Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kết cấu nhà thép: Chương 1 của Phạm Viết Hiếu biên soạn gồm có 3 phần: đại cương về nhà công nghiệp bằng thép, nhà công nghiệp 1 tầng loại nặng và nhà công nghiệp 1 tầng loại nhẹ. Qua nội dung 3 phần trong bài giảng, người học nắm được những kiến thức cơ bản về kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng. Mời các bạn cùng tham khảo.
CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP CHƯƠNG I : KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG 1.1.2 Các phận nhà cơng nghiệp tầng: §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.1 Đặc điểm chung: - Nhà công nghiệp tầng thép sử dụng rộng rãi cơng trình xây dựng cơng nghiệp - Vật liệu dùng Thép BTCT, dùng cột bê tông kèo thép kết cấu khung gọi khung liên hợp Kết cấu mái - Khi dùng tất cấu kiện thép gọi khung toàn thép Kết cấu khung toàn thép bao gồm: + NCN loại nặng: H > 15m; L > 24m; Q ≥ 30T Kết cấu cột + NCN loại nhẹ: Q < 30T khơng có cầu trục PHẠM VIẾT HIẾU - DTU §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.2 Các phận nhà cơng nghiệp tầng: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.2 Các phận nhà cơng nghiệp tầng: * Các phận bao gồm: + Kết cấu mái: xà ngang, mái, cửa mái, hệ giằng mái; + Kết cấu cột: Cột, dầm cầu trục, hệ giằng cột, tường bao che; + Hệ sườn tường: cột sườn tường, dầm sườn tường; + Kết cấu móng giằng móng Kết cấu móng PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Hệ sườn tường CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.3 Phân loại theo chế độ làm việc + Yếu tố ảnh hưởng lớn tải trọng cầu trục PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.3 Phân loại theo chế độ làm việc 1.1.3 Phân loại theo chế độ làm việc + Yếu tố ảnh hưởng lớn tải trọng cầu trục + Chế độ làm việc cầu trục bao gồm: - Chế độ làm việc nhẹ: t ~ 15% tsd - Chế độ làm việc trung bình: t ~ 20% tsd - Chế độ làm việc nặng: t ~ 40 60 % tsd - Chế độ làm việc nặng: t > 60 % tsd PHẠM VIẾT HIẾU - DTU §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 11 §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.4 Các yêu cầu thiết kế nhà công nghiệp a Yêu cầu sử dụng: - Thuận tiện việc lắp đặt thiết bị máy móc - Bảo đảm cho thiết bị nâng cẩu làm việc bình thường - Kết cấu bảo đảm độ bền độ bền lâu - Đảm bảo điều kiện thơng gió chiếu sáng cho nhà b Yêu cầu kinh tế : - Đảm bảo chi phí cho cơng trình bé Dầm Dầm cuối Bánh xe di chuyển Cơ cấu di chuyển Đường ray Xe Cơ cấu nâng Cơ cấu nâng phụ Cơ cấu di chuyển xe 10 Bộ góp điện 10 11 Đường dây điện 12 Đường lăn ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU - Nâng cao hiệu kinh tế rút ngắn thời gian xây dựng - Chi phí vận chuyển thiết kế PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 12 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.5 Bố trí hệ lưới cột khe nhiệt độ cho nhà cơng nghiệp §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP 1.1.5 Bố trí hệ lưới cột khe nhiệt độ cho nhà công nghiệp - Bố trí hệ lưới cột tìm kích thước (khoảng cách) hợp lý - Khi nhà dài phải có khe nhiệt độ, khoảng cách khe nhiệt cột theo hai phương: độ lấy không 200m Tại vị trí có khe nhiệt độ, trục định vị Phương ngang nhà: nhịp khung ( L ) qua khe nhiệt độ, trục hai cột kế cận lùi vào cách trục định vị Phương dọc nhà: bước cột ( B ) 500 mm - Chọn hệ lưới cột xuất phát từ điều kiện: vật liệu, công nghệ, thiết bị máy móc, số lượng cầu trục, chế độ làm việc bị hụt, đầu hồi trục cột lùi vào so với trục định vị 500 mm - Nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn hoá định hình hóa, nhịp - Với nhà nhiều nhịp, giải khe nhiệt độ dọc nhà cách nhà bước cột chọn theo môđun thống 6m chia thành hai khối riêng biệt, thêm cột phụ, cấu tạo gối tựa di Nhịp khung L = 12, 18, 24, 30, 36, 42, m động Khoảng cách trục cột trục định vị theo quy Bước cột B = 6, 12, 18, m PHẠM VIẾT HIẾU - DTU - Do cần có khoảng cách để bố trí sườn tường