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

Nội dung của án trình bày sơ đồ khung ngang và kết cấu của một nhà công nghiệp; kích thước chính của khung ngang; hệ giằng; tính toán tải trọng tác dụng lên khung; tính nội lực khung; xác định nội lực tính toán; xác định chiều dài tính toán của cột; thiết kế tiết diện cột; sơ đồ và kích thước chính của dàn.

L i nói đ u ờ ầ

Môn h c k t c u thép là m t môn h c quan trong c a ngành xây d ng. Vì v yọ ế ấ ộ ọ ủ ự ậ  

đ  án k t c u thép 2 là m t trong nh ng đ  án l n và khó c a sinh viên khoa xâyồ ế ấ ộ ữ ồ ớ ủ  

d ng. Trong quá trình làm đ  án là th i gian sinh viên h c h i đự ồ ờ ọ ỏ ược nhi u ki nề ế  

th c t  nh ng lý thuy t sách v  cho đ n nh ng ki n th c th c t , nh ng ki n th cứ ừ ữ ế ở ế ữ ế ứ ự ế ữ ế ứ  

đó được truy n đ t t  gi ng viên thông qua đ  án đ  sinh viên có th  thi t k  côngề ạ ừ ả ồ ề ể ế ế  trình phù h p v i th c ti n. Vi c làm đ  án giúp sinh viên hi u h n v  lý thuy t vàợ ớ ự ễ ệ ồ ể ơ ề ế  rèn luy n them các k  năng cho b n thân nh  làm thuy t minh, hi u và d ng b nệ ỹ ả ư ế ể ự ả  

v  và k  năng b o v  đ  án trẽ ỹ ả ệ ồ ước gi ng viên.ả

Trong đ  án k t c u thép 2 này, em đồ ế ấ ược giao thi t k  m t nhà công nghi p g nế ế ộ ệ ầ  

v i th c t  V i nh ng ki n th c c  b n và cũng có nh ng h n ch  do ch a hi uớ ự ế ớ ữ ế ứ ơ ả ữ ạ ế ư ể  

th u đáo h t n i dung nên đ  án không th  tránh kh i các sai sót. Nh ng sai sótấ ế ộ ồ ể ỏ ữ  trong bài và nh ng chi ti t ch a phù h p v i th c ti n mong nh n đữ ế ư ợ ớ ự ễ ậ ượ ực s  góp ý và 

hướng d n c a gi ng viên đ  em có th  đúc k t them ki n th c cho chính b n thânẫ ủ ả ể ể ế ế ứ ả  mình

Trong quá trình làm đ  án em chân thánh c m  n s  nhi t tình hồ ả ơ ự ệ ướng d n c aẫ ủ  

th y Hoàng B c An là gi ng viên ph  trách l p h c ph n đã hầ ắ ả ụ ớ ọ ầ ướng d n và gi i đápẫ ả  các th c m c c a em trong chính đ  án này. Chân thành c m  n th y.ắ ắ ủ ố ả ơ ầ

Sinh viên th c hi n.ự ệ

Lý Văn Vinh

M c l c ụ ụ

L i nói đ u.ờ ầ

              1  

M c l cụ ụ                2  

CHƯƠNG M  Đ U: NHI M V  THI T KỞ Ầ Ệ Ụ Ế Ế               6  

0.1 Mục đích yêu 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: CH N S  Đ  K T C UỌ Ơ Ồ Ế Ấ                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 TOÁN KHUNG NGANG               14   

2.1 Tính toán 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 ph n l c c a dàn:ả ự ủ                14   

2.1.2.2. Do tr ng lọ ượng d m c u ch y:ầ ầ ạ                14   

2.1.2.3. Do áp l c đ ng c a bánh xe c u ch y:ự ứ ủ ầ ạ                14   

2.1.2.4: Do l c hãm c a xe con:ự ủ               15   

2.1.2.5: T i tr ng h  gi ng c t, tole tả ọ ệ ằ ộ ường:                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 t i:ả               20   

2.2.2.2: Ho t t i:ạ ả                21   

2.2.2.7. Tính khung v i t i tr ng gió trái:ớ ả ọ                22   

2.2.2.3. Tính khung v i momen c u ch y trái:ớ ầ ạ

               24   

2.2.2.4. Tính khung v i momen c u ch y ph i:ớ ầ ạ ả                26   

2.2.2.5. Tính khung v i l c hãm trái:ớ ự               27   

2.2.2.6. Tính khung v i l c hãm ph i:ớ ự ả               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. N i l c c a c t tr c A:ộ ự ủ ộ ụ               30   

2.3.2.2. T  h p n i l c:ổ ợ ộ ự               31   

CHƯƠNG 3: THI T K  C TẾ Ế Ộ                33   

3.1 Xác định chiều dài tính toán của cột: 33

3.1.1 Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung: 33

3.1.2 Chiều dài tính toán 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. D ng ti t di n:ạ ế ệ                34   

3.2.1.2. Ch n ti t di n:ọ ế ệ                34   

3.2.1.3. Ki m tra ti t di n đã ch n:ể ế ệ ọ               35   

3.2.2 Tiết diện cột dưới: 44

3.2.2.1. C u t o c t:ấ ạ ộ                44   

3.2.2.2. Ch n ti t di n:ọ ế ệ                44   

3.2.2.3. Ki m tra ti t di n t ng nhánh c t t i chân c t:ể ế ệ ừ ộ ạ ộ               46   

3.2.2.4. Ki m tra  n đ nh toàn c t phể ổ ị ộ ương tr c  o v i ng u l c do l c d cụ ả ớ ẫ ự ự ọ   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. M i n i hai ph n c t:ố ố ầ ộ               52   

3.3.1.2. C u t o và tính toán vai c t:ấ ạ ộ               53   

3.3.2 Chân cột – liên kết cột với móng: 55

3.3.2.3. Tính toán liên k t chân c t v i móng – Bu lông neo.ế ộ ớ

              62   

CHƯƠNG 4: THI T K  DÀN VÌ KÈOẾ Ế               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 toán các thanh dàn: 70

4.3.2 Cấu tạo thanh và nút: 70

4.3.2.1. Nh ng yêu c u c u t o chung c a dàn:ữ ầ ấ ạ ủ               70   

4.3.2.2. Các d ng ti t di n thanh dàn:ạ ế ệ               70   

4.3.3 Thiết kế tiết diện thanh dàn: 71

4.3.3.1. Thi t k  thanh dàn ch u nén đúng tâm:ế ế ị               71   

4.3.3.2. Ki m tra thanh dàn đã ch n ch u kéo:ể ọ ị               73   

4.3.4 Kết quả thiết kế tiết diện thanh dàn: 73

4.4 Tính toán các chi tiết của dàn: 75

4.4.1 Yêu cầu chung: 75

4.4.2 Nút không có nối thanh cánh: 75

4.4.2.1. Chi ti t 3:ế               75   

4.4.2.2. Chi ti t 4:ế               76   

4.4.2.3. Chi ti t 5:ế               78   

4.4.3 Nút có nối thanh cánh: 79

4.4.3.1. Chi ti t 6:ế               79   

4.4.3.2. Chi ti t 7:ế               81   

4.4.4 Nút nối ở công trường: 82

4.4.4.1. Chi ti t 8:ế               82   

4.4.4.2. Chi ti t 9:ế               83   

4.4.4.3. Chi ti t 10:ế               85   

4.4.5 Nút liên kết dàn với cột: 87

4.4.5.1. Chi ti t 11:ế               87   

TÀI LI U THAM KH O.Ệ Ả

               92   

CH ƯƠ NG M  Đ U: NHI M V  THI T K Ở Ầ Ệ Ụ Ế Ế

0 1. M c đích yêu c u c a đ  án ụ ầ ủ ồ :

Đ  án k t c u thép 2 là đ  án th  t  c a sinh viên khoa xây d ng. Thông quaồ ế ấ ồ ứ ư ủ ự  

ki n th c đã đế ứ ược h c trên l p và nh ng hi u bi t đọ ớ ữ ể ế ược b  sung them thông quaổ  quá trình làm đ  án đã h  tr  them cho sinh viên   m t s  m t nh :ồ ỗ ợ ở ộ ố ặ ư

­ Giúp sinh viên ôn l i ki n th c đã đạ ế ứ ược h c   h c ph n k t c u thép 1 và bi tọ ở ọ ầ ế ấ ế  cách v n d ng các ki n th c đó vào m t công trình th c t ậ ụ ế ứ ộ ự ế

­ Bi t thêm v  c u t o c a m t công trình thép g m nh ng b  ph n và c u trúcế ề ấ ạ ủ ộ ồ ữ ộ ậ ấ  

ra sao

­ Giúp sinh viên làm quen v i m t cách làm m t đ  án khác so v i các đ  án đãớ ộ ộ ồ ớ ồ  

được h c trọ ước đây

0.2. N i dung và kh i l ộ ố ượ ng yêu c u: ầ

0.2.1. Đ  tài và s  li u: ề ố ệ

­ Thi t k  nhà công nghi p m t t ng 2 nh p g m: m t nh p chính có c u tr c vàế ế ệ ộ ầ ị ồ ộ ị ầ ụ  

m t nh p ph  không c u tr c.ộ ị ụ ầ ụ

Hình 0.1: S  đ  nhà công nghi p m t t ng – hai nh p.ơ ồ ệ ộ ầ ị

+ H  s  đi u ki n làm vi c: γệ ố ề ệ ệ c = 0,9

+ Module đàn h i c a thép E = 21000 (kN/cmồ ủ 2)

+ Bê tông 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 lông 5.6 có: fvb = 19 kN/cm2, ftb = 21kN/cm2

+ Vùng gió II đ a hình A có: qị o = 0,95 kN/m2

+ Liên k t dàn v i c t là liên k t c ng.ế ớ ộ ế ứ

0.2.2. Kh i l ố ượ ng yêu c u: ầ

­ Thi t k  s  đ  k t c u khung ngang cho nhà công nghi p m t t ng – hai nh p,ế ế ơ ồ ế ấ ệ ộ ầ ị  xác đ nh h  gi ng.ị ệ ằ

