THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG

1

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
I/. Số liệu cho trước:
- Nhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép 3 nhịp đều nhau.
- Nhịp khung: L1 =L2 =21 (m).
- Bước cột : a = 6 (m).
- Cao trình Ray: R = 7,5 (m).
- Chế độ làm việc: trung bình
- Sức trục: Q1 = 10 (t), Q2 = 20/5 (t)
- Đất nền có cường độ tiêu chuẩn : Rc = 2 daN/cm2.
II/. Lựa chọn kích thước cấu kiện
1/.Chọn kêt cấu mái:
- Với nhịp L = 21 (m) ⇒ 18 < L < 30 (m). ⇒ Chọn kết cấu mái là dàn BTCT.
Chọn kết cấu dàn dạng hình thang.
- Chiều cao ở giữa nhịp dàn BTCT:
1 1
1 1 
h =  ÷ .L =  ÷ ) .21 = (3 ÷ 2,33)(m). ⇒ Chọn h = 3 (m).
7 9
7 9 

- Chọn của mái đặt ở giữa nhịp bố trí chạy dọc theo nhà.
Kích thước cửa mái rộng 12 (m) (do nhịp L = 21 > 18(m) ).
Chiều cao : 4 (m)
- Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau:
Hai lớp gạch là nem kể cả vữa dày 5 (cm).
Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12 (cm).

Lớp bê tông chống thấm dày 4 (cm).
Panen mái là dạng panen sườn, kích thước 6× 3 (m), cao 30 (cm).
⇒ Tổng chiều cao lớp mái: t = 5 + 12 + 4 + 30 = 51(cm) = 0,51 (m).

2/.Chọn dầm cầu trục:
- Nhịp dầm cầu trục a = 6 (m), sức trục Q = 20 < 30 (t).
Chọn dầm cầu trục tiết diện chữ T thỏa diều kiện:
 1 1
 1 1
÷ .a=  ÷ .6= (0,6÷ 1)(m)⇒ H c = 1(m).
 10 6 
 10 6 

- Chiều cao tiết diện: H c = 

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


2

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Bề rộng cánh: bc = 

1 1

 1 1
÷ .a =  ÷ .6 = (0,3÷ 0,6)(m)⇒ bc = 0,6(m).
 10 20
 20 10

- Chiều rộng sườn: b = 20÷ 30(cm). ⇒ Chọn b = 20(cm).
1 1
1 1
- Chiều dày cạnh: hc =  ÷ .H c =  ÷ .1 = 0,14 ÷ 0,125(m) ⇒ hc = 0,14(m).
7

8

7

8

- Trọng lượng cho 1 dầm: Gc= [ 0,86.0,2 + 0,14.0,6].2,5.6.1,1 = 4,224(t ).
- Kích thước tiết diện dầm như hình vẽ:

KÍCH THƯỚC DẦM CẦU TRỤC
3/. Xác định kích thước chiều cao nhà:

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12

3

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Lấy cao trình nhà tương ứng cốt ± 0.000 để xác định kích thước.
- Cao trình vai cột: V = R - Hr - Hc
R - Cao trình ray: R = 7,5 (m).
Hr – Chiều cao ray và các lớp đệm: Hr = 0,15 (m).
Hc – Chiều cao dầm cầu trục: Hc=1 (m)
⇒ V = 7,5 - 0,15 - 1 = 6,35 (m).
- Cao trình đỉnh cột: D = R + Hct + a1
Chọn λ = 0,75(m)
Hct :Chiều cao cầu trục
Với Q1 = 20/5 (t) ;
LK =L1 - 2λ = 21- 2.0,75 = 19,5 (m )
Tra bảng ta được Hct ,B, K, B1,….
Sức
trục
Q,t

Nhịp
cầu
trục
LK,m

10
20/5

19,5

19,5

Kích thước cầu trục,mm

Áp lực bánh
xe lên ray, t
tc

Pmin

3,4
5,2

B

K

Hct

B1

Pmax

6300
6300

4400
4400

1900

2400

260
260

13,3
21

tc

Trọng lượng, t
Xe
con G
4
8,5

Toàn
cầu
trục
23,5
32,5

a1 : Khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái
a1 = 0,1÷ 0,15(m). ⇒

Chọn a1 = 0,1 (m)

=> D = 7,5 + 2,4 + 0,1 = 10,0 (m)
- Cao trình mái: M = D + h + hcm + t
h- Chiều cao kết cấu mang lực mái h = 3 (m).

hcm- Chiều cao cửa mái: hcm= 4 (m).
t- Tổng chiều dày các lớp mái: t = 0,51 (m).
⇒ Cao trình đỉnh mái ở nhịp không có của mái:
M1 = 10 + 3 + 0,51 = 13,51 (m).
⇒ Cao trình đỉnh mái ở nhịp có của mái:
M2 = 10 + 3 + 0,51 + 4 = 17,51 (m).

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


4

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

4/. Kích thước cột:
- Chiều cao phần trên cột: Ht = D - V = 10 - 6,35 = 3,65 (m).
- Chiều cao phần dưới cột: Hd = V + a2
a2 = 0,45 (m)- Khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng.
⇒ Hd = 6,35 + 0,45 = 6,8 (m).

- Kích thước tiết diện cột chọn như sau: Chọn theo thiết kế định hình và thỏa
mãn điều kiện đọ mãnh: λ b =

l0
≤ 30 , và thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và

b

cột dưới, cho cả cột biên và cột giữa.
l0: Chiều dài tính toán của đoạn cột. Chọn b = 40 (cm).
- Kiểm tra diều kiện: Dầm cầu trục không là liên tục
9,125

Cột trên: l0 = 2,5.Ht = 2,5.3,65 = 9,125 (m). ⇒ λb = 0,4 = 22,81 < 30
10,2

Cột dưới: l0 = 1,5.Hd = 1,5.6,8 = 10,2 (m). ⇒ λb = 0,4 = 25,5 < 30
- Chiều cao tiết diện phần cột trên: ht
Cột biên: a4 = λ - B1 - ht . (B1: Khoảng cách từ trục dầm cầu trục đến mép
ngoài cầu trục).
Tra phụ lục ⇒ B1 = 0,26 (m)
⇒ a4 = 0,75 - 0,26 - ht = 0,49 - ht ≥ 0,06 (m)
⇒ Chọn ht= 0,4 (m) ⇒ a4 = 0,09 (m)

Cột giữa: a4 = λ - B1 -

ht
h
h
⇒ a4 = 0,75 - 0,26 - t = 0,49 - t ≥ 0,06
2
2
2

⇒ Chọn ht = 0,6 (m). ⇒ a4 = 0,19 (m)

- Chọn chiều cao tiết diện phần cột dưới: hd
Cột biên : hd = 600(mm).
Cột giữa : hd = 800 (mm).

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


5

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Kích thước vai cột :
Cột biên:
 Độ vươn của vai cột lấy theo bội số của 50 khi lv <400, 100 khi lv ≥ 400
l v = 400 mm = 0,4 m
 Chiều cao mép ngoài của vai cột hv lấy theo bội số của 100
hv = 600 mm = 0,6 m
Cột giữa :
 lv = 600 mm = 0,6 m
 hv = 600 mm = 0,6 m
Góc nghiêng : α = 450

SƠ ĐỒ TIẾT DIỆN CỘT

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093

2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


6

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

III. Xác định tải trọng:
1/.Tĩnh tải mái:
- Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng lên 1m2 mặt bằng
mái được xác định theo bảng sau:
Chiều KL riêng Tải trọng
Stt Các lớp mái
1
2
3
4
5

dày

Hai lớp gạch lá nem kể cả
vữa
Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt
Lớp bê tông chống thấm
Panen sườn 6 × 3(m)

Tổng cộng:
g=

γ

Hệ số

Tải trọng

tiêu chuẩn vượt tải tính toán

(cm) (daN/m3) gc (daN/m2) n

g (daN/m2)

5

1800

90

1,3

117

12
4
30
51

1200
2200
170/0,3

144
88
170
492

1,3
1,1
1,1

187,2
110
187
601,2

601,2
= 603,5 (daN /m2)
cos 50

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhịp L = 21 (m).
Tra phụ lục: 8100 daN , hệ số vượt tải n= 1,1.
⇒ Trọng lượng tính toán 1 kết cấu mái: Gm1 = 8100 . 1,1 = 8910 (daN).
- Trọng lượng khung cửa mái (12 × 4 m): Gcm2 = 2200 ÷ 2800 (daN).
Lấy Gcm2 = 2800 (daN), n = 1,1 ⇒ Gcm2 = 2800 . 1,1 = 3080 (daN).
- Trọng lượng kính và khung của kính: gck = 400 ÷ 500 (daN/m).
⇒ Lấy gck = 500 (daN /m), n = 1,2 ⇒ gk = 500 . 1,2 = 600 (daN /m).
- Tĩnh tải qui về lực tâp trung Gm