để mái không định 13 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 15 §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP §1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 14 16 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.1.1 Hình thức khung ngang Khớp Ngàm - Trong khung liên hợp kèo cột liên kết khớp Khơng dùng dầm dàn bê tông liên kết với cột thép PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 17 §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 19 §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.1.2 Kích thước khung nhịp 1.2.1 KHUNG NGANG NHÀ CN MỘT TẦNG LOẠI NẶNG a Kích thước theo phương đứng: 1.2.1.1 Hình thức khung ngang - Khung ngang nhà khung nhịp nhiều nhịp phụ thuộc vào kiến trúc nhà Kết cấu khung cột kèo Cột: cột bậc, phân thành hai đoạn: cột tiết diện đặc, cột tiết diện rỗng; Vì kèo: thường giàn kèo - Liên kết cột giàn kèo liên kết khớp liên kết cứng (ngàm) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 18 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 20 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.1.2 Kích thước khung nhịp b Kích thước theo phương ngang: a Kích thước theo phương đứng: - Khoảng cách a ( từ mép đến trục định vị ): - Khoảng cánh nhỏ từ mặt đến cao độ mặt ray cầu trục, thường gọi cao trình đỉnh ray H1: cho nhiệm vụ thiết kế a = 0, 250, 500 mm - Chiều cao tiết diện cột cột bậc ht : - Kích thước từ mặt ray đến mép kèo H2: H2 = Hc + 100 mm + f - Chiều cao sử dụng chiều cao từ mặt đến cánh kèo H: H = H + H2 - Chiều cao cột Ht: - Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị, khoảng cách đảm bảo cho dầm cầu trục làm việc an toàn theo phương dọc nhà > B1 + ( ht - a ) + D (D = 60 ÷ 75mm) Ht = H2 + Hdcc + HR - Chiều cao cột Hd: Hd = H - Ht + H3 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 21 §1.2 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 23 §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG b Kích thước theo phương ngang: b Kích thước theo phương ngang: - Chiều cao tiết diện cột cột bậc hd : - Khi nhà có cần trục chế độ làm việc trung bình - Khi nhà có cần trục chế độ làm việc nặng Lk - Nhịp nhà L phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng nhịp cầu trục Xác định theo yêu cầu sử dụng nhịp cầu trục PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 22 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 24 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.2 HỆ GIẰNG 1.2.2 HỆ GIẰNG 1.2.2.1 Hệ giằng mái: * Cấu tạo hệ giằng mái * Hệ giằng gồm: hệ giằng mái hệ giằng cột * Tác dụng chung: - Bảo đảm độ cứng khơng gian cho tồn cơng trình; - Chịu tác dụng lực gió, lực hãm xe con; - Tăng độ ổn định tổng thể cấu kiện; - Thuận lợi cho q trình thi cơng 1.2.2.1 Hệ giằng mái: * Các loại hệ giằng mái: - Hệ giằng mặt phẳng cánh trên; - Hệ giằng mặt phẳng cánh dưới; - Hệ giằng đứng PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 25 §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 27 §1.2 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.2.2 Hệ giằng cột + Các loại hệ giằng cột: 1.2.2 HỆ GIẰNG 1.2.2.1 Hệ giằng mái: - Hệ giằng cột trên; * Bố trí hệ giằng mái - Hệ giằng cột dưới; + Vị trí: + Cấu tạo: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 26 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 28 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.3 TÍNH TỐN KHUNG NGANG 1.2.3.2 Tính tốn nội lực khung ngang b Xác định sơ độ cứng cấu kiện 1.2.3.1 Xác định tải trọng Jd Bao gồm: J2 + Tải trọng tác dụng lên giàn mái: Jd J2 Ht J=8 e - Tĩnh tải giàn; J1 - Hoạt tải giàn; J2 J4 Ht J2 J=8 e Hd J1 J1 Hd J3 J1 + Tải trọng tác dụng lên cột: L-e L-2e - Do giàn truyền lên đỉnh cột; L-e - Do tải trọng cầu trục; - Do tải trọng gió c Phương pháp tính tốn nội lực PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 29 §1.2 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 31 §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG 1.2.4 HỆ MÁI NHÀ CƠNG NGHIỆP 1.2.4.1 Các hình thức mái 1.2.3.2 Tính tốn nội lực khung ngang a Sơ đồ tính a Mái có xà gồ: * Các giả thiết b Mái không xà gồ: 1.2.4.2 Cấu tạo tính giàn mái Hình : Sơ đồ cấu tạo khung ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 30 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 32 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG b Tải trọng tác dụng lên giàn: 1.2.4.2 Cấu tạo tính tốn giàn mái a Sơ đồ giàn: Cụ thể tính tốn nội lực bao gồm: - Tĩnh tải mái (TT) - Hoạt tải sửa chữa giàn trái (HTT) - Hoạt tải sửa chữa giàn phải (HTP) - Hoạt tải gió PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 33 §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG c Xác định nội lực THNL cho giàn: 1.2.4.2 Cấu tạo tính tốn giàn mái b Tải trọng tác dụng lên giàn: - Xác định nội lực phần mềm Sap2000; * Tĩnh tải: Trọng lượng mái : phụ thuộc vào cấu tạo mái Trọng lượng giàn hệ giằng Trọng lượng trời , trần treo thiết bị trần * Hoạt tải: Hoạt tải sửa chữa, cần trục treo Tải trọng gió: mái dùng lợp nhẹ - Tổ hợp nội lực cho giàn d Chiều dài tính tốn giàn * Chiều dài tính tốn mặt phẳng - Thanh cánh trên, cánh dưới: lx = l; - Thanh xiên đầu dàn: lx = l; - Các bụng lại: lx = 0,8l; * Chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng: - Các bụng: ly = l - Thanh cánh: ly phụ thuộc vào hệ giằng PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 34 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 36 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.2 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NẶNG §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.1 PHẠM VI ÁP DỤNG e Chọn tiết diện giàn Nguyên tắc chọn tiết diện giàn: - Tiết diện dàn nhỏ L50x5 - Trong dàn L ≤ 36m nên chọn không đến loại thép - Khi L ≤ 24m không cần thay đổi tiết diện cánh - Khi 24m < L ≤ 36m thay đổi tiết diện không dùng hai loại tiết diện cánh f Kiểm tra tiết diện giàn PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 37 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 39 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.1 PHẠM VI ÁP DỤNG PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 1.3.1 PHẠM VI ÁP DỤNG 38 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 40 10 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN XÀ GỒ 1.3.1 PHẠM VI ÁP DỤNG Nhà công nghiệp loại nhẹ dùng rộng rãi cho dạng cơng trình như: Nhà kho; Nhà xưởng; Nhà máy công nghiệp 1.3.3.1 Hệ sườn tường nhà công nghiệp tầng loại nhẹ a) Nhiệm vụ: - Bao che cho tồn kết cấu cơng trình bên trong; nhẹ; Hội trường; Nhà thi đấu … - Ngăn chia khu vực công nhà; Khung thép nhẹ tầng, nhịp dùng công - Cách âm, cách nhiệt cho phòng chức năng; trình cần khơng gian thơng thống hồn tồn nhà thi đấu, hăngga máy bay, phòng trưng bày sản phẩm, …với nhịp khung thường không vượt 60m PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 41 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 43 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.3.1 Hệ sườn tường nhà công nghiệp tầng loại nhẹ 1.3.2 ĐẶC ĐIỂM NHÀ CÔNG NGHIỆP LOẠI NHẸ b) Cấu tạo tường + Thường khơng có cầu trục có sức trục bé Cấu tạo tường bao gồm hai phận sườn (dưới 30T); + Khung chế tạo sẵn nhà máy (khung tiền chế); tường tường + Tiết diện cột, xà ngang đặc, dạng chữ I; * Về hệ sườn tường, bao gồm: + Hệ mái gồm: tôn xà gồ; + Cột sườn tường (bổ trụ); + Thường khung tầng có nhiều nhịp; + Dầm sườn tường (Xà gồ vách); + Vốn đầu tư ban đầu lớn; + Chuyển vị ngang tải trọng gió lớn PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 42 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 44 11 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ b) Cấu tạo tường 1.3.3.1 Hệ sườn tường nhà công nghiệp tầng loại nhẹ * Tấm tường: có hình thức cấu tạo tường: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 