ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG
ĐỒ N KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CT THP
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BẰNG BÊTÔNG
CT THP LẮP GHP
T%NH THEO TIÊU CHU'N 2737- 1995
GVHD: TS.LÊ TRUNG PHONG
SVTH : TRẦN NGỌC ANH
MSSV: 1051012529
STT : 04
SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 1
ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG
Đ BI
Nội dung yêu cầu:
Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng lắp ghép đối xứng bằng BTCT, ba
nhịp đều nhau L, cùng cao trình ray R. Ở mỗi nhịp có hai cầu trục chạy điện, sức
trục Q. Bước cột a, chiều dài khối nhiệt độ là 60m. Mái cứng bằng panel sườn,
tường bao che là tường tự mang bằng gạch xây dày 220mm. Bê tông cấp độ bền
B20 (M250), cốt thép chịu lực CII (AII), cốt đai CI (AI). Các số liệu tính toán được
cho trong bảng sau:
L
(m)
R
(m)
Q
(tấn)
Chế độ làm
việc cầu trục
a
(m)
Địa điểm xây dựng
STT A B C D E F


1. Chọn kết cấu mái:
• Với 3 nhịp đều bằng 18m, có thể chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình
thang dàn gãy khúc hoặc dạng vòm. Ở đây chọn dàn gãy khúc.
• Chiều cao giữa dàn:
h
g
= (1/7 ÷ 1/9)L = (2,57 ÷ 2)m, ta chọn h
g
=2,5m.
• Chiều cao đầu dàn:
h
đ
= hg - i x (L/2) = 2,5 - 1/10 x 9 = 1,6m,ta chọn h
đ
=1,6m.
• với độ dốc thanh cánh thượng của dàn: i = 1/10
• Trọng lượng tiêu chuẩn của dàn G
c
dan
=66kN
• Với nhịp L=18m ≥ 18m, chọn cửa trời có nhịp 12m, chiều cao cửa trời 4m.
Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau:
- hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót 5cm.
- lớp bêtông nhẹ cách nhiệt dày12cm.
- lớp bêtông chống thấm bề dày4cm.
- panel mái dạng panel sườn, kích thước 6 x 1.5m dày30cm.
Tổng chiều dày của lớp mái: t = 5 + 12 + 4 + 30 = 51cm.
SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 3
ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG

- Cao trình đỉnh cột. 

!
"
Hct - chiều cao cần trục tra bảng 2 phụ lục I với sức trục Q = 10T
Hct = 1,9m
α
1
- khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái,
α
1
=0,15m đảm bảo a
1
≥0.1m
D = 7,5 + 1,9 + 0,15 = 9,55m.
- Cao trình đỉnh mái. # 
$



h - chiều cao kết cấu mang lực mái: h
g
= 2,5m
H
ct
- chiều cao cửa mái: H
ct
= 4m
t - tổng chiều dày các lớp mái: t = 0,51m
• Cao trình đỉnh mái ở nhịp giữa có cửa mái:

=2x3,17=6,34m
- Phần cột trên theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục
L
0ht
= 2,5H
t
= 2,5x3,17 = 7,925m
- Phần cột trên, theo phương dọc với nhà có hệ giằng dọc, khi kể hay không kể
đến tải trọng cầu trục: L
0bt
= 1,5H
t
=1,5x3,17 = 4,755m
- Phần cột dưới theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục: L
0hd
=
1,5x6,88=10,32m
- Phần cột dưới theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục: L
0hd
=
1,2x10,05=12,06m
- Phần cột dưới, theo phương dọc với nhà có hệ giằng dọc, khi kể hay không kể
đến tải trọng cầu trục: L
0bd
=0,8H
d
=0,8x6,88=5,504m
Kích thước tiết diện cột được chọn theo thiết kế định hình như sau:
Cột biên A: b = 400mm, h
ta

ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG
SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 8
ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG
#%&$$'(
Kiểm tra các điều kiện, do cột hình chữ nhật nên chỉ cần kiểm tra điều kiện cho cột A
λbmax = max(4,755:5,504)/0,4=13,76<35, thỏa mãn
λhmax = max(7,925/0,4:12,06/0,6)=20,1<35, thỏa mãn
H
d
/14=6,88/14=0,4914m=491,4mm<h
d
= 600mm thỏa mãn
Khoảng hở
Cột A: a
4
= λ - B
1
- h
t
= 750-260-400=90mm>60mm, thỏa mãn
Cột B: a
4
= λ - B
1
- h
t
/2= 750-260-600/2=190mm>60mm, thỏa mãn
)*+,$
1. Tỉnh tải mái:
2. Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân của các lớp mái tác dụng lên một mét

2

Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt 12 cm
γ =1200KG/m
3
0,12 x 1200

144

1,3

187,2SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 9
ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG3Lớp bê tông chống thấm, dày4cm
γ =2500 KG/m
3
5
01$'$
524

623,2

Tĩnh tải mái do trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo mái tác dụng lên 1m
2
diện tích
mặt bằng được xác định
g
c
=

5,24kN/m
2
, g = 6,232kN/m2
Tải trọng bản thân dàn mái nhịp18m
G
1
=66 x 1,1 = 72,6kN
Trọng lượng khung cửa mái rộng 12m, cao 4m
G
2
=28 x 1,1 = 30,8 kN

= 31x1,1= 34,1kN
Trọng lượng dầm cầu trục, trọng lượng ray và lớp đệm tác dụng lên vai cột
G
d
= G
c
+ ag
r
= 34,1 + 6x1,5 = 43,1kN
Vị trí điểm đặt của G
d
cách trục định vị một đoạn λ = 0,75m
3. Tỉnh tải do trọng lượng bản thân cột:
Tĩnh tải này tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột.
a. Cột biên A có:
- Cột trên:
G
t
= 0,4 x 0,4 x 3,17 x 25 x 1.1 = 13,948 kN
- Cột dưới:
G
d
= [0,6 x 0,4 x 6,88 + 0,4 x (0,6 + 1)/2 x 0,4] x 25 x 1.1
= 48,928kN
b. Cột giữa B có:
- Cột trên:
G
t
= 0,6 x 0,4 x 3,17 x 25 x 1.1 = 20,922kN
SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 10

= nP
max
y
i
y
1
= 1 ; y
2
=(a-K)/a= (6-4,4)/6=0,267 ; y
3
= [6-(6,3-4,4)]/6=0,683
D
max
=1,1 x 125x ( 1 + 0,267 + 0,683 ) = 268,125 kN
im t ca D
max
trựng vi im t ca G
d

Lc hóm ngang T
c
do mt bỏnh xe cu trc truyn lờn dm cu trc trong trng hp
múc cu mm c xỏc nh:
T
c
= (Q+G)/40 = (100+38)/40 = 3,45kN
Lc xụ ngang ln nht ca xe con tỏc dng lờn mt bờn vai ct c xỏc nh theo
ng nh hng ca phn lc ti cao trỡnh mt trờn ca dm cu trc
T
max

T s chiu cao trờn nhp :
16,56
0,552 1,5
30
= <

Không cần tính đến phần động.
- Giá trị tính toán của tải trọng gió W ở độ cao Z so với cột mốc chuẩn tác dụng lên
1m
2
bề mặt thẳng đứng của công trình xác định theo công thức.
C.k.W.nW
0
=
W
0
- Giá trị của áp lực gió ở độ cao 10 (m) so với cột chuẩn của mặt đất, lấy theo bản
đồ phân vùng gió của TCVN 2737-1995. ở vùng IIB

0
W
= 95 (kg/m
2
).
k- Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc dạng địa hình.
- Với địa hình B, hệ số k xác định tơng ứng ở 2 mức:
Mức đỉnh cột, cao trình: D = 9,55 (m)

k = 0,99.
Mức đỉnh mái, cao trình: M = 16,56 (m)

theo
L
H
1
vµ
α
:
0
tan = tan(1/10) 5,71 .
9,55
0,53
18
H
L
α α

⇒ =

⇒

= =


Néi suy: C
e1
= -0,543
Ta cã:
Chiều cao từ dàn mái(từ đỉnh cột đến đầu dàn mái):
h
m1

− × =
Chiều cao cửa mái : h
m3
= 4 (m);
Chiều cao từ đầu cửa mái đến đỉnh mái : h
m4
=h
g
-h
d
=2,5-1,6=0,9 (m).
W = n.a.k
tb
. W
0
.
∑
ii
h.c

⇒
W
1
= 1,2 x 6x1,05x95x(0,8x2,11-0,543x0,3+0,7x4-
0,8x0,9+0,6x0,9+0,6x4+0,5x0,3-0,5x0,3-0,5x0,9 =4377(kG)= 43,77(kNm)

⇒
W
2
=1,2x6x1,05x95x(0,4x2,11+0,6x0,3-0,543x0,9+0,543x0,9-

3
/ 12 = 720000cm
4
SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 13
ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG
• Các thông số: t = H
t
/ H =3,17 / 10,05 = 0,3154
K = t
3
x ( J
d
/J
t
- 1 ) = 0,3154
3
x(720000/213333,3 – 1) = 0,075
b. Cột trục B:
H
t
= 3,17 m; H
d
= 6,88 m; H = 3,17 + 6,88 = 10,05 m
• Tiết diện phần cột trên b = 40cm; h
t
= 60cm
• Tiết diện phần cột dưới b = 40cm; h
d
= 80cm
Mômen quán tính

2. Nội lực do tỉnh tải mái:
a. Cột trục A:
- Vị trí điểm đặt của tải trọng G
m1
nằm ở bên trái trục cột trên và cách trục này
một đoạn
e
t
= 0,15 - h
t
/2= 0,15 – 0,4/2 = -0,05(m)
- G
m1
sẽ gây ra tại đỉnh cột một thành phần momen
M
1
= G
m1
.e
t
= -372,828x0,05= -18,6414(kNm)
Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do momen đỉnh cột gây ra
R
1
=
Độ lệch giữa trục cột trên và trục cột dưới: a = (h
d
-h
t
)/2= (0,6-0,4)/2 = 0,1m

= M
1
= G
m1
xe = M
1
= G
m1
.e
t
= -372,828x0,05= -18,6414(kNm)
M
II
= M
1
– RxH
t
=-18,6414 – (-7,86)x3,17 = 6,275 (kNm)
Ta có e
d
là độ lệch của G
m1
so với trục cột dưới:e
d
= 0,15 –h
d
/2 = 0,15 – 0,6/2 =-0,15m
M
III
= G

31
23,07
M
372,83
372,83
N
7,86
7,86
Q
(kN.m)
(kN)
(kN)
b. Cột trục B:
Tĩnh tải mái G
m1
và G
m2
của nhịp biên và nhịp giữa tác dụng lên đỉnh cột trục B như
hình vẽ. Thành phần G
m1
đặt cách trục cột B một đoạn e
1
= -0,15m, G
m2
đặt cách trục
cột một đoạn e
2
=0,15. Hai thành phần này gây ra trên đỉnh cột một momen
SVTH. TRẦN NGỌC ANH Page 15
ĐỒ N BÊ TÔNG CT THP S II GVHD:TS.LÊ TRUNG PHONG

III
= N
IV
=G
m1
+G
m2
= 327,828 + 424,228 = 752,056(kN)
Q
IV
= -R= -2,35(kN)
Biểu đồ nội lực

14,46
7,01
9,16
M
(kN.m)
752,056
752,056
N
(kN)
2,35
2,35
Q
(kN)
3. Nội lực do tỉnh tải dầm cầu trục:
a) Cột trục A
Tĩnh tải dầm cầu trục G
d

=-2,425x3,17= -7,69(kNm)
M
III
= M –RxH
t
=19,395 – 2,425x3,17= 11,7(kNm)
M
IV
= M –RxH= 19,395 – 2,425x10,05 = -4,98 (kNm)
N
I
= N
II
= 0(kN)
N
III
= N
IV
= G
d
= 43,1(kN)
Q
IV
= -R= -2,425(kN)
Biểu đồ nội lực :
11,7
4,98
M
(kN.m)
43,1

Do trục phần cột trên và cột dưới lệch nhau một đoạn a nên trọng lượng bản thân cột
trên sẽ gây ra cho cột dưới một thành phần momen M, thành phần này sẽ làm phát
sinh phản lực R ở đỉnh cột và do đó gây ra momen và lực cắt trên các tiết diện cột
M = -G
t
xa= -13,948x0,1= -1,4(kNm)
R = 3M(1-t
2
)/2H(1+K) = -3x1,4(1-0,3154
2
)/2x10,05x(1+0,075) = -0,175(kN)
Xác định nội lực tại các tiết diện cột
M
I
=0
M
II
= - RxH
t
= -(-0,175)x3,17 = 0,55(kNm)
M
III
= M – RxH
t
= -1,4 – (-0,175)x3,17 = -0,85 (kNm)
M
IV
= M – RxH = -1,4 – (-0,175)x10,05 = 0,36(kNm)
N
I

0,175
(Q)
kN.m
kN kN
b) Cột trục B
Do trục cột trên và cột dưới trùng nhau nên trọng lượng bản thân cột không gây ra
momen M và lực cắt Q cho các tiết diện cột mà chỉ gây ra thành phần lực dọc N :
N
I
= 0
N
II
= N
III
= G
t
= 20,922kN
N
IV
= G
t
+ G
d
=20,922+84,304 = 105,226kN
5. Tổng nội lực do tĩnh tải :
a. Cột trục A:
M
I
= - 18,6414(kNm)
M

478,8
N
(kN)
5,6
5,6
Q
(kN)
b)Cột trục B :
M
I
= 14,46 + 0 + 0 = 14,46 (kNm)
M
II
= 7,01 + 0 +0 = 7,01 (kNm)
M
III
= 7,01 + 0 + 0 = 7,01(kNm)
M
IV
= -9,16 +0 +0 = -9,16(kNm)
N
I
= 752,056+ 0 + 0 = 752,056(kN)
N
II
= 752,056 + 0 + 20,922 = 773(kN)
N
III
= 752,056 + 86,2 + 20,922 = 859,2(kN)
N

m1
gây ra cho tỉ số
P
m1
/G
m1
= 52,65/372,828 = 0,141
Các thành phần nội lực tại tiết diện cột do Pm gây ra
M
I
= 0,141x(-18,6414) = -2,63(kNm)
M
II
= 0,141x(6,275) = 0,89 (kNm)
M
III
= 0,141x(-31) = -4,371(kNm)
M
IV
= 0,141x(23,07) = 3,253(kNm)
N
I
= N
II
= N
III
= N
IV
= 0,141x372,828= 52,57(kN)
Q

m2
gây ra tại đỉnh cột một thành phần momen
M = P
m2
xe
t
= 52,65x0,15 =7,9(kNm)
Momen và lực cắt trong trường hợp này được xác định bằng cách nhân biểu đồ trong
trường hợp tĩnh tải G
m1
và G
m2
với tỷ số
M
p
/M
G
= 7,9/14,46= 0,55
Thành phần momen và lực cắt
M
I
= 0,55x14,46= 7,9(kNm)
M
II
= 0,55x7,01 =3,86(kNm)
M
III
= 0,55x7,01 = 3,86 (kNm)
M
IV

nguyên
M
I
= 0,55x14,46= -7,9(kNm)
M
II
= 0,55x7,01 =-3,86(kNm)
M
III
= 0,55x7,01 = -3,86 (kNm)
M
IV
= 0,55x (-9,16)= 5,04(kNm)
Q
IV
= 0,55x(-2,35) = 1,3(kN)
Thành phần lực dọc: N
I
= N
II
= N
III
= N
IV
= P
m2
= 52,65(kN)
Biểu đồ nội lực
7,9
3,86

max
gây ra
M
I
= 0(kNm)
M
II
= 6,22x(-7,69) = -47,832(kNm)
M
III
= 6,22x11,7 = 72,8(kNm)
M
IV
=6,22x(-4,98)=- 31(kNm)
N
I
= N
II
=0 (kN)
N
III
=N
IV
= 6,22x43,1 = 268,1(kN)
Q
IV
= 6,22x(-2,425) = -15,1(kN)
Biểu đồ nội lực
47,833
72,8

M
I
= 0(kNm)
M
II
= -RxH
t
= -25,92x3,17 = -82,2(kNm)
M
III
= M –RxH
t
= 201,1 – 25,92x3,17 = 118,9(kNm)
M
IV
= M – RxH = 201,1 – 25,92x10,05= -59,4(kNm)
N
I
=N
II
= 0(kN)
N
III
= N
IV
= D
max
= 268,125(kN)
Q
IV