TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

Câu 1 : Cấu tạo hệ giằng trong nhà công nghiệp . Hình vẽ minh họa
Câu 2 : Nguyên tắc tổ hợp nội lực khung?? Nêu rõ và giải thích
Câu 3 : Phân loại nhà xưởng
Câu 4 : Vai trò và cấu tạo của hệ giăng , các loại hệ giằng thường gặp , vẽ hình minh
họa
Câu 5 : Các giả thiets khi tính toán khung
Câu 6 : Cách xác định tải trọng gió tác dụng lên khung nhà CN?
Câu 7 : Cách xác định tải trọng gió len giàn nhà CN ??
Câu 8: Các loại tải trọng thường xuyên tác dụng lên nhà CN? Cách áp dụng tải
trọng này? Lấy ví dụ minh họa.
Câu 9: Cách xác định tải trọng do dầm cầu trục tác dụng lên khung? Gồm các loại
tải trọng nào ?
Câu 10 : Khi tổ hợp nội lực cần lưu ý gì đối với các loại tải trọng gió , cầu truc , hoạt
tải??
********************************************

Câu 1: Cấu tạo hệ giằng trong nhà CN ? Vẽ hình minh họa.
Hệ giằng trong nhà công nghiệp được chia thành 2 nhóm:
1. Hệ giằng ở mái:
Hệ giằng ở mái gồm các thanh giằng trong phạm vi từ cánh dưới giàn trở lên. Chúng bao
gồm: hệ giằng cánh trên , hệ giằng cánh dưới, hệ giằng đứng.
a, Hệ giằng cánh trên :
Giằng gồm cá thanh chéo chữ thập và các thanh chống dọc ( đặt trong mặt phẳng cánh
trên của dàn). Các thanh giằng chữ thập nên bố trí ở 2 đầu khối nhiệt độ, khi khối nhiệt
độ quía dài thì bố trí thêm ở giữa sao cho khoảng cách 2 hệ giằng k quá 50 – 60m.
b, Hệ giằng cánh dưới:
Giằng gồm cá thanh chéo chữ thập và các thanh chống dọc (đặt trong mặt phẳng cánh
dưới của dàn). Chúng được đặt ở vị trí có giằng cánh trên, nghĩa là ở 2 đầu khối nhiệt độ
và ở khoảng giữa nhà. Nó cùng vs giằng cánh trên tạo nên các khối cứng không gian bất

`chịu tải gió tổi lên tường hồi, gọi là dàn giá. Tiết diện các thanh giằng cánh dưới cũng
ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

1


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

được chọn tương tự như hệ giằng cnahs trên. Khoảng cách hệ giằng dọc nhà không quá
60m khi nhà có cầu trục chế độ làm việc nặng và k quá 90m cho các nhà khác. Khong
giằng thường chọ 6m. Trong nhà CN k có cầu trục k cần bố trí hệ giằng cánh dưới theo
phương dọc nhà
c, Hệ giằng đứng
Đặt trong mặt phẳng các thanh đứng của dàn, có tác dụng cùng vs hệ giằng cánh trên và
cánh dưới tạo nên các khối bất biến hình, giữ vị trí thẳng đứng và cố định cho dàn khi
dựng lắp.
Thông thường, hệ giằng đứng đk bố tri cách nhau 12- 15m theo phương ngang nhà. Theo
phương dọc nhà , chúng đk đặt tại nơi có hệ giằng cnash trên và giằng cánh dưới.
d, hệ giằng cửa mái:
Bố trí tương tự hệ giằng mái, tuy nhiên hệ giằng msi chỉ có hệ gằng cánh trên và hệ giằng
đứng.