45 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 47 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ b) Cấu tạo tường b) Cấu tạo tường * Tấm tường: có hình thức cấu tạo tường: + Xây gạch + tôn, phibrô ximăng PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 46 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 48 12 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ c) Tính tốn dầm sườn tường: b) Cấu tạo tường PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 49 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 51 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ c) Tính tốn dầm sườn tường: 1.3.3.1 Hệ sườn tường nhà công nghiệp tầng loại nhẹ c) Tính tốn dầm sườn tường: d1 Mơmen uốn theo phương ngang (do tải trọng gió) * Tiết diện dầm sườn tường thường làm thép định hình * Khi tường tôn liên kết vào cột: (chữ , C), tổ hợp hàn chữ , tiết diện rỗng (giàn) (a – khoảng cách cột ; b – khoảng cách dầm): Phổ biến thép hình dập nguội chữ C Z * Sơ đố tính dầm đơn giản * Tải trọng: + Tải trọng gió p + Trọng lượng thân tường q PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 50 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 52 13 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ d) Cấu tạo tính tốn dầm sườn tường: 1.3.3.2 Tính toán hệ xà gồ đỡ mái: b Tải trọng tác dụng lên xà gồ: Tải trọng thẳng đứng q tác dụng vào xà gồ xác định sau: * Khi tải trọng tường nhỏ (tôn) nên bỏ qua kiểm tra dầm sườn tường chịu Mgió: qc - tải trọng tiêu chuẩn 1m2 mặt mái - góc nghiêng mặt mái so với phương ngang b - khoảng cách xà gồ gc - trọng lượng thân xà gồ n - hệ số vượt tải Wx – mômen kháng uốn tiết diện theo trục x-x PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 53 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.3.2 Tính tốn hệ xà gồ đỡ mái: c Hệ giằng xà gồ: 1.3.3.2 Tính tốn hệ xà gồ đỡ mái: Do xà gồ có độ cứng bé chịu uốn qx gây nên, để ổn định mặt phẳng uốn phải cấu tạo hệ giằng xà gồ Hệ giằng xà gồ thường dùng: thép trịn có tăng đơ, bulơng 16 22 thép góc a Cấu tạo xà gồ: ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 55 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN XÀ GỒ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Tải trọng thẳng đứng phân thành hai thành phần: Thành phần song song với mặt phẳng mái: qx = qsin Thành phần vng góc với mặt phẳng mái: qy = qcos 54 56 14 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.3.2 Tính tốn hệ xà gồ đỡ mái: 1.3.2 ĐẶC ĐIỂM NHÀ CÔNG NGHIỆP LOẠI NHẸ d Tính tốn xà gồ: Mx, My hai mặt phẳng kiểm tra theo công thức: c Hệ giằng xà gồ: Giàn Vì kèo Xà gồ Độ võng xà gồ cần kiểm tra mặt phẳng tác dụng qy Giằng d =18 - d22 Giàn Vì kèo Xà gồ Trong đó: ∆x, ∆y – độ võng thành phần xà gồ hai mặt phẳng tác dụng tải trọng 57 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 59 Giằng L63x5 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.2 ĐẶC ĐIỂM NHÀ CÔNG NGHIỆP LOẠI NHẸ d Tính tốn xà gồ: 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.1 Cấu tạo chung: + Khung ngang gồm cột xà ngang (vì kèo) có tiết diện không đổi thay đổi, tùy vào liên kết; + Liên kết cột khung với móng ngàm khớp - Khớp: cấu tạo đơn giản, giảm kích thước móng dùng nhà khơng có cầu trục, nhịp không lớn đất yếu My = qx.l2/32 My = qx.l2/90 My = qx.l2/360 - Ngàm: tăng ổn định độ cứng cho khung + Nhịp L = 12 ÷ 100m; chiều cao H = ÷ 40m; bước cột B = ÷ 8m + Góc nghiêng mái lấy từ ÷ 15 độ (độ dốc i = ÷ 25%) Mx = qy.l2/8 ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Mx = qy.l2/8 58 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 60 15 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.2 Hệ giằng nhà công nghiệp loại nhẹ: b Hệ giằng cột: - Hệ giằng cột có tác dụng đảm bảo độ cứng dọc nhà, giữ ổn định cho cột, tiếp nhận truyền tải trọng gió lên tường thu hồi, lực hãm dọc nhà cầu trục; - Hệ giằng cột gồm giằng chéo bố trí phạm vi cột cột