Đồ án thép trường đại học giao thông vận tải TPHCM+file bản vẽ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

THUYẾT MINH
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG MỘT NHỊP
I. Sè liƯu thiết kế.
Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp
với số liệu cho trớc nh sau:
- NhÞp khung ngang :
L = 30 m
- Bíc khung :
B = 6,5 m
- Sức nâng cầu trục:
Q = 63 KN
- Cao trình đỉnh ray: + 6,5 m
- Độ dốc mái
: i = 10 %
- Chiều dài nhà: 91 m
- Phân vùng gió: II-A
- Địa hình A
- Vật liệu thép mác CCT38s có cờng độ :
f = 23 kN/cm2 ;fv = 13,2 kN/cm2 ; fc = 36,2kN/cm2
-

Hµn tay, dïng que hàn N42,phơng pháp kiểm tra thông thờng có :

f ws = 17,1 kN/ cm 2 , f wf = 18 kN/ cm 2
-

Vật liệu bulông liên kết là bu lông cêng ®é cao, cÊp ®é bỊn 8.8 cã:
f vb = 32 kN/ cm 2 , f tb = 40 kN/ cm 2 , f cb = 39,5 kN/ cm 2
VËt liệu bulông neo làm từ thép CT38 có f tb = 15 kN/ cm 2

-

Bêtông móng cấp độ bền B20 có R b = 1,15kN/ cm 2

II. Xác định các kÝch thíc chÝnh cđa khung ngang.
II.1. Lựa chọn dầm cầu trc.

Nhịp

Chiều Khoản
Nhịp
cao
g

L
(m)

Bề
rộng

Bề
rộng

Gabarit cách Gabarit đáy

LK

HK

zmin

BK

KK

(m)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

T.Lợng T.Lợng áp lực áp lực
cầu
trục xe con
G
(T)

Gxc

Pmax

Pmin

(T)

(kN)

(kN)

61,1

29,2

30
28
870
180
5300 4600 13,64 0,605
II.2.Theo phơng thng đứng.
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang :

H 2  H K  bK  0,87  0,3  1,17(m)
SVTH:

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
Víi H K  0,87 m

bK  0,3m

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ON TUYT NGC

- tra catalô cầu trục;
- khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang;

Chọn H 2  1,2m .
ChiỊu cao cđa cét khung, tÝnh tõ mặt móng đến xà ngang:

H H1 H 2  H 3  6,5  1,2  0  7,7( m)
Trong ®ã :

H1  6,5m
H3 = 0 m

- cao trình đỉnh ray
- phần cột chôn dới nền, coi mặt mãng ë cèt 0,000

ChiỊu cao cđa phÇn cét tÝnh tõ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang
là:

1 1 �
�8 10 �

�1 1 �
�8 10 �

�B  � � �

�6,5  (0,81 �0,65) (m)
Chiều cao dầm cầu trục: H dct  � � �
Chọn H dct  0,7 (m)

H t  H dct  H 2  H r  0,7  1,2  0,2  2,1(m)
ChiÒu cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên cña vai cét:

H d  H1  hr  H dct  H 3  6,5  0,2  0,7  0  5,6(m)
H  H t  H d 2,1 5,6 7,7(m)
II.3.Theo phơng ngang.
Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột ( a = 0 ). Khoảng cách từ trục
định vị đến trục ray cÇu trơc :

L1 

L  LK 30  28

 1(m)
2
2

ChiỊu cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng :

�1 1 � �1 1 �
h� � �
H � � �
�7,7  (0,385 �0,51) m .
15 20 � �20 15 �
�
 Chän h = 50 cm.

