Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG * * * LÊ HOÀNG MINH ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN VÀ ỔN ĐỊNH KẾT CẤU CƠNG TRÌNH THEO TIẾN TRÌNH THI CƠNG LẮP DỰNG KẾT CẤU THÉP TIỀN CHẾ NHÀ CÔNG
Tính cấp thiết của đề tài
Trong quá trình phát triển của đất nước luôn gắn với quá trình phát triển và đổi mới của các khu công nghiệp trên mọi miền tổ quốc Xây dựng nhà xưởng sản xuất là 1 phần trong quá trình đó Việc xây dựng nhà xưởng sản xuất phải tuân theo các yêu cầu về an toàn lao động, vệ sinh môi trường, phòng chống cháy nổ để đảm bảo an toàn cho tinh thần và sức khỏe người lao dộng trên công trường
Các tiêu chí đảm bảo cho việc xây dựng nhà xưởng được quản lý kỹ lưỡng bắt đầu khâu khảo sát đến khâu tính toán, thẩm tra thiết kế và sau cùng là thi công xây dựng nhà xưởng đều phải tuân theo qui chuẩn, tiêu chuẩn do Nhà nước ban hành Trong các tiêu chí trên thì khâu tính toán thiết kế là 1 phần không thể không quan tâm Thông thường các kỹ sư chỉ tính toán ổn định cho công trình tổng thể mà không tính toán ổn định triển khai chi tiết xây dựng, lắp dựng thực tế ngoài công trình và “Giải pháp lắp ghép kết cấu thép nhà tiền chế công nghiệp” là 1 trong số đó.
Mục tiêu nghiên cứu
Thực hành tính toán ổn định và biến dạng cho cho các giai đoạn lắp dựng nhà thép tiền chế qua đó xác định được trường hợp nguy hiểm nhất để có biện pháp phù hợp cho ổn định khi lắp dựng.
Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo các tư liệu thiết kế kết cấu thép của các đơn vị thiết kế có kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp
- Quan sát quá trình lắp dựng thực tế của các công trình kết cấu thép nhà công nghiệp tương tự
- Nghiên cứu, đọc hiểu kỹ các bản vẽ biện pháp thi công cho các công trình lắp dựng nhà thép công nghiệp tương tự
- Trao dồi các ý kiến, quan điểm với các đơn vị giám sát, thi công có kinh nghiệm thi công lắp ghép nhà thép tiền chế
- Thực hành thu thập dữ liệu, số liệu, hình ảnh đầy đủ cho bài luận văn Đồng thời phân tích các số liệu có được sau khi nghiêm cứu, lựa chọn phương án kết cấu phù hợp với công trình thực tế
Giáo trình, tài liệu, bản vẽ chuyên ngành: sức bền vật liệu, cơ kết cấu, kết cấu thép, kỹ thuật thi công, tổ chức thi công
Các lý thuyết, giả thuyết tính toán được hội đồng khoa học thừa nhận
Các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành do Nhà nước ban hành
Ứng dụng các phần mềm: SAP2000, AutoCad, Word, Excel, …
Phân tích, xử lý số liệu
Xây dựng mô hình công trình
Phân tích và tính toán thiết kế
Vẽ các bản vẽ thiết kế
Lập báo cáo luận văn
Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Tìm ra được trường hợp lắp dựng nguy hiểm nhất qua đó có giải pháp phù hợp cho ổn định kết cấu trong quá trình lắp dựng
- Sử dụng nghiên cứu làm tài liệu tham khảo quá trình lắp dựng khung thép nhà tiền chế công nghiệp cho các công trình tương tự.
Giới hạn của đề tài
- Đề tài chỉ tập trung phân tích các giai đoạn lắp dựng khung kèo nhà thép tiền chế cho 1 công trình cụ thể ở Đồng Nai theo các qui chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành.
TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP LẮP GHÉP KẾT CẤU THÉP NHÀ TIỀN CHẾ CÔNG NGHIỆP
Các dạng kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp
Nhà công nghiệp có nhiều loại, có thể là nhà công nghiệp 1 tầng, nhà công nghiệp nhiều tầng hoặc hỗn hợp, một nhịp hay nhiều nhịp với kết cấu khung phẳng, tường chịu lực hay kết cấu vòm không gian, làm bằng bê tông cốt thép, gạch đá, thép.
- Kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp
- Kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp nhiều tầng, nhiều nhịp…
2.1.1 Kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp
- Có nhịp tương đối lớn 60m
- Có hệ thép dầm sàn giữa các tầng
- Hệ khung chịu tải trọng lớn
- Quá trình lắp dựng phức tạp
- Thi công trong thời gian dài, chi phí cao
Trình tự thi công lắp ghép kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp
2.2.1 Lắp dựng cột thép nhà xưởng:
- Sau khi tiến hành vệ sinh sạch sẽ bề mặt đế cột Dùng máy thủy bình kiểm tra cao độ các đế cột
- Dùng 2 dây cáp D12 cố định bằng ốc cáp vào đỉnh cột, theo hai phương nhỏ của cột neo từ đỉnh cột xuống đất Mỗi hàng cột biên chỉ cần neo một cây đầu tiên khi lắp dựng
- Buộc dây vào đỉnh cột, cẩu đưa vào vị trí Cẩu cột lên từ từ, giữ cột ở vị trí cao độ so với mặt đất khoảng 30cm, giữ cột thăng bằng, đưa cột vào đúng vị trí cụm bulong đế cột
- Canh chỉnh độ thẳng đứng, vị trí, cao độ cột
- Đặt giàn giáo thi công hoặc sử dụng xe nâng, cẩu nâng ở từng cột
- Siết chặt đủ lực các đai ốc với tất cả các bulong neo, chêm chân cột theo yêu cầu
- Cùng lúc neo cáp theo 2 phương xuống đất, điều chỉnh tăng đơ, dây dọi giữ cột thẳng đứng cân bằng
- Tiếp tục lắp các cột kế tiếp theo cách tương tự (các cột ở giữa và đầu hồi cũng lắp tương tự)
Nguồn: Biện pháp thi công ( Công ty TNHH Duy Hiếu, 2021) Hình 2.1: Hình ảnh minh họa - Lắp dựng cột thép nhà xưởng
2.2.2 Lắp dựng giằng cột giữa các cột:
- Sau khi cân chỉnh cột tiến hành lắp dựng giằng cột liên kết các cột thành khung
- Sau đó dùng máy kinh vĩ, thủy bình, dây dọi, thước nivo…, cân chỉnh cột thẳng đứng theo 2 phương, để tiến hành lắp khung kèo
- Thiết bị: Dây dọi và Thước cuộn,…
- Siết toàn bộ bu lông neo bằng cờ lê với lực siết vừa phải
2.2.3 Lắp dựng tất cả xà gồ vách giữa các cột và vặn chặt bu long:
- Thiết bị nâng xà gồ: dây thừng có móc khóa an toàn
- Thiết bị vặn: cờ lê ống tuýp, lực siết vừa phải Lắp giằng tạm ở 2 phía mỗi cột
- Dùng cáp 12mm, một đầu gắn vào cánh ngoài cột ngay dưới bản mã đầu cột
- Đầu cáp còn lại nối vào bát sắt V nối đầu 2 bu lông neo với nhau
Nguồn: Biện pháp thi công (Công ty TNHH Duy Hiếu, 2021) Hình 2.2: Hình ảnh minh họa - Lắp đặt giằng cột, xà gồ
2.2.4 Lắp dựng khung kèo đầu tiên:
- Tổ hợp nối các đầu dầm với nhau
- Lắp kèo áp biên đầu tiên để tiện cho việc neo tạm, hạn chế lắp dựng khung biên
- Sử dụng xe cẩu 20T cần dài tối thiểu 12m để lắp tổ hợp bán kèo
- Tiến hành tổ hợp nữa bán kèo chính, cân chỉnh độ thẳng, xiết chặt đủ lực các đai ốc liên kết tấm đế nối
- Dùng cáp neo D10 hoặc D12 cố định bằng ốc xiết cáp, đối xứng vào hai bên mặt trên kèo tại mặt đất Phải lắp đầy đủ dây cáp neo, giằng tạm khung kèo đầu tiên Khoảng cách giữa các dây cáp neo tạm Thỏa
Kiểm tra bền bulong neo M30x700
- Lực tác dụng lên 1 bulong do Momen M gây ra:
M = 333925 daN.cm - Momen lớn nhất tại chân cột l1 = 21.5 cm - Khoảng cách giữa 2 bulong xa nhất m = 2 - Số bulong ở hàng ngang li = 2x13 cm - Khoảng cách giữa 2 bulong đối xứng
- Lực tác dụng lên 1 bulong do Lực cắt V gây ra:
V = 703 daN - Lực cắt lớn nhất tại chân cột n = 4 - Số lượng bulong
- Kiểm tra bền do Momen + Lực cắt gây ra:
Ta có : Nb < [ ] ɣ 5312 daN < 14490 x 0.9 = 14200 daN => Thỏa
Chọn bắt liên kết 4 bulong neo chân cột M30x700
4.1.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị cột biên A,F:
- Chuyển vị ngang cho phép của cột đỡ dầm cầu trục:
Với Hr : Cao độ chân cột đến đỉnh của dầm cầu trục
Sử dụng gằng tạm hoặc cáp giằng neo đầu cột chống chuyển vị khi lắp dựng cột thép trục biên A,F
- Chuyển vị cột nhà công nghiệp 1 tầng không cầu trục có vách tấm kim loại
Tính tương tự cho các cột đầu hồi trục A-F, trục B-E, trục C-D ta có bảng sau
Bảng 4.3: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã – Lắp dựng cột
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Cường độ thép tấm Q345 (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
Hình 4.29: Chân cột đầu hồi trục A,F Hình 4.30: Chân cột đầu hồi trục B,E,C,D
Bảng 4.4: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong – Lắp dựng cột
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết (cái)
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên 1 bulong (daN)
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
Bảng 4.5: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị – Lắp dựng cột
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
0.059 0.006 Không thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.018 0.006 Không thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.035 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.059 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Nhận xét Sơ đồ 1: Sơ đồ lắp dựng cột thép nhà xưởng
- Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết bãn mã cột thép và ổn định cường độ bulong neo thì các cấu kiện vẫn đảm bảo ổn định cường độ nên không phá hủy cấu kiện theo trạng thái giới hạn 1
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị tại đỉnh cột trục biên, đầu hồi A,F vượt nhiều so chuyển vị cho phép gây nghiêng đầu cột thép nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
4.2.1 Xác định tải trọng – Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 39 daN/m
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.1 x 1m = 11 daN/m
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng
Bảng 4.6: Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
Dầm giằng trục đầu hồi
4.2.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
Hình 4.31: Sơ đồ Tĩnh tải - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.32: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.33: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.34: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.35: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.36: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng giằng cột
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.2.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
Hình 4.37: Biểu đồ Momen - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.38: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.39: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng giằng cột
Hình 4.40: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng giằng cột
Bảng 4.7: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 2: Lắp dựng giằng cột
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1173.53 762 178 0.069
4.2.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
4.2.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định cường độ giằng thép I trục A,F:
- Tiết diện dầm giằng cột trục biên A,F ( I-184x390x8x6) dài 8m
Tf hw Tf tw y x bf bof hf K h
Hình 4.41: Ghi chú quy ước kích thước cột, dầm, kèo chữ I
Chiều rộng bản cánh bf = 18.4 cm
Chiều dày bản cánh tf = 0.8 cm
Chiều dày bản bụng tw = 0.6 cm
Chiều cao bản bụng hw = 39-2x0.8 = 37.4 cm
Kiểm tra ổn định cục bộ dầm
Với : E : Modul dàn hồi thép (E=2.1x10 6 daN/cm 2 ) f : Cưởng độ thép Q345 (f = 3450 daN/cm 2 )
Không cần bổ sung sườn tăng cường
Kiểm tra điều kiện bền theo M max
= = = 276 daN/cm2 < f = 3450 daN/cm 2 => Thỏa
Kiểm tra điều kiện bền theo V max
- Momen tĩnh nữa tiết diện:
- Ứng suất tiếp lớn nhất: Ʈ = × × = × × = 38.73 daN/cm 2 < f = 3450 daN/cm 2 => Thỏa
Kiểm tra điều kiện bền chịu Momen (M max ) và Lực cắt (V max )
Kiểm tra ổn định tổng thể dầm
Với: l0 : Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng dầm
- Tra bảng 3.1: Hệ số ψ đối với dầm I có 2 trục đối xứng
Trường hợp 0.1 ≤ α ≤ 40 thuộc loại dầm không cố kết lực phân bố đều cánh trên
- Kiểm tra ổn định tổng thể dầm:
= × = 1318.73 daN/cm 2 < f = 3450 daN/cm 2 => Thỏa
Kiểm tra độ võng dầm :
Tổng tải trọng Qtc = TT+HT=0.41 + 1.53= 1.94 daN/cm
Modul dàn hồi E = 2100000 dan/cm 2
Momen quán tính x Ix = 133567 cm 4
Tính toán tương tự ổn định cho các dầm giằng còn lại ta có các bảng sau
Bảng 4.8: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I - Lắp dựng giằng cột
Kiểm tra ổn định cục bộ
Kiểm tra ổn định cục bộ
2 Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.9: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu Momen và Lực cắt - Lắp dựng giằng cột
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
2 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.10: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt và kiểm tra ổn định tổng thể đầm - Lắp dựng giằng cột
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
2 Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.11: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
Stt Cấu kiện Chiều dài
2 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
7.2 0.00063 0.0025 Thỏa b) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết cột biên A,F:
Tính tương tự cho các cột, giằng như sơ đồ 1 ta có bảng sau
Bảng 4.12: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã - Lắp dựng giằng cột
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Cường độ thép tấm Q345 (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
6 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.13: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong - Lắp dựng giằng cột
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết (cái)
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên 1 bulong (daN)
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
6 Dầm giằng trục đầu hồi
4.2.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị cột, dầm giằng - Lắp dựng giằng cột:
Bảng 4.14: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị - Lắp dựng giằng cột
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
0.015 0.006 Không thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.015 0.006 Không thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.055 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.101 1/100=0.01 Không thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.015 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
6 Dầm giằng trục đầu hồi
0.069 1/100=0.01 Thòa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Nhận xét Sơ đồ 2: Sơ đồ lắp dựng giằng cột
- Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì các cấu kiện vẫn đảm bảo ổn định cường độ nên không phá hủy cấu kiện theo trạng thái giới hạn 1
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột của các cột trục A,F và đầu hồi C,D có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ cột thép nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
4.3.1 Xác định tải trọng: - Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Xà gồ vách trục A,F (C-150x65x20x2) dài 8 m
- Xà gồ vách trục 10 (C-150x65x20x2) dài 7.2 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 39 daN/m
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.1 x 1m = 11 daN/m
Tải trọng gió: W = W0 x k x c x B x n Trong đó:
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
Bảng 4.15 : Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Cột biên A,F 9.5 1.169 55 0.21 0.8 0.6 1.2 74 55 Cột đầu hồi
C.D 12.46 1.209 55 0.21 0.8 0.6 1.2 32 24 Dầm giằng trục biên A,F 9.5 1.169 55 0.39 0.8 0.6 1.2 24 18 Dầm giằng trục đầu hồi
Xà gồ vách trục A,F,10 9.5 1.169 55 0.065 0.8 0.6 1.2 4 3 Giằng chéo
4.3.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.42: Sơ đồ Tĩnh tải - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.43: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.44: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.45: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.46: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.47: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.3.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.48: Biểu đồ Momen - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.49: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.50: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Hình 4.51: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Bảng 4.16: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1177.98 753 380 0.069
4.3.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
4.3.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định cường độ dầm:
Tính toán tương tự ổn định cho các dầm giằng các bảng sau
Bảng 4.17 : Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I
- Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.18: Bảng kiểm tra ổn tra định dầm thép I theo điều kiện chịu
Momen và Lực cắt - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.19: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt và ổn định tổng thể đầm - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.20: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
- Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Stt Cấu kiện Chiều dài
1 Dầm giằng trục biên A,F 8 0.00046 0.0025 Thỏa
2 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 0.00086 0.0025 Thỏa
Kiểm tra ổn định cường độ xà gồ: C-150x65x20x2
Ta có: Xà gồ thép mạ kẽm SS400 có fy = 2450 daN/cm 2
= 803 daN/cm 2 < fy ɣ = 2450 daN/cm 2 => Thỏa
Monen lớn nhất Mmax = 12056 daN.cm
Modul kháng uốn Wx = = × − × − × = 15.01 cm 3
Bảng 4.21: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Xà gồ – Lắp dựng xà gồ vách
Stt Cấu kiện Chiều dài
Kiểm tra ổn định cường độ giằng chéo: V80x80x6
Ta có: Thép cán nóng SS400 có fy = 2450 daN/cm 2
= = × = 115.83 daN/cm 2 < fy ɣ = 2450 daN/cm 2 => Thỏa Với:
Lực dọc lớn nhất Nmax = 1112 daN
Modul kháng uốn Act = 16 x 0.6 = 9.6 cm 2
Bảng 4.22: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Giằng chéo - Lắp dựng xà gồ vách
Stt Cấu kiện Chiều dài
8.35 115.83 2450 Thỏa b) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết:
Bảng 4.23: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã
- Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo Stt Chi tiết
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
6 Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.24: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong
- Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết (cái)
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
4.3.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị - Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo:
Bảng 4.25 : Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị
- Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.059 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
6 Dầm giằng trục đầu hồi
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng ty gằng D12 cố định xà gồ vách
Siết chặt bulong 2 đầu giằng chéo cố định gian khóa
Nhận xét Sơ đồ 3: Sơ đồ lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
- Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng, xà gồ vách, giằng chéo V và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì các cấu kiện vẫn đảm bảo ổn định cường độ nên không phá hủy cấu kiện theo trạng thái giới hạn 1
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột tại các cột đầu hồi C,D và đầu dầm giằng đầu hồi trục 1,10 có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ mất ổn định nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
4.4.1 Xác định tải trọng: - Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Xà gồ vách trục A,F (C-150x65x20x2) dài 8 m
- Xà gồ vách trục 10 (C-150x65x20x2) dài 7.2 m
- Khung kèo trục 9 đoạn 1 (I-210x(1200x500)x10x8) dài 9 m
- Khung kèo trục 9 đoạn 2 (I-210x500x8x5) dài 9.3 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 39 daN/m
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.1 x 1m = 11 daN/m
Tải trọng gió: o Mặt phẳng thẳng đứng
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
Bảng 4.26: Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
Dầm giằng trục đầu hồi
-W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- Ce1, Ce2,Ce - Hệ số khí động (Tra bảng 2.8 – xác định hệ số khí động)
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
(Nguồn: TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động) Hình 4.52: Bảng tra xác định hệ số khí động
Bảng 4.27: Bảng tính hệ số khí động
Cấu kiện h1/l α Ce1 Ce2 Ce Đầu hồi
4.4.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.53: Sơ đồ Tĩnh tải - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.54: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.55: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.56: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.57: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.58: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.4.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.59: Biểu đồ Momen - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.60: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.61: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Hình 4.62: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Bảng 4.28: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
Cột biên A,F trục 9 – đỉnh cột 9.5 22470.92 3235 5975 0.004 Cột biên A,F trục 9 – chân cột 9.5 13458.67 4195 7155 0
Cột biên A,F còn lại – đỉnh cột 9.5 8.49 204 1925 0.004
Cột biên A,F còn lại – chân cột 9.5 7301.03 1210 3541 0
Kèo trục 9 đoạn 1 – đầu kèo 9 22471.03 3383 4010 0.004
Kèo trục 9 đoạn 1 – đuôi kèo 9 2046.33 1260 3563 0.178
Kèo trục 9 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 2831.62 1260 3563 0.438
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1172.59 761 736 0.069
4.4.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
4.4.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định tiết diện chân cột thép biên trục 9:
Tf hw Tf tw y x bf bof hf K h
Hình 4.63: Ghi chú quy ước kích thước cột, dầm, kèo chữ I
- Chiều dài tính toán của cột
Với μ : Hệ số phụ thuộc sơ đồ kết cấu – Tra bảng 1: chiểu dài tính toán của cột l : Chiều dài hình học của cột
- Độ lệch tâm tương đối:
Momen lớn nhất tại chân cột M = 1345867 daN.cm
Lực dọc lớn nhất tại chân cột N = 7155 daN
Tiết diện chân cột A = (bf*tf )*2 + (hw*tw) = 21 x 1 x 2 + 48 x 0.8 = 80.4 cm 2 Modul kháng uốn
- Độ lệch tâm tính đổi:
Với η : Hệ số ảnh hưởng của hình dạng tiết diện – Tra bảng m : độ lệch tâm tương đối
Bán kính quán tính rx ; ry: rx = = 20.13 cm ; ry = = 19.4 cm
= × × = 0.5 & 0< ̅ ≤ 5 & 5 < m ≤ 20 Tra bảng – Hệ số η ảnh hưởng của tiết diện
Kiểm tra ổn định cục bộ:
Với: Tra bảng giá trị giới hạn [hw/tw] Loại cột tiết diện chữ I, độ lệch tâm m>=1 , ̅ ≤ 2
Với: Tra bảng giá trị giới hạn [bof/tf]
Loại cột tiết diện chữ I, 0 ≤ ̅ ≤ 4
Kiểm tra ổn định theo phương mặt phẳng uốn (phương x)
Lực dọc lớn nhất N = 7155 daN
Hệ số – Tra bảng D6 phụ thuộc vào ̅ và me
× = 946 daN/cm 2 < = 3450 daN/cm 2 => Thỏa
Kiểm tra ổn định theo phương ngoài mặt phẳng uốn (phương y)
Lực dọc lớn nhất N = 7155 daN
Hệ số uốn dọc (đối với trục y) = : hệ số uốn dọc nhỏ nhất
Hệ số c phụ thuộc vào độ lệch tâm tương đối mx = 11.6
Với: : hệ số phụ thuộc kiểm tra ổn định tổng thể của dầm
Kiểm tra bền cột thép lệch tâm:
+ + = 174 daN/cm 2 f Yc = 3450 daN/cm 2
Tính tương tự cho các cột còn lại ta có bảng sau:
Bảng 4.29 : Bảng kiểm tra ổn định cục bộ cột thép
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Kiềm tra ổn định cục bộ - Bản cánh Kiềm tra ổn định cục bộ - Bản bụng
Bảng 4.30: Bảng kiểm tra ổn định cột thép - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương ngoài mặt phẳng uốn (phương y)
Cột thép A,F trục còn lại
4 Cột thép A,F trục còn lại
Bảng 4.31: Bảng kiểm tra bền cột thép - Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn (phương x)
Cột thép A,F trục còn lại
Cột thép A,F trục còn lại
7 Cột đầu hồi C,D 45.16 3450 Thỏa b) Kiểm tra ổn định tiết diện dầm thép:
Bảng 4.32: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Kiểm tra ổn định cục bộ -
(Bổ sung sườn tăng cường)
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 9.01 12.34 Thỏa 49.33 78.95 Thỏa
Bảng 4.33: Bảng kiểm ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu Momen và Lực cắt
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.34: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời
Momen, Lực cắt và kiểm tra ổn định tổng thể đầm
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên -
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.35: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Stt Cấu kiện Chiều dài
5 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.36: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Xà gồ
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên Stt Cấu kiện Chiều dài
Bảng 4.37: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Giằng chéo
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên Stt Cấu kiện Chiều dài
8.35 125.11 2450 Thỏa c) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết:
Bảng 4.38: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên Stt Chi tiết
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
7 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 9
8 Liên kết nối đỉnh kèo trục 9
10 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.39: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết (cái)
