Đồ Án Thép II Thiết Kế Kết Cấu Thép Khung Nhà Công Nghiệp 1 Tâng L=27 M , Hr=8m, D=108 M ( Kèm Bản Vẽ, Excel, Sap)

1. ĐỒ ÁN THÉP II
TRƯỜNG ĐAỊ HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẲNG
KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
………………………
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TÂNG
Họ và tên sinh viên : HOÀNG HỮU DƯƠNG
Lớp : 28x1BKT
Giáo viên hướng dẫn : ThS.Huỳnh Minh Sơn
NỘI DUNG:
Thiết kế kết cấu nhà công ghiệp 1 tầng theo các số liệu sau :
I/GIẢ THIẾT:
1/Kích thước nhà :
Nhịp nhà: L(m);Bước cột :B=6m Chiều dài nhà : D(m);Cao trình đỉnh ray
:Hr(m)
2/Vật liệu :
Kết cấu khung : Thép CT3; Cường độ f=2100daN/cm2
; que hàn E42 hoặc
tương đương .
Kết cấu bao che : Mái :Tấm panen BTCT ;Tường : Xây gạch ; Móng :BTCT
cấp bền B15
3/Liên kết : Hàn và bulong
4/Tiêu chuẩn thiết kế : Theo các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam
5/Địa điểm xây dựng: Khu công nghiệp Hòa Khánh-TP Đà Nẵng
II/BẢNG SỐ LIỆU:
L(m): 27
D(m): 108
Hr(m): 8
Q(T): 30/5
III/NHIỆN VỤ THIẾT KẾ:
1/Bố trí mặt bằng ,mặt cắt ngang khung nhà và hệ giằng
2/Thiết kế cột khung và dàn mái
3/Tính toán cấu tạo chi tiết và lien kết cấu thép các bộ phận của khung ngang
IV/ HÌNH THỨC THỂ HIỆN :
1/Thuyết minh :
Viết tay sạch sẽ,rõ ràng kèm theo hình vẽ trên giấy A4 ,đóng tập
2/Bản vẽ: Bố trí các hình vẽ trên bản vẽ A1

2. ĐỒ ÁN THÉP II
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP
Thiết kế khung ngang nhà xưởng một tầng, một nhịp có hai cầu trục sức nâng
30/5 T, chế độ làm việc trung bình, nhịp nhà L = 27 m dài 108 m; bước cột B=6
m, cao trình đỉnh ray 8 m, mái lợp Panen Bêtong cốt thép. Nhà xây dựng vùng gió
IIB. Vật liệu làm kết cấu chịu lực thép CCT34. Móng Bê tong cấp độ bền B15.
1. CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU.
1.1. Sơ đồ khung ngang và kết cấu nhà công nghiệp (Hình 1)
Khung ngang gồm có cột và rường ngang. Liên kết cột với rường ngang là
cứng hoặc khớp, ở đây trong đồ án môn học ta chọn cứng cho tổng quát. Cột
thường là bậc thang, phần trên đặc, phần dưới đặc hoặc rỗng. Dàn hình thang hai
mái dốc với mái lợp bằng BTCT. Độ dốc từ 1/8 đến 1/12. Đồ án này chọn 1/10.
1.2.Kích thước chính của khung ngang
Xác định các kích thước chính của khung, cũng như của cột, dàn, là dựa vào
nhịp khung L. Bước khung B, sức nâng cầu trục Q và cao trình mặt ray r
H .
1.2.1. Kích thước cột
Cầu trục sức nâng Q = 30/5 T lấy theo bảng VI -1 (phụ lục VI. Sách “Thiết kế
KCT nhà công nghiệp”) có:
Nhịp 25.5
cc
L m
= loại ray KP-70, chiều cao ct
H của Gabarit cầu trục:
2750
ct
H mm
= , f= 350mm.
Chiều cao 2
H từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh dưới của rường ngang:
( )
2 100 (2750 100) 350 3200
ct
H H f mm
= + + = + + =
Trong đó:
ct
H - Chiều cao Gabarit cầu trục.
100 – Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu.
f – Khe hở phụ xét độ võng của kết cấu và thanh giằng lấy bằng 200 – 400
mm.
2
H - Chọn chẵn mô đun 200 mm.
Chiều cao từ mặt nền đến cao trình cánh dưới rường ngang:
1 2 8000 3200 11200
H H H m
= + = + =
Chiều cao phần cột trên:
2 3200 1 1000 120 4320
t dcc r
h H H H x mm
= + + = + + =
Trong đó:
dcc
H - Chiều cao dầm cầu chạy lấy
1 1
6 1
6 6
dcc
H B x m
= = =
r
H - Chiều cao ray tra bảng IV – 7 = 120mm
Chiều cao phần cột dưới:
11200 4320 820 7700
d t ch
h H h h mm
= − + = − + =
Trong đó:
ch
h - Phần cột chôn dưới mặt nền lấy 600 – 1000 mm, chọn 820 mm.
Bê tong phần cột trên chọn: 500
t
b mm
= không nhỏ hơn 1/12 chiều cao t
h .

3. ĐỒ ÁN THÉP II
1 1
360 432
10 12
t t
b h mm
 
> ÷ = ÷
 ÷
 
Bề rộng phần cột dưới (của trục nhánh đỡ dầm cầu chạy trùng với trục của
DCC)
( )
1 1
1000
20 25
d t d
b a mm h h
λ
 
= + = > ÷ +
 ÷
 
Trong đó:
a – Khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài của cột, a = 250mm .
λ - Khoảng cách từ trục định vị đến trục đường ray, được xác định:
27000 25500
750
2 2
cc
L L
mm
λ
− −
= = =
Bề rộng cột dưới phải thỏa mãn điều kiện ( )
1
480.8
25
d t d
b h h mm
> + = và
( )
1
601
20
d t d
b h h mm
> + = để đảm bảo độ cứng.
Kiểm tra cầu trục không vướng vào phần cột trên.
1 1
1000 500 500 300 60 360
d t
b b mm B C mm
− = − = > + = + =
Trong đó:
1 300
B mm
= - Khoảng cách từ trục ray cầu chạy đến đầu mút cầu chạy.
1
C - Khe hở tối thiểu lấy 60mm khi sức nâng cầu trục 5 50T
÷ .
2.Kích thước dàn
Chiều cao dàn mái tại trục định vị lấy 0 2200
h mm
= , độ dốc cánh trên
i=1/10=0.1 như vậy chiều cao giữa giàn là: 0 3550
2
L
h i mm
+ =
Hệ thanh bụng là loại thanh hình tam giác có thanh đứng. Khoảng mắt cánh
trên 3000mm. Bề rộng cửa trời lấy 9m (trong khoảng 0.3 – 0.5 nhịp nhà), chiều
cao cửa trời gồm một lớp kính 1.5m, bậu trên 0.2m và bậu dưới 0.8m.

4. ĐỒ ÁN THÉP II
3.Hệ giằng
3.1.Hệ giằng mái
3.2.Hệ giằng cột
II.TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG
1.Tải trọng tác dụng lên dàn
1.1.Tải trọng thường xuyên
a)Tải trọng các lớp mái tính toán theo cấu tạo của mái lập theo bảng sau
Cấu tạo của lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn
2
/
Kg m mái
Hệ số
vượt tải
Tải trọng tính
toán 2
/
KG m mái
-Tấm Panen 1.5x6m 150 1.1 165
-Lớp cách nhiệt dày 12cm
bằng bê tong xỉ
3
500 /
KG m
γ =
60 1.2 72
-Lớp xi măng lót 1.5cm 27 1.2 32
-Lớp chống thấm 2 giấy + 3
dầu
20 1.2 24
-Hai lớp gạch lá nem và vữa
lát
80 1.1 88
Cộng 337 381
Đổi ra phân bố trên mặt bằng với độ dốc i = 1/10 có cos 0.995
α =
2
337 / 0.995 339 /
tc
m
g KG m
= =
2
381/ 0.995 383 /
m
g KG m
= =
b)Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng tính sơ bộ theo công thức
2
1.2 1.1 1.2 0.6 27 21 /
d d
g n L x x x Kg m
α
= × × × = =
Trong đó: n = 1.1 – Hệ số vượt tải.
1.2 – Hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng.
0.6
d
α = - Hệ số trọng lượng dàn lấy bằng 0.6 đên 0.9 đối với nhịp 24 –
36m.
c)Trọng lượng kết cấu cửa trời
Có thể tính theo công thức kinh nghiệm:
2
1,1 12 13.2 /
tc
ct ct
g n g x Kg m
= × = =
Ở đây lấy
2
12 /
tc
ct
g Kg m
= .
d)Trọng lượng cánh cửa trời và bậu cửa trời

5. ĐỒ ÁN THÉP II
- Trọng lượng cánh cửa (kính + khung)
2
35 /
tc
K
g Kg m
=
- Trọng lượng bậu trên và bậu dưới 100 /
tc
b
g Kg m
=
Vậy lực tập trung ở chân cửa trời do cánh cửa và bậu cửa là:
1.1 35 1.5 6 1.1 100 6 1007
tc tc
Kb K ct b
g n g h B n g B x x x x x Kg
= × × × + × × = + =
Tải trọng ct
g và Kb
g chỉ tập trung ở những chân cửa trời.
Để tiện tính toán khung, ta thay chúng bằng lực tương đương phân bố đều trên
mặt bằng nhà ct
g′ .
2
2 13.2 9 6 2 1007
16.8 /
27 6
ct ct Kb
ct
g l B g x x x
g Kg m
L B x
× × + × +
′ = = =
×
mặt bằng.
Vậy tải trọng tổng cộng phân bố đều trên rường ngang là:
( ) 383 21 16.8 2525 / 2.53 /
m d ct
q g g g g B Kg m T m
′
= = + + × = + + = =
1.2.Tải trọng tạm thời
Theo TCVN 2737 – 95, tải trọng tạm thời trên mái là:
2
75 /
tc
p Kg m
= mặt bằng với hệ số vượt tải 1.4
p
n =
Tải trọng tính toán phân bố đều trên rường ngang
1.4 75 6 630 / 0.63 /
tc
p
P n p B x x Kg m T m
= × × = = =
2.Tải trọng tác dụng lên cột
a)Do phản lực của dàn
Tải trọng thường xuyên
27
2525 34088
2 2
L
V A q x Kg
= = × = =
Tải trọng tạm thời
27
630 8505
2 2
L
V A P x Kg
′ ′
= = × = =
b)Do trọng lượng dầm cầu trục
Trọng lượng dầm cầu trục tính sơ bộ theo công thức:
2 2
1.2 40 6 1037
dcc dcc dcc
G n l x x Kg
α
= × × = =
Trong đó: 6
dcc
l B m
= = - Nhịp cầu trục
40
dcc
α = là hệ số trọng lượng dầm cầu trục bằng 24 đến 37 với 75
Q T
≤
n = 1.2
dcc
G đặt ở vai đỡ dầm cầu trục là tải trọng thường xuyên.
c)Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục
Tải trọng áp lực 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 của phản lực gối
tựa của dầm và xếp các bánh xe của hai cầu trục sát nhau ở vào vị trí bất lợi nhất.
Cầu trục 30T có áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của 1 bánh xe là:
max 33
tc
P T
=
Áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của một bánh xe cũng có thể tra bảng
cầu trục hoặc tính theo công thức:

6. ĐỒ ÁN THÉP II
min max
0
30 56.5
33 10,3
2
tc tc
Q G
P P T
n
+ +
= − = − =
Trong đó:
Q – Sức trục của cầu trục
G=56.5T – Trọng lượng toàn bộ cầu trục
0 2
n = - Số bánh xe ở trên 1 cầu trục
Áp lực thẳng đứng tính toán:
max
min
1.2 33 39.6
1.2 10.3 12.4
P x T
P x T
= =
= =
Cầu trục có bề rộng 6300
ct
B mm
= và khoảng cách giữa 2 bánh xe K =
5100mm. Đặt bánh xe ở vị trí như hình vẽ tính được các tung độ i
y của đường ảnh
hưởng và tính áp lực thẳng đứng lớn nhất, nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên
cột theo công thức:
ax max 63.95
m c i
D n P y T
= × × =
∑
min min 20.03
c i
D n P y T
= × × =
∑
Trong đó:
0.85
c
n = - Hệ số tổ hợp khi hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ và trung bình.
Các lực ax min
,
m
D D đặt vào trục nhánh đỡ dầm cầu trục của cột, nên lệch tâm đối
với trục cột dưới một đoạn e lấy xấp xỉ bằng bd/2. Do đó tại vai cột có sinh ra
moment lệch tâm:
ax ax
min min
63.95 0.5 31.975
20.03 0.5 10.015
m m
M D e x Tm
M D e x Tm
= × = =
= × = =
d)Do lực hãm của xe con
Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương
chuyển động. Lực hãm xe con, qua các bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm vào
cột.
Lực hãm ngang của xe con:

7. ĐỒ ÁN THÉP II
( )
2
0.1 (30 12) 2.1
4
tc Txc
ng T
xc
n
T f Q G x x T
n
= × + × = + =
Trong đó:
f = 0.1 – Hệ số ma sát trường hợp nóc mềm
12
T
G T
= - Trọng lượng xe con tra bảng phụ lục
2
Txc
n = - Số bánh xe được hãm của xe con.
4
xc
n = - Tổng số bánh xe của xe con.
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe tính:
1
0
2.1
1.1
2
tc
ng
tc
T
T T
n
= = =
Trong đó:
0 2
n = - Số bánh xe ở 1 bên cầu trục.
Lực hãm ngang 1
tc
T truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm: giá
trị T cũng xác định bằng cách xếp bánh xe trên đường ảnh hưởng như khi xác định
ax
m
D và min
D .
1 2.13
tc
c i
T n n T y T
= × × × =
∑
3.Tải trọng gió tác dụng lên khung
Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737 – 95. Nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp
chiều cao nhỏ hơn 36m nên chỉ tính thành phần tĩnh của gió. Áp lực gió tiêu chuẩn
ở độ cao 10m trở xuống thuộc khu vực IIB (có thể kể đến ảnh hưởng của gió bão):
2
0 95 /
tc
q Kg m
= .
0
H / L 0.415
6
α
=


=

tra bảng 1 0.438
C = − ; 3 0.075
C = −
4
B
L
=
∑
Tải trọng gió phân bố đều tác dụng lên đỉnh cột. Trường hợp giữa các cột
khung có các cột sườn tường với bước cột 6m. Không bố trí sườn tường với
khoảng cách 1 6
B m
= .
Phía đón gió: 0
q n q K C B
= × × × ×

8. ĐỒ ÁN THÉP II
Phía trái gió: 0
q n q K C B
′ ′
= × × × ×
Trong đó: n = 1.3
1 6
B B m
= = - Bước cột (bước khung) khi không có sườn tường. Khi có
sườn tường 1
B B
= .
C – Hệ số khí động lấy theo bảng phụ lục.
K – Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao lấy cho địa hình loại
B. K = 1.019 ở 11.2; K = 1 ở 10m.
Giá trị tải trọng gió phân bố đều lên cột (với hệ số quy đổi ra phân bố đều
1.01
α = ) là:
0 1 1.3 95 1 0.8 6 1.01 598.73 /
q n q K C B x x x x x Kg m
= × × × × = =
0 1 1.3 95 1 0.075 6 1.03 56.13 /
q n q K C B x x x x x Kg m
′ ′
= × × × × = =
Tải trọng gió trong phạm vi mái từ đỉnh cột đến nóc mái đưa về tập trung đặt ở
cao trình cánh dưới của dàn mái:
0
W i i
n q K B C h
= × × × × ×
∑
Trong đó:
i
h - Chiều cao từng đoạn có ghi hệ số khí động i
C .
K = 1.103 ở 17.25m trong khoảng từ độ cao 11.2m đến 17.25m, dùng hệ số
trung bình của K: K = 1.061.
Vậy:
0
W
1.3 95 1.061 6 (0.8 2.2 0.438 0.9 0.7 2.5 0.8 0.45 0.6 0.45 0.6 2.5 0.6 0.9 0.075 2.2)
4112
i i
n q K B C h
x x x x x x x x x x x x
Kg
= × × × × ×
= − + − + + + +
=
∑
Phần tải trọng gió lên cột tường (diện tích 1
F ) sẽ truyền vào khung dưới dạng
lực tập trung S, S′ .
0 1 0 1 3382.754
2
H
S n q K C F n q K C B Kg
= × × × × = × × × × × =
0 1 0 1 317.133
2
H
S n q K C F n q K C B Kg
′ ′ ′
= × × × × = × × × × × =
III.Tính nội lực khung
1.Sơ bộ chọn tỷ số độ cứng giữa các bộ phận khung
Moment quán tính dàn:
ax
2
m d
d
M h
I
f
µ
× ×
=
×
Trong đó:
ax
m
M - Moment uốn lớn nhất trong rường ngang, coi như dầm đơn giản
chịu toàn bộ tải trọng đứng tính toán.
( ) 2 2
ax
(2.53 0.63).27
288
8 8
m
g p L
M Tm
+ +
= = =
355
d
h cm
= - Chiều cao giữa giàn (tại tiết diện có ax
m
M ).

9. ĐỒ ÁN THÉP II
µ - Hệ số kể đến độ dốc cánh trên và sự biến dạng của các thanh bụng,
0.8
µ = khi i = 1/10.
Vậy:
4
ax 28800000 355 0.8
1947429
2 2.2100
m d
d
M h x x
I cm
f
µ
× ×
= = =
×
Kết cấu khung thép CCT34 cường độ tính toán 2
2100 /
f daN cm
= khi
20
t mm
≤ .
Moment quán tính của tiết diện cột dưới được xác định theo công thức gần
đúng:
( ) 2 2
ax 4
1
1
2 (42.6 2 63.95) 100
324762
2.5 2100
A m d
N D b x x
I cm
k f x
+ × +
= = =
×
Trong đó:
A
N - Phản lực tựa của dàn truyền xuống
34.09 8.51 42,6
A
N A A T
′
= + = + =
ax
m
D - Áp lực do cầu trục.
1
k - Hệ số phụ thuộc vào bước cột và loại cột.
Bước cột B = 6m thì 1 2.5
k =
Moment quán tính phần cột trên:
2 2
1 1 1
2
2
500
1.7 1000 6.8
t
d
b
I I I
I x
k b
   
= × = =
 ÷  ÷
 
 
Trong đó:
2
k - Hệ số xét đến liên kết giữa dàn và cột.
Dàn liên kết khớp với thì cột thì 2 1.8 2.3
k = −
Dàn liên kết cứng với thì cột thì 2 1.2 1.8
k = −
Ở đây lấy 2 1.7
k =
Chọn 2
1
7
I
I
= thì
4
1
2
324762
46395
7 7
I
I cm
= = =
2
1947429
42
46395
d
I
I
= =
Tỷ số độ cứng giữa dàn và phần cột dưới:
1
1947429
6
324762
d
I
I
= =
Dựa theo kinh nghiệm có thể chọn
1
3 6
d
I
I
= − nên chọn
1
6
d
I
I
=
Các tỷ số đã chọn này thỏa mãn điều kiện:
1
2
1 7 1 6
I
I
µ = − = − =

10. ĐỒ ÁN THÉP II
6 6
1.62
1 1.1 1 1.1 6
x
ν
µ
= = =
+ +
4.32 7.7 12.02
t d
h h h m
= + = + =
1
1
12.02
/ 6 2.67
27
d d
I I
I h
x
L h I L
υ
 
     
= = × = =
 ÷  ÷
 ÷
 ÷
 
 
   
Thỏa điều kiện
6
1 1.1
ν υ
µ
= <
+
Do đó khi tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng phẳng đứng đặt
trực tiếp lên dàn, có thể coi dàn là cứng vô cùng ( d
I = ∞ )
2.Tính khung với tải trọng phân bố đều trên xà ngang
Dùng phương pháp chuyển vị, ẩn số là góc xoay 1 2
,
ϕ ϕ và một chuyển vị ngang
∆ ở đỉnh cột. Trường hợp ở đây, khung đối xứng và tải trọng đối xứng nên 0
∆ =
và 1 2
ϕ ϕ ϕ
= = . Ẩn số là 2 góc xoay bằng nhau của nút khung.
Phương trình chính tắc:
11 1 0
p
r R
ϕ
× + =
Trong đó:
11
r - Tổng phản lực moment ở các nút trên của khung khi góc xoay 1
ϕ =
1p
R - Tổng moment phản lực ở nút đó do tải trọng ngoài.
Để tìm 11
r cần tính
xa
B
M và
cot
B
M là các moment ở nút cứng B của xà và cột khi
góc xoay 1
ϕ = ở hai nút khung,
xa
B
M tính theo công thức CHKC.
1 1
2 2 6
0.444
27
xa
d
B
E I x
M E I xEI
L
×
= = × =
Để tính
cot
B
M của thanh có tiết diện thay đổi, có thể dùng các công thức ở bảng
III – 1 Phụ lục.
Từ đây về sau quy ước dấu như sau:

11. ĐỒ ÁN THÉP II
Moment dương khi làm căng thớ bên trong của cột và dàn. Phản lực ngang là
dương khi có chiều hướng từ bên trong ra bên ngoài. Tức là đối với cột trái thì
hướng từ phải sang trái, ta hiểu phản lực là lực do nút tác dụng lên thanh.
Tính các trị số:
12.02
t d
h h h m
= + =
2
1
1 6
I
I
µ = − =
0.359
t
h
h
α = =
1 3.154
A α µ
= + × =
2
1 1.773
B α µ
= + × =
3
1 1.278
C α µ
= + × =
4
1 1.1
F α µ
= + × =
2
4 3 6.693
K AC B
= − =
cot
1
1
4
0.064
B
CEI
M EI
Kh
= − = −
Phản lực ở đỉnh cột do 1
ϕ = gây ra là:
1
1
2
6
0.011
B
BEI
R EI
Kh
= =
Vậy:
cot
11 1
0.508
xa
B B
r M M EI
= − =
1p
R - Tổng moment phản lực ở nút B do tải trọng ngoài gây ra.
2
153.698
12
P
B
qL
M Tm
= − = −
1 153.698
P
p B
R M Tm
= = −
Giải phương trình chính tắc:

12. ĐỒ ÁN THÉP II
1
1
11
302.555/
p
R
EI
r
ϕ = − =
Moment cuối cùng ở đỉnh cột:
cot
. 19.36
C
B
B
M M Tm
ϕ
= = −
19.36
xa
xa P
B
B B
M M M Tm
ϕ
= + = −
Các tiết diện khác thì tính bằng cách dùng trị số phản lực:
. 3.328
C
B
B
R R T
ϕ
= =
Vậy moment ở vai cột:
4.98
C B B t
M M R h Tm
= + = −
Moment ở chân cột:
20.64
A B B
M M R h Tm
= + =
Biểu đồ moment vẽ ở hình 7a.
Moment phụ sinh ra ở vai cột do sự lệch của trục cột trên với trục cột dưới
bằng:
. 8.52
e
M Ae Tm
= =
Trong đó: 0.25
2
d t
b b
e m
−
= = - Độ lệch tâm 2 phần cột.
Nội lực trong khung do e
M có thể tìm được bằng bảng ở phụ lục đối với cột 2
đầu ngàm. Vì trường hợp này có thể coi d
I = ∞ và ngoài ra khung không có
chuyển vị ngang vì tải trọng đối xứng. Dấu e
M ngược với dấu trong bảng.
( ) ( )
( )
1 3 1 4
1.73
e
B
B C M
M Tm
K
α α
− + −
= − =
( ) ( )
( )
6 1 1
1.02 12.3/
e
B
B A M
R T h
Kh
α α
− − +
= − = − = −
Vậy:
2.676
t
C B B t
M M R h Tm
= + = −
5.844
d
C B B t e
M M R h M Tm
= + + =
2.01
A B B e
M M R h M Tm
= + + = −
Biểu đồ moment do e
M vẽ ở hình 7b.
Cộng biểu đồ 7a với 7b ta được biểu đồ moment cuối cùng do tải trọng thường
xuyên gây ra toàn mái.
17.63
B
M Tm
= −
7.656
t
C
M Tm
= −
0.864
d
C
M Tm
=
18.63
A
M Tm
=
Lực cắt tại chân cột:
2.307
A
Q T
= −

13. ĐỒ ÁN THÉP II
3.Tính khung với tải trọng tạm thời trên mái (hoạt tải)
Ta có ngay biểu đồ do hoạt tải gây ra bằng cách nhân các trị số của moment do
tải trọng thường xuyên ở biểu đồ hình 7c với tỷ số:
0.249
P
q
=
4.639
A
M Tm
=
0.215
d
C
M Tm
=
1.906
t
C
M Tm
= −
4.39
B
M Tm
= −
0.575
A
Q T
= −

14. ĐỒ ÁN THÉP II
4.Tính khung với trọng lượng dầm cầu trục
Trọng lượng dầm cầu trục 1.04
dcc
G T
= đặt vào trục nhánh đỡ DCT và sinh ra
moment lệch tâm:
. 0.52
dcc dcc dcc
M G e Tm
= =
500
2
d
dcc
b
e mm
= =
Nội lực khung tìm được bằng cách nhân biểu đồ e
M với tỉ số
dcc
e
M
M
− (vì 2
moment này đặt cùng 1 vị trí nhưng ngược chiều).
0.061
dcc
e
M
M
− = −
Trọng lượng dầm cầu trục dcc
G là tải trọng thường xuyên nên phải cộng biểu
đồ moment do dcc
G với nội lực ở biểu đồ hình 7c để được moment do toàn bộ tải
trọng thường xuyên lên dàn và lên cột:
17.736
B
M Tm
= −
7.493
t
C
M Tm
= −
0.508
d
C
M Tm
=
18.753
A
M Tm
=
Biểu đồ moment vẽ ở hình 7d.
Trong nhiều trường hợp, khi dcc
G khá nhỏ so với ax
m
D , min
D nên có thể nhập
luôn dcc
G vào ax
m
D , min
D và tính luôn ax
m
M , min
M như ở điểm 5 tiếp theo bỏ qua
điểm 4 này.
5.Tính khung với moment cầu trục ax
m
M , min
M
ax
m
M , min
M đồng thời tác dụng ở 2 cột, ax
m
M cột trái hoặc có thể cột phải. Dưới
đây xét trường hợp ax
m
M ở cột trái, min
M ở cột phải.
Giải khung bằng phương pháp chuyển vị với sơ đồ xà ngang cứng vô cùng. Ẩn
số chỉ còn là chuyển vị ngang của nút.

15. ĐỒ ÁN THÉP II
Phương trình chính tắc:
11 1 0
p
r R
×∆ + =
Trong đó:
11
r - Phản lực ở liên kết thêm do chuyển vị đơn vị 1
∆ = gây ra ở nút trên.
Dấu của chuyển vị và dấu của phản lực trong liên kết thêm quy ước hướng từ trái
sang phải là dương. Dùng bảng phụ lục tính được moment và phản lực ngang ở
đầu B của cột:
2
1
1
2
6
1.589 /
B
BEI
M EI h
Kh
= =
3
1
1
3
12
5.655 /
B
AEI
R EI h
Kh
= − = −
Biểu đồ moment do 1
∆ = gây ra còn được dùng với các loại tải trọng khác như
T hay gió, nên ta tính luôn moment tại các tiết diện cột.
Tiết diện vai cột:
2
1
0.443 /
C B B t
M M R h EI h
= + = −
Chân cột:
2
1
4.066 /
A B B
M M R h EI h
= + = −
Cột bên phải các trị số moment và phản lực có cùng trị số nhưng khác dấu.
Biểu đồ moment vẽ ở hình 10a.
3
11 1
11.31 /
B B
r R R EI h
′
= − − = −
1p
R - Phản lực trong liên kết thêm do tải trọng ngoài gây ra trong hệ cơ bản.
Vẽ biều đồ moment do ax
m
M , min
M gây ra dùng các công thức ở phụ lục. Cũng
có thể sử dụng ngay biểu đồ moment lệch tâm e
M của tải trọng mái (hình 7b)
nhân với hệ số:
ax
3.753
m
e
M
M
− = −
Cột phải:

16. ĐỒ ÁN THÉP II
min
1.175
e
M
M
− = −
Từ đó ta có moment ở cột trái:
6.493
B
M Tm
= −
10.043
t
C
M Tm
=
21.933
d
C
M Tm
= −
7.544
A
M Tm
=
Phản lực:
46.162 / ( )
B
R h T
=
Moment ở cột phải:
2.033
B
M Tm
′ = −
3.144
t
C
M Tm
′ =
6.867
d
C
M Tm
′ = −
2.362
A
M Tm
′ =
Phản lực:
14.453/ ( )
B
R h T
′ =
Vậy:
1 31.709 / ( )
p B B
R R R h T
′
= − =
Giải phương trình chính tắc:
1 2
1
11
2.804 /
p
R
h EI
r
∆ = − =
Nhân biểu đồ moment do 1
∆ = và cộng với moment ngoại lực trong hệ cơ bản
(hình 10b) ta được biểu đồ moment cuối cùng
p
M M M
= ∆ +
Ở cột trái:
2.037
B
M Tm
= −
8.801
t
C
M Tm
=
23.175
d
C
M Tm
= −
3.857
A
M Tm
= −
Lực cắt ở chân cột:
2.509
A
Q T
= −
Lực dọc:
0
t
B C
N N
= =
ax 63.95
d
A C m
N N D T
= = =
Cột bên phải:
6.489
B
M Tm
′ = −
4.386
t
C
M Tm
′ =

17. ĐỒ ÁN THÉP II
5.625
d
C
M Tm
′ = −
13.763
A
M Tm
′ =
Lực cắt ở chân cột:
2.518
A
Q T
′ =
Lực dọc:
0
t
B C
N N
′ ′
= =
min 20.03
d
A C
N N D T
′ ′
= = =
Biểu đồ moment cuối cùng ở hình 10c.

18. ĐỒ ÁN THÉP II
6.Tính khung với lực hãm ngang T
Lực T đặt ở cao trình hãm cách vai cột 1m.
Lực T có thể tác dụng ở cột trái hay cột phải, chiều hướng vào cột hoặc đi ra
khỏi cột. Dưới đây giải khung với trường hợp lực T đặt vào cột trái hướng từ trái
sang phải. Các trường hợp khác của T có thể suy ra từ trường hợp này.
Trình tự tính toán giống như tính với ax
m
M , min
M .
Vẽ biểu đồ M do 1
∆ = gây ra trong hệ cơ bản và đã tính được:
3
11 1
11.31 /
r EI h
= −
Dùng công thức trong phụ lục tính được moment và phản lực do T gây ra trong
hệ cơ bản (hình 11a). Lực T đặt cách đỉnh cột: 3.32m.
0.276 0.359
λ α
= < =
( ) ( ) ( ) ( )
2 2
1 2 2 2 2
2.841
B
B C B C
M Th Tm
K
λ λ µ α λ α λ
− + − + − + −
   
   
= − = −
( ) ( ) ( ) ( )
2 2
1 3 2 2 3 2 2
1.627
B
B A B A
M T T
K
λ λ µ α λ λ
− − + + − − +
   
   
= − =
Tính moment tại tiết diện C và A, ngoài ra tính T
M ở tiết diện D (chỗ đặt T).
( ) 2.561
D
T B B t dcc
M M R h h Tm
= + − =
2.058
C
T B B t dcc
M M R h Th Tm
= + − =
( ) 1.815
A
T B B t dcc
M M R h T h h Tm
= + − + = −
Cột bên phải không có ngoại lực nên moment và phản lực trong hệ cơ bản bằng
không.
Vậy:
1 1.627
p B B
R R R T
′
= − =
1 3 2
1 1
11
0.144 / 1.731 /
p
R
h EI h EI
r
∆ = − = =
Moment cuối cùng tại tiết diện cột khung p
M M M
= ∆ +