Nhịp biên không có cửa mái:
Gm1 = 0,5 . ( Gm1 + g . a. L ) = 0,5.(8910 + 603,5 . 6 . 21 ) = 42 476 (daN).
Nhịp giữa có cửa mái:
Gm2 = 0,5 . ( Gm1 + g . a. L + Gcm2 + 2.gk .a )
= 0,5.(8910 + 603,5 . 6 . 21 + 3080 + 2 . 600 . 6) = 47 616 (daN).
- Điểm đặt
Gm1: Cách trục định vị 150 (mm).
Gm2 : cách mép cột trên 150 (mm)
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


7

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

2/. Tĩnh tải do dầm cầu trục:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cầu trục, trọng lượng ray:
⇒ Gdct = n. ( Gc + a.gr ).
Gc- Trọng lượng bản thân cầu trục: Gc = 4,224 (t) = 4224 (daN).
gr - Trọng lượng ray: gr = 150 ÷ 200 (daN /m)
⇒ Chọn gr = 200 (daN /m ) ⇒ Gdct = 1,1 . ( 4224 + 6. 200) = 5966 (daN).
- Điểm đặt Gdct: trùng với tâm tiết diện dầm cầu trục, cách trục định vị
λ = 750 (mm).
3/.Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột:
- Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột.

- Cột biên:
Cột trên: Gt = 0,4.0,4.3,65.2,5.1,1 = 1,606 (t)= 1606 (daN)
Cột dưới:Gd =[0,4.0,6.6,8+0,5.0,4.0,4.0,4+0,6.0,4.0,4 ].2,5.1,1
= 4,84 (t)= 4 840 daN

- Cột giữa:
Cột trên: Gt = 0,4.0,6.3,65.2,5.1,1= 2,409 (t) = 2 409 daN
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


8

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

Cột dưới: Gd =[0,4.0.8.6,8+2.(0,5.0,6.0,6.0,4+0,6.0,6.0,4)].2,5.1,1
= 7,172 (t) = 7 172 daN
4/.Hoạt tải mái:
- Hoạt tải mái truyền qua kết cấu mái vào đỉnh cột thành lực tập trung Pm.
Điểm đặt của Pm trùng với điểm đặt Gm.
- Khi trên mái không có người đi lại mà chỉ có hoạt tải sữa chữa,
Hoạt tải tiêu chuẩn: Pmc = 75(daN / m 2 ) , hệ số vượt tải n-1,3
Pm = ( Pm . n .a.
c

- Hoạt tải tính toán :

L
21
)/cos 5 =(75. 1,3.6. ) / cos 5
2
2

= 6 166 (daN).
5/. Hoạt tải cầu trục:
a/. Hoạt tải đứng cho cầu trục:
- Áp lực tiêu chuẩn max , min lên mỗi bánh xe cầu trục:
c
c
= 13,3(t ) = 13300daN ; Pmin
= 3,4(t ) = 3400daN .
Q1 : Pmax
c
= 21(t ) = 21000daN ;
Q2 : Pmax

c
Pmin
= 5,2(t ) = 5200daN .

Hệ số vượt tải: n = 1,2.
⇒ Áp lực thẳng đứng lớn nhất do 2 cầu trục dứng cạnh nhau truyền lên vai cột
Dmax được xác định:
c
Dmax = n.Pmax
.∑ yi

y1 = 0,27;

y2 = 1

;

y3 = 0,68

c
⇒ Dmax1 = n.Pmax
.∑ yi
=1,2 .13300. ( 0,27 + 1 + 0,68 ) = 31 122 (daN)

Dmax2 = 1,2 . 21000 . (0,27 + 1 + 0,68) = 49 140 (daN)

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


9

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Điểm đặt của Dmax1, Dmax2 trùng với điểm đạt của Gd.