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
7 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 9
8 Liên kết nối đỉnh kèo trục 9
10 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
4.4.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị - Lắp dựng khung kèo đầu tiên:
Bảng 4.40: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị
- Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
2 Cột biên trục A,F còn lại
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
7 Kèo trục 9 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
9 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng ty gằng D12 cố định xà gồ vách
0.004 1/100=0.01 Thỏa Siết chặt bulong 2 đầu giằng chéo cố định gian khóa
Nhận xét Sơ đồ 4: Sơ đồ lắp dựng khung kèo đầu tiên
- Kiểm tra ổn định cường độ cấu kiện, chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng, xà gồ vách, giằng chéo V và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì Bulong neo M30x700 tại chân cột thép A,F trục 9 không đảm bảo ổn định cường độ có thể gây kéo nhổ phá hoại bulong neo nên cần lắp các giằng tạm hoặc cáp neo cố định cột
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột tại các cột đầu hồi B,D,C,E, dầm giằng đầu hồi trục 1,10 và khung kèo trục 9 có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ cột thép và mất ổn định dầm kèo nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép, khung kèo theo biện pháp lắp dựng giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 5: Sơ đồ lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
4.5.1 Xác định tải trọng: - Sơ đồ 5: Sơ đồ lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Xà gồ vách trục A,F (C-150x65x20x2) dài 8 m
- Xà gồ vách trục 10 (C-150x65x20x2) dài 7.2 m
- Khung kèo trục 9 đoạn 1 (I-210x(1200x500)x10x8) dài 9 m
- Khung kèo trục 9 đoạn 2 (I-210x500x8x5) dài 9.3 m
- Khung kèo trục 10 đoạn 1 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Khung kèo trục 10 đoạn 2 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 39 daN/m
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.1 x 1m = 11 daN/m
Tải trọng gió: o Mặt phẳng thẳng đứng: W = W0 x k x c x B x n Trong đó:
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
Bảng 4.41: Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 5: Sơ đồ lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Dầm giằng trục đầu hồi
Xà gồ mái 13.2 1.22 55 0.2 0.8 0.6 1.2 13 10 o Mái dốc 2 phía : W = W0 x k x c x B x n Trong đó:
-W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- Ce1, Ce2,Ce - Hệ số khí động (Tra bảng 2.8 – xác định hệ số khí động)
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
(Nguồn: TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động) Hình 4.64: Bảng tra xác định hệ số khí động
Bảng 4.42 : Bảng tính hệ số khí động
Cấu kiện h1/l α Ce1 Ce2 Ce Đầu hồi
4.5.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 5: Sơ đồ lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.65: Sơ đồ Tĩnh tải - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.66: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.67: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.68: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.69: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.70: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.5.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 5: Sơ đồ Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.71: Biểu đồ Momen - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.72: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.73: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Hình 4.74: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Bảng 4.43: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 5: Sơ đồ lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Cột biên A,F trục 9 – đỉnh cột 9.5 25453.90 3969 6231 0.004 Cột biên A,F trục 9 – chân cột 9.5 17340.56 4912 7406 0
Cột biên A,F còn lại – đỉnh cột 9.5 7.56 212 1724 0.004
Cột biên A,F còn lại – chân cột 9.5 7265.43 1194 3615 0
Kèo trục 9 đoạn 1 – đầu kèo 9 25453.91 3591 4654 0.004
Kèo trục 9 đoạn 1 – đuôi kèo 9 3159.00 1434 3996 0.062
Kèo trục 9 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 2383.80 917 3840 0.107
Kèo trục 10 đoạn 1 – đầu kèo 9 684.43 286 1760 0.004
Kèo trục 10 đoạn 1 – đuôi kèo 9 633.54 359 937 0.062
Kèo trục 10 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 390.44 284 643 0.107
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1192.57 766 1579 0.004
4.5.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 5: Sơ đồ Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
4.5.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định tiết diện cột thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.44: Bảng kiểm ổn định cục bộ cột thép
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản cánh Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản bụng
Bảng 4.45: Bảng kiểm tra ổn định cột thép
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương ngoài mặt phẳng uốn
Bảng 4.46: Bảng kiểm tra bền cột thép - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn (phương x)
Cột thép A,F trục còn lại
Cột thép A,F trục còn lại
7 Cột đầu hồi C,D 58 3450 Thỏa b) Kiểm tra ổn định tiết diện dầm thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.47: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Kiểm tra ổn định cục bộ
Kiểm tra ổn định cục bộ
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.48 : Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu
Momen và Lực cắt - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.49: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời
Momen, Lực cắt và kiềm tra ổn định tổng thể đầm
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.50: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Stt Cấu kiện Chiều dài
8 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.51: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Xà gồ
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Stt Cấu kiện Chiều dài
Bảng 4.52: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Giằng chéo
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Stt Cấu kiện Chiều dài
8.35 142 2450 Thỏa c) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết:
Bảng 4.53: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
3 Cột biên trục A,F còn lại
10 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 9
11 Liên kết nối đỉnh kèo trục 9
12 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 10
13 Liên kết nối đỉnh kèo trục 10
15 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.54: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên 1 bulong (daN)
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
10 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục
11 Liên kết nối đỉnh kèo trục 9
12 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục
13 Liên kết nối đỉnh kèo trục
15 Dầm giằng trục đầu hồi
4.5.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị - Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng:
Bảng 4.55: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị
- Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
2 Cột biên trục A,F còn lại
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
7 Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
9 Kèo trục 1, 10 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
11 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
0.004 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Nhận xét Sơ đồ 5: Sơ đồ lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
- Kiểm tra ổn định cường độ cấu kiện, chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng, xà gồ vách, giằng chéo V và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì Bulong neo M30x700 tại chân cột thép A,F trục 9 và chi tiết liên kết vai cột kèo trục 9 không đảm bảo ổn định cường độ có thể gây kéo nhổ phá hoại bulong neo và mất ổn định gian khóa cứng nên cần lắp dựng các giằng tạm, cáp neo cố đinh ổn định cột thép
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột tại các cột đầu hồi C,D và liên kết nối đỉnh khung kèo trục 9,10 có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ cột thép và mất ổn định dầm kèo nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép, khung kèo theo biện pháp lắp dựng giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
4.6.1 Xác định tải trọng: - Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Xà gồ vách trục A,F (C-150x65x20x2) dài 8 m
- Xà gồ vách trục 10 (C-150x65x20x2) dài 7.2 m
- Khung kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 (I-210x(1200x500)x10x8) dài 9 m
- Khung kèo trục 2 đến 9 đoạn 2 (I-210x500x8x5) dài 9.3 m
- Khung kèo trục 1,10 đoạn 1 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Khung kèo trục 1,10 đoạn 2 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 39 daN/m
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 11 daN/m
Tải trọng gió: o Mặt phẳng thẳng đứng: W = W0 x k x c x B x n Trong đó:
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
Bảng 4.56: Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Cột biên A,F 9.5 1.169 55 0.21 0.8 0.6 1.2 74 55 Cột đầu hồi
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 9.5 1.169 55 0.31 0.8 0.6 1.2 24 18
Xà gồ mái 13.2 1.22 55 0.2 0.8 0.6 1.2 13 10 o Mái dốc 2 phía : W = W0 x k x c x B x n Trong đó:
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- Ce1, Ce2,Ce - Hệ số khí động (Tra bảng 2.8 – xác định hệ số khí động)
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
(Nguồn: TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động)
Hình 4.75: Bảng tra xác định hệ số khí động
Bảng 4.57: Bảng tính hệ số khí động
Cấu kiện h1/l α Ce1 Ce2 Ce Đầu hồi
4.6.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.76: Sơ đồ Tĩnh tải - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.77: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.78: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.79: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.80: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.81: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.6.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.82: Biểu đồ Momen - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.83: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.84: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Hình 4.85: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Bảng 4.58: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – đầu kèo 9 126129.78 17350 23135 0.011
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – đuôi kèo 9 9447.67 8280 21366 0.051
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 16372.28 6952 21101 0.077
Kèo trục 1,10 đoạn 1 – đầu kèo 9 2021.23 1342 3460 0.011
Kèo trục 1.10 đoạn 1 – đuôi kèo 9 2888.64 2367 2969 0.051
Kèo trục 1.10 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 3375.39 2577 2961 0.077
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1314.12 840 2821 0.051
4.6.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
4.6.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định tiết diện cột thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.59: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ cột thép – Lắp dựng hoàn toàn khung kèo và xà gồ
Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản cánh Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản bụng
Bảng 4.60: Bảng kiểm tra ổn định cột thép
- Lắp dựng hoàn toàn khung kèo và xà gồ
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương ngoài mặt phẳng uốn
Bảng 4.61: Bảng kiểm tra bền cột thép - Lắp dựng hoàn toàn khung kèo và xà gồ
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn (phương x)
121 3450 Thỏa b) Kiểm tra ổn định tiết diện dầm thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.62: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I
- Lắp dựng toàn khung kèo và xà gồ
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 9 12.34 Thỏa 49.3 78.9 Thỏa
Bảng 4.63 : Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu
Momen và Lực cắt - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.64: Bảng kiểm ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt và kiểm tra ổn định tổng thể đầm - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen,Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.65: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
- Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Stt Cấu kiện Chiều dài
Kèo trục 2 đến 9 Đoạn 1 – “Đầu kèo” 9 0.0004 0.0025 Thỏa
Kèo trục 2 đến 9 Đoạn 1 – “Đuôi kèo” 9 0.0003 0.0025 Thỏa
Kèo trục 2 đến 9 Đoạn 2 -“Nối đỉnh” 9.3 0.0003 0.0025 Thỏa
Kèo trục 1,10 Đoạn 1 –“Đầu kèo” 9 0.001 0.0025 Thỏa
Kèo trục 1,10 Đoạn 1 –“Đuôi kèo” 9 0.001 0.0025 Thỏa
Kèo trục 1,10 Đoạn 2 – “Nối đỉnh” 9.3 0.001 0.0025 Thỏa
8 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.66: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Xà gồ
- Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Stt Cấu kiện Chiều dài (m)
Bảng 4.67: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Giằng chéo
- Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Stt Cấu kiện Chiều dài
8.35 332 2450 Thỏa c) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết:
Bảng 4.68: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã
- Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ Stt Chi tiết
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm2)
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 2 đến 9 210x700x12 320 3450 Thỏa
10 Liên kết nối đỉnh kèo trục 2 đến 9
11 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 1,10
12 Liên kết nối đỉnh kèo trục 1,10
13 Dầm giằng trục biên A,F 184x410x10 14 3450 Thỏa
14 Dầm giằng trục đầu hồi
Bảng 4.69: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong
- Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên 1 bulong (daN)
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
Liên kết nối 2 đoạn kèo 12M24x60 18432 2 12 4606 Thỏa trục 2 đến 9
10 Liên kết nối đỉnh kèo trục 2 đến 9
11 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 1,10
12 Liên kết nối đỉnh kèo trục 1,10
14 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
4.6.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị - Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ:
Bảng 4.70: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị
- Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
6 Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
8 Kèo trục 1, 10 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
10 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Nhận xét Sơ đồ 6: Sơ đồ lắp dựng toàn bộ khung kèo, xà gồ
- Kiểm tra ổn định cường độ cấu kiện, chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng, xà gồ vách, giằng chéo V và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì chân cột, vai liên kết cột kèo thép A,F trục 2-9 và chi tiết liên kết vai cột kèo, nối đỉnh kèo trục 2-9 không đảm bảo ổn định cường độ có thể gây phá hoại kết cấu và mất ổn định gian khóa cứng nên cần lắp dựng các giằng tạm, cáp neo cố đinh ổn định cột thép
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột tại các cột đầu hồi B,D,C,E, dầm giằng đầu hồi trục 1,10 và liên kết nối đỉnh khung kèo trục 9,10 có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ cột thép và mất ổn định dầm kèo nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép, khung kèo theo biện pháp lắp dựng giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
4.7.1 Xác định tải trọng: - Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canpy
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Xà gồ vách trục A,F (C-150x65x20x2) dài 8 m
- Xà gồ vách trục 10 (C-150x65x20x2) dài 7.2 m
- Khung kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 (I-210x(1200x500)x10x8) dài 9 m
- Khung kèo trục 2 đến 9 đoạn 2 (I-210x500x8x5) dài 9.3 m
- Khung kèo trục 1,10 đoạn 1 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Khung kèo trục 1,10 đoạn 2 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Giằng cột mái trục A,F (I-150x226x8x5) dài 8 m
- Giằng cột mái trục 1,10 (I-150x226x8x5) dài 7.2 m
- Ống thép D90 dày 2m liên kết đỉnh cột mái, vì kèo
- Dầm canopy mái sau I-180x(200-400)x8x6 dài 3.8 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 x 1m = 39 daN/m
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.1 x 1m = 11 daN/m
Tải trọng gió: o Mặt phẳng thẳng đứng
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
Bảng 4.71: Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Cột đầu hồi A,F 9.5 1.169 55 0.21 0.8 0.6 1.2 30 24 Cột đầu hồi B,E 10.98 1.192 55 0.21 0.8 0.6 1.2 32 24 Cột đầu hồi C.D 12.46 1.209 55 0.21 0.8 0.6 1.2 32 24 Dầm giằng trục biên A,F 9.5 1.169 55 0.39 0.8 0.6 1.2 24 18
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 9.5 1.169 55 0.31 0.8 0.6 1.2 24 18
Xà gồ mái 13.2 1.22 55 0.2 0.8 0.6 1.2 13 10 o Mái dốc 2 phía :
-W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- Ce1, Ce2,Ce - Hệ số khí động (Tra bảng 2.8 – xác định hệ số khí động)
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
(Nguồn: TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động)
Hình 4.86: Bảng tra xác định hệ số khí động
Bảng 4.72: Bảng tính hệ số khí động
Cấu kiện h1/l α Ce1 Ce2 Ce Đầu hồi
Bảng 4.72: Bảng tính hệ số khí động
4.7.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.87: Sơ đồ Tĩnh tải - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.88: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.89: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.90: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.91: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.92: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.7.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.93: Biểu đồ Momen - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.94: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.95: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Hình 4.96: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Bảng 4.73: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – đầu kèo 9 120464.05 16114 24881 0.011
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – đuôi kèo 9 9235.35 8376 21719 0.027
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 16565.34 7045 21480 0.046
Kèo trục 1,10 đoạn 1 – đầu kèo 9 2160.95 1367 3298 0.011
Kèo trục 1.10 đoạn 1 – đuôi kèo 9 2824.33 2329 2837 0.027
Kèo trục 1.10 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 2728.13 2243 5024 0.046
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1341.10 823 1862 0.031
Dầm giằng cột mái trục biên A,F 8 795.71 259 631 0.012
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi 1,10 7.2 177.30 121 2371 0.044
4.7.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
4.7.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định tiết diện cột thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.74: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ cột thép
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản cánh Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản bụng
Bảng 4.75: Bảng kiểm tra ổn định cột thép
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương ngoài mặt phẳng uốn
Bảng 4.76: Bảng kiểm tra bền cột thép
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn (phương x)
6 Cột mái A,F trục 2 đến 9 78 3450 Thỏa b) Kiểm tra ổn định tiết diện dầm thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.77: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 9 12.34 Thỏa 49.3 78.9 Thỏa
Dầm giằng cột mái trục biên A,F 9.1 12.34 Thỏa 42 78.9 Thỏa
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi
Bảng 4.78: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu
Momen và Lực cắt - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
Dầm giằng trục đầu hồi
Dầm giằng cột mái trục biên A,F
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi
Bảng 4.79: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời
Momen, Lực cắt và kiểm tra ổn định tổng thể đầm
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, caopy
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Dầm giằng cột mái trục biên
10 Dầm giằng cột mái đầu hồi 1,10
Bảng 4.80 : Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy Stt Cấu kiện Chiều dài
8 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Dầm giằng cột mái trục biên
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi
Bảng 4.81: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Xà gồ
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy Stt Cấu kiện Chiều dài
Bảng 4.82: Bảng kiểm ổn định cường độ - Giằng chéo
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy Stt Cấu kiện Chiều dài
8.35 335 2450 Thỏa c) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết:
Bảng 4.83: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy Stt Chi tiết
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
9 Liên kết chân cột mái
Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 2 đến 9
11 Liên kết nối đỉnh kèo trục 2 đến 9
12 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 1,10
13 Liên kết nối đỉnh kèo trục 1,10
15 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.84 : Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết (cái)
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên
Kiểm tra ổn định độ bền 1 bulong
9 Liên kết chân cột mái
Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 2 đến 9
11 Liên kết nối đỉnh kèo trục 2 đến 9
12 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 1,10
13 Liên kết nối đỉnh kèo trục 1,10
15 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
4.7.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị - Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy:
Bảng 4.85: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị
- Lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
6 Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
8 Kèo trục 1, 10 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
10 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Nhận xét Sơ đồ 7: Sơ đồ lắp dựng nóc gió, cột biên mái, canopy
- Kiểm tra ổn định cường độ cấu kiện, chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng, xà gồ vách, giằng chéo V và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì chân cột, vai kèo liên kết cột thép A,F trục 2-9 và chi tiết liên kết vai cột kèo, nối đỉnh kèo trục 2-9 không đảm bảo ổn định cường độ có thể gây phá hoại kết cấu và mất ổn định gian khóa cứng nên cần lắp dựng các giằng tạm, cáp neo cố đinh ổn định cột thép
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột tại các cột đầu hồi B,D,C,E, dầm giằng đầu hồi trục 1,10 và liên kết nối đỉnh khung kèo trục 9,10 có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ cột thép và mất ổn định dầm kèo nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép, khung kèo theo biện pháp lắp dựng giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng.
Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
4.8.1 Xác định tải trọng: - Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Tĩnh tải: Khai báo tiết diện trong Sap 2000
- Cột thép biên trục A,F (I-210x(500-1200)x10x8) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục biên A,F (I-210x500x10x6) dài 9.5 m
- Cột thép đầu hồi trục B, E (I-210x500x10x6) dài 10.98 m
- Cột thép đầu hồi trục C, D (I-210x500x10x6) dài 12.46 m
- Dầm giằng cột trục đầu hồi (I-150x312x8x6) dài 7.2 m
- Dầm giằng cột trục biên A,F (I-184x390x8x6) dài 8 m
- Xà gồ vách trục A,F (C-150x65x20x2) dài 8 m
- Xà gồ vách trục 10 (C-150x65x20x2) dài 7.2 m
- Khung kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 (I-210x(1200x500)x10x8) dài 9 m
- Khung kèo trục 2 đến 9 đoạn 2 (I-210x500x8x5) dài 9.3 m
- Khung kèo trục 1,10 đoạn 1 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Khung kèo trục 1,10 đoạn 2 (I-184x312x8x6) dài 9 m
- Giằng cột mái trục A,F (I-150x226x8x5) dài 8 m
- Giằng cột mái trục 1,10 (I-150x226x8x5) dài 7.2 m
- Ống thép D90 dày 2m liên kết đỉnh cột mái, vì kèo
- Dầm canopy mái sau I-180x(200-400)x8x6 dài 3.8 m
- Người lắp dựng : 30 daN/m 2 x 1.3 = 39 daN/m 2
- Phương tiện thiết bị : 10 daN/m 2 x 1.1 = 11 daN/m 2
Tải trọng gió: o Mặt phẳng thẳng đứng
- W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
Bảng 4.86: Bảng xác định tải trọng gió
- Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Vách biên A,F 13.2 1.22 55 1 0.8 0.6 1.2 64 48 Vách đầu hồi 13.2 1.22 55 1 0.8 0.6 1.2 64 48 Vách biên A,F
(nóc gió) 14.5 1.34 55 1 0.8 0.6 1.2 70 54 o Mái dốc 2 phía :
-W0 = 55 daN/m 2 - Gió tại Đồng Nai (vùng IA)
- k - Hệ số áp lực gió theo độ cao và địa hình
- Ce1, Ce2,Ce - Hệ số khí động (Tra bảng 2.8 – xác định hệ số khí động)
- B - Bề rộng cột, dầm giằng, xà gồ
(Nguồn: TCVN 2737:1995 - Tải trọng và tác động)
Hình 4.97: Bảng tra xác định hệ số khí động
Bảng 4.87: Bảng tính hệ số khí động
Cấu kiện h1/l α Ce1 Ce2 Ce Đầu hồi
4.8.2 Sơ đồ tính: - Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.98: Sơ đồ Tĩnh tãi - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.99: Sơ đồ Hoạt tải - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.100: Sơ đồ Gió trái X - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.101: Sơ đồ Gió phải X - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.102: Sơ đồ Gió trái Y - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.103: Sơ đồ Gió phải Y - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
- TH1 : Tĩnh tải + Hoạt tải
- TH2 : Tĩnh tải + Gió trái X
- TH3 : Tĩnh tải + Gió trái Y
- TH4 : Tĩnh tải + Gió phải X
- TH5 : Tĩnh tải + Gió phải Y
- TH6 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái X
- TH7 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió trái Y
- TH8 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải X
- TH9 : Tĩnh tải + 0.9 Hoạt tải + 0.9 Gió phải Y
- THBAO : TH1 + TH2+…+ TH8 + TH9
4.8.3 Biểu đồ nội lực: - Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.104: Biểu đồ Momen - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.105: Biểu đồ Lực cắt - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.106: Biểu đồ Lực dọc - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Hình 4.107: Biểu đồ Chuyển vị - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Bảng 4.88: Bảng tổng hợp nội lực
- Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – đầu kèo 9 119231.40 9831 15244 0.005
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – đuôi kèo 9 3049855 10135 13507 0.007
Kèo trục 2 đến 9 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 44698.75 10101 25205 0.005 Kèo trục 1,10 đoạn 1 – đầu kèo 9 976.68 360 9783 0.005
Kèo trục 1.10 đoạn 1 – đuôi kèo 9 941.86 447 9890 0.007
Kèo trục 1.10 đoạn 2 – nối đỉnh 9.3 11089.21 5973 25663 0.015
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 7.2 1056.80 413 16924 0.005
Dầm giằng cột mái trục biên A,F 8 176.31 125 344 0.005
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi 1,10 7.2 341.30 174 2015 0.008
4.8.4 Kiểm tra ổn định cường độ và biến dạng: - Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
4.8.4.1 Kiểm tra ổn định cường độ: a) Kiểm tra ổn định tiết diện cột thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.89: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ cột thép
- Lắp dựng dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản cánh Kiểm tra ổn định cục bộ - Bản bụng
Bảng 4.90: Bảng kiểm tra ổn định cột thép
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương ngoài mặt phẳng uốn (phương y)
Bảng 4.91: Bảng kiểm tra bền cột thép
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kiểm tra ổn định cột thép Theo phương mặt phẳng uốn (phương x)
6 Cột mái A,F trục 2 đến 9 186 3450 Thỏa b) Kiểm tra ổn định tiết diện dầm thép:
Tính tương tự cho các cột như trường hợp trên, ta có bảng sau:
Bảng 4.92: Bảng kiểm tra ổn định cục bộ dầm thép I
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Kiểm tra ổn định cục bộ -
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Không thỏa (Bổ sung sườn tăng cường)
Dầm giằng trục đầu hồi 1,10 9 12.34 Thỏa 49.3 78.9 Thỏa
Dầm giằng cột mái trục biên A,F 9.1 12.34 Thỏa 42 78.9 Thỏa
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi
Bảng 4.93 : Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu
Momen và Lực cắt - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Momen
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu Lực cắt
Dầm giằng trục đầu hồi
Dầm giằng cột mái trục biên A,F
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.94: Bảng kiểm tra ổn định dầm thép I theo điều kiện chịu đồng thời
Momen, Lực cắt và kiềm tra ổn định tổng thể đầm
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Kiểm tra ổn định điều kiện chịu đồng thời Momen, Lực cắt
Kiểm tra ổn định Tổng thể dầm
Dầm giằng trục biên A,F 95 3967.5 Thỏa 375 3450 Thỏa
Dầm giằng trục đầu hồi
Dầm giằng cột mái trục biên A,F 59 3967.5 Thỏa 198 3450 Thỏa
10 Dầm giằng cột mái đầu hồi 1,10 113 3967.5 Thỏa 340 3450 Thỏa
Bảng 4.95: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Độ võng dầm thép I
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Stt Cấu kiện Chiều dài
8 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Dầm giằng cột mái trục biên A,F 8 0.0002 0.0025 Thỏa
Dầm giằng cột mái trục đầu hồi
Bảng 4.96: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Xà gồ – Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Stt Cấu kiện Chiều dài
Bảng 4.97: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Giằng chéo
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Stt Cấu kiện Chiều dài
8.35 506 2450 Thỏa c) Kiểm tra ổn định cường độ chi tiết liên kết:
Bảng 4.98: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Thép bản mã
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Tiết diện bản mã Ứng suất lớn nhất tác dụng lên bản thép (daN/cm 2 )
Kiểm tra ổn định độ bản thép ốp
9 Liên kết chân cột mái
Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 2 đến 9
11 Liên kết nối đỉnh kèo trục 2 đến 9
12 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 1,10
13 Liên kết nối đỉnh kèo trục 1,10
15 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
Bảng 4.99: Bảng kiểm tra ổn định cường độ - Bulong
- Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Stt Cấu kiện Tiết diện bulong
Số lượng bulong tính toán cần thiết (cái)
Số lượng bulong sử dụng thi công (cái)
Lực tác dụng lớn nhất lên 1 bulong
Kiểm tra ổn định độ bền
9 Liên kết chân cột mái
Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 2 đến 9
11 Liên kết nối đỉnh kèo trục 2 đến 9
12 Liên kết nối 2 đoạn kèo trục 1,10
13 Liên kết nối đỉnh kèo trục 1,10
15 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
4.8.4.2 Kiểm tra ổn định biến dạng:
Kiểm tra chuyển vị - Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo:
Bảng 4.100: Bảng kiểm tra ổn định biến dạng - Chuyển vị
– Lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
Stt Cấu kiện Chuyển vị tối đa (m)
Kiểm tra ổn định chuyển vị
1 Cột biên A,F trục 2 đến 9 – đỉnh cột
0.005 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.005 0.006 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.007 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.006 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.005 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
6 Kèo trục 2 đến 9 đoạn 1 – nối đỉnh
0.005 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.007 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
8 Kèo trục 1, 10 đoạn 1 – nối đỉnh
Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
0.005 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
10 Dầm giằng trục đầu hồi 1,10
0.005 1/100=0.01 Thỏa Sử dụng giằng tạm, cáp neo cố định đầu cột thép, vai kèo thép
Nhận xét Sơ đồ 8: Sơ đồ lắp dựng hoàn thiện lợp tole khung kèo
- Kiểm tra ổn định cường độ cấu kiện, chi tiết liên kết bãn mã cột thép, dầm giằng, xà gồ vách, giằng chéo V và ổn định cường độ bulong neo, bulong liên kết thì chân cột, vai kèo liên kết cột thép A,F trục 2-9 và chi tiết liên kết vai cột kèo, nối đỉnh kèo trục 2-9, liên kết nối đỉnh trục 1,10 không đảm bảo ổn định cường độ có thể gây phá hoại kết cấu và mất ổn định gian khóa cứng nên cần lắp dựng các giằng tạm, cáp neo cố đinh ổn định cột thép
