ĐỒ án môn học kết cấu THÉP II

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP
II

MỤC LỤC

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 1


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
1/ĐỀ BÀI:.......................................................................................................................... 6
2/ SỐ LIỆU THIẾT KẾ :....................................................................................................6
3/ THIẾT KẾ KHUNG :....................................................................................................6
3.1/ Lựa chọn vật liệu sử dụng :......................................................................................6
3.2/ Xác định các kích thước khung ngang :...................................................................7
3.2.1/ Xác định kích thước khung đứng :....................................................................7
3.2.2/Theo phương ngang :..........................................................................................8
3.3/Sơ bộ tiết diện các bộ phận khung :........................................................................10
3.3.1/ Tiết diện cột và xà mái:...................................................................................10
3.3.2/ Chọn tiết diện dầm mái :..................................................................................11
3.3.3/Chọn tiết diện vai cột:......................................................................................12
3.3.4/Chọn kích thước cửa trời :................................................................................12
3.4/Sơ đồ tính khung ngang :........................................................................................12
4/TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG :...................................................13
4.1/Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải ) :.........................................................................13
4.1.1/ Tải trọng lớp hoàn thiện mái :.........................................................................13

4.1.2/Tải trọng lớp hoàn thiện biên (tường ):.............................................................13
4.1.3/ Tải trọng bản thân của dầm cầu trục :..............................................................13
4.1.4/ Tải trọng tập trung cửa sổ mái truyền lên dầm mái:........................................14
4.2/Hoạt tải mái :..........................................................................................................14
4.2.1/Hoạt tải sửa chữa :............................................................................................14
4.2.2/Hoạt tải cầu trục :.............................................................................................16
4.3/Tải trọng gió :.........................................................................................................19
5/XÁC ĐỊNH NỘI LỰC :................................................................................................23
5.1/Thiết lập mơ hình bằng phần mềm SAP 2000 :.......................................................23
5.2/ Xác định và tổ hợp nội lực :...................................................................................24
5.2.1/ Biểu đồ nội lực (M, N, Q) xuất hiện trong khung ngang:................................25
5.2.2/ Tổ hợp nội lực:................................................................................................31
6.THIẾT KẾ TOLE, XÀ GỒ :.........................................................................................41
6.1/ Tole :......................................................................................................................41
6.2/ Thiết kế tiết diện tole lợp mái :..............................................................................43
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 2


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
6.2.1/ Tải trọng tác dụng :..........................................................................................43
6.2.2/ Thiết kế tiết diện tole lợp mái :........................................................................44
6.3/ Thiết kế xà gồ :......................................................................................................45
6.3.1/ Tải trọng tác dụng :..........................................................................................45
6.3.2/ Thiết kế xà gồ :................................................................................................47
6.4/ Thiết kế liên kết tole lợp với xà gồ mái:................................................................49
6.5/ Thiết kế liên kết xà gồ mái với dầm:......................................................................49

7/ THIẾT KẾ XÀ NGANG :............................................................................................52
7.1/ Thiết kế dầm mái 1 (DM1) (dầm trái của nhịp biên 1):..........................................52
7.1.1/ Thiết kế tiết diện đầu trái của dầm mái 1 (DM1) :...........................................52
7.1.2/ Thiết kế tiết diện cuối dầm DM1:....................................................................57
7.2/ Thiết kế tiết diện dầm mái 2 (DM2):......................................................................61
7.2.1/ Thiết kế tiết diện đầu phải của dầm mái 2 (DM2) :.........................................61
7.2.2/ Thiết kế tiết diện cuối dầm mái 2 (DM2):.......................................................66
7.3/ Thiết kế tiết diện dầm mái 3 (DM3):......................................................................71
7.3.1/ Thiết kế tiết diện đầu trái của dầm mái 3 (DM3) :...........................................71
7.3.2/ Thiết kế tiết diện cuối dầm mái 3 (DM3):.......................................................76
8/ THIẾT KẾ CÁC CỘT :................................................................................................80
8.1/ Thiết kế cột biên C1:..............................................................................................80
8.1.1/ Xác định chiều dài tính tốn của cột biên C1:.................................................80
8.1.2/ Chọn tiết diện cột biên C1:..............................................................................81
8.1.3/ Kiểm tra tiết diện đã chọn của cột biên C1......................................................83
8.1.4/ Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực thứ hai của cột biên C1:..........................90
8.1.5/ Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực thứ ba của cột biên C1:............................94
8.2/ Thiết kế cột giữa CG1 :........................................................................................100
8.2.1/ Xác định chiều dài tính tốn của cột giữa CG1:............................................100
8.2.2/ Chọn tiết diện cột giữa CG1:.........................................................................102
8.2.3/ Kiểm tra tiết diện đã chọn của cột giữa CG1.................................................104
8.2.4/ Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực thứ hai của cột giữa CG1:......................111
8.2.5/ Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực thứ ba của cột giữa CG1:.......................116
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 3