ĐIỂM ĐẶT Dmax1 , Dmax2 , Gdct
b/ Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con:
- Lực hãm ngang của 1 bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc
mềm được xác định theo công thức:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


10

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN
c

T
1 Q + G1 1 10 + 4
T
= 1 = . 1
= .
= 0,35(t ) = 350(daN ).
2 2
20
2 20
c
T2
1 Q + G2 1 20 + 8,5
c

Tmax
=
= . 2
= .
= 0,7125(t ) = 712,5(daN ).
2
2
2
20
2
20
c
max 1

- Lực hãm ngang do Tmax1 truyền vào:
c
⇒ Tmax1 = n.Tmax
(daN).
1 .∑ y i = 1,2 .350. ( 0,27 + 1 + 0,68 ) = 819
c
Tmax2 = n.Tmax 2 .∑ yi = 1,2 .712,5. ( 0,27+1+ 0,68 ) = 1 887 (daN).
-Tmax đặt nằm ngang cách vai cột 1m
6/.Hoạt Tải Gió :
Tải trọng gió tác dụng lên nhà công nghiệp gồm:
- Hình dạng mái và hệ số C ở từng đoạn mái:

Tính hệ số Ce1 , C’e1 , Ce2 :
-Xác định Ce1 : α = 50
H1/L= (10+2+0,51)/(3.21)= 0,1986
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093

2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


11

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

⇒ Ce1 = - 0,188
-Xác định C’e1: α =50
H2/L= (10+3+4+0,51)/(3.21)= 0,2779
⇒ C’e1 = - 0,2835
-Xác định Ce2: α = 50 <600 ⇒ Ce2 = -0,4
h1 = 2,51( m ) ; h2 = 1( m ) ; h3 = 4 ( m ) ; h4 = 0,5 ( m )

∑ c .h = (0,8 + 0, 6).2,51 + (−0,188 + 0,5).1 + (0, 7 + 0, 6).4 + (−0, 2835 + 0, 4).0,5 = 9, 08
i

i

GIÓ IA :
- Dạng phân bố đều tác dụng lên phần cột khung
W = n.W0 .k.C
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


12

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

Trong đó W0 = 55 (daN/m2).
n = 1,2
- Hệ số vượt tải
C = 0,8
– đón gió
C = 0,6
– khuất gió
k – hệ số thay đổi áp lực gió thay đổi theo độ cao
Với địa hình A, hệ số k tương ứng xác định ở 2 mức:
⇒ k = 1,18
Đỉnh cột : D = 10 (m)
Đỉnh mái: M2 = 17,51 (m) ⇒ k = 1,2651
- Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang q = n.W0.C.k.a
Gió đẩy: qđ = 1,2 . 55 . 0,8 . 1,18 . 6 = 373,8 (daN/m).
Gió hút: qh = 1,2 . 55 . 0,6 . 1,18 . 6 = 208,37 (daN/m).
- Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập
trung đặt ở đầu cột S, với k lấy trị số trung bình: k tb =

1,18 + 1,2651
= 1,223 .
2

S = n.a.ktb .W0 .∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 223.55.∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 223.9, 08.55 = 4398daN
EJ =

8

EJ =

8

EJ =

8

S =8,2 t

Pd = 0,721 t

Ph =0,632 t

24000

A

Rg

24000
72000

B

24000

C

D

hÖc¬b¶n khi tÝnh khung ví i t¶i tr äng giã

GIÓ II-A:
-Dạng phân bố đều tác dụng lên phần cột khung
W = n.W0 .k.C
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


13

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

Trong đó W0 = 83 (daN/m2).
n = 1,2
- Hệ số vượt tải
C = 0,8 – đón gió
C = 0,6 – khuất gió
k – hệ số thay đổi áp lực gió thay đổi theo độ cao
Với địa hình A, hệ số k tương ứng xác định ở 2 mức:

⇒ k = 1,18
Đỉnh cột : D = 10 (m)
Đỉnh mái: M2 = 17,51 (m) ⇒ k = 1,2651
- Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang q = n.W0.C.k.a
Gió đẩy: qđ = 1,2 . 83 . 0,8 . 1,18 . 6 = 564 (daN/m).
Gió hút: qh = 1,2 . 83 . 0,6 . 1,18 . 6 = 423 (daN/m).
- Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập
trung đặt ở đầu cột S, với k lấy trị số trung bình: k tb =

1,18 + 1,2651
= 1,223 .
2

S = n.a.ktb .W0 .∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 223.83.∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 223.83.9, 08 = 6636daN

EJ =

8

EJ =

8

EJ =

8

S =8,2 t

Pd =0,721 t

Ph =0,632 t

24000

A

Rg

24000
72000

B

24000

C

D

hÖc¬b¶n khi tÝnh khung ví i t¶i tr äng giã

GIÓ III-A:
-Dạng phân bố đều tác dụng lên phần cột khung
W = n.W0 .k.C
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


