Thuyết minh tính toán nhà xưởng kết cấu thép trang trại bò sữa vinamilk

công ty tnhh liên doanh idCO lao

idco laos

ĐC: Số 151, Tổ 5 , BảN THơN, MườNG PAEK, XIENG KHOUANG, LaO
TEL: 020.96.230.238

Structural calculation explanation
dự án

: tổ hợp trang trại Bò SữA, Bò THịT công nghệ cao vinamilk - laoS jagro
:

địa điểm

: HUYệN paEk, tỉnh xiêng khoảng, lào
:


Structural calculation explanation
dự án

: tổ hợp trang trại Bò SữA, Bò THịT công nghệ cao vinamilk - laoS jagro
:

địa điểm

: HUYệN paEk, tỉnh xiêng khoảng, lào
:

công ty tnhh liên doanh idCO lao

PHẦN MỞ ĐẦU
Các cở sở thiết kế áp dụng cho toàn bộ các hạng mục tính toán trong thuyết minh này
1. Tiêu chuẩn, quy chuẩn, tài liệu tham khảo:
TCVN 2737 : 1995
TCVN 9362-2012

Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế
Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

TCVN 5574: 2018

Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 5575 : 2012

Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 1651 : 2008

Tiêu chuẩn đặc điểm kỹ thuật cho thép có gân carbon – Kết
cấu bê tông cốt thép

TCXD 227 : 1999

Cốt thép trong bê tông – Hàn hồ quang

TCVN 3223 : 2000

Que hàn điện dành cho thép carbon và thép hợp kim thấp

TCVN 3104:1979

Thép kết cấu hợp kim thấp – Mác, yêu cầu kỹ thuật

TCVN 5709:1993
TCVN 6522:2008

Thép carbon cán nóng dùng cho xây dựng – Yêu cầu kỹ
thuật
Thép tấm kết cấu cán nóng

TCVN 1916:1995

Bu lông, vít, vít cấy và đai ốc – Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 8789:2011

Sơn bảo vệ kết cấu thép – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp
thử

TCVN 5408:2007

Lớp phủ kẽm nhúng nóng trên bề mặt sản phẩm gang và
thép – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

2. Các chỉ tiêu thiết kế:
2.1.


Kết cấu bê tông cốt thép:

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho phép trong kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn
TCVN 5574-2018, thể hiện trong bảng sau:
Bảng 19 – Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ
Đơn vị tính bằng milimét

Điều kiện làm việc của kết cấu nhà

Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ

1. Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm
bình thường và thấp (không lớn hơn 75 %).

20


2. Trong các gian phòng được che phủ với độ ẩm
nâng cao (lớn hơn 75 %) (khi không có các biện
pháp bảo vệ bổ sung).

25

3. Ngoài trời (khi không có các biện pháp bảo vệ
bổ sung).

30

4. Trong đất (khi không có các biện pháp bảo vệ

bổ sung), trong móng khi có lớp bê tông lót.

40

2.2.
Kết cấu thép:
 Biến dạng của kết cấu thép được xác định theo tải trọng tiêu chuẩn. Không kể đến hệ số
động lực và không xét sự giảm yếu tiết diện do các lỗ liên kết.


Độ võng tính toán lớn nhất cho phép của các cấu kiện kết cấu thép được quy định theo tiêu
chuẩn 5575-2012, thể hiện trong bảng sau:
Bảng 1 - Độ võng cho phép của cấu kiện chịu uốn
Loại cấu kiện

Độ võng cho phép

Dầm của sàn nhà và mái:
1. Dầm chính

L /400

2. Dầm của trần có trát vữa, chỉ tính võng cho tải trọng tạm thời

L /350

3. Các dầm khác, ngoài trường hợp 1 và 2

L /250

4. Tấm bản sàn

L /150

Dầm có đường ray:
1. Dầm đỡ sàn công tác có đường ray nặng 35 kg/m và lớn hơn

L /600

2. Như trên, khi đường ray nặng 25 kg/m và nhỏ hơn

L /400

Xà gồ:
1. Mái nhà ngói không đắp vữa, mái tấm tôn nhỏ

L /150

2. Mái lợp ngói có đắp vữa, mái tôn múi và các mái khác

L /200


Dầm hoặc giàn đỡ cầu trục:
1. Cầu trục chế độ làm việc nhẹ, cầu trục tay, palăng

L /400

2. Cầu trục chế độ làm việc vừa

L /500

3. Cầu trục chế độ làm việc nặng và rất nặng

L /600

Sườn tường:
1. Dầm đỡ tường xây

L /300

2. Dầm đỡ tường nhẹ (tôn, fibro xi măng), dầm đỡ cửa kính

L /200

3. Cột tường

L /400

CHÚ THÍCH: L là nhịp của cấu kiện chịu uốn. Đối với dầm công xôn thì L lấy bằng 2 lần độ vươn
của dầm.