Hình vẽ

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

2


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

2. Hệ giằng cột:
Đảm bảo độ cứng dọc nhà và độ cứng cho cột. Do khung được tính theo phương ngang
nahf nên độ cứng dọc nhà là rất bé, có thể coi cột liên kết khớp vs móng. Vì vậy , muốn
nhà đứng vững phải cấu tạo 1 miếng cứng bất biến hình để các cột khác tựa vào. Thường
dùng các thanh giằng chéo để nối 2 cột giữa nhà hoặc giữa 2 khe nhiệt độ để tạo thành
miếng cứng.
Hệ giằng cột được bố trí thành 2 khối: giằng cột trên và giằng cột dưới.
_ Các thanh giằng cột trên bốt trí ở trục cột, các thanh giằng cột dưới đk bốt trí ở 2 bên
nhánh cột. Ngoài ra ở 2 đầu hồi, đầu khối nhiệt độ còn bố trí hệ giằng cột trên để nhận
lực gió đầu hồi,|( đầu khối nhiệt đọ còn bố trí hệ giằng cột trên) và lực hãm dọc cảu cầu
trục. Các lực này truyền xuống móng qua hệ cột và hệ giằng cột dưới.
_ Khi nhà dài hơn 120m, dùng 2 hệ giằng cột đối xứng qua trục nhà khi bốp trí thỏa mãn
điều kiện dau: khoảng cách từ đầu hồi đến hệ giằng gần nhất không quá 75 m, k/c giữa 2
hệ giằng trong 1 khối nhiệt độ k quá 50m.
_ Hệ giằng cột vs bước cột < 12m được cấu tạo bởi hệ chữ thập là đơn giản nhất. Góc
nghiêng giữa các thanh giằng vs phương ngang hợp lí nhất là từ 350 - 550 . Vì vậy khi cột
cao ophair chia đôi và dùng thanh chống phụ. Đặc biệt chuys vs hệ giằng cột ở các nhà
máy sinh nhiệt lớn, có kết cấu lớn sữ phát sinh ứng suất nhiệt, gây phá hoại giằng. Vì vậy
vs các nhà có dầm cầu trục liên tục, cầu trục treo hợp lí nhất là dùng giải pháp cấu tạo để
giảm ứng suất nhiệt độ bằng cách chia đoạn dầm cầu trục , giảm chiều dài khối nhiệt độ,
bố trí thêm hệ giằng.

Hình vẽ

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

3

TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

Câu 2 : Nguyên tắc tổ hợp nội lực khung? Nêu rõ và giải thích
Để xác định đượi nội lực tính của cột khung ta cần phải tiến hành tổ hợp nội lực . Đối
với nhà công nghiệp thường xét đến 2 loại tổ hợp sau :
-

Tổ hợp cơ bản 1 : gồm tải trọng thường xuyên và 1 tải trọng tạm thời
Tổ hợp cơ bản 2 : gồm tải trọng thường xuyên và nhiều tải trọng tạm thời với hệ
số 0,9

* Tại mỗi tiết diện cắt , cần timd 3 tổ hợp tải trọng sau :
- Tổ hợp gây mô men dương lớn nhất M+max và lực nén tương ứng N tư
- Tổ hợp gâu mô men lớn nhất với dấu âm M-max và lực nén tương ứng N tư
- Tổ hợp gây lực nén lớn nhất Nmax và trị số tương ứng M+ hoặc M- với tổ hợp thứ 3 này ,
cần chú ý là nhiều tải trọng không gây thêm N nhưng có gây M ( như gió , lực hãm ) thì
cũng cần kể thêm vào cột sao cho cùng với trị số Nmaxcó được M tư lớn
* Khi tổ hợp tải trọng , cần theo các nguyên tắc sau :
- Tĩnh tải luôn được trong mọi trường hợp , không kể đến dấu thế nào
- không thể lấy đồng thời tải trọng : Dmax ở cột trái và Dmax ở cột phải , gió trái và gió
phải , T ở bên cooth trái và bên cột phải
- khi đã kể đến T thì phải kể đến Dmax hoặc Mmin do điều kiện làm việc thực tế của cầu
trục , T có thể đặt vào cột này hay cột kia dù trên cột có Dmax hay Dmin . T có thể thay
đổi chiều nên các trị số nội lực sẽ mang dấu + , - . Do tính chất này mà khi xét tải trọng
cầu trục D luôn luôn cộng thêm tải trọng T vì trị số sẽ luôn tăng thêm
Câu 3 : Phân loại nhà xưởng
Trang 1 slide thầy phong
Câu 4 Vai trò và cấu tạo của hệ giăng , các loại hệ giằng thường gặp , vẽ hình minh
họa
Cấu tạo và hình vẽ ở câu 1

Vai trò : là bộ phận rất quan trọng cua kc nhà , chúng có tác dụng
+ Bảo đảm sự bất biến hình và độ cứng kgian cho nhà
+ Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà , vuông góc với khung như gió thôi
lên tường đầu hồi
ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

4


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

+ Bảo đảm ổn định cho các cấu kiện chịu nén cua kc : thanh dàn , cột.......
+ Tạo điều kiện thuận lợi , an toàn cho việc dựng lắp , thi công
 Hệ giằng thường gặp hệ giằng mái và hệ giằng cột

Câu 5 : Các giả thiets khi tính toán khung
Trang 34 slide thầy phong
Câu 6 : Cách xác định tải trọng gió tác dụng lên khung nhà CN?
Tải trọng gió tác dụng lên khung nhà CN gồm :
-

Gió thổi lên mặt tường dọc , được chuyển về thành phân bố trên cột khung
Gió trong phạm vi mái , từ cánh dưới dàn vì kèo trở lên , được chuyển thành lực
tập trung nằm ngang đặt ở cao trình cánh dưới vì kèo

Tiêu chuẩn TCVN 2737-90 quy định áp lực tốc độ gió qo (daN/m2) cho 4 vùng khác
nhau của nước ta , trị số qo coi như không đổi trong khoảng độ cao dưới 10m , với độ
cao lớn hơn thì nhân thêm với hệ số độ cao k
-

Tải trọng gió phân bố lên cột đươc tính bằng công thức :

Phía đón gió : q = n.qo.k.c.B (daN/m)
Phía hút gió : q’ = n. qo.k.c’.B (daN/m)
Trong đó :
n : hệ số vượt tải n = 1,3
B : bước khung (m)
c , c’ : hệ số khí động phia đón gió và hút gió lấy theo bảng và phụ lục
k : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao , phụ thuộc vào độ cao Z và dạng địa
hình ( A , B , C )
Như vậy tải trọng q và q’ là phân bố đều trong phạm vi độ cao dưới 10m , phân bố tuyến
tính trong mỗi khoảng độ cao 10m
Để tiện tính toán có thể đổi tải trọng này thành phân bố đều suốt chiều cao cột , bằng
cách nhân trị số q ở độ cao dưới 10m với hệ số α như sau :
Với : α = 1 khi H < 10m ; α = 1,04 khi H<15m ; α = 1,1 khi H 20m
-

Trong phạm vi mái , tải trọng gió k có thể lấy giá trị không đổi , bằng trung bình

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

5


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

cộng giá trị tải trọng tại điểm ứng với độ cao cánh dưới vì kèo và điểm cao nhất
của mái
Lực tập trung nằm ngang W của gió mái tính : W = n.qo.k.B.∑
Hi : là chiều cao của từng đoạn có các hệ số khí động ci

Lực tập trung của gió mái đặt tại đỉnh cột đc tính : W=
-

q1  q2
.B. ci .hi
2

Trường hợp giữa các cột khung có các cột sượn tường thì tải trọng phân bố lên cột
khung q , q’ vẫn theo các công thức trên nhưng trong đó thay bước khung B = k/c
B1 giữa các cột tường . phần tải trọng gió lên cột tường ( diện tích F1) sẽ truyền
vào khung dưới dạng lực tập trung S và S’
H
2
H
S '  n.qo .k .c ' .F1  n.qo .k .c ' .B1
2
S  n.qo .k .c.F1  n.qo .k .c.B1

-

Lực gió lên mái W vẫn tính theo ct trên , B vẫn là bước khung , lực tập trung ở chỗ
chánh dưới dàn sẽ là : W + m.S + m.S’

m:số cột tường giữa 2 cột khung
Câu 7 : Cách xác định tải trọng gió len giàn nhà CN ??
Tải trọng gió thuộc tải trọng tạm thời tác dụng lên giàn tính theo trên đơn vị diện tích mặt
bằng (daN/m2) , các tải trọng tập trung đặt ở nút giàn tính theo ct
Pi 

dt  d f

2

.qtc .B.

Trong đó Pi : lực tập trung đặt ở nút thứ i
dt,df:khoảng cách nút giàn bên trái và bên phải nút i ( tính theo phương nhịp giàn , như
kích thước d trên hình )

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

6


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

Hình vẽ

qtc : tải trọng tiêu chuẩn phân bố trên đơn vị diện tích mặt bằng ( nếu phân bố trên đơn vị
diện tích mái dốc thì phải chia cho cosa ; a là góc nghiêng của mái )
B : bước giàn
 : hệ số độ tin cậy về tải trọng ứng với qtc

Khi xác định Pi cần phải tính riêngỉẽ cho tải trọng gió ( khi gió gây nguy hiểm cho giàn )
Câu 8: Các loại tải trọng thường xuyên tác dụng lên nhà CN? Cách áp dụng tải
trọng này? Lấy ví dụ minh họa.
Tải trọng thường xuyên gồm có trọng lượng bản thân của kết cấu , trọng lượng mái ,
trọng lượng hệ hệ giằng. Các tải trọng này khi tính khung đc đưa về tải trong phân bố đều
trên xà ngang.
q = q0.B
trong đó: q0 – tải trọng tính toán phân bố trên 1 m2 mặt phẳng nhà, khi tính giá trị của q0

có thể tham khảo số liệu sau:
_Tấm panel cỡ lớn: 150÷2000 daN/m2 mái.
_ BT chống thấm: 2500 daN/m3
_ Vữa trát , lót : 1800 daN/m3
_ Gạch lá nem : 2000 daN/m3
_ BT nhẹ cách nhiệt : 500 ÷ 1000 daN/m3
_ Gạch thông tám : 200÷1500 daN/m3
Để tang khả năng chống thấm cho mái, có thể them lớp sơn chống thấm.
Để thuận tiện khi tính tải trọng mái nên lập thành bảng.
Trọng lượng kết cấu mái và hệ giằng được tính theo CT kinh nghiệm:
gc=1,2.αd.L (daN/m2 mặt bằng nhà)
trong đó: L- Nhịp dàn( m)
ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

7


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

αd- hệ số trọng lượng bản thân, αd=0,6÷0,9
trọng lượng kết cấu của mái có thể lấy 12÷18 daN/m2 mặt bằng của mái.
Ngoài ra còn có trọng lượng của dầm cầu trục đặt tại vai cột , thường giả thiết gần đúng
theo kinh nghiệm. Có thể tham khảo số liệu sau :
{
Hoặc dùng công thức:
Gdct= αdct.Ldct2 (daN)
Trong đó : αdct- hệ số trọng lượng bản thân dầm cầu trục, lấy bằng
bằng
với cầu trục nặng hơn.

vs Q< 75t, và

Ldct2 – nhịp dầm càu trục ( chính là bước cột B của nhà), ( m )
Trọng lượng cánh cửa mái (kính) : 30÷40 daN/m2 cánh cửa.
Trọng lượng panen bậu ở chân cửa mái: 100÷150 daN/m dài bậu.
Trọng lượng kết cấu bao che, tường , cửa… tùy theo cấu tạo của chúng và cách liên kết
vs cột mà có cách tính tương ứng.
Trọng lượng bản thân cột, có thể tính gần đúng hoặc kể vào khi tính tiết diện cột.
Câu 9: Cách xác định tải trọng do dầm cầu trục tác dụng lên khung? Gồm các loại
tải trọng nào ?
Có các loại tải trọng gồm áp lực đứng, lực hãm ngang của cầu trục. Các loại tải trọng này
thông qua các bánh xe cầu trục truyền lên vai cột.
a, Áp lực đứng của cầu trục;
Tải trọn cầu trục bao gồm trọng lượng vật nặng gọi là sức trục Q, trọng lượng của cầu
trục và xe con chạy trên cầu trục. Các tải trọng này tác dụng lên khung theo phương
thẳng đứng thông qua phản lực gối dầm cầu trục tại vai cột. Lực lớn nhất Dmax của cầu
trục tác dụng lên cột đc xác định theo lí thuyết đường ảnh hưởng khi các bánh xe của cầu
trục di chuyển đến vi trí bất lợi nhất . Tải trọng này đc xác định chỉ do 2 cầu trục hoạt
động trong 1 nhịp, khi tính cho cột giữa nhà nhiều nhịp không quá 4 cầu trục hoạt động
trong 2 nhịp.
Khi 1 phía có áp lực lớn nhất Dmax tác dụng tương ứng phía bên kia lực tác dụng lên vai
cột sẽ là bé nhất đc gọi là Dmin