14

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

Trong đó W0 = 110 (daN/m2).
n = 1,2
- Hệ số vượt tải
C = 0,8 – đón gió
C = 0,6 – khuất gió
k – hệ số thay đổi áp lực gió thay đổi theo độ cao
Với địa hình A, hệ số k tương ứng xác định ở 2 mức:
⇒ k = 1,18
Đỉnh cột : D = 10 (m)
Đỉnh mái: M2 = 17,51 (m) ⇒ k = 1,2651
- Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang q = n.W0.C.k.a
Gió đẩy: qđ = 1,2 . 110 . 0,8 . 1,18 . 6 = 747,6 (daN/m).
Gió hút: qh = 1,2 . 110 . 0,6 . 1,18 . 6 = 560,7 (daN/m).
- Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập
trung đặt ở đầu cột S, với k lấy trị số trung bình: k tb =

1,18 + 1,2651
= 1,223 .
2

S = n.a.ktb .W0 .∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 223.110.∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 223.9, 08.110 = 8795daN
EJ =

8

EJ =

8

EJ =

8

S =8,2 t

Pd =0,721 t

Ph =0,632 t

24000

A

Rg

24000
72000

B

24000

C

D

hÖc¬b¶n khi tÝnh khung ví i t¶i tr äng giã

GIÓ IV-B
-Dạng phân bố đều tác dụng lên phần cột khung
W = n.W0 .k.C
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


15

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

Trong đó W0 = 155 (daN/m2).
n = 1,2
- Hệ số vượt tải
C = 0,8 – đón gió
C = 0,6 – khuất gió
k – hệ số thay đổi áp lực gió thay đổi theo độ cao
Với địa hình B, hệ số k tương ứng xác định ở 2 mức:
⇒ k=1
Đỉnh cột : D = 10 (m)
Đỉnh mái: M2 = 17,51 (m) ⇒ k = 1,117

- Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang q = n.W0.C.k.a
Gió đẩy: qđ = 1,2 . 155 . 0,8 . 1. 6 = 892,8 (daN/m).
Gió hút: qh = 1,2 . 155 . 0,6 . 1. 6 = 669,6 (daN/m).
- Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập
trung đặt ở đầu cột S, với k lấy trị số trung bình: ktb =

1 + 1,117
= 1, 058 .
2

S = n.a.ktb .W0 .∑ ci .hi = 1, 2.6.1, 058.9, 08.155 = 10721daN
EJ =

8

EJ =

8

EJ =

8

S =8,2 t

Pd =0,721 t

Ph =0,632 t

24000

A

Rg

24000
72000

B

24000

C

D

hÖc¬b¶n khi tÝnh khung ví i t¶i tr äng giã

III/. Xác định nội lực:
 : CÁC ĐĂC TRƯNG HÌNH HỌC:
a/. Cột trục A:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


16

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Ht= 3,65 (m) ; Hd= 6,8 (m) ⇒ H = Ht + Hd = 3,65 + 6,8 = 10,45 (m).
- Tiết diện phần cột trên : bt = 40 (cm); ht = 40 (cm).
cột dưới : bd = 40 (cm); hd = 60 (cm).
- Momen quán tính:
b.ht3 40.403
Jt =
=
= 213333(cm 4 ).
12
12
3
b.h
40.60 3
Jd = d =
= 720000(cm 4 ).
12
12

- Các thông số :
Ht
3,65
=
= 0,349.
H 10,45
J
720000
k = t 3 .( d − 1) = 0,3493.(

− 1) = 0,101.
Jt
213333

t=

b/. Cột truc B:
- Tiết diện phần cột trên: bt = 40 (cm); ht = 60 (cm).
Cột dưới: bd = 40 (cm); hd = 80 (cm).
- Momen quán tính:
b.ht3 40.603
=
= 720000(cm 4 ).
12
12
3
b.hd 40.803
Jd =
=
= 1706666(cm 4 ).
12
12
H
3,65
t= t =
= 0,349.
H 10,45
J
1706666
k = t 3 .( d − 1) = 0,3493.(

− 1) = 0,058.
Jt
720000
Jt =

- Các thông số:

N
M

Q

 NỘI LỰC DO TĨNH TẢI:
1/. Nội lực do tĩnh tải mái:
a/. Cột trục A:
- Gm1 gây ra mô men ở đỉnh cột : M = Gm1.et
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


