<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

1.4.Thiết kế xà gồ và sườn tường:...10

1.4.1Thiết kế sườn tường:...10

1.4.1.Thiết kê xà gồ mái:...12

CHƯƠNG 2 : TẢI TRỌNG...15

2.1. Tĩnh tải:...15

2.2. Hoạt tải:...15

2.2.1. Hoạt tải sửa chửa mái:...15

2.2.2. Hoạt tải cầu trục:...15

2.2.3 Tải trọng gió:...16

CHƯƠNG 3 : NỘI LỰC KHUNG:...19

3.1. Mơ hình hóa khung ngang bằng SAP2000:...19

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

4.1. Kiểm tra tiết diện cột...43

4.1.1 Nội lực và tiết diện:...43

4.1.2. Kiểm tra điều kiện khống chế độ mãnh:...44

4.1.3. Kiểm tra điều kiện bền:...45

4.1.4. Kiểm tra ồn định tổng thể trong mặt phẳng uốn:...46

4.1.5. Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn:...47

4.1.6. Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng:...49

4.1.7 Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:...51

4.2. Kiểm tra tiết diện nách kèo:...51

4.2.1 Nội lực và tiết diện:...51

4.2.2. Kiểm tra điều kiện bền:...52

4.2.3. Kiểm tra ổn định tổng thể:...53

4.2.4. Kiểm tra ổn định cục bộ bảng bụng:...53

4.2.5. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:...53

4.3. Kiểm tra tiết diện đỉnh kèo:...54

4.3.1. Nội lực và tiết diên:...54

4.3.2. Kiểm tra ổn định tổng thể:...55

4.3.3. Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng:...56

4.3.4. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:...56

4.4. Tính tốn và kiểm tra tiết diện vai cột:...56

4.4.1. Chọn tiết diện vai cột:...56

4.4.2. Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện đã chọn:...57

4.4.3. Kiểm tra ổn định tổng thể:...58

4.4.4 Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản bụng:...58

4.4.5. Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản cánh:...58

CHƯƠNG V: TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA CHI TIẾT LIÊN KẾT...59

5.1. Liên kết chân cột với ngàm móng:...59

5.1.1. Nội lực tính tốn:...59

5.1.2. Tính bản đế :...59

5.1.3. Tính sườn ngăn :...61 2

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

5.1.4. Tính dầm đế :...62

5.1.5. Tính bulơng neo :...63

5.1.6. Tính liên kết hàn chân cột vào bản đế:...64

5.2. Liên kết vì kèo vào cột:...65

5.2.1. Nội lực tính tốn và khả năng chịu kéo của bulông:...65

5.2.2. Khả năng chịu cắt của bulông:...66

5.2.3. Xác định chiều dày bản bích:...66

5.2.4. Kiểm tra liên kết hàng giữa bản bích – cột – vì kèo:...67

5.3. Liên kết đỉnh kèo:...67

5.3.1 Nội lực tính tốn và khả năng chịu kéo của bulông:...67

5.3.2 Khả năng chịu cắt của bulông :...68

5.3.3 Xác định chiều dày bản bích:...69

5.3.4. Kiểm tra liên kêt đường hàn bản bích và kèo:...69

TÀI LIỆU THAM KHẢO...70

3

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

PHẦN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

Loại cầu trục : có xe con Sức nâng của cầu trục: 25T

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚT KHUNG 1.1.1. Chọn sơ bộ kích thướt dầm cầu chạy:

Tải trọng cẩu trục Q = 25 (T), bước khung là 6 (m), ta chọn sơ bộ kích thướt dầm cầu chạy: Kích thướt khung theo phương đứng: Chiều dài cột dưới:

Chiều cao từ mạt ray cẩu trục đến đấy xà ngang: H<small>2</small> = H<small>k</small> + b = 1380 + 200 = 1580mm<small>k</small>

5

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Trong đó: b : khe hở an tồn giữa cẩu trục và xà ngang ( lấy không nhỏ hơn 200, chọn<small>k</small>

b<small>k </small>=200mm ) Chọn H = 1600mm<small>2</small>

Chiều cao của cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang H= H + H + H<small>123 </small>= 8500 + 1600 + 0 = 10100 mm Trong đó: H<small>1</small> - cao trình đỉnh ray H<small>1 </small>= 8.5 m

H<small>3</small>- phần cột chơ dưới nên, coi mặt móng ở cos ±0.000 m (H )<small>3</small>

Chiều cao của phần cột tính từ mặt trên của vai cột đến đáy xà ngang

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Chiều cao tiết diện tại đỉnh khung chọn h = 300mm Vậy chiều cao của dầm mái đều tại nút<small>2</small>

khung và tại đỉnh khung.

Bề rộng tiết diện b = ¹

Chọn b = 300mm

Bề dày bản bụng nên chọn vào khoảng (1/100 ÷ 1/70)h và để đảm bảo điều kiện chống gỉ<small>1</small>

không nên chọn bé hơn 6 mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Tiết diện dầm mái tại nút khung là: I – 600×300×8×10 Tiết diện dầm mái tại đỉnh khung là: I-400×300×8×10 Tiết diện dầm mái có thể ghi là: I-(600~400)×300×8×10 1.2.3. Kích thướt nóc gió (cửa trời) :

Vì khung nóc gió (cửa trời) khơng thuộc kết cấu chịu lực nên có thể chọn kích thước sơ bộ như sau:

Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không gian cho nhà; Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vng góc với mặt phẳng khung như gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất...xuống móng.

Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng) cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,...

Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công. Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột. 1.3.1 Hệ giằng cột

Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của tồn nhà theo phương dọc, chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột. Dọc theo chiều dài nhà, hệ giằng cột bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió một cách nhanh chóng. Hệ giằng cột được bố trí theo 2 lớp. Hệ giằng cột trên được bố trí từ mặt dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột dưới được bố trí từ mặt nền đến mặt dầm vai. Theo tiết diện cột, hệ giằng cột được đặt vào giữa bản bụng cột. Do sức trục

Q = 25T, chọn tiết diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn Φ25. Trên đỉnh cột bố trí thanh chống dọc nhà. Chọn tiết diện thanh chống dọc theo độ mảnh λ<small>max</small> ≤ 200, chọn I20.

1.3.2 Hệ giằng mái:

Hệ giằng mái được bố trí ở hai gian đầu nhà và ở chỗ có hệ giằng cột. Hệ giằng mái bao gồm các thanh giằng xiên và thanh chống, trong đó yêu cầu cấu tạo thanh chống có độ mảnh λ<small>max</small> ≤ 200. Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện Φ25, thanh chống chọn I30. Theo chiều 8

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía trên (để giữ ổn định cho xà khi chịu tải bình thường – cánh trên của xà chịu nén). Khi khung chịu tải gió, cánh dưới của xà chịu nén nên phải gia cường bằng các thanh giằng chống xiên (liên kết lên xà gồ), cách 3 bước xà gồ lại bố trí một thanh chống xiên. Tiết diện thanh chống chọn L 75x75x8, điểm liên kết với xà gồ. Ngồi ra bố trí thanh chống dọc nóc tiết diện I20 tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép.

Hình 1. 1 Hệ giằng mái

9

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

1.4. Thiết kế xà gồ và sườn tường: 1.4.1 Thiết kế sườn tường:

Bảng 1. 2 Thông số kỹ thuật sườn tường

Lấy trọng lượng tiêu chuẩn xà gồ: ^{g =0.1(KN/m )}^tc<small>xg</small> ²

Chọn khoảng cách bố trí giữa các sườn là a = 1.5m<small>xg </small> Tải gió tác dụng lên sườn tường:

Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng vào cột và gió tác dụng trên mái. Theo TCVN 2737-1995, địa điểm phân vùng gió III-B, có áp lực tiêu chuẩn

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Độ võng theo phương y do q gây ra<small>y</small>

Vậy độ võng của xà gồ trong giới hạn cho phép. 1.4.1. Thiết kê xà gồ mái:

Bảng 1. 3 Thông số kỹ thuật xà gồ mái

Lấy trọng lượng tiêu chuẩn xà gồ: ^{g =0.1(KN/m )}^tc<small>xg</small> ²

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

CHƯƠNG 2 : TẢI TRỌNG 2.1. Tĩnh tải:

Tải trọng phân bố thường xuyên lên xà mái bao gồm: mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái. Lấy ^g^tc ^{0 30 kN m}^. ^/ ² , hệ số tin cậy n 1 1 ..

2.2.1. Hoạt tải sửa chửa mái:

Hoạt tải gây ra do q trình sửa mái (khơng bao gồm cấu kiện, máy móc)

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Đường ảnh hưởng khi áp lực tác động lên vai cột: Trong đó: q là áp lực gió phân bố trên mét dài khung.

Wo là áp lực gió tiêu chuẩn, ở vùng gió IIIB Wo = 1.25 ( KN/m ). 16 Hình 1. 4 Đường ảnh hưởng cầu trục lên vai cột

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

k : là hệ số phụ thuộc vào chiều cao C : là hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu

Dấu “ – “ có nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngồi khung.

17 Hình 2. 1 Sơ đồ khí động của khung điển hình

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

CHƯƠNG 3 : NỘI LỰC KHUNG: 3.1. Mơ hình hóa khung ngang bằng SAP2000:

3.1.1. Sơ đồ kết cấu:

Bảng 3. 1 Kí hiệu các tải trọng tác dụng lên khung ngang

18 Hình 3. 1 Sơ đồ khung ngang điển hình

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

3.2. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên khung:

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

- Hoạt tải mái phải (HT2):

- Hoạt tải mái trái và phải (HT3):

21 Hình 3. 5 Hoạt tải mái phải

Hình 3. 6 Hoạt tải chất đầy

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

- Áp lực lớn nhất tác dụng lên cột trái (DmaxT)

- Áp lực lớn nhất tác dụng lên cột phải (DmaxP)

22 Hình 3. 7 Áp lực lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái

Hình 3. 8 Áp lực lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột phải

</div><span class="text_page_counter">Trang 45</span><div class="page_container" data-page="45">

(M là moment tại vị trí 1/3 chiều cao cột trong cùng trường hợp tải)<small>1/3</small>

Độ lệch tâm tương đối:

(M là moment tại vị trí 1/3 chiều cao cột trong cùng trường hợp tải)<small>1/3</small>

Độ lệch tâm tương đối:

</div><span class="text_page_counter">Trang 46</span><div class="page_container" data-page="46">

(M là moment tại vị trí 1/3 chiều cao cột trong cùng trường hợp tải)<small>1/3</small>

Độ lệch tâm tương đối:

</div><span class="text_page_counter">Trang 49</span><div class="page_container" data-page="49">

Ứng suất tiếp trung bình trong tiết diện khảo sát:

4.2. Kiểm tra tiết diện nách kèo: 4.2.1 Nội lực và tiết diện:

</div><span class="text_page_counter">Trang 50</span><div class="page_container" data-page="50">

A I<small>x</small> I<small>y</small> W<small>x</small> W<small>y</small> S<small>x</small> i<small>x</small> i<small>y</small> L<small>oy</small>

10640 ^652274666.₇ 45024746.7 2174248.89 150082.489 1221400 247.596 65.051 1500

Bảng 4. 2 Đặc trưng tiết diện hình học xà mái 4.2.2. Kiểm tra điều kiện bền:

</div><span class="text_page_counter">Trang 52</span><div class="page_container" data-page="52">

4.3. Kiểm tra tiết diện đỉnh kèo: 4.3.1. Nội lực và tiết diên:

</div><span class="text_page_counter">Trang 54</span><div class="page_container" data-page="54">

4.4. Tính tốn và kiểm tra tiết diện vai cột: 4.4.1. Chọn tiết diện vai cột:

- Khoảng cách e từ trọng tâm ray đến mép trong cột :

</div><span class="text_page_counter">Trang 55</span><div class="page_container" data-page="55">

- Moment uốn và lực cắt tại tiết diện ngàm:

M D G e 343.4 11.34 0.25 88.68 kN.m

V D G 343.4 11.34 354.74 kN Như đã chọn bên trên: I 550x250x10x12 4.4.2. Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện đã chọn:

- Đặc trưng tiết diện hình học:

9560 375705547 16039666.7 1502822.19 64159 ⁸⁶⁸⁸²₀ 198.242 40.961

Bảng 4. 4 Đặc trung tiêt diện hình học vai cột - Kiểm tra điều kiên bền:

</div><span class="text_page_counter">Trang 56</span><div class="page_container" data-page="56">

b 200 b Thoả điều kiện ổn định tổng thể. 4.4.4 Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản bụng:

t E 10 210000 không cần kiểm tra ổn định 4.4.5. Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản cánh:

</div><span class="text_page_counter">Trang 57</span><div class="page_container" data-page="57">

CHƯƠNG V: TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA CHI TIẾT LIÊN KẾT 5.1. Liên kết chân cột với ngàm móng:

</div><span class="text_page_counter">Trang 59</span><div class="page_container" data-page="59">

Kiểm tra ứng xuất của bê tông dưới bản đế với cặp nội lực 1: M= 432.72 (kNm) và

Bề dày bản đế được xác định từ điều kiện chịu uốn của bản đế do ứng suất phản lực trong bê tơng móng.

Moment tại ơ bản đế thứ i : M<small>ii i</small>a²

Trong đó: : Hệ số, tra bảng dựa vào tỷ số các cạnh của chúng.

<small>i</small>:Ứng suất của phản lực tại ô bản thứ i.

- Sơ đồ tính của sườn là dầm công xôn, ngàm vào bản bụng cột bằng 2 liên kết hàn

- Chiều dài truyền tải là 194 mm, bề rộng chuyền tải là

244 12 238 ₂₄₇₍ ₎

- Tải trọng và nội lực tác động vào sườn :

59

</div><span class="text_page_counter">Trang 60</span><div class="page_container" data-page="60">

Kiểm tra liên kết đường hàn của sườn vào bản bụng:

- Đường hàn vào bản bụng là đường hàn tay :

- Bề rộng truyền ứng suất từ bản đế vào dầm đế 179(mm) - Tải trọng và nội lực tác dụng lên dầm đế :

</div><span class="text_page_counter">Trang 61</span><div class="page_container" data-page="61">

- Bulông neo đươc neo vào cổ cột hoặc bệ móng BTCT, thường dùng tối thiểu 4 bulơng - Bulơng chịu kéo lớn nhất ứng với cặp nội lực : M= 432.72 (kNm) và N= 329.51 (kN). - Chọn kích thướt từ bản mép bản đế đến bulông là 70 (mm), khoảng cách giữa 2 bulông là

- Chọn bulông neo 09Mn2Si từ 33(mm) đến 60 (mm) f<small>ba</small> ^185(Mpa)

- Diện tích cần thiết của bulơng neo:

</div><span class="text_page_counter">Trang 62</span><div class="page_container" data-page="62">

5.1.6. Tính liên kết hàn chân cột vào bản đế: - Nội lực tính tốn đường hàn:

</div><span class="text_page_counter">Trang 63</span><div class="page_container" data-page="63">

5.2. Liên kết vì kèo vào cột:

5.2.1. Nội lực tính tốn và khả năng chịu kéo của bulơng: Hình 5. 4 Mơ hình liên kết nách kèo

Hình 5. 5 Bố trí bulơng liên kết nách kèo

</div><span class="text_page_counter">Trang 64</span><div class="page_container" data-page="64">

5.2.2. Khả năng chịu cắt của bulông:

5.2.4. Kiểm tra liên kết hàng giữa bản bích – cột – vì kèo:

- Chọn liên kết hàn sườn vào bảng bụng cột là đường hàn tay: h<small>f </small>= 10(mm) ; <small>f</small> ^0.7 . - Tổng chiều dài đường hàn ^lw ^{290 2 144 4 722 2 2600(}^mm⁾

</div><span class="text_page_counter">Trang 65</span><div class="page_container" data-page="65">

5.3. Liên kết đỉnh kèo:

65 Hình 5. 6 Mơ hình liên kết đỉnh kèo

</div><span class="text_page_counter">Trang 66</span><div class="page_container" data-page="66">

5.3.1 Nội lực tính tốn và khả năng chịu kéo của bulơng:

- Chon bulơng đường kính 18 có A= 2.54 (cm<small>2</small>) ; A<small>bn</small> = 1.92 (cm<small>2</small>). - Khả năng chịu kéo của bulông

5.3.2 Khả năng chịu cắt của bulông :

</div><span class="text_page_counter">Trang 67</span><div class="page_container" data-page="67">

5.3.4. Kiểm tra liên kêt đường hàn bản bích và kèo:

- Chọn liên kết hàn sườn vào bảng bụng cột là đường hàn tay: h<small>f </small>= 6(mm) ; <small>f</small> ^0.7 . - Tổng chiều dài đường hàn ^lw ^{290 2 146 4 380 2 1924(}^mm⁾

</div><span class="text_page_counter">Trang 68</span><div class="page_container" data-page="68">

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TCVN 5575- 2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.

2. TS. Phạm Minh Hà – Thiết kế khung thép nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp – Nhà xuất bản xây dựng.

3. Giáo trình kết cấu cơng trình thép – PGS.TS Lê Anh Thắng . 4. Kết Cấu Thép – Cấu kiện cơ bản GS.TS Phạm Văn Hậu.

68

</div>