ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
PHẦN I : KHUNG NGANG
I) Sơ đồ khung ngang
Với nhịp L = 21m, sức trục Q = 30T và vùng gió IA.
Chọn sơ đồ khung như sau:
+ Liên kết giữa dàn và cột là nút cứng.
+ Chọn dàn hình thang có hai mái dốc. Độ dốc
I = 1/10
+ Chiều dài nhà D = 120m và bước khung B = 6m.
+ Chiều cao đỉnh ray cầu trục H
1
= 9,1m.
II) Xác định kích thước khung ngang.
Với sức trục Q = 30T, chế độ làm việc trung bình. Ta có bảng tra sau.
Sức trục Nhị
p
L
k
Kích thước gabarit chính Loại
ray
Ap lực
bánh xe
Áp
lực
bánh
xe
lên
ray
Trọng
lượng
Móc

-70
- 30 12 47,5
I. Xác định kích thước theo phương đứng.
a) Ta có H
2
= H
c
+ 100 + f (với f = 200 – 400 mm).
b) Chọn f = 300 mm.
⇒ H
2
= 2750 + 100 + 300 = 3150 (mm) = 3,15 (m).
c) Và H
t
= H
r
+ H
dct
+ H
2
d) Với H
dct
= .6 = . = 0,75 0,6
e) Chọn H
dct
= 0,6 m = 600 (mm).
f) Chọn H
r
= 200 mm.
⇒ H

t
< = 750 – 300 – 75 + 250 = 625 (mm).
p) h
t
= .H
t
= .3950 = (395 448,75).
⇒ Ta chọn bề rộng cột trên: h
t
= 500 mm = 0,5 m.
q) Bề rộng cột dưới : h
d
= λ + a = 0,75 + 0,25 = 1m.
r) Kiểm tra điều kiện độ cứng
h
d
> (1/15 – 1/20) × H = (1/15 – 1/20) × 12,25 = 0,82 – 0,6m
s) Vậy h
d
= 1m > (0,82 – 0,6m) thỏa mãn điều kiện.
III) Tải trọng tác dụng lên khung.
1) Tải trọng tác dụng lên dàn.
a) Trọng lượng mái.
Đổi ra phân số trên mặt bằng với độ dốc 1:10 suy ra cosα = 0,995.
STT Vật liệu , quy cách
δ (m) γ(t/m
3
)
Gtc(t/m
2

=1.2α
d
.L .
Trong đó:
t) Chọn α
d
= 0,6 hệ số cấu tạo dàn lấy trong khoảng (0,6 -0,9).
u) L nhịp dàn.
v) 1,2 hệ số kể đến trọng lượng của hệ dàn.
Vậy g
d
c
=1,2 × 0,6 × 21 = 15,12 (daN/m
2
).
c) Tải trọng tạm thời.
Theo TCVN 2737 – 1995, tải trọng tạm thời trên mái khi không có yêu cầu đặc
biệt lấy p’ = 75 daN/m
2
. Hệ số vượt tải n = 1,3.
- Tải trọng tạm thời: p = n.B.p
’
=1,3 × 6 × 75 = 585 daN/m
- Tải trọng thường xuyên: g
m
= 534 daN/m
2
Vậy tải trọng tổng cộng phân bố đều trên sườn ngang là:
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 2
1

21.585
=
b) Tải dầm cầu trục.
Theo công thức kinh ngiệm. : G
dct
= n. .
w) Với = 30 hệ số trọng lượng bản thân dầm cầu trục (24 - 37).
x) L
dct
nhịp dầm cầu trục.
⇒ G
dct
= 1,1. 30. 6
2
= 1188 (daN).
Momen dầm cầu trục :M
dct
= G
dct
. = 1188.
4
3
= 891 daN.m
c) Tải trọng tường.
G
t
= 150.n.(+2.2).B = 150.1,1.(3,95 + 2,2).6 = 6088,5 daN
M
t
= G

D
max
= n x n
c
x = 1,2 x 0,85 x 30 x 1,95 = 59,67 (T).
P
min
= - = – 30 = 8,75 (T).
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 3
0,8 - 0,6
0,8
- 0,6
8,3
21
3,95 2,2 1,5
-0,543 - 0,438
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
D
min

= n x n
c
x = 1,2 x 0,85 x 8,75 x 1,95 = 17,4 (T).
z) Mômen lệch tâm.
M
max
= D
max
x x h
d

.
n : hệ số vượt tải lấy bằng 1,3.
k : Tra bảng 5, hệ số kể đến sự thay đổi áp lực theo độ cao và dạng địa hình.
c,c’: hệ số khí động. (Tra bảng 6 sơ đồ tải trọng gió theo TCVN 2737-1995).
Áp lực gió tại cao trình 10m.
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
= n.c.k B = 1,3.0,8.1,18.55.6 = 405 (daN/m).
= n.c.k B = 1,3.(-0,6).1,18.55.6 = - 304 (daN/m).
Ta có : Chiều cao cột < 15m nên α = 1,04
Áp lực gió tại cao trình < 12,25m.
q
đ
= ∝ q’
đ
= 405.1,04 = 421,2 daN/m.
q
h
= ∝ q
h
’ =(-304).1,04 = - 316,16 daN/m.
Quy tải gió tác dụng vào dàn thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột.
Tại cao trình 12,25m có k
1
= 1,207
Tại cao trình 15,95m có k
2
= 1,25
W
đ

từ đế cột đến đáy dàn vì kèo.
3) Chiều dài nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục định vị của cột trên .
4) Khi tính toán đối với các tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm ngang thì bỏ qua
chuyển vị ngang ở đầu cột (∆=0).
Khi tính đối với các tải trọng không đặt trực tiếp lên dầm ngang thì xem dầm ngang
cứng vô cùng.Chuyển vị góc xoay tại các nút khung bằng 0.
EJ1 : độ cứng cột dưới.
EJ2 : độ cứng cột trên.
EJd : độ cứng thanh ngang.
Giả thiết tỷ số: J1 : J2 : Jd = 10 : 1 : 30 và bề rộng tiết diện b = 1m.
Vậy ta có : J1 = 1
J2 = 0,8
Jd = 0,28
Độ cứng cuối cùng EJ = 10; 1; 30. (thỏa mãn).
II. đặt tải vào khung:
Tĩnh tải: g = 3294,72 kg/m = 3.29472 t/m.
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 5
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
G
dct
= 1728 daN; M
dct
= 1296 daN.m
G
t
= 7326 daN.m M
t
= 5495 daN.m
Hoạt tải mái: q = n.q
c

STORY1 C1 COMB3 8.3 -41.85 -1.41 -7.358 28.283
STORY1 C1 COMB4 0 -101.39 -1.96 -0.405 51.1
STORY1 C1 COMB4 4.15 -101.39 -1.96 7.741 58.436
STORY1 C1 COMB4 8.3 -101.39 -1.96 15.886 66.581
STORY1 C1 COMB5 0 -101.46 -4.52 -18.556 69.286
STORY1 C1 COMB5 4.15 -101.46 -4.52 0.189 50.919
STORY1 C1 COMB5 8.3 -61.46 -4.52 18.935 69.665
STORY1 C1 COMB6 0 -59.35 -2.92 -24.747 54.422
STORY1 C1 COMB6 4.15 -59.35 -2.92 -12.642 42.317
STORY1 C1 COMB6 8.3 -59.35 -2.92 -0.537 30.212
STORY1 C1 COMB7 0 -59.42 -3.56 -31.67 61.38
STORY1 C1 COMB7 4.15 -59.42 -3.56 -16.884 46.594
STORY1 C1 COMB7 8.3 -59.42 -3.56 -2.098 31.808
STORY1 C1 COMB8 0 -47.42 1.32 -10.889 34.599
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
STORY1 C1 COMB8 4.15 -47.42 -0.25 -13.121 36.831
STORY1 C1 COMB8 8.3 -47.42 -1.82 -8.824 32.534
STORY1 C1 COMB9 0 -47.38 0.66 -12.441 36.131
STORY1 C1 COMB9 4.15 -47.38 -0.52 -12.715 36.405
STORY1 C1 COMB9 8.3 -47.38 -1.71 -8.087 31.777
STORY1 C1 COMB10 0 -100.96 -2.2 -5.433 55.913
STORY1 C1 COMB10 4.15 -100.96 -2.2 3.7 54.18
STORY1 C1 COMB10 8.3 -100.96 -2.2 12.833 63.313
STORY1 C1 COMB11 0 -101.03 -4.5 -21.769 72.284
STORY1 C1 COMB11 4.15 -101.03 -4.5 -3.096 53.611
STORY1 C1 COMB11 8.3 -101.03 -4.5 15.576 66.091
STORY1 C1 COMB12 0 -63.13 -3.06 -27.341 58.906
STORY1 C1 COMB12 4.15 -63.13 -3.06 -14.645 46.21
STORY1 C1 COMB12 8.3 -63.13 -3.06 -1.948 33.513

STORY1 C1 COMB23 0 -57.58 -0.17 -14.049 42.839
STORY1 C1 COMB23 4.15 -57.58 -1.35 -10.889 39.679
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
STORY1 C1 COMB23 8.3 -57.58 -2.53 -2.828 31.618
STORY1 C1 COMB24 0 -57.65 -0.75 -20.279 49.104
STORY1 C1 COMB24 4.15 -57.65 -1.93 -14.707 43.532
STORY1 C1 COMB24 8.3 -57.65 -3.11 -4.233 33.058
STORY1 C1 COMB25 0 -95.41 0.69 7.859 55.564
STORY1 C1 COMB25 4.15 -95.41 -0.49 7.455 55.16
STORY1 C1 COMB25 8.3 -95.41 -1.67 11.953 59.658
STORY1 C1 COMB26 0 -95.46 1.36 9.41 57.14
STORY1 C1 COMB26 4.15 -95.46 -0.22 7.049 54.779
STORY1 C1 COMB26 8.3 -95.46 -1.79 11.216 58.946
STORY1 C1 COMB27 0 -95.52 -0.94 -6.925 54.685
STORY1 C1 COMB27 4.15 -95.52 -2.52 0.253 48.013
STORY1 C1 COMB27 8.3 -95.52 -4.09 13.959 61.719
STORY1 C1 COMB28 0 -57.63 0.5 -12.498 41.313
STORY1 C1 COMB28 4.15 -57.63 -1.08 -11.296 40.111
STORY1 C1 COMB28 8.3 -57.63 -2.65 -3.565 32.38
STORY1 C1 COMB29 0 -57.69 -0.08 -18.728 47.573
STORY1 C1 COMB29 4.15 -57.69 -1.66 -15.113 43.958
STORY1 C1 COMB29 8.3 -57.69 -3.23 -4.97 33.815
STORY2 C1-1 COMB1 0 -40.74 -2 3.12 23.49
STORY2 C1-1 COMB1 1.975 -40.74 -2 7.065 27.435
STORY2 C1-1 COMB1 3.95 -40.74 -2 11.01 31.38
STORY2 C1-1 COMB2 0 -34.62 -1.54 -0.206 17.516
STORY2 C1-1 COMB2 1.975 -34.62 -2.37 3.661 20.971
STORY2 C1-1 COMB2 3.95 -34.62 -3.21 9.171 26.481
STORY2 C1-1 COMB3 0 -34.57 -1.41 0.6 17.885

STORY2 C1-1 COMB12 3.95 -40.2 -3.06 11.672 31.772
STORY2 C1-1 COMB13 0 -40.26 -3.64 -1.802 21.932
STORY2 C1-1 COMB13 1.975 -40.26 -3.64 5.388 25.518
STORY2 C1-1 COMB13 3.95 -40.26 -3.64 12.579 32.709
STORY2 C1-1 COMB14 0 -40.28 -3.49 -4.344 24.484
STORY2 C1-1 COMB14 1.975 -40.28 -4.24 3.297 23.437
STORY2 C1-1 COMB14 3.95 -40.28 -4.99 12.417 32.557
STORY2 C1-1 COMB15 0 -40.01 -3.49 -7.246 27.251
STORY2 C1-1 COMB15 1.975 -40.01 -4.24 0.395 20.4
STORY2 C1-1 COMB15 3.95 -40.01 -4.99 9.514 29.519
STORY2 C1-1 COMB16 0 -40.07 -2.91 -4.486 24.521
STORY2 C1-1 COMB16 1.975 -40.07 -3.66 2.007 22.042
STORY2 C1-1 COMB16 3.95 -40.07 -4.41 9.978 30.013
STORY2 C1-1 COMB17 0 -40.22 -2.91 -2.955 23.065
STORY2 C1-1 COMB17 1.975 -40.22 -3.66 3.538 23.648
STORY2 C1-1 COMB17 3.95 -40.22 -4.41 11.509 31.619
STORY2 C1-1 COMB18 0 -40.17 -2.8 -2.229 22.314
STORY2 C1-1 COMB18 1.975 -40.17 -3.36 3.849 23.934
STORY2 C1-1 COMB18 3.95 -40.17 -3.92 11.038 31.123
STORY2 C1-1 COMB19 0 -40.24 -3.38 -3.618 23.738
STORY2 C1-1 COMB19 1.975 -40.24 -3.94 3.608 23.728
STORY2 C1-1 COMB19 3.95 -40.24 -4.5 11.945 32.065
STORY2 C1-1 COMB20 0 -39.96 -3.38 -6.52 26.5
STORY2 C1-1 COMB20 1.975 -39.96 -3.94 0.706 20.686
STORY2 C1-1 COMB20 3.95 -39.96 -4.5 9.042 29.022
STORY2 C1-1 COMB21 0 -40.03 -2.8 -3.761 23.776
STORY2 C1-1 COMB21 1.975 -40.03 -3.36 2.318 22.333
STORY2 C1-1 COMB21 3.95 -40.03 -3.92 9.506 29.521
STORY2 C1-1 COMB22 0 -34.5 -2.53 -4.212 21.462
STORY2 C1-1 COMB22 1.975 -34.5 -3.1 1.345 18.595

STORY2 C1-2 COMB4 0 -34.44 -3.56 8.053 25.273
STORY2 C1-2 COMB4 0.002 -34.44 -3.56 8.06 25.28
STORY2 C1-2 COMB5 0 -34.51 -2.92 8.569 25.824
STORY2 C1-2 COMB5 0.002 -34.51 -2.92 8.574 25.829
STORY2 C1-2 COMB6 0 -34.68 -2.92 10.27 27.61
STORY2 C1-2 COMB6 0.002 -34.68 -2.92 10.276 27.616
STORY2 C1-2 COMB7 0 -34.75 -3.56 11.278 28.653
STORY2 C1-2 COMB7 0.002 -34.75 -3.56 11.285 28.66
STORY2 C1-2 COMB8 0 -40.15 -3.77 10.682 30.757
STORY2 C1-2 COMB8 0.002 -40.15 -3.77 10.69 30.765
STORY2 C1-2 COMB9 0 -40.1 -3.77 10.21 30.26
STORY2 C1-2 COMB9 0.002 -40.1 -3.77 10.218 30.268
STORY2 C1-2 COMB10 0 -39.98 -3.64 9.676 29.666
STORY2 C1-2 COMB10 0.002 -39.98 -3.64 9.684 29.674
STORY2 C1-2 COMB11 0 -40.05 -3.06 10.14 30.165
STORY2 C1-2 COMB11 0.002 -40.05 -3.06 10.146 30.171
STORY2 C1-2 COMB12 0 -40.2 -3.06 11.672 31.772
STORY2 C1-2 COMB12 0.002 -40.2 -3.06 11.678 31.778
STORY2 C1-2 COMB13 0 -40.26 -3.64 12.579 32.709
STORY2 C1-2 COMB13 0.002 -40.26 -3.64 12.586 32.716
STORY2 C1-2 COMB14 0 -40.28 -5.44 12.417 32.557
STORY2 C1-2 COMB14 0.002 -40.28 -5.44 12.427 32.567
STORY2 C1-2 COMB15 0 -40.01 -5.44 9.514 29.519
STORY2 C1-2 COMB15 0.002 -40.01 -5.44 9.525 29.53
STORY2 C1-2 COMB16 0 -40.07 -4.86 9.978 30.013
STORY2 C1-2 COMB16 0.002 -40.07 -4.86 9.988 30.023
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 10
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
STORY2 C1-2 COMB17 0 -40.22 -4.86 11.509 31.619
STORY2 C1-2 COMB17 0.002 -40.22 -4.86 11.519 31.629

ct
= H
t
. g
ct
= 3,95.200 = 790 = 0,79 T.
- Chọn sơ bộ trọng lượng cột dưới g
cd
= 250 kG/m.
G
cd
= H
t
. g
cd
= 8,3.250 = 2075 = 2,075 T.
Dùng phần mềm Etabs tính toán và cho kết quả nội lực như sau:
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
Cột trên: N = - 40,26 T
⇒ N = 40,26 + 0,79 = 41,05 T
M = 12,586 T.m
Cột dưới: M
1

max
= -21,769 T.m
N
1
= -101,03 T.

<===
t
d
N
N
m
21,0
95,3
3,8
.
10
1
.
1
2
1
2
====
t
d
H
H
J
J
i
i
K
5,1
1.1
10

Vậy chiều dài tính toán của các phần cột trong mặt phẳng khung là
l
x2
= µ
2
.H
t
= 1,5 . 3,95 = 5,925 m.
l
x1
= µ
1
.H
d
= 2,258 .8,3 = 18,74 m.
Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung
Cột trên:
mHHl
dctty
35,36,095,3
2
=−=−=
Cột dượi: l
y1
= H
d
= 8,3 m
2.Chọn tiết diện cột trên
a) Chọn tiết diện
Chọn sơ bộ tiết diện:

δ
67,131:5,1973950.
30
1
:
20
1
.
30
1
:
20
1
=






=






=
tc
Hb

t
h
e
R
N
)8,22,2(
.
η
γ
,cm
2
Với N - lực dọc trong tiết diện cột trên.
η- hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện, lấy η=1,25.
R- cường độ tính toán của thép (R= 2100daN/ cm
2
)
γ - hệ số điều kiện làm việc của cột, lấy γ = 1.
b) độ lệch tâm
)(31)(31.0
41,05
586,12
cmm
N
M
e ====
h
t
- chiều cao tiết diện cột trên. h
t
= 500 mm

b
= 15 mm; t
f
= 25 mm.
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 13
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
c) Kiểm tra tiết diện đã chọn :
Tính các đặc trưng hình học của tiết diện :
Momen quán tính của tiết diện :
A = 2.20.2,5 + [50 – (2.2,5)].1,5 =167,5 cm
2
)(67848
2
5,250
.5,2.20
12
5,2.20
.2
12
45.5,1
4
2
33
cmI
x
=





I
x
20
5,167
67848
==
r
y
=
cm
A
I
y
47,4
5,167
3346
==
Momen chống uốn :
W
x
=
3
2714
50
67848.2
.2
cm
h
I
t

λ

37,210.1,2/2100.944,74/
6
=== ER
y
y
λλ
[ ]
1207,93
max
=<==
λλλ
x
Độ lệch tâm tương đối:
91,1
2714
5,167
.31. ===
X
ng
W
A
em

Trong đó :
e - độ lệch tâm.
A
ng
- là diện tích tiết diện nguyên

m
1
= η.m = 1,467.1,91 = 2,8
Do A
yc
< A
ng
và m
1
< 20 nên không phải kiểm tra điều kiện bền.
d) Kiểm tra ổn định bản cánh:
: tra bảng 3.3 giáo trình thiết kế kết cấu thép:
Ta có
963,2=
x
λ
= (0,36 + 0,1.
x
λ
).
= (0,36 + 0,1.2,963). = 20,75
Ta có: = = 8 < 20,75 (thỏa).
e) Kiển tra điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn.
Do m
1
< 20, cột bị phá hoại về ổn định. Khả năng ổn định của cột nén lệch tâm
không chỉ phụ thuộc vào độ mảnh mà còn chịu ảnh hưởng của hình dạng tiết diện và
của momen uốn ở một hoặc cả hai mặt phẳng chứa hai trục chính của tiết diện cột.
Ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung của cột được kiểm tra theo công thức
γ≤

41050
cmdaNR
x
=<==
γσ

Điều kiện ổn định trong mặt phẳng khung của cột là thoả mãn.
f) Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn
Giá trị momen qui ước M
’
dùng để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung:
M
1
= 12,586 T.m
M
2
= -1,8 T.m
Momen tại 1/3 cột: = M
2
+ (M
1
– M
2
) = = 4,2 T.
M
’
= max(M
1
/2;M
2

6284
<==
x
m
Với m
x
= 0,0096 < 5 nên hệ số kể đến ảnh hưởng của momen uốn (M
x
) và
hình dạng tiết diện đối với ổn định của cột theo phương ngoài mặt phẳng
khung là C được xác định :
C =
x
m1 α+
β
Trong đó :
α- phụ thuộc vào loại tiết diện, độ lệch tâm tương đối, được xác định
theo bảng II.5 phụ lục II.
m
x
< 1 => α = 0,7
β - phụ thuộc vào loại tiết diện và độ mảnh.
Độ mảnh λ
y
= 74,944 < λ
c
= 3,14
3,99
2100
10.1,2

= 0,75
329
5,167.75,0.993,0
41050
==
y
σ
daN/cm
2
< R.γ = 2100 daN/cm
2
g) Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng:
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 16
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG






≤
bb
b
hh
δδ
0
+ Khả năng ổn định của cột ổn định trong mặt phẳng uốn:

b
ho

RERE
h
x
b
λ
δ
Tiết diện cột đã chọn có :
h
b
/δ
b
= (100-2.2,5)/1,5 = 33,3 < 75,31
 Tiết diện đã chọn là hợp lý.
Vậy tiết diện đã chọn như trên là thỏa mãn yêu cầu.
3. Thiết kế cột dưới.
a. Hình dạng và yêu cầu cấu tạo tiết diện.
Do cầu trục có sức trục lớn nên cần thiết phải mở rộng tiết diện cho phù hợp
với kích thước cầu chạy cho nên cột dưới sử dụng bằng cột rỗng.
Cột dưới của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp này có tiết diện không đối
xứng, bao gồm hai nhánh : Nhánh ngoài (nhánh mái) và nhánh trong (nhánh cầu
trục). Nhánh ngoài dùng tổ hợp của một bản thép và hai thép góc. Nhánh trong
dùng tiết diện tổ hợp từ ba thép bản.
Do cột dưới có lực cắt lớn nên dùng hệ bụng dạng thanh giằng. Các thanh
giằng là thép dóc bố trí theo hệ tam giác có thanh ngang. Trục thanh giằng hội
tụ ở trục nhánh cầu chạy và ở trục của nhánh mái.
b. Chọn tiết diện.
Khi chịu uốn quanh trục rỗng x-x, cột rỗng làm việc như một dàn hai cánh
song song. Việc chọn tiết diện xuất phát từ điều kiện bền của từng nhánh riêng
rẽ. Momen uốn M
x

y
1
= 0,468 (m) = 468 (mm).
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục trọng tâm nhánh 2 là :
y
2
= c - y
1
= 1000 – 468 = 532mm.
Lực dọc trong nhánh 1 :
daN
C
M
C
y
NN
nh
14,77041
1
21769
100
2,53
.103895.
12
11
=+=+=
Lực dọc trong nhánh 2 :
)(1,67759
1
18935

Chọn chiều cao tiết diện nhánh:

67,2764158300.
30
1
20
1
.
30
1
20
1
÷=






÷=






÷=
d
Hh
 Chọn h =400mm.

20.2.2
cmJ
x
=+=
cm
A
J
r
nh
x
x
53,4
4,130
89,2674
1
1
1
===
42
33
1
87,3434919.2.20
12
2.20
.2
12
36.4,1
cmJ
y
=


cmz
o
83,2=
; J
x
= J
y
= 179 cm
4
Diện tích tiết diện nhánh 2 là :
2
2
6,812,19.22,1.36 cmA
nh
=+=
Khoảng cách từ mép trái của tiết diện đến trọng tâm tiết diện nhánh mái là:
.92,1
2,1.362,19.2
6,0.2,1.36)2,112,1.(2,19.2
.
cm
A
zA
z
i
ii
o
=
+

PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG

[ ]
42
3
2
16344)83,220.(2,19179.2
12
36.2,1
cmJ
y
=−++=
cm
A
J
r
nh
y
y
15,14
6,81
16344
2
2
2
===
-
Tính lại các kích thước đã chọn:
Diện tích toàn tiết diện:

12
=−=−=
Mô men quán tính toàn tiết diện với trục trọng tâm x-x:
4222
91,48558026,60.6,8182,37.04,13056,59189,2674. cmAyJJ
nhixix
=+++=+=
∑ ∑
cm
A
J
r
x
x
9,47
64,211
91,485580
===
Momen quán tính toàn tiết diện với trục y-y:
42
87,506931634487,34349. cmAyJJ
nhiyiy
=+=+=
∑ ∑

cm
A
J
r
y

Sơ bộ chọn thanh xiên là : L80x8 có A
tx
= 12,8 cm
2
; r
min
= 1,57 cm.
Lực cắt lớn nhất tác dụng lên cột là Q
max
= -4,52 T = 4520 daN.
Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt gây ra là:
daN
Q
N
tx
2,3228
2644sin.2
4520
sin.2
'0
===
α
Độ mảnh của thanh xiên:

[ ]
15022,89
57,1
07,140
min
max

tx
- diện tích tiết diện thanh xiên.
R - cường độ tính toán của thép.

22
/2100./256
75,0.8,12.657,0.2
2,3228
cmdaNRcmdaN
tx
=<==
γσ
Độ mảnh tính đổi của toàn cột theo trục ảo x-x xác định theo công thức:

][.
2
λλλ
≤+=
tx
xtd
A
A
K
Với λ
x
- độ mảnh ban đầu của toàn tiết diện cột lấy với trục x-x.

035,35
9,47
1774

2
=≤=+=
λλ
td
Tính lực cắt quy ước theo công thức :
Q
qư
= 7,15.10
-6
(2330
ϕ
N
R
E
).−
N - Lực dọc lớn nhất trong N
1
, N
2
ϕ -hệ số uốn dọc phụ thuộc vào λ
td
.Với λ
td
= 36,42 tra bảng ϕ = 0,915.
daN
N
R
E
Q
qu

do vậy không phải
tính lại thanh bụng xiên và λ
td
.
Tính thanh bụng ngang theo lực cắt quy ước Q
qư
, do Q
qư
rất nhỏ nên chọn thanh
giằng ngang theo độ mảnh giới hạn [λ]=150. Dùng thép góc L 70x5 có r
min
= 1,39 cm,
A = 6,86 cm
2
.
[ ]
15056,70
39,1
08,98
min
=<===
λλ
r
C
c. Kiểm tra tiết diện đã chọn
Lực nén chính xác tác dụng lên từng nhánh N
nh1
, N
nh2


08,98
82,37
.104325.
21
22
=+=+=
Độ mảnh của từng nhánh đối với trục bản thân của nhánh.
+ Nhánh 1

075,22
53,4
100
1
1
1
===
x
nh
x
r
l
λ

14,51
23,16
830
1
1
1
===

r
l
λ
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 22
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG

67,23
15,14
335
2
2
2
===
y
y
y
r
l
λ
Do λ
x2
> λ
y2
cho nên λ
max
=λ
x2
= 37,04 ; tra bảng II.1 phụ lục II:
Ta được ϕ
min

N
nh
nh
=<===
γ
ϕ
σ
Điều kiện ứng suất ở nhánh 2 đảm bảo.
+ Trong toàn cột theo trục ảo x-x
+ Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh 1.(cầu trục)
M
1

max
= 21,769 T.m; N
1
=103895daN
+ Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh 2. (Mái)
M
2
= 18,935T.m ; N
2
=104325daN
- Với cặp nội lực số 1 :
Độ lệch tâm e
1
= = = 0,21 m = 21 cm
Độ lệch tâm tương đối

346,082,37.

152,1
10.1,2
2100
.42,36.
6
===
E
R
tđ
tđ
λλ
Với m = 0,346 và
152,1
=
tđ
λ
tra bảng II.3 phụ lục II: Ta được ϕ
lt
= 0,704
Ổn định toàn thân được kiểm tra theo công thức :γ
ϕ
R
A
N
lt
≤
.








= y
J
A
em
x
y
2
- khoảng cách từ trục trọng tâm đến trục nhánh 2.
Độ mảnh quy ước.

152,1
10.1,2
2100
.42,36.
6
===
E
R
tđ
tđ
λλ
Với m = 0,478 và
152,1

, dùng que hàn N42 và hàn tay thì
R
gh
= 1800 Kg/cm
2
; R
gt
= 0,45.R
btc
= 0,45.4300 = 1935daN/cm
2
h
s
= 0,8 cm, h
m
= 0,6 cm. Chiều dài cần thiết của đường hàn sống và hàn mép
để liên 1935 Kg/cm
2
Do hàn tay nên β
h
= 0,7; β
h
= 1.
β
t
.R
gt
= 1.1935 = 1935 Kg/cm
2
β

N
l
gm
tx
hm
7,21
75,0.1260.6,0
2,3228.3,0
1

.3,0
min
=+=+=
γβ
Chọn l
hm
= 3 cm.
Đường hàn thanh bụng ngang L70x5 vào nhánh cột tính đủ chịu lực cắt
Q
qư
= 1084,24 daN, rất bé cho nên chọn theo cấu tạo với h
s
= 6 mm; h
m
= 4 mm,
l
h
≥ 5cm.
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 24
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG

2 2
61460 18935
31119
2 ' 2 48,8
t
N M
daN
b
+ = + =
b'
t
- khoảng cách trục 2 bản cánh cột trên. b'
t
= b
t
- δ
h
= 50 – 1,2 = 48,8 cm
Nội lực lớn nhất mà cánh trong phải chịu.
S
tr
=
1 1
47420 8824
23891
2 ' 2 48,8
t
N M
daN
b

1047,8 / 2100 /
. 1,2.19
tr
h
h h
S
daN cm R daN cm
l
σ γ
δ
= = = < =
Mối nối đối đầu của cánh trong và cánh ngoài đủ khả năng chịu lực. Mối nối
bản bụng tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối. Vì lực cắt ở tiết diện nàylà nhỏ nên
PHẠM ANH TUẤN MSSV: 53131942 Page 25