17

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

et – Độ lệch của Gm1 so với trục cột trên:
h

400
et = t − 150=
− 150= 50(mm) = 0,05(m).
2
2
⇒ M1 = - 42 476 . 0,05 = -2 124 (daN.m).
Dấu – vì có chiều ngược với chiều quy ước.
- Độ lệch trục giữa phần cột trên và phần cột dưới là:
h − ht 600− 400
a= d
=
= 100(mm) = 0,1(m).
2
2
- Phản lực đầu cột : R = R1 +R2.
Lấy dấu + vì a nằm cùng phía et so với trục cột dưới.
0,101
k
)
3.M 1.(1 + ) − 3.2124.(1 +
0,349
t
R1 =
=
= −355,35daN
2.H .(1 + k )
2.10,45.(1 + 0,101)

- Tính R2 với M2 = - Gm1 . a = - 42 476 . 0,1 = - 4 247,6 (daN.m).
3.M 2 .(1 − t 2 ) −3.4247, 6.(1 − 0,3492 )

R2 =
=
= −486,32daN
2.H .(1 + k )
2.10, 45.(1 + 0,101)

⇒ R = R1 + R2 = -355,35 + (-486,32) = - 841,67 (daN).
- Chiều thực của R như hình vẽ.
- Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
I-I
II-II
III-III
IV-IV

: MI = - 42 476 . 0,05 = -2 124 (daN.m)
: MII = - 2124 + 841,67 . 3,65 = 948,1 (daN.m).
: MIII = - 42 476. (0,05 +0,1) + 841,67 . 3,65 = - 3299 (daN.m).
: MIV = - 42 476. (0,05 +0,1) + 841,67 . 10,45 = 2424 (daN.m).
NI = NII = NIII = NIV = 42 476 (daN).
QIV = - R = 841,67 (daN).

b/. Cột trục B:
Tác động của tĩnh tải mái Gm1 = 42 476 daN, Gm2 = 47 616 daN:
- Khi Gm1,Gm2 về đặt ở trục cột ta được: : Gm , M.
Gm = Gm1 + Gm2 = 42 476 + 47 616 = 90 092 (daN)
M = -42 476. 0,15 + 47 616 . 0,15 = 771 (daN.m)
- Phản lực đầu cột:

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480

3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

18

0,058
k
)
3.M .(1 + ) 3.771.(1 +
0,349
t
R=
=
= 121,98daN
2.H .(1 + k ) 2.10,45.(1 + 0,058)

- Chiều thực của R như hình vẽ.
- Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
I-I
: MI = 771 (daN.m).
II-II : MII = 771 – 121,98 . 3,65 = 325,77 (daN.m).
III-III : MIII = MII = 325,77 (daN.m).
IV-IV : MIV = 771 – 121,98 . 10,45 = - 503,69 (daN.m).
NI = NII = NIII = NIV = Gm1+Gm2= 90092 (daN).
QIV = - R = - 121,98 (daN).

2/. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục :
a/. Cột trục A:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


19

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục
- Gd gây ra moomen đối với trục cột dưới đặt ở vai cột: M = Gd. ed.
h
0,6
ed = λ − d = 0,75−
= 0,45(m).
2
2
Gdct = 5966 (daN).
⇒ M = 5966 . 0,45 = 2685 (daN.m).
- Phản lực đầu cột:
3.M .(1 − t 2 ) 3.2685.(1 − 0,3492 )
R =
=
= 307, 4daN

2.H .(1 + k ) 2.10, 45.(1 + 0,101)

- Chiều thực của R như hình vẽ.
- Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
I -I
II-II
III-III
IV-IV

: MI = 0 (daN.m).
: MII = - 307,4 . 3,65 = - 1 122 (daN.m).
: MIII = - 1 122 + 5966.0,45 = 1562,7 (daN.m).
: MIV = - 307,4 . 10,45 + 2685 = - 527,33 (daN.m).
NI = 0
NII =0
NIII = NIV = 5966 (daN).
QIV = -R = 307,4(daN).
b/. Cột trục B:
- Do tải trọng đặt đối xứng qua trục cột ⇒ M = 0, Q = 0.
- NI = NII = 0 (daN); NIII = NIV = 2. 5966 = 11 932 (daN).

