Đồ án Kết cấu thép 2: Thiết kế nhà công nghiệp

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

Lời nói đầu.
Mơn học kết cấu thép là một mơn học quan trong của ngành xây dựng. Vì vậy 
đồ  án kết cấu thép 2 là một trong những đồ  án lớn và khó của sinh viên khoa xây 
dựng. Trong q trình làm đồ  án là thời gian sinh viên học hỏi được nhiều kiến  
thức từ những lý thuyết sách vở cho đến những kiến thức thực tế, những kiến thức  
đó được truyền đạt từ giảng viên thơng qua đồ án đề sinh viên có thể thiết kế cơng 
trình phù hợp với thực tiễn. Việc làm đồ án giúp sinh viên hiểu hơn về lý thuyết và 
rèn luyện them các kỹ năng cho bản thân như  làm thuyết minh, hiểu và dựng bản 
vẽ và kỹ năng bảo vệ đồ án trước giảng viên.
Trong đồ án kết cấu thép 2 này, em được giao thiết kế một nhà cơng nghiệp gần  
với thực tế. Với những kiến thức cơ bản và cũng có những hạn chế do chưa hiểu  
thấu đáo hết nội dung nên đồ  án khơng thể  tránh khỏi các sai sót. Những sai sót 
trong bài và những chi tiết chưa phù hợp với thực tiễn mong nhận được sự góp ý và 
hướng dẫn của giảng viên để em có thể đúc kết them kiến thức cho chính bản thân  
mình.
Trong q trình làm đồ  án em chân thánh cảm  ơn sự  nhiệt tình hướng dẫn của 
thầy Hồng Bắc An là giảng viên phụ trách lớp học phần đã hướng dẫn và giải đáp  
các thắc mắc của em trong chính đố án này. Chân thành cảm ơn thầy.
Sinh viên thực hiện.

Lý Văn Vinh.

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 1

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

Mục lục
 Lời nói đầu.                                                                                                                  
 
.................................................................................................................
   
 1
 Mục lục                                                                                                                         
 
........................................................................................................................
   
 2
 CHƯƠNG MỞ ĐẦU: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ                                                        
 
.......................................................
   
 6
0.1. Mục đích u cầu của đồ án:....................................................................................... 6
0.2. Nội dung và khối lượng yêu cầu:................................................................................. 6
0.2.1. Đề tài và số liệu:................................................................................................... 6
0.2.2. Khối lượng yêu cầu:............................................................................................. 7

 CHƯƠNG 1: CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU                                                                   
 
..................................................................
   

 8
1.1. Sơ đồ khung ngang và kết cấu của một nhà công nhiệp:............................................ 8
1.1.1. Sơ đồ kết cấu nhà công nghiệp 1 tầng:................................................................ 8
1.1.2. Sơ đồ khung ngang.............................................................................................. 8
1.2. Kích thước chính của khung ngang:............................................................................ 8
1.2.1. Kích thước cột:..................................................................................................... 8
1.2.2. Kích thước dàn:................................................................................................... 9
1.3. Hệ giằng:................................................................................................................... 12

 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN KHUNG NGANG                                                        
 
.......................................................
    
 14
2.1. Tính tốn tải trọng tác dụng lên khung:...................................................................... 14
2.1.1. Tải trọng tác dụng lên dàn:................................................................................. 14
2.1.2. Tải trọng tác dụng lên cột:.................................................................................. 14

 2.1.2.1. Do phản lực của dàn:                                                                         
 
........................................................................
    
 14
 2.1.2.2. Do trọng lượng dầm cầu chạy:                                                         
 
........................................................
    
 14
 2.1.2.3. Do áp lực đứng của bánh xe cầu chạy:                                             
 

............................................
    
 14
 2.1.2.4: Do lực hãm của xe con:                                                                      
 
.....................................................................
    
 15
 2.1.2.5: Tải trọng hệ giằng cột, tole tường:                                                   
 
..................................................
    
 16
2.1.3. Tải trọng gió lên khung:...................................................................................... 16
2.2. Tính nội lực khung:.................................................................................................... 17
2.2.1. Sơ đồ tính của khung:........................................................................................ 17
2.2.2. Biểu đồ nội lực cột trục A:.................................................................................. 20

 2.2.2.1: Tĩnh tải:                                                                                              
 
.............................................................................................
    
 20
 2.2.2.2: Hoạt tải:                                                                                             
 
............................................................................................
    
 21
 2.2.2.7. Tính khung với tải trọng gió trái:                                                       
 

......................................................
    
 22
 2.2.2.8. Tính khung với tải trọng gió phải:                                                     
 
....................................................
    
 23
SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 2


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

 2.2.2.3. Tính khung với momen cầu chạy trái:                                               
 
..............................................
    
 24
 2.2.2.4. Tính khung với momen cầu chạy phải:                                             
 
............................................
    
 26
 2.2.2.5. Tính khung với lực hãm trái:                                                              
 

.............................................................
    
 27
 2.2.2.6. Tính khung với lực hãm phải:                                                            
 
...........................................................
    
 28
2.3. Xác định nội lực tính toán:......................................................................................... 29
2.3.1. Nguyên tắc tổ hợp nội lực:................................................................................. 29
2.3.2. Bảng tổ hợp nội lực:........................................................................................... 29

 2.3.2.1. Nội lực của cột trục A:                                                                      
 
.....................................................................
    
 30
 2.3.2.2. Tổ hợp nội lực:                                                                                  
 
.................................................................................
    
 31
 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỘT                                                                                 
 
................................................................................
    
 33
3.1. Xác định chiều dài tính tốn của cột:......................................................................... 33
3.1.1. Chiều dài tính tốn trong mặt phẳng khung:....................................................... 33
3.1.2. Chiều dài tính tốn ngoài mặt phẳng khung:...................................................... 33

3.2. Thiết kế tiết diện cột:.................................................................................................. 34
3.2.1. Tiết diện cột trên:............................................................................................... 34

 3.2.1.1. Dạng tiết diện:                                                                                   
 
..................................................................................
    
 34
 3.2.1.2. Chọn tiết diện:                                                                                   
 
..................................................................................
    
 34
 3.2.1.3. Kiểm tra tiết diện đã chọn:                                                                
 
...............................................................
    
 35
3.2.2. Tiết diện cột dưới:.............................................................................................. 44

 3.2.2.1. Cấu tạo cột:                                                                                       
 
......................................................................................
    
 44
 3.2.2.2. Chọn tiết diện:                                                                                   
 
..................................................................................
    
 44

 3.2.2.3. Kiểm tra tiết diện từng nhánh cột tại chân cột:                                
 
...............................
    
 46
3.2.2.4. Kiểm tra  ổn định toàn cột phương trục ảo với ngẫu lực do lực dọc  
 hai nhánh gây ra:                                                                                              
 
.............................................................................................
    
 49
3.3. Thiết kế các chi tiết cột:............................................................................................. 52
3.3.1. Nối cột trên với phần cột dưới – vai cột:............................................................. 52

 3.3.1.1. Mối nối hai phần cột:                                                                        
 
.......................................................................
    
 52
 3.3.1.2. Cấu tạo và tính tốn vai cột:                                                              
 
.............................................................
    
 53
3.3.2. Chân cột – liên kết cột với móng:....................................................................... 55

 3.3.2.1. Cấu tạo chân cột:                                                                               
 
..............................................................................
    

 55
 3.3.2.2. Tính tốn chân cột cho từng nhánh cột:                                             
 
............................................
    
 56

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 3


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

 3.3.2.3. Tính tốn liên kết chân cột với móng – Bu lơng neo.                        
 
.......................
    
 62
 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO                                                                  
 
.................................................................
    
 64
4.1. Sơ đồ và kích thước chính của dàn:.......................................................................... 64
4.2. Tải trọng và nội lực của dàn:..................................................................................... 64
4.2.1. Tải trọng tác dụng lên dàn:................................................................................. 64

4.2.2. Nội lực tính toán các thanh dàn:......................................................................... 65
4.2.3. Tổ hợp nội lực thanh dàn:.................................................................................. 67
4.3. Xác định tiết diện các thanh dàn:............................................................................... 70
4.3.1. Chiều dài tính tốn các thanh dàn:..................................................................... 70
4.3.2. Cấu tạo thanh và nút:......................................................................................... 70

 4.3.2.1. Những yêu cầu cấu tạo chung của dàn:                                            
 
...........................................
    
 70
 4.3.2.2. Các dạng tiết diện thanh dàn:                                                            
 
...........................................................
    
 70
4.3.3. Thiết kế tiết diện thanh dàn:............................................................................... 71

 4.3.3.1. Thiết kế thanh dàn chịu nén đúng tâm:                                              
 
.............................................
    
 71
 4.3.3.2. Kiểm tra thanh dàn đã chọn chịu kéo:                                                
 
...............................................
    
 73
4.3.4. Kết quả thiết kế tiết diện thanh dàn:................................................................... 73
4.4. Tính tốn các chi tiết của dàn:................................................................................... 75

4.4.1. u cầu chung:.................................................................................................. 75
4.4.2. Nút khơng có nối thanh cánh:............................................................................. 75

 4.4.2.1. Chi tiết 3:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 75
 4.4.2.2. Chi tiết 4:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 76
 4.4.2.3. Chi tiết 5:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 78
4.4.3. Nút có nối thanh cánh:....................................................................................... 79

 4.4.3.1. Chi tiết 6:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 79
 4.4.3.2. Chi tiết 7:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 81

4.4.4. Nút nối ở công trường:....................................................................................... 82

 4.4.4.1. Chi tiết 8:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 82
 4.4.4.2. Chi tiết 9:                                                                                            
 
...........................................................................................
    
 83
 4.4.4.3. Chi tiết 10:                                                                                          
 
.........................................................................................
    
 85
4.4.5. Nút liên kết dàn với cột:...................................................................................... 87

 4.4.5.1. Chi tiết 11:                                                                                          
 
.........................................................................................
    
 87
 4.4.5.2. Chi tiết 12:                                                                                          
 
.........................................................................................
    
 89

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 4


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hoàng Bắc An

 TÀI LIỆU THAM KHẢO.                                                                                         
 
........................................................................................
    
 92

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 5


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
0.1. Mục đích u cầu của đồ án:
Đồ  án kết cấu thép 2 là đồ  án thứ  tư  của sinh viên khoa xây dựng. Thơng qua 
kiến thức đã được học trên lớp và những hiểu biết được bổ  sung them thơng qua  

q trình làm đồ án đã hỗ trợ them cho sinh viên ở một số mặt như:
­ Giúp sinh viên ơn lại kiến thức đã được học ở học phần kết cấu thép 1 và biết 
cách vận dụng các kiến thức đó vào một cơng trình thực tế.
­ Biết thêm về cấu tạo của một cơng trình thép gồm những bộ phận và cấu trúc  
ra sao.
­ Giúp sinh viên làm quen với một cách làm một đồ  án khác so với các đồ  án đã  
được học trước đây.

0.2. Nội dung và khối lượng u cầu:
0.2.1. Đề tài và số liệu:
­ Thiết kế nhà cơng nghiệp một tầng 2 nhịp gồm: một nhịp chính có cầu trục và 
một nhịp phụ khơng cầu trục.

Hình 0.1: Sơ đồ nhà cơng nghiệp một tầng – hai nhịp.
­ Số liệu thiết kế:
SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 6


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

+ Chiều dài nhà: ∑B = 120 + 6*4 = 144 (m).
+ Bề rộng nhịp chính AB: L1 = 27m.
+ Bề rộng nhịp phụ BC: L2 = 15m.
+ Bước khung: B = 6m.
+ Sức nâng cầu trục và chế độ làm việc: Q = 30/5 (T) – Nặng.

+ Cao trình mặt ray: H1 = 12,8 + 0,052x52 = 15,5m.
+ Chiều cao chênh lệch 2 khung: Hk = 4m.
+ Mái lộp tơn: độ dốc 10%
+ Kết cấu mái: nhịp chính – dàn cánh song song.
 nhịp phụ ­ dầm thép.
+ Cường độ  thép CT34 có: fu = 34 kN/cm2, f = 21 kN/cm2, fv = 12,2 kN/cm2, fc = 
30,9 kN/cm2.
+ Hệ số điều kiện làm việc: γc = 0,9
+ Module đàn hồi của thép E = 21000 (kN/cm2)
+ Bê tơng B20 có: Rb = 1,15 kN/cm2, Rbt = 0,09 kN/cm2.
+ Que hàn N42 có: fwf = 18 kN/cm2, fws = 16,65 kN/cm2.
+ Bu lơng 5.6 có: fvb = 19 kN/cm2, ftb = 21kN/cm2.
+ Vùng gió II địa hình A có: qo = 0,95 kN/m2
+ Liên kết dàn với cột là liên kết cứng.

0.2.2. Khối lượng u cầu:
­ Thiết kế sơ đồ kết cấu khung ngang cho nhà cơng nghiệp một tầng – hai nhịp,  
xác định hệ giằng.
­ Tính tốn tải trọng tác dụng lên khung ngang.
­ Dựng mơ hình tính tốn bằng phần mềm, xuất kết quả nội lực và tổ  hợp nội  
lực cho cột trục A hoặc B và dàn mái.
­ Tính tốn thiết kế cột trục A hoặc B và thiết kế dàn mái.
­ Thiết kế các chi tiết cột và chi tiết nút dàn.
­ Thể hiện bản vẽ khung ngang, các cột – dàn và các chi tiết thiết kế trên 2 bản  
vẽ A1.

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 7

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

CHƯƠNG 1: CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU
1.1. Sơ đồ khung ngang và kết cấu của một nhà cơng nhiệp:
1.1.1. Sơ đồ kết cấu nhà cơng nghiệp 1 tầng:
­ Nhà cơng nghiệp một tầng là kết cấu được cấu tạo từ các khung ngang liên kết 
với nhau thơng qua các hệ chống dọc lớp trên và hệ giằng dọc lớp dưới. Hệ khung  
liên kết với nhau được gia cố  tang độ  cứng cho tồn bộ  cơng trình bằng các hệ 
giằng cột và các hệ  giằng ngang lớp trên và lớp dưới tạo thành một hệ  bất biến 
hình và chịu các tải trọng cục bộ. 
­ Các nhà cơng nghiệp cịn có cấu tạo các cửa mái để lấy gió, các cửa mái cũng 
được bố trí hệ giằng như hệ giằng mái.
­ Với các nhà cơng nghiệp có chiều dài lớn thì được bố trí các khu nhiệt độ, khi 
đó cơng trình được chia thành các khối riêng biệt và cấu tạo như một nhà.
­  Ở  các vị  trí đầu và cuối một khối nhà các bước cột được bố  trí lùi vào một  
đoạn khoảng 500mm cho việc lắp  đặt hệ  sườn tường chắn gió. Các hệ  sườn  
tường này cũng có thể được sử dụng ở giữa các bước khung để  chịu tải trọng gió 
giảm tải trọng tác dụng lên khung ngang.

1.1.2. Sơ đồ khung ngang.
­ Khung ngang được cấu tạo bằng các cơt và hệ dàn mái. Các cột của nhịp chính  
là các cột bậc với cột trên là cột đặc và cột dưới là cột rỗng bản giằng do nhà có 
hệ cầu trục tải trọng 30T (với nhà cơng nghiệp tải cầu trục dưới 30T sử dụng cột  
đặc, từ  30­75T nên sử  dụng cột rỗng bản giằng và trên 75T thì sử  dụng cột rỗng  
thanh giằng). Cột của nhịp phụ khơng có cầu trục thì sử dụng cột đặc.
­ Hệ  dàn mái là hệ  dàn cánh song song đỡ  các tấm lợp là tole. Hệ  cửa mái dọc 

nhà với chiều cao sơ bộ là 1,5m và bề rộng là 6m do ngày nay việc lấy gió tự nhiên 
làm mát bị  hạn chế  chủ  yếu sử  dụng thơng gió cưỡng bức nên bề  rộng cửa mái 
khơng lấy lớn như các cơng thức sơ bộ.

1.2. Kích thước chính của khung ngang:
1.2.1. Kích thước cột:
­ Chọn chiều cao mặt ray tới đỉnh cầu trục Hc dựa theo nhịp của cầu trục:
Lk = L1 ­ 2λ = 25,5 (m).
tra catalo cầu trục ta được: Hc = 2,75 (m).

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 8


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

­ Chiều cao mặt ray đến mép dười vì kèo: H2 = Hc + 0,1 + f = 2,75 + 0,1 + 0,15 
=3 (m)
với:   0,1 (m) là khe hở an tồn giữa cầu trục và vì kèo
f là kích thước xét đến độ võng của dàn vì kèo thường chọn 0,15 (m).
­ Chiều cao sử dụng: H = H1 + H2 = 18,5 (m).
­ Chiều cao thực của cột trên từ vai đỡ dầm cầu trục đến mép dàn:
Ht = H2 + Hdc + Hr = 3 + 0,7 + 0,2 = 3,9m
với:  chiều cao dầm cầu trục Hdc = (1/8 : 1/10)B = 0,6 : 0,75 (m)
chiều cao của ray Hr thường lấy 0,2 (m).
­ Chiều cao thực cột dưới từ mặt móng đến vị trí thay đổi tiết diện:

Hd = H – Ht + H3 = 18,5 – 3,9 + 0,9 = 15,5 (m)
với: H3 là phần cột chơn dưới cao trình thường chọn 0,6 – 1 (m).
­ Vì sức cần trục Q = 30T nên ta chọn:
+ Khoảng cách từ trục định vị đến mép cột; a = 0mm.
+ Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị: λ = 750mm
1 1
)H t = 325 390(mm) và   ht  thường 
­   Chiều   cao  tiết   diện   cột   trên:   h t = (
12 10
chọn theo bội số của 250mm => chọn ht = 500mm
­ Chiều cao tiết diện cột dưới: hd = a + λ = 750 (mm)

1.2.2. Kích thước dàn:
�1 1 � �1 1 �
L=�
* 26 = 1,73 3, 25(m) →chọn  hdan  = 
­   Chiều  cao  dàn:   h dan = �
�
�
15 8 � �
15 8 �
�
1,8m.
­ Độ dốc dàn: i = 10% tương ứng nghiêng một góc 5o43’
­ Chiều cao cửa mái chọn 1,5m và bề rộng 6m.
­ Chiều cao dầm mái nhịp BC chọn hBC = 500mm.
­ Chiều cao thực cột trục C:
HC = (H + 0,9) + hdan – Hk – L2*i – hBC =(18,5 + 0,9) + 1,8 – 4 – 15x0,1 – 0,5 = 
15,2m.
­ u cầu kỹ  thuật: Khoảng cách nút dàn cánh dưới thường từ  3–6m, ta chọn  

khoảng cách nút dàn cánh dưới là 3m do mái sử dụng tơn lợp nên khoảng cách xà  
gồ  thiết kế cách nhau 1,5m nên khoảng cách thanh bụng đứng chọn 3m. Góc giữa 
thanh xiên và thanh cánh dưới thiết kế từ 35–55o.
SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 9


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
TS Hoàng Bắc An

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

           GVHD: 

Trang 10


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
TS Hồng Bắc An

           GVHD: 
Hình 1.1: Kích thước khung ngang.

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 11

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TS Hồng Bắc An

 

Hình 1.2: Mơ hình dàn mái

1.3. Hệ giằng:
­ Hệ giằng mái cánh trên: gồm thanh chống dọc (xà gồ) và giằng xiên. Thanh chống 
dọc liên kết các dàn vì kèo thành một khối và được bố  trí theo khoảng cách lắp ghép 
các tấm tơn, nên khoảng cách xà gồ  được chọn là 1,5m. Giằng xiên là các thanh chéo  
chữ thập được bố trí ở hai khoang đầu của mái, khoảng cách các hệ giằng xiên từ 50–
60m; nhà cơng nghiệp thiết kế có chiều dài 144m nên được thiết kế bốn hệ giằng xiên 
với khoảng cách các hệ giằng xiên lần lượt là 48–42–48m.
­ Hệ giằng mái cánh dưới: gồm thanh chống dọc, giằng ngang và giằng dọc. Thanh  
chống dọc cánh dưới bố trí cho 3 vị trí là hai mép dàn là giữa dàn để  tạo liên kết các 
dàn vì kéo. Giằng ngang được bố trí theo vị trí của hệ giằng xiên cánh trên. Giằng dọc  
được bố  trí cho nhà có cần trục làm việc nhằm chịu lực hãm của cần trục, khoảng  
cách của giằng dọc là 60m với cần trục có chế độ làm việc nặng; cơng trình cịa nhịp 
chính 27m nên bố trí giằng dọc ở hai khoang đầu theo phương ngang.
­ Hệ giằng đứng: được bố  trí theo vị  trí hệ  giằng ngang, vì nhà khơng có cầu trục  
treo nên khơng cần bố  trí giằng đứng dọc suốt nhà. Theo phương ngang thì khoảng  
cách giằng đứng là 12­15m, nhịp chính 27m nên được bố  trí ba vị  trí giằng đứng là ở 
hai đầu gối tựa dàn và giữa dàn.
­ Hệ giằng cột: cũng được bố trí tại vị trí có giằng mái đảm bảo khoảng cách của  
giằng cột là 75m từ đầu khối đến giằng cột dưới đầu và 50m giữa các hệ giằng cột.  
Giằng cột gồm giằng trên và giằng dưới; ở gian đầu và cuối của một khối ta sẽ khơng  
bố trí hệ giằng dưới. Góc giữa các thanh giằng theo phương ngang là 35­55o do khơng 

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 12


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TS Hồng Bắc An

 

phù hợp với điều kiện này nên cột dưới được bố  trí thêm thanh chống phụ   ở  giữa  
chiều cao cột.

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 13


NKTCUTHẫP2
GVHD:TSHongBcAn



CHNG2:TNHTONKHUNGNGANG
2.1.Tớnhtoỏntitrngtỏcdnglờnkhung:
2.1.1.Titrngtỏcdnglờndn:
ưTnhti:

+Trnglngbnthõndn:sdngphnmmSAP2000sttớnhtrnglng
bnthõn.
+Trnglngmỏi:gmtolevxg
ãTitiờuchuncamỏilygtcmỏi=0,12kN/m2
ãTitớnhtoỏncamỏi:gttmỏi=0,12*1,1=0,132kN/m2
ãTimỏitỏcdnglờnkhungngang:gmỏi=0,132xB=0,132*6=0,792kN/m
ưHotti:
+Titrngmỏiltitrngsachaclytheotiờuchunqtcmỏi=0,3kN/m2.
+Hottimỏitớnhtoỏn:qttmỏi=0,3*1,3=0,39kN/m2
+Titỏcdnglờnkhungngang:qmỏi=0,39*6=2,34kN/m

2.1.2.Titrngtỏcdnglờnct:
2.1.2.1.Dophnlccadn:
Phnlccadnsaukhimỏyphõntớchtớnhtoỏnsctruynvoct.Dokhụng
tỏchdnratớnhriờnglnờnkhụngxộtnphnlcny.
2.1.2.2.Dotrnglngdmcuchy:
ưSdngcụngthcGdcc=dctL2dctdaN
vi:hstrnglngbnthõndmcutrclyt24ữ37choQ=20ữ75T,
cntrccụngtrỡnhcúsctrc30Tchndct=27.
Ldctlbccttrongnh(m).
Gdcc=27*62=972daN=9,72kN.
2.1.2.3.Doỏplcngcabỏnhxecuchy:
ưThụngscutrc:

SVTH:LýVnVinhXD13/A2
MSSV:13520801452

Trang14

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TS Hoàng Bắc An

 

Bề rộng B  Đáy K  Áp lực bánh xe lên  Trọng lượng  Trọng lượng toàn 
(m)
(m)
ray Pmax (T)
xe con (T)
cầu trục (T)
6,3
5,1
33
12
56,5
­ Áp lực nhỏ nhất:  Pmin =

Q +G
30 +56,5
- Pmax =
- 33 =10, 25T  
2
2

­ Vị trí bất lợi của tải trọng cầu trục: sử dụng lý thuyết đường đàn hồi khi các xe di 
chuyển trên dầm cầu trục.

­ Áp lực lớn nhất và áp lực bé nhất của cần trục tác dụng lên vai cột.
Dmax = n.nc.Pmax.Σyi = 1,2x0,9x33x1,933 = 68,9 (T) = 689 (kN)

Dmin = n.nc.Pmin.Σyi = 1,2x0,9x10,25x1,933 = 21,4 (T) = 214 (kN)
với: n là hệ số vượt tải lấy 1,2.
nc là hệ số tổ hợp lấy 0,9 đối với hai cần trục có chế độ làm việc nặng.
Σyi là tổng tung độ  đường  ảnh hưởng phản lực gối tựa dưới các vị  trí bánh 
xe cần trục.
2.1.2.4: Do lực hãm của xe con:
­ Sử dụng cơng thức: T = n.nc.T1.Σyi
với: T1 là lực ngang tiêu chuẩn của một bánh xe  T1 =

To
 
no

To là lực hãm ngang tác dụng lên tồn cầu trục:
f (Q + G xc )n ,xc
1
To =
= 0, 2x(30 + 12)x = 4, 2(T)
n xc
2
no số bánh xe ở một bên cầu trục.
SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 15


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TS Hồng Bắc An

 

f là hệ số ma sát lấy 0,1 đối với móc mềm và 0,2 với móc cứng.
1
2

nxc tổng số bánh xe của xe con, n’xc là số bánh xe hãm thường  n 'xc = n xc  
­ Ta được: T1 =

To 4, 2
=
= 2,1(T) .
no
2

­ Lực hãm của xe con: T = 1,2*0,9*2,1*1,933 = 4,4 (T) = 44 (kN).
2.1.2.5: Tải trọng hệ giằng cột, tole tường:
­ Tải tiêu chuẩn của tường lấy gtctường = 0,15 kN/m2
­ Tải tính tốn của tường: gtttường = 0,15*1,1 = 0,165 kN/m2
­ Tải tường tác dụng lên cột: gtường = 0,165xB = 0,132*6 = 0,99 kN/m

2.1.3. Tải trọng gió lên khung:
­ Tải trọng gió: được tính tốn theo tiêu chuẩn 2737:1995
­ u cầu đề tài: vùng gió II có Wo = 95 daN/m2 và địa hình A
­ Áp lực gió phân theo độ cao: W = n.c.k.Wo.B
với: n là hệ số vượt tải lấy 1,2
c là hệ số khí động được xác định theo mục 14 Bảng 6 tiêu chuẩn 2737:1995
k là hệ số độ cao tra theo Bảng 5 tiêu chuẩn 2737:1995
B là bước khung 6m

 Hình 2.1. Hệ số khí động.
­ Áp lực gió tác dụng khi gió thổi từ trái sang phải:
Điểm
1
2
3
4
5

Cao độ (m)
10
20,3
21,35
22,85
23,15

Hệ số khí động c
+0,8
+0,8
­0,2
+0,6
­0,7

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Hệ số độ cao k Áp lực gió q (daN/m)
1
547,2
1,292

707
1,3
­177,8
1,313
538,9
1,315
­629,6

Trang 16


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TS Hồng Bắc An

 

6
7
8
9
10
11

22,85
21,35
20,3
16,3
14,8
10

­0,6
­0,5
­0,6
­0,5
­0,5
­0,5

Điểm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Cao độ (m)
10
20,3
21,35
22,85
23,15
22,85
21,35
20,3
16,3