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
8.2.6/ Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực thứ bốn của cột giữa CG1:....................122
9/ KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI CỦA DẦM VÀ CỘT:................127
9.1/ Kiểm tra chuyển vị đứng của đỉnh dầm tại vị trí giữa nhịp:.................................127
9.2/ Kiểm tra chuyển vị đứng của đỉnh dầm tại vị trí giữa nhịp:.................................128
10/ THIẾT KẾ DẦM VAI CỘT GIỮA VC1:.................................................................128
10.1/ Thiết kế tiết diện dầm vai VC1:.........................................................................128
a/ Sơ bộ tiết diện dầm vai :......................................................................................128
b/ Các đặc trưng hình học của tiết diện dầm vai :....................................................129
c/ Kiểm tra bền của dầm vai:...................................................................................130
d/ Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể:...................................................................130
e/ Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh, bản bụng :..............................................131
f/ Tính tốn liên kết hàn bản cánh và bản bụng của dầm vai:..................................131
10.2/ Tính tốn liên kết dầm vai vào cột:....................................................................132
a/ Tính tốn liên kết bản cánh :................................................................................132
b/ Tính tốn liên kết bản bụng :...............................................................................132
c/ Chọn kích thước sườn gia cường cho bụng dầm vai :..........................................133
11/ THIẾT KẾ LIÊN KẾT:............................................................................................133
11.1/ Thiết kế liên kết côt và dầm :.............................................................................133
11.1.1/ Thiết kế liên kết cột biên CB1 với đầu trái dầm DM1:................................133
11.1.2/ Thiết kế liên kết cột giữa CG1 với dầm DM2 và DM3:...............................137
11.2/ Thiết kế liên kết nối :.........................................................................................141
11.2.1/ Thiết kế liên kết nối hai đoạn cột biên CB1 với nhau:.................................141
11.2.2/ Thiết kế liên kết nối hai đoạn cột giữa CG1 với nhau:.................................145
11.2.3/ Thiết kế liên kết nối hai đoạn dầm mái DM1 với nhau:...............................148
11.2.4/ Thiết kế liên kết nối hai đoạn dầm mái DM2 với nhau:...............................151
11.2.5/ Thiết kế liên kết nối hai đoạn dầm mái DM3 với nhau:...............................154
11.3/ Thiết kê liên kết nối dầm tại đỉnh nhịp:..............................................................157
11.3.1/ Thiết kế liên kết nối dầm DM1-DM2 tại đỉnh nhịp biên 1:..........................157
11.3.2/ Thiết kế liên kết nối dầm DM3-DM4 tại đỉnh nhịp giữa:............................160

12/ THIẾT KẾ LIÊN KẾT CHÂN CỘT:.......................................................................164
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 4


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
12.1/ Thiết kế chân cột biên CB1 :..............................................................................164
12.1.1/ Tính tốn bản đế:.........................................................................................164
12.1.2/ Tính tốn dầm đế chân cột biên CB1:..........................................................168
12.1.3/ Tính tốn sườn đế dài và sườn đế ngắn chân cột biên CB1:........................169
12.1.4/ Tính tốn bu-lơng neo chân cột biên CB1:..................................................173
12.1.5/ Tính tốn các đường hàn liên kết chân cột biên CB1 vào bản đế:...............175
12.2/ Thiết kế chân cột giữa CG1 :.............................................................................176
12.2.1/ Tính tốn bản đế:.........................................................................................176
12.2.2/ Tính tốn dầm đế chân cột giữa CG1:.........................................................180
12.2.3/ Tính toán sườn đế dài và sườn đế ngắn chân cột giữa CG1:........................182
12.2.4/ Tính tốn bu-lơng neo chân cột giữa CG1:..................................................185
12.2.5/ Tính tốn các đường hàn liên kết chân cột giữa CG1 vào bản đế:...............187
13./ Hướng dẫn tính tốn hệ giằng.................................................................................188
13.1/ Trường hợp đơn giản..........................................................................................188
13.1.1/ Theo tiêu chuẩn Việt Nam...........................................................................188
13.1.2/ Theo tiêu chuẩn Úc – AS4100.....................................................................190
13.1.3/ Theo tiêu chuẩn Mỹ - AISC/ASD................................................................190
13.2/ Trường hợp đặc biệt:..........................................................................................192

1/ĐỀ BÀI:
Thiết kế khung ngang thép nhà công nghiệp 1 tâng,3 nhịp;

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 5


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

2/ SỐ LIỆU THIẾT KẾ :
Cao trình
Bướ
c cột
(m)

Nhip nhà (m)
L1  30

-

L2  27

Đất
Mặt Mặt
tự
nền ray
nhiê
(m) (m)
n (m)

Cầu
trục
Q(T
)

Áp lực
gió ở độ
cao 10m
q0
(daN / m 2 )

Chiề
u dài
nhà
(m)

Độ
dốc
(%)

L3  30

8.5
-0.6
0 11.7
5
100
178.5 10
Dạng địa hình để tính gió là dạng địa hình B;
Nhịp giữa có 2 cần trục hoạt động với sức trục Q đã cho.Hai nhịp biên khơng có

cầu trục;
Vật liệu lợp mái :Tole;
Sử dụng khung thép tiết diện chữ I tổ hợp.Cột có tiết diện khơng đổi.Dầm có tiết
diện thay đổi;

3/ THIẾT KẾ KHUNG :
3.1/ Lựa chọn vật liệu sử dụng :
Vật liệu thép Mác CCT38 theo TCVN 338-2005 có cường độ :
f = 2300 daN/cm 2
f
22
f v = 0.58 � y = 0.58 �
= 1200 daN/cm 2
γm
1.05
fc =
-

fu
38
=
=3600 daN/cm 2
γ m 1.05

Dùng que hàn N42 theo TCVN 338-2005 ta được số liệu sau:
2
2
o Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn f wun = 410 N/mm = 4100 daN/cm
2
2

o Cường độ tính tốn f wf = 180 N/mm = 1800 daN/cm ,

f ws = 0.45f u = 0.45 �3800 = 1700 daN/cm 2

o Phương pháp hàn tay.
- Dùng Bulong cấp độ bền 5.8 tra bảng trong TCXDVN(338-2005) ta được số liệu
sau:
Trạng thái làm việc
Ký hiệu
Cấp độ bền
Cường độ tính tốn (daN/cm2 )
Cắt
2000
f vb
5.8
Kéo
2000
f tb

3.2/ Xác định các kích thước khung ngang :
3.2.1/ Xác định kích thước khung đứng :
Cầu trục có sức nâng : Q  16(T ) ,tra catalo ta được :
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 6


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Tải
trọn
g (T)

Khẩ
u độ
(m)

Tổng
khối
lượng

Lực nén
lên bánh xe
max Pmax
(T)

Lực nén
lên bánh
xe min
Pmin (T)

5

25.5

6.28/6.
8

4.36/4.61

1.50/1.51

Kích thước cơ bản
H3

B

W

C2

C1

H2

H1

1100

3500

3000

840

1300

1485

875

 Cột giữa :
 Chiều dài cột trên:

H t = H K + C+ h r + h dct
+ HK: Chiều cao gabarit của cầu trục (khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao nhất
của cầu trục) – Tra catalogue cầu trục. HK = H1 =1200 mm.
+ C: khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang, chọn C = 300 mm.
1
1
C=
L+ 100(mm)=
x 27000 + 100 =235 mm
200
200
+ hdct: chiều cao dầm cầu trục, sơ bộ chọn:

�1 1 �
�1 1 �
h dct = � ÷ �
�B = � ÷ �
.8500 =  850÷1062  mm
�8 10 �
�8 10 �
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 7


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
 Chọn hdct = 900 mm
+ hr: chiều cao ray chọn 200 mm

H = H + C + h + h = 875 + 300 + 900 + 200 = 2275 mm

K
r
dct
Vậy t
 chọn Ht = 2300 mm (do các kích thước này ta nên lấy là bội số của 200mm).
 Chiều dài cột dưới:

H d = H r –  h dct + h r  + Δ
+ Hr – cao trình đỉnh ray, Hr = 11.7 m
+ – Chiều cao mặt nền so với đất tự nhiên, = 0.00 m (xem mặt móng ở mặt đất
tự nhiên)
� H d = H r –  h dct + h r  + Δ= 11700 -  900+200  + 0 =10600 mm


Chiều dài cột:

H = H t + H d  = 2300 + 10600 = 12900 mm
 Cột biên : Chọn chiều cao bằng chiều cột giữa
3.2.2/Theo phương ngang :
 Trục định vị cột biên trùng với mép ngoài cột (a=0)
 Trục định vị cột giữa trùng với trục cột :

Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray :
L-L K
27 - 25.5
L1 =
=
= 0,75 (m)
2
2
Chiều cao tiết diện cột lấy theo yêu cầu độ cứng :
=>Chọn chiều cao h=0,8m
Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và khung :
h
z = L1 - c = 0,75 - 0,4 = 0,35 (m) >z min = 0,18 (m)
2

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 8


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

MẶT BẰNG CƠNG TRÌNH

MẶT CẮT NỬA KHUNG NGANG

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 9


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

CHI TIẾT DẦM CẦU CHẠY

3.3/Sơ bộ tiết diện các bộ phận khung :
3.3.1/ Tiết diện cột và xà mái:
Chọn tiết diện cột đặc của khung nhà bằng thép dạng chữ I như sau:
- Chiều cao tiết diện cột :
�1 1 � �1 1 �
h= � ÷ �
.H=
÷
x12.9=  0.645 ÷ 0.86  m = 0,8 m
15 20 � �
15 20 �
�
�
�
- Bề rộng tiết diện cột:
bf =  0.3 ÷ 0.5  h =  0.3 ÷ 0.5  �0,8 =  0.24 ÷ 0.4  = 0,4 m
-

-

Bề dày bản bụng :

1 �
�1
tw = � ÷
.h �0,6 cm
�
�70 100 �
1 �
�1
 =  1.14 ÷ 0.8  = 1.1 (cm)
� ÷
� 80
�70 100 �
Bề dày bản cánh :
t f �bf f / E  400 230 / 210000  13.23mm

Chọn tf = 1.4 cm.

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 10


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
3.3.2/ Chọn tiết diện dầm mái :
Dầm có tiết diện chữ I đối xứng, đoạn nách khung gần cột chịu momen,lực cắt lớn
nên thường cấu tạo tiết diện cao hơn,tiết diện cịn lại lấy khơng đổi.Vị trí thay đổi cách
mỗi cột 1 đoạn 5,5m;
3.3.2.1/ Chọn tiếp diện dầm nhịp biên

- Chiều cao tiết diện tại nách khung:
1
1
1
1
h f  ( ÷ ).L  ( ÷ ).27000  (675 ÷ 900)
40 30
40 30
Chọn hf = 0.8 m
- Chiều cao tiết diện tại đỉnh khung:
Chọn h 2 = 0.5 (m)
-

Bề rộng tiết diện:
1 1
1 1
b f  ( ÷ ).h  ( ÷ ).0.8  (0.4 ÷ 0.16)
2 5
2 5
Chọn bf = 0.4 m
- Chiều dàxy bản bụng dầm:
Chọn tw = 1.2 cm > 0.6 cm.
- Chiều dày bản cánh dầm:
Chọn tf = 1.4 cm.
3.3.2.1/ Chọn tiếp diện dầm nhịp biên
- Chiều cao tiết diện tại nách khung:
1
1
1
1

h f  ( ÷ ).L  ( ÷ ).30000  (750 ÷1000)
40 30
40 30
Chọn hf = 0.8 m
- Chiều cao tiết diện tại đỉnh khung:
Chọn h 2 = 0.5 (m)
-

Bề rộng tiết diện:
1 1
1 1
b f  ( ÷ ).h  ( ÷ ).0.8  (0.4 ÷ 0.16)
2 5
2 5
Chọn bf = 0.4 m
- Chiều dàxy bản bụng dầm:
Chọn tw = 1.2 cm > 0.6 cm.
- Chiều dày bản cánh dầm:
Chọn tf = 1.4 cm.

