Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 1
Số liệu thiết kế
Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng,một nhịp với các số liệu cho
trước như sau:
- Chiều dài nhịp:L= 33m
- Cao trình đỉnh ray: H
1
= 9m
- Số cầu trục làm việc trong xưởng: 1
- Kết cấu mái: Dàn thép
- Sức trục:Q=12,5T
- Bước cột:B= 8m
- Số bước khung: n=19
- Địa điểm xây dựng: Hòa Bình
- Kết cấu bao che: Tôn mạ màu
- Các số liệu khác cần thiết cho thiết kế sinh viên tự lựa chọn: Vật liệu thép,
loại que hàn, chiều dày tôn, loại xà gồ
1 Xác định các kích thước chính của khung
1 Theo phương đứng
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H
2
=H
C
+0,1+f = 1140+100+200= 1440 (mm)=1,44 (m)
Chọn H
2

= .B = .8=(0,8 1)m
Với B=8m là bước khung.
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
1 1
8 10
 
÷
 ÷
 
1 1
8 10
 
÷
 ÷
 
÷
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
Vậy chọn H
dct
=0,9 (m).
H
r
là chiều cao của ray và đệm, lấy sơ bộ là 0,2m .
Chiều cao cột dưới, tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:
H

t
w
> 6 mm
Chọn sơ bộ: t
w
=10 mm
-Chiều dày bản cánh t
f
nên chọn:
t
f
>
t
w
chọn sơ bộ: t
f
=12mm
Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
λ
×
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
Z=
2
k

+ Khoảng cách giữa các đốt dàn: d=d
1
=d
2
=2,75m
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
2
L
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
1 Kích thước chính của khung ngang nhà công nghiệp
2 Bố trí hệ giằng và cột
Số bước khung n = 19, bước cột B = 8m, chiều dài nhà = 19x8 = 152m không
cần bố trí khe nhiệt độ.(nhà toàn thép khoảng cách: dọc nhà >200m, ngang nhà >120m
mới làm khe nhiệt độ)
Lưới cột:
1 Bố trí lưới cột
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
→
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
Bố trí hệ giằng mái và hệ giằng cột

KCT 1
1 Hệ giằng cánh trên
2 Giằng trong mặt phẳng cánh dưới
Giằng trong mặt phẳng cánh dưới được đặt tại các vị trí có giằng cánh trên,
nghĩa là ở hai đầu của khối nhiệt độ và ở khoảng giữa, cánh 50 - 60 m. Nó cùng với
giằng cánh trên tạo nên các khối cứng không gian bất biến hình. Hệ giằng cánh dưới
tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột hồi, chịu tải trọng gió thổi lên tường hồi, nên
còn gọi là dàn gió
Trong những nhà xưởng có cầu trục Q ≥ 10 t, hoặc có cầu trục chế độ làm việc
nặng, để tăng độ cứng cho nhà, cần có thêm hệ giằng cánh dưới theo phương theo
phương dọc nhà. Hệ giằng này bảo đảm sự làm việc cùng nhau của các khung, truyền
tải trọng cục bộ tác dụng lên khung sang các khung lân cận. Bề rộng của hệ giằng
thường lấy bằng chiều dài của khoang đầu tiên của cánh dưới dàn. Trong nhà xưởng
nhiều nhịp, hệ giằng dọc được bố trí dọc hai hàng cột biên và tại một số hàng cột giữa,
cách nhau 60 - 90 m theo phương bề rộng nhà.
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1

33000
A
B
7500 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12 13 14 15 16 18 19

Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
và các thanh chéo chữ thập. Các thanh giằng cột bố trí suốt chiều cao của hai cột đĩa
cứng: trong phạm vi đầu dàn - chính là hệ giằng đứng của mái ; lớp trên từ mặt dầm
cầu trục đến nút gối tựa dưới của dàn kèo ; lớp dưới, bên dưới dầm cầu trục cho đến
chân cột. Các thanh giằng lớp trên đặt trong mặt phẳng trục cột ; các thanh giằng lớp
dưới đặt trong hai mặt phẳng của hai nhánh.
Tấm cứng phải đặt vào khoảng giữa chiều dài của khối nhiệt độ để không cản
trở biến dạng nhiệt của các kết cấu dọc. Nếu khối nhiệt độ quá dài, một tấm cứng
không đủ để giữ ổn định cho toàn bộ các khung thì dùng hai tấm cứng, sao cho khoảng
cách từ đầu khối đến trục tấm cứng không quá 75 m và khoảng cách giữa trục hai tấm
cứng không lớn quá 50 m. Sơ đồ các thanh của tấm cứng có nhiều dạng: chéo chữ thập
một tầng - đơn giản nhất hoặc hai tầng khi cột quá cao; kiểu khung cổng khi bước cột
8 m hoặc khi cần làm nối đi thông qua.
Trong các gian đầu và gian cuối của khối nhiệt độ,cũng thường bố trí giằng lớp
trên. Giằng này tăng độ cứng dọc chung, truyền tải trọng gió từ dàn gió đến đĩa cứng.
Các thanh giằng lớp trên này tương đối mảnh nên có thể bố trí ở hai đầu khối mà
không gây ứng suất nhiệt độ đáng kể.
1 Hệ giằng cột
3 Tải trọng tác dụng lên khung
1 Tải trọng thương xuyên
Chọn độ dốc mái i=10 % suy ra α =5,71 độ , sinα = 0,099 ,cosα=0,995.
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng
lượng bản thân kết cấu, trọng lượng các bộ phận chi tiết (mái tôn+xà gồ+giằng), trọng
lượng bản thân dầm cầu trục.
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành

g g kg m
c
α
×
⇒ = = × = × = =
1
1
2,75
. 1,688. 2,321( )
2 2
m
m
g
g d kN= = =
2
1 2
(2,75 2,75)
.( ) 1,688. 4,642( )
2 2
m
m
g
g d d kN
+
= + = =
100 /
dct
g kg m=
100 8 800
dct dct

α
=
2 2
1,2 1,2 1,1 0,6 33 26,136( / ) 0,261( / )
dan g d
g n L kg m kN m
α
⇒ = × × × = × × × = =
1
1
.
0,261.8 2,75
( ). ( ). 2,885( )
os 2 0,995 2
m
dan
g B
d
G kN
c
α
= = =
2
1 2
.
0,261.8 2,75 2,75
( ). ( ). 5,771( )
os 2 0,995 2
m
dan

m
m
q d
q kN
c
α
= = =
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
1 Sơ đồ tính khung trường hợp hoạt tải toàn mái
3 Hoạt tải gió
Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng vào
cột và gió tác dụng lên mái
q = n.k.c.B.W
0
Theo TCVN 2737 -1995 Hòa Bình thuộc phân vùng gió I-A có áp lực gió tiêu
chuẩn là W
0
=0,65 KN/m
2
,hệ số vượt tải n=1,2.
Bước cột: B= 8 (m).
Căn cứ vào hình dạng mặt bằng nhà và góc dốc mái các hệ số khí động có thể
được xác định theo sơ đồ trong bảng phụ lục V (Gs Đoàn Định Kiến) kết hợp nội suy
ta tính được C
e1
=-0,325 , C
e2

KCT 1
k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào dạng
địa hình.
Ở đây ta chọn địa hình dạng A. Sau khi nội suy ta có:
Tại đỉnh cột (cao trình +10,5m so với mặt nền), k=1,186
q
đ
=n.w
o
.k.C
e
.B=1,2.0,65.1,186.0,8.8=5,95
q
kh
=n.w
o
.k. C
e3
.B=1,2.0,65.1,186.(-0,5).8=-3,7
Tại đỉnh mái (cao trình +14,35m so với mặt nền), k=1,232
q
đ
=n.w
o
.k.C
e
.B=1,2.0,65.1,232.0,8.8=6,15
q
kh
=n.w

=n.w
0
.k.C
e2
.B=1,2.0,65.1,21.(-0,4).8=-3,02 (kN/m).
Quy tải trọng gió trên mái về các nút dàn ta được
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
1,186 1, 232
1,21
2
+
=
1
q .
2,454.2,75
3,391( )
2cos 2.0,995
đ
d
kN
α
−
= = −
1 2
q .( )
2,454.(2,75 2,75)
6,782( )
2cos 2.0,995

c
α
+
− +
= = = −
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
1 Sơ đồ xác định khí động với tải trọng gió trái

Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
2 Sơ đồ xác định khí động với tải trọng gió phảiSinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
3 Sơ đồ khung tính gió trái sang
4 Sơ đồ tính gió phải sang

con (T)
Trọng
lượng toàn
cầu trục
(T)
31500 6010 5100 1140 180 47,5 0,833 19,6
Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãm
ngang xác định như sau
2 Áp lực đứng cầu trục
Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu
trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp
các bánh xe của 2 cầu trục vào vị trí bất lợi nhất như hình 2-12. Xác định được các
tung độ y
i
của đường ảnh hưởng, từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và
nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục truyền lên vai cột:
D
max
=n.n
c
.
∑
P
max
.y
i
D
min
=n.n
c

phía cột bên kia:
Tra bảng ta có P
min
=47,5 kN
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
y
i
là tung độ đường ảnh hưởng
1 Đường ảnh hưởng để xác định Dmax, Dmin
=>
∑
y
i
=1+0,6375=1,6375
=>Dmax=1,2.0,85.113.1,6375=144 (kN)
Dmin=1,2.0,85.47,5.1,6375=60,51 (kN)
2 Hoạt tải đứng cầu trục trái
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1

Q là sức nâng cầu trục, Q=12,5T
G
xe
là trọng lượng xe con, tra catalô; G
xe
=0,833T
0,05 là hệ số ma sát
n
o
là số bánh xe cầu trục ở một bên ray;
yi là tung độ đường ảnh hưởng.
=> T
max
=1,1.0,85.3,33.1,6375=4,242(kN)
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
1
0,05( )
0,05.(125 8,33)
3,33
2
tc
xc
o
Q G
T
n
+
+

M+
V+
M+
N+
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
3 Biểu đồ lực dọc do tĩnh tải gây ra
4 Biểu đồ lực cắt do tĩnh tải gây ra
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải
Khoa Công Trình Thủy
TKMH
KCT 1
5 Biểu đồ lực dọc do HTDCTT gây ra
6 Biểu đồ lực cắt do HTDCTT gây ra
Sinh viên thực hiện: ĐINH VĂN HIỆP GVHD: Đỗ Quang Thành
Lớp: XDD52-ĐH2
Mã SV : 42958
Trường Đại Học Hàng Hải