KiĨm tra khe hë gi÷a cầu trục và cột khung:

z L1 h 1  0,5  0,5(m)  zmin  0,18(m)

SVTH:

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

i = 10%

i = 10%
+7.70
+6.50

+5.60

Q = 63KN
+0.00

30000

A

B

C¸c kÝch thíc chÝnh cđa khung ngang
III.T¸c dơng và cách bố trí hệ giằng mái, giằng cột
III.1.Tác dụng của hệ giằng mái, giằng cột
Hệ giằng là một bộ phận quan trọng của kết cấu nhà, có các tác dụng:
+ Bảo đảm sự bất biến hình và độ cứng không gian của kết cấu chịu
lực của nhà.
+ Chịu một phần tải trọng tác dụng theo phơng dọc nhà, vuông góc với
mặt phẳng khung nh gió lên tờng hồi, lực hÃm của cầu trục.
+ Bảo đảm ổn định cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu
+ Làm cho lắp dùng an toµn, thn tiƯn.
HƯ thèng gi»ng cđa nhµ xëng đợc chia thành hai nhóm: giằng mái và giằng
cột
III.2.Bố trí hƯ gi»ng m¸i, gi»ng cét:
chi tiÕt d

chi tiÕt c

7500

7500

B

7500

30000

chi tiÕt a

gi»ng m¸i

7500

chi tiÕt b

a
6500
1

6500
2

6500
3

6500
4

6500
5

6500
6

6500
7

6500

91000
8

6500
9

6500
10

6500
11

6500
12

6500
13

6500
14

15

Mặt bằng bố trí hệ giằng mái

SVTH:

3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

t hÐp g i»ng ®Çu c é t u20

+7.70
+5.60

c hi t iÕt e

+0.00
6500
1

6500
2

6500
3

6500
4

6500
5

6500

6

6500

6500
91000

7

8

6500
9

6500
10

6500
11

6500
12

6500
13

6500
14

15

Hệ giằng ct
IV.Thiết kế xà gồ mái
IV.1. Tải trọng
IV.1.1. Tĩnh tải
Tôn mái ta dùng loại nh hình vẽ:

Chn tm lp mỏi tụn có q  0,15kN / m
tc
2
Tường tơn bao che có chiều dày 0,7mm và có q  0,0655kN / m
Chän sơ bộ xà gồ chữ C có mà hiệu 7CS2,5x065 cã träng lỵng tiĨu chn
tc

2

b»ng 4,22kG/m.
Xà gồ chữ C mã hiệu có các thơng số sau:
I y  29,68cm 4
I x  260,14cm 4
Sy  6,64cm3
Sx  29,33cm3
q tc  4, 22kG / m
A  5, 43cm 2

SVTH:

4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

2.I x 2.260,14

 28,904cm3
D
18
Iy
29,68
Wy 

 6,57cm3
B  x o 6, 4  1,88
Wx 

64

20

180

1.7

Víi khoảng cách xà gồ theo phơng mặt dốc mái a xg
L

1,5
1,507m .
cos5,71
30

Số xà gồ trên một bên mái gữa 2 khung là: 2.a + 1 = 2.1,507 + 1 = 11 .
xg
IV.1.2. Hoạt tải:
Tải trọng hoạt tải xác ®Þnh theo TCVN 2737-1995.

p tc  0,3kN / m 2 ;

 p  1,3 ;

p tt   p .p tc  1,3.0,3  0,39kN / m 2

IV.1.3. Tỉng t¶i trọng tác dụng lên xà gồ:
Gm ti trng tm lp, tải trọng bản thân và hoạt tải mái.
Với mái có độ dốc là 10% thì mái tạo với phương ngang một góc =5,71. Vì thế xà gồ là
cấu kiện chịu uốn xiên. Trường hợp xà gồ gặp nguy hiểm nhất là tổng cả tĩnh tải và hoạt tải
cùng tác dụng.

q tc   g mtc  p mtc  a xg  g tcxg   0,15  0,3 .1,507  0,0422  0,7204kN / m

tc
q tt    g g mtc   p p mtc  a xg   gg xg
  1,05.0,15  1,3.0,3 .1,507 1,05.0,0422 0,8694kN / m

IV.2. Tính toán xà gồ:
Xét tải trọng tác dụng lên xà gồ theo hệ trục toạ độ Oxy có trục Ox tạo

với phơng ngang 1 gãc 5,710.

SVTH:

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

y
x
qx

x



q

qy
y

tc
qtc
x  q .sin   0,7204.0,099  0,072kN / m

qtcy  qtc cos  0,7204.0,995 0,717kN/m
qttx  qtt sin  0,8694.0,099 0,087kN/m

qtty  qtt cos 0,8694.0,995 0,865kN/m
tt

qy

tt

qx

6500

6500

mx

my

M=qb
y

x
M=qb

2

tt

tt

8

2

32

Sơ đồ tính xà gồ
IV.2.1. Kiểm tra điều kiện bền xà gồ:

td
Mx

Mx My

f . c
Wx Wy

qytt.B2

tt

2

2

q .B 0,086�6,5
0,865�6,52
 0,11kNm


 4,57kNm ; My  x 
32
32
8
8

Víi xµ gå 7CS2,5x065 cã:

SVTH:

6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG


td

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

M
y 4,57 �102 0,11�102
x





 17, 49kN / cm2   . f  23kN / cm2
c
W
W
28,904
6,566
x
y
M

IV.2.2. Kiểm tra độ võng xà gồ:
Theo phơng Oy:
tc 4
5 qy B
5
0,717.6,54
y 
�

�
 0,0305m
384 E.I x 384 2,1.109.260,14.10 9

§iỊu kiƯn kiĨm tra:
 0,0305
� 1
�

 0,0047  � �
 0,005

B
6,5
�B 200

Vậy xà gồ đà chọn đảm bảo điều kiện độ bền và độ võng.
V.tải trọng tác dụng lên khung ngang
V.1. Tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải)
Độ dốc mái i = 10 % => a = 5,710 ( sin   0,0995 ; cos   0,995 )
T¶i träng thêng xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng
lợng các lớp mái, trọng lợng bản thân xà gồ, trọng lợng bản thân khung ngang
và dầm cầu trục.
Trọng lợng bản thân các tấm lợp,lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy bằng 0,15
kN/m2. Trọng lợng bản thân xà ngang chọn sơ bộ 1 kN/m.
Tổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang là:

q1

1,1.0,15.6,5
1,05.1 2,13(kN / m)
0,995

Trọng lợng bản thân của tôn tờng và xà gồ tờng lấy là 0,15 kN / m 2 .Quy
thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột:
q2 =1,05.0,15.B.H = 1,05.0,15.6,5.7,7 = 7,88 (kN)
Trọng lợng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1 kN/m. Quy thành tải
tập trung và mômen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:
q3 =1,05.1.B = 1,05.1.6,5 = 6,825 (kN)
M  q3 .( L1  0,5h) �6,825.(1  0,5.0,5)  5,12 (kNm).

SVTH:

7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

2,13kN/m

7,88 kN
6,825 kN

5,12 kNm

5,12 kNm

6,825
kN

5600 2100

7,88 kN

30000
Sơ đồ tính khung với tải trọng thờng xuyên ( tĩnh tải )
V.2. Hoạt tải mái:
Theo TCVN 2737 1995 [2], trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc

sửa chữa mái (mái lợp tôn) là 0,3 kN / cm 2 , hệ số vợt tải là 1,3.
Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang:

1,3.0,3.6,5.cos(5,71) 2,52(kN / m)

2,52 kN/m

2,52 kN/m

a)
30000

b)
30000

Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái
a) Hoạt tải mái nửa trái
b) Hoạt tải mái nửa phải

SVTH:

8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KT CU THẫP II
GVHD: PGS.TS.ON TUYT NGC

