Đồ án kết cấu thép 2

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

THUYẾT MINH TÍNH TỐN
I.
II.

SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Nhịp khung ngang : L = 24 m
Bước khung
: B = 7,0 m
Sức nâng cầu trục : Q = 16 T
Cao trình đỉnh ray : H1 = + 6,9 m
Độ dốc mái
: i = 15%
Chiều dài nhà
: L = 105 m
Phân vùng gió
: IIA
Địa hình
: A
Số bước cột
: 15
Mác thép CCT38s có cường độ: f= 23kN/cm2
fv= 13,0 kN/cm2
Loại que hàn N42, khi tính tốn coi như hàn tay, kiểm tra bằng mắt thường.
Số lượng cầu trục nct= 2 cái.
Bu lông liên kết và bu lơng neo tự chọn.
Bê tơng móng cấp độ bền B20.

XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG
1. Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray
a. Cầu trục
- Với nhịp nhà L= 24 m, sức trục Q = 16T < 30T thì khoảng cách từ mép
ngồi cột đến trục định vị a = 0mm. Ta chọn cần trục có các thơng số sau:
Bảng các số liệu cầu trục
Sức
trục
(T)
16

Kích thước gabarit chính
LK
BK
KK
HK
(m) (mm) (mm) (mm)
22,5 4230 3200 1140

Zmin
(mm)

Pmax
(kN)

Pmin
(kN)

G
(T)

Gxc
(T)

180

108

27,9

11.18

1,236

b. Dầm cầu trục
Chiều cao dầm cầu trục chọn sơ bộ:
�1 1 � �1 1 �
H dct = � ÷ �
.B= � ÷ �
.7=(0,7÷0,875)m
�8 10 � �8 10 �

Chọn H dct  0,8m
c. Ray và lớp lót ray
Lấy chiều cao ray và lớp đệm là H r  150  50  200 mm.
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

1

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

2. Xác định kích thước chính khung ngang
 Theo phương đứng:
- Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H 2  H k  bk  1.14 + 0,3 =1,44m

Chọn bk = 0,3m - khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang
Chọn H2= 1,5 m
- Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H  H1  H 2  H 3  6,9 + 1,5 + 0 = 8,4 m.
H3 – phần cột chơn dưới nền, coi mặt móng ở cốt ±0,000 (H3=0)
- Chiều cao phần cột trên tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
H t  H 2  H dct  H r  1,5+0,8 + 0,2 = 2,5 m.
- Chiều cao phần cột dưới tính từ mặt móng đến vai cột:
H d  H  H t  8,4-2,5=5,9 m.
 Theo phương ngang:
- Chiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu về độ cứng:
�1 1 � �1 1 �
h  � � �H  � � �
8, 4  (0,56 �0, 42)m
15 20 � �
15 20 �
�

Chọn h = 0,5 m.
Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray
- Với nhịp nhà L= 24 m, sức trục Q = 16T < 30T thì khoảng cách từ mép

ngồi cột đến trục định vị a = 0mm
� khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục:
L1 

-

L  Lk 24  22,5

 0, 75m
2
2

- Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:
Z= L1-0,5 = 0,25 (m) > zmin=0,18 m
i = 15%

i = 15%
+8.40
+6.90

+5.90

Q = 160KN
+0.00

A

24000

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

B

2


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

III.

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI
1. Tải trọng
a. Tĩnh tải
- Chọn tấm lợp mái là tơn có qtc = 0,15 kN / m 2
- Chọn sơ bộ xà gồ chữ C mã hiệu 8CS2x065 có các thơng số:

SH thép

D
cm

B
cm

Xo
cm

8CS2X065

20

5,1

1,32

Jx
cm4

Wx
cm3

313,84 30,97

Jy
cm4

Wy
cm3

A
cm2

qtc
kN/m

18,11

4,82

5,43

0,0422

51

20

R4
.8

200

.8
R4
1.7

51

Cấu tạo xà gồ 8CS2x065
Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là a = 1,5 m.
Khoảng cách giữa các xà gồ:

1,5
 1,52m
cos8,53o

Số xà gồ trên 1 bên mái là:
L

24
+1=
+ 1 = 8,89
2.a xg
2.1,52

Vật liệu

Đơn vị

Tấm lợp
Xà gồ

kN/m2
kN/m

Tải trọng
tiêu chuẩn
0,15
0,0422

Hệ số
vượt tải
1,1
1,05

Tải trọng
tính tốn
0,165
0,0443

b. Hoạt tải
Tải trọng hoạt tải xác định theo TCVN 2737-1995.
ptc = 0,3kN/m2, n = 1,3; p tt  n �p tc  1,3 �0,3  0,39 kN/m2
c. Tải trọng tác dụng lên xà gồ do tĩnh tải và hoạt tải:

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

3


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

q tc  (0,15  0,3).1,52  0, 0422  0, 726 kN/m
q tt  (0,165  0,39).1,52  0, 0443  0,888 kN/m

2. TÍNH TỐN XÀ GỒ
Tải trọng tác dụng
Xét tải trọng tác dụng lên xà gồ theo hệ trục toạ độ Oxy có trục Ox tạo với
phương ngang 1 góc 8,53o
q tcy  q tc .cos8,53o  0, 726.cos8,53o  0, 718 kN/m
qxtc  qtc .sin 8,53o  0, 726.sin 8,53o  0,108 kN/m

qtty  qtt .cos8,53o  0,888.cos8,53o  0,878 kN/m

qxtt  q tt .sin 8,53o  0,888.sin 8,53o  0,132 kN/m
y

qx

x

x

Kiểm tra điều kiện bền xà gồ:

 td 

8,53°

y
q

qy

Mx My

�f . c
Wx Wy
tt

qy

tt

qx

7000

7000

mx

my

M=qb
y

x
M=qb

2

tt

tt

8

2

32

Sơ đồ tính xà gồ

Mx =

q tty .B2

8

=

q tt .B2 0,132.7 2
0,878.7 2
=
=0,202 kNm
=5,38 kNm; M y = x
32
32
8

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

4


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

M x M y 5,38.102 0,202.102
σ =
+
=
+
=21,52 kN/cm 2 <γ.f=23kN/cm 2
Wx Wy
30,97

4,87
td

tc

4

5 q y .B
5
0,718.7 4
.
=
.
=0,034 m
Kiểm tra độ võng xà gồ: Δ y =
384 E.I x 384 2,1.108 .313,84.10-8

Điều kiện kiểm tra:
Δ 0,034
� 1
�
=
=4,87.10-3 < � �=
=5.10-3
B
7
B � 200
�

=> Đảm bảo điều kiện chịu lực và độ võng.

IV.
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG NGANG
1. Tĩnh tải
Độ dốc mái i=15% nên α = 8,530 (sinα= 0,148; cosα=0,989).
a. Mái, xà gồ và các lớp cách nhiệt:
- Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy bằng
0,15kN/m2.
- Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ 1kN/m.
=> Tổng tỉnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang:
p tt =

1,1 x 0,15 x 7
+1,05 x 1=2,22 kN/m
0,989

b. Tải trọng xà gồ tường và tôn tường:
Tải trọng xà gồ tường và tôn tường lấy tương tự như với mái là 0,15 kN/m2
đưa về thành lực tập trung G tác dụng ở đỉnh cột và bỏ qua mômen gây ra bởi độ
lệch tâm.
G tt =1,1.0,15.7.8,4=9,7 (kN)
c. Tải trọng bản thân dầm cầu trục:
Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1kN/m. Quy thành tải tập
trung và mơmen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:
+ Lực tập trung vai cột: 1,05.1.7 = 7,35 (kN)
+ Mômen vai cột: 7,35.(L1 - 0,5.h) = 7,35.(0,75 – 0,5.0,5) = 3,675
(kNm).

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

5

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

2,22kN/m

9,7 kN
7,35 kN

3,675 kNm

5900

3,675 kNm

7,35
kN

2500

9,7 kN

24000

2. Hoạt tải
a. Hoạt tải sửa chữa
Theo TCVN 2737- 1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa
mái (mái lợp tôn) là 0,3 kN/m2, hệ số vượt tải là 1,3.

p tc = 0,3.7=2,1 kN/m; p tt = n.p tc = 1,3.2,1.cos(8,530 )=2,70 kN/m

2,70kN/m

2,70 kN/m

a)
24000

Hoạt tải mái trái
b. Tải trọng thẳng đứng cầu trục
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

b)
24000

Hoạt tải mái phải

6


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Áp lực thẳng đứng lớn nhất do cầu trục truyền lên vai cột D max xác định theo đường
ảnh hưởng phản lực.
Bảng các số liệu cầu trục
Sức
trục

(T)
16

Kích thước gabarit chính
LK
BK
KK
HK
(m) (mm) (mm) (mm)
22,5 4230 3200 1140

Zmin
(mm)

Pmax
(kN)

Pmin
(kN)

G
(T)

Gxc
(T)

180

108

27,9

11.18

1,236

4230

4230

P P

P

Y4=0,396

2770

Y3=0,85

3200

P

543
Y2=0,

Y1=1,00

1030

3200

7000

3800
7000

D max =n c .γ p .�Pmax .y i =0,85.1,1.108.(1+0,396+0,85+0,543)=281,63(kN).

D min =n c .γ p .�Pmin .y i =0,85.1,1.27,9.(1+0,396+0,85+0,543)=72,7(kN).

nc = 0,85 là hệ số tổ hợp khi xét tải trọng do hai cầu trục chế độ nhẹ hoặc trung
bình.
M max =D max .e=D max .(L1-0,5h)=281,63.(0,75-0,5.0,5)=140,82(kNm)

M min =D min .e=Dmin .(λ-0,5h)=72,7.(0,75-0,5.0,5)=36,35(kNm)

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

7


GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

2500

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

281,63 KN

140,82 KN.M

84
00

72,7 KN
5900

36,35 KN.M

140,62

36,35

6300
8400

281,63

72,7

2200

Dmax lên cột trái

Dmax lên cột phải
c. Hoạt tải do lực hãm ngang cầu trục
Theo bảng thông số về cầu trục:
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray:
T1tc =

0,05.(Q+G xc ) 0,05.(160+123,6)
=
=7,09 kN
n0
2

Lực hãm ngang Tmax1 truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hãm được xác định theo
đường ảnh hưởng như Dmax
Tmax =n c .γp .T1tc .�yi =0,85.1,1.7,09.(1+0,396+0,85+0,543)=18,49 kN

8400

5900

18,49
kN

2500

Lực hãm đặt trên cột ở mặt trên dầm cầu trục và cách mặt vai cột 0,8 m.

Lực hãm lên cột phải

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

8


GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

5900

18,49 kn

8400

2500

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

Lực hãm lên cột trái
d. Tải trọng gió
- Giá trị tính tốn của thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao z so với mốc
tiêu chuẩn tác dụng lên 1m2 bề mặt thẳng đứng được xác định theo công
thức: q = n.Wo.k.C
W0 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn, W0  0,95  0,12  0,83 kN/m2 (Gió II-A)
k: Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc theo dạng
địa hình; áp dụng dạng địa hình A, hệ số k được xác định:
+ Mức đỉnh cột, cao trình 8,4 m � k1  1,14
+ Mức đỉnh mái, cao trình 10,2 m � k2  1,18
- Phần tải trọng gió tác dụng từ đỉnh cột trở xuống chân cột hệ số k lấy:
k1  1,14
- Phần tải trọng gió tác dụng từ đỉnh cột trở lên đỉnh mái hệ số k lấy trung
bình:
k

k1  k2 1,14  1,18

 1,16

2
2

C: Hệ số khí động:   8,53o 

Ce1  0,3347 , Ce2  0, 4 , Ce3  0,5

Hệ số vượt tải: n  1, 2
 Tải trọng gió lên cột:

Trên thực tế tải này truyền lên khung ở dạng lực tập trung tại điểm đặt các xà
gồ, số lượng lực tập trung > 5 nên ta có thể quy về tải phân bố.
q1tt =n.k1.cd .W0 .a=1,2.1,14.0,8.0,83.7=6,36 kN/m
+ Phía gió đẩy:
+ Phía gió hút:

q 2tt =n.k1.c h .W0 .a=1,2.1,14.0,5.0,83.7=3,97 kN/m

 Tải trọng gió lên mái:

+ Gió nửa trái:

q tt =n.k .ce1.W0 .a=1,2.1,16.0,3347.0,83.7=2,71 kN/m

+ Gió nửa phải:

q tt  n.k .ce 2 .W0 .a  1, 2.1,16.0, 4.0,83.7  3, 24 kN/m

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

9


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH
Ce2 = - 0,4

Ce3 = - 0,5

Ce = + 0,8

Ce1 = - 0,3347

a/
27000
3,24 kN/m

3,97 kN/m

6,36 kN/m

2,71 kN/m

b/
27000
3,24 kN/m

6,36 kN/m

3,97 kN/m

2,71 kN/m

c/
27000

V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG, TỔ HỢP NỘI LỰC
1. Sơ đồ tính kết cấu
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

10


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

5900 25001800

- Do sức nâng cầu trục không lớn lắm nên chọn phương án tiết diện cột khơng
đổi. Vì nhịp khung là 27 m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay
đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 4,5 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 đỉnh xà ngang là cứng.
Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hố tính tốn và thiên
về an ton.
S tớnh khung ngang nh hỡnh v:

I1

I2

I2

I2
+ 8.40

Đoạn xà 2 vi tri thay đổi
tiet diện xà
Đoạn xà 1

+ 6.90

I1
I1
4000

+ 0.00

8000

8000

4000

24000

- Giả thiết cột có kích thước như sau:
H=8400 mm, h=500 mm, b=250 mm, tw = 7mm, tf =10mm

- Xà ngang có kích thước:
Đầu xà: h=500mm, b=250mm, tw= 7mm, tf= 10mm
Đỉnh xà: h=300mm, b=250mm, tw= 7mm, tf= 10mm
Giữa xà: h=300mm, b=250mm, tw= 7mm, tf= 10mm
2. Xác định nội lực khung
Sử dụng phần mềm Sap2000 ta xác định được nội lực các phần tử thanh ứng với
các trường hợp tải.
Biểu đồ nội lực tương ứng với các tổ hợp tải:
3. Tổ hợp nội lực
Từ kết quả tính tốn nội lực như trên ta tiến hành lập bảng tổ hợp nội lực để tìm ra
trường hợp nội lực bất lợi nhất để tính tốn tiết diện khung. Với cột ta xét 4 tiết
diện: đầu cột, vai cột (2 tiết diện), chân cột. Với xà ngang ta xét tiết diện: đầu xà,
đỉnh xà.
Tại mỗi tiết diện có các trị số M, N, V.
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

11


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Ta xét 2 loại tổ hợp
Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải và 1 hoạt tải.
Tổ hợp cơ bản 2: gồm tĩnh tải và nhiều hoạt tải nhân với hệ số tổ hợp 0,9.
Kết quả cụ thể được ghi trong bảng tổ hợp.
Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng phần
mềm SAP2000.
Kết quả tính tốn được thể hiện dưới các biểu đồ.

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

12


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do tĩnh tải
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

13


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do hoạt tải cả mái
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

14


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do hoạt tải mái nửa trái
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

15


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do hoạt tải mái nửa phải
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

16


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do gió trái
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

17


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do gió phải
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

18


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do áp lực đứng của cầu trục lên cột trái
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

19


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do áp lực đứng của cầu trục lên cột phải
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

20


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do lực hãm ngang của cầu trục lên cột trái
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

21


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Momen, lực dọc, lực cắt do lực hãm ngang của cầu trục lên cột phải.
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

22


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Bảng thống kê nội lực
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

23


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH
Bảng tổ hợp nội lực

Tổ hợp cơ bản 1

Cấu Kiện

Tiết Diện

Nội lực

Mmax, Ntu Mmin, Ntu Nmax, Mtu Mmax, Ntu Mmin, Ntu Nmax, Mtu
1,4

M
Chân Cột

Dưới Vai

Đỉnh Cột

Xà 4.045 m
Cuối Xà

Đầu xà

Cuối Xà

-13.201

1,4,6,8,10

1,4,7,9

-6.4771

276.77585

76.61729

-330.89

-113.7264

-332.3022

-57.3097

-63.8113
1,4,7,9
1,4,7,9
-187.73435 -187.73435

Q
M

-43.856
1,5
30.0931

N

-9.135

-326.824

-326.824

-328.2362

-328.2362

Q

19.143
1,5

-44.753
1,4

-44.753
1,4

-63.8113

-63.8113

56.667
-44.753
1,7,9
1,7,9
-145.9264 -145.9264

1,5,7,9

M
N

33.7681
-1.785

Q

19.143

M
N

1,5
61.7523
-0.062

1,4
1,4
1,5,7,9
1,4,8,10
1,4,8,10
-212.3643 -212.3643 88.92286 -213.30479 -213.30479
-69.425
-69.425
-1.4335
-68.4862
-68.4862

M

3.243
1,5
61.7523

-43.856
-43.856
-4.7812
-56.7832
-56.7832
1,4
1,4
1,5,7,9
1,4,8,10
1,4,8,10
-212.3643 -212.3643 88.92286 -213.30479 -213.30479

N

4.637

-52.23

-52.23

-3.7734

-64.8762

-64.8762

Q

9.05
1,5

-52.559
1,3

-52.559
1,4

10.2972
1,5,7,9

-49.7121
1,3,8,10

-49.7121
1,4,8,10

M
N

29.3568
5.969

-40.0145

-35.255

-39.5776
-49.278

49.26449
-2.4414

-50.24032
-49.4655

-49.84711
-62.0862

Q

6.968

-19.838

-32.879

9.3114

-19.3752

-31.1121

M
N

1,5
29.3568
5.969

1,3
-40.0145
-35.255

1,4
-39.5776
-49.278

1,2,5,7,9
49.6577
-15.0621

1,4,8,10
-49.84711
-62.0862

1,4,8,10
-49.84711
-62.0862

-19.838
1,5
-10.1796
8.633

-32.879
1,4
67.1939
-43.374

-2.4255

M
N

6.968
1,4
67.1939
-43.374

-31.1121
1,6,8,10
-18.47731
-10.8708

-31.1121
1,4,7,9
51.37151
-56.5062

Q

6.481

2.806

6.481

-4.2945

6.0879

Q

Xà 8.089 m

152.3476 -193.5505

1,7,9

-82.564

Q

Đầu xà

1,5

N

Cột
Trên Vai

Tổ hợp cơ bản 2

-102.7253 -102.7253 93.50731
-71.148
-71.148
-3.1565
-43.856

-43.856

16.637

VI. THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN
6.1. Thiết kế tiết diện cột
Xác định chiều dài tính tốn:
SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

24


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

GVHD: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH

Chọn phương án tiết diện cột không đổi.
Với tỷ số độ cứng của xà và cột giả thiết là
�I
n  �xa
�L

��I cot
:

��
��H

I xa
 1 , ta có:
Icot

� 8, 4
� 1. 24  0,35
�

Theo cơng thức tính  ta có:
=

n+0,56
0,35+0,56
=
=1,363
n+0,14
0,35+0,14

Vậy chiều dài tính tốn trong mặt phẳng khung của cột xác định theo công thức:
l x  H  1,363.8, 4  11, 45 (m)

Chiều dài tính tốn của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung (l y) lấy bằng
khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà
(dầm cầu trục, giằng cột, xà ngang …) nên m.
Ly=Hd/2=5,9/2=2,95m
Chọn và kiểm tra tiết diện:
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra nội lực tính tốn:

M = -187,73 kNm
N = -328,24kN
V = -63,81 kN
Đây là cặp nội lực tại tiết diện dưới vai, trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải
trọng 1,4,7,9 trong tổ hợp cơ bản 2 gây ra.
Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng:
h = (1/151/20)H= (1/151/20).8,4 = ( 0,56  0,42) m  Chọn h = 50 cm.
Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng:
bf = (0,30,5)h = (15  25) cm  Chọn bf =25 cm.
Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo công thức sau:
A yc 

N
f c

M�
�
1,
25

(2,
2
�
2,8)
�
Nh �
�
�

Do đó ta có:

A yc 

328, 24 �
187,73 �
.�
1, 25  (2, 2 �2,8).
 (53,75 �63,55) cm2
23.1 �
328, 24.0,5 �
�

SVTH: NGUYỄN TÀI CƯỜNG – LỚP: 16X6

25