19. ĐỒ ÁN THÉP II
0.09
B
M Tm
= −
( ) 2.608
D
B B
T t dcc T
M M R h h M Tm
 
= + − ∆ + =
 
1.291
C
M Tm
=
8.853
A
M Tm
= −
1.317
A
Q T
=
Đối với cột bên phải ta có:
2.751
B
M Tm
′ = −
0.767
C
M Tm
′ =
7.038
A
M Tm
′ =
0.814
A
Q T
′ =
Biểu đồ moment ở hình 11b.
7.Tính khung với tải trọng gió
Ở đây tính với trường hợp gió thổi từ trái qua phải. Với gió thổi từ phải qua trái
chỉ việc thay đổi trị số cột. (Sơ đồ tải trọng gió ở hình 4b)
Đã có biểu đồ M do 1
∆ = gây ra trong hệ cơ bản (hình 10a) và có:
3
11 1
11.31 /
r EI h
= −
Bây giờ chỉ tính moment và phản lực so q và q′ gây ra trong hệ cơ bản.
Ở cột trái:
( )
2 2
9 8
4.832
12
q
B
BF C qh
M Tm
K
−
= − = −
( )
2 3
3.159
2
q
B
BC AF qh
R T
K
−
= − =
2
3.228
2
q t
C B B t
qh
M M R h Tm
= + − =
2
10.113
2
q
A B B
qh
M M R h Tm
= + − = −

20. ĐỒ ÁN THÉP II
Các trị số cột phải do q′ tác dụng được suy ra từ cột trái bằng cách nhân với hệ
số
0.094
q
q
′
− = −
0.454
q
B
M Tm
′
′ =
0.303
q
C
M Tm
′
′ = −
0.951
q
A
M Tm
′
′ =
0.297
q
B
R T
′
′ = −
Do đó:
1 W 7.566
p B B
R R R mS mS T
′ ′
= − + + + =
Và:
1 3 2
1 1
11
0.669 / 8.041 /
p
R
h EI h EI
r
∆ = − = =
Biểu đồ moment cuối cùng (hình 12b)
Cột trái:
7.945
B
M Tm
=
0.334
C
M Tm
= −
42.808
A
M Tm
= −
7.821
2
A C d
A
d
M M qh
Q T
h
+
= + =
Cột phải:
12.323
B
M Tm
′ = −
3.259
C
M Tm
′ = −
33.646
A
M Tm
′ =
4.162
2
A C d
A
d
M M q h
Q T
h
′ ′
′
′
+
= + =
Kết quả tính được ghi vào bảng nội lực.

21. ĐỒ ÁN THÉP II
IV.TÍNH CỘT
1.Xác định chiều dài tính toán của cột
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực nguy hiểm để chọn tiết diện cột là cặp
M, N ở tiết diện B.
M = -40.988Tm
41.749
tu
N T
=
Các cặp khác có trị số nhỏ rõ ràng là không nguy hiểm bằng cặp đã chọn.
a)Xác định trọng lượng bản thân của mỗi đoạn cột
Khi chọn tiết diện mỗi phần cột cần kể thêm trọng lượng bản thân của cột
(hoặc đoạn cột).
c
G coi như một lực tập trung đặt tại trọng tâm tiết diện đỉnh của mỗi đoạn cột.
c c c
G g h
=
Trong đó:
c
g - Trọng lượng mỗi mét dài cột (hoặc đoạn cột)
c
N
g
Kf
ψρ
=
∑
Trong đó:
N
∑ - Lực nén lớn nhất trong mỗi đoạn cột khi chưa kể đến trọng lượng
bản thân c
G .
Đối với cột trên: ax 41.749
tu m
N N N T
= = =
∑
Đối với cột dưới:
+Nhánh cầu trục: ax 100.344
tu m
N N N T
= = =
∑
+Nhánh mái: ax 100.344
tu m
N N N T
= = =
∑
K – Hệ số kể đến ảnh hưởng của moment làm tăng tiết diện cột.
( )
0.25 0.3
K = ÷ đối với cột trên chọn K = 0.25
( )
0.4 0.5
K = ÷ đối với cột dưới chọn K = 0.4

22. ĐỒ ÁN THÉP II
ψ - Hệ số cấu tạo, trọng lượng các chi tiết làm tăng tiết diện cột.
( )
1.4 1.8
ψ = ÷ lấy 1.4
ψ =
3
7850 /
daN m
ρ = trọng lượng riêng của thép.
c
h - Chiều dài đoạn cột.
Đối với cột trên: 4.32
c t
h h m
= =
Đối với cột dưới: 7.7
c d
h h m
= =
Đối với cột trên:
41749
1.4 7850 87.395 /
0.25 2100
c
N
g x x daN m
Kf x
ψρ
= = =
∑
. 87.395 4.32 378
c c c
G g h x daN
= = =
Đối với cột dưới:
+Nhánh cầu trục:
100344
1.4 7850 131.283 /
0.4 2100
c
N
g x x daN m
Kf x
ψρ
= = =
∑
. 131.283 7.7 1011
c c c
G g h x daN
= = =
+Nhánh mái:
131.283
1.4 7850 131.283 /
0.4 2100
c
N
g x x daN m
Kf x
ψρ
= = =
∑
. 131.283 7.7 1011
c c c
G g h x daN
= = =
Để chọn tiết diện cột dưới có thể chọn nhiều cặp tùy thuộc vào tính toán bộ
phận nào. Ở đây để xác định chiều dài tính toán của các phần cột ta chọn cặp có N
lớn nhất tức là cặp:
M = 57.583Tm; N = 100,344T
Tính các hệ số:
2 2
1 1
0.255
d
t
h
i J
K
i J h
 
 
= = =
 ÷
 ÷
  
1
1
2
0.957
t
d
h J
C
h J m
 
= =
 ÷
 
Trong đó: 2.404
d
t
N
m
N
= =
Từ K và 1
C tra bảng được:
1 1.98
µ = ;
1
2
1
2.069
C
µ
µ = =
Vậy chiều dài tính toán của các phần cột trong mặt phẳng khung là:
2 2 2.069 4.32 8.938
x t
l h x m
µ
= = =
1 1 1.98 7.7 15.246
x d
l h x m
µ
= = =
Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung bằng

23. ĐỒ ÁN THÉP II
-Cột trên: 2 4.32 1 3.32
y t dcc
l h H m
= − = − =
-Cột dưới: 1 7.7
y d
l h m
= =
2.Chọn tiết diện cột trên
Nội lực nguy hiểm cho cột trên là:
M = -40988daNm
41749 378 42127
tu c
N N G daN
= + = + =
a)Dạng tiết diện và chiều cao h của tiết diện
Tiết diện cột trên chọn dạng chữ H đối xứng, ghép từ 3 bản thép, với chiều cao
tiết diện đã chọn trước.
500
t
h b mm
= =
b)Độ lệch tâm và diện tích yêu cầu
Độ lệch tâm:
40988
0.97
42127
M
e m
N
= = =
Sơ bộ giả thiết hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện 1.25
η = và diện tích yêu
cầu của tiết diện tính theo công thức:
2
2.8 2.8 97
42127 (1.25 )
50 134
2100 1
x
yc
c
M x
N x
hN
A cm
f x
η
γ
 
+ +
 ÷
 
= = =
c)Chiều rộng tiết diện b và bề dày các bản w
,
f
t t
Dựa theo yêu cầu
432
14.4
30 30
t
f
h
b b cm
= ≥ = =
Chọn 30
f
b b cm
= =
Dựa vào
2
134
yc
A cm
= và các yêu cầu w w
8 ; , 60
f f
t mm t t t mm
≥ ≥ ≤ . Chọn
w 1
t cm
= và 1.6
f
t cm
= . Vậy diện tích tiết diện đã chọn là
Bản bụng (50-1.6x2)x1 = 46.8 cm2
Bản cánh 2x30x1.6 = 96 cm2
A = 142.8 cm2
d)Kiểm tra tiết diện đã chọn

24. ĐỒ ÁN THÉP II
Các đặc trưng hình học của tiết diện
3 3
4
30 50 (30 1) (50 2 1.6)
64783.9
12 12
x
x x x
I cm
− −
= − =
3 3
4
2 1.6 30 (50 2 1.6) 1
7203.9
12 12
y
x x x x
I cm
−
= + =
64783.9
21.3
142.8
x
x
I
i cm
A
= = =
7203.9
7.1
142.8
y
y
I
i cm
A
= = =
3
2 2 64783.9
W 2591.4
50
x
x
I x
cm
h
= = =
-Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột
2 3.32 100
46.76
7.1
y
y
y
l x
i
λ = = =
2100
46.76 1.48
2100000
y y
f
x
E
λ λ
= = = ; ( 2
2100000 /
E daN cm
= )
[ ]
2
ax
8.938 100
41.96 120
21.3
x
x m
x
l x
i
λ λ λ
= = = = < =
2100
41.96 1.33
2100000
x x
f
x
E
λ λ
= = =
-Độ lệch tâm tương đối m và độ lệch tâm tính đổi e
m
97 142.8
5.345
W 2591.4
x
eA x
m = = =
w
30 1.6
1.03
46.8 1
f
A x
A x
= =
Với
w
1.33 5
1.03 1
5 5.345 20
x
f
A
A
m
λ
 = <


= > ⇒


 < = <

Tra bảng D9 – Hệ số ảnh hưởng của hình dạng tiết
diện η , TCVN 338:2005 có hệ số η : 1.134
η =
-Cột có n
A A
= và . 1.134 5.345 6.06 20
e
m m x
η
= = = < – Không cần kiểm tra về
bền
-Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn:
Với 1.33
x
λ = và 6.06
e
m =
Tra bảng II.2 phụ lục II được hệ số 0.212
e
ϕ =
Điều kiện ổn định:

25. ĐỒ ÁN THÉP II
2 2
41749
1379.056 / 2100 /
0.212 142.8
c
e
N
daN cm f daN cm
A x
γ
ϕ
= = < =
-Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn:
Moment tính toán khi kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là moment lớn
nhất tại tiết diện ở phần 3 cột.
4.32
1.44
3 3
t
h
m
= =
Moment tính toán tại tiết diện B (đỉnh cột) có trị số: 40988
B
M daNm
= − do các
tải trọng 1, 2, 4, 6, 8. Vậy moment tương ứng ở đầu kia (tiết diện C) do các tải
trọng này là:
3.181 3181
C
M Tm daNm
= − = −
( )
2 2
3181 ( 40988 ( 3181)) 28385.7
3 3
C B C
M M M M x daNm
= + − = − + − − − = −
> ax
ax 20494 ; 1591 20494
2 2 2
m C
B
M M
M
m daNm daNm daNm
 
