Bai giang nha cong nghiep

KẾT CẤU NHÀ CÔNG NGHIỆP
MỘT TẦNG BẰNG THÉP
TS. Nguyễn Ngọc Linh, Bộ môn Công trình Thép – Gỗ

phòng 312 nhà A1, Đại Học Xây Dựng. Tel. 0904 247 817, 04 386 97 006


Tài liệu tham khảo
1. Kết cấu thép. Cấu kiện cơ bản. Chủ biên Phạm Văn
Hội. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hà nội
2009.
2. Kết cấu thép. Công trình dân dụng và công nghiệp.
Chủ biên Phạm Văn Hội. Nhà xuất bản khoa học và
kỹ thuật. Hà nội 2006.
3. Kết cấu thép nhà dân dụng và công nghiệp. Chủ
biên Nguyễn Quang Viên. Nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật. Hà nội 2011;
4. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCXDVN 338:2005


§1. Đại cương về nhà công
nghiệp
Kết cấu nhà công nghiệp một tầng bằng thép
được sử dụng rộng rãi trong các công trình công
nghiệp. Chúng thường được áp dụng cho nhà một
hay nhiều nhịp như xưởng sản xuất, nhà kho hoặc
cho công trình dân dụng như trung tâm vận
chuyển-phân phối hàng hóa, siêu thị, hoặc các
công trình công cộng nhà thi đấu thể thao …

Một số ứng dụng kết cấu nhà công
nghiệp một tầng bằng thép


Một số ứng dụng kết cấu nhà công
nghiệp một tầng bằng thép


I. Đặc điểm chung của nhà công
nghiệp
1. Vật liệu chế tạo
-

Khung bê tông cốt thép;
Khung toàn thép;
Khung hỗn hợp.

2. Sự làm việc của cầu trục
Tải trọng do cầu trục gây phá hoại cho kết cấu do
mỏi;
-

-

Chế
làmviệc
việc của cầu trục;
KQ
Chếđộ
độ làm

Nhẹ

KN

rất hiếm khi làm
việc với sức trục
Q

T (%)
≤15

Trung bình

≤0.75

≤0.5

≤20

Nặng

≤1

≤1

≤40

Rất nặng

≈1

≤1

≥60


II. Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế
nhà công nghiệp
Thỏa mãn đồng thời hai yêu cầu cơ bản: yêu cầu
về sử
dụng và yêu cầu về kinh tế.
1. Yêu cầu về sử dụng:
 Phù hợp dây chuyền công nghệ và thuận tiện việc
lắp đặt thiết bị máy móc. Yêu cầu này liên quan
đến bước cột, hệ giằng, hướng di chuyển của cầu
trục;
 Đảm bảo độ cứng dọc và ngang để cho các thiết
bị nâng cẩu làm việc bình thường;
 Đảm bảo chịu lực và độ bền lâu dưới tải trọng
động và sự xâm thực của môi trường;
 Đảm bảo điều kiện thông gió và chiếu sáng.


II. Các yêu cầu cơ bản khi thiết
kế nhà công nghiệp
2. Yêu cầu về kinh tế:
 Giảm giá thành vật liệu, chế tạo (điển hình hóa
cấu kiện), vận chuyển, xây lắp…
 Rút ngắn thời gian xây dựng cũng như các chi phí
khác (duy tu, bảo dưỡng) trong quá trình sử dụng

công trình


§2. Cấu tạo nhà công

nghiệp một tầng một nhịp
I. Các bộ phận chính trong kết cấu
nhà xưởng:








Phần ngầm: kết cấu móng chủ yếu sử dụng loại
móng đơn, tùy theo điều kiện địa chất có thể sử
dụng móng nông hoặc sâu;
Phần thân: cột, dầm cầu trục, hệ giằng cột, hệ cột
sườn tường;
Phần mái: dàn mái (dàn vì kèo), dầm mái, hệ giằng
mái, hệ kết cấu cửa mái, hệ xà gồ (đối với mái nhẹ);
Kết cấu khung ngang: là kết cấu chịu lực chính
bao gồm các bộ phận móng, cột, dầm xà hoặc dàn vì
kèo


Các bộ phận chính trong kết cấu
nhà xưởng

1. Khung nhà xưởng mái nặng


Các bộ phận chính trong kết cấu
nhà xưởng
2. Khung nhà xưởng mái nhẹ:


Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng


Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng


Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng


Các bộ phận chính trong kết cấu nhà
xưởng


II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt
độ
1. Bố trí hệ lưới cột là tìm kích thước hợp lý giữa các cột theo
hai phương:
 Phương ngang nhà gọi là nhịp khung ký hiệu là L.
Nhịp L thường được chọn theo mô đun là 6m: L=12; 18;

24; (27); 30; (33); 36m.
 Phương dọc nhà gọi là bước cột ký hiệu là B. Bước cột
B thường gặp B=6; 12m.


Đối với nhà mái nặng có nhịp L>30m, chiều cao nhà H>15m, sức trục Q>30T
thì sử dụng bước cột B=12m là hợp lý. Khi các thông số trên nhỏ hơn thì dùng
bước cột B=6m kinh tế hơn.



Đối với nhà mái nhẹ, bước B có thể chọn trong khoảng từ 6m÷9m


II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt
độ


II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt
độ








Khi nhà có kích thước mặt bằng lớn, khi có sự
thay đổi về nhiệt độ, trong các thành phần kết

cấu có thể xuất hiện thêm các ứng suất phụ
gây tác dụng không có lợi cho kết cấu.
Trong các trường hợp cần thiết, mặt bằng nhà
được chia thành các khối nhiệt độ theo phương
dọc và ngang được tạo bởi các khe nhiệt độ.
Khoảng cách giữa các khe nhiệt độ không
quá 200m
Tại vị trí khe nhiệt độ, bố trí hai khung đứng cạnh
nhau có trục lui về hai phía của trục định vị
500mm.


II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt
độ


II. Bố trí hệ lưới cột và khe nhiệt
độ


III. Các kích thước chính của khung
ngang
1. Kích thước theo phương đứng (nhà mái nặng)
Htr – chiều cao đoạn cột
trên
Htr
=H2+Hdct
Hr từ mặt ray
H2 - chiều +
cao

đến mép dưới giàn vì
kèo;
H2=Hc+100m
+f từ mặt ray
Hc - chiều m
cao
đến điểm cao nhất của
cầu trục, tra trong
catalog cầu trục theo
sức trục Q và nhịp cầu
trục- S;
100mm
là khe hở an toàn
giữa cầu trục và vì
kèo;
f - độ võng của vì kèo;


1. Kích thước theo phương đứng (nhà mái
nặng)
Hdct - chiều cao dầm cầu
trục;
�1 1 �
Hdct  � � �
B
8
10
�
�

Hd – chiều cao đoạn cột
dưới;

Hd=H –Htr +H3

H -

chiều cao sử dụng từ
mặt nền đến cánh
dưới vì kèo;

H1 - chiều cao từ mặt nền
đến cao độ mặt ray
cầu trục (còn gọi là
cao trình đỉnh ray),
H1 được cho trong yêu
cầu thiết kế.
H3 - chiều cao chôn cột
dưới nền, thường lấy
từ 600-1000


2. Kích thước theo phương ngang (nhà mái
nặng)
Lct – nhịp cầu trục, khoảng
cách hai trục của dầm
cầu trục, xác định theo
catalog phụ thuộc Q và
L;
L - nhịp danh nghĩa, khoảng

cách trục định vị, xác
định theo yêu cầu sử
dụng;

L = Lct + 2

 -

khoảng cách trục dầm cầu
trục đến trục định vị lấy
phụ thuộc vào sức trục và
điều kiện đảm bảo an toàn
cho cầu trục khi vận hành;

D - khoảng hở an toàn giữa cầu
trục và mép trong cột, D =
60  75 mm;


2. Kích thước theo phương ngang (nhà mái
nặng)
 > B1 + ( ht - a ) + D
B1 – khoảng cách từ trục ray
đến mép ngoài cầu trục;
a – khoảng cách mép ngoài
cột đến trục định vị lấy
phụ thuộc vào sức trục
Q
hd - chiều cao tiết diện cột
dưới;

hd = (1/15  1/20) H

ht – chiều cao tiết diện cột
trên;

ht = (1/10 1/12)Ht


2. Kích thước chính của khung (nhà mái nhẹ)