ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

MỤC LỤ
CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN.........................................................................................3
1.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ...........................................................................................3
1.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG..................3
1.2.1. Theo phương đứng.......................................................................................3
1.2.2. Theo phương ngang.....................................................................................4
1.2.3. Sơ đồ tính khung ngang...............................................................................5
1.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG...........................................6
1.3.1. Tải trọng thường xuyên (tỉnh tải).................................................................6
1.3.2. Hoạt tải mái..................................................................................................7
1.3.3. Tải trọng gió.................................................................................................8
1.3.4. Hoạt tải cầu trục.........................................................................................10
1.3.4.1. Áp lực đứng của cầu trục.....................................................................11
1.4. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC......................................................................................15
1.5. THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN.................................................................20
1.5.1. Thiết kế tiết diện cột...................................................................................20
1.5.1.1. Xác định chiều dài tính tốn:...............................................................20
1.5.1.2. Chọn và kiểm tra tiết diện:..................................................................21
1.5.2. Thiết kế tiết diện xà ngang.........................................................................27
1.5.2.1. Đoạn xà 4m (tiết diện thay đổi)...........................................................27
1.5.2.2. Đoạn xà 8m.........................................................................................29
1.6. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT..............................................................................32
1.6.1. Vai cột........................................................................................................32
1.6.2. Chân cột.....................................................................................................34
1.6.2.1. Tính tốn bản đế:.................................................................................34
1.6.2.2. Tính tốn dầm đế:................................................................................36
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

1

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DỖN NỘI

1.6.2.3. Tính tốn sườn A:................................................................................36
1.6.2.4. Tính tốn sườn B:................................................................................38
1.6.2.5. Tính tốn bu lơng neo:........................................................................39
1.6.2.6. Tính tốn các đường hàn liên kết cột vào bản đế:................................39
1.6.3. Liên kết cột với xà ngang:..........................................................................41
1.6.3.1. Tính tốn mặt bích:.............................................................................41
1.6.3.2. Tính tốn bu lơng liên kết:..................................................................42
1.6.3.3. Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột, xà ngang với mặt bích:.....42
1.6.4. Mối nối đỉnh xà..........................................................................................43
1.6.5. Mối nối xà (ở nhịp):...................................................................................46
1.6.6. Liên kết bản cánh với bản bụng cột và xà ngang:......................................46

CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN

1.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Tính tốn thiết kế khung ngang chịu lực của nhà cơng nghiệp một tầng, một nhịp mái
dốc i = 10%, không cửa trời, với các số liệu cho trước như sau:
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

2


MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

- Sức nâng cầu trục: Q = 12,5T (nhà có 1 cầu trục hoạt động)
- Độ dốc của mái: i = 10%
- Địa điểm xây dựng: Thành phố Hồ Chí Minh, địa hình B

- Vật liệu thép mác CCT38, hàn thủ cơng, dùng que hàn N46, bê tơng móng cấp độ
bền B20, bu lông thô cấp độ bền 5,6.
1.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG
Bước
cột
B(
m)

Nhịp
L(m)

2

Số
bước
cột(m)

Mặt

đất
tự
nhiên

66

1

4

0,45

1

Cao trình (m)
Sức
Mặt
M
Đ trục
ặt
ỉnh
Q(
nền
Tấn)
mó
ng
ay

12,
 +7,4

0,00
5
0,00

Chế độ
làm việc

Trung
bình

1.2.1. Theo phương đứng
Các thơng số tra bảng cầu trục sức nâng 12,5T, nhịp 24m, (phụ lục 22)
Bảng 1.2: Các thông số cầu trục

N

Chiề
u cao

hịp
Lk

gabarit

(m)

Hk (mm)
2

2,5


Khoảng
cách

Bề
rộng

Zmin

gabarit

m)

109
0

(m

1
80

*
Chiều
cao từ
cầu trục xe con Pma Pmi
Kk
mặt
G
Gx x
(m

n
(T)
e (T)
ray
m)
(
(
cầu
kN) kN)
32
9,9
0,8
8
2 trục
00
4
03
7,7 4,5
đến

Bề rộng
đáy

Bk
(m
m)
39
00

Trọng

lượng

Trọng
lượng

Áp
lực

Áp
lực

đáy xà ngang:
H2  Hk  bk  1,09 0,3  1,39 (m)
Với:
Hk  1,09(m) – tra catalog cầu trục
bk  0,3(m)– khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang.
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

3

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

Chọn H2  1,4(m) .
 Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H  H1  H 2  H 3  7, 4  1, 3  0  8,8( m)

Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
H t  H 2  H dct  H r  1,4 + 1.1 + 0,2 = 2,7(m)
1 1 
1 1 
H dct     B   
 11  1,1  1, 38(m)
 8 10 
 8 10 
; chọn Hdct = 1,1(m)
Hr = 0,2(m)
Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:
H d  H  H t  8,8 – 2,7 = 6,1 (m)

i=10%

i=10%
+8,80

+6,10
Q=12,5t

0,00
MĐTN

-0,45

B

A


Hình 1.1. Các kích thước chính của khung ngang
1.2.2. Theo phương ngang
Ta có cầu trục Q=12,5 (tấn) suy ra:
Chọn a= 0 m là khoảng cách từ mép ngoài đến trục định vị
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

4

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị

L1 

L  Lk 24  22,5

 0, 75m
2
2

Chiều cao cột chọn theo yêu cầu về độ cứng và cấu tạo:
1 
1 
1
1

h    H   
 8,8  (0, 59  0, 44) m
15
20
15
20




.
Chọn h = 50 (cm).
Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung
z  L1  h  0, 75  0, 50  0, 25( m)  zmin  0,18( m)
1.2.3. Sơ đồ tính khung ngang

Hình 1.2. Sơ đồ tính khung ngang
Chọn phương án cột tiết diện không đổi, với độ cứng là I 1. Vì nhịp khung là 24m nên
chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện
cách đầu xà 4m. Với đoạn xà dài 4m, độ cứng ở đầu và cuối xà là I 1 và I2 tương ứng (giả
thiết độ cứng của xà và cột tại chỗ liên kết xà-cột như nhau). Với đoạn xà dài 8m, độ
cứng ở đầu và cuối xà giả thiết bằng I 2 (tiết diện không đổi). Giả thiết sơ bộ tỉ số độ cứng
I1/I2 = 2,914. Chọn kiểu liên kết giữa cột khung với 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 hóa tính tốn và thiên về an tồn. Sơ đồ tính khung ngang như
hình 3.2.
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

5


MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

1.3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
1.3.1. Tải trọng thường xuyên (tỉnh tải)

Hình 1.3. Sơ đồ tính khung với tải trọng thường xuyên(TT)
Độ dốc mái i = 10%   = 5,71 (sin  = 0,099; cos  = 0,995).
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lượng của
các lớp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu
trục.
Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy 0,15kN/m2. Trọng
lượng bản thân xà ngang (phần mềm tính). Tổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang:
n  g xg
1,1  0,15
g mai 
B 
 6  1 ( kN / m)
cos 
0, 995
Trọng lượng bản thân của tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự như với mái là 0,15
kN/m2. Quy thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột:
Ggiang  1,1  0,15  6, 0  8,8  8, 712  kN 

Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1,08kN/m (chọn thép chữ I N60).
Quy thành tải tập trung và mô men lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:

tt
Gdct
 1, 05  1, 08  6, 0  6, 804  kN 

tt
M dct  Gdct
 ( L1  0, 5  h)  6, 804  (0, 75  0, 5  0, 50)  3, 402  kN 

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

6

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

1.3.2. Hoạt tải mái

a)

b)
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

7

MSSV: 18D15802010239



ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DỖN NỘI

c)
Hình 1.4. Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái
a) Hoạt tải mái nữa trái(HTT);
b) Hoạt tải mái nữa phải(HTP)
c) Hoạt tải cả mái (HTTP)
Tải trọng tạm thời do sử dụng trên mái được lấy theo TCVN 2737-1995 đối với mái
(mái lợp tơn) khơng người qua lại, chỉ có hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn là 0,3
kN/m2 , hệ số vượt tải là 1,3.
Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang:
1, 3  0, 3  6
p tt 
 2, 35  kN / m 
0, 995
1.3.3. Tải trọng gió

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

8

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DỖN NỘI


Hình 1.5. Gió trái (GT)

Hình 1.6. Gió phải (GP)

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

9

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

Theo TCVN 2737-1995, vùng gió IIA, , có áp lực gió tiêu chuẩn W0  0, 83kN / m
,hệ số vượt tải 1,2.
Căn cứ vào hình dạng mặt bằng của nhà và độ dốc của mái, ta có thể xác định các hệ
số khí động của tải trọng gió theo chỉ dẩn dẫn xác định hệ số khí động (bảng 6)-TCVN
2737-1995.
2

0
Ứng với h1 / L  8,8 / 24  0, 37 và   5, 71 nội suy được:
Ce1  0, 3869; Ce 2  0, 4.

Ứng với b / L  66 / 24  2, 75  2 và lấy: h1 / L  0,37  0, 5 : Ce 3  0, 5
-Tải trọng gió tác dụng lên cột:
+ Phía đón gió z  9, 25m  k  0,9820 ;H+MĐTN

q1    Wo  k  c  B  1, 2  0,83  0, 9820  0,8  6, 0  4, 695 ( kN / m)
+ Phía khất gió:
q '1    Wo  k  c  B  1, 2  0,83  0, 9820  (0, 5)  6, 0  2, 934 ( kN / m)

-Tải trọng gió tác dụng trên mái z  10, 45m  k  1, 0032 ;
+ Phía đón gió
q2    Wo  k  c  B  1, 2  1, 25  1, 0032  (0, 4349)  6, 0  3, 927 ( kN / m)
+ Phía khất gió:
q '2    Wo  k  c  B  1, 2  1, 25  1, 0032  (0, 4)  6, 0  3, 612 ( kN / m)
1.3.4. Hoạt tải cầu trục
Từ số liệu ở bảng 2, xác định tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực
đứng và lực hãm ngang, xác định như sau:

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

10

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

1.3.4.1. Áp lực đứng của cầu trục

y3 =1

P


P

y1=0,867

P

y4=0,467

P

y2=0,333

Hình 1.7. Đường ảnh hưởng để xác định Dmax , Dmin
Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục được
xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe
của hai cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất, xác định các tung độ của đường ảnh
hưởng từ đó xác định được áp lực lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột:

y

i

 1  0, 467  0,867  0, 333  2, 67

Dmax     th   y1i  Pmax  1,1  0, 85  2, 67  87, 7  218, 939 ( kN )
Dmin     th   y1i  Pmin  1,1  0, 85  2, 67  24, 5  61,163 ( kN )

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 cột là e = L1- 0,5h = 0,75- 0,5×0, 50 = 0,5m . Trị số của các mô men
lệch tâm tương ứng:

M max  Dmax .e  218, 939  0, 5  109, 47 ( kN .m)
M min  Dmin .e  61,163  0, 5  30, 58 (kN .m)

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

11

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DỖN NỘI

Hình 1.8. Dmax lên cột trái (CTT)

Hình 1.9. Dmax lên cột phải (CTP)
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

12

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

1.3.4.2. Lực hãm ngang của cầu trục


a) Lực hãm T phía trái hướng vào (TTV)

b) Lực hãm T phía trái hướng ra (TTR)

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

13

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

c) Lực hãm T phía trái hướng vào (TPV)

d) Lực hãm T phía trái hướng ra (TPR)
Hình 1.10. Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cầu trục
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên rây:

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

14

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

0, 05  (Q  Gxe ) 0, 05  (125  8, 03)

 3, 33 ( kN )
n0
2
Lực hãm ngang của tồn cầu trục truyền lên cột vào cao trình dầm hãm (giả thiết
T1tc 

cách vai cột 0,6m).

T     th   yi  T1tc  1,1  0,85  2, 67  3, 33  8, 31 ( kN )

1.4. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp tải bằng phần mềm
ETABS 2019. Kết quả tính tốn được thể hiện dưới dạng các biểu đồ và bảng thống kê
nội lực.
Dưới đây là thể hiện hình dạng biểu đồ nội lực cho nửa khung bên trái với các trường
hợp chất tải. Đơn vị tính là kN, kN.m. Riêng nội lực do hoạt tải chất cả mái xác định
bằng cách cộng nội lực do 2 trường hợp chất hoạt tải mái nữa trái và nữa phải.

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

15

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP


GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

M (kN.m)

N (kN)

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

16

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DỖN NỘI

V (kN)

Hình 1.11. Nội lục Combo BAO
Cấu kiện
cột

Bảng 1.3: Bảng thống kê nội lực cột và xà
Tiết diện
Nội Lực
Giá trị
Tổ hợp
-161,07

Mmin (kN.m)
Ntư
(kN)
-122,58
Comb28
Q
(kN)
-43,01
192,40
Mmax (kN.m)
chân cột Ntư
(kN)
-191,68
Comb18
Q
(kN)
46,49
-262,15
Nmax
(kN)
Mtư
(kN.m)
-128,67
Comb27
Q
(kN)
-46,14
dưới vai Mmin (kN.m)
-70,58
Ntư

(kN)
12,32
Comb4
Q
(kN)
28,09
152,79
Mmax (kN.m)
Ntư
(kN)
-258,42
Comb27
Q
(kN)
-46,14
Nmax
(kN)
-258,42
Comb27
Mtư
(kN.m)
152,79
Q
(kN)
-46,14

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

17


MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

trên vai

đỉnh cột

Đầu xà

Xà 1 (4m)

Cuối xà

Xà 2 (8m)

Đầu xà

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

Mmin
Ntư
Q
Mmax
Ntư
Q
Nmax

Mtư
Q
Mmin
Ntư
Q
Mmax
Ntư
Q
Nmax
Mtư
Q
Mmin
Ntư
Q
Mmax
Ntư
Q
Nmax
Mtư
Q
Mmin
Ntư
Q
Mmax
Ntư
Q
Nmax
Mtư
Q
Mmin

Ntư
Q

(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)

(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
18

-114,51
15,91
20,72
91,76
-58,15
-34,40
-58,15
91,76
-34,40
-139,33
17,56
1,83
186,46
-55,34
-43,01
-56,50

184,64
-34,40
-186,46
-47,43
-42,11
139,33
4,43
25,96
-47,43
-186,46
-42,11
-47,14
-45,94
-27,20
50,43
3,66
18,27
-45,94
-47,14
-27,20
-47,14
-45,94
-27,20

Comb18

Comb3

Comb3


Comb18

Comb28

Comb3

Combo28

Combo18

Combo28

Combo28

Combo18

Combo28
Combo28

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

Cuối xà

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

Mmax
Ntư

Q
Nmax
Mtư
Q
Mmin
Ntư
Q
Mmax
Ntư
Q
Nmax
Mtư
Q

(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN)


50,43
3,66
1,27
-45,94
-47,14
-27,20
-35,18
15,18
-3,10
60,78
-34,23
3,42
-42,96
51,72
2,61

Combo18

Combo28

Combo5

Combo3

Combo28

TỔ HỢP TẢI TRỌNG
COMBO 1: TT + HTT
COMBO 2: TT + HTP
COMBO 3: TT + HTTP

COMBO 4: TT + GT
COMBO 5: TT + GP
COMBO 6: TT + CTT + TTV
COMBO 7: TT + CTT + TTR
COMBO 8: TT + CTP + TPV
COMBO 9: TT + CTP + TPR
COMBO 10: TT + 0,9(HTTP + GT + CTT + TTV)
COMBO 11: TT + 0,9(HTTP + GT + CTT + TTR)
COMBO 12: TT + 0,9(HTTP + GT + CTP + TPV)
COMBO 13: TT + 0,9(HTTP + GT + CTP + TPR)
COMBO 14: TT + 0,9(HTTP + GP + CTT + TTV)
COMBO 15: TT + 0,9(HTTP + GP + CTT + TTR)
COMBO 16: TT + 0,9(HTTP + GP + CTP + TPV)
COMBO 17: TT + 0,9(HTTP + GP + CTP + TPR)
COMBO 18: TT + 0,9(GT + CTT + TTV)
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

19

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

COMBO 19: TT + 0,9(GT + CTT + TTR)
COMBO 20: TT + 0,9(GT + CTP + TPV)
COMBO 21: TT + 0,9(GT + CTP + TPR)
COMBO 22: TT + 0,9(GP + CTT + TTV)

COMBO 23: TT + 0,9(GP + CTT + TTR)
COMBO 24: TT + 0,9(GP + CTP + TPV)
COMBO 25: TT + 0,9(GP + CTP + TPR)
COMBO 26: TT + 0,9(HTTP + CTT + TTV)
COMBO 27: TT + 0,9(HTTP+ CTT + TTR)
COMBO 28: TT + 0,9(HTTP + CTP + TPV)
COMBO 29: TT + 0,9(HTTP + CTP + TPR)
COMBO 30: TT + 0,9(HTTP + GT)
COMBO 31: TT + 0,9(HTTP + GP)
COMBO BAO: (COMBO 1, COMBO 2,… COMBO 31)
1.5. THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN
1.5.1. Thiết kế tiết diện cột
1.5.1.1. Xác định chiều dài tính tốn:
Chọn phương án cột tiết diện khơng đổi. Với tỷ số độ cứng của xà và cột đã giả thiết
là bằng nhau, ta có:
I 
8,8
I
n   xà  cot   1 
 0, 37
H 
24
 L



n  0,56
0, 37  0,56

 1,35

n  0,14
0,37  0,14

Vậy chiều dài tính tốn trong mặt phẳng khung của cột xác định theo công thức:
lx   .H  1, 35  8,8  11,88( 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…). Giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng thép
hình chữ C tại cao trình 4, 000 , tức là khoảng giữa phần cột tính từ mặt móng đến
l  4m
dầm hãm , nên y

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

20

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

1.5.1.2. Chọn và kiểm tra tiết diện:
Tiết diện cột khung và các đặc trưng hình học của tiết diện chọn như phần thiết kế sơ
bộ.
Từ bảng tổng hợp nội lực ta chọn ra cặp nội tính tốn (COMBO27)
M  152, 79 ( kNm)

N  258, 42 ( kN )

V  46,14 (kN )
Đây là cặp nội lực ở dưới vai cột, trong tổ hợp nội lực do trường hợp tải COMBO27
trọng gây ra.
Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng:
1 
1 
 1
 1
h    H   
 880   58, 67  44   cm 
 15 20 
 15 20 
=> chọn h = 45 (cm)
Bề rộng tiết diện chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng :
b f   0, 3  0, 5  h  (13, 5  22, 5)cm

1 
 1
b f    l y  (20  13, 33) cm
 20 30 
 b f  20cm
-Diện tích tiết diện cần thiết kế của cột xác định sơ bộ theo:
Ayc 

N
f . c

M 

1, 25   2, 2  2, 8  N .h 


258, 42 
152, 79  102 

1, 25   2, 2  2,8 
  48, 97  58, 29   cm 2 


23  0, 95 
258, 42  45 
-Bề dày bản bụng:
1 
 1
tw  

h  0, 6cm
 60 120 
=> Chọn tw = 0,8 (cm)

t f  bf

f / E ; t f  tw

 t f  20 
,

23
 0, 66cm
2,1  104


=> Chọn tf = 1 (cm)
+Chiều dài bụng hw  43(cm)

+ Chiều dày bụng tw  0,8(cm)
b  20(cm)
+ Bề rộng cánh f
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

21

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

t  1(cm)
+ Bề dày cánh f
-Tiết diện cột như sau:

x
y

y
8
x

Hình 1.12. Tiết diện cột
+ Bản cánh: (1  20)(cm)


+ Bản bụng: (0,8  43)(cm)
-Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn:
A  0,8  43  2  1  20  74, 4(cm 2 )
2
 b f .t 3f  h

t

t w .hw3
f
Ix 
 2. 
  w   .b f .t f 
 12  2 2 

12


2
 20  13  43 1 

0,8  433

 2 

   20  1  24663,8(cm 4 )
 12

12

 2 2


3
3
3
3
t .b
h .t
43  0,8
1  20
I y  w w  2. f f 
 2
 1335,17(cm 4 )
12
12
12
12

I x .2 24663,8  2

 1096,17  cm3 
h
45
I
24663,8
ix  x 
 18, 21  cm 
A
74, 4

Wx 

iy 

Iy
A



1335,17
 4, 24  cm 
74, 4

    180  60


 180  60  0, 77  133, 8

N
258, 42

 0, 77
e Af  c 0, 207  74, 4  23  0, 95

SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

22

MSSV: 18D15802010239



ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

x 

y 

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

lx 1188

 65, 24      133,8
ix 18, 21

ly



iy

400
 94, 34      133,8
4, 24

x  x

f
23
 65, 24 
 2,16

E
2,1  10 4

y  y

f
23
 94, 34 
 3,12
E
2,1  104

Độ lệch tâm tương đối:
M
A
15279
74, 4
mx  x 


 4, 01
N Wx 258, 42 1096,17
Tra bảng D9 phụ lục D - với loại tiết diện số 5 ta có:
  (1, 75  0,1m)  0, 02(5  m)
 (1, 75  0,1  4, 01)  0, 02  (5  4, 01)  2,16
 1, 306
  (1, 9  0,1m)  0, 02(6  m)

A f / Aw  0, 5 


 (1, 9  0,1  4, 01)  0, 02  (6  4, 01)  2,16
A f / Aw  1 

 1, 41

1  20
 0, 58
0,8

43
Với
nội suy  =1,32
-Độ lệch tâm quy đổi:
me    mx  1, 32  4, 01  5, 29
Af / Aw 

Kiểm tra tiết diện cột đã chọn.
-Kiểm tra bền
me  5, 29 <20 không cần kiểm tra bền
 Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung được kiểm tra theo
công thức sau:
N
258, 42
x 

 16, 78   c . f  0, 95  23  21, 85 ( kN / cm 2 )
e . A 0, 207  74, 4
(7.4.2.4 TCVN-5575:2012)
Với  x  2,16 và me  5, 29 , tra bảng D10 phụ lục D, nội suy ta có: e  0, 207
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN


23

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

 Điều kiện ổn định tổng thể của cột ngoài mặt phẳng khung được kiểm tra
theo công thức sau. (7.4.2.4 TCVN-5575:2012)

y 

N
  c. f
c. y . A

Để kiểm tra ổn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung cần
tính trị số momen ở 1/3 chiều cao của cột dưới kể từ phía có momen lớn hơn ở
COMBO27.
M

M '  max  M ;   max(58,99; 77,40)= 77,40(kNm)
2 

Do đó:
Tính độ lệch tâm tương đối theo M’:
M' A

7740
74, 4
mx' 


 2, 03
N Wx 258, 42 1096,17

c
1   mx
Do mx  2, 34  5 nên ta có:
Ở trên:   1 vì:

c  3,14

E
2,1  104
 3,14
 94,88  y  94, 34
f
23

Theo bảng 2.1 ta có:   0, 65  0, 05mx  0, 65  0, 05  2, 03  0, 75

1
c

 0, 396
1   mx 1  0, 75  2, 03
Từ đó:


  94, 34
  0, 595
Với y
, tra bảng D8 phụ lục, nội suy ta có: y
Do vậy điều kiện ổn định tổng thể của cột theo phương ngồi mặt phẳng được
kiểm tra theo cơng thức:

y 

N
258, 42

 14, 74(kN / cm 2 )  f  c  21,85( kN / cm 2 )
c y A 0,396  0,595  74, 4

-Kiểm tra ổn định cục bộ.

 Ổn định cục bộ bản cánh.
Ôn định cục bộ của bản cánh cột được kiểm tra theo công thức sau:
b0  b0 
b t
20  0,8
 
b0  f w 
 9, 6(cm)
t f  t f 
2
2
;

Với :
Ở trên, vì: 0, 8   x  2,16  4 , nên
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

24

MSSV: 18D15802010239


ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

GVHD: Th.S NGUYỄN DOÃN NỘI

 b0 
E
  0, 36  0,1  2,16 
   (0, 36  0,1  x ) 
f
 t f 
b 
b0 9, 6

 9, 6   0   17, 58
tf
1
 t f 
 Bản cánh không bị mất ổn định cục bộ

2,1  104
 17, 40

23

 Ổn định cục bộ bản bụng.
Ôn định cục bộ của bản bụng cột được kiểm tra theo công thức sau:
hw  hw 
 
tw  tw 
Với bản bụng do:
mx  4, 01  1 ;  1  2,16  2
 hw 
E
2,1  104
 (1, 2  0, 35  2,16)
 59,10
   (1, 2  0, 35. x )
f
23
 tw 
Ta có:

hw 43
2,1  10 4

 53, 75  3,1
 93, 67
tw 0,8
21
hw 43
2,1  104


 53, 75  2, 3
 69, 50 
t w 0,8
23
Không cần đặt vách cứng.
h 
hw 43

 53, 75   w   59,10
tw 0,8
 tw 
Do vậy bản bụng cột ổn định cục bộ.
Kích thước của sườn gia cường cho bụng cột lấy cấu tạo như sau:
- Chiều cao : hs  hw  43 cm

hw
430
 40mm 
 40  54,33mm
30
30
- Bề rộng :
=> chọn bs = 12 cm
23
f 2  5, 433
 0,36
t s  2bs

4
2,1


10
E
- Bề dày :
cm => chọn ts = 1 cm
bs 

- Khoảng cách s=1500mm

 Kiểm tra chuyển vị ngang ở đỉnh cột
Trong trường hợp nhà có cầu trục chế độ làm việc trung bình:
SVTH: BÙI TRUNG KIÊN

25

MSSV: 18D15802010239