NỘI LỰC DO TĨNH TẢI DẦM CẦU TRỤC
3/. Nội lực do trọng lượng bản thân cột:
a). Cột trục A:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

20

a =0,1 : độ lệch trục cột trên và cột dưới :
M = - Gt . a = - 1606 . 0,1 = - 160,6 (daN)
3.M .(1 − t 2 ) −3.160, 6.(1 − 0,349 2 )
R =
=
= −18,39(daN )
2.H .(1 + k )
2.10, 45.(1 + 0,101)

-Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
M I = 0 ( daN .m )

M II = − R.H t = − ( −18,39 ) .3, 65 = 67,12 ( daN .m )

M III = M − R.H t = −160, 6 − ( −18,39 ) .3, 65 = −93, 48 ( daN .m )
M IV = M − R.H = −160, 6 − ( −18,39 ) .10, 45 = 31,58 ( daN .m )
NI = 0
N II = N III = Gt = 1606 ( daN )
N IV = Gt + Gd = 1606 + 4840 = 6446 ( daN )
QIV = − R = 18, 69(daN )

b). Cột trục B:
Do trục cột trên và trục cột dưới trùng nhau nên trọng lượng bản thân không gây
ra momen M và lực cắt Q, chỉ gây lực dọc:

M =0
Q=0
NI = 0
N II = N III = Gt = 2409 ( daN )
N IV = Gt + Gd = 2409 + 7172 = 9581( daN )

4/.Tổng nội lực do tĩnh tải:
- Cộng đại số nội lực ở các trương hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của
từng cột.Lực dọc N còn được cộng thêm trọng lượng bản thân cột.

 NỘI LỰC DO HOẠT TẢI:
1/. Nội lực do hoạt tải mái:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


21

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

a/. Cột trục A:
- Vì Pm có cùng điểm đặt & chiều như Gm => Nội lực do hoạt tải mái được tính
bằng cách nhân giá trị nội lực do tĩnh tải Gm gây ra với :
Pm
6166
=

= 0,145.
Gm1 42476

I-I
II-II
III-III
IV- IV

: MI = - 2124 . 0,145 = - 308 (daN.m).
: MII = 948,1 . 0,145 = 137,5 (daN.m).
: MIII = - 3299 . 0,145 = - 478,4 (daN.m).
: MIV = 2424 . 0,145 = 351,5 (daN.m).
NI = NII = NIII = NIV = 6166 (daN).
QIV = -R = 841,67 . 0,145 = 122 (daN).
b/. Cột trục B:
- Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phải bên phải & trái của cột.
-Lực Pm2 đặt bên phải gây ra momen ở đỉnh cột:
MPm2 = Pm2 . et = 6166 . 0,15 = 924,9 (daN.m)
- Momen và lực cắt trong cột do momen này gây ra được xác định bằng cách
nhân momen do tĩnh tải Gm gây ra với tỉ số:
M Pm2 924,9
=
= 1,2.
MG
771

- Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
I-I
: MI = 771. 1,2 = 925,2
(daN.m)

II-II : MII = 325,77 . 1,2 = 390,92 (daN.m)
III-III : MIII = MII = 390,92
(daN.m)
IV- IV : MIV = - 503,69 . 1,2 = -604,43 (daN.m)
NI = NII = NIII = NIV = 6166 (daN).
QIV = - R = - 121,98 . 1,2 = - 146,38 (daN).
- Do Pm1=Pm2 =6166 daN nên nội lực do Pm1 gây ra được suy ra từ nội lực do Pm2
bằng cách đổi dấu momen & lực cắt còn lực dọc giữ nguyên.

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


22

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI MÁI

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI MÁI
2/. Nội lực do hoạt tải của dầm cầu trục:
a/. Cột trục A:
- Sơ đồ tính giống như khi tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd, nội lực được xác
định bằng cách nhân nội lực do Gdct gây ra với tỉ số :
Dmax1 31122
=

= 5, 22
Gdct
5966

- Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
I-I
: MI = 0 (daN.m).
II-II : MII = - 1122 . 5,22 = - 5856,8
(daN.m).
III-III : MIII = 1562,7 . 5,22 = 8157,3
(daN.m).
IV-IV : MIV = - 527,33 . 5,22 = - 2752,7 (daN.m).
NI = NII = 0
NIII = NIV = 31122 (daN)
QIV = - R = - 307,4 . 5,22 = - 1604,6 (daN)

b/. Cột trục B:
- Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phải bên phải & trái của cột.
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


23

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Lực Dmax1 = 31 122 daN ,đặt bên trái cột trục B gây ra momen đối với phần
cột dưới đặt ở vai cột :
M1 = Dmax1 . ed = - 31 122 . 0,75 = - 23 341,5 (daN.m).
Phản lực đầu cột:
3.M 1.(1 − t 2 ) 3.(−23341,5).(1 − 0,3492 )
R1 =
=
= −2781(daN )
2.H .(1 + k )
2.10, 45.(1 + 0, 058)

- Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
I-I
: MI = 0 (daN.m).
II-II : MII = -(-2781.3,65)=10 150,65
(daN.m).
III-III : MIII = 10150,65 - 23341,5 = - 13 190,85 (daN.m).
IV-IV : MIV = 2781.10,45 – 23341,5 = 5 719,95
(daN.m).
NI = NII = 0
NIII = NIV = 31 122 (daN)
QIV = -R1 = 2781 (daN)
- Lực Dmax2= 49 140 đặt bên phải:
M2 = Dmax2 . ed = 49 140 . 0,75 = 36 855 (daN.m)
Phản lực đầu cột:
3.M 2 .(1 − t 2 ) 3.36855.(1 − 0,3492 )
R2 =
=
= 4391(daN )
2.H .(1 + k )

2.10, 45.(1 + 0, 058)

- Chiều thực của R như hình vẽ.
- Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
I-I
: MI = 0 (daN.m).
II-II : MII = - 4391 . 3,65 = -16 027,2
(daN.m).
III-III : MIII = -16027,2 + 36855 = 20827.8 (daN.m).
IV-IV : MIV = -4391.10,45 + 36855 = -9030,95
(daN.m).
NI = NII = 0
NIII = NIV = 49 140 (daN)
QIV = - R2 = - 4391
(daN)

SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


24

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

NỘI LỰC HOẠT TẢI DẦM CẦU TRỤC
3/. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục:

y

2, 65

- Lực Tmax đặt cách đỉnh cột 1 đoạn y = 2,65 (m) ⇒ H = 3, 65 = 0, 72 .
t
T .( 1− t)
⇒ y = 0,7 . Ht nên ta có: R = max
1+ k
- Cột trục A:
- Phản lực bên trái cầu trục R =

819. ( 1 − 0,349 )
= 484, 25 ( daN )
1 + 0,101

- Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
I-I
: MI = 0 (daN.m). MT = 484,25 .(3,65 – 1 ) = 1283,3 (daN.m).
II-II : MII = 484,25 . 3,65 – 819 . 1 = 948,5 (daN.m)
III-III: MIII = MII = 484,25 . 3,65 – 819 . 1 = 948,5 (daN.m)
IV-IV : MIV = 484,25 . 10,45 - 819 . ( 1 + 6,8 ) = - 1327,8 (daN.m)
NI = NII = NIII = NIV = 0 (daN).
QIV = 484,25 – 819 = -334,75 (daN).

- Cột trục B:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12


25

GVHD: TS.VŨ TÂN VĂN

- Phản lực bên trái cầu trục: R1 =

−819. ( 1 − 0,349 )
= −503,9 ( daN )
1 + 0, 058

- Xác định nội lực tại các tiết diện cột:
I-I
: MI = 0 (daN.m); MT = - 503,9 .(3,65 – 1 ) = - 1335,4 (daN.m)
II- II : MII = - 503,9 . 3,65 – 819 . 1 = 516,33 (daN.m)
III- III: MIII = MII = 516,33 (daN.m)
IV-IV : MIV = 503,9 . 10,45 - 819. ( 1 + 6,8 ) = - 1122,45 (daN.m)
NI = NII = NIII = NIV = 0 (daN).
QIV = 503,9 – 819 = - 315,1 (daN).
-Phản lực bên phải đầu cột: R2 =

1887. ( 1 − 0,349 )
= 1161,1( daN )
1 + 0, 058

- X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c tiÕt diÖn cét:
I-I

: MI = 0 (daN.m); MP = 1161,1 .(3,65 – 1 ) = 3076,9 (daN.m)
II- II : MII = 1161,1 . 3,65 – 1887 . 1 = 2351 (daN.m)
III- III: MIII = MII = 2351 (daN.m)
IV-IV : MIV = 1161,1 . 10,45 - 1887. ( 1 + 6,8 ) = - 2585,1 (daN.m)
NI = NII = NIII = NIV = 0 (daN).
QIV = 1161,1 – 1887 = - 725,9 (daN).

4/. Nội lực do tải trọng gió:
SVTH: 1.VÕ VĂN GIÀU – MSSV: 12720800093
2.ĐOÀN MINH TRÍ – MSSV: 12720800480
3. DƯƠNG XUÂN THÀNH – MSSV: 12720800387
4.NGUYỄN HỮU TÌNH – MSSV: 12720800457

LỚP : XDLTTD12