 Chuyển vị ngang ở mức mép mái của nhà công nghiệp kiểu khung một tầng, không cầu trục, gây bởi
tải trọng gió tiêu chuẩn được giới hạn như sau:
+ Khi tường bằng tấm tôn kim loại: H/100;
+ Khi tường là tấm vật liệu nhẹ khác: H/150;
+ Khi tường bằng gạch hoặc bê tông: H/240;
(với H là chiều cao cột.)
Nếu có những giải pháp cấu tạo để đảm bảo sự biến dạng dễ dàng của liên kết tường thì các chuyển vị
giới hạn trên có thể tăng lên tương ứng.

2.3.

Điều kiện địa chất:

Báo cáo khảo sát địa chất công trình được lập năm 2019 bởi công ty TNHH Liên doanh IDCO LÀO.
Tại khu vực xây dựng công trình có các tầng địa chất như sau:
+ Lớp 1: Sét pha lẫn rễ cây, mùn thực vật màu xám nâu. Trạng thái dẻo cứng.
+ Lớp 2: Sét màu xám vàng, xám nâu, xám trắng, xám xanh. Trạng thái nửa cứng.
+ Lớp 3: Cát hạt trung màu xám trắng, xám vàng. Kết cấu chặt vừa – chặt.
+ Lớp 4: Đá sét bột kết màu xám nâu. Độ cứng cấp IV-VI.


Khu vực xây dựng công trình có mặt bằng tương đối bằng phẳng. Điều kiện địa chất công trình ổn định, ít
thay đổi.

3. Tải trọng thiết kế:
Tải trọng sử dụng trong thiết kế được tính toán và phân tích như sau:
3.1.

Tĩnh tải: (SDEAD)
Tải trọng bản thân và các tĩnh tải khác:
Trọng lượng bản thân của vật liệu:

-

Bê tông cốt thép

: 25.0kN/m³

-

Gạch ống

: 15.0kN/m³

-

Vữa
Gạch ceramic

-

Thép
Gạch lát nền dày 1cm
Vữa lát gạch, láng tạo dốc dày 3cm
Vữa trát trần, tường dày 1,5cm

:
:
:
:
:
:

Tĩnh tải tường xây:
+ Tường dày 100

: 1.80 kN/m

-

+ Tường dày 200

3.2.

18.0kN/m³
22kN/m3
78.5 kN/m3
0.2 kN/m2
0.54 kN/m2
0.27kN/m2

: 3.30 kN/m
: 0.15 kN/m2

Tĩnh tải xà gồ và tấm lợp

Hoạt tải: (LIVE)
Lấy tương đương theo TCVN 2737:1995,
hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên mái như sau:
- Mái bằng

3.3.

=

0.3

kN/m2

Tải trọng gió: (WIND)

Vận tốc gió tại khu vực xây dựng công trình lấy theo các số liệu về khí hậu tại bản Latsèn thuộc
tỉnh Xiengkhuang – Lào; là vùng lân cận gần với vị trí xây dựng công trình nhất.


Lấy vận tốc gió lớn nhất : Vmax = 27km/h = 7,5m/s
Áp lực gió tính theo công thức : Wo=0,613V2 (V là vận tốc theo m/s)
Wo=0,613x7,52 = 34,5 N/m2 = 0,034 kN/m2
Đây là số liệu lấy trong năm 2018-2019, để đảm bảo an toàn cho công trình, TVTK lấy số liệu theo
vùng áp lực gió I-A (phụ lục E - TCVN 2737:1995) là của huyện Kỳ Sơn – tỉnh Nghệ An, gần với
khu vực xây dựng công trình và có các số liệu về khí hậu gần giống với tỉnh XiengKhuang.
+ Giá trị áp lực gió đưa vào tính toán là Wo=0.55 kN/m2
4. Chỉ tiêu kỹ thuật vật liệu chính:
4.1.

-

Bê tông:
Bê tông cấp độ bền chịu nén B20(M250) sử dụng cho các kết cấu móng, dầm móng, cột,
dầm.
Cường độ tính toán khi tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất là:
Rb =11.5MPa
Rbt =0.9MPa
Eb =27000Mpa


-

Bê tông cấp độ bền chịu nén B10(M150) sử dụng cho các lớp bê tông bảo vệ kết cấu

chính.

4.2.

Cốt thép:
Thép thanh dùng loại thép carbon

-

Cốt thép chính dùng loại AIII hoặc tương đương có:
Cường độ tính toán Rs=365 Mpa

-

Cốt thép đai, thép xiên dùng loại AI hoặc tương đương có:
Cường độ tính toán Rs=175 Mpa

4.3.

