vd do an thep

Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

ĐỒ ÁN
KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP
---    --I. Số liệu thiết kế:
Mã đề: S2H1L4Q5
Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp với các số liệu cho
trước như sau:
- Nhịp khung ngang : L = 25 (m).
- Bước khung:
B = 6 (m).
- Sức nâng cầu trục:
Q = 20(T) (nhà có 2 cầu trục hoạt động, chế độ làm việc
trung bình).
- Cao trình đỉnh ray: +8 (m).
- Độ dốc của mái:
i = 12%.
- Chiều dài nhà:
66 (m) (nhà có 11 bước cột).
- Phân vùng gió:
II-A (Địa điểm xây dựng Thành phố Cần Thơ).
Vật liệu thép Mác CCT34s có cường độ:
f = 21 (kN/cm2).
fv = 21 (kN/cm2).
fc = 32 (kN/cm2).
Hàn tay, dùng que hàn E42.
II. Xác định các kích thước chính của khung ngang:
Chọn cầu trục có sức trục 20 (T), chế độ làm việc nặng (sách thiết kế khung thép nhà
công nghiệp một tầng, một nhịp – trang 88).

Sức
trục
Q (T)

Nhịp
LK
(m)

Ch.cao
gabarit
HK
(mm)

Kh.
cách
Zmin
(mm)

Bề rộng
gabarit BK
(mm)

Bề rộng
đáy KK
(mm)

T.lượng
cầu trục
G (T)

T.lượng
xe con Gxe
(T)

Áp
lực
Pmax
(kN)

Áp lực
Pmin
(kN)

20

22.5

1330

180

4230

3200

12.46

1.236

130

32.3

1. Theo phương đứng:
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H2 = Hk + bk = 1.33 + 0.3 = 1.63 (m).
Với: bk = 0.3 (m) - khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang
Hk = 1.33 (m) - theo thông số cầu trục đã chọn
→ Chọn H2 = 1.7 (m)
Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H = H1 + H2 + H3 = 8 + 1.7+ 0 = 9.7 (m)
Trong đó: H1 - cao trình đỉnh ray, H1 = 8 (m)
H3 - phần cột chơn dưới cốt nền, coi mặt móng ở cốt ± 0,000 (H3 = 0)
Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
Ht = H2 + Hdct + Hr = 1.7 + 0.6 + 0.2 = 2.5 (m)
Trong đó: Hdct - chiều cao dầm cầu trục, chọn sơ bộ Hdct = 0.6 (m)
Hr - chiều cao của ray và đệm, lấy Hr =0.2 (m)
Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:
Hd = H - Ht = 9.7 – 2.5 = 7.2 (m)
2. Theo phương ngang:
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (a = 0). Khoảng cách từ trục định vị đến trục

ray cầu trục:
L − Lk 25 − 22.5
L1 =
=
= 1.25(m)
2
2
Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu về độ cứng:
1 
1 
 1
 1
h =
÷ * H = 
÷  * 9.7 = (0.485 ÷ 0.646)( m).
 20 15 
 20 15 
→ Chọn h = 0.5 (m).
Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:
z = L1 – h = 1.25 – 0.5 = 0.75 (m) > zmin = 0.18 (m)

Các kích thước chính của khung ngang

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

CHƯƠNG I:

THIẾT KẾ HỆ GIẰNG
---    --I. Nhiệm vụ của hệ giằng:
Hệ giằng trong nhà cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng:
- Đảm bảo độ cứng khơng gian của nhà.
- Giảm bớt chiều dài tính tốn của xà và cột khung theo phương ngồi mặt phẳng, từ đó
tăng ổn định tổng thể cho khung ngang.
- Truyền tải trọng gió và lực hãm cầu trục theo phương dọc nhà xuống móng.
- Đảm bảo cho việc thi cơng lắp dựng kết cấu được an toàn và thuận tiện.
II. Cấu tạo:
Hệ giằng trong nhà công nghiệp sử dụng khung thép nhẹ gồm hai bộ phận chính là hệ giằng
mái và hệ giằng cột.
1. Hệ giằng mái:
Được bố trí trong mặt phẳng thân cánh trên tại hai đầu hồi (hoặc gần đầu hồi), đầu khối
nhiệt độ và ở giữa nhà tùy theo chiều dài nhà, sao cho khoảng cách giữa các giằng bố trí cách
nhau khơng q 5 bước cột. Bản bụng của hai thanh xà ngang cạnh nhau được nối bởi các thanh
giằng chéo chữ thập.

Mặt bằng bố trí giằng mái

2. Giằng cột:
Hệ giằng cột có tác dụng bảo đảm độ cứng dọc nhà và giữ ổn định cho cột, tiếp nhận và
truyền xuống móng các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà như tải trọng gió lên tường hồi,
lực hãm dọc nhà của cầu trục.
V * h + 0, 01* P * h
Lực kéo trong thanh giằng: T =
B *sin α

Trong đó:
- V: lực dọc nhà (lực xơ ngang tác dụng lên giằng chéo).
- P: lực nén dọc trong cột nhà
- B: chiều dài bước nhà
- h: chiều cao cột nhà
- α : góc của giằng chéo tạo với mặt phẳng ngang.
Chọn các thanh thép trịn φ20 bố trí các thanh giằng chéo trong phạm vi cột trên và cột
dưới tại những gian có hệ giằng mái.

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

1
Mặt đứng bố trí giằng cột

Cấu tạo các chi tiết giằng
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

CHƯƠNG II:

THIẾT KẾ TẤM LỢP TOLE
---    --1. Các kích thước phổ biến:
- Bề rộng b = 1070 mm, 1081 mm.
- Bề dày: δ = 0.3; 0.35; 0.38; 0.4; 0.45; 0.5; 0.6 mm.
- Chọn chiều dày tôn sơ bộ theo kinh nghiệm, phụ thuộc vào khoảng cách l giữa hai xà gồ. Cụ
thể:
l = 1.2 (m) → δ = 0.35 (mm).
l = 1.6 (m) → δ = 0.40 (mm).
l = 2.0 (m) → δ = 0.60 (mm).

Mặt cắt a-a

2. Sơ đồ tính:
Tấm tơn sóng được tính tốn như một dầm liên tục hoặc dầm đơn giản nhận xà gồ làm
gối đỡ. Tiết diện tính tốn như trên hình vẽ mặt cắt a-a, với bề rộng B = 100 cm.
3. Tải trọng tác dụng lên tấm tơn sóng:
Gồm có: tải trọng gió, trọng lượng bản thân và hoạt tải mái. Thường thì tơn có độ dốc i ≤
20%, do vậy tải trọng gió có chiều ngược với hoạt tải mái và trọng lượng bản thân của tấm tôn.
Ta chọn tổ hợp tải có trị tuyệt đối lớn nhất để tính tốn.
a. Tải trọng gió:
q1 = qc * nq * k * Ce * B (daN/m)
Trong đó:
 qc: giá trị áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng áp lực gió (TCVN 2737-1995).
 k: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình (TCVN 27371995).
 Ce: Hệ số khí động phụ thuộc vào hướng gió và dạng mái (TCVN 2737-1995).
 nq: Hệ số vượt tải đối với tải trọng gió, lấy bằng 1,2.
 B: Diện hứng gió, tính trên 1m tính toán B = 100 (cm).

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

Ta chọn sơ bộ khoảng cách giữa các xà gồ là 1.5 (m) (trên mặt bằng). Chọn sơ bộ chiều
dày tôn δ = 0.40 (mm).
H 9.7
=
= 0.388 và độ dốc mái i = 12% → góc α = 6.8420. Tra bảng ta
Dựa vào tỷ số
L
25
được các hệ số khí động Ce1 = -0.532; Ce2 = -0.4; Ce3 = -0.5
Lấy chiều cao của đỉnh mái (+ 11.2 m) tra bảng ta xác định được: k = 1.19.
Địa điểm xây dựng thuộc phân vùng II-A nên: qc = 83 (daN/m2).
→ q1 = 83 * 1.2 * 1.19 * ( −0.4) * 1 = −47.41 (daN/m)
b. Hoạt tải mái:
q2 = p c * n p * B (daN/m)
Trong đó: + pc : hoạt tải mái tiêu chuẩn, pc = 30 (daN/m2).
+ np: hệ số vượt tải, lấy bằng 1.3.
+ B: Diện tác dụng lên tấm tơn, tính trên 1m tính tốn B = 100 (cm)
→ q2 = 30 * 1.3 * 1 = 39 (daN/m)
c. Trọng lượng bản thân tấm tôn:
q3 = g c * ng * B (daN/m)

g c = 1. 2 * δ * γ T
Trong đó:
+ gc: Trọng lượng tiêu chuẩn của tấm tôn.
+ δ: bề dày tấm tôn.
+ Hệ số vượt tải 1.2 kể đến phần tơn dập sóng.
+ γT = 7850 (daN/m3): Khối lượng riêng của vật liệu làm tấm lợp.
+ ng: hệ số vượt tải, lấy 1.1.
+ B: Bề rộng tính tốn của tấm tơn, B = 100 (cm)
q3 =1.2 * 0.0004 * 7850 * 1.1 * 1 = 4.15 (daN/m)
→
d. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên tấm tôn:
Chọn tổ hợp nguy hiểm trong các tổ hợp sau:
- TH1: qTH1 = q1 + q3 = -47.41 + 4.15 = -43.26 (daN/m)
- TH2: qTH2 = q2 + q3 = 39 + 4.15 = 43.15 (daN/m)
e. Nội lực và kiểm tra tiết diện tấm tôn:
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

- Nội lực: chủ yếu tính Mmax của tấm tơn, dùng các phương pháp sức bền vật liệu ta xác
định được giải nội lực cấu kiện ứng với tổ hợp TH1.

α

a = 1.5 (m)

M max =

1
1
1.5
q * l 2 = * 43.26 * (
) 2 = 12.342 (daN.m)
o
8
8
cos 6.842

Đặc trưng hình học của tiết diện tấm tôn:

I x = 8 * ( 2 * 0.04 * 1.652 ) + 7 * (6.4 * 0.04 * 0.852 ) + 16 * (

0.04 * 2.53
) = 3.87 (cm4)
12

Ix
3.87
=
= 2.34 (cm3)
ymax 1.65
- Kiểm tra tiết diện tấm tôn như một cấu kiện chịu uốn.
+ Điều kiện bền:
M

1234
σ = max =
= 527.4 (daN/cm2) < f*γc = 2100 (daN/cm2)
Wx
2.34

Wx =

Với: γc = 1 là hệ số điều kiện làm việc.
+ Điều kiện võng:
150
)4
5
q *l
5
cos 6.842 o = 0.301( cm )
=
*
=
*
384 E * I x
384 2.1 *10 6 * 3.87 *100
tc

f max

4

35.74 * (

47.41 4.15
+
= −35.74 (daN/m)
1.2
1.1
E = 2.1*106 (daN/cm2): modul biến dạng đàn hồi của thép.
f
0.301
1
f
⇒ max =
= 2.01 *10 −3 <   =
= 5 *10 −3
L
150
L  200

Vậy: tấm tôn thiết kế thỏa mãn điều kiện về độ bền và độ võng.
tc
Với: q = −

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI
---    --1. Các kích thước phổ biến:
Xà gồ có thể có nhiều dạng như: dạng thanh, dạng dàn. Với xà gồ dạng thanh các tiết diện
thông thường như: chữ C, chữ Z, chữ I, thép hộp, thép ống, ...

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

Với nhà có bước khung khơng q lớn B = 6 (m) ta chọn xà gồ dạng thanh loại chữ C có
số hiệu 6CS2.5x085 (sách thiết kế khung thép nhà cơng nghiệp một tầng, một nhịp – trang 85). Ta
có các thông số sau:
D = 150 (mm).
B = 64 (mm).
d = 21.2 (mm).
t = 2.2 (mm).
Ix = 235.17 (cm4).
Iy = 36.75 (cm4).
Wx = 30.81 (cm3).
Wy = 8.57 (cm3).
Trọng lượng bản thân của xà gồ là: gxg = 5.09 (daN/m).
2. Tải trọng tác dụng lên xà gồ:
Gồm có: trọng lượng của tấm lợp, trọng lượng bản thân xà gồ và hoạt tải mái.
- Trọng lượng của tấm lợp:
g c = 1.2 * δ * γ T = 1.2 * 0.0004 * 7850 = 3.77 (daN/m2).
- Trọng lượng bản thân của xà gồ là: gxg = 5.09 (daN/m).
- Hoạt tải mái: pc = 30 (daN/m2).
→ Tải trọng tính tốn tác dụng lên xà gồ:
(g c *γ g + pc *γ p ) * a
(3.77 *1.1 + 30 * 1.3) * 1.2
tt
q =

+ g xg * γ gxg =
+ 5.09 *1.1 = 57.6
cos α
0.995
(daN/m)
→ Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên xà gồ:
(g c + pc ) * a
(3.77 + 30) *1.5
q tc =
+ g xg =
+ 5.09 = 56.10 (daN/m)
cos α
0.993
Trong đó:
a - Khoảng cách giữa hai xà gồ theo mặt bằng a = 1.5 (m). Khi đó cần đặt tổng cộng
12.5/1.5 + 1 = 10 xà gồ.
3. Tính tốn:
Thanh xà gồ được tính tốn như một dầm liên tục hoặc dầm đơn giản nhận xà ngang làm
gối đỡ.
Độ dốc mái i = 12% → góc α = 6.8420 ( sinα = 0.119 ; cosα = 0.993).

qx = q*cosα
x

qy
x

6.0 (m)

qy = q*sinα

α

q

qx
y

6.0 (m)

- Phân tải trọng thành hai phương x-x, y-y:
tt
q x = q tt * cos α = 57.6 * 0.993 = 57.19 (daN/m)
tc
q x = q tc * cos α = 56.10 * 0.993 = 55.7 (daN/m)

q tt = q tt * sin α = 57.6 * 0.119 = 6.8544 (daN/m)
y
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

q tc = q tc * sin α = 56.10 * 0.119 = 6.675 (daN/m)
y

- Nội lực xà gồ tính tốn theo hai phương x-x, y-y:
tt
2
q x * l x 57.19 * 6 2
Mx =
=
= 257.4 (daN.m)
8
8
2
q tt * l y 6.8544 * 6 2
y
My =
=
= 30.84 (daN.m)
8
8
Với: lx = ly = B = 6 (m).
- Kiểm tra điều kiện bền.
σ=

M x M y 25740 3084
+
=
+
= 1195.3 (daN/cm2) < f*γc = 2100 (daN/cm2).
Wx Wy
30.81 8.57

Với : γc = 1 là hệ số điều kiện làm việc.

- Kiểm tra điều kiện độ võng.
tc
4
5 qx * lx
5
55.7 * 6004
∆x =
*
=
*
= 1.90 (cm)
384 E * I x 384 2.1 *106 * 235.17 *100
∆y =

q tc * l 4
5
5
6.675 * 6004
* y y =
*
= 1.46 (cm)
384 E * I y
384 2.1 *106 * 36.75 *100

2
2
∆ = ∆x + ∆y = 1.902 +1.462 = 2.39 (cm)

∆ 2.39
1

∆
=
= 3.99 *10 −3 ≤   =
= 5 *10 −3
B 600
 B  200
Vậy chọn xà gồ trên là thỏa mãn về điều kiện bền và độ võng.
⇒

CHƯƠNG IV:

THIẾT KẾ HỆ SƯỜN TƯỜNG
---    ---

150

22.5

1. Các dạng phổ biến:
Hệ sườn gồm có 2 dạng chủ yếu. Hệ sườn tường cho vách che bằng tole sử dụng các
thanh thép có các tiết diện thơng thường như : chữ C, chữ Z, chữ I, thép hộp. Hệ sườn tường đỡ
tường bằng gạch xây thường dùng thép chữ I.
Với nhà có bước khung khơng q lớn B = 6 (m) ta chọn dầm sườn tường là thép dạng
thanh loại chữ C có số hiệu 6CS4x105 (sách thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một
nhịp – trang 85) đỡ tấm vách tole. Ta có các thơng số sau :
D = 150 (mm).
B = 102 (mm).
d = 22.5 (mm).
t = 2.7 (mm).
Ix = 401.25 (cm4).

2.7
Iy = 141.52(cm4).
Wx = 52.60 (cm3).
Wy = 21.79 (cm3).
Trọng lượng bản thân của sườn tường là: gdst =
7.87 (daN/m).
2. Tải trọng tác dụng lên dầm sườn tường:
Gồm có: trọng lượng của tấm vách, trọng lượng bản thân dầm sườn tường và tải trọng
gió.
a. Theo phương đứng: (theo phương trục x-x)
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

Dầm chịu trọng lượng bản thân và trọng lượng tấm vách.
tt
q x = g c * γ g * a + g dst * γ dst = 3.77 * 1.1 *1.2 + 7.87 * 1.1 = 13.63 (daN/m)

tc
q x = g c * a + g dst = 3.77 *1.2 + 7.87 = 12.39 (daN/m)
b. Theo phương ngang: (theo phương trục y-y)
Dầm chịu tải trọng gió.
q tt = qc * nq * k * Ce * a = 83 * 1.2 * 1.17 * 0.8 * 1.2 = 111.87 (daN/m)
y

q tc = qc × k × Ce × a = 83 * 1.17 * 0.8 * 1.2 = 93.23 (daN/m)
y

Trong đó: Khoảng cách giữa các dầm sườn tường a = 1.2 (m). Khi đó cần bố trí 10/1.2 + 1 =
9.33 => chọn 9 dầm sườn tường.
X
Y

