Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
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
)
- Bớc 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 xởng ở chế độ trung bình.
+ L
k
=22,5m
+ H= 3,7m
+ B = 8,8m
+ Lt=4,4m
+ B1=0,4m.

)
-
Hoạt tải mái p
c
= 75daN/m
2
Que hàn N46 có Rgh=1800daN/cm
2
. Rgt=1650daN/cm
2
.
Phơng pháp hàn tay có
h
=0,7;
t
=1.
Phần I : Tính toán chung
A-các kích thớc chung
I/Thành lập sơ đồ kết cấu:
Từ số liệu yêu cầu thiết kế là loại nhà xởng 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 dới:
sơ đồ khung 1 nhịp
II/ Xác định các kích thớc khung ngang:
II.1/ Các kích thớc theo phơng thẳng đứng:
a- Chiều cao dầm cầu chạy:
h
dcc
= 0.7m
b - Chiều cao từ mặt ray đến đáy cầu trục.
H

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 dới dàn vì kèo. H=H
1
+H
2
=8,5 + 4,2
=12,7m.
e- Chiều cao của cột dới:
H
d
= H-H
tr
+H
3
H
3
:Chiều sâu của phần cột chôn dới cốt mặt nền :H
3
= 0,8m

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 dới.
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
d - Tính chiều cao tiết diện cột dới h
d
:
h
d
: Theo độ cứng ta có h
d
=(1/15 ữ 1/20) Hd= (1/15 ữ 1/20)8,4m<=560mm
Theo điều kiện cấu tạo ta chọn h
d
= +a=750+250 = 1000mm;

bố trí nh hình vẽ dới.
6000
2
4
0
0
0
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
6
0
0
0
6
0
0
0
6
0
0
0
6
0

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
. Dày 3cm
60 1,1 66
- 2 Lớp vữa lát dày 1,5cm/lớp = 1800 daN/m
3
. Dày 3 cm
54 1.2 64,8
- Bê tông xỉ cách nhiệt = 500daN/m
3
. Dày 12 cm.
60 1,2 72

2
)

d
=0,6 ữ 0,9 :Là hệ số kể đến trọng lợng bản thân dàn ứng với nhịp từ 24 ữ 36m. L=24m ta chọn
d
=0,65
1,2: hệ số kể đến trọng lợng các thanh giằng.
L: nhịp dàn 24m theo đầu bài
1,1 Hệ số vợt tải.
g
d
= 1,1.1,2.0,65.24= 20,59daN/m
2
mặt bằng.
c-Trọng lợng cửa mái: (lấy theo kinh nghiệm)
g
cm
=1,1.0.5.(12 ữ 18) daN/m
2
cửa trời.
Ta lấy g
cm
=7 daN/m
2
cửa trời.
d- Trọng lợng của cửa kính và bậu cửa:
- Trọng lợng cửa kính: g
k
=n.g

).d/2= 6.(489,7 + 20,59).2,75/2 = 3.827,2 daN
3
Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
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
+g
d
).d + (a.g
k
+ g
b
+ a.g
cm
).B
= 6.(489,7 + 20,59).3 + 6.(3.40 + 140 + 3.14)
= 9185+ 1594 = 10779daN
G5=B.(g
m
+g
d

= P.d/2=585.1,25 = 731,3daN.
P
2
= d.P= 3.585 =1755daN
P
3
= d.P= 3.585 =1755daN
P
4
= d.P= 3.585 =1755daN
P
5
= d.P= 3.585 =1755daN
d:Khoảng cách giữa các mắt dàn theo phơng ngang3m=>A

=g*L/2=585*24/2=7020daN
II.2/Tải trọng tác động lên cột:
a- Do phản lực đầu dàn (lực đợc đặt vào trục cột biên):
b- Do trọng lợng của dầm cầu chạy:
Theo công thức kinh nghiệm:
G
dcc
=
dcc
.L
2
dcc
.1,1
Với Q=75T ta chọn
dcc

8400
1280
840
4560
840
1280
6000 6000
1
0
,
8
6
0
,
5
7
3
0
,
4
3
3
0,1
p
1
p
1
p
2
p

- P
c
2max
= (750+1530)/4 - 360 = 210KN
áp lực lớn nhất lên vai cột D
max
:
D
max
= n.n
c
.( P
c
1max
.y
i
+ P
c
2max
.y
i
) = 1,2.0,85.[350.0,1 + 360.(1 + 0,86
+ 0,5733 + 0,4333)] = 1088,32KN
n
c
:hệ số tổ hợp xét đến ảnh hởng của nhiều cầu trục 1 lúc n
c
=0,85.
n:hệ số vợt tải n=1,2
y

).0,05/n
o
.
Tra bảng cầu trục ta có G
XC
=38T=380KN
T
c
1
= (750 + 380).0,05/4 = 14,125KN
Các lực ngang T
c
1
truyền lên cột thành lực hãm ngang T. Lực T đặt ở cao trình dầm hãm lợi dụng đờng ảnh hởng khi xác định lực nén
lên vai cột ta có thể xác định đợc lực T nh sau(Tính theo phơng ngang):
T= n.n
c
. T
c
1
.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 tờng dọc đợc chuyển thành lực phân bố trên cột khung.
- Gió trong phạm vi mái từ cánh dới dàn vì kèo trở lên đợc chuyển thành lực tập trung nằm ngang đặt ở cao trình cánh dới vì
kèo(đầu cột).
Trong phạm vi tờng dọc

q
h
= n.q
o
.k.c.B = 1,2.95.1.0,6.6.1,04 = 427 daN/m.
l = 24m
0.00
sơ đồ tải trọng gió
Qđ
Qh
W
3
m
0.75m
h
o
= 2.2m
W'
0,6m
1
3
.
5
m
-Trong phạm vi mái :Tải trọng gió qui về lực tập trung:
W=n.q
0
.k.B.C
i
h

4
= - 0,6;
k:Trung bình cộng của giá trị ứng với độ cao đáy vì kèo và giá trị ở độ cao điểm cao nhất của mái k = (1,099 +1,204) /2 =
1,1515
W = 1,2.65.1,1515.6.[2,2.0,8 + 0,75.(-0,62) + 0,7.3 + (-0,8).0,6 + 2,2.0,6 + 0,75.0,6 + 0,6.3 + 0,6.0,6)] = 3.689 daN
III.Tổ hợp nội lực:
Ta tiến hành tổ hợp nội lực để tìm ra từng trờng hợp tải trọng bất lợi nhất để thiết kế khung. Do nhà có tờng tự mang nên lực dọc
ở cột chỉ có V, V;ở cột dới có thêm D
max
;G
dcc
(bỏ qua trọng lợng bản thân của cột). Các kết quả giải đợc ta đa vào bảng tổ hợp.
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 đợc ghi làm 2 dòng ; Dòng trên ghi trị số đúng dùng cho tổ hơp cơ bản I(hệ số tổ
hợp bằng 1). Dòng dới ghi trị số nhân 0,9 dùng cho tổ hợp cơ bản II.
THCBI = Tải trọng thờng xuyên + 1tải trọng tạm thời
5
Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
THCBII = Tải trọng thờng xuyên + 0,9xtải trọng tạm thời.
Ta cần tìm tại mỗi tiết diện:
+ Tổ hợp gây mômen dơng: M
+
max
; N
t
+ Tổ hợp gây mômen âm lớn nhất M
-
max
; N
t

Giá trị hệ số à
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
d
/J
1
)= (J
2
/ J
1
)(H
d
/H
t
) = (1/9).(8,4/5,1)= 0,183
Tỷ số lực nén m = N
d
/N
t

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
dcc
= 5,1 0,7 = 4,4m(h
dcc
=0,7m theo tính toán phần I)
II-Thiết kế tiết diện cột:
II.1-Xác định lực tính toán của cột:
Vì khi tổ hợp nội lực ta cha kể đến tải trọng bản thân của cột nên ta cần tính thêm tải trọng bản thân của cột khi tính toán cột. Ta
coi tải trọng bản thân nh lực tập trung đặt tại tâm tiết diện cột ở trên đỉnh cột. Ta tính toán theo công thức: G
c
=g
c
.h
c
a - Cột trên:
g
c
=[N/KR]. daN/m

= 46.162 + 656 = 46.818daN
b - Cột dới:
k = 0,45, R = 2,15.10
7
daN/m
2
, =1,6; = 7850daN/m
3
.
N = N
tmax
= 146.781daN, H
d
=9,4m
g
c
= [146.781/(0,45.2,15.10
7
)].1,6.7850= 190,5 daN/m
G
c
= 190,5.9,4 =1791daN
Vậy ta có lực dọc tính toán cho cột dới
N
1
tt
= 146.781 + 656 + 1791 = 149.228 daN; M
1
= -50.322daNm
N

- Chiều dày bản bụng : đợc chọn sơ bộ
b
= 0,01m = 10mm.
- Chiều rộng bản cánh:đợc chọn sơ bộ b
c
= 0,25m =250mm.
- Chiều dày bản cánh:đợc chọn sơ bộ
c
= 0,016m =16mm
Ta có diện tích tiết diện:
Bản bụng: 46,8. 1 = 46,8cm
2
.
Bản cánh: 2.(25.1,6) = 80,00 cm
2
.
A = 126,80 cm
2
.
6
Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
16
468
16
2
5
0
1
0
500

0,5
= (55.410/126,8)
0,5
= 20,9 cm.
r
y
= (J
y
/A)
0,5
= (4.171/126,8)
0,5
= 5,74 cm.
Mô men chống uốn:
W
x
=2J
x
/h = 2x55.410/50 = 2.216,40 cm
3
.
- Độ mảnh và độ mảnh qui ớc của cột trên:

y
= l
2y
/r
y
= 440/5,96 = 73,83 cm.


2
.
- Độ lệch tâm tơng đối m và độ lệch tâm tính đổi m
1
:
m = e.A
ng
/W
x
= 87x126,8/2.216,40 = 4,58
A
ng
:Diện tích tiết diện nguyên.
với
x
= 1,85cm; m = 4,58 và A
c
/A
b
= (25.1,6)/(46,8.1) = 0,85
Tra bảng II-4(trờng hợp 5) ta có
= (1,9 - 0,1m) - 0,02(6 - m)
x
= (1,9 0,1.4,58) 0,02(6 4,58).1,85 = 1,39
m
1
= 1,39.4,58 = 6,366
Vì m
1
<20, không có lối đi ở bụng cột A

M
b
= -40.718daNm.
M
c
t
= 6293daNm.(theo bảng tổ hợp nội lực)
Mô men ở tiết diện phần ba cột là(phía M lớn)
M=M
c
t
+ 2[M
b
-M
c
t
]/3 = 6293+ 2[-40.718 -( 6293)]/3 = -25.048 daNm
M= -25.048 > M
b
/2 = -40.718/2= -20.359 daNm(về trị số)
ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung:

y
=N/(c.
y
.A
ng
).R
với
y

<5 tra bảng phụ lục II-5 ta có:
= 065 + 0,005m
x
= 0,65+0,005.2,875 = 0,66
với
y
= 73,83cm và
c
=3,14.(E/R)
0,5
= 3,14(2,1.10
6
/2150)
0,5
= 98,1 =1
C = 1/(1+0,66.2,875) = 0,271

y
= 46.162/(0,271.0,758.117,44) = 1.913,51 daN/cm
2
< 2150daN/cm
2
- Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
+ Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng theo điều kiện : h
b
/
b
< [ho/
b
]

Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
Theo bảng 3.3:[b
o
/
c
] = (0,36+0,1. ).(E/R)
0,5
[b
o
/
c
] = (0,36+0,1.1,85)(2,1.10
6
/2150)
0,5
= 17,03
Ta có : b
o
/
c
= (b
c
- b
b
)/2
c
= (25 - 1)/(2.1,6) = 7,5 < [b
o
/
c

-N
2
)+c]y
1
+ M
2
.c/(N
1
-N
2
) = 0
y
1
2
-[(50.322+ 92.321)/(149.228 -144.852)+1]y
1
+ 92.321x1/(149.228 -144.852) =0
y
1
2
- 26,70 y
1
+ 18,80 = 0
Giải phơng trình ta có y
1
= 0,724m; y
2
= c-y
1
= 1-0,724 = 0,276 m

A
ycnh2
= N
nh2
/R = 122.268/(0,8.2150.1) = 71,09 cm
2
.
Theo yêu cầu độ cứng bề rộng cột:
b = 40cm (tỷ số b/H
d
= 40/940 = 1/23,5)
a - Nhánh cầu chạy dùng tiết diện chữ I tổ hợp từ 3 bản thép có các kích thớc tiết diện là :
Bản bụng : 368.8 F
b
= 29,44 cm
2
Bản cánh:2.(200.16)F
c
= 64cm
2
A
nh1
= 93,44 cm
2
.
Tính các đặc trng hình học của nhánh:
J
x1
= 2.hb
3

nh1
)
0,5
= (15.119/93,44)
0,5
= 12,72 cm.
b - Nhánh mái là tiết diện tổ hợp : 1 thép bản 360x14F = 50,40 cm
2
và 2 thép góc đều cạnh L100x8F = 31,2 cm
2
(A
1g
= 15,6cm
2
).
A
nh2
= 50,4 + 31,2 = 81,6cm
2
.
Tính khoảng cách từ mép ngoài tiết diện nhánh mái đến trọng tâm tiết diện nhánh mái:
z
o
=A
i
z
i
/A
i
= (50,4x0,7 + 2x15,6x2,75)/81,6 = 1,48 cm.

] =383,22 cm
4
.
r
x2
= (J
x2
/A
nh2
)
0,5
= (383,22/81,6)
0,5
= 2,17 cm.
J
y2
= J
y
+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

i
2
.A
nhi
= J
x1
+J
x2
+ y
1
2
.A
nh1
+ y
2
2
.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

= 10,1 cm
2
, r
mintx
=1,48cm(=r
yo
).
b - Kiểm tra thanh bụng xiên - giằng cột:
Nội lực trong thanh xiên do lực cắt thực tế chân cột là: Q = 12.490daN
N
tx
= Q/2sin = 12.490/2x0,716207 = 8.719,55 daN.
Kiểm tra độ mảnh của thanh bụng xiên

max
= s/r
mintx
= 137,56/1,48 = 92,98 <[] = 150
Tra bảng II.1 phụ lục ta có
mintx
= 0,65.
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

0,5
= (37,69
2
+ 28,5.175,04 /10,1)
0,5
= 43,75 < [] =120
với A = A
nh1
+A
nh2
= 93,44 + 81,6 = 175,04 cm
2
.
Theo
tđ
= 43,75 tra bảng II.1 đợc = 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

Nhánh mái:
y2
= l
y2
/r
y2
= 940/13,57 = 69,27 =
2max

x2
= l
nh2
/r
x2
= 100/2,17 = 46,08
Từ
1max
= 73,90 Tra bảng phụ lục II-1 đợc
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.

2
/c = 144.852.0,5259/0,9852 + 92.321/0,9852 = 160.847 daN

2max
= 69,27tra bảng
1
=0,782
= 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 phơng 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

x
+2bS
x
+b
2
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

=A
nh2
.c/A = 96.98,45/(93,44+96) = 49,89 cm.
y
2
= c- y
1
= 98,45 - 49,89 = 48,56 cm.
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

6
8
1
6
2
0
3
6
0
2
0
4
0
0
16
100
1
0
2
8
485.6 498.9
984.5
Đối với nhánh mái :

y2
= l
y2
/r
y2
= 940/13,65 = 68,86 =

= 68,86tra bảng
1
=0,85
9
Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
= N
nh2
/
2
.A
nh2
= 155.032/(0,85x96) = 2.024 daN/cm
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

x
= l
x1
/r
x
= 1.861/49,36 = 37,7
Tra bảng phụ lụcII-3 ta có
lt
= 0,751
ổn định toàn thân cột đợc 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 tơng đối.
m = e
2
.A.(y
2

=1.800daN/cm
2
, R
gt
=0,45. R
btc
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
= (

gt
)
min
. = 0,3x8.883/0,6x1260x0,75 = 4,7 cm
với =0,75
Đờng hàn liên kết thanh bụng chịu lực cắt Q
q
rất bé do đó ta lấy đờng hàn theo cấu tạo
h
hs
= 6mm; h
hm
= 5mm; l
h
> 4cm;
II.4-Thiết kế các chi tiết cột:
II.4.1 - Nối phần cột trên và cột dới:
- Ta dùng liên kết hàn đối đầu để nối 2 phần cột trên và dới. 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 tơng 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 đờng 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 đờng hàn đối đầu thẳng góc ứng suất trong đờng hàn nối là:

h
= S
trong
/(
h
l
h

Chiều rộng sờn đầu dầm b
s
= 300mm.
Chiều dày dầm vai đợc xác định từ điều kiện ép cục bộ của lực tập trung
D
max
+G
dct
= 108.832 + 1.465,2 = 110.297 daN.
Chiều dài truyền lực ép cục bộ : z = b
s
+2
bđ
= 30+2.2 = 34cm
a - Chiều dày cần thiết bản bụng dầm vai:

dv
= (D
max
+G
dct
)/z.R
em
= 110.297/34x3.200 = 1,014cm . Lấy
dv
= 12mm
10
Đồ áN THIếT Kế KếT CấU THéP NHà CôNG NGHIệP NGUYễN THIÊN TRúC
- Bản bụng của nhánh cầu trục của cột dới sẽ đợc xẻ rãnh cho bản bụng của dầm vai luồn qua. Hai bản bụng này đợc liên kết
với nhau bằng 4 đờng hàn góc. Chiều cao của bản bụng trớc hết phải đủ để chứa 4 đờng hàn này. Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là 6

g
)
min
= 0,7.1800
Chiều dài 1 đờng hàn cần thiết liên kết bản K vào bụng dầm vai
l
h
2
= S
trong
/[4h
h
.(R
g
)
min
] + 1 = 44.982/4.0,6.0,7.1800 + 1 = 14,87 cm.
Theo yêu cầu cấu tạo h
dv
0,5h
d
= 0,5.100 = 50cm để đảm bảo cột trên đợc ngàm vào cột dới (để góc xoay của cột trên và cột dới là nh
nhau). Chọn h
dv
= 60cm.Chiều dày bản cánh dới dầm vai lấy 1 cm. Chiều cao bản bụng h
bdv
= 60 - (2+1) = 57cm.
- Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:
Để việc tính toán đơn giản, thiên về an toàn ta coi chỉ có riêng bản bụng dầm vai chịu uốn. Mô men chống uốn của bản bụng dầm vai
là :

.y
1
/c+M
1
/c =149.228x0,4989/0,9845 + 50.322/0,9845 = 126736 daN
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái
N
nh2
= N
2
.y
2
/c+M
2
/c = 144.852.0,4856/0,9845 + 92.321/0,9845 = 165.222 daN
a - Tính bản đế:
Diện tích yêu cầu của bản đế đợc xác định theo CT:
A
bđ
=N/R
ncb
Giả thiết hệ số tăng cờng độ do nén cục bộ xuống mặt bê tông móng: m
cb
=(A
m
/A
bđ
)
1/3
=1,2.

nh2
/R
ncb
= 165.222 /108 = 1.435,48 cm
2
.
Chọn chiều rộng bản đế : B = b
c
+2
dđ
+2c = 40 + 2.1,4 + 2.3,6 = 50cm
Chiều dài L của bản đế tính đợc là:
L
1bđ
yc
= A
nh1
yc
/B = 984,06/50 = 19,68 cm. Lấy L
1bđ
= 24cm.
L
2bđ
yc
= A
nh2
yc
/B = 1.435,48/50 = 28,71 cm. Lấy L
2bđ
= 34cm.

= 0,125.91,2.17
2
= 3.295 daNcm. Ta chọn M
ô2
để tính toán
Chiều dày bản đế của nhánh mái là:

bđm
=
bđ2
= (6M/R.)
1/2
= (6x3.295/2150x1)
1/2
= 3,03 cm;
Lấy
bđ2
= 3,2cm
+Tính chiều dày bản đế nhánh cầu trục :
Kiểm tra : ta có b/a = 230/100 =2,3 .Tra bảng III.6 nội suy có = 0,133
M
ô2
= .
nh1
.a
2
= 0,133.88,57.11
2
= 1.178 kgcm.
Vậy

do 2 đờng hàn liên kết dầm đế với sống và mép thanh thép góc L100x8 của nhánh mái. Chiều dài cần thiết của đ -
ờng hàn là (chọn h
s
= 12mm;h
m
= 8 mm):
l
hs
= N
2dđ
.(b
g
-a
g
)/[b
g
.h
s
.(R
g
)
min
] = 46.512x(10 - 0,55)/10x1,2x0,7x1800 = 29,1 cm.
l
hm
= N
2dđ
.(b
g
-a

A
.l
A
= 1.824x(17 + 1,55 - 1,6) = 1.824x16,95 = 30.917 daN.
M
A
= q
A
.l
A
2
/2 = 1.824x16,95
2
/2 = 262.020 daNcm.
Chọn chiều dày sờn là
A
= 1,2cm
Từ điều kiện bền về uốn ta có chiều cao sờn A.
h
A
= (6M
A
/
A
.R.)
1/2
= (6x262.020/1,2x2150x1)
1/2
= 24,68 cm. chọn h
A

.
Độ bền của đờng hàn(ở đây ta kiểm tra đờng hàn theo tiết diện đờng hàn)
đợc kiểm tra theo
tđ
:

tđ
= [(M
A
/W
gh
)
2
+(Q
A
/A
gh
)
2
]
1/2
= [(262.020/170,1)
2
+ (30.917/37,8)
2
]
1/2
= 1.744 daN/cm
2
< R.=2150kg/cm

b
= 91,2.[(15,45 + 17 )/2 + 1,6] = 1.626 daN/cm
Chọn thống nhất các đờng hàn ngang nhánh mái là 10mm.
- Tính dầm đế ở Nhánh cầu trục:
Lực N
1dđ
do 2 đờng hàn liên kết dầm đế với cánh của nhánh cầu trục.
Giả thiết chiều cao đờng hàn : h
h
= 0,8mm
l
h
= N
1dđ
/2h
h
(R
g
)
min
= 31.896/ 2x0,8x1260 = 15,82 cm.
Chọn dầm đế nhánh cầu trục tiết diện(400x12)mm, vì dầm đế có tiết diện lớn mà nhịp công xôn lại bé nên không cần kiểm tra các
điều kiện về uốn và cắt.
+ Tính sờn công xôn B:
Tải trọng tác dụng lên sờn q
B
= 88,57.20 = 1.771 daN/cm.
Mô men và lực cắt tại tiết diện có 2 đờng hàn là
M
B

= 25-1 = 24cm (trừ

đi 1 cm do chất lợng đờng hàn ở 2
đầu đờng hàn không tốt)
W
gh
= 2.
h
.h
h
.l
h
2
/6 = 2x0,7x1x24
2
/6 = 134,4 cm
3
.
A
gh
=2.
h
.l
h
.h
h
= 2x0,7x1x24 = 33,6 cm
2
.


h
= q
1đđ
/2(R
g
)
min
= 1.329/2x1260 = 0,527 cm.
Liên kết sờn B vào bản đế:
h
h
= q
B
/2(R
g
)
min
= 1.771 /2x1260 = 0,703 cm.
Liên kết bụng nhánh vào bản đế:
h
h
=q
b
/2(R
g
)
min
= 921/2x1260 = 0,365 cm.
q
b

t
, H
t
cặp nội lực tại tiết diện A(chân cột) do tĩnh tải gây ra.
n
t
: hệ số vợt tải của tải trọng tĩnh mà ta đã dùng khi tính nội lực n
t
= 1,1
n
b
: hệ số giảm tải dùng để tính nội lực cho liên kết bu lông neo n
b
= 0,9.
M
g
:nội lực (mô men) do tải trọng gió gây ra tại tiết diện chân cột
-Từ M,N tính ra đợc lực kéo trong nhánh mái (chính là lực kéo trong các nhánh bu lông).
N
bl
= M/c - N.y
1
/c = 27.045/0,9845 - 32.600x0,4989/0,9845 = 10.951 daN
Trong đó :
y
1
: là k/c từ trục trọng tâm nhánh cầu trục tới trục trọng tâm toàn tiết diện. y
1
= 0,4989 m
c:là k/c giữa 2 trục trọng tâm của 2 nhánh mái và nhánh cầu chạy c = 0,9845m.

.
+ Tơng tự từ bảng nội lực ta tìm đợc tổ hợp tải trọng (1,8) do tĩnh tải và hoạt tải gió gây nên để tính ở nhánh cầu trục :
Nội lực dùng để tính bu lông neo là :
M = M
t
.n
b
/n
t
+ M
g
= 23.231x0,9/1,1 + 42.770= 61.777 daNm
N = N
t
.n
b
/n
t
+ N
g
= 39.844x0,9/1,1 + 0 = 32.600 daNm
Tơng tự lực kéo trong nhánh mái là:
N
bl
= M/c -N.y
2
/c = 61.777 /0,9845 - 32.600x0,4856 /0,9845 = 46.670 daN
Trong đó
y
2