Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

1
Thuyết minh
Đồ án môn học : Kết cấu thép
Yêu cầu Thiết kế: Khung ngang nhà Công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp.
Các số liệu của nhà :
- Nhịp khung : L = 24(m)
- Sức trục : Q = 75(Tấn)
- Cao trình đỉnh ray: H
1
= 8,5(m)
- áp lực gió tiêu chuẩn: W
o
= 95(daN/m
2
)
- B-ớc khung : B = 6(m)
- Chiều dài nhà : 17B = 17x6 = 102(m)
- Chiều cao dầm cầu trục : H
dct
= 700(mm)
- Chiều sâu chôn cột : H
3
= 800(mm)
- Có 2 cần trục làm việc trong x-ởng ở chế độ trung bình.
+ L
k
=22,5m
+ H= 3,7m
+ B = 8,3m

c
= 75daN/m
2

Que hàn N46 có Rgh=1800daN/cm
2
. Rgt=1650daN/cm
2
.
Ph-ơng pháp hàn tay có
h
=0,7;
t
=1;
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

2
Phần I : Tính toán chung
A-các kích th-ớc chung
I/Thành lập sơ đồ kết cấu:
Từ số liệu yêu cầu thiết kế là loại nhà x-ởng 1 nhịp, chịu tải trọng cầu trục lớn do đó
chọn sơ đồ khung có liên kết Dàn, Cột là liên kết cứng và dàn khung hình thang có mái dốc. Sơ
đồ khung ngang có dạng nh- hình vẽ d-ới:
sơ đồ khung 1 nhịp

II/ Xác định các kích th-ớc khung ngang:
II.1/ Các kích th-ớc theo ph-ơng thẳng đứng:
a- Chiều cao dầm cầu chạy:
h
dcc

3
h
r
: Chiều cao của ray và đệm. Chiều cao của ray tra bảng IV-7 sách thiết kế KC thép
nhà CN ứng với lọai ray KP100 ta có chiều cao là 0,15m; chiều cao của đệm là 0,05
h
r
=0,2m
h
dcc
=0,7m đã tính ở trên.
H
tr
=h
dcc
+H
2
+h
r
=0,7+4,2+0,2=5,1m
d - Chiều cao thông thuỷ của nhà tính từ cốt 0,00 đến trục của thanh cánh d-ới dàn vì kèo.
H=H
1
+H
2
=8,5 + 4,2 =12,7m.
e- Chiều cao của cột d-ới:
H
d
= H-H


với H
tr
: khoảng cách từ vai cột đến trục thanh cánh d-ới của dàn vì kèo.
Ta chọn h
tr
= 0,5m
b- Chọn a:
a: khoảng cách giữa trục định vị và mép ngoài cột trên, a phụ thuộc vào chế độ làm việc
của cầu trục. Do sức trục Q=75T nên ta chọn a=250mm.
c- Chọn

:
: Khoảng cách từ trục định vị của cột đến mép ngoài của cột d-ới.
B
1
+(h
tr
- a) + D=0,4+(0,5-0,25)+ 0,075=0,725m;
B
1
: Khoảng cách từ trục ray đến mép ngòai của cầu chạy lấy theo catalô cầu chạy, ta có
B
1
=0,4m.
D: Khe hở an toàn giữa cầu trục và mép trong của cột trên lấy là 0,075m
=750mm khi Q 75T
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

4

ta không phải để khe lún nhiệt độ . Mặt bằng l-ới Cột đ-ợc bố trí nh- hình vẽ d-ới.
a- Bố trí giằng trong mặt phẳng cánh trên :
Giằng trong mặt phẳng cánh trên gồm các thanh chéo chữ thập trong mặt phẳng cánh
trên và các thanh chống dọc nhà. Tác dụng chính của chúng là đảm bảo ổn định cho cánh trên
chịu nén của dàn, tạo nên những điểm cố kết không chuyển vị ra ngoài mặt phẳng dàn. Các
thanh giằng chữ thập đ-ợc nên bố trí ở đầu khối nhiệt độ và bố trí thêm ở giữa khối. Mặt bằng
bố trí giằng cánh trên đ-ợc thể hiện nh- hình vẽ d-ới.
b- Bố trí gằng trong mặt phẳng cánh d-ới :
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

5
Giằng trong mặt phẳng cánh d-ới đ-ợc đặt tại các vị trí có giằng cánh trên . nó cùng với
giằng cánh trên tạo nên các khối cứng không gian bất biến hình. Hệ giằng cánh d-ới tại đầu hồi
nhà làm gối tựa cho cột hồi chịu tỉ trọng gió thổi lên t-ờng Hồi nên còn gọi là dàn gió. Do
X-ởng có Cỗu trục Q = 75 tấn để tăng độ cứng cho nhà ta bố trí thêm hệ giằng cánh d-ời theo
ph-ơng dọc nhà. Hệ giằng nhà đảm bảo cho sự làm việc cùng nhau của các khung, truyền tải
trọng cục bộ tác dụng lên một khung sang các khung lân cận. Mặt bằng bố trí nh- hình vẽ
d-ới.
6000
24000
60006000
500
b
60006000600060006000
a
6000600060006000600060006000 60006000
500
Sơ đồ mặt bằng l-ới cột, giằng mái trong mặt phẳng cánh trên và d-ới
321 87654 131211109 17161514 18
6000


7
b- Tính toán khung ngang:
I-Tải trọng tác động lên khung ngang:
I.1-Tải trọng tác động lên dàn: đ-ợc tính ra đơn vị daN/m
2
.
a- Tải trọng mái:
Dựa vào cấu tạo của mái để tính trọng l-ợng từng lớp(đơn vị N/m
2
mặt dốc mái) Đổi ra
N/m
2
mặt bằng bằng cách chia cho cos , là góc dốc của mái
Các lớp máI
Tải trọng
tiêu chuẩn
(daN/m
2
)
Hệ số
v-ợt
tải
Tải trọng
tính toán
(daN/m
2
)
- Hai lớp gạch lá nem = 2000daN/m
3

487,8
Vậy ta lấy g
om
= 488daN/m
2
.
i=1/12 tg =1/12cos= 0.9965
Tính trên mặt bằng
g
m
= g
om
/cos=488/0.9965 = 489,7daN/m
2
.
b- Trọng l-ợng của dàn và hệ giằng : (Tính theo công thức kinh nghiệm)
g
d
= 1,1.1,2.
d
.L(daN/m
2
)

d
=0,6 0,9 :Là hệ số kể đến trọng l-ợng bản thân dàn ứng với nhịp từ 24 36m. L=24m
ta chọn
d
=0,65
1,2: hệ số kể đến trọng l-ợng các thanh giằng.

= 40 daN/m
2
.
- Trọng l-ợng của bậu cửa:
g
b
=1,1.(100 150) daN/md của bậu cửa (trên + d-ới).
Ta lấy g
b
=140 daN/md

.
Lực tập trung tác dụng lên mắt dàn của tĩnh tải
G1=B (g
m
+g
d
).d/2= 6.(489,7 + 20,59).2,75/2 = 3.827,2 daN
G2 = B (g
m
+g
d
).d=6.(489,7 + 20,59).3 = 9185daN
G3 = B (g
m
+g
d
).d=6.(489,7 + 20,59).3 = 9185daN
G4 = B (g
m

i
/L
g = (2G
1
+2G
2
+2G
3
+2G
4
+2.G
5
)/24
= (2.3.827,2 + 2.9185 + 2.9185 + 2.10779 + 9185)/24
= 3130,7daN/m
g- Tải trọng tạm thời : Theo TCVN 2737-95 khi không có ng-ời trên mái thì P
o
= 75 daN/m
2

với n
p
=1,1. p =1,3.p
o
.B =1,3.75.6=585 daN/m.
h- Lực tập trung tác dụng lên mắt dàn của hoạt tải
P
1
= P.d/2=585.1,25 = 731,3daN.
P

b- Do trọng l-ợng của dầm cầu chạy:
Theo công thức kinh nghiệm:
G
dcc
=
dcc
.L
2
dcc
.1,1
Với Q=75T ta chọn
dcc
=37, L
dcc
=6m.
G
dcc
= 37.6
2
.1,1= 1465,2daN.
c- Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục:
áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột. Xác định do 2 cầu
trục hoạt đông tại 2 nhịp liên tiếp.
Đ-ờng ảnh h-ởng của phản lực tại vai cột.
Tra bảng VI-1,2 sách thiết kế KC thép nhà CN phụ lục cầu trục ta có :
P
c
1max
= 35tấn = 350KN P
c

1
p
1
p
2
p
2
p
2
p
2
p
1
p
1
mô men đ-ờng ảnh h-ởng
1280
840
4560
840
1280
8400

P
c
1min
=(Q+G)/n
o
- P
c

n
c
:hệ số tổ hợp xét đến ảnh h-ởng của nhiều cầu trục 1 lúc n
c
=0,85.
n:hệ số v-ợt tải n=1,2
y
i
:Tung độ của đ-ờng ảnh h-ởng.
áp lực nhỏ nhất phía bên kia là D
min
:
D
min
=n.n
c
.( P
c
1min
.y
i
+ P
c
2min
.y
i
) = 1,2.0,85.[220.0,1 + 210.( 1 + 0,86
+ 0,5733 + 0,4333)] = 637KN
d-áp lực ngang của cầu chạy:
Khi cầu trục hoạt động nếu xe con đang chạy, má hãm lại tạo ra lực hãm ngang. áp lực ngang

.y
i
=1,2.0,85.14,125.(0,1 + 0,86 + 1 + 0,5733 + 0,4333) = 42,74KN
Lực này chỉ có thể có một trong 2 cột.
II.3/ Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang :
Theo TCVN 2737-95 Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm:
- Gió thổi lên mặt bằng t-ờng dọc đ-ợc chuyển thành lực phân bố trên cột khung.
- Gió trong phạm vi mái từ cánh d-ới dàn vì kèo trở lên đ-ợc chuyển thành lực tập trung
nằm ngang đặt ở cao trình cánh d-ới vì kèo(đầu cột).
Trong phạm vi t-ờng dọc
Tra bảng tải trọng gió ta có q
o
= 95daN/m
2
.
Phía đón gió : q
d
=n.q
o
.k.c.B (daN/m)
Phía trái gió : q
tr
=n.q
o
.k.c.B (daN/m)
n:hệ số v-ợt tải n = 1,2.
B:B-ớc khung B = 6m.
c,c:Tra bng hệ số khí động học c=0,8, c=- 0,6.(sách TCVN2737-95)
(Do B/L=102/24 >2 và h/L = (14,5 + 2,2)/24 = 0,6985)
Dạng địa hình B

ho = 2.2m
W'
0,6m
13.5m-Trong phạm vi mái :Tải trọng gió qui về lực tập trung:
W=n.q
0
.k.B.C
i
h
i

+Mặt truớc:
=90
o
,có h1=2,2mC
1
= 0,8
=3
0
,H/L = (2,2+14,5)/24 = 0,6985 có h2 = 0,75m C
2
= - 0,62
=90
o
,có h3= 3mC
3
=0,7

Với mỗi cột ta xét 4 tiết diện nguy hiểm nhất và tại mỗi tiết diện ghi trị số M,N,Q do mỗi
loại tải trọng gây ra. Riêng tiết diện A thì xét thêm lực cắt Q. Các trị số trong bảng nội lực
đ-ợc ghi làm 2 dòng ; Dòng trên ghi trị số đúng dùng cho tổ hơp cơ bản I(hệ số tổ hợp bằng 1).
Dòng d-ới ghi trị số nhân 0,9 dùng cho tổ hợp cơ bản II.
THCBI = Tải trọng th-ờng xuyên + 1tải trọng tạm thời
THCBII = Tải trọng th-ờng xuyên + 0,9xtải trọng tạm thời.
Ta cần tìm tại mỗi tiết diện:
+ Tổ hợp gây mômen d-ơng: M
+
max
; N
t-

+ Tổ hợp gây mômen âm lớn nhất M
-
max
; N
t-

+ Tổ hợp gây lực nén lớn nhất: N
max
; M
+
t-
(M
+
t-
)
Với cột của nhà công nghiệp 1 tầng có liên kết ngàm với móng ta có chiều dài tính toán
trong mặt phẳng khung đ-ợc xác định:
Với cột d-ới l
1x
=
1
.H
d
.
Với cột trên l
2x
=
2
.H
t
.
Giá trị hệ số
1
phụ thuộc vào tỷ số độ cứng đơn vị giữa 2 phần cột
k
1
=i
2
/i
1
=(J
2
/H
t
) (H

1/2
=0,9

Dựa vào bảng II.6b phụ lục II sách Thiết kế KC thép nhà CN ta nội suy có
1
=2,215

2
=
1
/c
1
=2,215/0,9= 2,461 <3 (thoả mãn)
l
1x
= 2,215.8,4 = 18,61m
l
2x
= 2,46.5,1 = 12,55m
Chiều dài tính toán ngòai mặt phẳng khung:
l
1y
= H
d
=8,4m
l
2y
= H
t
-h

.
N: Lực nén lớn nhất trong mỗi đoạn cột khi ch-a kể đến trọng l-ợng bản thân.Với cột trên
N = N
t-
= 46.162daN
g
c
= [46.162/(0,3.2,15.10
7
)].1,6.7850 = 89,9 daN/m
h
c
:Chiều dài đoạn cột.
H
tt
= H
t
+h
đd
= 5,1 + 2,2 = 7,3m
G
c
= 89,9.7,3 = 656daN
Lực dọc tính toán cho cột trên: N
tt
= 46.162 + 656 = 46.818daN
b - Cột d-ới:
k = 0,45, R = 2,15.10
7
daN/m

II.2-Thiết kế tiết diện cột trên
a-Chọn tiết diện cột:
Diện tích yêu cầu sơ bộ:
A
yc
= N.[+(2,22,8)e/h]/R
e = M/Ne = 40.718/46.818 = 0,87m = 87cm
Ta thiết kế cột đặc tiết diện chữ H=1,25, =1;R=21,5kN/cm
2
=21,5.10
2
daN/cm
2
; =1;
A
yc
= 46.818[1,25+2,4.87/50]/21,5.10
2
= 118cm
2
.
b-Hình dạng và cấu tạo tiết diện cột:
- Chiều cao tiết diện cột trên b
t
=0,5m (theo phần I)
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

16
- Chiều dày bản bụng : đ-ợc chọn sơ bộ
b

J
x
= 1.46,8
3
/12+2.(25.1,6
3
/12+24,2
2
.1,6.25) = 55.410 m
4
.
J
y
= 46,8.1
3
/12+2.(1,6.25
3
/12) = 4.171 cm
4
.
Bán kính quán tính:
r
x
= (J
x
/A)
0,5
= (55.410/126,8)
0,5
= 20,9 cm.

0,5
= 73,83. (2150/2,1.10
6
)
0,5
= 2,36 cm.
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

17

x
= l
2x
/r
x
= 1255/21,72 = 57,78 cm.

x
=
x
(R/E)
0,5
= 57,78.(2150/2,1.10
6
)
0,5
= 1,85 cm. với E=2,1.10
6
daN/cm
2

=A
ng
nên ta không cần kiểm tra điều kiện bền.
- Kiểm tra ổn định tổng thể của cột:
+ Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung:

x
= N/(
lt
.A
ng
) .R
với m
1
= 6,366;
x
= 1,85cm.
Tra bảng phụ lục II.2 nội suy ta có
lt
=0,1972

x
= 46.162/0,1972.117,44 = 1.993,25 daN/cm
2
.R=2150daN/cm
2
.
+ Kiểm tra độ ổn định ngoài mặt phẳng khung:
Tính mô men ở đầu cột đối diện với tiết diện đã có
M

2
.
Tra bảng phụ lục II.1 ta nội suy đ-ợc
y
= 0,758
Xác định c : hệ số kể đến ảnh h-ởng của mô men và hình dáng tiết diện phụ thuộc vào m
x
;
m
x
=e/
x
=(M/N)/(W
x
/A
ng
)
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

18
m
x
= (25.048.10
2
/46.162)/(2.216,4/117,44) = 2,875 có m
x
<= 5
C = /(1+.m
x
)

b
< [ho/
b
]
Theo bảng 3.4 ta có m = 4,24 > 1 ;
x
= 1,85cm > 0,8
[ho/
b
] = (0,9+0,5 ).(E/R)
0,5
3,1(E/R)
0,5

[ho/
b
] = (0,9+0,5.1,85)(2,1.10
6
/2150)
0,5
= 57,04 < 3,1.(E/R)
0,5
= 96,8
Vậy [ho/
b
]=57,04.
Ta có h
b
/
b

= (25 - 1)/(2.1,6) = 7,5 < [b
o
/
c
] =17,03 Thoả mãn điều kiện ổn
định cục bộ bản cánh.
II.3-Thiết kế cột d-ới (ta dùng cột rỗng):
II.3.1- Chọn tiết diện nhánh:
Ta giả thiết gần đúng khoảng cách giữa 2 trục nhánh c = h
d
=100cm =1m
Các cặp nội lực: Nhánh ngoài cột d-ới : N
2
tt
=144.852daN; M
2
tt
= 92.321daNm;
Nhánh trong cột d-ới : N
1
tt
=149.228daN; M
1
tt
= -50.322daNm;
Thay các giá trị vào ph-ơng trình:
y
1
2
-[(M

+ 18,80 = 0
Giải ph-ơng trình ta có y
1
= 0,724m; y
2
= c-y
1
= 1-0,724 = 0,276 m
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu chạy(tính sơ bộ)
N
nh1
= N
1
.y
1
/c+M
1
/c =149.228x0,724/1 + 50.322/1 = 138.222,07 daN
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái
N
nh2
= N
2
.y
2
/c+M
2
/c =144.852x0,276/1 + 92.321/1 = 122.268,15 daN
Giả thiết độ ổn định =0,8 ta có diện tích yêu cầu cho từng nhánh
Nhánh cầu chạy:

= 93,44 cm
2
.
Tính các đặc tr-ng hình học của nhánh:
J
x1
= 2.hb
3
/12 = 2.1,6.20
3
/12 = 2.133 cm
2
.
r
x1
= (J
x1
/A
nh1
)
0,5
= (2.133/93,44)
0,5
= 4,78 cm.
J
y1
= 0,8.36,8
3
/12+20.1,6.(40/2-1,6/2)
2

z
o
=A
i
z
i
/A
i
= (50,4x0,7 + 2x15,6x2,75)/81,6 = 1,48 cm.
Với z
i
:khoảng cách từ mép trái tiết diện đến trọng tâm của từng tiết diện.
với z
o
:khoảng cách từ mép trái tiết diện đến trọng tâm của toàn tiết diện nhánh mái.
Các đặc tr-ng hình học của tiết diện J
x1
= J
y1g
= 147 cm
4
.
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

20
J
x2
=J
x
+2bS

+2bS
y
+a
2
F=1,4.36
3
/12 + 2.[147 + 15,6.(40/2 2,75)
2
] =15.021
cm
4

r
y2
= (J
x2
/A
nh2
)
0,5
= (15.021/81,6)
0,5
=13,57 cm.
Tính khoảng cách giữa 2 trục nhánh:
C = h - z
o
= 100 1,48 = 98,52 cm.
Khoảng cách từ trục trọng tâm tiết diện tới trục nhánh cầu chạy và nhánh mái:
y
1

.A
nh2

= 2.133 + 383,22 + 93,44.45,93
2
+ 81,6.52,59
2
= 426.861 cm
4
.
r
x
= [J
x
/(A
nh2
+ A
nh2
)]
0,5
= [426.861/(93,44+81,6))]
0,5
= 49,38 cm.
II.3.2 - Xác định hệ thanh bụng:
a - Bố trí thanh bụng :
- Khoảng cách các nút giằng a= 96cm thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.
- Chiều dài thanh xiên:
S = (a
2
+c

= s/r
mintx
= 137,56/1,48 = 92,98 <[] = 150
Tra bảng II.1 phụ lục ta có
mintx
= 0,65.
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

21
Kiểm tra : = N
tx
/
min
.A
tx
. R
Hệ số điều kiện làm việc của thanh xiên =0,75 kể đến lệch tâm của trục liên kết và trục thanh:
= 8.719,55/0,65x10,1x0,75 = 1770,92daN/cm
2
< R=2150 daN/ cm
2
.
Thanh xiên ổn định
c - Kiểm tra thanh bụng ngang:
Độ mảnh các nhánh:
Độ mảnh toàn cột theo trục ảo x-x:
x
= l
x1
/r

tđ
= 43,75 tra bảng II.1 đ-ợc = 0,89
Tính Q
q-
= 7,15.10
-6
(2.330 - E/R)N/
= 7,15.10
-6
(2.330 - 2,1.10
6
/2,1.10
3
)149.228/0,89 = 1.622daN
Ta thấy Q
q-
<Q vây ta không cần phải tính lại thanh bụng xiên và
tđ
.
- Thanh bụng ngang tính theo Q
q-
= 1.622daN vì Q
q-
nhỏ nên ta chọn thanh bụng ngang
theo độ mảnh giới hạn [] = 150.
Vậy ta chọn thanh bụng ngang là thép góc L63x4, r
min
=1,25cm.
có = s/r
min

nh2
/r
x2
= 100/2,17 = 46,08
Từ
1max
= 73,90 Tra bảng phụ lục II-1 đ-ợc
1
=0,758
y
1
= A
nh2
.c/A = 81,6.98,52/(93,44 + 81,6) = 45,93 cm.
y
2
= c- y
1
= 98,52 - 45,93 = 52,59 cm.
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu chạy
N
nh1
= N
1
.y
1
/c+M
1
/c =149.228x0,4593/0,9852 + 50.322/0,9852 = 100.204 daN
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

= N
nh2
/
2
.A
nh2
= 160.847/0,782x81,6 = 2.521 daN/cm
2
> R = 2150daN/cm
2

Ta thấy không thoả thỏa mãn điều kiện ổn định và chịu lực của cột(nhánh mái) theo trục y-y.
Vì vậy cần chọn lại tiết diện trục nhánh bằng cách thay 2 thanh thép góc L100x100x8 và tấm
360x14 bằng 2 thanh thép góc L100x100x10 và tấm 360x16. Sau đó kiểm tra lại điều kiện ổn
định và chịu lực theo ph-ơng y y của cột.
Nhánh mái sau khi điều chỉnh lại tiết diện tổ hợp bao gồm :
1 thép bản 360x16F = 57,6cm
2
và 2 thép góc đều cạnh L100x100x8F = 38,4m
2
(A
1g
= 19,2cm
2
). A
nh2
= 57,6 + 38,4 = 96cm
2
.
Tính khoảng cách từ mép ngoài tiết diện nhánh mái đến trọng tâm tiết diện nhánh mái:

F
J
x2
= 36.1,6
3
/12 + 36.1,6.(1,55 - 0,8)
2
+ 2.[179 + 19,2.(2,83 - 1,55)
2
]= 466cm
4
.
r
x2
= (J
x2
/A
nh2
)
0,5
= (466/96)
0,5
= 2,2 cm.
J
y2
= J
y
+2bS
y
+a

y
2
= c- y
1
= 98,45 - 49,89 = 48,56 cm.
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

23
Mô men quán tính toàn tiết diện với trục trọng tâm x-x:
J
x
= J
x
+y
i
2
.A
nhi
= J
x1
+J
x2
+ y
1
2
.A
nh1
+ y
2
2

20
360
20
400
16
100
10
28
485.6 498.9
984.5

Đối với nhánh mái :

y2
= l
y2
/r
y2
= 940/13,65 = 68,86 =
2maxx2
= l
nh2
/r
x2
= 100/2,2 = 45,45
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu chạy
N

2
< R = 2150daN/cm
2

Vậy cột thoả thỏa mãn điều kiện ổn định và chịu lực theo trục y-y.
e - Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x:
Các cặp nội lực:
Nhánh mái : N
2
tt
= 144.852daN; M
2
tt
= 92.321daNm;
Nhánh cầu chạy: N
1
tt
= 149.228daN; M
1
tt
= 50.322daNm;
Cặp 1: e
1
= M
1
/N
1
= 50322/149.228 = 0,3372m = 33,72cm
độ lệch tâm t-ơng đối m = e
1

= 0,751
ổn định toàn thân cột đ-ợc kiểm tra theo điều kiện
N
1
/
lt
.A = 149.228/0,751x189,44 = 1.049 daN/cm
2
R = 2150daN/cm
2

Cặp 2: e
2
= M
2
/N
2
= 92.321/144.852 = 0,64 m = 64cm
Độ lệch tâm t-ơng đối.
m = e
2
.A.(y
2
+z
o
-1,6)/J
x
= 64x189,44.(48,56+1,55-1,6)/461.547 = 1,135
1,6 : chiều dày của bản thép của tiết diện nhánh mái.
Tra bảng phụ lụcII-3 ta có

daN/cm
2
= 0,45x3.450=1.550daN/cm
2
.
hàn tay có
h
=0,7;
t
=1;

t
.R
gt
= 1x1.550 =1.550 daN/cm
2
.

h
.R
gh
= 0,7x1.880 = 1.260 daN/cm
2
= (
h
. R
g
)
min
.

với =0,75
Đ-ờng hàn liên kết thanh bụng chịu lực cắt Q
q-
rất bé do đó ta lấy đ-ờng hàn theo cấu tạo
h
hs
= 6mm; h
hm
= 5mm; l
h
> 4cm;
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp B2 k7

25

II.4-Thiết kế các chi tiết cột:
II.4.1 - Nối phần cột trên và cột d-ới:
- Ta dùng liên kết hàn đối đầu để nối 2 phần cột trên và d-ới. Mối nối sẽ ở vị trí cao hơn
vai cột 1 khoảng là 500mm. Nội lực dùng để tính toán là nội lực tại tiết diện Ct (tiết diện ngay
sát vai cột). Từ bảng nội lực ta chọn ra 2 cặp nội lực nguy hiểm nhất cho từng nhánh t-ơng ứng.
Cặp nội lực: N
1
tt
= 46.162daN; M
1
tt
= 9.960 aNm; (1;3;5;8)
N
2
tt

, bản cánh: 2.(25.1,6) = 80cm
2
.
ứng suất trong đ-ờng hàn đối đầu nối với bản cánh ngoài là:

h
= S
ngoài
/(
h
l
h
) = 42.482/1,6.(25 - 2.0,5) = 1.106 daN/cm
2
<R = 2100daN/cm
2

Chọn bản nối K có chiều dày và chiều rộng đúng bằng chiều rộng bản cánh của cột.
Nội lực lớn nhất trong cánh trong cột trên:
S
trong
= 46.162/2 + 8.752/(0,4 -0,016) = 44.982 daN
Dùng đ-ờng hàn đối đầu thẳng góc ứng suất trong đ-ờng hàn nối là:

h
= S
trong
/(
h
l