gian có hệ giằng mái - Nếu nhà khơng có cầu trục Q < 15T, hệ giằng thép trịn đường kính 20mm Khi Q > 15T dùng thép góc với [λ] ≤ 200 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 61 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 63 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.2 Hệ giằng nhà công nghiệp loại nhẹ: 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.3 Các kích thước khung ngang a Hệ giằng mái: - Được bố trí theo phương ngang nhà, hai gian đầu hồi (hoặc gần đầu hồi), đầu khối nhiệt độ số gian nhà cho khoảng cách giằng bố trí khơng q bước cột - Bố trí chống dọc thép (thường thép góc) vị trí đỉnh xà, đầu xà (đỉnh cột) chân mái - Với nhà có cầu trục, cần bố trí thêm chéo chữ thập dọc theo đầu cột để tăng thêm độ cứng khung ngang theo phương dọc nhà, truyền lực gió, lực hãm cầu trục PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 62 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 64 16 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.3 Các kích thước khung ngang 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.3 Các kích thước khung ngang b Theo phương ngang nhà: Từ: L = Lk + 2L1 L1 = (L-Lk)/2 = 750 ÷ 1000mm a = mm, Q < 30T Chiều cao tiết diện cột: h = (1/15 ÷ 1/20)H z = L1 - h > zmin (tra catalô cầu trục) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 65 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 67 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.3 Các kích thước khung ngang 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.4.4 Sơ đồ tính khung ngang a Theo phương đứng: - Chiều cao từ mặt ray đến đáy xà: H2 = Hk + bk (m) - Chiều cao cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H1 + H2 + H3 (m), lấy chẵn 100mm (H3 = 0) - Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Ht = H2 + Hdct +Hr (m), với Hdcr = (1/8 – 1/12)B - Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt vai cột: Hd =H - Ht + H3 (m) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 66 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 68 17 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.4 CẤU TẠO KHUNG THÉP NHẸ MỘT TÂNG, MỘT NHỊP 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang a Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) 1.3.4.4 Sơ đồ tính khung ngang Tĩnh tải tác dụng lên khung ngang bao gồm: - Trọng lượng lợp xà gồ: lấy theo catalo nhà sản xuất sơ chọn khoảng: gcxg = 10 – 15 daN/m2 (g = 1,1) - Trọng lượng thân kết cấu hệ giằng: lấy theo thiết kế tương tự lấy sơ theo kinh nghiệm khoảng: 15 – 20 daN/m2 mái Hoặc: gcvk = 90 – 120 daN/m (g = 1,05) - Trọng lượng dầm cầu trục (nếu có): xác định theo phần thiết kế dầm Hình : Sơ đồ khung tựa cầu trục theo kinh nghiệm khoảng: gcdct = 100 – 200 daN/m (g = 1,05) với sức trục 30 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 69 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 71 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5 THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CN LOẠI NHẸ 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang b Hoạt tải mái Trị số tiêu chuẩn hoạt tải mái : ptc = 30 daN/m2, hệ số vượt tải tương ứng γp = 1,3 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang Tải trọng tác dụng lên khung ngang thông thường bao gồm: - Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải); - Hoạt tải thi công sửa chữa mái; - Tải trọng cầu trục (nếu có); - Tải trọng gió PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 70 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 72 18 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang c Hoạt tải cầu trục c Hoạt tải cầu trục * Áp lực lớn Dmax cầu trục lên cột lực Pmax , * Do lực hãm T: xác định theo đường ảnh hưởng phản tựa hai dầm cầu trục hai bên cột Với lực hãm ngang toàn cầu trục (T1): - Hệ số: γp = 1,1 - Hệ số ma sát: kf = 0,1 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 73 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 75 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang c Hoạt tải cầu trục Do áp lực đứng cầu trục Dmax, Dmin đặt lệch tâm so với trục cột nên 1.3.5.