­ Tính toán t i tr ng tác d ng lên khung ngang.ả ọ ụ

­ D ng mô hình tính toán b ng ph n m m, xu t k t qu  n i l c và t  h p n iự ằ ầ ề ấ ế ả ộ ự ổ ợ ộ  

l c cho c t tr c A ho c B và dàn mái.ự ộ ụ ặ

­ Tính toán thi t k  c t tr c A ho c B và thi t k  dàn mái.ế ế ộ ụ ặ ế ế

­ Thi t k  các chi ti t c t và chi ti t nút dàn.ế ế ế ộ ế

­ Th  hi n b n v  khung ngang, các c t – dàn và các chi ti t thi t k  trên 2 b nể ệ ả ẽ ộ ế ế ế ả  

v  A1.ẽ

CH ƯƠ NG 1: CH N S  Đ  K T C U Ọ Ơ Ồ Ế Ấ

1.1. S  đ  khung ngang và k t c u c a m t nhà công nhi p: ơ ồ ế ấ ủ ộ ệ

1.1.1. S  đ  k t c u nhà công nghi p 1 t ng: ơ ồ ế ấ ệ ầ

­ Nhà công nghi p m t t ng là k t c u đệ ộ ầ ế ấ ượ ấ ạ ừc c u t o t  các khung ngang liên k tế  

v i nhau thông qua các h  ch ng d c l p trên và h  gi ng d c l p dớ ệ ố ọ ớ ệ ằ ọ ớ ưới. H  khungệ  liên k t v i nhau đế ớ ược gia c  tang đ  c ng cho toàn b  công trình b ng các hố ộ ứ ộ ằ ệ 

gi ng c t và các h  gi ng ngang l p trên và l p dằ ộ ệ ằ ớ ớ ướ ại t o thành m t h  b t bi nộ ệ ấ ế  hình và ch u các t i tr ng c c b  ị ả ọ ụ ộ

­ Các nhà công nghi p còn có c u t o các c a mái đ  l y gió, các c a mái cũngệ ấ ạ ử ể ấ ử  

được b  trí h  gi ng nh  h  gi ng mái.ố ệ ằ ư ệ ằ

­ V i các nhà công nghi p có chi u dài l n thì đớ ệ ề ớ ược b  trí các khu nhi t đ , khiố ệ ộ  

đó công trình được chia thành các kh i riêng bi t và c u t o nh  m t nhà.ố ệ ấ ạ ư ộ

­   các v  trí đ u và cu i m t kh i nhà các bỞ ị ầ ố ộ ố ước c t độ ược b  trí lùi vào m tố ộ  

đo n kho ng 500mm cho vi c l p đ t h  sạ ả ệ ắ ặ ệ ườn tường ch n gió. Các h  sắ ệ ườ  n

tường này cũng có th  để ượ ử ục s  d ng   gi a các bở ữ ước khung đ  ch u t i tr ng gióể ị ả ọ  

gi m t i tr ng tác d ng lên khung ngang.ả ả ọ ụ1.1.2. S  đ  khung ngang ơ ồ

­ Khung ngang đượ ấ ạc c u t o b ng các côt và h  dàn mái. Các c t c a nh p chínhằ ệ ộ ủ ị  

là các c t b c v i c t trên là c t đ c và c t dộ ậ ớ ộ ộ ặ ộ ưới là c t r ng b n gi ng do nhà cóộ ỗ ả ằ  

h  c u tr c t i tr ng 30T (v i nhà công nghi p t i c u tr c dệ ầ ụ ả ọ ớ ệ ả ầ ụ ưới 30T s  d ng c tử ụ ộ  

đ c, t  30­75T nên s  d ng c t r ng b n gi ng và trên 75T thì s  d ng c t r ngặ ừ ử ụ ộ ỗ ả ằ ử ụ ộ ỗ  thanh gi ng). C t c a nh p ph  không có c u tr c thì s  d ng c t đ c.ằ ộ ủ ị ụ ầ ụ ử ụ ộ ặ

­ H  dàn mái là h  dàn cánh song song đ  các t m l p là tole. H  c a mái d cệ ệ ỡ ấ ợ ệ ử ọ  nhà v i chi u cao s  b  là 1,5m và b  r ng là 6m do ngày nay vi c l y gió t  nhiênớ ề ơ ộ ề ộ ệ ấ ự  làm mát b  h n ch  ch  y u s  d ng thông gió cị ạ ế ủ ế ử ụ ưỡng b c nên b  r ng c a máiứ ề ộ ử  không l y l n nh  các công th c s  b ấ ớ ư ứ ơ ộ

1.2. Kích th ướ c chính c a khung ngang: ủ

1.2.1. Kích th ướ ộ c c t:

­ Ch n chi u cao m t ray t i đ nh c u tr c Hc d a theo nh p c a c u tr c:ọ ề ặ ớ ỉ ầ ụ ự ị ủ ầ ụ

