2
cậy
chuẩn kg/m
toán kg/m2
Hoạt tải
1,3
30
39
Hoạt tải tác dụng lên mái:

P1 = a*b*Ptt = 0,6*6*39 = 140,4 (Kg)
P2 = 2*a*b*Ptt = 2*0,6*6*39 = 280,8 (Kg)


Hoạt tải tác dụng lên cửa trời:

Pa = a*b*Ptt = 0,4*6*39 = 93,6 (Kg)
Pb = 2*a*b*Ptt = 2*0,4*6*39 = 187,2 (Kg)
Pc = c*b*Ptt = 0,6*6*39 = 140,4 (Kg)
3. Tải trọng gió tác dụng lên khung.
Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm:
- Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thành phân bố trên cột khung.

- Gió thổi trong phạm vi mái đợc tính là tải phân bố trên mái, chuyển
thành phân bố lên khung.
Wo là áp lực ở độ cao 10m vùng II.B Wo=95kg/m2.
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng
của công trình là:
W=n.Wo.k.C.
Trong đó:
- k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc
vào dạng địa hình. k xác định ở hai mức, mức đỉnh cột và mức đỉnh
mái.
- Mức đỉnh cột cao trình +4,35m có k=0,854 (nội suy).
- Mức đỉnh mái cao trình +5,4 m có k=0,89 (nội suy).
Mức đỉnh cửa trời cao trình +6,4 m có k=0,914 (nội suy).
- C là hệ số khí động. C=0,8 với phía gió đẩy
Phần tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên lấy K hệ số trung
bình K1 =(0,854+0,89)/2=0,872.
Phần tải trọng gió tác dụng lên mái cửa trời từ đỉnh mái trở lên lấy K hệ
số trung bình K2 =(0,89+0,914)/2=0,902.


Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang đợc tính nh sau:
q=W.a=n.Wo.k.C.a (Với a là bớc cột).
Từ hình vẽ ta xác định đợc tải trọng gió tác dung lên từng thanh của
khung nh sau:
Các hình vẽ
TT
1
2
3
4

5
6
7
8

W0 ( Kg/m2 )
95
95
95
95
95
95
95
95

n
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2

h
4,35
5,4
6,4
6,4

6,4
6,4
5,4
4,35

K
0,854
0,89
0,914
0,914
0,914
0,914
0,89
0,854

Ct
0,8
-0,8
0,7
-0,523
-0,6
-0,6
-0,5
-0,6

b
6
6
6
6

6
6
6
6

Wtt(Kg/m)
467,3088
-487,008
437,6232
-326,967
-375,106
-375,106
-304,38
-350,482

C =- 0,6

C =- 0,523

C =- 0,6
C =- 0,8

C =- 0,5
C =- 0,6



Sơ đồ hệ số khí động

S¬ ®å T¸c ®éng cña giã tr¸i

S¬ ®å T¸c ®éng cña giã ph¶i


S¬ ®å T¸c ®éng cña tÜnh t¶i

S¬ ®å T¸c ®éng cña ho¹t t¶i


4. Tổ hợp tải trọng:
Sau khi gii khung tỡm ni lc, ta tin hnh truy xut kt qu ni lc t Sap2000 v
lp bng tớnh excel t hp ni lc theo TCVN 2737-1995.
Cỏc trng hp ti khai bỏo trong chng trỡnh Sap2000:
Tnh ti:
TT
Hot ti:
HT
Giú trỏi:
GT
Giú phi:
GP
Cỏc trng hp t hp ni lc:
- T hp c bn 1: T hp ca tnh ti v 1 hot ti gõy nguy him nht cho kt cu (
õy cú 4 trng hp hot ti tuy nhiờn trng hp HT1 v HT2 cú th xut hin ng
thi nờn cú trng hp t hp
- ( TT+HT1+HT2)
Max = TT + max(HT1,HT2,HT1+HT2,GT,GP)
Min = TT + min(HT1,HT2,HT1+HT2,GT,GP)
- T hp c bn 2: T hp ca tnh ti v 2 loi ti trng tm thi truyn lờn. Ti trng tm

thi nhõn vi h s 0,9. Riờng ti trng giú khụng th thi t 2 phớa trong cựng 1 lỳc nờn trong
t hp ch ly GT hoc GP:
Mmax = TT + 0,9. ( HT 1, HT 2, GT hoc GP)+
Mmin = TT + 0,9. ( HT 1, HT 2, GT hoc GP)Trong dm: T hp Mụmen ti cỏc tit din: 2 u dm v gia nhp.
T hp Lc ct ti cỏc tit din: 2 u dm,

1 3
l, l
4 4

Trong ct: T hp ni lc ti cỏc tit din: u ct v chõn ct mi tng.
Kt qu t hp Mụmen v Lc ct ca ct v dm khung trong cỏc Bng 4.11 4.13

tính toán nội lực.

Tính toán nôI lực khung bằng chơng trình sap 200 kết quả tính nội lực
đợc đa vào bảng dới đây. Dấu của nội lực và vị trí của mặt cắt đợc qui
định theo chơng trình sap 2000 và đợc thống nhất trong toàn bộ
thuyết minh tính toán.

Sơ đồ thanh


BiÓu ®å m« men do tÜnh t¶i


BiÓu ®å m« men do ho¹t t¶i

BiÓu ®å m« men do giã ®Èy

BiÓu ®å m« men do giã hót


BiÓu ®å bao m« men

Tõ biÓu ®å m« men ta cã ®îc trêng hîp nguy hiÓm nhÊt t¹i c¸c tiÕt diÖn 1,
2, 3
TiÕt diÖn 1: M = 89 KN.M; Q = 34 KN
TiÕt diÖn 2: M = 22 KN.M; Q = 6,2 KN
TiÕt diÖn 3: M = 89 KN.M; Q = 3,2 KN
5. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn:
a, §iÒu kiÖn bÒn:


- TiÕt diÖn 1-1

M
 * Rc
¦W

σ=
(t1  2tf ) 3
tf 3
t1  tf 2
 2 * (t 2 *
 tf * t 2(
) )
12
12
2

38,8 3
0,6 3
 2 * (16 *
 0,6 *16(19,7) 2 ) = 9885,704 ( cm4 )
= 0,5*
12
12
2Jx 2 * 9885,704

494,3(cm3)
-W=
h
40
M
89
σ = ¦ W  494,3 *10  6 180052,6(kn / m2)  * Rc
- Víi thÐp Q345 th×:  * Rc 0,95 * 470000 446500( KN / m2)

Ta cã: Jx = tw*

b, §iÒu kiÖn chÞu c¾t:
Q*S
 * Rc
¦ J *
t1  tf
(t1  2tf ) 2
38,8 2
S 2 * (tf * t 2) * (
)  tw *
2 * 0,6 *16 *19,7  0,5 *

754,6(cm3)
¦2
2
2
Q*S
34 * 754,6


5906,1( Kn / m2)
¦ J *  9885,704 * 5 * 10  5
- Theo Q345 th×:  * Rc 0,95 * 345000 327750Kn / m2
Q*S
34 * 754,6

5906,1( Kn / m2) < 327750 KN/m2
- 
¦ J *  9885,704 * 5 * 10  5




c, Kiểm tra điều kiện ổn định của dầm:
M
89

180052,6(kn / m2) th * d * Ryc
Ư W 494,3 * 10 6
d 0,68 0,21 * 1 : Lấy: 0,68
Ta có th * d * Ryc 0,68 * 0,95 * 345000 222870( KN / m2)

=

d, Kiểm tra độ mảnh của dầm:
- Cánh dầm
bo
E
0,5 *
Ư c
R

Bụng dầm
ho
E
3,2 *
Ư o
R

- Tiết diện 2-2

M
* Rc
ƯW

=
(t1 2tf ) 3
tf 3
t1 tf 2
2 * (t 2 *
tf * t 2(
) )

12
12
2
18,8 3
0,6 3
2 * (16 *
0,6 * 16(9,7) 2 ) = 2083,964 ( cm4 )
= 0,5*
12
12
2Jx 2 * 2083,964

208,4(cm3)
-W=
h
20
M
22
= Ư W 208,4 *10 6 105568(kn / m2) * Rc

Ta có: Jx = tw*


- Với thép Q345 thì: * Rc 0,95 * 470000 446500( KN / m2)
b, Điều kiện chịu cắt:
Q*S
* Rc
Ư J *
t1 tf
(t1 2tf ) 2

18,8 2
S 2 * (tf * t 2) * (
) tw *
2 * 0,6 *16 * 9,7 0,5 *
274,6(cm3)
Ư2
2
2
Q*S
6,2 * 274,6


16339,2( Kn / m2)
Ư J * 2083,964 * 5 * 10 5
- Theo Q345 thì: * Rc 0,95 * 345000 327750Kn / m2
Q*S
- Ư J * < 327750 KN/m2



c, Kiểm tra điều kiện ổn định của dầm:
M
89

180052,6(kn / m2) th * d * Ryc
Ư W 494,3 * 10 6
d 0,68 0,21 * 1 : Lấy: 0,68
Ta có th * d * Ryc 0,68 * 0,95 * 345000 222870( KN / m2)

=

d, Kiểm tra độ mảnh của dầm:
- Cánh dầm
bo
E
0,5 *
Ư c
R

Bụng dầm
ho
E
3,2 *
Ư o
R

b-tính toán thiết kế khung zamin 14m
A. Thiết kế khung ngang.

- Kết cấu khung ngang của là kết cấu chịu lực chính của công trình.
Khung gồm có 1 nhịp chính rộng 14 m liên kết khớp với móng.
Sơ đồ tính khung nh hình vẽ:
Kết cấu mái:
- Lớp tôn dày 0,45 màu
xanh
- Tấm cách nhiệt
Xà
gồ
C150*50*18*1,8
- I(400-200)*160*5*6

I.

Tải trọng tác dụng lên khung.


- Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm tĩnh tải mái, xà gồ, trọng lợng
của khung, Hoạt tải sửa chữa mái, tải gió, tải cầu trục...

1. Tĩnh tải.
Tĩnh tải mái do trọng lợng kết cấu mái truyền vào đợc tính ra kg trên m2
mặt bằng nhà, sau đó quy về tải tập trung trên khung.
Tĩnh tải tác dụng lên mái:
- Tĩnh tải đợc tính toán và lập thành bảng dới đây.
Các lớp vật
Hệ số tin
Giá trị tiêu
Giá trị tính
2
liệu
cậy
chuẩn kg/m
toán kg/m2
Lớp tôn
1,05
2*3,5325
7,42
sóng
Xà gồ thép

1,05

3,36765

3,54


+ Khèi lîng t«n t¸c dông lªn v× kÌo
P1 t«n = a*b*gtc = 0,6*6*7,42 = 26,712 (kg)
P2 t«n = 2*a*b*gtc = 2* 0,6*6*7,42 = 53,424 (kg)
Xµ gå: 4,0412 lµ träng lîng xµ gå thÐp C150*50*18*1,8
P1x xµgå = n.b*gtc = 1,05*6*4,042 = 25,46 (kg)
Träng lîng tÜnh t¶i t¸c dông lªn v× kÌo lµ:
P1 = Pxg + P t«n = 25,46 + 26,712 = 52,2 (Kg)
P2 = Pxg + P t«n = 25,46 + 53,424 = 78,884 (Kg)
TÜnh t¶i t¸c dông lªn ca m¸i:

Pa = a’*b’* P t«n = 0,4*6*7,42 = 17,81 (Kg)
Pb = 2*a’*b’* P t«n = 2*0,4*6*7,42 = 61,08 (Kg)
Pa = c’*b’* P t«n = 0,6*6*7,42 = 26,712 (Kg)
2. Ho¹t t¶i:


Hoạt tải mái do trọng lợng kết cấu mái truyền vào đợc tính ra kg trên m2
mặt bằng nhà, sau đó quy về tải tập trung trên khung.
Theo TCVN 2737 1995 : Hoạt tải mái sửa chữa gtc = 30 Kg/cm2
Hệ số tin
Giá trị tiêu
Giá trị tính
TT
2

cậy
chuẩn kg/m
toán kg/m2
Hoạt
1,3
30
39
tải
Hoạt tải tác dụng lên mái:

P1 = a*b*Ptt = 0,6*6*39 = 140,4 (Kg)
P2 = 2*a*b*Ptt = 2*0,6*6*39 = 280,8 (Kg)
Hoạt tải tác dụng lên cửa trời:

Pa = a*b*Ptt = 0,4*6*39 = 93,6 (Kg)
Pb = 2*a*b*Ptt = 2*0,4*6*39 = 187,2 (Kg)


Pc = c*b*Ptt = 0,6*6*39 = 140,4 (Kg)
3. Tải trọng gió tác dụng lên khung.
Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm:
- Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thành phân bố trên cột khung.
- Gió thổi trong phạm vi mái đợc tính là tải phân bố trên mái, chuyển
thành phân bố lên khung.
Wo là áp lực ở độ cao 10m vùng II.B Wo=95kg/m2.
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng
của công trình là:
W=n.Wo.k.C.
Trong đó:
- k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc

vào dạng địa hình. k xác định ở hai mức, mức đỉnh cột và mức đỉnh
mái.
- Mức đỉnh cột cao trình +4,35m có k=0,854 (nội suy).
- Mức đỉnh mái cao trình +5,4 m có k=0,89 (nội suy).
Mức đỉnh cửa trời cao trình +6,4 m có k=0,914 (nội suy).
- C là hệ số khí động. C=0,8 với phía gió đẩy
Phần tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên lấy K hệ số trung
bình K1 =(0,854+0,89)/2=0,872.
Phần tải trọng gió tác dụng lên mái cửa trời từ đỉnh mái trở lên lấy K hệ
số trung bình K2 =(0,89+0,914)/2=0,902.
Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang đợc tính nh sau:
q=W.a=n.Wo.k.C.a (Với a là bớc cột).
Từ hình vẽ ta xác định đợc tải trọng gió tác dung lên từng thanh của
khung nh sau:
Các hình vẽ
TT
1
2
3
4
5
6
7
8