Y

X

3. Tính tốn:
Thanh dầm sườn tường được tính tốn như một dầm liên tục hoặc dầm đơn giản nhận cột
làm gối đỡ.
- Nội lực dầm sườn tường tính tốn theo hai phương x-x; y-y:
tt
q x * l x2 13.63 * 6 2
Mx =
=
= 61.34 (daN.m)
8
8
2
q tt * l y 111.87 * 6 2
y
My =
=
= 503.42 (daN.m)
8

8
Với: lx = ly = B = 6 (m).
- Kiểm tra điều kiện bền.
σ=

Mx My
6134 50342
+
=
+
= 1238.58 (daN/cm2) < f*γc = 2100 (daN/cm2).
Wy
Wx
21.79 52.60

Với : γc = 1 là hệ số điều kiện làm việc.
- Kiểm tra điều kiện độ võng.
tc
4
5 qx * lx
5
12.39 * 600 4
∆x =
*
=
*
= 0.70 (cm).
384 E * I y
384 2.1*10 6 *141.52 *100
∆y =

tc
4
5 qy *ly
5
93.23 * 600 4
*
=
*
= 1.87 (cm).
384 E * I x
384 2.1*10 6 * 401.25 *100
2
2
∆ = ∆x + ∆y = 0.70 2 +1.87 2 = 2.0 (cm).

∆ 2 .0
1
∆
=
= 3.33 * 10 −3 ≤   =
= 5 * 10 −3
B 600
B  200

Vậy chọn dầm sườn tường trên là thỏa mãn về điều kiện bền và độ võng.
⇒

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

CHƯƠNG V:

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
---    --I. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):
Độ dốc mái i = 10% → α= 5.710 (sinα = 0.099 ; cosα = 0.995).
Tải trọng thường xuyên tác dụng lên khung ngang bao gồm: trọng lượng của các lớp mái,
trọng lượng bản thân xà gồ, sườn tường, trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu trục.
- Trọng lượng bản thân các tấm lợp và xà gồ mái thép hình được tính trên 1 (m) dài như
sau: qt +xg =

1.1 * 3.77 * 6 * 1
+1.1 * 5.09 * 6 = 58.6 (daN/m).
0.995

- Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ 1 (kN/m). Tổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên
xà ngang: qm = 0.586 +1.05 * 1 = 1.64 (kN/m).
- Trọng lượng bản thân hệ sườn tường bao gồm [hệ dầm sườn tường 8 thanh và tôn
(6x10)m ] quy thành tải tập trung tại đỉnh cột :
Qt = 1.1 * 3.77 * 6 * 10 +1.1 * 8 * 7.87 * 6 = 664.36 (daN)

- Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1 (kN/m). Quy thành tải tập trung và
mơment lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:
Qdct = 1.05 *1* 6 = 6.3 (kN).

M dct = 6.3 * ( L1 − 0.5 * h) = 6.3 * (0.75 − 0.5 * 0.5) = 3.15 (kNm).
164 kg/m

630 kg

630 kg

315 kg.m

2300

664.36kg

664.36 kg

7700

315 kg.m

24000

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

II. Hoạt tải mái:
Theo 2737:1995, trị số của họat tải thi công hoặc sửa chữa mái (mái tôn) là 0.3 (kN/m2),
hệ số vượt tải là 1.3.
Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang:
1.3 * 0.3 * 6
qht =
= 2.352 (kN/m).
0.995
235.2 kg

7700

2300

235.2 kg

24000

24000

Hoạt tải nửa mái trái và nửa mái phải

III. Tải trọng gió:
- Gồm hai thành phần: gió tác dụng lên cột và gió tác dụng trên mái.
- TP. Cần Thơ thuộc khu vực IIA có áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 83 (kN/m2), hệ số vượt tải
là 1.2.
- Căn cứ vào hình dạng mặt bằng nhà và góc dốc của mái, ta có số liệu sau:
H 10
=

= 0.417 ; α = 5,710
L
24
Tra bảng ta được các hệ số khí động sau:
⇒ Ce1 = -0.441; Ce2 = -0.4; Ce3 = -0.5
41

Ce2=-0
i = 10%

α

.4

i = 10%

10000

.4
Ce1=-0

Ce3=-0.5

+0.8

24000
A

B

Sơ đồ xác định hệ số khí động

1. Tải trọng gió tác động lên cột:
- Phía đón gió:
Wcđ = n *W0 * K * ce * B = 1.2 * 0.83 *1.18 * 0.8 * 6 = 5.64 (kN/m).
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

- Phía khuất gió:
Wck = n *W0 * K * ce * B = 1.2 * 0.83 *1.18 * 0.5 * 6 = 3.53 (kN/m).