- Kiểm tra chuyển vị theo trạng thái giới hạn 2 ta thấy giá trị chuyển vị đỉnh cột tại các dầm kèo đầu hồi trục 1,10 có giá trị lớn nhất vượt giá trị chuyển vị cho phép gây nghiêng đổ cột thép và mất ổn định dầm kèo nên cần neo cáp giằng cố định đỉnh cột thép, khung kèo theo biện pháp lắp dựng giảm giá trị chuyển vị trong phạm vi cho phép theo phương dọc của nhà xưởng
Qua các thông số kết quả của các sơ đồ tính toán theo quy trình lắp dựng khung nhà thép công nghiệp tiền chế ta có bảng tổng hợp sau:
Bảng 4.101: Bảng tổng hợp đánh giá kết quả nội lực dựa theo biểu đồ momen
Stt Sơ đồ tính Cấu kiện Xếp hạng nội lực
Giá trị nội lực (max) Momen
1 Sơ đồ 1: Lắp dựng cột Chân cột biên A,F
2 Sơ dồ 2: Lắp dựng giằng cột Chân cột biên A,F
3 Sơ đồ 3: Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
4 Sơ đồ 4: Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Vai cột, kèo biên A,F trục 9
5 Sơ đồ 5: Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng
Vai cột, kèo biên A,F trục 9
6 Sơ đồ 6: Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Vai cột, kèo biên A,F trục 2-9
7 Sơ đồ 7: Lắp dựng cột biên mái, nóc gió, canopy
8 Sơ đồ 8: Lắp dựng hoàn thện lợp tole khung kèo
- Bảng tổng hợp nội lực trên cho thấy momen lớn nhất tập trung chủ yêu ở vai cột liên kết cột và kèo thép
- Qua bảng tổng hợp đánh giá nội lực theo quy trình lắp dựng trên thì giá trị nội lực momen tăng dần theo quy trình lắp dựng khung kèo thép từ sơ đồ 1 đến sơ đồ
8 Bảng tổng hợp nội lực trên cho thấy momen lớn nhất tại sơ đồ 8 và nhỏ nhất tại sơ đồ 1
Bảng 4.102: Bảng tổng hợp đánh giá kết quả chuyển vị theo quy trình lắp dựng
Stt Sơ đồ tính Cấu kiện Xếp hạng giá trị
Giá trị chuyển vị (max) Cột
1 Sơ đồ 1: Lắp dựng cột Đỉnh cột biên
2 Sơ dồ 2: Lắp dựng giằng cột
Cột đầu hồi C,D và dầm giằng trục
3 Sơ đồ 3: Lắp dựng xà gồ vách, giằng chéo
Cột đầu hồi C,D và dầm giằng trục
4 Sơ đồ 4: Lắp dựng khung kèo đầu tiên
Cột đầu hồi C,D và khung trục 9 nối đỉnh, dầm giằng trục 1,10
5 Sơ đồ 5: Lắp dựng hoàn thành khung khóa cứng
Cột đầu hồi C,D và khung trục 9,10 nối đỉnh, dầm giằng trục 1,10
6 Sơ đồ 6: Lắp dựng toàn bộ khung kèo và xà gồ
Cột đầu hồi C,D và khung trục 1,10 nối đỉnh, dầm giằng trục 1,10
7 Sơ đồ 7: Lắp dựng cột biên mái, nóc gió, canopy
Cột đầu hồi C,D và khung trục 1,10 nối đỉnh, dầm giằng trục 1,10
8 Sơ đồ 8: Lắp dựng hoàn thện lợp tole khung kèo
Cột đầu hồi B,E và khung trục 1,10 nối đỉnh, dầm giằng trục 1,10
- Bảng tổng hợp trên cho thấy chuyển vị cấu kiện có chu kỳ tăng rồi giảm dần và chuyển vị không đồng đều
- Qua bảng tổng hợp đánh giá chyển vị theo quy trình lắp dựng trên thì phụ thuộc vào các sơ đồ khung lắp dựng khác nhau mà có các giá trị chuyển vị khác nhau Từ các sơ đồ trên cho thấy chuyển vị lớn nhất tại sơ đồ 4 và nhỏ nhất ở sơ đồ 8 Giá trị chuyển vị tăng dần từ sơ đồ 1 đến sơ đồ 4 sau đó giảm dần về sơ đồ 8
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Quá trình thi công lắp dựng kết cấu thép công trình có nhiều khó khăn và rủi ro cho sự an toàn của kết cấu, hơn nữa kết cấu thép có rất nhiều chi tiết và công đoạn thi công khá phức tạp nên quá trình thi công công trình có nhiều khó khăn và rủi ro cho sự an toàn của kết cấu Vì vậy các đơn vị thi công luôn cần lập biện pháp thi công hợp lý trong suốt quá trình thi công nên đề tài ‘‘Đánh giá độ bền và ổn định kết cấu công trình theo tiến trình thi công lắp dựng kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp” là hết sức cần thiết đối với các công trình kết cấu thép đặc biệt là các công trình công nghiệp
- Sau khi tìm hiểu thêm các dạng kết cấu thép nhà tiền chế, nắm rõ được các sự cố liên quan đến nhà thép công nghiệp, ta rút ra được các giai đoạn bước lắp dựng tối ưu và trình tự lắp dựng phù hợp nhất với công trình kết cấu thép tiền chế nhà công nghiệp gồm: 1 – Lắp dựng cột, 2 – Lắp dựng giằng cột, 3 – Lắp dựng xà gồ vách và giằng chéo, 4 - Lắp dựng khung kèo đầu tiên, 5 – Lắp dựng hoàn thành gian khóa cứng, 6 – Lắp dựng tất cả khung kèo và xà gồ, 7 – Lắp dựng nóc gió và canopy, 8 – Lắp dựng tole mái vách
- Dựa theo các mô hình lắp dựng tương ứng với 8 giai đoạn thi công nhà thép công nghiệp bằng chương trình phần tử hữu hạn thương mại Sap2000 và chạy kết quả cho thấy được giá trị nội lực momen nhỏ nhất ở sơ đồ 1 – Lắp dựng cột, lớn nhất tại sơ đồ 8 – Lắp dựng tole mái vách và cho thấy giá trị momen tăng dần theo các giai đoạn lắp dựng từ sơ đồ 1 đến sơ đồ 8 Về giá trị chuyển vị, ta xác định được giá trị có xu hướng chu kỳ tăng dần từ sơ đồ 1 – Lắp dựng cột đến sơ đồ 4 - Lắp dựng khung kèo đầu tiên và sau đó giàm dần cho đến sơ đồ 8 – Lắp dựng tole mái vách
- Để đảm bảo tính ổn định cho các giai đoạn lắp dựng, ta tiến hành tính toán, kiểm tra bền và ổn định tổng thể cho các giai đoạn (gồm các cấu kiện, các chi tiết liên kết cấu kiện) ta xác định được vị trí có momen lớn nhất tại vai cột biên A,F của trục 2-9, và giá giá trị chuyển vị lón nhất tại đỉnh nối kèo khung dầm lắp dựng đầu tiên, cần có các biện pháp gia cố như bắt giằng tạm, neo cáp cố định đề đảm bảo an toàn trong thi công ngoài thực địa
- Tóm lại, sau khi xây dựng mô hình tính toán theo các giai đoan lắp dựng cho thấy Nội lực momen tăng dần theo các giai đoạn lắp dựng khung kèo thép nên cần kiểm tra bền, ổn định cường độ cho cấu kiện theo trạng thái giới hạn I (ổn định cường độ) của các trường hợp lắp dựng cho kết quả nội lực lớn nhất nhằm đảm bảo an toàn ổn định bền tránh phá hoại cấu kiện
- Ngoài ra, phụ thuộc vào các sơ đồ lắp dựng khác nhau mà có các giá trị chuyển vị khác nhau nên cần xem xét, tìm hiểu kỹ các giá trị chuyển vị cho từng trường hợp lắp dựng theo trạng thái giới hạn II (ổn định biến dạng) Vì vậy, cần xác định được giá trị chuyển vị cho từng cấu kiện của từng trường hợp riêng biệt mà có giải pháp giằng tạm, neo cáp cố định các cấu kiện giảm thiểu chuyển vị cho phép đảm bảo ổn định chuyển vị công trình
- Từ các kết quả nghiên cứu trên, chúng ta nên tìm hiểu kỹ các biện pháp, giá trị nội lực lớn nhất, các điểm nguy hiểm của mỗi trường hợp lắp dựng thi công nhà thép tiển chế qua đó xác định được các trường hợp nguy hiểm nhất để có giải pháp ổn định kết cấu cho từng trường hợp khi lắp dựng thực tế ngoài thực địa
- Đề nghị các đơn vị thiết kế tính toán tuân theo các tiêu chuẩn quy định hiện hành khi kiểm tra ổn định kết cấu, ổn định biến dạng cho các trường hợp, đồng thời nêu, thể hiện rõ các vị trí nguy hiểm cần gia cố trong bản vẽ để các đơn vị cùng hiểu, nắm rõ các quy trình và biện pháp lắp dựng đề đảm bảo an toàn lắp dựng
- Các đơn vị thi công lắp dựng tìm hiểu, đọc kỹ bãn vẽ thi công lắp dựng đã thẩm tra tính toán và đã được phê duyệt bởi các bên có thẩm quyền Trong quá trình thi công các vướng mắc đơn vị thi công không tự ý khắc phục mà phải thông báo các đơn vị liên quan cùng thống nhất và đưa ra giải pháp khắc phục nhằm đảm bảo an toàn
- Các đơn vị liên quan phối hợp và tuân thủ đúng quy trình kỹ thuật đã được các bên có thẩm quyền xem xét phê duyệt để thi công đúng kỹ thuật và đảm bảo toàn lao động, vệ sinh môi trường
[1] : Đoàn Định Kiến (2020), Thiết kế kết cấu theo quy phạm Hoa Kỳ AISC 360-
10, NXB Xây dựng, Hà Nội
[2]: Đoàn Định Kiến (2012), Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp, Khoa xây dựng và Cơ học ứng dụng ĐH SPKT TPHCM, TP HCM
[3]: Nguyễn Trung Kiên (2021), Kết cấu thép – Phần cấu kiện cơ bản, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
[3]: Phạm Minh Hà (2010), Thiết kế khung thép nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp, NXB Xây dựng, Hà Nội
[4]: Phạm Văn Hội (1998), Kết cấu công trình dân dụng và công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
[5]: Phạm Văn Hội (2006), Kết cấu thép 1- Cấu kiện cơ bản, NXB Khoa học và
[6]: Trần Thị Thôn (2014), Thiết kế nhà thép tiền chế theo AISC 2005, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, TP HCM
[7]: TCVN 2737-1995 (1995), Tải trọng và tác động, Viện Khoa học kỹ thuật xây dựng – Bộ Xây dựng, Hà Nội;
[8]: TCXDVN 170:2007 (2007), Kết cấu thép gia công, lắp ráp và nghiệm thu, yêu cầu kỹ thuật, Viện Khoa học Công nghệ xây dựng – Bộ Xây dựng, Hà
[9]: TCVN 5575-2012 (2012), Kết cấu thép_Tiêu chuẩn thiết kế, Viện Khoa học Công nghệ xây dựng – Bộ Xây dựng, Hà Nội.