Lk = L1 ­ 2  = 25,5 (m).λtra catalo c u tr c ta đầ ụ ược: Hc = 2,75 (m)

­ Chi u cao m t ray đ n mép dề ặ ế ười vì kèo: H2 = Hc + 0,1 + f = 2,75 + 0,1 + 0,15 

=3 (m)

v i:   0,1 (m) là khe h  an toàn gi a c u tr c và vì kèoớ ở ữ ầ ụ

f là kích thước xét đ n đ  võng c a dàn vì kèo thế ộ ủ ường ch n 0,15 (m).ọ

­ Chi u cao s  d ng: H = Hề ử ụ 1 + H2 = 18,5 (m)

­ Chi u cao th c c a c t trên t  vai đ  d m c u tr c đ n mép dàn:ề ự ủ ộ ừ ỡ ầ ầ ụ ế

Ht = H2 + Hdc + Hr = 3 + 0,7 + 0,2 = 3,9m

v i:  chi u cao d m c u tr c Hớ ề ầ ầ ụ dc = (1/8 : 1/10)B = 0,6 : 0,75 (m)

chi u cao c a ray Hề ủ r thường l y 0,2 (m).ấ

­ Chi u cao th c c t dề ự ộ ướ ừ ặi t  m t móng đ n v  trí thay đ i ti t di n:ế ị ổ ế ệ

ch n theo b i s  c a 250mm => ch n họ ộ ố ủ ọ t = 500mm

­ Chi u cao ti t di n c t dề ế ệ ộ ưới: hd = a +   = 750 (mm)λ

­ Đ  d c dàn: i = 10% tộ ố ương  ng nghiêng m t góc 5ứ ộ o43’

­ Chi u cao c a mái ch n 1,5m và b  r ng 6m.ề ử ọ ề ộ

­ Chi u cao d m mái nh p BC ch n hề ầ ị ọ BC = 500mm

­ Chi u cao th c c t tr c C:ề ự ộ ụ

HC = (H + 0,9) + hdan – Hk – L2*i – hBC =(18,5 + 0,9) + 1,8 – 4 – 15x0,1 – 0,5 = 15,2m

Hình 1.1: Kích thước khung ngang.

1.3. H  gi ng: ệ ằ

­ H  gi ng mái cánh trên: g m thanh ch ng d c (xà g ) và gi ng xiên. Thanh ch ngệ ằ ồ ố ọ ồ ằ ố  

d c liên k t các dàn vì kèo thành m t kh i và đọ ế ộ ố ược b  trí theo kho ng cách l p ghépố ả ắ  các t m tôn, nên kho ng cách xà g  đấ ả ồ ược ch n là 1,5m. Gi ng xiên là các thanh chéoọ ằ  

ch  th p đữ ậ ược b  trí   hai khoang đ u c a mái, kho ng cách các h  gi ng xiên t  50–ố ở ầ ủ ả ệ ằ ừ60m; nhà công nghi p thi t k  có chi u dài 144m nên đệ ế ế ề ược thi t k  b n h  gi ng xiênế ế ố ệ ằ  

v i kho ng cách các h  gi ng xiên l n lớ ả ệ ằ ầ ượt là 48–42–48m

­ H  gi ng mái cánh dệ ằ ưới: g m thanh ch ng d c, gi ng ngang và gi ng d c. Thanhồ ố ọ ằ ằ ọ  

ch ng d c cánh dố ọ ướ ối b  trí cho 3 v  trí là hai mép dàn là gi a dàn đ  t o liên k t cácị ữ ể ạ ế  dàn vì kéo. Gi ng ngang đằ ược b  trí theo v  trí c a h  gi ng xiên cánh trên. Gi ng d cố ị ủ ệ ằ ằ ọ  

được b  trí cho nhà có c n tr c làm vi c nh m ch u l c hãm c a c n tr c, kho ngố ầ ụ ệ ằ ị ự ủ ầ ụ ả  cách c a gi ng d c là 60m v i c n tr c có ch  đ  làm vi c n ng; công trình còa nh pủ ằ ọ ớ ầ ụ ế ộ ệ ặ ị  chính 27m nên b  trí gi ng d c   hai khoang đ u theo phố ằ ọ ở ầ ương ngang

­ H  gi ng đ ng: đệ ằ ứ ược b  trí theo v  trí h  gi ng ngang, vì nhà không có c u tr cố ị ệ ằ ầ ụ  treo nên không c n b  trí gi ng đ ng d c su t nhà. Theo phầ ố ằ ứ ọ ố ương ngang thì kho ngả  cách gi ng đ ng là 12­15m, nh p chính 27m nên đằ ứ ị ược b  trí ba v  trí gi ng đ ng là ố ị ằ ứ ở hai đ u g i t a dàn và gi a dàn.ầ ố ự ữ

­ H  gi ng c t: cũng đệ ằ ộ ược b  trí t i v  trí có gi ng mái đ m b o kho ng cách c aố ạ ị ằ ả ả ả ủ  

gi ng c t là 75m t  đ u kh i đ n gi ng c t dằ ộ ừ ầ ố ế ằ ộ ướ ầi đ u và 50m gi a các h  gi ng c t.ữ ệ ằ ộ  