-

Que hàn:
Vật liệu que hàn sử dụng phù hợp tương đương với quy định của tiêu chuẩn Việt Nam. Sử
dụng que hàn N50 cho thép cơ bản theo TCVN 3223:2000, có cường độ tính toán
Fwf = 215 MPa;

4.4.

-

Thép tấm cán nóng:
Thép tấm sử dụng phù hợp với ASTM A 572/A 572M-07 loại I hoặc tương đương.
Giới hạn chảy tối thiểu: t<=50mm: fy=345 Mpa

4.5.

-

Bu lông neo, bu lông, vít, vít cấy và đai ốc:
Bu lông cấp bền 8.8 sử dụng cho các liên kết chính trong khung
Cường độ chịu kéo tính toán Rk=400Mpa
Cường độ chịu cắt tính toán Rac=320Mpa
Cường độ ép mặt tính toán Rblem=370Mpa

-

Bu lông cấp bền 6.6 sử dụng cho bu lông neo, vít bắn tôn, liên kết xà gồ, các liên kết phụ
khác.

5. Phân tích kết cấu:
5.1.

-

Tính toán kết cấu:
Kết cấu BTCT, kết cấu thép được tính toán thỏa mãn những yêu cầu tính toán cường độ
theo trạng thái giới hạn thứ nhất.

-

Kết cấu BTCT, kết cấu thép được tính toán thỏa mãn các điều kiện sử dụng bình thường
(biến dạng, chuyển vị, độ bền mỏi, …) theo trạng thái giới hạn hai.


5.2.

Phân tích kết cấu:

5.2.1. Hiện các biểu đồ chuyển vị
Đơn vị chuyển vị tại nút :
- U1,U2,U3 : đơn vị chiều dài
- R1,R2,R3 : đơn vị Radians
5.2.2. Nội lực phần tử thanh
- P, the axial force
- V2, the shear force in the 1-2 plane
- V3, the shear force in the 1-3 plane
- T, the axial torque
- M2, the bending moment in the 1-3 plane (about the 2 axis)
- M3, the bending moment in the 1-2 plane (about the 3 axis)

5.2.3. Đặc tính vật liệu:

Modul đàn

Bê Tông

Thép

kN/m2

27.00E+06

2.0E+08

kN/m3

25.00

78.5

0.20

0.3

5.2.4. Tổ hợp tải trọng
5.2.4.1.

Các trường hợp tải trong :

- Tĩnh tải SDEAD (SD) : Trọng lượng bản thân của cấu kiện
- Hoạt tải LIVE :


+ EL : Áp lực đất
+ HL : Hoạt tải nước
+ SL : Hoạt tải sàn, mái
- Tải gió WIND :
+ Wx : Tải trọng gió tác động theo phương trục X (ngang nhà)
+ Wy : Tải trọng gió tác động theo phương trục Y (dọc nhà)
5.2.4.2. Các tổ hợp tải trọng :

- Tính toán theo TTGH 2 nhằm đảm bảo cho kết cấu không hình thành cũng như mở rộng
vết nứt quá mức, không có những biến dạng, chuyển vị vượt quá giới hạn cho phép.
Tổ hợp

Tĩnh tải

Hoạt tải

Tải trọng do môi trường

SD

SL

HL

EL

Wx

Wy

S1

1

1

1

1

-

-

S2

1

1

1

1

0,9

S3

1

1

1

1

S4

1

1

-

1

0,9
-

-

- Tính toán theo TTGH 1 nhằm đảm bảo cho kết cấu không bị phá hoại, không bị bất ổn
định về hình dạng khi chịu tác dụng đồng thời các yếu tố về lực và ảnh hưởng bất lợi của
môi trường.
Tổ hợp

Tĩnh tải

Hoạt tải

Tải trọng do môi trường

SD

SL

HL

EL

Wx

Wy

U1

1.1

1.2

1.2

1.2

-

-

U2

1.1

1.2

1.2

1.2

1,2

U3

1.1

1.2

1.2

1.2

U4

1.1

1.2

-

1.2

1,2
-

-


Structural calculation explanation

h¹ng môc (ITEM) : chuång sè 01


CÔNG TRÌNH:

TRẠI VINAMILK XIÊNG KHOẢNG

ĐỊA ĐIỂM:

TỈNH XIÊNG KHOẢNG - LÀO

HẠNG MỤC:

CHUỒNG SỐ 01

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

Tựa Đề:
A /. TÍNH CHỌN XÀ GỒ :
1/.

Chọn tiết diện :
1 . Tải trọng tác dụng lên xà gồ :
Sử dụng tấm lợp loại có chiều dày

=

0.45 mm

Trọng lượng tôn lợp qtl

=

2
4.74 Kg/m

i%

=

19.5 %



=

11.03 độ

Bước xà gồ

b

=

1.2 m.

Bước cột

l

=

6 m.

