ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
LỜI CẢM ƠN
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 1
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
4.Liên kết hàn và bu lông
5.Đòa điểm xây dựng :Thành phố Buôn Ma Thuột
I. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC NHÀ
1 Theo ph¬ng ®øng:
Chän cèt nỊn nhµ trïng víi cèt +0.00 ®Ĩ tÝnh c¸c th«ng sè chiỊu cao.Ta cã cao tr×nh ®Ønh
ray H
r
= 8 m, nhÞp nhµ L=30 m (theo ®Ị bµi).
MỈt kh¸c do t¶i träng cÇu trơc Q=50t ≤ 75t
Tra phơ lơc VI.1 ta cã th«ng sè vỊ cÇu trơc:
Lk= 28,5 m
B=6650 mm.
K=5250 mm.
H
C
=3150 mm.
B1=300 mm.
F=650 mm
p lực của bánh xe lên ray: 49T
Trọng lượng xe con: 18T
Trọng lượng toàn cẩu: 77T
ChiỊu cao dÇm c©u ch¹y:
hdcc=(1/5÷1/8)Ldcc⇒hdcc=(1/5÷1/8)*6000= (750÷ 1200 mm)
VËy ta lÊy hdcc=0,8 m
KÝch thíc cét trªn:
Htr= hdcc+ Hr + HC + F + 0.1m +H líp ®Ưm ray.
Htr=0,8 + 0,13 + 3,15 + 0,65 + 0,1 +0,08=4,91 m.
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
LÊy H

λ
≥
0.3 + 0.075 + ( 500 – 250) = 525 m
• TÝnh chiỊu cao tiÕt diƯn cét díi (hd):
Theo ®é cøng ta cã: hd=(1/15÷1/20)Hd =(1/15 ÷1/20)*7,8 m
Theo ®/k cÊu t¹o ta chän: hd = a + λ=0,25+0,75=1m
§¶m b¶o ®iỊu kiƯn hd = 1m >1/25*11.95 m = 0,478 m
II. CHỌN TÍNH TOÁN HỆ MÁI
1. Dµn m¸i ( xµ ngang):
Ta chän theo mÉu chn trong gi¸o tr×nh kÕt cÊu thÐp nhµ c«ng nghiƯp.
V× tÊm l¬p m¸i lµ panel bª t«ng cèt thÐp do vËy ta chän ®é dèc i=(1/10÷1/12)
H®d=2,2m;L=30 m⇒H®Ønh dµi=3700m.
S¬ ®å khung (trang bªn).
2. Cưa m¸i:
lcm=(1/3÷1/2)L⇒lcm=12m
Chiªu cao « cưa a=1/15L=1/15*30m=2m ;
Chiªu cao bËu cưa hbc =400÷450 mm
VËy ta chän hbc= 400mm
Víi L
cm
= 12m, ta lÊy H
cm
=2.5m
S¬ ®å dµn m¸I ,cưa m¸i xem trang sau.
III. HỆ GIẰNG
1. HƯ gi»ng m¸i:
Bè trÝ tõ mÐp c¸nh díi cđa dµn lªn c¸nh trªn
Gi»ng trong mp c¸nh trªn: §ỵc bè trÝ theo mỈt ph¼ng c¸nh trªn cđa dµn kÌo , bè trÝ hƯ thanh
chÐo ch÷ thËp. Nhµ cã chiỊu dµi lµ 96 m do vËy ngoµi gi»ng ë 2 ®Çu ta cßn bè trÝ ë gi÷a nhµ
(trong gian gi÷a).

6 Trát trần 0,015 1,8 0,027 1,3 0,035
Cộng 0,32 0,4965 0,579
Quy đổi về mặt bằng Gi/Cosα 0,499 0,582
7 G
dàn
,
giằng
= 3.10
-5
.L
2
0,033 1,05 0,035
A. Tải trọng phạm vi mái 0,532 0,617
8 G
dàn cm
= 5.10
-5
L
cm
0,006 1,05 0,0063
B B. Tải trọng phạm vi cửa mái 0,538 0,623
9 Trọng lượng bậu cửa mái 0,04Lcm (t/m) 0,1 1,1 0,11
10 Trọng lượng bậu cửa mái 0,045 (t/m) 0,045 1,05 0,047

C. Tải trọng phạm vi chân cửa mái G x B'(t) 0,87 0,942
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
- Tải trọng tính toán quy đổi về thành lực tập trung tại nút thứ k được xác đònh
theo công thức :
P

G
m
– Tải trọng tính toán của lớp mái thứ i ,
G
ck
– tải trọng tính toán của các cấu kiện ,
n
m -
hệ số độ tin cậy tải trọng các lớp mái ,
n
ck
– hệ số độ tin cậy tải trọng các cấu kiện,
d
k-1
, d
k
– panel bên trái , bên phải nút k , m .
α - góc nghiêng của thanh cánh trên so với mặt bằng
Như vậy :
P
1
=
(0 3).(6 6)
0,617
4
+ +
= 5.55(t)
P
2
=

P P P P+ + +
= =
∑
= 56.66(t)
g
m
=
113.33
30
= 3,78 (t/m)
b. Tải trọng tạm thời do thi công và sữa chửa mái .
Tải trọng tạm thời xác đònh theo TCVN 2737-95
P
tc
= 0,075 T/m
2
mặt mái , hệ số vượt tải n= 1,3
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
Tải trọng tình toán : P
tt
= n.P
tc
.
B
Cos
α
= 1,3 . 0,75.6/Cos5,7 = 0,588 T/m
P’
1

- Gió thổi lên bề mặt tường dọc , được chuyển về thành lực tập trung phân bố trên cột .Nếu
trong trương hợp có bố trí hệ thống cột phụ thì tải một phần được truyền lên cột và một phần
truyền lên cột phụ từ đó quy về lực tập trung truyền vào khung.
Trong trường hợp này với bước nhà B=12 , thì bố trí ba cột phụ trong một bước cột ,và có sơ đồ
truyền tải như sau:
∑∑
p lực gió tác dụng lên công trình được xác đònh theo công thức:
q
z
= n.W.k
(z)
.C
i
.B
1
.
W= n.W
o
.k
(z)
.B.∑C
i
.h
1
.
S= n. W
o
.k
(z)
.C

– hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao : K
(z)
= 1,84451
m
Zg
Z
2








Z
g
– Độ cao grandient mà tại đó vận tốc gió không còn chòu ảnh hưởng sực cản mặt đệm .
m – hệ số ma sát các lớp biên , xác đònh từ xử lý thống kê theo số liệu đo đạt profil gió trong
lớp biên.
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 9
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
Z
g
và hệ số m phụ thuộc vào dạng đòa hình A,B, C như sau:
Đòa hình A B C
Z
g
250 300 400
m 0.07 0.09 0.14

=
+
+
xx
t/m
q
hút
=
138.0
85.48.7
85.4144,08.7135,0
=
+
+
xx
t/m
2. Tải trọng do phản lực của dàn.
a. Do tải thường xuyên
P
m
=



+
gian trung dàn có Khi -
gian trung dàn có khôngKhi -
ddtx
tx
GV

2
Lp
tt
n.p
tc
.
L
B
.
7,5cos
= 1,3 x 0,075.
6
.30
2.cos5,7
= 9.2 tấn
• P
tt
Trong trường hợp này vẫn sử dụng công thức tính P
tt
tác dụng lên dàn .Tuy nhiên
bước dàn trong trường hợp là bước khung B = 12 m
• Trường hợp không sử dụng dàn phụ thì P’
m
chính bằng phản lực đầu dàn do tải tạm thời
gây ra.
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 10
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
3. Tải trọng do áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục
a. áp lực thẳng đứng do náh xe cầu trục:
D

c
- hệ số kết hợp đồng thời 2 cầu trục đứng gần nhau.
n
c
=



−
nặngrất , nặng độ chế Khi -0.9
bìnhtrung, nhẹ độ chế Khi85.0
γ
n
– hệ số điều kiện làm việc của cầu trục
γ
n
=







−
bìnhtrung, nhẹ móc độ chế Khi -1,1
nặng độ chế Khi -1,3
mền móc, nặng rất móc đọ chế Khi - 1,4
cứng móc, nặng rất móc chế Khi6.1
tc

1min
tc
P
=
1max
max
1
tc
ct
tc
Q G
P
P
 
+
−
 ÷
 ÷
 
∑
- Khi Q ≥ 75 T
2min
tc
P
=
2max
max
1
tc
ct

- Chế đo änặng và rất nặng
- Chế đo änhẹ và trung bình
∑y – tổng tung độ max đường ảnh hưởng khi D = 1
Với Q
≤
75 t
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
∑y =
3 6
4 12
6
k
Khi B m
B
Khi B m

− − =




− − =


k
B
6

Vậy , Coi cầu trục làm việc ở chế độ trung bình , hai móc

.B
2
.Q = 1,05x 5x10
-4
.6
2
x50= 0.945 t
min
tc
P
=
max
50 77
49 14.5
2 2
tc
ct
Q G
P
+
+
− = − =

D
max
= n.n
c
.γ
n
.k

.∑
1
tc
T
.y
Trong đó - Lực xô ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục khi hãm phanh
1
tc
T
= f(Q+G
xe
).
.
ph
o
n
n n
f – hệ số ma sát giữa bánh xe và đường ray f = 0.1 khi bánh xe và ray bằng sắt
n
ph
- số bánh xe khi phanh
n – tổng số bánh xe
n
o
– số bánh xe ở một bên cầu trục ,Thường thì n
ph
= ½ . n
Vậy
1
tc

tc
st
P
= 7,8 .6. 0,08 . 2,5 = 9,36 T
- Tải trọng tính toán panel sườn tường
tt
st
P
=
tc
st
P
.n = 9,36x1,1 = 10.3 T
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 12
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
V. TINH NỘI LỰC KHUNG
1. Sơ đồ tính khung
Tính khung nhằm mục đích xác đònh nội lực khung :mômem uốn lực cắt,lực dọc trong các
tiết diện khung .Việc tính khung cứng có các thanh rỗng như giàn ,cọt khá là phức tạp , nên
trong thực tế đã thay sơ đố tính toán thực của khung bằng sơ đồ đơm giạn hoá , với các giả thiết
sau :
- Thay dàn bằng một xà ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh dưới của
dàn.
- Khi tính khung với tải trọng không phải là tải trọng đứng tác dụng lên dàn thì xem dàn
cứng vô cùng.
Sơ đồ tính :
Giả thiết :
107
2
1

30000
Htr
Hd
H
57209180
e
h
d
h
tr
v
v
J
d
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 13
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
2. Tính nội lực khung :
a) Tính khung với tải trọng phân bố đều trên xà ngang:
Do đối xứng :
ϕ
1
=
ϕ
2
=
ϕ
Phương trình chính tắc:
r
11*
ϕ

xà
B
- M
cột
B
M
xà
B
=
L
EJ
d
2
chọn J
1
= 1 , J
2
= 1 : 8 , J
d
= 4,5

=
1
1
2*4.5
0.3
30
EJ
EJ
=

tr d
H
H H
A = 1 +
µα
.
= 1 + 0,38 . 7 = 3,7
B = 1 +
µα
.
2
= 1 + (0,38)
2
. 7 = 2,1
C = 1 +
µα
.
3
= 1 + (0,38)
3
. 7 = 1,40
F = 1.159
K = 4AC - 3B
2
= 8.298
- Suy ra: Hệ só phương trình chính tắc : r
11
= EJ
1
4 1

1
11 1 1
2.139 605
0,354
P
r
r EJ EJ
Moment cuối cùng :
- Ở đầu xà : M
xà
= M
xà
B
.
ϕ
+ M
B
P
=
+ −
1
1
605
0.3 * ( 213.9)= - 32.41 T.mEJ
EJ

- Ở trên cột : M
cộtø
B
=

K H
Phản lực tại B:
R
B
=
ϕ
.
B
R
= 0,0092 EJ
1
.
1
605
EJ
= 5.571 T
Moment ở vai cột :
M
C
= M
B
+ R
B
. H
2
= - 32.41 + 5.571 * 2.25
= - 17.37 (Tm)
Moment ở chân cột : (2)
M
A

B C
M Me
K
[ ]
α α
− − +
 
= − =−
 ÷
 
6(1 ) (1 )
. 2.831( )
e
B
B A
M
R T
K h

Suy ra : M
B
= 3.433 Tm (4)
M
t
C
= M
B
+ R
B


d
c

= (2) + (6) = - 5.538 (Tm)
M
A
= (3) + (7) = 21.86 (Tm)
• Moment tổng cộng do hoạt tải gây ra :

Ta có :
= =
0.59
0.156
3.78
P
g

Suy ra : M
B
= - 29.978 * 0.156 = - 5.944 (Tm)
M
t
C
= - 21.518 *0.156 = - 2.1518 (Tm)
M
d
c

= -5.538 * 0.156 = -1.13 (Tm)
M

) là những hoạt tải:
D
max
+ G
dct
= 96.19 (T)
D
min
+ G
dct
= 29.13 (T)
M
max
= D
max
. e = 96.19 * 0.5 = 48.1 (Tm)
Với
1
0.5
2 2
d
h
e
= = =
M
min
= D
min
.e = 29.13 * 0.5 = 14.56 (Tm)
Với sơ đồ xà ngang là cứng vô cùng, ẩn số theo phương chuyển vò là chuyển vò ngang của nút

3
12
. 0.0026
B
EJ
A
R
K H
−
= =−
EJ
1
(b)
Mômen tại các tiết diện khác :

= + = − =
1 1
2
2 3
1,36 5,33
. 0.0021 1
C B B t
EJ EJ
M M R h H EJ
H H

= + =
1
* 0.0242
A B B

SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
M
d
C
= -9.599 (f)
M
p
A
= 13.370 (g)
Phản lực R
B
= 2.297
Từ đó momen ở cột ph :
M
p
B’
= -0.89 Tm (d’)
M
p
C T’
= 1.1 (Tm) (e’)
M
d
C’
= -3.04 (Tm) (f’)
M
A’
= 4.33 (Tm) (g’)
Phản lực R

d
C
= (b) .  + (f) = -9.312(Tm)
M
A
= (c) .  + (g) = 10.062(Tm)
Cột phải :
M’
B
= (a’) .  + (d’) = 0.372(Tm)
M
t
C’
= (b’) .  + (e’) = 1.374(Tm)
M
d
C’
= (b’) .  + (f’) = -2.756(Tm)
M’
A
= (c’) .  + (g’) = 0.946(Tm)
c) Lực hãm ngang T
Lực T Đặt tại cao trình dầm hãm của 1 trong 2 cột đỡ cầu trục .Chiều lực có thể hướng từ sang
trái hoặc phải . Do dó nội lực khung luôn có dấu dương hoặc âm ,dấu dương ứng với 1 chiều ,
dấu âm ứng với chiều kia
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 18
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
Phương trình chính tắc :
1
11 1


[ ]
2
2
(1 ) (2 ) 2
( ) 2
B
B C
B C
M HT
K K
λ λ
µ α λ
 
− + −
− −
= − + =
 
 
 
-0.76

[ ] [ ]
2 2
(1 ) 3 2 (2 ) ( ) 3 2 (2 )
*
B
B A B A
R T
K K

= + + + =
-0.64

1P B
R R= =
0.516
Ta có :
1
11
p
R
r
∆ = − =
97.96
Momen tác dụng lên cột trái do lực hãm ngang T:
M
B
= 0.139
M
T
=2.727
M
C
=1.936
M
A
= 3.017
Momen tác dụng lên cột trái do lực hãm ngang T:
M’
B

12
BF C
MB qH
K
−
= − =
-5.81
2 3
2
B
BC AF
R qH
K
−
= − =
3.55
Cột phải

=
'
0.75
q
q
Vậy : R
1p
=R
B
+R’
B
+W+W’ = 9.38
Momen do tải trọng gió gây ra:
Cột trái

Cột phải KẾT QỦA NỘI LỰC TRONG KHUNG DO CÁC TẢI TRỌNG GÂY RA
STT Loại tải n Cột trên Cột dưới
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 21
0.648 3.76( )
0.648 2.51( )
0.648 8.45( )
P P
B B
P P
C C
P P
A A
M M Tm
M M Tm
M M Tm
′

3
1
3
1
9 10 12.64( )
2 10 4.7( )
24 10 34.679( )
P
B B
P
C C
P
A A
M EJ M Tm
M EJ M Tm
M EJ M Tm
−
−
−
′ ′
= − × ∆+ =
′ ′
= × ∆+ = −
′ ′
= × ∆+ =
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
trọng
Tiết diện B Tiết diện C
t
Tiết diện C

5
Lực
hãm
trái T
1.0
0.14 0 2.73 0 1.94 0 -3.02 0 1.21
0.9
0.12 0 2.45 0 1.74 0 -2.71 0 1.09
6
Lực
hãm
phải T
1.0
-0.90 0 0.21 0 0.21 0 -2.37 0 -0.80
0.9
-0.81 0 0.19 0 0.19 0 -2.14 0 -0.72
7 Gió trái
1.0
10.60 0 7.61 0 7.61 0 -56.20 0 6.95
0.9
9.54 0 6.85 0 6.85 0 -50.58 0 6.26
8
Gió
phải
1.0
-12.64 0 -4.71 0 -4.71 0 34.70 0 -4.29
0.9
-11.38 0 -4.24 0 -4.24 0 31.23 0 -3.86
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 22
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:

max
1,2,3,5,7
-10.74
SVTH :ĐỖ VĂN NHƯƠNG 23
max
,M N
+
max
,M N
−
max
,N M
M
+
M
−
max
,M N
+
max
,M N
−
max
,N M
M
+
M
−
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:
THIẾT KẾ CỘT

=
Tính toán các tham số:
-Tỷ số độ cứng đơn vò giữa 2 cột
2 2
1
1 1
1 7.8
0.2
8 4.95
t d d
d t t
J H H
i J
k
i J H J H
= = × = × = × =
-Tỷ số lực nén tính toán lớn nhất giữa phần cột trên và dưới là:
d
t
N
95.16
1.877
N 50.68
m = = =
1
1
2
4.95 8
1.315
7.8 1.877

2.14
1.626
1.315c
µ
µ
= = =
Vậy chiều dài tính toán
+ Cột trên:
2 2
1.626 4.95 8.04( )
x t
L H m
µ
= = × =
+ Cột dưới:
1 1
2.14 7.8 16.7( )
x d
L H m
µ
= = × =
2. Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng dàn.
+ Cột trên:
1
7.8( )
y d
l H m= =
+ Cột dưới:
2
4.95 0.7 4.25( )

η
và diện tích yêu cầu của
tiết diện theo công thực:
2
(2.2 2.8) 173.49( )
yc
N e
A cm
R h
η
γ
 
= + ÷ =
 
 
Chọn tiết diện như hình vẽ:
50
1 1
40 ( ) (38 47)
15 12
1 1
1.2 ( ) (1 1.6)
50 30
1 1
2 ( ) (1.1 3.3)
36 12
c t
b
c c
h cm