W0 ( Kg/m2 )
95
95
95
95

95
95
95
95

n
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2

h
4,35
5,4
6,4
6,4
6,4
6,4
5,4
4,35

K
0,854
0,89
0,914
0,914

0,914
0,914
0,89
0,854

Ct
0,8
-0,8
0,7
-0,523
-0,6
-0,6
-0,5
-0,6

b
6
6
6
6
6
6
6
6

Wtt(Kg/m)
467,3088
-487,008
437,6232
-326,967

-375,106
-375,106
-304,38
-350,482


C =- 0,6

C =- 0,523

C =- 0,6
C =- 0,8

C =- 0,5
C =- 0,6



S¬ ®å hÖ sè khÝ ®éng


S¬ ®å T¸c ®éng cña giã tr¸i

S¬ ®å T¸c ®éng cña giã ph¶i

S¬ ®å T¸c ®éng cña tÜnh t¶i


S¬ ®å T¸c ®éng cña ho¹t t¶i

4. Tổ hợp tải trọng:
Sau khi gii khung tỡm ni lc, ta tin hnh truy xut kt qu ni lc t Sap2000 v
lp bng tớnh excel t hp ni lc theo TCVN 2737-1995.
Cỏc trng hp ti khai bỏo trong chng trỡnh Sap2000:
Tnh ti:
TT
Hot ti:
HT
Giú trỏi:
GT
Giú phi:
GP
Cỏc trng hp t hp ni lc:
- T hp c bn 1: T hp ca tnh ti v 1 hot ti gõy nguy him nht cho kt cu (
õy cú 4 trng hp hot ti tuy nhiờn trng hp HT1 v HT2 cú th xut hin ng
thi nờn cú trng hp t hp
- ( TT+HT1+HT2)
Max = TT + max(HT1,HT2,HT1+HT2,GT,GP)
Min = TT + min(HT1,HT2,HT1+HT2,GT,GP)
- T hp c bn 2: T hp ca tnh ti v 2 loi ti trng tm thi truyn lờn. Ti trng tm
thi nhõn vi h s 0,9. Riờng ti trng giú khụng th thi t 2 phớa trong cựng 1 lỳc nờn trong
t hp ch ly GT hoc GP:
Mmax = TT + 0,9. ( HT 1, HT 2, GT hoc GP)+
Mmin = TT + 0,9. ( HT 1, HT 2, GT hoc GP)Trong dm: T hp Mụmen ti cỏc tit din: 2 u dm v gia nhp.
T hp Lc ct ti cỏc tit din: 2 u dm,

1 3
l, l
4 4

Trong ct: T hp ni lc ti cỏc tit din: u ct v chõn ct mi tng.
Kt qu t hp Mụmen v Lc ct ca ct v dm khung trong cỏc Bng 4.11 4.13

tính toán nội lực.

Tính toán nôI lực khung bằng chơng trình sap 200 kết quả tính nội lực
đợc đa vào bảng dới đây. Dấu của nội lực và vị trí của mặt cắt đợc qui
định theo chơng trình sap 2000 và đợc thống nhất trong toàn bộ
thuyết minh tính toán.

Sơ đồ thanh


BiÓu ®å m« men do tÜnh t¶i

BiÓu ®å m« men do ho¹t t¶i


BiÓu ®å m« men do giã ®Èy

BiÓu ®å m« men do giã hót


BiÓu ®å bao m« men

Tõ biÓu ®å m« men ta cã ®îc trêng hîp nguy hiÓm nhÊt t¹i c¸c tiÕt diÖn 1,
2, 3
TiÕt diÖn 1: M = 106,7 KN.M; Q = 35 KN
TiÕt diÖn 2: M = 23 KN.M; Q = 6 KN

TiÕt diÖn 3: M = 106,93 KN.M; Q = 35,6 KN
5. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn:
a, §iÒu kiÖn bÒn:
- TiÕt diÖn 1-1