Hệ số vượt tải tónh tải

n

=

1.05

Hệ số vượt tải hoạt tải

n

=

1.2

Hoạt tải phân bố chuẩn

qc

=

Độ dốc nhà

q c  b  q tl  b
)

cos 

2
30 Kg/m

=

50.09

Kg/m.

q y = q x cos

=

49.17

Kg/m.

q x = q x sin

=

9.59

Kg/m.

q = n (

2. Moment uốn tác dụng lên xà gồ :

qy l 2
M =
x
11

M

=

y

q

x

= 160.91

Kg.m.

= 31.38

Kg.m.

=

7.66

cm3,

=

1.49

cm3,

 l2
11

3. Moment chống uốn tác dụng lên xà gồ :

Wx =

Mx

 

My
W
=
y
 

Xà gồ chọn Z15025

2 /.

C15065

có:

Q'ty

=

5.01

Kg/m.

Wx

=

27.89

cm3

Ix =

209.2

cm4

Wy

=

6.20

cm3

Iy =

31.06

cm4

Kiểm tra tiết diện chọn :
1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ :


CÔNG TRÌNH:

TRẠI VINAMILK XIÊNG KHOẢNG

ĐỊA ĐIỂM:

TỈNH XIÊNG KHOẢNG - LÀO

HẠNG MỤC:

CHUỒNG SỐ 01

q = n (

qc  b  qtl  b
 g)
cos

=

55.35

Kg/m.

qy = q x cos

=

54.33

Kg/m.

qx = q x sin

=

10.59

Kg/m.

=

177.81

Kg.m.

=

34.67

Kg.m.

2. Moment uốn tác dụng lên xà gồ :

qy  l 2

Mx =

My =

11

qx  l 2
11

3. ng suất lớn nhất do tác động đồng thời cuả hai moment :

 = x  y =

M x My

W x Wy

= 1,196    R =

Kg/cm2,

3,450

Thoả

Độ võng xà gồ dưới tác dụng của tải trọng qy (theo phương x đã có hệ giằng xà gồ):
4
5 qy  l
fy =

384 E  I x



f
L

=

2.087

=

0.00348

cm.

1
f
  =
=
 L  180

0.00667

=====> Thỏa

==>Nên xà gồ đã chọn là đạt yêu cầu .
B /.

TÍNH TOÁN KHUNG NGANG :
I

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG :

1/.

Tải trọng thường xuyên :
2
4.74 Kg/m

Tôn lợp
Xà gồ

4.7 Kg/m

Tónh tải mái tính toán:

15 Kg/m2

Hệ số tónh tải n =

1.05

Tónh tải tác dụng lên khung
2/.

0.095 T/m

Tải trọng tạm thời ngắn hạn :
2
30 Kg/m

Hoạt tải
Hệ số hoạt tải n =

1.3

Hoạt tải tác dụng lên khung
Tải trọng gió theo TCVN 2737-95:
a.

Đặc tính hình học của nhà:
Cao (đỉnh cột) :
Nhòp l:

4.2 m.
27.8 m.

0.234 T/m


CÔNG TRÌNH:

TRẠI VINAMILK XIÊNG KHOẢNG

ĐỊA ĐIỂM:

TỈNH XIÊNG KHOẢNG - LÀO

HẠNG MỤC:

CHUỒNG SỐ 01

h1/l =

0.151
11.0 độ

 =
Bước cột b =

b

6 m.

Công trình xây dựng tại

Do đó :

c1 =

0.80

c2 =

-0.103

c3 =

-0.40

c4 =

-0.60

TỈNH XIÊNG KHOẢNG - LÀO

Do đó thuộc vùng áp lực gió

IA

Tỉ số chiều cao nhà/nhòp là :

H/L =

0.151

< 1,5

Nên không tính đến thành phần gió động , mà chỉ tính thành phần tónh.
Hệ số tin cây của gió no =

1.2

Thời gian giả đònh sử dụng công trình (năm): t =

40

Hệ số điều chỉnh tải trọng gió ứng với thời gian sử dụng giả đònh của công trình:
=

0.96

Thành phần tónh được xác đònh :
W = no x Wo x k x c x a x  .

b

c

II

Wo =

55

Kg/m2.

Dạng đòa hình

A

Trống trải

1.125

Hệ số kể đến sự thay đổ áp lực gió đỉnh cột K =

1.125

Hệ số kể đến sự thay đổ áp lực gio ở chân cột K =

1

Phía trái:

ĐỈNH

CHÂN

W1 = no x Wo x k x c1 x a = 342

304 Kg/m.

323

W2 = no x Wo x k x c2 x a = -44

-44 Kg/m.

-44

W3 = no x Wo x k x c3 x a = -171

-171 Kg/m.

-171

W4 = no x Wo x k x c4 x a = -257

-228 Kg/m.

-242

0

Phía phải:

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG :