MỤC LỤC CHƯƠNG 1 THÔNG SỐ ĐỀ BÀI 11 1 1 Số liệu đề bài 11 1 2 Yêu cầu đề bài 12 CHƯƠNG 2 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 13 2 1 Xác định mặt bằng bố trí lưới cột 13 2 2 Xác định kích thước khung chính theo phư[.]
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ ĐỀ BÀI .11 1.1.Số liệu đề 11 1.2.Yêu cầu đề .12 CHƯƠNG 2: KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 13 2.1.Xác định mặt bố trí lưới cột 13 2.2.Xác định kích thước khung theo phương đứng .13 2.2.1.Xác định tổng chiều cao cột 13 2.2.2.Xác định chiều cao cột 14 2.2.3.Xác định chiều cao cột 14 2.3.Xác định kích thước khung theo phương ngang 15 2.4.Xác định kích thước sơ cấu kiện 16 2.4.1.Sơ kích thước tiết diện cột 16 2.4.2.Sơ kích thước tiết diện dầm mái .16 2.4.3.Sơ kích thước tiết diện vai cột 19 2.5.Thiết hệ giằng cột cơng trình .19 2.5.1.Vai trò cấu tạo 19 2.5.2.Tính tốn thiết kế 20 2.5.2.1.Sơ đồ tính giằng cột 20 2.5.2.2.Tính toán hệ giằng cột 20 2.6.Thiết hệ giằng mái công trình 23 2.6.1.Vai trò cấu tạo 23 2.6.2.Tính tốn thiết kế 23 2.6.2.1.Sơ đồ tính giằng cột 23 2.6.2.2.Tính tốn hệ giằng cột 25 2.7.Thiết kế xà gồ cột cơng trình 27 2.7.1.Tổng quan xà gồ cột 27 2.7.2.Sơ đồ tính tốn xà gồ cột .28 2.7.3.Tính tốn thiết kế xà gồ cột 28 2.7.3.1.Thơng số kích thước, đặc trưng hình học vật liệu xà gồ .28 2.7.3.2.Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ cột .29 2.7.3.3.Xác định nội lực xà gồ cột 30 2.7.3.4.Kiểm tra điều kiện bền ứng suất pháp 31 2.7.3.5.Kiểm tra độ võng xà gồ 31 2.7.3.6.Tính tốn tải trọng xà gồ cột quy đổi .32 2.8.Thiết kế xà gồ mái cơng trình 32 2.8.1.Tổng quan xà gồ mái 32 2.8.2.Sơ đồ tính tốn xà gồ mái 33 2.8.3.Tính tốn thiết kế xà gồ mái 33 2.8.3.1.Thơng số kích thước, đặc trưng hình học vật liệu xà gồ .33 2.8.3.2.Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ mái .34 2.8.3.3.Xác định nội lực kiểm tra cho xà gồ mái với trường hợp .36 2.8.3.4.Xác định nội lực kiểm tra cho xà gồ mái với trường hợp .38 2.8.3.5.Tính tốn tải trọng xà gồ mái quy đổi 39 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC KHUNG NGANG 41 3.1.Xác định tĩnh tải tác dụng lên khung ngang .41 3.2.Xác định hoạt tải tác dụng lên khung ngang 43 3.3.Xác định tải trọng gió tác dụng lên khung ngang 43 3.4.Xác định áp lực đứng cầu trục tác dụng lên khung ngang .46 3.5.Xác định áp lực ngang cầu trục tác dụng lên khung ngang 48 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG 49 4.1.Lựa chọn sơ đồ tính 49 4.2.Mơ hình khung ngang phần mềm Etabs 17 49 4.3.Lựa chọn nội lực khung ngang 54 4.3.1.Lựa chọn nội lực dầm mái (xà ngang) 54 4.3.1.Lựa chọn nội lực cột 55 4.4.Tổ hợp nội lực khung ngang 56 4.4.1.Thiết lập trường hợp tổ hợp .56 4.4.2.Tổ hợp nội lực dầm mái 58 4.4.3.Tổ hợp nội lực cột 59 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM MÁI 61 5.1.Thông số tiết diện vật liệu .61 5.1.1.Thông số tiết diện 61 5.1.2.Thông số vật liệu 62 5.2.Kiểm tra dầm mái theo trạng thái giới hạn thứ 63 5.2.Kiểm tra điều kiện bền 63 5.2.1.Kiểm tra cho tiết diện đầu dầm 63 5.2.2.Kiểm tra cho tiết diện dầm 64 5.2.3.Kiểm tra cho tiết diện cuối dầm 65 5.3.Kiểm tra điều kiện ổn định cục cánh bụng 65 5.3.1.Kiểm tra cho tiết diện đầu dầm 65 5.3.2.Kiểm tra cho tiết diện dầm cuối dầm 66 5.4.Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể 66 5.4.1.Kiểm tra cho tiết diện đầu dầm 67 5.4.1.Kiểm tra cho tiết diện dầm cuối dầm 67 5.3.Kiểm tra dầm mái theo trạng thái giới hạn thứ hai 68 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỘT 70 6.1.Thông số tiết diện vật liệu .70 6.1.1.Thông số tiết diện 70 6.1.2.Thông số vật liệu 71 6.2.Kiểm tra cột theo trạng thái giới hạn thứ 71 6.2.1.Xác định chiều dài tính tốn cột mặt phẳng khung (lx) 71 6.2.2.Xác định chiều dài tính tốn cột ngồi mặt phẳng khung (ly) 72 6.2.3.Kiểm tra bền tiết diện tiết diện giảm yếu .73 6.2.4.Kiểm tra ổn định tổng thể trục x-x (trong mặt phẳng khung) 74 6.2.4.1.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 74 6.2.4.2.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 76 6.2.4.3.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 77 6.2.5.Kiểm tra ổn định tổng thể trục y-y (ngoài mặt phẳng khung) 78 6.2.5.1 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 78 6.2.5.2 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 80 6.2.5.3 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 82 6.2.6.Kiểm tra ổn định cục cánh 83 6.2.7.Kiểm tra ổn định cục bụng 84 6.2.7.1 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 85 6.2.7.2 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 86 6.2.7.3 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 87 6.3.Kiểm tra cột theo trạng thái giới hạn thứ hai 88 CHƯƠNG 7:TÍNH TỐN THIẾT KẾ LIÊN KẾT 89 7.1.Tính tốn, thiết kế liên kết chân cột 89 7.1.1.Kiểm tra điều kiện ép mặt cục bê tơng móng 89 7.1.1.1.Sơ kích thước đế móng bê tông 89 7.1.1.2 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 90 7.1.1.3 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 91 7.1.1.4 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 91 7.1.2.Kiểm tra điều kiện chịu uốn đế .92 7.1.2.1.Xác định thơng số tính tốn: 92 7.1.2.2 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 93 7.1.2.3 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 93 7.1.2.4 Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 94 7.1.3.Kiểm tra kích thước sườn đế 94 7.1.3.2.Kiểm tra kích thước sườn đế A .95 7.1.3.3.Kiểm tra kích thước sườn đế B .99 7.1.4.Kiểm tra kích thước dầm đế 104 7.1.4.1.Sơ đồ tính 104 7.1.4.2.Xác định thơng số kích thước vật liệu tính tốn dầm đế 105 7.1.4.3.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 106 7.1.5.Kiểm tra bu lông neo 109 7.1.5.1.Thông số bu lông neo 109 7.1.5.2.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 110 7.1.5.3.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 111 7.1.5.4.Kiểm tra vị trí tiết diện chân cột cho trường hợp 111 7.1.6.Kiểm tra liên kết hàn cột vào đế 112 7.1.6.1.Kiểm tra đường hàn liên kết cánh cột 112 7.1.6.2.Kiểm tra đường hàn liên kết bụng cột 114 7.2.Tính tốn, thiết kế liên kết dầm vai 115 7.2.1.Sơ đồ tính tốn nội lực 115 7.2.2.Kiểm tra điều kiện bền ứng suất pháp tiếp 117 7.2.2.1.Thông số tiết diện vật liệu 117 7.2.2.2.Kiểm tra điều kiện bền ứng suất pháp 118 7.2.2.3.Kiểm tra điều kiện bền ứng suất tiếp 118 7.2.2.4.Kiểm tra điều kiện bền ứng suất tương đương .118 7.2.2.5.Kiểm tra điều kiện bền ứng suất nén cục bụng 118 7.2.3.Kiểm tra điều kiện ổn định cục cánh bụng .119 7.2.3.1.Kiểm tra điều kiện ổn định cục cánh 119 7.2.3.2.Kiểm tra điều kiện ổn định cục bụng 119 7.2.4.Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể .119 7.2.5.Kiểm tra dầm vai theo trạng thái giới hạn II 120 7.2.6.Kiểm tra liên kết hàn dầm vai vào cột 120 7.2.6.1.Thông số vật liệu đặc trưng hình học đường hàn 120 7.2.6.2.Kiểm tra đường hàn 121 7.3.Tính tốn, thiết kế liên kết đầu cột 122 7.3.1.Cấu tạo liên kết đầu cột 122 7.3.2.Kiểm tra điều kiện chịu kéo bu lông .123 7.3.2.1.Kiểm tra cho trường hợp 123 7.3.2.2.Kiểm tra cho trường hợp 123 7.3.2.3.Kiểm tra cho trường hợp 124 7.3.3.Kiểm tra điều kiện chịu cắt ép mặt bu lông 124 7.3.3.1.Kiểm tra cho trường hợp 124 7.3.3.2.Kiểm tra cho trường hợp 124 7.3.3.3.Kiểm tra cho trường hợp 125 7.3.4.Kiểm tra chiều dày ghép .125 7.3.4.1.Kiểm tra cho trường hợp 125 7.3.4.2.Kiểm tra cho trường hợp 126 7.3.4.3.Kiểm tra cho trường hợp 127 7.3.5.Kiểm tra đường hàn liên kết 127 7.3.5.1.Kiểm tra đường hàn liên kết cánh cột dầm .127 7.3.5.2.Kiểm tra đường hàn liên kết bụng dầm 129 7.4.Tính tốn, thiết kế liên kết nối dầm 130 7.4.1.Cấu tạo liên kết nối dầm 130 7.4.2.Kiểm tra điều kiện chịu kéo bu lông .131 7.4.2.1.Kiểm tra cho trường hợp 131 7.4.2.2.Kiểm tra cho trường hợp 132 7.4.2.3.Kiểm tra cho trường hợp 132 7.4.3.Kiểm tra điều kiện chịu cắt ép mặt bu lông 132 7.4.3.1.Kiểm tra cho trường hợp 132 7.4.3.2.Kiểm tra cho trường hợp 133 7.4.3.3.Kiểm tra cho trường hợp 133 7.4.4.Kiểm tra chiều dày ghép .133 7.4.4.1.Kiểm tra cho trường hợp 134 7.4.4.2.Kiểm tra cho trường hợp 135 7.4.4.3.Kiểm tra cho trường hợp 135 7.4.5.Kiểm tra đường hàn liên kết 136 7.4.5.1.Kiểm tra đường hàn liên kết cánh dầm 136 7.4.5.2.Kiểm tra đường hàn liên kết bụng dầm 138 7.5.Tính toán, thiết kế liên kết đỉnh dầm 139 7.5.1.Cấu tạo liên kết đỉnh dầm 139 7.5.2.Kiểm tra điều kiện chịu kéo bu lông .141 7.5.2.1.Kiểm tra cho trường hợp 141 7.5.2.2.Kiểm tra cho trường hợp 141 7.5.2.3.Kiểm tra cho trường hợp 142 7.5.3.Kiểm tra điều kiện chịu cắt ép mặt bu lông 142 7.5.3.1.Kiểm tra cho trường hợp 142 7.5.3.2.Kiểm tra cho trường hợp 142 7.5.3.3.Kiểm tra cho trường hợp 143 7.5.4.Kiểm tra chiều dày ghép .143 7.5.4.1.Kiểm tra cho trường hợp 144 7.5.4.2.Kiểm tra cho trường hợp 144 7.5.4.3.Kiểm tra cho trường hợp 145 7.5.5.Kiểm tra đường hàn liên kết 145 7.5.5.1.Kiểm tra đường hàn liên kết cánh dầm 145 7.5.5.2.Kiểm tra đường hàn liên kết bụng dầm 147 DANH MỤC HÌNH ẢN Hình 1.1.Các thơng số