THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH: CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU

CƠNG TRÌNH: CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR
ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG: XÃ EA ĐAR, HUYỆN EA KAR, TỈNH ĐẮK LẮK
CHỦ ĐẦU TƯ: BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN HUYỆN EA KAR
ĐƠN VỊ LẬP THUYẾT MINH: CƠNG TY TNHH TV XD HỒNG PHONG
CHỦ TRÌ KẾT CẤU: KS. TRẦN THỊ GÁI

ĐƠN VỊ LẬP THUYẾT MINH


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

1. Tổng quan
Cơng trình: Cổng chào huyện Ea Kar
Địa điểm xây dựng: xã Ea Đar, huyện Ea Kar, tỉnh Dak Lak
Quy mơ cơng trình: Kết cấu cổng thép nhịp trong 20m, nhịp ngồi 4m, phần đỉnh cao
nhất của cơng trình cao 14m tính từ mặt đất
2. Quy chuẩn và tiêu chuẩn thiết kế tham khảo
2.1.
Quy chuẩn Việt Nam
• Quy chuẩn điều kiện quốc gia – số liệu điều kiện QCVN 02:2009/BXD
tự nhiên dùng trong xây dựng
• Tải trọng và tác động – Tiểu chuẩn thiết kế TCVN 2737:1995
• Kết cấu bê tơng và bê tơng cốt thép TCVN 5574:2012
• Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575:2012
• Tiêu chuẩn thiết kế móng 10304:2014

2.2.
Tiểu chuẩn nước ngồi tham khảo
2.3.
Tuổi thọ thiết kế
Tuổi thọ thiết kế của cơng trình theo trạng thái giới hạn thứ nhất và trạng thái giới
hạn thứ hai là 50 năm
Loại cơng trình: Cổng thép
2.4.
Chuyển vị cơng trình
• Chuyển vị đỉnh L/400
3.
Phần mềm dùng phân tích tính tốn
SAP2000-v14.2.2
4.
Tải trọng thiết kế
4.1.
Trọng lượng riêng
Tĩnh tải
Thép sử dụng thép CT3
Trọng lượng riêng của thép 78.5 kN/m3
Bê tông đá 1x2 mác 200
Trọng lượng riêng bê tông 25 kN/m3
4.2.
Tải trọng thẳng đứng xem như bằng 0
4.3.
Hệ số tải trọng n=1.2
4.4.
Tải trọng gió
Hoạt tải gió
Địa điểm xây dựng: Huyện Ea Kar

Phân vùng áp lực gió: IA
Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam theo TCVN
2737:1995
Vùng áp lực gió trên bản đồ
I
II
III
IV
V
Wo
65
95
125
155
185
Tỉnh Dak Lak có ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu nên Wo giảm đi 10 daN/m2
Wo = 65 – 10 = 55 daN/m2
CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 2


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Giá trị tính tốn phần tĩnh của tải trọng gió có độ cao Z so với mốc chuẩn được xác
định theo công thức:
W = Wo k.c.n
k : hệ số tính đến sự thay đổi của gió theo độ cao lấy theo bảng 5 TCVN 2737:1995
c : hệ số khí động
Đối với gió đẩy c = +0.8

Đối với gió hút c = - 0.6
n : hệ số độ tin cậy lấy bằng 1.2

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 3


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Sơ đồ hệ dàn thép

Tải trọng gió tính cho trường hợp an tồn nhất, mặt đón gió là mặt bao quanh cột trong
và cột ngoài, mặt bao quanh các hệ giàn D1, D2, D3, D4. Tải trọng tác dụng được quy về
nút, bằng tổng tải gió tác dụng lên một mặt chia cho tổng số nút.
• Đối với hệ dàn, hệ số k được tính riêng cho từng hệ giàn với từng độ cao của dàn
Diện tích đón gió của các giàn
Tính tốn cụ thể cho dàn D1
k(z=7.53) = 1.12566
k(z=7.97) = 1.13534

ktb =

=

= 1.1305

Gió trước hút: W = WokcnS = 0.55*1.1305*0.8*1.2*(5.8*0.44) = 1.523 kN
Mặt đón gió với tổng số 10 nút => w = W/10 = 0.152 kN
Gió trước đẩy: W = WokcnS = 0.55*1.1305*(-0.6)*1.2*(5.8*0.44) = 1.142 kN

Mặt hút gió với tổng số 10 nút => w = W/10 = 0.114 kN
Gió sau, tải trọng cùng phương nhưng ngược chiều với Gió trước
Gió trái đẩy: W = WokcnS = 0.55*1.1305*0.8*1.2*(2.2*0.44) = 0.578 kN
Mặt đón gió với tổng số 8 nút = > w = W/8 = 0.072 kN
Gió trái hút: W = WokcnS = 0.55*1.1305*(-0.6)*1.2*(2.2*0.44) = 0.443 kN
Mặt hút gió với tổng số 8 nút = > w = W/8 = 0.054 kN
Gió phải, tải trọng cùng phương nhưng ngược chiều với Gió trái
Tương tự đối với các giàn D2, D3, D4 ta có bảng tải trọng gió tác dụng

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 4


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Gió trước đẩy:
Dàn D1
Dàn D2
Dàn D3

K
1.1305
1.1528
1.2160

W đẩy
1.523
18.504
8.306

Số nút
10
26
42

w (kN)
0.152
0.712
0.198

k
1.1305
1.1528
1.2160

W hút
1.142
13.878
6.229

Số nút
10
26
42

w (kN)
0.114
0.534
0.148

Gió trước hút
Dàn D1
Dàn D2
Dàn D3
Gió trái đẩy
W

Số

k
đẩy
1.1305
0.578

Dàn D1

w

nút

(kN)
8

0.072

Số

w

Gió trái hút
W
k
hút
1.1305
0.433

Dàn D1

nút

(kN)
8

0.054

•
Đối với cột, hệ số k được tính quy về 3 khoảng 0-5m, 5-10m, 10-14m
Gió trước đẩy:
+ Cột C1
Số
W
w
z
k
nút
đẩy
(kN)
0-5
1.07

8
1.582
0.198
5-10
2.125
10
2.556
0.256
10-15
1.21
4
0.767
0.192
+ Cột C2
Số
z
0-5
5-10
10-15
Gió trước hút:

k
nút
1.07
8
2.125
10
1.21
4

W
đẩy

w
(kN)

2.096
5.947
2.032

0.262
0.595
0.508

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 5


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

+ Cột C1
z
0-5
5-10
10-15

Số
k
nút

1.07
8
2.125
10
1.21
4

W
hút

w
(kN)

1.186
1.917
0.575

0.148
0.192
0.144

+ Cột C2
z
0-5
5-10
10-15
Gió trái đẩy:
+ Cột C1

Số

k
nút
1.07
8
2.125
10
1.21
4

W
hút

Số
z
0-5
5-10
10-15

k
nút
1.07
8
2.125
10
1.21
4

w
(kN)

1.572
4.460
1.524

0.197
0.446
0.381

W

w

đẩy

(kN)
1.582
2.556
0.767

0.198
0.256
0.192

W

w

+ Cột C2
Số
z

0-5
5-10
10-15
Gió trái hút
+ Cột C1

k
nút
1.07
8
2.125
10
1.21
4

đẩy

Số
z
0-5
5-10
10-15

k
nút
1.07
8
2.125
10
1.21

4

(kN)
2.096
5.947
2.032

0.262
0.595
0.508

W

w

hút

(kN)
1.186
1.917
0.575

0.148
0.192
0.144

W

w

+ Cột C2
Số
z
0-5
5-10
10-15

k
nút
1.07
8
2.125
10
1.21
4

hút

(kN)
1.572
4.460
1.524

0.197
0.446
0.381

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 6

THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Các tải trọng khác
Tải trọng có xét đến ảnh hưởng của động đất
4.5.

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 7


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

4.6. Tổ hợp tải trọng
a. COMB1: TINH TAI + GIO TRAI
b. COMB2: TINH TAI + GIO PHAI
c. COMB3: TINH TAI + GIO TRUOC
d. COMB4: TINH TAI + GIO SAU
e. BAO: COMB1 + COMB2 + COMB3 + COMB4
5. Mơ hình và phân tích
CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 8


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

5.1.

Mơ hình bằng SAP200-v14.2.2

Hình:Khai báo tiết diện mơ hình khơng gian

Hình:Tiết diện dàn D2

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 9


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Hình:Tiết diện dàn D3

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 10


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Hình:Tiết diện cột C2

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 11

THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Hình:Tiết diện cột C1

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 12


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Hình: Tiết diện dàn D1

Hình: Tiết diện dàn D4

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 13


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

5.2.