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 11


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
3.3.3/Chọn tiết diện vai cột:
Lựa chọn tương tự như trên ta có:

- Chiều cao tiết diện vai cột:
Chọn h = 0.5m.
- Bề rộng tiết diện vai cột:
Chọn b = 0.4 m
- Chiều dày bản bụng vai cột:
Chọn tw = 1.2 cm > 0.6 cm.
- Chiều dày bản cánh vai cột:
Chọn tf = 1.4 cm.
3.3.4/Chọn kích thước cửa trời :
Sơ bộ :
Thép I20 , khối lượng: 21 kg/m = 0.21 kN/m
+ Chiều cao cột cửa mái : Hcm = 1.5 m;
+ Chiều dài dầm cửa mái :

Lcm = 1/10. L = 1/10 x 30000 = 3000 mm = 3 m
+ Chiều dài một bên dầm cửa mái :

Ldcm = 1.5 x cos( 5.75�
  m
 Độ dốc mái cửa cửa trời lầy bằng độ dốc mái :i=10 %;

3.4/Sơ đồ tính nửa khung ngang :

SƠ ĐỒ TÍNH NỬA KHUNG NGANG

4/TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG :
4.1/Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải ) :
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các tải trọng thường xuyên khác,
bao che.Trọng lượng bản thân kết cấu sẽ được phần mềm tự động tính tốn khi ta giải nội
lực, chỉ lưu ý điều chỉnh hệ số vượt tải khi giải với tải trọng tính tốn. Ta đi xác định:

Độ dốc mái i=10 % ;

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 12


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
4.1.1/ Tải trọng lớp hoàn thiện mái :
tc
2
Mái sử dụng là mái tole,xà gồ,giằn xà gồ,chọn tải trọng đơn vị g ht =15 (daN/m ) ,
hệ số vượt tải n=1,1.
- Bước cột: B = 8.5 m.
- Tải trong tiêu chuẩn tác dụng lên mái :
g mtc = g httc .B = 15x8.5 =127.5 (daN/m)

-

Tải trọng tính tốn tác dụng lên mái :
g mtt = n.g mtc = 1.1�127.5 =140.25 (daN/m)

4.1.2/Tải trọng lớp hoàn thiện biên (tường ):
tc

2

Lớp hoàn thiện bên sử dụng tole,chọn tải trọng đơn vị g ht =15 (daN/m ) ,hệ số vượt

tải n=1,1.
- Tải
trọng
tiêu
chuẩn
tác
dụng
lên
cột
biên
:
tc
tc
g b = g ht .B = 15x8.5 = 127.5 (daN/m)
- Tải
trọng
tính
tốn
tác
dụng
lên
cột
biên:
g btt = g btc .n = 127.5 �1.1 = 140.25 (daN/m)
4.1.3/ Tải trọng bản thân của dầm cầu trục :
Trọng lượng dầm cầu trục chọn sơ bộ 200 daN/m,hệ số vượt tải n=1,1.Quy về lực
tập trung và momen lệch tâm đạt tại vai cột (tay đòn là khoảng cách từ trọng tâm ray đến
trục của cột )
tc
Giá trị tiêu chuẩn của lực tập trung : P = B×200 = 1700 (daN)

tt
Giá trị tính tốn của lực tập trung : P = 1700×1.2 = 2040 (daN)

Giá trị cánh tay đòn : e = L1 = 0.75 (m)
tc
Giá trị tiêu chuẩn của momen : M = 1700 �0.75 = 1275 (daN.m)
tt
Giá trị lực tính tốn của cầu trục : P = 1.1�1700=1870(daN)
tt
Giá trị momen tính tốn của cầu trục : M = 1.1�1275 = 1402.5 (daN.m)

4.2/Hoạt tải mái :
4.2.1/Hoạt tải sửa chữa :
Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái
là 30 daN/m2, hệ số vượt tải là 1,3.
Quy đổi về lực phân bố đều trên dầm mái :
tc
- Giá trị tiêu chuẩn : p m = 30 �B = 30 �8.5 = 255 (daN/m)
SINH VIÊN :

tt
Giá trị tính tốn : Pm = 1.3 �255 = 331.5 (daN/m)

MSSV :11510300650

Trang 13


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Hoạt tải sửa chữa mái trên cửa sổ mái quy thành lực tập trung truyền xuống dầm

mái:

tt
Pcsm
= 331.5 × 1.5 = 497.25 (daN/m)

Hoạt tải HTCĐ (HT1, đơn vị kN)
Và lần lượt HT1,HT2, HT3, HT4, HT5, HT6 trong mơ hình tính tốn:

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 14


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

4.2.2/Hoạt tải cầu trục :
4.2.2.a/ Xác định áp lực đứng của cầu trục:
Cần trục gây ra áp lực đứng và lực hãm lên dầm cầu trục thông qua các bánh xe:
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 15


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
Áp lực đứng Dmax, Dmin của cầu trục truyền qua dầm cầu trục thành tải trọng tập

trung đặt tại vai cột. Tải trọng đứng của cầu trục lên cột được xác định do tác dụng của
nhiều nhất hai cầu trục hoạt động trong một nhịp, bất kể số cầu trục thực tế trong nhịp đó.
Trị số của Dmax, Dmin có thể xác định bằng đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa dầm cầu
trục khi bánh xe dầm cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất. Ta xét trường hợp hai cầu
trục tiến đến sát nhau:

Trị áp lực đứng tiêu chuẩn của cầu trục truyền lên vai cột xác địn theo công thức :
D max = n c �Pmax yi +G
D min = n c �Pmin yi +G

Trong đó :
+ n_ hệ số vượt tải của cầu trục, n =1,1;
+ nc _ hệ số tổ hợp, bằng 0.85 khi xét tải trọng do 2 cầu trục chế độ làm
việc nhẹ, trung bình;
+ Pmax ; Pmin _áp lực lớn nhất và nhỏ nhất tiêu chuẩn của 1 bánh xe của cầu
trục(tra catalo cầu trục): , ;
+ Tổng trọng lượng cầu trục: G = 6.8 Tấn = 68 kN;
+ Từ hình vẽ, ta xác định được các giá trị yi :
y1 = 1;
y2 = (5.5/8.5) x 1 =0.64705;
y3 = (7.9/8.5) x 1 =0.9294;
y4 = (4.9/8.5) x 1 =0.5764;
Do áp lực Dmax ; Dmin đặt lêch tâm so với trục cột nên cần kể đến momen lệch tâm
tương ứng:
M max =D max .e

M min =D min .e
Với e _ khoảng cách từ trục ray đến trục cột, e = 0,75 (m)
 Giá trị tiêu chuẩn của áp lực,momen :
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 16


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
37×25.52
= 364.103 (kN)
100
tc
tc
M max
= D max
.e = 364.103×0.75 = 273.077 (kN.m)
tc
D max
= 0.85×46.1×(1+0.647+0.929+0.576)+

37×25.52
= 281.048 (kN)
100
tc
tc
M min
= D min
.e = 281.048×0.75 = 210.786 (kN.m)
tc
D min
= 0.85×15.1×(1+0.647+0.929+0.576) +

 Giá trị tính tốn của áp lực,momen (hệ số vượt tải n=1,1 ):
tt
tc
D max
= n×D max
= 1.2×364.103 = 436.9236 (kN)
tt
tc
M max
= n×M max
= 1.2×273.077 = 327.6924 (kN.m)
tt
tc
D min
= n×Dmin
= 1.2×281.048 = 337.2576 (kN)
tt
tc
M min
= n×M min
= 1.2×210.786 = 252.9432 (kN.m)

Dmax trái (kN)

Dmax phải (kN)
4.2.2.b/Xác định lực hãm ngang của cầu trục :
Lực hãm ngang T tiêu chuẩn của cầu trục tác dụng vào cột khung thơng qua dầm
hãm, có điểm đặt tại cánh trên của dầm cầu trục (cao trình mặt ray), có thể hướng ra hay
vào, được xác định bởi cơng thức sau:

T tc  ncT1 �yi

Trong đó :
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 17


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
nc _ hệ số tổ hợp, lấy bằng 0,85
T1 _ lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục
0.05 �(G xecon +Q) 0.05 �(5.2+50)
T1 =
=
= 1.38 kN
n0
2
+ n0 là số bánh xe 1 bên của cầu trục, no=2;
+ Gxe con = 6.8- 6.28 = 0.52T =5.2 kN;
tc
Tmax
= 0.85×1.38×(1+0.647+0.929+0.576) = 3.697 (kN)
Lực hãm ngang tính tốn (lấy hệ số vượt tải bằng 1.1):
tt
tc
Tmax
= n �Tmax
= 1.2×3.697=4.437(kN)

Giá trị lực hãm được gán trong mơ hình tính tốn:

Tmax trái (kN)

Tmin trái (kN)

4.3/Tải trọng gió :
Theo TCVN 2737-1995, cơng trình có H < 40m khơng kể đến thành phần động
của tải trọng gió và thành phần tĩnh được xác định như sau:

W = Wc ×n×c×k×B
Với:
SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 18


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
+ Wc = 100 daN/m2: Tính với số liệu đề bài cho - Áp lực gió tiêu chuẩn tại độ
cao 10m.
+ B – Bề rộng đón gió bằng bước cột B = 8.5 m
+ c – Hệ số khí động: Tra theo sơ đồ 13, TCVN 2737-1995

Hệ số
Ce1

0
20

40
60

0
0
0.2
0.4
0.8
-0.4

H1/L
0.5
-0.6
-0.4
0.3
0.8
-0.4

1
-0.7
-0.7
-0.2
0.8
-0.5

Ce2
h 2 12.9
=
= 0.43
o

30
Tính ce4: Tỉ số l
và α = 5.71  ce4 = -0.4589
ce2 = - 0.4

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

2
-0.8
-0.8
-0.4
0.8
-0.8

Trang 19


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
h1 14.253
=
= 0.4751
o
30
Tính ce1 = l
và α = 5.71 ce4 = -0.513

Hệ số khí động
+ n = 1.2 : hệ số tin cậy tùy thuộc vào tuổi thọ cơng trình (50 năm).

+ k – hệ số kể đến sự thay đổi độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình.
Đối với độ cao < 10m lấy k = 1.
Thống nhất ở đề bài, công trình xây dựng tại dạng địa hình B.

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 20


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Xác định hệ số k theo độ cao:
Cao trình (m)

Độ cao z (m)

k

- 0.6
10.6
13.5
14.712
14.885
16.212
16.341

0
10

12.9
14.253
14.4
15.612
15.741

1
1
1.046
1.066
1.0704
1.086
1.087

Bảng 1. Tải trọng gió tác dụng vào Cột
Mặt đón gió
Độ
qtc
qtt
Cấu kiện
cao
k
ce
(kN/m (kN/m
(m)
)
)
0,8
0-10,0 1,00
0.8

0,96
0
Cột biên
1,04 0,8
12.9
0,8368 1,004
6
0
1,06 0,7
0,7462 0,8954
Cột cửa 14,253
6
0
mái
Biên trái 15,741 1,08 0,7 0,7609 0,913
7
0
Cột cửa 14,112 1,06 0.8 0,8528 1.0234
mái
6
0

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

ce

Mặt khuất gió
qtc

qtt
(kN/m (kN/m
)
)

-0.4

-0.4

-0,48

-0.4

-0,418

-0,502

-0,60

-0,639

-0,768

-0,60

-0,652

-0,782

-0.80

-0,852

-1,023

Trang 21


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Biên giữa

15,612

1,08
6

0.8
0

0,8688

1,0426

-0.80

-0,869

-1.043

Cột cửa
mái
Biên phải

14,253

1,06
6

0.8
0

0,8528

1,023

-0.80

-0,852

-1.023

15,741

1,08
7

0.8
0

0,8696

1,0435

-0.80

-0,869

-1.043

Bảng 2. Tải trọng gió tác dụng vào dầm mái
Cấu kiện
Dầm (1)
Dầm (2)
Dầm (3)
Dầm (4)
Dầm (5)
Dầm (6)