V.3.Tải trọng gió:
Do Phân vïng giã: II-A=> Wo  0,95  0,12  0,83( kN / m 2 )
Tại tại đỉnh cột có cao trình 7,7m địa hình A nội suy=>k1=1,13
Tại đỉnh mái có cao trình 9,2m địa hình A nội suy =>k2=1,16

k3 

k1 k2 1,13 1,162

1,146
2
2

Tải trọng gió tác dụng lên cột :
Phía đón gió : 1, 2.Wo .k.c.B 1,2.0,83.1,13.0,8.6,5  5,85( kN / m)
PhÝa khuÊt giã:1,2.Wo .k .c.B 1, 2.0,83.1,13.0,5.6,5 3,66(kN / m)
(Hệ số k đợc tra bảng từ giá trị độ cao z=7,7m)
Tải trọng gió tác dụng lên mái :
Phía đón gió : 1,2.Wo .k.c.B  1, 2.0,83.1,146.0, 2509.6,5  1,86(kN / m)
PhÝa khuÊt giã: 1,2.Wo .k .c.B  1,2.0,83.1,146.0,4.6,5  2,97(kN / m)
+ Căn cứ vào hình dạng mặt bằng nhà và góc dốc mái, các hệ số khí động có thể xác định theo
bảng III.3 phụ lục, nội suy ta có

Ce1  0, 2509; Ce 2  0, 4 ; Ce3  0,5

SVTH:

9

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

Ce2 = - 0,4

Ce3 = - 0,5

Ce = + 0,8

Ce1 = - 0,2509

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

a/
30000
2,97 kN/m

3,66 kN/m

5,85 kN/m

1,86 kN/m

b/
30000
2,97 kN/m

5,85 kN/m

3,66 kN/m

1,86 kN/m

c/
30000

Sơ đồ tính khung với tải trọng gió
a/ Sơ đồ xác định hệ số khí động ; b/ Gió trái sang ; c/
Gió phải sang

V.4.Hoạt tải cầu trục.

Theo bảng II.3 phụ lục, các thông số cầu trục sức nâng 6,3 (T) nh sau:

SVTH:

10


TRNG I HC KIN TRC H NI
KHOA XY DNG
Chiều Khoản
Nhịp
cao
g

Bề
rộng

Bề
rộng

Gabarit cách Gabarit đáy

LK

HK

zmin

BK

KK

(m)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

N KT CU THẫP II
GVHD: PGS.TS.ON TUYT NGC

T.Lợng T.Lợng áp lực áp lực
cầu

trục xe con
G
(T)

Gxc

Pmax

Pmin

(T)

(kN)

(kN)

Tải
28
870
180
5300 4600 13,64 0,605 61,1 29,2
trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hÃm
ngang, xác định nh sau:
a/ p lực đứng của cầu trục:
Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua
dầm cầu trục đợc xác định bằng cách dùng đờng ảnh hởng phản lực gối tựa
của dầm và xếp các bánh xe của 2 cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất,
xác định đợc các tung độ yi của đờng ảnh hởng, từ đó xác định đợc áp
lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột:

Dmax nc . p .�Pmax . yi  0,85.1,1.61,1.2,369  135,34( kN )
Dmin  nc . p .�Pmin . yi  0,85.1,1.29,2.2,369  64,68( kN )
Y4= 1200/6500=0,185;
y2=1900/6500=0,292
ë trªn

�y

i

y3=5800/6500=0,892;

 0,185  0,892  1  0,292  2,369

5300

5300

P

P

Y4=0,185

1200

4600
6500

SVTH:

Y3=0,892

P

P

Y2=0,292

Y1=1,000

700

4600

1900
6500

11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KT CU THẫP II
GVHD: PGS.TS.ON TUYT NGC

Các lực Dmax và Dmin thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột,
do đó sẽ lệch tâm so với trục cét lµ e  L1  0,5.h  1  0,5.0,5 0,75m . Trị số của
các mômen lêch tâm t¬ng øng:

M max  Dmax .e  135,34.0,75  101,51( kNm)
M min  Dmin .e  64,68.0,75  48,51( kNm)
135,34 101,51
(kN)
(kN.m)

48,51
(kN.m)

64,68 64,68
(kN)
(kN)

48,51
(kN.m)

101,51 135,34
(kN)
(kN.m)

a/ Dmax lên cột trái
b/ Dmax lên cột phải
Sơ đồ tính khung với áp lực đứng của cầu trục
b/Lực hÃm ngang cầu trục:
Lực hÃm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray:

T1tc

0,05.(Q Gxc ) 0,05.(63  6,05)


 1.73(kN )
no
2

Lùc h·m ngang cđa toµn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hÃm
(giả thiết cách vai cột 0,7 m)

3,83 kN

3,83 kN

5600 2100

T  nc . p .�T1tc . yi  0,85.1,1.1,73.2,369  3,83( kN )

a/Lực hÃm lên cột trái
b/Lực hÃm lên cột phải
Sơ đồ tính khung với lực hÃm ngang cầu trục
VI. Xác định nội lực trong khung ngang, tổ hợp nội lực
1.Sơ đồ tính khung ngang:
Do sức nâng cầu trục không lớn lắm nên chọn phơng án tiết diện cột
không đổi. Vì nhịp khung là 30 m nên chọn phơng án xà ngang có tiết
diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 5
m. Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa cột khung và móng là
ngàm tại mặt móng .Liên kết giữa cột với xà ngang và liên kết tại ®Ønh xµ

SVTH:

12

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐỒN TUYẾT NGỌC

5600 21001500

ngang lµ cøng. Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá
tính toán và thiên về an toàn. Sơ đồ tính khung ngang nh hình vẽ:

I1

I2

I2

I2

Đoạn xà 1

+ 7.7

Đoạn xà 2 vi tri thay đổi
tiet diện xà

+ 5.60

I1
I1
5000

+ 0.00

10000

10000

5000

30000
+ Gi¶ thiÕt cét cã kÝch thíc nh sau:
H  7700 mm , b  220 mm , h  500 mm , t w  7 mm , t f  10 mm
+ Xµ ngang cã kÝch thíc:
- Đầu xà: h = 500mm, b = 220mm, tw = 7mm, tf = 10mm
- Giữa xà: h = 300mm, b = 220mm, tw = 7mm, tf = 10mm
2. Xác định nội lực khung
+ Sư dơng phÇn mỊm Sap 2000 Version 16 ta xác định đợc nội lực các phần
tử thanh ứng với các trờng hợp tải.
+ Biểu đồ nội lực tơng ứng với các trờng hợp tải:

SVTH:

13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

Nội lực do tĩnh tải

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)

SVTH:

14


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

Nội lực do hoạt tải chất cả mai

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)

Nội lực do hoạt tải m¸i tr¸i

SVTH:

15


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)
Nội lực do hoạt tải m¸i nửa phải

SVTH:

16


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)

Nội lực do giã tr¸i

SVTH:

17


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)

Nội lực do giã phải

SVTH:

18


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐỒN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)
Nội lực do ¸p lc ng ca cu trc lên ct trái

SVTH:

19


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐỒN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)

Nội lực do ¸p lực đứng của cầu trục lªn cột phải

SVTH:

20


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)
Nội lực do lực hÃm ngang ca cu trc lên ct trái

SVTH:

21


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)
Nội lực do lực h·m ngang của cầu trục lªn cột phải

SVTH:

22


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐỒN TUYẾT NGỌC

(M/kNm)

N(kN)

V(kN)
3. Tỉ hỵp néi lực
Từ kết quả tính toán nội lực nh trên ta tiến hành lập bảng tổ hợp nội lực

để tìm ra trờng hợp nội lực bất lợi nhất để tính toán tiÕt diƯn khung. Víi cét

SVTH:

23


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

ta xÐt 4 tiÕt diện: đầu cột, vai cột (2 tiết diện), chân cột. Với xà ngang ta
xét 4 tiết diện: đầu đoạn xà 5m, cuối đoạn xà 5m , đầu đoạn xà 10m ,
cuối đoạn xà 10m. Tại mỗi tiết diện có các trị số M, N, V.
Ta xét 2 loại tổ hợp
- Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải thờng xuyên và 1 hoạt tải
- Tổ hợp cơ bản 2: gồm tải trọng thờng xuyên và nhiều hoạt tải nhân với hệ
số tổ hợp 0.9
Kết quả cụ thể đợc ghi trong bảng tổ hợp.
VI. Thiết kế cấu kiện
1. Thiết kế cột đặc tiết diện chữ I tổ hợp hàn:
Thiết kế cột tiết diện không đổi từ trên xuống dới.
Từ bảng nội lực ta chọn cặp nội lực sau để tính toán tiÕt diÖn cét:
N = -77,98 kN
M = -319,54 kNm
V = -73,79 kN
Đây là cặp nội lực tại tiết diện nh cột , trong tổ hợp nội lực do các trờng hợp
tải trọng 1,4 gây ra

a. Chiều dài tính toán cột:
Theo giả thiết tiết diện đầu xà và cột là giống nhau ta cã tØ sè:
n

I xa I cot 7, 7
n  0,56
0, 26  0,56
:

.1  0, 26 �  

 1, 43
L H
30
n  0,14
0, 26  0,14

ChiỊu dµi tính tóan trong mặt phẳng uốn: l x= .H = 1,43.7,7 = 11,011
(m)
Giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng thép hình chữ C tại cao trình
+5,6 m nên chiều dài tính tóan theo phơng ngoài mặt phẳng uốn: l y 5, 6
m
b. Xác định diện tích cần thiết Ayc:
Theo giả thiết ở phần kích thớc khung ta có chiều cao tiết diện cột: h =
0,5m
Theo yêu cầu về cấu tạo và độ cứng, bề rộng tiết diện cét:
b f  (0,3 �0,5).h  (0,3 �0,5).50  15 �25 (cm)
�1 1 � �1 1 �
bf  � � �
ly  � � �

.560  18, 7 �28 (cm)
�20 30 � �20 30 �

Chän bf= 25cm.
DiÖn tÝch tiÕt diÖn cÇn thiÕt cđa cét:

SVTH:

24


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG
N
Ayc 
 c. f
2

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PGS.TS.ĐOÀN TUYẾT NGỌC

e � 77,98 �
319,54.102 �
�
1, 25  (2, 2 �2,8) �
1, 25  (2, 2 �2,8).
 (65,37 �82,04) (cm
�
h � 1.23
77,98.50

)
Chiều dày bản bụng: tw (

1
1
1
1
)h ( � ).50  (0,5 �0, 71) mm �6mm
70 100
70 100

Chọn sơ bộ chiều dày bản bụng là tw = 7 mm.
Chiều dày bản cánh chọn: tf = 1cm.
Chiều cao b¶n bơng: hw= h - 2.tf = 50 - 2.1 = 48 (cm)
Khỏang cách trọng tâm 2 bản cánh:
hf= h - tf = 50 - 1 = 49(cm)
DiÖn tÝch tiÕt diƯn ®· chän:
A  2b f t f  tw hw  2.25.1  0, 7.48  83, 6 (cm2)
c. Xác định các đặc trng hình học của tiết diện:
- Mômen quán tính của tiết diện:
Ix

b f .h3
12

2.

3

Iy 

t w .hw
12

2

0, 5.(b f  t w ).hw3

t f .b
12

12
3
f





25.503
0, 5.(25  0, 7).483
 2.
 36468 (cm4)
12
12

0.73.48
1.253
4
 2.
 2606 (cm )
12
12

- B¸n kÝnh qu¸n tÝnh:
ix 

Ix
36468

 20,89(cm)
A
83, 6

iy 

- M«men chèng uèn: Wx 

Iy
A



2606
 5,58(cm)
83, 6

2.I x 2.36468

 1459 (cm3)
h
50

- Độ mảnh và độ mảnh qui ớc của tiết diÖn:
x 
y 

lx 1101
f
23

 52,7  120 � x  x
 52, 7
 1, 74  5
ix 20,89
E
2,1.104
ly
iy



SVTH:

560
f

23
 100, 4 �  y   y
 100, 4
 3,32  5
5,58
E
2,1.10 4

25