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

8


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

Hình vẽ
Trị số tiêu chuẩn pcmin của 1 bánh xe cầu trục đc cho trong catalog của cầu trục:
pcmin=
trong đó : n0- số bánh xe ở 1 bên ray của cầu trục ( thường = 2 hoặc 4 bánh)

hình vẽ

Dmax=n.nc.Pcmax.Σyi ; Dmax=n.nc.Pcmin.Σyi
Trong đó: n- hệ số vượt tải, n=1,2
nc – hệ số tổ hợp xét đến xác suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của nhiều
cầu trục.
nc=0,85 và 0,7 với 2 hoặc 4 cầu trục chế độ nhẹ và vừa.
nc=0,9 và 0,8 với 2 hoặc 4 cầu trục chế độ nặng và rất nặng.
Σyi – Tổng tung độ đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dưới các vị trí bánh xe cầu trục.
Áp lực Dmax, Dmin đặt tại nhánh cầu trục do vậy lệch tâm so vs trục cột dưới 1 khoảng
e0 là k/c từ trục dầm cầu trục đến trục cột dưới. Khi thế thường giả thiết e=( 0,45÷0,55)hđ:
đối vs cột giữa e =0,5hđ .
Momen lệch tâm tại cột:
ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

9


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

Mmax=Dmax.e0;

Mmin=Dmin.e0

Lực hãm T đc xác định như Dmax ,Dmin :

T=n.nc.T1. Σyi ; T1=T0/n0 ; T0=f(Q+Gxc).nxc’/nxc
T1 : lực ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục do hãm
T0 : lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục.
f : hệ số ma sát, f=0,1 đối vs móc mềm ; f=0,2 đối vs móc cứng.
nxc : Σ số bánh xe của xe con.
nxc’ : số bánh xe hãm, thường nxc’=0,5.nxc
Lực hãm dọc do cầu trục :
Khi cầu trục đang mang vật nặng Q và cầu trục lại hãm dọc nhà sẽ sinh ra lực ngang
hướng dọc theo dầm cầu trục Tdọc= 0,1.Pcmax tác dụng lên bánh xe hãm của cầu trục. Lực
Tdọc sẽ gây thêm lực dọc cho dầm cầu trục truyền vào giằng cột dưới để xuống móng.

Câu 10 : Khi tổ hợp nội lực cần lưu ý gì đối với các loại tải trọng gió , cầu truc , hoạt
tải??
+ Đối với tải trọng do dầm cầu trục :
-

Không xét đồng thời Dmax , Dmin ở cùng một phía cột
Nếu kể đến nội lực do lực hãm T thì phải kể đến Dmax , Dmin nhưng có thể kể
đến nội lực do Dmax , Dmin mà không cần kể đến T
Khi xét nội lực do Dmax ở phía cột nào thì phải kể đến T ở phía cột đó

Khi tổ hợp cần phải xét đến hệ số tổ hợp cùa dầm cầu trục





n=0,85 khi xét tác dụng của 2 câu trục và chế độ làm việc nhẹ và trung bình
n=0,9 khi xét tác dụng của 2 câu trục và chế độ làm việc năng
n=0,7 khi xét tác dụng của 4 câu trục và chế độ làm việc nhẹ và trung bình

n=0,8 khi xét tác dụng của 4 câu trục và chế độ làm việc nặng

+ Đối với tải trọng gió
Nếu lấy gió trái thì không được lấy gió phải và ngược lại
+ Hoạt tải
-

Trong THCB1 thì chỉ lấy 1 hoạt tải
Trong THCB2 thì có thấy lấy nhiều hoạt tải bất lợi và các hoạt tải đó phải nhân

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

10


TÀI LIEU KẾT CẤU NHÀ THÉP

với hệ số tổ hợp n=0,9

ĐÀO MINH NGHĨA 54CXD 1251012022

11