= = − = − =
 ÷
 
Mà
ax ; ; 28385.67
2 2
C
B M
M
M m M daNm
 
′ = =
 ÷
 
Độ lệch tâm tương đối:
28385.67 142.8
3.75
W 41749 2591.4
x
M A
m x x
N
′
= = =
3.75 5
x
m m
= = < ; 1
b
ϕ =
Vậy c xác định theo công thức:
Trong đó α và β là các hệ số xác định theo bảng 4.9 sách “Kết cấu thép cấu
kiện cơ bản”.
Với 3.75 5
x
m = <

26. ĐỒ ÁN THÉP II
Và
2100000
46.76 3.14 3.14 99.3
2100
y c
E
x
f
λ λ
= < = = = có 1
β = ; 0.24
c =
Với 1.48 2.5
y
λ = < ⇒ 0.879
y
ϕ =
Điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung:
2 2
41749
1385,855 / 2100 /
0.24 0.879 142.8
c
y
N
daN cm f daN cm
c A x x
γ
ϕ
= = < =
-Kiểm tra ổn định cục bộ:
Với bản cánh được kiểm tra theo công thức:
0 0
f f
b b
t t
 
≤  
 
 
0
f
b
t
 
 
 
 
lấy theo bảng 4.4 sách KCT cấu kiện cơ bản.
( )
0
0.36 0.1
f
b E
t f
λ
 
= +
 
 
 
; 1.33
x
λ λ
= =
0 2100000
(0.36 0.1 1.33) 15.6
2100
f
b
x x
t
 
= + =
 
 
 
Tiết diện cột đã chọn có
w
0 0
30 1
9.1 15.6
2 2 1.6
f
f f f
b t
b b
t t x t
 
− −
= = = < =
 
 
 
đảm bảo ổn định
cục bộ.
Với bản bụng được kiểm tra theo công thức:
w w
w w
h h
t t
 
≤  
 
Do khả năng chịu lực của cột được xác định theo điều kiện ổn định tổng thể
trong mặt phẳng uốn nên độ mảnh giới hạn w
w
h
t
 
 
 
của bản bụng được xác định theo
bảng 4.10 sách KCT cấu kiện cơ bản.
Với 5.345 1
m = > , 1.33 2
x
λ λ
= = < ⇒ w
w
49.5
h
t
 
=
 
 
Tiết diện đã chọn có w w
w w
46.8
46.8 49.5
1
h h
t t
 
= = ≤ =
 
 
đảm bảo ổn định cục bộ.
Đồng thời w
w
46.8 2.3 72.73
h E
t f
= < = không phải đặt sườn ngang.
Vậy tiết diện đã chọn như hình là thỏa mãn.
3.Thiết kế cột dưới rỗng
Dựa vào bảng tổng hợp nội lực ta có cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh 1
(nhánh cầu trục) là:

27. ĐỒ ÁN THÉP II
27.161 27161
M Tm daNm
= − = −
100,344 100344
N T daN
= =
1 27161
M daNm
⇒ = −
1 100344 1011 101355
c
N N G daN
= + = + =
Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh mái là:
57.583 57583
M Tm daNm
= =
100.344 100344
N T daN
= =
2 80990
M daNm
⇒ =
2 100344 1011 101355
c
N N G daN
= + = + =
3.1.Dạng tiết diện và chiều cao h của tiết diện
Cột dưới rỗng có tiết diện không đối xứng, bao gồm 2 nhánh: nhánh ngoài
(nhánh mái) và nhánh trong (nhánh cầu trục). Nhánh ngoài dùng thép bản và 2
thép góc. Nhánh trong dùng thép cán hình chữ I hoặc dùng tiết diện tổ hợp từ 3
thép bản. Do cột dưới có lực cắt lớn nên dùng hệ bụng dạng thanh giằng.
Chiều cao tiết diện h chính là d
b đã chọn là 1000 1
d
h b mm m
= = =
Cột rỗng thanh giằng các nhánh được xác định như cột đặc chịu nén đúng tâm,
với 1 2
,
f f
N N
a)Chọn tiết diện nhánh
Xác định gần đúng khoảng cách 1
y từ trọng tâm toàn tiết diện đến trọng tâm
nhánh 1 và 2
y đến trọng tâm nhánh 2 như sau:
Gần đúng lấy:
1
C h m
≈ =
( )
1 0.4 0.6
y C
= ÷ chọn 1 0.5 0.5
y C m
= =
2 1 0.5
y C y m
= − =
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục, tính được theo giá trị ax 2
m
M M
−
≡ và 2
N
tương ứng:
1 2 1
1
101355 0.5 27161
77839 778
1 1
f
N y M x
N daN kN
C C
= + = + = =
Và lực nén lớn nhất trong nhánh mái, tính được theo giá trị ax 1
m
M M
+
≡ và 1
N
tương ứng:
2 1 2
2
101355 0.5 57583
108261 1083
1 1
f
N y M x
N daN kN
C C
= + = + = =
Giả thiết độ mảnh của cột là: 75
gt
λ =
Từ gt
λ và f tra bảng II.1 phụ lục II có hệ số ϕ sách KCT cấu kiện cơ bản.
0.749
ϕ = ( 0.7 0.9
ϕ = ÷ nằm trong khoảng này).
Diện tích yêu cầu các nhánh là:
1 2
1
77839
49
0.749 2100 1
f
f
c
N
A cm
f x x
ϕ γ
= = =

28. ĐỒ ÁN THÉP II
2 2
2
108261
69
0.749 2100 1
f
f
c
N
A cm
f x x
ϕ γ
= = =
Theo yêu cầu độ cứng:
770 770
25.7 38.5
30 30 20 20
d d
h h
cm b cm
= = ≤ ≤ = =
Chọn bề rộng cột (chiều cao tiết diện nhánh) là
35 350 300
b cm mm mm
= = >
Nhánh 2 dùng tiết diện dạng chữ I tổ hợp từ 3 bản thép có các kích thước và
diện tích là:
Chọn: 25 250
f
b cm mm
= =
Chọn w , f
t t :
w 0.8 8
t cm mm
= = thỏa điều kiện ( )
w 6 16
t mm
= ÷
1.4 14
f
t cm mm
= = thỏa điều kiện ( )
8 40
f
t mm
= ÷
w 35 2 1.4 32.2 322
h x cm mm
= − = =
2
1 32.2 0.8 25 1.4 95.8
f
A x x cm
= + =
Tính các đặc trưng hình học của nhánh 1 hình bên.
3 3
4
1
2 1.4 25 32.2 0.8
3647
12
x
x x x
I cm
+
= =
1
1
1
3647
6.17
95.8
x
x
f
I
i cm
A
= = =
3 3
4
1
25 35 (25 0.8) 32.2
21994
12
y
x x
I cm
− −
= =

29. ĐỒ ÁN THÉP II
1
1
1
21994
15.15
95.8
y
y
f
I
i cm
A
= = =
Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng nhánh – với độ
mảnh 75
λ =
-Bản cánh:
w
0 0
25 0.8
8.64 17
2 2 1.4
f
f f f
b t
b b
t t x t
 
− −
= = = < =
 
 
 
-Bản bụng:
770
50.83
15.5
oy
y
y
l
i
λ = = =
2100
50.83 1.61
2100000
y y
f
x
E
λ λ
= = = ⇒ w
w
60.3
h
t
 
=
 
 
Độ mảnh giới hạn w
w
h
t
 
 
 
của bản bụng được xác định theo bảng 4.3 sách KCT
cấu kiện cơ bản.
w w
w w
32.2
40.3 53.4
0.8
h h
t t
 
= = < =
 
 
Nhánh 2 dùng tiết diện tổ hợp từ 1 thép bản 322 16
× và 2 thép góc đều cạnh
L150x10 có
2
1 29.3
g
A cm
= , 150
B mm
= , 10 4.03
z cm
= ,
4
624
g
I cm
=
Diện tích tiết diện nhánh 2:
2
2
322 16
2 29.3 110.12
100
f
x
A x cm
= + =

30. ĐỒ ÁN THÉP II
Khoảng cách từ mép trái của tiết diện (mép ngoài bản thép) đến trọng tâm tiết
diện nhánh mái là 0
z
0
1.6
32.2 1.6 2 29.3(1.6 4.03)
2 3.37 33.7
110.12
i i
i
x x x
A z
z cm mm
A
+ +
= = = =
∑
∑
Các đặc trưng hình học của tiết diện
3
2 2 4
2
32.2 1.6 1.6
32.2 1.6 (3.37 ) 2 (624 29.3 (4.03 1.6 3.37) 1899
12 2
x
x
I x x x x cm
= + − + + + − =
2
2
2
1899
4.15
110.12
x
x
f
I
i cm
A
= = =
3
2 4
2
1.6 32.2 35
2 (624 29.3 ( 4.03) 16331.94
12 2
y
x
I x x cm
= + + − =
2
2
2
16331.94
12.18
110.12
y
y
f
I
i cm
A
= = =
Tính khoảng cách giữa 2 trục nhánh: 0 100 3.37 96.63
C h z cm
= − = − =
Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến nhánh 1
2
1
110.12 96.63
51.67
95.8 110.12
f
A C x
y cm
A
= = =
+
Và khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến nhánh 2
2 1 96.63 51.67 44.96
y C y cm
= − = − =
Moment quán tính toàn tiết diện với trục trọng tâm x-x
2 2
2 2 2 4
1 1
3647 1899 51.67 95.8 44.96 110.12 483909
x xi i fi
i i
I I y A x x cm
= =
= + = + + + =
∑ ∑
2
483909
48.48
95.8 110.12
x
y
I
i cm
A
= = =
+

31. ĐỒ ÁN THÉP II
b)Xác định hệ thanh bụng
Bố trí hệ thanh bụng như trên hình
Sơ bộ chiều cao dầm vai bằng 500mm
Chiều cao còn lại của cột 7700-500 =7200mm
Chia làm 8 đoạn của phần cột còn lại. Khoảng cách
các nút giằng 7200 / 8 900
a mm
= =
Thanh giằng hội tụ tại trục nhánh
Chiều dài thanh xiên
2 2 2 2
90 96.63 132.1
d
l a C cm
= + = + =
Góc θ giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên
96.63
1.074
90
tgθ = = ⇒ 0
47.04
θ = ⇒ sin 0.732
θ =
Sơ bộ chọn thanh bụng xiên là 1 thép góc L100x8 có
2
12.3
t
A cm
= ; min 1.56
i cm
=
Nội lực nén trong thanh bụng xiên do lực cắt thực tế V
10.022 10022
V T daN
= =
10022
6845.6
2sin 2 0.732
d
V
N daN
x
θ
= = =
Kiểm tra thanh bụng xiên:
+Kiểm tra độ mảnh
[ ]
ax
min
132.1
84.7 150
1.56
d
m
l
i
λ λ
= = = < =
+Kiểm tra khả năng chịu lực:
Tra bảng hệ số ϕ ở phần phụ lục II.1 sách KCT cấu
kiện cơ bản.
Theo ax 84.7
m
λ = và 2
210 /
f N mm
= được min 0.69
ϕ =
Hệ số điều kiện làm việc của thanh xiên 0.75
c
γ =
(Kể đến sự lệch tâm giữa trục liên kết và trục thanh)
2 2
min
6845.6
1075 / 2100 /
0.69 0.75 12.3
d
t c
N
daN cm f daN cm
A x x
ϕ γ
= = < =
Độ mảnh toàn bộ cột tính theo trục ảo x-x là
1 1524.6
31.45
48.48
x
x
x
l
i
λ = = =
2 3 2 3
2 2
3.14 132.1
27
96.63 90
d
l x
C a x
π
α = = =
[ ]
2 2
0
95.8 110.12
31.45 27 34.86 120
2 12.3
x
d
A
x
A x
λ λ α λ
+
= + = + = < =
Kiểm tra lực cắt quy ước