Độ cao
(m)
12.9
14,253
12.9
14,253
12.9
14,112
12,9
14,325
12,9

14,253
13,0
14,253

k

ce

1,046
1,066
1,046
1,066
1,046
1,066
1,046
1,066
1,048
1,067
1,048
1,067

-0,459
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5

-0,5
-0,5
-0,5

qtc
(kN/m)
-0,48
-0,533
-0,523
-0,533
-0,523
-0,533
-0,523
-0,533
-0,523
-0,5335
-0,524
-0,533

qtt
(kN/m)
-0,576
-0,6396
-0,6276
-0,6396
-0,6276
-0,6396
-0,6276
-0,6396
-0,6288

-0,6402
-0,6288
-0,6402

qtc
(kN/m)
-0,450
-0,451
-0,388
-0,389
-0,433
-0,434
-0,433

qtt
(kN/m)
-0,558
-0,559
-0,4348
-0,4356
-0,543
-0,544
-0,543

Bảng 3. Tải trọng gió tác dụng vào cửa mái
Cấu kiện
Dầm (1)
Dầm (2)
Dầm (23)
Dầm (24)

SINH VIÊN :

Độ cao
(m)
15,741
15,9
15,741
15,9
15,6
15,76
15,6

k

ce

1,087
1,089
1,087
1,089
1,086
1,088
1,086

-0,513
-0,513
-0,4
-0,4
-0,5
-0,5

-0,5

MSSV :11510300650

Trang 22


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Dầm (25)
Dầm (26)

15,76
15,741
15,9
15,741
15,9

1,088
1,087
1,089
1,087
1,089

-0,5
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5

-0,434
-0,433
-0,434
-0,433
-0,434

-0,544
-0,5435
-0,5445
-0,5435
-0,5445

Tải trọng gió được gán trong mơ hình tính tốn:

Gió trái (kN.m)

Gió phải (kN.m)

5/XÁC ĐỊNH NỘI LỰC :
5.1/Thiết lập mơ hình bằng phần mềm SAP 2000 :
Sinh viên thực hiện giải nội lực bằng phần mềm SAP2000 v14 với kích thước như đã
trình bày.
Khai báo các trường hơp tải trọng :
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các tải trọng thường xuyên khác
(các lớp hoàn thiện mái,các lớp hoàn thiện bên,tải trọng bản thân dầm cầu trục ). Đối với
các tải trọng thường xuyên ta khai báo như đã trình bày, đối với trọng lượng bản thân kết
cấu, điều chỉnh hệ số vượt tải n=1.

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 23


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

- Hoạt tải sửa chữa mái: hoạt tải sửa chữa mái gồm 6 trường hợp : HT1, HT2, HT3,
HT4, HT5, HT6. Với cách đặt hoạt tải này thì các trường hợp hoạt tải có thể xuất hiện
đồng thời với nhau để tạo nên trường hợp gây nguy hiểm nhất đến tiết diện đang xét.
- Hoạt tải cầu trục: khi khai báo trong mơ hình,hoạt tải cầu trục bao gồm các trường
hợp sau :
 D max phải, Dmax trái .
 Tmax trái, Tmin trái, Tmax phải, Tmin phải
Hoạt tải gió có 2 trường hợp :
 Gió thổi từ trái sang phải (Gió trái);
 Gió thổi từ phải sang trái (Gió phải).

5.2/ Xác định và tổ hợp nội lực :
Trước khi xuất nội lực từ mơ hình, ta đặt lại tên các phần từ như sau :

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 24


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II

Sơ đồ phần tử

Mơ hình thiết kế (ở chế độ extrude view)
5.2.1/ Biểu đồ nội lực (M, N, Q) xuất hiện trong khung ngang:
5.2.1.a/ Nội lực phát sinh do tĩnh tải (gồm trọng lượng bản thân của cột, vai cột, dầm và
vật liệu hoàn thiện) tác dụng lên khung ngang:
 Mô-men uốn

 Lực dọc N

SINH VIÊN :

MSSV :11510300650

Trang 25