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang c Hoạt tải cầu trục d Tải trọng gió Biểu thức xác định: xuất mô men lệch tâm: Mmax = (Dmax)(e) g p – hệ số vượt tải tải trọng gió, γp = 1,2; wo – áp lực gió tiêu chuẩn, phụ thuộc vào phân vùng gió (địa điểm xây dựng); k – hệ số kể đến thay đổi áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào dạng địa hình; ce – hệ số khí động, phụ thuộc vào hình dạng nhà (hình 2.29) B – Bề rộng diện truyền tải trọng gió vào khung (bước khung) Mmin = (Dmin)(e) Với: e – độ lệch tâm, e = a + L1 – h/2 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 74 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 76 19 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.3 Tổ hợp nội lực Sau tính khung với loại tải trọng cần tổ hợp nội lực để tìm nội lực nguy hiểm tiết diện đặc trung Các nguyên tắc tổ hợp chọn cặp nội lực nguy hiểm tương tự nhà công nghiệp loại nặng * Nguyên tắc THNL: - Tải trọng thường xuyên luôn kể đến trường hợp, không kể dấu - Không thể đồng thời lấy hai tải trọng (hoặc 6, 8) lúc có Dmax bên trái tất khơng thể đồng thời có Dmax bên phải ; có gió trái thơi gió phải Chỉ chọn hai dòng (5 6; 8); PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 77 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 79 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.2 Xác định nội lực * Nguyên tắc THNL: * Nội lực khung ngang xác định với loại tải trọng - Khi kể lực hãm T, tất phải kể lực đứng Dmax, Dmin Do điều riêng biệt Có thể dùng phần mềm như: Sap2000, Staad … Kết kiện làm việc thực tế cầu trục, lực hãm T coi đặt vào cột thể bảng thống kê nội lực Cần tìm nội lực hay cột dù cột có Dmax hay Dmin, khơng phải T đặt tiết diện đặc trưng cấu kiện khung cột xà vào cột có Dmax thường quan niệm Lực T thay đổi ngang: chiều nên trị số nội lực mang dấu (±) Do tính chất mà + Với cột khung: đỉnh cột, chân cột, vai cột (nếu khơng có xét tải trọng cầu trục D tất cộng thêm tải trọng T trị số momen ln tăng thêm cầu trục cột) + Với xà ngang: tiện diện khơng đổi hai đầu giữa, tiết diện thay đổi hai đầu chổ thay đổi tiết diện 1.3.5.4 Thiết kế cột khung a Xác định chiều dài tính tốn a1) Cột có tiết diện khơng đổi PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 78 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 80 20 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.4 Thiết kế cột khung b Chọn tiết diện 1.3.5.4 Thiết kế cột khung a Xác định chiều dài tính tốn a1) Cột có tiết diện khơng đổi + Chiều dài tính tốn mặt phẳng: Trong đó: H – Chiều dài thực tế cột, tính từ mặt móng đến đỉnh cột; Sơ chọn: h = (1/15 ÷ 1/20)H * Thỏa mãn yêu cầu cấu tạo ổn định cục bộ: tw = (1/70 ÷1/100)h ≥ 6mm; bf = (0,3 ÷ 0,5)h; bf = (1/20 ÷ 1/30)ly; ; tf ≥ tw m- hệ số chiều dài tính tốn + Chiều dài tính tốn mặt phẳng (ly) khoảng cách điểm cố kết theo phương dọc nhà (giằng cột, dầm cầu chạy …) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 81 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 83 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.4 Thiết kế cột khung 1.3.5.4 Thiết kế cột khung a Xác định chiều dài tính tốn a1) Cột có tiết diện không đổi c Kiểm tra tiết diện c1) kiểm tra bền Liên kết cột khung – móng khớp: c2) Kiểm tra ổn định tổng thể Liên kết cột khung – móng ngàm: je - hệ số uốn dọc cấu kiện chịu nén lệch tâm; Với: jy - hệ số uốn dọc cấu kiện chịu nén tâm; a2) Cột vát c – hệ số xét đến ảnh hưởng momen uốn hình dạng tiết + Chiều dài tính tốn mặt phẳng: m- hệ số chiều dài tính tốn cột có tiết diện không đổi; m1 - hệ số chiều dài tính tốn bổ sung (tra theo tiêu chuẩn hành) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 82 diện đến khả ổn định mặt phẳng cột c3) Kiểm tra ổn định cục cánh bụng cột PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 84 21 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.5 Thiết kế xà ngang (Dầm kèo) a Chọn tiết diện 1.3.5.5 Thiết kế xà ngang (Dầm kèo) b Kiểm tra tiết diện b2) Kiểm tra độ cứng (độ võng) Nếu chiều cao dầm chọn h ≥ hmin khơng cần kiểm tra độ võng dầm Trong trường hợp ngược lại cần kiểm tra theo: Do tiết diện xà ngang có momen lực dọc (thường lực nén) tác dụng nên tiết diện xà ngang chọn sơ theo điều kiện cấu kiện chịu uốn (như dầm tổ hợp hàn) kiểm tra theo điều kiện bền cấu kiện chịu uốn b3) Kiểm tra ổn định dầm tổ hợp Bao gồm kiểm tra ổn định tổng thể dầm ổn định cục thép làm dầm k – hệ số phụ thuộc vào cấu tạo tiết diện dầm Dầm tổ hợp hàn k = 1,2ữ1,15 PHM VIT HIU - DTU 85 Đ1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 87 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.5 Thiết kế xà ngang (Dầm kèo) 1.3.5.6 Thiết kê chi tiết a Chân cột a Chọn tiết diện Thỏa mãn yêu cầu cấu tạo ổn định cục bộ: b Kiểm tra tiết diện b1) Kiểm tra bền PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 86 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 88 22 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ a2 Tính tốn dầm đế: 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết a Chân cột a1 Tính tốn đế Bbđ = bf + 2c1 Lbđ = h + 2(tdđ + c2) * Tính ứng suất phản lực bê tơng móng đế PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 89 §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 91 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết a Chân cột * Bề dày đế: 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết a2 Tính tốn dầm đế: * Lực tác dụng vào dầm đế Ndđ = btruyền*Bdđ*smax * Chiều cao đường hàn liên kết dầm đế vào cột: * Kiểm tra lại dầm đế theo điều kiện chịu uốn: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 90 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 92 23 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết a Chân cột a3 Tính tốn sườn A: a4 Tính tốn sườn B: a5 Tính tốn bulơng neo: a6 Tính tốn đường hàn liên kết cột vào đế: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 1.3.3.6 Thiết kế chi tiết b Liên kết cột với xà ngang: 93 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 95 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ a6 Tính tốn bulơng neo: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết c Mối nối đỉnh xà: 94 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 96 24 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP §1.3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết d Mối nối xà: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 97 §1.3 NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1.3.5.6 Thiết kế chi tiết e Liên kết cánh với bụng cột xà ngang: - Theo điều kiện cấu tạo hf ≥ 6mm; - Đường hàn cánh bụng cột hf tương xà ngang; PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 98 25 ... định 13 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 15 ? ?1. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP ? ?1. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CƠNG NGHIỆP BẰNG THÉP PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 14 16 CHƯƠNG... kèo - Liên kết cột giàn kèo liên kết khớp liên kết cứng (ngàm) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU ThS PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 18 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 20 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CƠNG NGHIỆP BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP ? ?1. 2 NHÀ... ? ?1. 3 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LOẠI NHẸ 1. 3 .1 PHẠM VI ÁP DỤNG PHẠM VIẾT HIẾU - DTU PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 1. 3 .1 PHẠM VI ÁP DỤNG 38 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 40 10 CHƯƠNG 1: KCT NHÀ CÔNG NGHIỆP BG: KẾT