32. ĐỒ ÁN THÉP II
Từ 0 34.86
λ = và 2
210 /
f N mm
= ⇒ Tra bảng hệ số ở phần phụ lục II.1 sách
KCT cấu kiện cơ bản 0.92
ϕ =
Tính lực cắt quy ước
6 6
2100000
2330 2330 101355
2100
7.15 10 7.15 10 1047.65
0.92
f
E
N x
f
V x daN
ϕ
− −
   
− −
 ÷  ÷
   
= × = × =
Nhận thấy rằng, lực cắt đã dùng để tính thanh giằng
10022 1047.7
f
V daN V daN
= > = , do vậy không cần phải tính lại thanh bụng xiên và
độ mảnh tương đương 0
λ .
Thanh bụng ngang tính theo lực cắt 1047.65
f
V daN
=
Vì f
V rất nhỏ, chọn thanh bụng ngang theo độ mảnh giới hạn [ ] 150
λ = .
Dùng 1 thép góc đều cạnh L50x5 có min 0.973
i cm
=
2
4.8
A cm
= ; [ ]
min
99.3 150
C
i
λ λ
= = < = ; 0.589
ϕ =
2 2
1047.65
494.1 / 2100 /
0.589 4.8 0.75
f
c
V
daN cm f daN cm
A x x
ϕ γ
= = < =
c)Kiểm tra tiết diện cột đã chọn
Nhánh 1: Nội lực tính toán 1 47440
f
N daN
=
Độ mảnh của nhánh
1
1
1
770
50.8
15.15
y
y
y
l
i
λ = = = ; 1
1
90
14.59
6.17
f
x
x
l
i
λ = = = => [ ]
ax 50.8 120
m
λ λ
= < =
Tra bảng hệ số ϕ ở phần phụ lục II.1 sách KCT cấu kiện cơ bản.
Theo ax 50.8
m
λ = và 2
210 /
f N mm
= ta được min 0.861
ϕ =
Kiểm tra ứng suất
1 2 2
min 1
47440
575.1 / 2100 /
0.861 95.8
f
c
f
N
daN cm f daN cm
A x
γ
ϕ
= = < =
Nhánh 2: Nội lực tính toán 2 54792
f
N daN
=
1
2
2
770
63.2
12.18
y
y
y
l
i
λ = = = ; 2
2
90
21.69
4.15
f
x
x
l
i
λ = = = => [ ]
ax 63.2 120
m
λ λ
= < =
Từ ax
m
λ tra bảng hệ số ở phần phụ lục II.1 sách KCT cấu kiện cơ bản được
min 0.807
ϕ =
Kiểm tra ứng suất
2 2 2
min 2
54792
616.6 / 2100 /
0.807 110.12
f
c
f
N
daN cm f daN cm
A x
γ
ϕ
= = < =
Kiểm tra toàn bộ theo trục ảo x-x
Với cặp 1:

33. ĐỒ ÁN THÉP II
1
27161
26.8
101355
e cm
= =
1 1 26.8 (95.8 110.12) 51.67
0.59
483909
x
e Ay x x
m
I
+
= = =
0 0
2100
34.86 1.1
2100000
f
x
E
λ λ
= = =
Với 0.59
m = và 0 1.1
λ = tra bảng II.3 phụ lục II.1 sách KCT cấu kiện cơ bản
có 0.601
e
ϕ =
2 2
1 101355
819 / 2100 /
0.601 (110.12 95.8)
c
e
N
daN cm f daN cm
A x
γ
ϕ
= = < =
+
Với cặp 2:
2
57583 100
56.81
101355
e cm
×
= =
( )
2 2
56.81 95.8 110.12 44.96
1.09
483909
x
e Ay
m
I
× + ×
= = =
Và 0 1.1
λ = tra bảng II.3 phụ lục II.1 sách KCT cấu kiện cơ bản có 0.459
e
ϕ =
( )
2 2
2 101355
1072.3 / 2100 /
0.459 95.8 110.12
c
e
N
daN cm f daN cm
A
γ
ϕ
= = < =
× +
Cột đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực.
d)Tính liên kết thanh giằng vào các nhánh cột
Đường hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột chịu lực 6845.6
d
N daN
=
Với que hàn N42, mối hàn được thực hiện bằng thủ công có
1
s
β = ; 0.7
f
β = ;
2
w 0.45 0.45 3400 1530 /
s u
f f x daN cm
= = =
Trong đó:
3400
u
f = - Cường độ tức thời tiêu chuẩn của thép cơ bản
2
w 1800 /
f
f daN cm
=
Vậy có: ( ) ( ) 2
w w ws
min
min ; 1260 /
f f s
f f f daN cm
β β β
= =
Thanh xiên là thép góc L80x8
Chọn chiều cao đường hàn sống là: min
6 1.2 1.2 8 9.6
fs
h mm t mm
= < = × =
Chọn chiều cao đường hán mép là: min
4 1.2 1.2 8 9.6
fm
h mm t mm
= < = × =
Thường chọn: min
f
h t
= ; min 8
t mm
= Đồng thời:
min
6 4
fs f
h mm h mm
= ≥ = ;
min
4 4
fm f
h mm h mm
= ≥ =
Chiều dài cần thiết của đường hàn sống ws
l và đường hàn mép wm
l để liên kết
thép góc thanh bụng xiên vào má cột là
Với thép góc đều cạnh 0.7
K =
( ) ( )
w
w min
0.7 6845.6
8.5 (4 2.4 ;4 )
6 /10 1260 0.75
s fs
fs c
KN
l cm h cm cm
h f
β γ
×
= = = ≥ =
× ×

34. ĐỒ ÁN THÉP II
w 8.5 85 35.7
s f fm
l cm h cm
β
= ≤ =
( )
( )
( )
( )
wm
w min
1 1 0.7 6845.6
5.4 (4 2.4 ;4 )
4 /10 1260 0.75
fm
fm c
K N
l cm h cm cm
h f
β γ
− − ×
= = = ≥ =
× ×
wm 5.4 85 23.8
f fm
l cm h cm
β
= ≤ =
Các đường hàn góc cạnh đều thỏa mãn
Đường hàn thanh bụng ngang L60x5 vào nhánh cột tính chịu đủ lực cắt.
1047.65
f
V daN
= , rất bé. Vì vậy chọn theo cấu tạo với 6
fs
h mm
= ; 4
fm
h mm
= ;
w 5
l mm
≥
Kiểm tra lại tỷ số độ cứng 2 phần cột:
1
2
0.9 0.9 483909
6.72
64783.9
I
I
×
= =
0.9 là hệ số kể đến biến dạng của thanh giằng.
Sai số so với tỷ lệ đã chọn để giải khung là:
7 6.72
100% 4% 30%
7
−
= <
3.2.Thiết kế các chi tiết cột
1.Nối hai phần cột
Cấu tạo mối nối vẽ ở hình bên. Ở đây dự kiến mỗi phần cột là một đơn vị vận
chuyển vị trí mối nối khuếch đại ở cách vai cột 500mm do yêu cầu của việc hàn ở
hiện trường và ở vào chỗ moment nhỏ hơn (trong tính toán vẫn dùng nội lực ở tiết
diện t
C để tính mối nối).
Nội lực lớn nhất mà mối nối cánh ngoài phải chịu:
1.126 ; 34.09 ; 0.378
tu tu ct
M Tm N T G T
= = =
'
0.5 0.016 0.484
t t f
b b t m
= − = − =
'
34.09 0.378 1.126
19.56
2 2 0.484
ng
t
N M
S T
b
+
= + = + =
Cánh ngoài nối bằng đường hàn đối đầu thẳng,
Chiều dài đường hàn: 2 50 2 1.6 46.8
w
l b t x cm
= − = − =
Chiều cao đường hàn lấy bằng chiều dày thép cánh cột trên min 1.6
w
t t t cm
= = =
Ứng suất trong đường hàn đối đầu nối cánh ngoài
2 2
19.56 1000
261.218 / 2100 /
. 1.6 46.8
ng
w c wc
w w
S
daN cm f daN cm
t l
σ γ
×
= = = < =
×
Chọn bản nối “K” có chiều dày và chiều rộng đúng bằng chiều dày và chiều
rộng bản cánh của cột trên. Nội lực lớn nhất trong cánh trong của cột trên (mối nối
cánh trong với bản “K” phải chịu) là:
min 9.562 ; 42.6 ; 0.378
tu ct
M Tm N T G T
= − = =
'
0.378 42.6 9.562
41.245
2 2 0.484
ng
t
N M
S T
b
+
= + = + =
Dùng mối nối đối đầu thẳng, ứng suất trong đường hàn nối:

35. ĐỒ ÁN THÉP II
2 2
41.245 1000
550.815 / 2100 /
. 1.6 46.8
tr
w c wc
w w
S
daN cm f daN cm
t l
σ γ
×
= = = < =
×
Mối nối bụng cột, tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối. Vì lực cắt ở cột trên khá
bé, đường hàn đối đầu lấy theo cấu tạo: hàn suốt, với chiều cao đường hàn đúng
bằng chiều dày thép bản bụng.
2.Tính dầm vai
Dầm vai tính như dầm đơn giản nhịp 1
d
l b m
= =
Dầm vai chịu uốn bởi lực 41.245
tr
S T
= truyền từ cánh trong của cột trên. Sơ
đồ tính toán như hình vẽ.

36. ĐỒ ÁN THÉP II
Phản lực gối tựa:
( )
( )
41.425 1 500 /1000
.( )
20.623
1.0
tr t
S l b
A T
l
× −
−
= = =
( )
41.245 500 /1000
.
20.623
1.0
tr t
S b
B T
l
×
= = =
Moment uốn lớn nhất: ( )
. 20.623 500 /1000 10.312
dv
m t
M Ab Tm
= = × =
Chọn chiều dày bản đậy mút nhánh cầu trục của cột.
20
bd
t mm
= thường ( )
20 30
bd
t mm
∈ ÷
Chiều rộng sườn đầu dầm cầu trục.
300
s
b mm
= thường ( )
20 30
s
b cm
∈ ÷
Chiều dày bản bụng dầm vai xác định từ điều kiện ép cục bộ của lực tập trung
Chiều dài truyền lực ép cục bộ đến bụng dầm vai.
( ) ( )
300 /10 2 20 /10 34
s bd
z b t cm
= + = + × =
max 63.95 ; 1.04
dcc
D T G T
= =
Cường độ chịu ép mặt tỳ đầu của thép cơ bản
2
3400
3238 /
1.05
u
c
M
f
f daN cm
γ
= = =
Chiều dày cần thiết của bản bụng dầm vai tính theo
max 63950 1040
0.6
. 34 3238
dv cc
b
u
D G
t cm
z f x
+ +
= = = Chọn 1.0
dv
b
t cm
=
Bụng nhánh cầu trục của cột dưới xẻ rãnh cho bản bụng dầm vai luồn qua. Hai
bản bụng này liên kết với nhau bằng 4 đường hàn góc.
Chiều cao bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đường hàn góc liên kết bản bụng dầm
vai với bụng nhánh cầu trục. Giả thiết chiều cao đường hàn góc
min
min
4 6 1.2 9.6
f f
h mm h mm t mm
= ≤ = ≤ =
Với que hàn N42, mối hàn được thực hiện bằng thủ công có
2
w
1; 0.7; 0.45 0.45 3400 1530 /
s f s u
f f x daN cm
β β
= = = = =
Trong đó:
2
3400 /
u
f daN cm
= - Cường độ tức thời tiêu chuẩn của thép cơ bản.

37. ĐỒ ÁN THÉP II
2
w 1800 /
f
f daN cm
=
Vậy có: ( ) ( ) 2
w w ws
min
min ; 1260 /
f f s
f f f daN cm
β β β
= =
Chiều dài một đường hàn cần thiết là:
( )
1 max
w
w min
63950 1040 20623
1 1 29.31
4. . . 4 1 0.6 1260
dcc
c f
D G B
l cm
h f x x x
γ β
+ + + +
= + = + =
Chiều dài một đường hàn cần thiết để liên kết bản “K” vào bụng dầm vai (để 4
đường hàn góc này đủ truyền lực Str)
( )
2
w
w min
41245
1 1 14.64
4. . . 4 1 0.6 1260
tr
c f
S
l cm
h f x x x
γ β
= + = + =
Để ý đến yêu cầu cấu tạo 0.5
dv d
h b
≥
Chọn 500 0.5 0.5 1000 500
dv d
h mm b x mm
= ≥ = =
Chiều dày bản cánh dưới dầm vai bằng 14mm
Chiều cao bản bụng dầm vai 50 (2 1.4) 46.6
dv
h cm
= − + =
Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai. Cánh dưới dầm vai là 1 bản thép nằm
ngang nối bản bụng của 2 nhánh cột dưới. Cánh trên của dầm vai là 2 bản thép
(bản đậy mút nhánh cầu trục và bản sườn lót) kích thước 2 bản thép này lấy bằng
nhau do đó tiết diện ngang của dầm vai về 2 phía của lực tr
S (Hai phía ax
dv
m
M ) như
nhau.
Để kiểm tra uốn dầm vai chịu ax
dv
m
M . Tính moment chống uốn của tiết diện dầm
vai và tìm vị trí trục trọng tâm x-x. Khi điều kiện uốn thỏa mãn, cần phải tính liên
kết giữa cánh và bụng dầm tiết diện chữ I không đối xứng.
Chọn hệ tọa độ Oxy
Diện tích tiết diện dầm vai

38. ĐỒ ÁN THÉP II
( ) ( ) 2
1 2 3 32.2 20 /10 46.6 1 14 /10 32.2 156.08
A A A A cm
= + + = × + × + × =
Moment tĩnh đối với trục dưới:
3
1 2 3 1 1 2 2 3 3 4235.91
x x x x
S S S S y A y A y A cm
= + + = + + =
Có Oy trục trung tâm
0
4235.91
27.14
156.08
c
x
c
x
C oy S
y cm
A
=


⇒ ∈ ⇒ 
= = =


Đặc trưng hình học của tiết diện:
2 4 2 4
1 1 1 2 2 2 2
2 4 4
3 3 3 3 1 2 3
3
min
. 33212 ; ( ) . 8849
( ) . 28856 ; 70917
W 2613
x X c x X c
x X c x x x x
x
x
c
I I y A cm I I y y A cm
I I y y A cm I I I I cm
I
cm
y
= + = = + − =
= + − = = + + =
= =
2 2
ax
ax
min
10.312 1000
394.6 / 2100 /
W 2613
m
m c
M
daN cm f daN cm
σ γ
×
= = = < =
3
1/2 3
3 3 3
( )
2
( ). ( ). . 1565.92
2 2
bd
c
dv
bd
x c c b
t
y y
t
S y y A y y t cm
− −
= − + − − =
Ứng suất tiếp:
1/2
2 2
ax 20.623 1000 1565.92
455.4 / 2100 /
. 70917 1
m x
c
dv
x b
V S
daN cm f daN cm
I t
τ γ
× ×
= = = < =
×
Cường độ chịu cắt:
2
0.58
1215.2 /
y
v
M
f
f daN cm
γ
= =
Ứng suất pháp tác dụng ở cánh trên dầm vai:
( )
( ) 2
ax 3
min
10.312 100000 483/10 27.14
.( )
307.7 /
70917
m c
x
M y y
daN cm
I
σ
× × −
−
= = =
Nội lực trong cánh trên dầm vai tính bằng: min 3
. 19816
N A daN
σ
= =
Dùng lực này để tính đường hàn ngang liên kết bản đậy cũng như sườn lót với
bản “K”.
Chiều dài đường hàn chịu lực: w
32.2 1
4 1 58.4
2
l cm
−
 
= × − =
 ÷
 
Chiều cao đường hàn:
( )
w w min
19816
0.27
. . . 1 1260 58.4
f
c
N
h cm
l f
γ β
≥ = =
× ×
⇒ Chọn 6
f
h mm
=
Tính đường hàn liên kết cánh và bụng của dầm vai:
( ) ( ) ( )
( ) 3
3 3 20 /10 32.2 483/10 27.14 1362.7
f
ct c
S A y y cm
= − = × × − =
( ) 3
1 14 /10 32.2 27.14 1223.47
f
cd c
S A y cm
= = × × =
Đường hàn liên kết cánh trên:

39. ĐỒ ÁN THÉP II
( )
ax
w min
. 20.623 1000 1362.7
0.16
2 . . 2 70917 1260 1
f
m ct
f
c
V S
h cm
x I f
γ β
× ×
≥ = =
× × ×
Lấy chung đường hàn liên kết cánh trên với cánh dưới vai với bụng dầm vai là
6
f
h mm
= .
3.Tính chân cột rỗng
Chân cột rỗng chịu nén lệch tâm (nén – uốn) cấu tạo riêng rẽ cho từng nhánh,
chân của mỗi nhánh tính như chân cột nén đúng tâm. Lực nén tính toán chân mỗi
nhánh là lực nén lớn nhất tại tiết diện chân cột, tính riêng cho từng nhánh: ax
m
N .
Giá trị này có thể giống hoặc khác với f
N đã dùng để chọn tiết diện nhánh trước
đây (về nội lực chọn tiết diện nhánh có thể không phải là nội lực ở tiết diện chân
cột A-A).
Các cặp nội lực để tính toán chân nhánh cột vẫn là các cặp nội lực tính toán tiết
diện nhánh cột.
-Nhánh cầu trục: min 27161 ; 101355
tu
M daNm N daN
= − =
-Nhánh mái: min 57583 ; 101355
tu
M daNm N daN
= =
Và đã tính được: 1 2
77839 ; 108261
f f
N daNm N daN
= =
a)Xác định kích thước bản đế
Diện tích bản đế mỗi nhánh được xác định theo công thức:
. . .
bd
b b
N
A
R
αψ ϕ
=
Trong đó: 1
α = - đối với bê tông có cấp thấp hơn B25
1
ψ = - khi nén đều
m
A - Diện tích mặt móng.
Giả thiết hệ số tăng cường độ do nén cục bộ mặt bê tong móng
3 1.2 1.5
m
b
bd
A
A
ϕ = = <
Bê tong móng B15 có 8.5 ; 0.75
b bt
R MPa R MPa
= =
Diện tích yêu cầu của bản đế nhánh mái là:
2 2
2
108261
1061
. . . 1 1 1.2 85
f
yc
bd
b b
N
A cm
R
αψ ϕ
= = =
× × ×
Diện tích yêu cầu của bản đế nhánh cầu trục là:
1 2
1
77839
763
. . . 1 1 1.2 85
f
yc
bd
b b
N
A cm
R
αψ ϕ
= = =
× × ×
Chọn chiều rộng B của bản đế theo yêu cầu cấu tạo:
dd
2. 2. 35 2 1 2 5 47
c
B b t C x x cm
= + + = + + =
Sơ bộ ( )
dd 8 10
t mm
∈ ÷ chọn dd 10
t mm
= ; 35
c
b cm
= ; 5 10
C cm cm
= ≤
Chiều dài L của bản đế từng nhánh tính được là:

40. ĐỒ ÁN THÉP II
2
2
1061
22.6
47
yc
yc bd
bd
A
L cm
B
= = = chọn 2 30
yc
bd
L cm
=
1
1
763
16.2
47
yc
yc bd
bd
A
L cm
B
= = = chọn 2 30
yc
bd
L cm
=
Ứng suất thực tế ngay dưới bản đế:
2 2
2
2 2
1
108261
76.8 / 102 /
47 30
77839
55.2 / 102 /
47 30
f nhm b b
f nhct b b
daN cm R daN cm
daN cm R daN cm
σ σ αψϕ
σ σ αψϕ
= = = < =
×
= = = < =
×
Tính chiều dày bản đế: bd
t
Cấu tạo chân cột như hình vẽ. Bản đế được các dầm đế và sườn ngăn, nhánh
cột chia thành các ô có các biên tựa khác nhau. Theo các kích thước cạnh ô và loại
ô, tính moment uốn trong các ô này:
Tính cho nhánh mái:
Ô 1 có 2 2
167.7 ; 175
b mm a d mm
= = =
Tỷ số
2
2
0.958
b
a
= nội suy được 0.11
b
α =
2 2
1 2 0.11 76.8 17.5 2587.2
O b f
M d daNcm
α σ
= = × × =
Ô 2 có 2 2
109.7 ; 175
b mm a d mm
= = =