Phân tích nội lực

Nội lực thanh giàn:
CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 14

THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Hình:Chuyển vị nút giữa dàn xuất trong mơ hình SAP

Hình:Lực dọc trong mơ hình SAP

CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 15


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

6. Tính tốn kiểm tra các thanh giàn, mắt dàn

-31.11KN
-1.95KN

0.87KN

-0.8KN
-32.4KN

 Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn:
Trong mặt phẳng dàn:
CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 16

THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh còn l ại.
 Trường hợp chịu nén: N=32.4KN;Thanh V75x8, tiết diện A=6.86mm2
- Kiểm tra theo độ mảnh:
, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)
-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Kiểm tra độ ổn định:

 Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

<21KN/cm2 (thỏa)

Nh
32.4
= 3.85 < 21KN / cm2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

-26.53KN

0.49KN

-30.91KN

 Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn:
Trong mặt phẳng dàn:
Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh cịn l ại.
CƠNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 17


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

 Trường hợp chịu nén: N=-30.91 KN;Thanh V75x8, tiết diện A=6.86mm2
- Kiểm tra theo độ mảnh:
, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)
-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Kiểm tra độ ổn định:

 Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

<21KN/cm2 (thỏa)

Nh
30.91
= 3.65 < 21KN / cm2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 18


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

-0.72KN

-0.14KN
0.35KN
 Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn:
Trong mặt phẳng dàn:
Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh còn l ại.
 Trường hợp chịu nén: N-0.72 KN;Thanh V75x8, tiết diện A=6.86mm2
- Kiểm tra theo độ mảnh:
, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)
-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Kiểm tra độ ổn định:

 Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

<21KN/cm2 (thỏa)

Nh
0.72
= 0.08 < 21KN / cm 2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 19


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

 Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn:
Trong mặt phẳng dàn:
Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh còn l ại.
 Trường hợp chịu nén: N=-0.16 KN;Thanh V75x8, tiết diện A=6.86mm2
- Kiểm tra theo độ mảnh:

, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 20


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Kiểm tra độ ổn định:

<21KN/cm2 (thỏa)

(thỏa)

 Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

Nh
0.16
= 0.03 < 21KN / cm2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 21


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR



Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn

Trong mặt phẳng dàn:
Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh còn l ại.
 Trường hợp chịu nén: N=-28.4 KN;Thanh V75x8, tiết diện A=6.86mm2
- Kiểm tra theo độ mảnh:
, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)
-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Kiểm tra độ ổn định:

(Thỏa)

(thỏa)

 Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

Nh
28.4
= 3.38 < 21KN / cm2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 22


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

 Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn:
Trong mặt phẳng dàn:
Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh còn l ại.
 Trường hợp chịu kéo: N=0.87 KN;Thanh L60x6, tiết diện A=4.26mm2
CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 23


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

-

Kiểm tra theo độ mảnh:
, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)

-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

<21KN/cm2 (thỏa)
Nh
0.87
= 0.09 < 21KN / cm 2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 24


THUYẾT MINH TÍNH TỐN KẾT CẤU – CỔNG CHÀO HUYỆN EA KAR

 Chiều dài tính tốn: ta có tất cả thanh cánh trên đều có cùng chi ều dài tính tốn:
Trong mặt phẳng dàn:

Ngồi mặt phẳng dàn:
Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính tốn chung cho tất cả các thanh còn l ại.
 Trường hợp chịu nén: N=-0.16 KN;Thanh V75x8, tiết diện A=6.86mm2
- Kiểm tra theo độ mảnh:
, tra bảng D8 (TCVN 5575:2012) (thỏa)
-

Kiểm tra theo độ bền:

-

Kiểm tra độ ổn định:

<21KN/cm2 (thỏa)

(thỏa)

 Tính tốn nối cánh: τ h =

∑

Nh
0.16
= 0.03 < 21KN / cm2 (thỏa)
=
( β h .hh ).lh 2 x0.7 x0.6 x10

CÔNG TY T N H H TƯ VẤN XÂY DỰNG H O À N G P H O N G
25 Y ết Kiêu- TP.Buôn Ma Thuột – tel-fax: 0500 3859294 – 0500 3601068
Trang 25