14,8
10

Hệ số khí động c
­0,5
­0,5
­0,5
­0,6
+0,6
+0,3
­0,3
+0,7
­0,2
+0,8
+0,8

1,313
1,3
1,292
1,253
1,238
1

­ Áp lực gió tác dụng khi gió thổi từ phải sang trái:

­538,9
­444,6
­530,2
­428,5
­423,4

­342

Hệ số độ cao k Áp lực gió q (daN/m)
1
­342
1,292
­441,9
1,3
­444,6
1,313
­537,6
1,315
539,7
1,313
269,4
1,3
­266,8
1,292
618,6
1,253
­171,4
1,238
677,4
1
547,2

­ Khi gán tải trọng gió lên mái khi gán là gán vng góc với mái nên phải nhân theo 
chiều dài nhận gió ở phương nghiêng.

2.2. Tính nội lực khung:

2.2.1. Sơ đồ tính của khung:
­ Khung được giao thiết kế  là khung một tầng – hai nhịp nên mơ hình được dựng là  
một tầng – hai nhịp.
­ Hệ dàn mái được mơ phỏng theo hệ dàn mái thiết kế cho cơng trình, khơng có sự quy  
đổi hệ dàn thành thanh tương đương. Các thanh trong hệ dàn được giải phóng liên kết 
khớp như các lý thuyết tính và những gì đã học.
­ Cột chính trong khung (trục A & B) là cột bậc được mơ hình theo tính tốn trọng tâm  
tiết diện từng cấu kiện. Với cột rỗng được mơ phỏng thành hai nhánh cột làm việc 
tương quan với hệ bản giằng là các thanh nối có tiết diện theo tiết diện bản giằng.
­ Các cấu kiện nhịp phụ là các cấu kiện đặc mơ phỏng bằng từng tim trục.
­ Liên kết gối của cột là liên kết ngàm của tồn cột và đất. Tuy nhiên với cột rỗng đó  
là liên kết gối cố định của từng nhánh cột với đất. Cột rỗng được cấu tạo hai nhánh  
liên kết với nhau bằng bản giằng thành một cấu kiện chung (giống một hệ dàn) với 
hai liên kết gối cố định sẽ  ngăn cản chuyển vị  xoay chân cột rỗng, lúc đó mỗi nhánh 

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 17


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TS Hồng Bắc An

 

cột chủ yếu là lực dọc nhưng xét tồn cột sẽ xuất hiện momen trong mặt phẳng làm  
việc của cột (một ngẫu lực hình thành từ lực dọc hai nhánh).

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2

MSSV: 13520801452

Trang 18


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
TS Hồng Bắc An

           GVHD: 

Hình 2.1. Sơ đồ mơ phỏng khung trong phần mềm SAP2000.

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 19


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hoàng Bắc An

2.2.2. Biểu đồ nội lực cột trục A:
2.2.2.1: Tĩnh tải:

Lực dọc N (kN)

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Lực cắt Q (kN)

Momen M (kNm)

Trang 20


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hoàng Bắc An

2.2.2.2: Hoạt tải:

Lực dọc N (kN)

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Lực cắt Q 
(kN)

Momen M (kNm)

Trang 21


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

2.2.2.7. Tính khung với tải trọng gió trái:

Lực dọc N (kN)

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Lực cắt Q (kN)

Momen M (kNm)

Trang 22


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

      GVHD: TS Hồng Bắc An

2.2.2.8. Tính khung với tải trọng gió phải:

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 23


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
Lực dọc N 
(kN)

      GVHD: TS Hồng Bắc An
Lực cắt Q 
(kN)

Momen M (kNm)

2.2.2.3. Tính khung với momen cầu chạy trái:

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

Trang 24


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

Lực dọc N (kN)

SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2
MSSV: 13520801452

      GVHD: TS Hoàng Bắc An

Lực cắt Q 
(kN)

Momen M (kNm)

Trang 25