kích thước cầu trục 11 Hình 1.2.Các thơng số khung ngang điển hình cơng trỉnh 12 Y Hình 2.1.Mặt bố trí hệ cột cơng trình 13 Hình 2.2.Minh họa thơng số ký hiệu kích thước khung ngang 14 Hình 2.3.Minh họa thơng số kích thước cầu trục cột 15 Hình 2.4.Tiết diện cột thép I tổ hợp hàn 18 Hình 2.5.Tiết diện dầm mái chữ I tổ hợp hàn 18 Hình 2.6.Minh họa 3D tiết diện dầm mái thay đổi tiết diện 18 Hình 2.7.Minh họa liên kết dầm vai với cột 19 Hình 2.8.Sơ đồ tính giằng cột hai nhịp 20 Hình 2.9.Phân bố gió đầu hồi thành lực tập trung tương đương đỉnh cột (nút giằng) .21 Hình 2.10.Bố trí hệ giằng cột bước khung chi tiết giằng 23 Hình 2.11.Sơ đồ tính tốn hệ giằng mái theo phương ngang nhà mặt 24 Hình 2.12.Sơ đồ tính hệ giằng mái theo phương ngang nhà mặt đứng 24 Hình 2.13.Sơ đồ quy tải gió phân bố tải gió tập trung đặt nút giằng 25 Hình 2.14.Minh họa bố trí hệ xà gồ cột cơng trình .28 Hình 2.15.Tiết diện xà gồ cột chữ Z thép cán nguội 29 Hình 2.16.Sơ đồ tính tốn nội lực xà gồ cột 30 Hình 2.17.Minh họa bố trí hệ xà gồ mái cơng trình 33 Hình 2.18.Tiết diện xà gồ cột chữ Z thép cán nguội 34 Hình 2.19.Sơ đồ tra hệ số khí động c tính tải trọng gió theo sơ đồ .35 Hình 2.20.Sơ đồ tính tốn nội lực xà gồ mái 36 Hình 3.1.Sơ đồ tính tĩnh tải tác dụng lên khung ngang 41 Hình 3.2.Sơ đồ tính hoạt tải tác dụng lên khung ngang 43 Hình 3.3.Sơ đồ tra hệ số khí động theo TCVN 2737:1995 44 Hình 3.4.Hệ số khí động tải trọng gió trái cơng trình 45 Hình 3.5.Sơ đồ tải trọng gió trái tác dụng lên khung ngang 45 Hình 3.6 Hệ số khí động tải trọng gió phải cơng trình 45 Hình 3.7 Sơ đồ tải trọng gió phải tác dụng lên khung ngang 46 Hình 3.8.Sơ đồ đường ảnh hưởng áp lực đứng vai cột 47 Hình 3.9.Sơ đồ áp lực đứng cầu trục tác dụng lên vai cột khung ngang 48 Hình 3.10.Sơ đồ áp lực đứng cầu trục tác dụng lên vai cột khung ngang .48 Hình 4.1.Sơ đồ tính khung ngang 49 Hình 4.2.Mơ hình khung ngang (khung phẳng) phần mềm Etabs 50 Hình 4.3.Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên khung ngang (TT) 50 Hình 4.4.Sơ đồ hoạt tải mái toàn phần tác dụng lên khung ngang (HT) 51 Hình 4.5.Sơ đồ hoạt tải mái nửa trái tác dụng lên khung ngang (HT1) 51 Hình 4.6.Sơ đồ hoạt tải mái nửa phải tác dụng lên khung ngang (HT2) 51 Hình 4.7.Sơ đồ gió trái tác dụng lên khung ngang (GT) 52 Hình 4.8.Sơ đồ gió phải tác dụng lên khung ngang (GP) 52 Hình 4.9.Sơ đồ áp lực đứng lớn bên trái tác dụng lên khung ngang (Dmaxtr) 52 Hình 4.10.Sơ đồ áp lực đứng lớn bên phải tác dụng lên khung ngang (Dmaxph) 53 Hình 4.11.Sơ đồ áp lực ngang lớn bên trái tác dụng lên khung ngang (Tmaxtr) .53 Hình 4.12.Sơ đồ áp lực ngang lớn bên phải tác dụng lên khung ngang (Tmaxph) 53 Hình 4.13.Vị trí tiết diện cần xác định nội lực dầm mái 54 Hình 4.14.Biểu đồ momen dầm mái 54 Hình 4.15.Vị trí tiết diện xác định nội lực cột biểu đồ momen cột 55 Hình 5.1.Thơng số kích thước tiết diện dầm chữ I tổ hợp hàn .61 Hình 5.2.Sự làm việc tiết diện dầm chịu momen dương momen âm 67 Hình 5.3.Độ võng (chuyển vị đứng) dầm mái tĩnh tải tác dụng 69 Hình 5.4.Độ võng (chuyển vị đứng) dầm mái hoạt tải tác dụng 69 Hình 6.1.Thơng số kích thước tiết diện cột chữ I tổ hợp hàn 70 Hình 6.2.Xác định thơng số tính tốn hệ số n 72 Hình 6.3 Xác định ứng suất nén kéo biên tiết diện cột 84 Hình 7.1.Cấu tạo chi tiết liên kết chân cột với móng (liên kết ngàm) 90 Hình 7.2.Xác định nhịp tính tốn đế .92 Hình 7.3.Cấu tạo sườn đế chi tiết liên kết chân cột 94 Hình 7.4.Sơ đồ tính toán sườn đế A .95 Hình 7.5 Sơ đồ tính toán sườn đế B 100 Hình 7.6.Sơ đồ tính dầm đế liên kết chân cột (ngàm) 104 Hình 7.7.Các thơng số tính tốn bu lông neo .110 Hình 7.8.Sơ đồ tính chi tiết liên kết dầm vai 116 Hình 7.9.Tiết diện dầm vai chữ I tổ hợp hàn .117 Hình 7.10 Cấu tạo chi tiết liên kết đầu cột 122 Hình 7.11.Cấu tạo chi tiết liên kết nối dầm 130 Hình 7.12.Cấu tạo chi tiết liên kết đỉnh dầm 139 DANH MỤC BẢ Bảng 3.1.Tổng hợp giá trị tải trọng gió phân bố lên khung ngang cơng trình .46 Y Bảng 4.1.Nội lực dầm mái với trường hợp tải trọng tác dụng lên khung ngang .55 Bảng 4.2.Nội lực cột với trường hợp tải trọng tác dụng lên khung ngang 56 Bảng 4.3.Các trường hợp tổ hợp nội lực khung ngang 57 Bảng 4.4.Lựa chọn tổ hợp nội lực dầm mái vị trí tiết diện 58 Bảng 4.5.Lựa chọn tổ hợp nội lực cột vị trí tiết diện 59 Bảng 5.1.Tổng hợp thơng số tiết diện đặc trưng hình học đoạn dầm thay đổi tiết diện 62 Bảng 5.2.Tổng hợp thông số tiết diện đặc trưng hình học đoạn dầm không đổi tiết diện 62 Bảng 5.3.Chuyển vị đứng đỉnh dầm trường hợp tải trọng tác dụng lên khung 68 Bảng 6.1.Tổng hợp thông số tiết diện đặc trưng hình học tiết diện cột .71 Bảng 6.2.Chuyển vị ngang đỉnh cột với trường hợp tải trọng tác dụng lên khung .88 Bảng 7.1.Thơng số kích thước vật liệu sườn đế A 96 Bảng 7.2.Thơng số kích thước cường độ que hàn cho sườn đế A .96 Bảng 7.3.Thông số kích thước vật liệu sườn đế B 100 Bảng 7.4.Thông số kích thước cường độ que hàn cho sườn đế B 101 Bảng 7.5.Thơng số kích thước vật liệu dầm đế .105 Bảng 7.6.Thơng số kích thước cường độ que hàn cho dầm đế 106 Bảng 7.7.Thông số kỹ thuật bu lơng neo liên kết chân cột móng 110 Bảng 7.8.Thơng số đường hàn góc liên kết cánh cột vào đế 112 Bảng 7.9.Thơng số đường hàn góc liên kết bụng cột vào đế 114 Bảng 7.10.Tổng hợp thông số tiết diện đặc trưng hình học dầm vai 117 Bảng 7.11.Thơng số kích thước cường độ que hàn cho dầm vai .120 Bảng 7.12.Thông số tính tốn bu lơng cho chi tiết liên kết đầu cột .122 Bảng 7.13.Thông số tính tốn ghép cho chi tiết liên kết đầu cột 123 Bảng 7.14 Thông số đường hàn góc liên kết cánh cột dầm vào ghép .127 Bảng 7.15.Thông số đường hàn góc liên kết bụng dầm cột vào ghép .129 Bảng 7.16.Thơng số tính tốn bu lông cho chi tiết liên kết nối dầm .130 Bảng 7.17.Thơng số tính tốn ghép cho chi tiết liên kết nối dầm 131 Bảng 7.18 Thơng số đường hàn góc liên kết cánh dầm vào ghép 136 Bảng 7.19.Thơng số đường hàn góc liên kết bụng dầm vào ghép 138 Bảng 7.20.Thông số tính tốn bu lơng cho chi tiết liên kết đỉnh dầm 139