thuyết minh đồ án thép 2

Tiết diện vai cột Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục lực tập trung do áp lực đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm

 Bước khung: B = 7.5 m; toàn bộ nhà dài 15B = 112.5 m

 Sức trục: Q = 8 tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm việc

trung bình

 Cao trình đỉnh ray: H1 = 9 m

 Vùng gió: IIIB

 Dạng địa hình xây dựng công trình: B

 Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m

 Nhịp cửa trời: Lct = 4 m

 Chiều cao cửa trời: Hct = 2 m

 Mái lợp tôn múi dày 0,51mm

 Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 35mm) hoặc tương đương

 Bê tông móng cấp độ bền B15

 Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m ở phía dưới, thưng tôn ở phía trên

2 Nhiệm vụ thiết kế

2.1 Thuyết minh tính toán

 Thành lập sơ đồ kết cấu: Xác định kích thước khung ngang, lập mặt bằng lưới cột,

bố trí hệ giằng mái, hệ giằng cột

 Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang: tải trọng mái, tải trọng cầu trục, tải

trọng gió

 Thiết kế xà gồ (2 phương án: tiết diện cán nóng và tiết diện dập nguội)

 Tính nội lực khung ngang Vẽ biểu đồ nội lực M, N, V cho từng trường hợp tải

trọng Lập bảng thống kê nội lực, bảng tổ hợp nội lực cho các tiết diện đặc trưng

của cột và xà mái

 Thiết kế khung ngang gồm cột và xà Tính các chi tiết: Chân cột, vai cột, liên kết xà

với cột, mối nối xà

 Thiết kế dầm cầu trục, cột sườn tường

2.2 Bản vẽ thể hiện

01 bản vẽ khổ A1 gồm:

Đồ án kết cấu thép 2

 Cột khung, các mặt cắt và chi tiết của thân cột

 Xà, các mặt cắt và chi tiết của xà

 Bảng thống kê vật liệu, ghi chú và chỉ dẫn cần thiết

II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1 Sơ đồ kết cấu khung ngang

Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I Cột có tiết diện không đổi liên kết

ngàm với móng, liên kết cứng với xà Theo yêu cầu kiến trúc và thoát nước, chọn xà

ngang có độ dốc với góc dốc  = 100 (tương đương i = 17 %) Do tính chất làm việc của

khung ngang chịu tải trọng bản thân và tải trọng gió là chủ yếu, nên thông thường nội lực

trong xà ngang ở vị trí nách khung thường lớn hơn nhiều nội lực tại vị trí giữa nhịp Cấu

tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột một đoạn (0,35 

0,4) chiều dài nửa xà Tiết diện còn lại lấy không đổi

Cửa trời chạy dọc chiều dài nhà, mang tính chất thông gió, sơ bộ chọn chiều cao cửa

trời là 2m và chiều rộng cửa trời là 4m

Hình 1.1 Sơ đồ khung ngang

1.1 Kích thước theo phương đứng

 Chiều cao cột dưới: HdH (h1 dcth ) hr  ch

Trong đó: H1 = 9 m là cao trình đỉnh ray

h = 0.75 m là chiều cao dầm cầu trục

Đồ án kết cấu thép 2

hr = 0.15 m là chiều cao ray

hch = 1 m là chiều sâu chôn chân cột

Hd = 9 – (0.75 + 0.15) + 1 = 9.1 (m)

 Chiều cao cột trên: Htr (hdcth ) Kr  10.5;

Trong đó: + K1 = 0.9 m là khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của xe con

Giá trị này được tra trong catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q = 8T và nhịp

cầu trục S= 22m);

+ 0.5m là khoảng cách an toàn từ điểm cao nhất của xe con đến xà

ngang

Htr= (0.75 + 0.15) + 0.9 + 0.5 = 2.3 (m)

 Chiều cao toàn cột: H = Hd + Htr = 9.1+ 2.3 = 11.4 (m)

1.2 Chọn sơ bộ kích thước theo phương ngang

Nhịp nhà (lấy theo trục định vị tại mép ngoài cột) là: L = 24m Lấy gần đúng nhịp cầu

trục là: S = 22 m ( theo catalog bảng 4.2 với cầu trục 2 dầm kiểu ZLK tương ứng với sức

tải cẩu 8 tấn), khoảng cách an toàn từ trục ray đến mép trong cột: Zmin = 160 mm

- Chiều dày bản bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70  1/100)h Để đảm bảo điều kiện

chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng: tw > 6mm

Thỏa mãn điều kiện an toàn

b Tiết diện xà mái

- Chiều cao tiết diện nách khung: h1 1 L 1 24 0.6m

- Chiều dày bản bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70  1/100) h Để đảm bảo điều kiện

chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng: tw > 6mm

c Tiết diện vai cột

Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung do áp lực

đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm và

hoạt tải trên cầu trục) và nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép

cột) Sơ bộ chọn tiết diện dầm vai như sau:

Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ = (L - S)/2 = (24 - 22)/2 = 1

+ Chiều dài vai (từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai cột):

Lv = λ – hc + 0.15= 1- 0.75 + 0.15 = 0.4 (m)

Đồ án kết cấu thép 2

+ Chọn chiều cao dầm tại điểm đặt Dmax: h = 30 cm

+ Chiều góc nghiêng bản cánh dưới với phương ngang là 200 thì chiều cao tiết diện

dầm vai tại ngàm:

hdv= 30 + 25xtg200 = 39.1 (cm) Chọn hdv = 42 (cm) ( Z= 25cm)

+ Bề rộng tiết diện vai cột: bf = 30 cm

+ Chiều dày bản bụng vai cột: tw = 0.8 cm

+ Chiều dày bản cánh vai cột: tf = 1.2 cm

d Tiết diện cửa trời

+ Chiều cao tiết diện cột cửa trời: hc_ct = 20 cm

- 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, vuông 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 toán ngoài 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

Hệ giằng cột:

Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của toàn 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<10T, chọn tiết

diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn 25 Trên đỉnh cột bố trí thanh chống dọc nhà

Chiều cao cột H =11.4m > 9m, do đó bố trí thêm thanh chống dọc nhà tại vị trí cao độ

+4.000m Chọn tiết diện thanh chống dọc theo độ mảnh max 200, chọn 2C20 (hình 1.2)

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 1.2 Sơ đồ hệ giằng cột

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 max 200 Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện 25, thanh chống chọn

2C20 Theo chiều 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 L50x5,

điểm liên kết với xà gồ cách xà 800 mm Ngoài ra bố trí thanh chống dọc nóc tiết diện

2C20 tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép

Hình 1.3 Sơ đồ hệ giằng mái

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 1.4 Chi tiết thanh chống xà gồ

2 Xác định tải trọng tác dụng lên khung

2.1 Tải trọng thường xuyên

- Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:

Tải trọng do mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái: gtc = 15 daN/m2 mặt bằng mái (phân bố

- Tải trọng bản thân của dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm)

Đồ án kết cấu thép 2 Bảng 2.1 Tĩnh tải mái

STT Loại tải

Tải trọngtiêu chuẩn

Hệ sốvượt tảiTải trọngtính toán khung Bước Tổng tảitrọng

1 Tôn lợp mái 8 1.1 8.8 7.5 66

3 Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung 123.75

2.2 Hoạt tải sửa chữa mái

- Hệ số độ tin cậy của hoạt tải sửa chữa mái np = 1.3

- Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995, với mái tôn không sử dụng

ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn là 30 daN/m2 mặt bằng nhà do đó hoạt tải

sửa chữa mái phân bố trên xà mái được xác định như sau:

ptc = 30xB và ptt = npx30xB

- Khi qui về tải trọng phân bố theo xà thì giá trị tải trọng được nhân với cos:

p = 30xBxcosα = 30x7.5xcos(10) = 221.58 daN/m

ptt = npx30xBx cosα = 1.3x30x7.5xcos(10)= 288.05 daN/m Bảng 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái

STT Loại tải Tải trọng

t chuẩn

Hệ sốvượt tải

Tải trọngtính toán

Bước khung

Tổng tảitrọng

1 Sửa chữa mái 30 1.3 39 7.5 295.5

2 Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung 288.05

2.3 Tải trọng gió

Áp lực gió tác dụng lên khung được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995

q = n W0 k C B (daN/m) Trong đó: q: là áp lực gió phân bố trên mét dài khung

W0: là áp lực gió tiêu chuẩn, gió ở vùng IIIB có W0 = 125 daN/m2

n = 1.2: là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió

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

B: là bước khung

Hình 2.2 Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi ngang nhà

Kích thước chính của sơ đồ tính toán:

+ Nhịp: L = 24 m

Hệ số k phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao công trình Công trình ở khu vực

thuộc dạng địa hình B Tra bảng 5 trong TCVN 2737 -1995 chiều cao cột 10,692 m, cao

trình đỉnh cột 9,692m lấy gần đúng hệ số k =1,081 đối với giá trị tải trọng gió phân bố trên

thân cột

Bảng 2.3 Tải trọng gió theo phương ngang nhà

STT Loại tải T.T tiêu chuẩn Hệ số k Hệ số C vượt tải Hệ số khung Bước Tổng tải trọng

1 Cột đón gió 125.0 1.023 0.800 1.2 7.5 920.68

2 Mái đón gió 125.0 1.051 -0.472 1.2 7.5 -557.89

3 Cột cửa trời đón gió 125.0 1.078 0.700 1.2 7.5 848.77

4 Mái cửa trời đón gió 125.0 1.088 -0.548 1.2 7.5 -670.36

5 Mái cửa trời hút gió 125.0 1.088 -0.424 1.2 7.5 -518.77

6 Cột cửa trời hút gió 125.0 1.078 -0.600 1.2 7.5 -727.52

7 Mái hút gió 125.0 1.051 -0.500 1.2 7.5 -591.24

8 Cột hút gió 125.0 1.023 -0.500 1.2 7.5 -575.42

* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung

b) Trường hợp gió thổi dọc nhà:

- Xác định hệ số khí động Ce:

Khi này, hệ số khí động trên hai mặt mái có giá trị bằng -0,7; hệ số khí động trên cột là

giá trị Ce3, phụ thuộc vào tỉ lệ L/B (B- chiều dài toàn nhà) và H/B

Công trình có: L/B = 24/112.5 = 0.213 1 và

H/B = (11.436+1.757+1.670+0.93)/112.5 = 0.14  0,5

Ce3 = -0.4, tức là gió có chiều hút ra ngoài cho cả hai cột khung và hai cột cửa mái

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 2.3 Sơ đồ tra hệ số khí động C e , trường hợp gió thổi dọc nhà

Bảng 2.4 Tải trọng gió theo phương dọc nhà

STT Loại tải T.T tiêu chuẩn số k Hệ Hệ số C vượt tảiHệ số khung Bước Tổng tải trọng

* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung

2.4 Hoạt tải cầu trục

+ Khoảng cách hai bánh xe: R = 3200 mm

+ Áp lực đứng tiêu chuẩn lớn nhất tại mỗi bánh xe: c

max

P = 5900 daN

Đồ án kết cấu thép 2

D n.n P y ; Dmin n.n P c minyi

Trong đó: - n = 1.1: Hệ số độ tin cậy;

- nc= 0.85: Hệ số tổ hợp, khi có hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ và trung

bình

- yi: Tổng tung độ các đường ảnh hưởng tại vị trí các bánh xe, lấy với tung

độ ở gối bằng 1

y1 = 1; y2 = 0.573 ; y3 = 0.913 ; y4 = 0.487  yi = 2.973

Bảng 2.5 Áp lực đứng của cầu trục lên vai cột

STT Loại tải Pc yi n nc Tổng

Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển

động, tại các bánh xe của cầu trục xuất hiện lực ngang tiêu chuẩn c

1

T , các lực này cũng di động như lực thẳng đứng P và do đó sẽ gây lực ngang tập trung T cho cột Cách tính giá

trị T cũng xếp bánh xe trên đ.a.h Lực T truyền lên cột qua dầm hãm hoặc các chi tiết liên

kết dầm cầu trục với cột nên điểm đặt tại cao trình mặt dầm cầu trục (hoặc mặt dầm hãm),

có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột

1

o

0,05.(Q G )T

*10000.(

05,0

(Tính tải trọng qui ra mặt bằng nhà nên các giá trị tải trọng phân bố trên mặt mái

được chia cho hệ số cos)

m

g 8(daN / m ): trọng lượng mái tôn;

pc = 30 (daN/m2): hoạt tải sửa chữa mái;

d: khoảng cách giữa hai xà gồ theo phương ngang,

q = qcxsin  c

x

q = 58.35xsin100 = 10.3 daN/m

c y

q = qcxcos  c

y

q = 58.35xcos100 = 57.47 daN/m

- Tải trọng tính toán theo phương x và phương y:

qx= qxsin  qx= 71.28xsin100 = 12.38 daN/m

qy= qxcos  qy= 71.28xcos100 = 70.2 daN/m

Sử dụng một thanh giằng 18 giằng tại vị trí giữa nhịp xà gồ

y x

gây ra; Δ 1

B 200

  

  là độ võng tương đối cho phép của xà gồ lợp mái tôn

Với trường hợp dùng một thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độ võng của

xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó x = 0, chỉ có y lớn nhất) và tại điểm cách đầu xà gồ một

khoảng z = 0.421*B/2 = 0.21B (tại đây có x lớn nhất):

b) Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ:

Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ là tổ hợp tĩnh tải và gió (chiếu lên phương gió y-y):

- Tải trọng gió tính toán:

1.180

q 0.7 125 1.088 1.2

cos101.182

0.9 (8 13.3) cos10 116.782(daN / m)

cos10

q 0.7 125 1.088

cos101.182

0 0

d

cos1.182

1.182

q 0.7 125 1.088 1.2

cos101.182

0.9 (8 ) cos10 128.57(daN / m)

cos10

Đồ án kết cấu thép 2

Chọn xà gồ theo tải trọng gió (có chiều hướng ra khỏi mái) qgió = 1.286 kN/m, nhịp

7500 mm và theo sơ đồ có một thanh căng ở giữa, tra bảng 3.5 thép hình 300 sẽ được số

hiệu xà gồ Z30024 có thể chịu được tải cho phép là 2.84 kN/m (xem phụ lục 3- sách “Thiết

kế khung thép nhà công nghiệp”)

4 Tính nội lực khung

4.1 Mô hình hóa kết cấu khung trong phần mềm Sap2000

a) Sơ đồ kết cấu

- Tính toán kết cấu khung theo sơ đồ khung phẳng

- Nhịp tính toán khung lấy theo khoảng tim của 2 trục cột; trục xà gãy khúc tại điểm đổi

tiết diện (nối tâm của tiết diện nách xà với tâm của tiết diện tại chỗ đổi, đoạn còn lại lấy

trùng với trục của tiết diện bé)

- Liên kết giữa cột với móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột với dầm là liên kết cứng

- Vật liệu: Thép CCT34 có f = 2100 daN/cm2; E = 2,1x106 daN/cm2; ρ = 7850 daN/m3

Hình 4.1 Sơ đồ khung ngang

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 4.4 Sơ đồ hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên nửa trái khung

Hình 4.5 Sơ đồ áp lực đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 4.6 Sơ đồ áp lực hãm ngang của cầu trục tác dụng lên cột trái

Hình 4.7 Sơ đồ tải trọng gió ngang trái

Sử dụng phần mềm Sap2000 phân tích kết cấu khung, cho kết quả là giá trị nội lực

của cấu kiện cột, xà theo các trường hợp tải trọng riêng biệt Lấy kết quả nội lực tại các

tiết diện đặc biệt của khung:

- Tại cột: tiết diện chân cột (ký hiệu là tiết diện A), đỉnh cột (ký hiệu là tiết diện B), tiết

diện phía trên vai cột (ký hiệu là tiết diện Ctr) và dưới vai cột (ký hiệu là Cd)

- Tại xà: tiết diện hai đầu và giữa xà, tiết diện thay đổi

b) Tổ hợp nội lực

Có hai loại tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2 Tổ hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tải

trọng thường xuyên và một hoạt tải (hệ số tổ hợp nc =1) Tổ hợp cơ bản 2 gồm nội lực do

tải trọng thường xuyên và nội lực các hoạt tải gây ra (hệ số tổ hợp nc= 0,9) Tại mỗi tiết

diện tìm được 3 cặp nội lực:

- Tổ hợp gây mô men dương lớn nhất Mmax và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;

- Tổ hợp gây mô men dương nhỏ nhất Mmin và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;

- Tổ hợp gây lực dọc lớn nhất Nmax và mô men, lực cắt tương ứng Mtư, Vtư;

Kết quả nội lực và tổ hợp nội lực được thể hiện trong bảng 4.1 - 4.4

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 4.9 Biểu đồ mômen do tĩnh tải tác dụng lên khung

Hình 4.10 Biểu đồ mômen do hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên nửa trái khung

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 4.11 Biểu đồ mômen do áp lực đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái

Đồ án kết cấu thép 2

Hình 4.13 Biểu đồ mômen do tải trọng gió ngang

thường xuyên Hoạt tải mái trái Hoạt tải mái phải Dmax cột trái Dmax cột phải Tmax cột trái

max ; Ntu; Vtu

Nmax

M + max ; Ntu; Vtu M -

Đồ án kết cấu thép 2

5 Kiểm tra tiết diện cột, xà

5.1 Kiểm tra tiết diện cột

5.1.1 Thông số chung

Hình 5.1 Tiết diện ngang cột

Cột chịu nén lệch tâm, tiết diện đối xứng, đặc Nội lực lớn nhất M, N, V lấy ở tiết

Trường hợp 2 Nmax, Mtư, Vtư -18795 -26977 -4452 Trường hợp 3 M-

max, Ntư, Vtư -53397 -11699 -9212

- Vật liệu: Thép CCT34

f = 2100 daN/cm2

E = 2.1x106 daN/cm2

- Kích thước hình học tiết diện cột:

Bảng 5.2 Kích thước hình học tiết diện

C.cao TD Cánh trên Bản bụng Cánh dưới

h (mm) bf (mm) tf (mm) hw (mm) tw (mm) bf (mm) tf (mm)

750 300 20 710 12 300 20

- Đặc trưng hình học tiết diện cột:

Bảng 5.3 Đặc trưng hình học tiết diện

(cm4) (cm3) (cm) (cm4) (cm3) (cm) (cm2) 195701.1 5218.7 30.88 9010.2 600.7 6.63 205.2

Đồ án kết cấu thép 2

- Chiều dài tính toán cột:

Trong mặt phẳng khung lx: cho phép tính lx=.H với hệ số chiều dài tính toán 

(Bảng 5.4), phụ thuộc vào tham số:

c T

xà

b.I

G =H.I

Trong đó: b, H - chiều dài nửa xà, chiều cao cột;

c, xà mô men quán tính của cột và xà (lấy ở tiết diện cách nút khung 0,4b) (Theo tiết diện xà đã chọn sơ bộ tính được Ixà = 51312.14 cm4)

- Chiều dài tính toán cột ngoài mặt phẳng uốn ly lấy bằng khoảng cách hai điểm

ngăn cản chuyển vị cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn, tức là khoảng cách 2 điểm

giằng cột Theo sơ đồ bố trí hệ giằng ta có : ly = 6.4(m)

5.1.2 Kiểm tra điều kiện khống chế độ mảnh

- Độ mảnh cột:

x x x

Đồ án kết cấu thép 2

[  ] ≥180-60*0,5 = 150 Max (x; y) = y = 96.58 < [  ] = 150 (Thoả mãn)

5.1.3 Kiểm tra điều kiện bền

a) Trường hợp 1:

Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

294 68385 10

1311.8 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7



2

2 c

294 68385 10

1308.9 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7



(Thoả mãn)

b) Trường hợp 2:

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)

Đồ án kết cấu thép 2

2

2 c

11699 53397 10

1080.2 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7



2

2 c

11699 53397 10

966.17 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7

Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

Ta có me > 20, do đó cần kiểm tra ổn định tổng thể như với cấu kiện chịu uốn

(mômen M) theo công thức:

Mf

W  

 Tính b theo phụ lục E, TCXDVN 338:2005 (phụ thuộc hệ số  và hệ số  như trong

dầm có cánh chịu nén với một điểm cố kết ở giữa nhịp):

2

2 c

M 68385 10

1310.4 f 2100(daN / cm ).W 1 5218.7



b) Trường hợp 2:

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Độ lệch tâm tính đổi: me = 3.96 < 20 cần kiểm tra ổn định tổng thể

Hệ số uốn dọc e lấy theo bảng D.10 phụ lục D TCXDVN 338:2005: e= 0.275

Đồ án kết cấu thép 2

φ

2 e

Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)

Độ lệch tâm tính đổi me = 21.02 > 20, do đó cần kiểm tra ổn định tổng thể như với

cấu kiện chịu uốn (mômen M) theo công thức:

Mf

M 53397 10

1023.2 f 2100(daN / cm ).W 1 5218.7

f A c

 

Trong đó: hệ số c kể đến ảnh hưởng của mô men uốn Mx và hình dáng tiết diện đến

ổn định của cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn (phương ngoài mặt phẳng

uốn) c phụ thuộc vào mx: x

Cột bị khống chế chuyển vị theo phương vuông góc với mặt phẳng tác dụng của

mômen nên momen Mx là mômen lớn nhất trong khoảng 1/3 giữa của chiều dài cột,

nhưng không nhỏ hơn 0,5 lần mômen lớn nhất trên cả chiều dài thanh)

a) Trường hợp 1:

Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

(Do cột chịu kéo, ko chịu nén nên không phải kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

ngoài mặt phẳng khung)

Mômen lớn nhất tại 1/3 chiều dài giữa cột cùng tổ hợp lực với cặp nội lực 1:

Mx = 31863 < 68385/2 = 34193 chọn Mx = 34193 daNm

2 x

y x b

1c

2 c

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Mômen lớn nhất trên đoạn 1/3 chiều dài giữa cột cùng tổ hợp với cặp nội lực 2:

2 c

Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)

Mômen lớn nhất trên đoạn 1/3 chiều dài giữa cột cùng tổ hợp với cặp nội lực 3:

Mx = 27135 > 53397/2 =26699 chọn Mx = 27135 daNm

2 x

βα

Đồ án kết cấu thép 2

+ Tính hệ số c10: (với mx =10)

φφ

10

y x b

γφ

2 c

Tra bảng 35 TCXDVN 338: 2005 được độ mảnh giới hạn của phần bản cánh nhô ra

của cột (độ mảnh quy ước  tính theo: 0.8  = min( x, y) 4   1 72 )

0f f

b7.2t

f

b16.81t

59.17

a,Trường hợp 1: Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

Trường hợp 3: Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm;N= -11699 daN; V= -9212 daN)

Độ lệch tâm tính đổi me > 20, do đó cần kiểm tra ổn định bản bụng như với cấu kiện

chịu uốn theo công thức:

w w

3.2

t  f ;

6 w

Đồ án kết cấu thép 2

Không cần thêm sườn gia cường

b, Trường hợp 2:

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Điều kiện ổn định tổng thể của cột được quyết định bởi điều kiện ổn định tổng thể

ngoài mặt phẳng uốn nên cần phải tính hệ số α và ứng suất tiếp trunh bình 

2

2 1

Liên kết bản cánh và bụng cột tổ hợp chịu lực cắt V sinh ra do uốn dọc, chọn cặp

nội lực gây cắt lớn nhất để tính: (cặp nội lực 1: M = 65952 daNm; N= 51 daN; V= 13505

5.2 Kiểm tra tiết diện xà:

5.2.1 Kiểm tra tiết diện tại nách khung

a) Thông số chung

- Nội lực tính toán: M = 29990 daN.m; N = 4098 daN; V = 5015 daN

- Vật liệu: Thép CCT34: f = 2100 daN/cm2; E = 2,1.106 daN/cm2

Hình 5.2 Tiết diện xà tại nách khung

- Kích thước hình học tiết diện:

Bảng 5.5 Kích thước hình học tiết diện

C.cao TD Cánh trên Bản bụng Cánh dưới

h (mm) bf (mm) tf (mm) hw (mm) tw (mm) bf (mm) tf (mm)

750 300 16 718 10 300 16

- Chiều dài tính toán xà:

Trong mặt phẳng khung: lx = 24 m

Ngoài mặt phẳng khung: ly là khoảng cách hai xà gồ; ly = 1.182 m

- Đặc trưng hình học tiết diện xà: