THUYẾT MINH
TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN THÉP 2
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG ,1 NHỊP
( KHUNG ZAMIL)

A. THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI:
Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái, lớp cách nhiệt và trọng lượng bản
thân của xà gồ. Lớp mái và xà gồ được chọn trước theo tài liệu “ Pre – Engineered
Buildings Design Manual “. Sau đó được kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện
biến dạng của xà gồ.
- Tấm lợp mái : (single skin panels)
hình dạng tấm lợp mái chọn như sau:
Có các thông số kỹ thuật :
Chiều dày
(mm)
Trọng lượng 1 tấm
(kG/m
2
)
D.tích 1tấm
(m
2
)
Tải trọng cho phép
(kN/m
2
)
0,7 6,59 8,39 1,96
200
60
1.75

4
)
W
y
(cm
3
)
Trọng
lượng
(kg/m)
Chiều
dày
(mm)
Diện
tích
(cm
2
)
Tải trọng
cho phép
(KN)
200Z17 358,
8
35,88 49,86 7,01 4,74 1,75 6,04 16,44

Xà gồ chữ Z(200Z17). Xà gồ chữ C(180ES20).
Tiết diện J
x
(cm
4

1.75
180
2
0
8
5
1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ :
Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng lớp cách nhiệt, tải
trọng bản thân xà gồ và tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái.
Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là : 1,5 m
⇒
Khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt phẳng mái là :
m51,1
71,5cos
5,1
0
=
.
(Độ dốc i = 10
⇒
α = 5,71
o
).
a.Tĩnh tải :
Vật liệu mái Hệ số
vượt tải
Tải trọng tiêu
chuẩn (kG/m
2
)

tt
= (6,92 + 12 + 39).
0
71,5cos
5,1
+ 4,74.1,05 = 92,29(kG/m).
Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ: Tổ hợp gió và tĩnh tải (chiếu lên phương gió) với hệ
số tin cậy 0,9, gió lấy theo TCVN tại Huế (W
o
=95daN/m
2
)
α
α
cos)(9,0
cos
0
×+××−××××=
xagômáiegió
gdg
d
nkWCq
)/(14,8471,5cos)74,45,1)1059,6((9,0
71,5cos
5,1
2,192,0957,0
0
0
,
mkGq

tc
tc
y
/6,7471,5cos.97,74cos.
0
===
α
.

mkGqq
tt
tt
x
/18,971,5sin29,92sin.
0
===
α
.

mkGqq
tt
tt
y
/83,9171,5cos.29,92cos.
0
===
α
.
*Theo điều kiện bền:


===
−
Bq
M
tt
y
x
kG.cm

75,1032
32
10.600.18,9
32
.
222
===
−
Bq
M
tt
x
y
kG.cm.
q
y
q
x
6000
3000 300 0
Mx

q.sin
a
x
Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái
rất nhỏ nên có thể bó qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt
phẳng mái
y
δ

Công thức kiểm tra :
3
10.5
200
1
BB
−
==






<
δδ
Ta có :
cm
IE
Bq
x

Vậy xà gồ giữa 200Z17 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng.
* Kiểm tra xà gồ chịu tải gió:
kG.cm 37863 kG.m63,378
8
.6.14,84
8
.
22
,
====
Bq
M
tt
x
gióy

cmkGmkG
Bq
M
tt
x
x
.625,2984.84625,29
32
6.53,26
32
.
22
====
22

===
−
δ33
10.510.14,300314,0
600
88,1
−−
<===
B
δ
Vậy xà gồ giữa 200Z17 đảm bảo độ võ cho phép khi chịu tải trọng gió.
b. Kiểm tra với xà gồ chữ “C”
*Tải trọng tác dụng:
Tải trọng tác dụng lên xà gồ 180ES20:
q
tc
= (6,59+ 10 + 30).
0
71,5cos2
5,1
+ 6,11 = 41,23 (kG/m).
q
tt
= (6,92 + 12 + 39).
0
71,5cos2
5,1

α
.

mkGqq
tt
tt
y
/82,4971,5cos.07,50cos.
0
===
α
.
Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ: Tổ hợp gió và tĩnh tải (chiếu lên phương gió) với hệ
số tin cậy 0,9, gió lấy theo TCVN tại Huế (W
o
=95daN/m
2
)
α
α
cos)(9,0
cos
0
×+××−××××=
xagômáiegió
gdg
d
nkWCq
)/(92,8271,5cos)11,65,1)1059,6((9,0
71,5cos

c
= 1 hệ số điều kiện làm việc.
f
=2150 kG/cm
2
: cường độ của thép xà gồ
Xà gồ tính toán theo 2 phương đều là dầm đơn giản 2 đầu tựa lên xà ngang mômen
đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp.
Ta có :
cmkG
Bq
M
tt
y
x
.22419
8
10.600.82,49
8
.
22
2
===
−

cmkG
Bq
M
tt
x

*Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:
Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái
rất nhỏ nên có thể bó qua , ta chỉ xét đến độ võng theo phương vuông góc với mặt
phẳng mái
y
δ
.
Công thức kiểm tra :
3
10.5
200
1
BB
−
==






<
δδ
Ta có :
cm
IE
Bq
x
tc
y

8
.6.92,82
8
.
22
,
====
Bq
M
tt
x
gióy

cmkGmkG
Bq
M
tt
x
x
.3123.23,31
32
6.76,27
32
.
22
====
22
/2150/55,1016
12,12
3123
33
10.510.29,200229,0
600
38,1
−−
<===
B
δ
200
16
500
14
14
Vậy xà gồ “C” 180SE20 đảm bảo độ võ cho phép khi chụi tải trọng gió.
B.CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG.
1.Các thông số của cầu trục: Với sức trục Q = 16 tấn, chế độ làm việc trung bình,
chọn trục định vị trùng với mặt ngoài của cột và λ = 750 mm.
Các thông số kỹ thuật
Sức
trục
Q(T)
Nhịp
cầu
trục
(m)
Kích thước gabarit chính
(mm)
áp lực bánh

H B b
KP-70 52,83 120 120 70
120
120
28
A B
8700
6500 2200
21000
Ta có :
H
1
= 9 m.
H
2
= H
k
+100 + f = 1140 +100 + 200 = 1440 mm = 1,44 m.
H
t
= H
2
+ H
DCT
+ H
r
= 1,44+0,5+0,14 = 2,08 m.
H
d
= H

+ Bảo đảm độ cứng của toàn nhà theo phương dọc .
+ Chịu tác dụng của các tải trọng dọc nhà và đảm bảo ổn định cho cột .
*Cách bố trí : xem trên bản vẽ A1.

D. THIẾT KẾ KHUNG NGANG
I. Xác định tải trọng :
1.Tĩnh tải:
- Tải trọng mái và xà gồ : trên thực tế tải này truyền lên khung dưới dạng lực tập
trung tại điểm đặt các xà gồ, số lượng lực tập trung > 5 nên ta có thể quy về tải phân
bố (trên mặt bằng).
g
r
tc
=
)/(43,1246.)
24
42,5.18
71,5cos
)1059,6(
mkG
o
=






+
+

6.24,10.92,6=
tuong
G
+ 4,98.6.6 = 604,4 kG
Vậy tĩnh tải tác dụng lên rường ngang là : g
r
= 139,7 kG/m
Tĩnh tải tác dụng lên đỉnh cột : G
c
= 604,4 kG
-Tĩnh tải cầu trục:
Tải trọng bản thân dầm cầu trục, ray và các lớp đệm :Tải này tác dụng lên vai cột
khi tính toán ta đưa về tim cột dưới dạng 1 lực tập trung và 1 mômen.
G
tc
=(g
ct
+g

).l = (111,8+52,83).6 = 987,78 kG
G
tt
= 1,05 .G
tc
= 1,05 .987,78= 1037,169 kG
M
tc
= G
tc
.e = 987,78 . 0,5 = 493,89 kGm

o
tc
9,27108
2
8,111160
maxmin
=−
+
=−
+
=
Áp lực thẳng đứng lớn nhất do cầu trục truyền lên vai cột D
max
xác định theo đường
ảnh hưởng phản lực.
D
max
= n.n
c
.( P
tc
max
.
∑
i
y
)
D
min
= n.n

4100
1600
Trong đó : n = 1,1
n
c
= 0,85 là hệ số tổ hợp khi xét tải trọng do hai cầu trục chế độ trung bình
hoặc nhẹ .
Từ đó ta tính được áp lực D
max

, D
min
:
D
max
= n.n
c
.( P
tc
max
.
∑
i
y
) = 1,1.0,85.108.
∑
i
y
= 1,1.0,85.108.2,7=272,65 kN
D

min
. e = 70,43.0,5 = 35,22 (kN.m)
kN
n
D
D
tc
86,247
1,1
65,272
max
max
===
kN
n
D
D
tc
03,64
1,1
43,70
min
min
===
== e.DM
tc
max
tc
max
247,86 . 0,5 = 123,93 (kN.m)

T
xecono
618,8)36,12160.(
2
1,0
).(
2
=+=+=
kN
n
T
T
o
o
309,4
2
618,8
1
===⇒
Đối với móc mềm f = 0,1

kNyTnnT
ic
88,107.2.309,4.1,1.85,0
1
===
∑

Lực hãm ngang của toàn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hãm (giả
thiết cách vai cột 0,7m)

được nội suy với góc dốc của mái là α = 5,7
o
(độ dốc i = 1/10);
tỷ số H/L = 10,54.1/24= 0,44 ⇒ Ce
1
= - 0,509
+ Trị số Ce
2
được nội suy với α = 5,7
o
< 60
o
;tỷ số H/L = 10,54/24= 0,44
⇒ Ce
2
= - 0,4
* Tải trọng gió tác dụng lên cột:
Hệ số khí động
c = + 0,8 đối với phía gió đẩy
c = - 0,6 đối với phía gió hút
Phía đón gió:
1,2.0,95.1.0,8.6=5,47 (kN/m)
Phía khuất gió:
1,2.0,95.1.0,6. 6=4,104 (kN/m)
* Tải trọng gió tác dụng lên mái:
Phía đón gió:
1,2.0,95.1.0,509.6=3,48 (kN/m)
Phía khuất gió:
1,2.0,95.1.0,4.6=2,74 (kN/m)
II.Tính nội lực khung:

mmt
w
8=
,
mm10t
f
=
2.Xác định nội lực khung :
Sử dụng phần mềm SAP2000 Version 9.03 xác định nội lực.
*Các phương án chất tải và biểu đồ nội lực :
- Phương án 1 : Tĩnh tải
- Phương án 2 : Hoạt tải nửa trái
21000
234 kG/m
8700
5860
- Phương án 3 : Hoạt tải nửa phải
510,5kGm
24000
139,7kG/m
541,35kG
541,35kG
928,18kG
510,5kGm
928,18kG
10440
8360
21000
234 kG/m
8700

0,638T
6500 22001575
- Phương án 10 : T phải -
21000
0,638T
6500 22001575
- Phương án 11 : Gió trái
21000
Giã tr¸i
530,13 kG/m
277,69kG/m
269,93kG/m
331,13 kG/m
8700 1575
- Phương án 12 : Gió phải
21000
Giã ph¶i
530,13 kG/m
331,13kG/m
277,69 kG/m
269,93kG/m
8500 1575
* Biểu đồ nội lực của các phương án chất tải:
- Phương án 1 : Tĩnh tải
- Phương án 2 : Hoạt tải nửa trái
M
Q
- Phương án 7 : T trái +
M
Q
N
- Phương án 8 : T trái -
M
Q
N
- Phương án 9 : T phải +
M
Q
N
- Phương án 10 : T phải -
M
Q
N