Gi ng c t g m gi ng trên và gi ng dằ ộ ồ ằ ằ ướ ởi;   gian đ u và cu i c a m t kh i ta s  khôngầ ố ủ ộ ố ẽ  

b  trí h  gi ng dố ệ ằ ưới. Góc gi a các thanh gi ng theo phữ ằ ương ngang là 35­55o do không 

phù h p v i đi u ki n này nên c t dợ ớ ề ệ ộ ướ ượi đ c b  trí thêm thanh ch ng ph    gi aố ố ụ ở ữ  chi u cao c t.ề ộ

CH ƯƠ NG 2: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG

2.1. Tính toán t i tr ng tác d ng lên khung: ả ọ ụ

2.1.1. T i tr ng tác d ng lên dàn: ả ọ ụ

­ Tĩnh t i:ả+ Tr ng lọ ượng b n thân dàn: s  d ng ph n m m SAP2000 s  t  tính tr ng lả ử ụ ầ ề ẽ ự ọ ượ  ng

b n thân.ả+ Tr ng lọ ượng mái: g m tole và xà gồ ồ

• T i tiêu chu n c a mái l y gả ẩ ủ ấ tc

mái = 0,3 kN/m2.+ Ho t t i mái tính toán: qạ ả tt

mái = 0,3*1,3 = 0,39 kN/m2+ T i tác d ng lên khung ngang: qả ụ mái = 0,39*6 = 2,34 kN/m2.1.2. T i tr ng tác d ng lên c t: ả ọ ụ ộ

B  r ng Bề ộ  

(m)

Đáy K (m)

Áp l c bánh xe lênự  ray Pmax (T)

v i: n là h  s  vớ ệ ố ượ ả ất t i l y 1,2

nc là h  s  t  h p l y 0,9 đ i v i hai c n tr c có ch  đ  làm vi c n ng.ệ ố ổ ợ ấ ố ớ ầ ụ ế ộ ệ ặ

TTn

=  

To là l c hãm ngang tác d ng lên toàn c u tr c:ự ụ ầ ụ

f là h  s  ma sát l y 0,1 đ i v i móc m m và 0,2 v i móc c ng.ệ ố ấ ố ớ ề ớ ứ

nxc t ng s  bánh xe c a xe con, n’ổ ố ủ xc là s  bánh xe hãm thố ường  '

xc xc

1

n n2

=  

­ Ta được: o

1 o

2.1.2.5: T i tr ng h  gi ng c t, tole tả ọ ệ ằ ộ ường:

­ T i tiêu chu n c a tả ẩ ủ ường l y gấ tc

­ T i tr ng gió: đả ọ ược tính toán theo tiêu chu n 2737:1995ẩ

­ Yêu c u đ  tài: vùng gió II có Wầ ề o = 95 daN/m2 và đ a hình Aị

­ Áp l c gió phân theo đ  cao: W = n.c.k.Wự ộ o.B

v i: n là h  s  vớ ệ ố ượ ả ất t i l y 1,2

c là h  s  khí đ ng đệ ố ộ ược xác đ nh theo m c 14 B ng 6 tiêu chu n 2737:1995ị ụ ả ẩ

k là h  s  đ  cao tra theo B ng 5 tiêu chu n 2737:1995ệ ố ộ ả ẩ

B là bước khung 6m

 Hình 2.1. H  s  khí đ ng.ệ ố ộ

­ Áp l c gió tác d ng khi gió th i t  trái sang ph i:ự ụ ổ ừ ả

Đi mể Cao đ  (m)ộ H  s  khí đ ng cệ ố ộ H  s  đ  cao kệ ố ộ Áp l c gió q (daN/m)ự

3 21,35 ­0,2 1,3 ­177,8

­ Áp l c gió tác d ng khi gió th i t  ph i sang trái:ự ụ ổ ừ ả

Đi mể Cao đ  (m)ộ H  s  khí đ ng cệ ố ộ H  s  đ  cao kệ ố ộ Áp l c gió q (daN/m)ự

­ H  dàn mái đệ ược mô ph ng theo h  dàn mái thi t k  cho công trình, không có s  quyỏ ệ ế ế ự  

đ i h  dàn thành thanh tổ ệ ương đương. Các thanh trong h  dàn đệ ược gi i phóng liên k tả ế  

kh p nh  các lý thuy t tính và nh ng gì đã h c.ớ ư ế ữ ọ

­ C t chính trong khung (tr c A & B) là c t b c độ ụ ộ ậ ược mô hình theo tính toán tr ng tâmọ  

ti t di n t ng c u ki n. V i c t r ng đế ệ ừ ấ ệ ớ ộ ỗ ược mô ph ng thành hai nhánh c t làm vi cỏ ộ ệ  

tương quan v i h  b n gi ng là các thanh n i có ti t di n theo ti t di n b n gi ng.ớ ệ ả ằ ố ế ệ ế ệ ả ằ

­ Các c u ki n nh p ph  là các c u ki n đ c mô ph ng b ng t ng tim tr c.ấ ệ ị ụ ấ ệ ặ ỏ ằ ừ ụ

­ Liên k t g i c a c t là liên k t ngàm c a toàn c t và đ t. Tuy nhiên v i c t r ng đóế ố ủ ộ ế ủ ộ ấ ớ ộ ỗ  

c t ch  y u là l c d c nh ng xét toàn c t s  xu t hi n momen trong m t ph ng làmộ ủ ế ự ọ ư ộ ẽ ấ ệ ặ ẳ  

vi c c a c t (m t ng u l c hình thành t  l c d c hai nhánh).ệ ủ ộ ộ ẫ ự ừ ự ọ

2.2.2. Bi u đ  n i l c c t tr c A: ể ồ ộ ự ộ ụ

2.2.2.1: Tĩnh t i:ả

L c d c N (kN)ự ọ L c c t Q (kN)ự ắ Momen M (kNm)

2.2.2.2: Ho t t i:ạ ả

2.2.2.7. Tính khung v i t i tr ng gió trái:ớ ả ọ

L c d c N (kN)ự ọ L c c t Q (kN)ự ắ Momen M (kNm)

2.2.2.8. Tính khung v i t i tr ng gió ph i:ớ ả ọ ả

L c d c Nự ọ  (kN)

L c c t Qự ắ  (kN) Momen M (kNm)

2.2.2.3. Tính khung v i momen c u ch y trái:ớ ầ ạ

L c d c N (kN)ự ọ L c c t Qự ắ  

(kN) Momen M (kNm)

2.2.2.4. Tính khung v i momen c u ch y ph i:ớ ầ ạ ả

L c d c N (kN)ự ọ L c c t Q (kN)ự ắ Momen M (kNm)

2.2.2.5. Tính khung v i l c hãm trái:ớ ự

L c d c N (kN)ự ọ L c c t Q (kN)ự ắ Momen M (kNm)

2.2.2.6. Tính khung v i l c hãm ph i:ớ ự ả

L c d c N (kN)ự ọ L c c t Qự ắ  

(kN) Momen M (kNm)

2.3. Xác đ nh n i l c tính toán: ị ộ ự

2.3.1. Nguyên t c t  h p n i l c: ắ ổ ợ ộ ự

­ T  h p c  b n 1: là t  h p c a m t tĩnh t i và m t ho t t i v i h  s  t  h p là 1.ổ ợ ơ ả ổ ợ ủ ộ ả ộ ạ ả ớ ệ ố ổ ợ

­ T  h p c  b n 2: là t  h p c a m t tĩnh t i h  s  1 và nhi u ho t t i v i h  sổ ợ ơ ả ổ ợ ủ ộ ả ệ ố ề ạ ả ớ ệ ố 0,9

­ Các t  h p n i l c ch  y u tìm ra các t  h p n i l c có th  x y ra trong th c tổ ợ ộ ự ủ ế ổ ợ ộ ự ể ả ự ế 

v i vi c các n i l c đ t t i giá tr  l n nh t g m Nớ ệ ộ ự ạ ớ ị ớ ấ ồ max , Mmax−  , Mmax+

­ Khi t  h p t i tr ng chú ý nguy n t c sau:ổ ợ ả ọ ệ ắ+ Tĩnh t i luôn đả ược li t kê trong t t c  trệ ấ ả ường h p t i tr ng.ợ ả ọ+ Không xét cùng lúc t i tr ng c u tr c và t i tr ng gió c a hai phía trái ph i trongả ọ ầ ụ ả ọ ủ ả  cùng m t t  h p; n u đã xét lo i t i tr ng đó bên trái thì không k  thêm bên ph iộ ổ ợ ế ạ ả ọ ể ả  vào và ngượ ạc l i

+ Khi đã xét l c ngang c a c u tr c thì ph i k  them t i tr ng c u tr c đ  phù h pự ủ ầ ụ ả ể ả ọ ầ ụ ể ợ  

v i th c t  làm vi c. L c ngang c a c u tr c không nh t thi t ph i cùng phía v iớ ự ế ệ ự ủ ầ ụ ấ ế ả ớ  

t i tr ng c u tr c l n nh t vì l c ngang có hai trả ọ ầ ụ ớ ấ ự ường h p “+” và “­” tợ ương  ngứ  

v i l c hãm và l c tang t c nên có th  tác d ng ngớ ự ự ố ể ụ ược phía v i t i tr ng c u tr cớ ả ọ ầ ụ  

l n nh t.ớ ấ2.3.2. B ng t  h p n i l c: ả ổ ợ ộ ự

­ Thi t k  c t tr c A g m: c t trên và c t dế ế ộ ụ ồ ộ ộ ưới

­ Kí hi u tên t i tr ng:ệ ả ọ

Kí hi uệ Lo i t i tr ngạ ả ọTINH TAI Tĩnh t iả

HOAT TAI Ho t t iạ ảGIO TRAI Gió t  trái sang ph iừ ảGIO PHAI Gió t  ph i sang tráiừ ả

CT TRAI T i tr ng c u tr c l n bên ả ọ ầ ụ ớ

2.3.2.1. N i l c c a c t tr c A:ộ ự ủ ộ ụ

­ N i l c c t trên tr c A:ộ ự ộ ụ

­ N i l c c t dộ ự ộ ướ ụi tr c A:

+ Nhánh mái:

T i tr ngả ọ STT N Chân c tQộ M N Đ nh c tỉ Q ộ M

kN kN kNm kNm kN kNTINH TAI 1 ­67.71 ­1.17 0.00 ­5.89 ­1.45 1.66HOAT TAI 2 ­67.33 ­2.48 0.00 3.36 ­2.91 3.23GIO TRAI 3 1090.35 58.49 0.00 ­47.83 13.02 ­17.81GIO PHAI 4 ­722.31 ­36.95 0.00 2.58 ­7.45 9.16

CT TRAI 5 ­230.38 ­5.36 0.00 ­77.60 ­4.65 5.11

CT PHAI 6 ­157.81 ­4.35 0.00 ­32.73 ­4.08 3.97T(­) TRAI 7 323.93 12.37 0.00 ­32.56 14.10 ­14.18

T i tr ngả ọ STT N Chân c tQ ộ M N Đ nh c tỉQ ộ M

kN kN kNm kNm kN kNTINH TAI 1 ­30.64 ­2.19 19.58 ­21.52 15.62 28.12HOAT TAI 2 ­36.71 ­4.64 34.77 ­33.36 29.37 52.87GIO TRAI 3 49.05 26.61 ­112.32 40.72 ­84.89 ­164.15GIO PHAI 4 48.89 ­17.37 ­14.52 49.70 7.61 20.79

CT TRAI 5 1.20 ­10.03 ­63.45 0.85 ­13.52 ­24.34

CT PHAI 6 ­1.07 ­8.15 ­22.32 ­1.07 ­8.15 9.45T(­) TRAI 7 1.60 ­20.78 ­94.04 1.60 ­20.78 ­12.99T(+) TRAI 8 ­1.60 20.78 94.04 ­1.60 20.78 12.99T(­) PHAI 9 ­1.99 ­14.49 ­13.52 1.78 23.88 42.99T(+) PHAI 10 1.99 14.49 13.52 ­1.78 ­23.88 ­42.99

T(+) PHAI 10 253.11 7.72 0.00 29.38 7.52 ­6.71+ Nhánh c u tr c:ầ ụ

T i tr ngả ọ STT N Chân c tQộ M N Đ nh c tỉ Qộ M

kN kN kNm kNm kN kNTINH TAI 1 ­18.52 ­1.02 0.00 ­35.57 ­0.74 0.81HOAT TAI 2 30.62 ­2.17 0.00 ­40.06 ­1.74 1.82GIO TRAI 3 ­1041.29 50.94 0.00 96.88 13.59 ­13.77GIO PHAI 4 771.20 ­32.19 0.00 46.31 ­9.93 9.23

CT TRAI 5 ­457.43 ­4.67 0.00 ­610.20 ­5.38 5.74

CT PHAI 6 ­57.26 ­3.80 0.00 ­182.34 ­4.07 3.91T(­) TRAI 7 ­322.32 10.84 0.00 34.16 9.11 ­8.30T(+) TRAI 8 322.32 ­10.84 0.00 ­34.16 ­9.11 8.30T(­) PHAI 9 251.12 ­6.77 0.00 27.38 ­6.97 6.13T(+) PHAI 10 ­251.12 6.77 0.00 ­27.38 6.97 ­6.13

CH ƯƠ NG 3: THI T K  C T Ế Ế Ộ

3.1. Xác đ nh chi u dài tính toán c a c t: ị ề ủ ộ

3.1.1. Chi u dài tính toán trong m t ph ng khung: ề ặ ẳ

­ Ch n t  s  momen quán tính trong m t ph ng c a c t dọ ỉ ố ặ ẳ ủ ộ ưới và c t trên là ộ 1

H 3,9 0,27 0,6

H 0,9 14,6N

I =  và khung nhi u nh p – dàn liên k t c ng v i c tề ị ế ứ ớ ộ

­ Chi u dài tính toán ngoài ph ng c a các đo n c t l y theo đúng kích thề ẳ ủ ạ ộ ấ ướ  c

th c c a c t n m gi a các đi m c  k t c a c t.ự ủ ộ ằ ữ ể ố ế ủ ộ

­ Chi u dài tính toán ngoài ph ng c a c t trên: lề ẳ ủ ộ y2 = Ht – hdc = 3,9 – 0,7 = 3,2 (m)

­ Chi u dài tính toán ngoài ph ng c a c t dề ẳ ủ ộ ưới do có b  trí h  thanh ch ng d cố ệ ố ọ  

3.2. Thi t k  ti t di n c t: ế ế ế ệ ộ

3.2.1. Ti t di n c t trên: ế ệ ộ

3.2.1.1. D ng ti t di n:ạ ế ệ

­ C t trên ch u l c d c và momen theo phộ ị ự ọ ương m t ph ng khung. Nên khi thi tặ ẳ ế  

k  ch n ti t di n có momen quán tính trong phế ọ ế ệ ương m t ph ng khung l n h nặ ẳ ớ ơ  

phương còn l i. Ti t di n phù h p là nh ng ti t di n ch  I ho c ch  nh t là nh ngạ ế ệ ợ ữ ế ệ ữ ặ ữ ậ ữ  

ti t di n đ i x ng và có momen quán tính m t phế ệ ố ứ ộ ương l n h n phớ ơ ương còn l i.ạ

­ Trong k t c u thép thì ti t di n thế ấ ế ệ ường được ch n là ti t di n ch  I vì phù h pọ ế ệ ữ ợ  

v i phớ ương ch u t i tr ng và s  ti t ki m thép h n so v i ti t di n ch  nh t.ị ả ọ ẽ ế ệ ơ ớ ế ệ ữ ậ3.2.1.2. Ch n ti t di n:ọ ế ệ

­ Ch n c p n i l c thi t k  ti t di n c t. D a theo 3 t  h p t i tr ng đọ ặ ộ ự ế ế ế ệ ộ ự ổ ợ ả ọ ượ ự  c l a

ch n đ  thi t k  g m Nọ ể ế ế ồ max , Mmax−  , Mmax+ và ti t di n c t đế ệ ộ ược ch n là ti t di nọ ế ệ  

ch  I đ i x ng. C t trên có chi u cao ti t di n đữ ố ứ ộ ề ế ệ ược ch n trọ ước là 500mm, ta xác 

đ nh t i tr ng tác d ng lên các nhánh nh  sau:ị ả ọ ụ ư

nh

t

N MN

­ Chi u r ng b n cánh c a ti t di n theo đi u ki n  n đ nh ngoài ph ng:ề ộ ả ủ ế ệ ề ệ ổ ị ẳ

­ Ti t di n đế ệ ượ ực l a ch n ch  I: 500x200x10x8ọ ữ

­ Di n tích ti t di n đã ch n:ệ ế ệ ọ

Vì m = 87 >> 20 nên me > 20 nên không c n ki m tra  n đ nh trong m t ph ngầ ể ổ ị ặ ẳ  

mà ta s  ki m tra b n c a ti t di n.ẽ ể ề ủ ế ệ

1) Ki m tra b n cho ti t di n:ể ề ế ệ

2

N M 16,03 223,26*100 18(kN / cm )

A W 78,4 1255,45

σ = + = + =  < f.γc = 18,9 (kN/cm2)

Ti t di n th a đi u ki n b n.ế ệ ỏ ề ệ ề

2) Ki m tra  n đ nh ngoài m t ph ng:ể ổ ị ặ ẳ

­ Đ  l ch tâm tộ ệ ương đ i: ố x

1c

1 m

+ϕ

φb là h  s   n đ nh t ng th  c a d m khi có t  2 đi m c  k t tr  lên,ệ ố ổ ị ổ ể ủ ầ ừ ể ố ế ở  

được xác đ nh theo ph  l c E c a TCVN 5575­2012. φị ụ ụ ủ b  được xác đ nh qua cácị  thông s  φố 1 ,  , ψ α

ϕ

­  ng su t ki m tra  n đ nh ngoài ph ng:Ứ ấ ể ổ ị ẳ

2 y

­ Ki m tra v i c p n i l c t i chân c t c a t  h p ể ớ ặ ộ ự ạ ộ ủ ổ ợ Mmax+ :

­ Các đ c tr ng ti t di n hình h c nh  trên đã tính.ặ ư ế ệ ọ ư

­ Đ  l ch tâm tộ ệ ương đ i: ố

­ Đ  l ch tâm tộ ệ ương đ i tính đ i: mố ổ e =  m = 1,154*10,93 = 12,61 ≤ 20.η

­ Vì me ≤ 20 nên không c n ki m tra b n nh ng s  ki m tra  n đ nh trong m tầ ể ề ư ẽ ể ổ ị ặ  

ph ng.ẳ

1) Ki m tra  n đ nh trong m t ph ng:ể ổ ị ặ ẳ

­  ng su t ki m tra  n đ nh ngoài ph ng: Ứ ấ ể ổ ị ẳ

e

N.A

N 66,08 7,46(kN / cm )

.A 0,113*78,4

Ti t di n th a đi u ki n  n đ nh trong m t ph ng.ế ệ ỏ ề ệ ổ ị ặ ẳ

2) Ki m tra  n đ nh ngoài m t ph ng:ể ổ ị ặ ẳ

­ Momen   chân c t là Mở ộ 2 = 115,42 (kNm)

­ Momen   đ u c t trong cùng t  h p là Mở ầ ộ ổ ợ 1 = 95,9 (kNm)

1 m

+ϕ

ϕ

­  ng su t ki m tra  n đ nh ngoài ph ng:Ứ ấ ể ổ ị ẳ

2 y

h

N M. 66,08 115,42*100 48* 9,67(kN / cm )