2. Tải trọng gió tác động lên mái:
- Phía đón gió:
Wmđ = n *W0 * K * ce * B = 1.2 * 0.83 *1.194 * 0.441* 6 = 3.15 (kN/m).

- Phía khuất gió:
Wmk = n *W0 * K * ce * B = 1.2 * 0.83 *1.194 * 0.4 * 6 = 2.85 (kN/m).

353 kg/m

10000

353 kg/m

564 kg/m

315 kg/m

285 kg/m

10000

285 kg/m

315 kg/m

564 kg/m

24000

24000

A

B

A

B

Tải trọng gió trái sang và gió phải sang.

III. Hoạt tải cầu trục:
Theo bảng số liệu cầu trục 16 (T) với chế độ làm việc nặng:

Sức
trục
Q (T)

Nhịp
LK
(m)

Ch.cao
gabarit
HK
(mm)

Kh.các
h Zmin
(mm)

Bề rộng
gabarit BK
(mm)

Bề rộng
đáy KK
(mm)

T.lượng
cầu trục
G (T)

T.lượng

xe con Gxe
(T)

Áp
lực
Pmax
(kN)

Áp lực
Pmin
(kN)

16

22.5

1140

180

4230

3200

11.18

1.236

108

27.9

Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãm ngang xác
định như sau:
1. Áp lực đứng của cầu trục:
- Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục
được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe
của cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất, xác định được các tung độ y i của đường ảnh hưởng,
từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất cả bánh xe cầu trục lên cột:
Dmax = nc*γp*ΣPmax*yi = 0.85*1.1*108*2.6 = 262.5 (kN)
Dmin = nc*γp*ΣPmax*yi = 0.85*1.1*27.9*2.6 = 67.8 (kN)
Σyi = 0.3 + 0.83 + 1 + 0.47 = 2.6

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

4230

1770

3200
6000

0.3

4230

1030

0.83

3200

1

6000

2800

0.47

Trong đó:
γ p : hệ số vượt tải của họat tải cầu trục γ p =1.1
nc : hệ số tổ hợp, lấy bằng 0.85 khi xét tải trọng do hai cầu trục làm việc ở chế độ trung

bình.
Pmax: áp lực lớn nhất tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray.
Pmin: áp lực nhỏ nhất tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray ở phía cột bên kia.
yi: tung độ đường ảnh hưởng.
- Các lực Dmax và Dmin sẽ thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột, do đó sẽ lệch tâm so
với trục cột là : e = L1 – 0.5*h = 0.75 – 0.5*0.5 = 0.5 (m)
Trị số của momen lệch tâm tương ứng:
Mmax = Dmax*e = 262.5 *0.5 = 131.3 (KN.m)
Mmin = Dmin*e = 67.8*0.5 = 33.9 (kN.m)

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

26250 kg

6780 kg

3390 kg.m

26250 kg

3390 kg.m

13130 kg.m

7700

13130 kg.m

6780 kg

2300

Đồ Án Kết Cấu Thép

24000

24000

Áp lực đứng của cầu trục tác dụng lên khung
2. Lực hãm của cầu trục:
- Khi cầu trục hoạt động còn chịu lực quán tính phát sinh ra lực tác dụng ngang nhà theo
phương chuyển động do xe con hãm, qua các bánh xe cầu trục sẽ truyền lên dầm hãm vào cột
bằng phản lực tựa như của dầm hãm.
- Lực hãm ngang T, truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình đang hãm, T được xác định
bằng cơng thức sau:
0.5*k f *( Q +G xe )
T
0.5*0.1*(16 + .236 ) 0.43
1
Tltc = o =
=
=
2
no
n0

(T) = 4.3 (kN)

- Lực hãm ngang của tồn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hãm (giả thiết cách
vai cột 0.7 m):
T = *γ *∑
n
T * y = 0.85*1.1*4.3*2.6 = 10.45 (kN)
tc

i

1045 kg

1045 kg

1500

l

8500

p

8500

1500

c

24000

24000

Lực hãm ngang của cầu trục lên cột bên trái và bên phải.
CHƯƠNG VI:

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC
---    --SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

I. Xác định nội lực:
Nội lực trong khung ngang được xác định với tùng trường hợp chất tải bằng phần mềm
SAP 2000. Kết quả tính tốn được thể hiện các biểu đồ và bản thống kê nội lực. Dấu của nội lực
lấy theo qui định chung trong sức bền vật liệu.
Dưới đây thể hiện hình dạng biểu đồ nội lực cho nửa khung bên trái với các trường hợp
chất tải. Đơn vị tính là Kg, Kg.m.

Qui ước chiều dương của nội lực theo SBVL
1. Các trường hợp chất tải:
164 kg/m

630 kg

630 kg

315 kg.m

2300

664.36kg

664.36 kg

7700

315 kg.m

24000
TĨNH TẢI (TT)

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

235.2 kg/m

24000

HOẠT TẢI CHẤT NỬA MÁI TRÁI (HT1)

7700

2300

235.2 kg

24000

HOẠT TẢI CHẤT NỬA MÁI PHẢI (HT2)

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

7700

2300

235.2 kg/m

24000

HOẠT TẢI CHẤT CẢ MÁI (HT3)

2300

26250 kg

6780 kg

3390 kg.m

7700

13130 kg.m

24000

ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁI (HT4)

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

6780 kg

3390 kg.m

7700

13130 kg.m

2300

26250 kg

24000

1068 kg

8500

1500

ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢI (HT5)

24000

LỰC HÃM NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁI (HT6)

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

1500

Đồ Án Kết Cấu Thép

8500

1068 kg

24000
LỰC HÃM NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢI (HT7)

10000

285 kg/m

315 kg/m

353 kg/m

564 kg/m

24000
A

B

GIÓ TRÁI (GT)

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

/m
285 k g

353 kg/m

10000

315 k g
/m

564 kg/m

24000
A

B

GIÓ PHẢI (GP)
2. Chọn sơ bộ tiết diện:
a. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột:
Chiều cao tiết diện cột được chon theo yêu cầu độ cứng:
1
1
1
1
h = ( ÷ ) * H = ( ÷ ) *10 = (0.5 ÷ 0.667) m
15 20
15 20
=> Chọn h = 500 mm
Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng:
bf = (0.3÷0.5)*h = (0.3÷0.5)*500 = (150 ÷ 250) mm
=> Chọn bf = 200 mm
Bề dày bản bụng:
1

1
1
1
tw = (
÷
)*h =(
÷
) * 500 = (0.5 ÷ 7.143) mm ≥ 6mm
70 100
70 100
=> Chọn tw = 6 mm.
Bề dày bản cánh:
t f = (10 ÷ 200)mm; t f ≥ t w

=> Chọn tf = 10 mm.
Tiết diện cột như hình vẽ:

b. Chọn tiết diện xà
diện):
+ Đầu xà:
h= 500mm.
bf = 200mm.
tw = 6mm.
tf = 10mm.
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

ngang: (thay đổi tiết

MSSV: 1100659

Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

+ Đoạn giữa và đoạn cuối của xà:
H = 250mm.
bf = 200mm
tw = 6mm.
tf = 10mm.

II. Tổ hợp nội lực:
Sau khi tính khung với từng loại tải trọng cần tổ hợp nội lực để tìm nội lực nguy hiểm nhất tại
các tiết diện đặc trưng. Khi tiến hành tổ hợp nội lực cần tuân thủ một số nguyên tắc cơ bản
sau:
- Nội lực do tĩnh tải cần kể đến trong mọi trường hợp.
- Không được xét đồng thời nội lực do Dmax và Dmin ở cùng một phía cột.
- Nếu kể đến nội lực do lực hãm ngang T thì phải kể nội lực đứng D max, Dmin. Ngược lại,
có thể nội lực do áp lực đứng Dmax, Dmin, mà không cần kể nội lực do lực hãm ngang T.
- Nội lực do áp lực đứng Dmax xét ở phía cột nào thì nội lực do lực hãm ngang T phải kể
đến ở phía cột đó.
- Cần xét hai tổ hợp cơ bản:
+ Tổ hợp cơ bản 1: gồm nội lực do tĩnh tải và một hoạt tải gây ra (hệ số tổ hợp
nội lực n = 1.0).
+ Tổ hợp cơ bản 2: gồm nội lực do tĩnh tải và các hoạt tải bất lợi (trị số của nội
lực do các hoạt tải gây ra cần nhân với hệ số tổ hợp n = 0.9).
- Tại một tiết diện đặc trưng cần tìm 3 cặp nội lực sau:
M+max - Ntư; M-min - Ntư; Nmax - M+,- tư.
1. Các trường hợp chất tải:
1. TT (Tĩnh tải).

2. HT1 (Hoạt tải chất nửa mái trái).
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

3. HT2 (Hoạt tải chất nửa mái phải).
4. HT3 (Hoạt tải chất đầy mái).
5. HT4 (Áp lực đứng của cầu trục lên cột trái).
6. HT5 (Áp lực đứng của cầu trục lên cột phải).
7. HT6 (Lực hãm ngang của cầu trục lên cột trái).
8. HT7 (Lực hãm ngang của cầu trục lên cột phải).
9. GT (Gió trái).
10. GP (Gió phải).
2. Tổ hợp tải trọng:
1. COMB1 = TT + HT1.
2. COMB2 = TT + HT2.
3. COMB3 = TT + HT3.
4. COMB4 = TT + HT4.
5. COMB5 = TT + HT5.
6. COMB6 = TT + GT.
7. COMB7 = TT + GP.
8. COMB8 = TT + 0.9*(HT1 + GT).
9. COMB9 = TT + 0.9*(HT1 + GP).
10. COMB10 = TT + 0.9*(HT2 + GT).
11. COMB11 = TT + 0.9*(HT2 + GP).

12. COMB12 = TT + 0.9*(HT3 + GT).
13. COMB13 = TT + 0.9*(HT3 + GP).
14. COMB14 = TT + 0.9*(HT4 + GT).
15. COMB15 = TT + 0.9*(HT4 + GP).
16. COMB16 = TT + 0.9*(HT5 + GT).
17. COMB17 = TT + 0.9*(HT5 + GP).
18. COMB18 = TT + 0.9*(HT1 + HT4).
19. COMB19 = TT + 0.9*(HT1 + HT5).
20. COMB20 = TT + 0.9*(HT2 + HT4).
21. COMB21 = TT + 0.9*(HT2 + HT5).
22. COMB22 = TT + 0.9*(HT3 + HT4).
23. COMB23 = TT + 0.9*(HT3 + HT5).
24. COMB24 = TT + 0.9*(HT4 + HT6).
25. COMB25 = TT + 0.9*(HT5 + HT7).
26. COMB26 = TT + 0.9*(HT1 + HT4 + HT6).
27. COMB27 = TT + 0.9*(HT1 + HT5 + HT7).
28. COMB28 = TT + 0.9*(HT1 + HT4 + GT).
29. COMB29 = TT + 0.9*(HT1 + HT4 + GP).
30. COMB30 = TT + 0.9*(HT1 + HT5 + GT).
31. COMB31 = TT + 0.9*(HT1 + HT5 + GP).
32. COMB32 = TT + 0.9*(HT2 + HT4 + HT6).
33. COMB33 = TT + 0.9*(HT2 + HT5 + HT7).
34. COMB34 = TT + 0.9*(HT2 + HT4 + GT).
35. COMB35 = TT + 0.9*(HT2 + HT4 + GP).
36. COMB36 = TT + 0.9*(HT2 + HT5 + GT).
37. COMB37 = TT + 0.9*(HT2 + HT5 + GP).
38. COMB38 = TT + 0.9*(HT3 + HT4 + HT6).
39. COMB39 = TT + 0.9*(HT3 + HT5 + HT7).
40. COMB40 = TT + 0.9*(HT3 + HT4 + GT).
41. COMB41 = TT + 0.9*(HT3 + HT4 + GP).

42. COMB42 = TT + 0.9*(HT3 + HT5 + GT).
43. COMB43 = TT + 0.9*(HT3 + HT5 + GP).
44. COMB44 = TT + 0.9*(HT1 + HT4 + HT6 + GT).
45. COMB45 = TT + 0.9*(HT1 + HT4 + HT6 + GP).
SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

COMB46 = TT + 0.9*(HT1 + HT5 + HT7 + GT).
COMB47 = TT + 0.9*(HT1 + HT5 + HT7 + GP).
COMB48 = TT + 0.9*(HT2 + HT4 + HT6 + GT).
COMB49 = TT + 0.9*(HT2 + HT4 + HT6 + GP).

COMB50 = TT + 0.9*(HT2 + HT5 + HT7 + GT).
COMB51 = TT + 0.9*(HT2 + HT5 + HT7 + GP).
COMB52 = TT + 0.9*(HT3 + HT4 + HT6 + GT).
COMB53 = TT + 0.9*(HT3 + HT4 + HT6 + GP).
COMB54 = TT + 0.9*(HT3 + HT5 + HT7 + GT).
COMB55 = TT + 0.9*(HT3 + HT5 + HT7 + GP).
BAO = EVE (TH1 + TH2 +…+ TH55).
CHUYENVI = TT + GTTC.

SƠ ĐỒ KHUNG

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659


Đồ Án Kết Cấu Thép

CBHD: ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

M

N

Q

BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC

SVTH: Đỗ Thanh Tâm

MSSV: 1100659