41. ĐỒ ÁN THÉP II
Tỷ số
2
2
0.627
b
a
= nội suy được 0.042
b
α =
2 2
1 2 0.042 76.8 17.5 987.84
O b f
M d daNcm
α σ
= = × × =
Ô 3 là bản kê trên 2 cạnh kề nhau – kích thước cạnh ô rất nhỏ do đó không cần
tính.
Chọn moment lớn nhất trong 2 ô 1 và ô 2 để tính bd
t
ax 1 2587.2
m O
M M daNcm
= =
Chiều dày bản đế tính theo công thức:
ax
6. 6 2587.2
2.72
. 2100 1
nhm m
bd
c
M
t cm
f γ
×
= = =
×
Chọn 3
nhm
bd
t cm
=
Tính cho nhánh cầu trục:
Bản đế nhánh cầu trục có kích thước BxL là 47 30cm
× . Theo cách cấu tạo thì
các ô bản đế nhánh cầu trục có kích thước như hình vẽ.
Ô có kích thước lớn nhất là ô 4 là bản kê 3 cạnh có
2 2
146 ; 175
b mm a d mm
= = =
Ứng suất lớn nhất
2
ax 55.2 /
m daN cm
σ = , bé hơn ứng suất dưới bản đế nhánh
mái. Vì vậy, lấy chiều dài bản đế nhánh cầu trục 3
nhct nhm
bd bd
t t cm
= = .
b)Tính kích thước dầm đế
Toàn bộ lực f
N truyền từ nhánh cột xuống bản đế thông qua 2 dầm đế và đôi
sườn hàn vào bụng của nhánh. Vì vậy dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực f
σ
thuộc diện truyền tải của nó.
Tải trọng truyền lên dầm đế ở nhánh mái: dd
35
5 1 14.75
4 4
c
d
b
a C t cm
= + + = + + =
. 14.75 76.8 1132.8 /
d nhm d
q a daN cm
σ
= = × =
Tổng phản lực truyền lên dầm đế:
dd 2
. 1132.8 30 33984
d bd
N q L daN
= = × =
Lực này do 2 đường hàn liên kết dầm đế với sống và với mép thép góc nhánh
cột phải chịu. Giả thiết chiều cao đường hàn sống 1 8
f
h mm
= , chiều cao đường hàn
mép 2 6
f
h mm
= .
Chiều dài cần thiết của đường hàn sống và đường hàn mép:
( )
( )
dd
w1
1 w min
.( ) 33984 15 4.03
24.656
. . . . 1 15 0.8 1260
g g
c g f
N b a
l cm
b h f
γ β
− × −
= = =
× × ×
( )
dd
w2
2 w min
. 33984 4.03
12.077
. . . . 1 15 0.8 1260
g
c g f
N a
l cm
b h f
γ β
×
= = =
× × ×
Chọn dầm đế có tiết diện 400 10
x mm
Kiểm tra dầm đế về uốn và cắt
Nhịp tính toán của dầm đế: dd 109.7 16 125.7
l mm
= + =

42. ĐỒ ÁN THÉP II
2 2
dd
dd
. 1132.8 12.57
89494
2 2
d
q l
M daNcm
×
= = =
dd dd
. 1132.8 12.57 14239.296
d
V q l daN
= = × =
2
3
dd
1 40
W 266.667
6
cm
×
= = ;
2 2
1/2 3
1 40
200
8 8
bh
S cm
×
= = =
2 2
4
. 1 40
5333.333
12 12
b h
I cm
×
= = = ;
2
0.58
1215.2 /
y
v
M
f
f daN cm
γ
= =
2 2
dd
dd
89494
335.602 / . 2100 /
W 266.667
c
M
daN cm f daN cm
σ γ
= = = < =
1/2
2 2
dd
dd
. 14239.296 200
533.974 / . 1215.2 /
. 5333.333 1
c v
V S
daN cm f daN cm
I t
τ γ
×
= = = < =
×
c)Tính sườn ngăn A
Tải trọng truyền lên sườn ngăn A: 17.5
s
a cm
=
. 76.8 17.5 1344 /
s nhm s
q a daN cm
σ
= = × =
Moment sườn ngăn (sườn ngăn như dầm công xon)
2 2
. 1344 16.77
188988.509
2 2
s s
s
q l
M daNcm
×
= = =
Lực cắt sườn ngăn
. 1344 16.77 22538.88
s s s
V q l daN
= = × =
Chọn chiều dày sườn: 1.0
s
b cm
=
Chiều cao của sườn:
6. 6 188988.509
23.24
. . 1.0 2100 1
s
s
s c
M
h cm
b f γ
×
= = =
× ×
Chọn 30
A
h cm
=
Moment chống uốn của sườn ngăn:
2
3
1.0 30
W 150
6
s cm
×
= =
2 2
1/2 3
. 1.0 30
112.5
8 8
b h
S cm
×
= = = ;
2 2
4
. 1.0 30
2250
12 12
b h
I cm
×
= = =
Kiểm tra sườn ngăn về uốn:
2 2
188988.509
1259.923 / . 2100 /
W 150
s
c
s
M
daN cm f daN cm
σ γ
= = = < =
Kiểm tra sườn ngăn về cắt:
1/2
2 2
. 22538.88 112.5
1126.944 / . 1215.2 /
. 2250 1
s
c v
s
V S
daN cm f daN cm
I b
τ γ
×
= = = < =
×
Kiểm tra 2 đường hàn góc liên kết sườn A với bụng cột:
Chọn chiều cao đường hàn 8
f
h mm
= , hàn suốt
2 2
w 3
w
2. . . 2 0.7 0.8 (30 1)
W 156.987
6 6
f f
f
h l
cm
β × × × −
= = =
2
w w
2. . . 2 0.7 0.8 (30 1) 32.48
f f f
A h l cm
β
= = × × × − =
Tải bản FULL (74 trang): https://bit.ly/3f2lERW
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

43. ĐỒ ÁN THÉP II
Độ bền của đường hàn kiểm tra theo td
τ
2 2
s s
td
wf wf
M V
W A
τ
   
= +
 ÷  ÷
 ÷  ÷
   
2 2
2 2
w
188988.509 22538.88
1389.529 / 1800 /
156.987 32.48
c f
daN cm f daN cm
γ
   
= + = < =
 ÷  ÷
   
Sườn hàn công xon A và dường hàn đủ khả năng chịu lực.
Dầm đế có kích thước tiết diện 400 10mm
×
Sườn ngăn có kích thước tiết diện 300 10mm
×
Chung cho cả 2 nhánh.
-Tính chiều cao các đường hàn ngang
Các kết cầu sườn như dầm đế, sườn A, bụng của nhánh cột đều liên kết với bản
đế bằng 2 đường hàn ngang ở 2 bên sườn. Chiều cao đường hàn cần thiết cho mỗi
liên kết cụ thể là:
Với liên kết của dầm đế vào bản đế:
( )
w min
1132.8
0.45
2. . 2 1260
d
f
q
h cm
f
β
= = =
×
Với liên kết của sườn A vào bản đế:
( )
w min
1344
0.53
2. . 2 1260
s
f
q
h cm
f
β
= = =
×
Với liên kết của bụng nhánh vào bản đế: 27.5
b
a cm
=
( )
w min
76.8 23.75
0.72
2. . 2 1260
b
f
q
h cm
f
β
×
= = =
×
Chọn thống nhất 10
f
h mm
= cho mọi đường hàn ngang. Các bộ phận chi tiết,
liên kết ở chân cột của nhánh cầu trục, cũng được tính toán tương tự như ở nhánh
mái.
d)Tính bu lông neo
Bu lông neo được tính với tổ hợp nội lực gây kéo lớn nhất giữa bản đế với
móng. Nghĩa là gây lực kéo lớn nhất trong nhánh cột. Như vậy, N phải nhỏ nhất và
M phải lớn nhất (ở tiết diện chân cột A-A).
Ở đây lực gây kéo lớn nhất cho nhánh ngoài là tổ hợp (1,7)
min min
24.178 ; 35.13
tu
M Tm N T
= − =
Gây kéo lớn nhất cho nhánh trong là tổ hợp (1,2,4,5,8)
max ax
73.441 ; 60.816
tum
M Tm N T
= =
Nội lực dùng để tính bu lông neo ở nhánh mái là:
. 18.63 0.9
( 42.808) 27.565
1.1
. 35.13 0.9
28.743
1.1
t b
g
t
t b
t
M n
M M Tm
n
N n
N T
n
×
= + = + − = −
×
= = =
Tải bản FULL (74 trang): https://bit.ly/3f2lERW
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

44. ĐỒ ÁN THÉP II
Trong đó:
18.63 ; 35.13
t t
M Tm N T
= = - Nội lực ở tiết diện chân cột do tải trọng tĩnh gây ra.
2 42.808
M Tm
= − - Nội lực (moment) ở tiết diện chân cột do hoạt tải gió gây ra.
1.1
t
n = - Hệ số vượt tải của tải trọng tĩnh (đã dùng để tính nội lực).
0.9
b
n = - Hệ số “giảm tải” dùng với nội lực của tải trọng tĩnh khi tính bu lông
neo.
Nội lực dùng để tính bu lông neo ở nhánh cầu trục là:
ax
max
. 18.63 0.9
( ) (73.441 18.63) 70.054
1.1
. 35.13 0.9
( ) (60.816 35.13) 54.429
1.1
t b
m t
t
t b
tu t
t
M n
M M M Tm
n
N n
N N N T
n
×
= + − = + − =
×
= + − = + − =
Đối với cột rỗng có chân cột riêng rẽ cho từng nhánh. Lực kéo trong bu lông
cũng là lực kéo lớn nhất của nhánh tại tiết diện chân cột.
.
bl
M N y
N
C
−
=
∑
Trong đó:
96.63
C cm
= - Khoảng cách giữa 2 trục trọng tâm của 2 nhánh
y - Khoảng cách từ trục trọng tâm của toàn tiết diện đến trục của nhánh đối
diện.
M, N là cặp nội lực ở tiết diện chân cột gây kéo nhiều nhất cho nhánh (với mỗi
nhánh có một cặp khác nhau).
Cặp nội lực lớn nhất gây kéo lớn nhất cho nhánh mái là:
27.565 ; 28.743
M Tm N T
= =
Cặp nội lực lớn nhất gây kéo lớn nhất cho nhánh cầu trục là:
70.054 ; 54.429
M Tm N T
= =
Lực kéo trong bu lông neo chân cột nhánh mái: 1 51.67
y cm
=
( )
( )
27.565 28.743 51.67 /10
13.157
96.63/100
nhm
bl
N T
− ×
= =
∑
Lực kéo trong bu lông neo chân cột nhánh cầu trục: 2 44.96
y cm
=
:
( )
( )
70.054 54.429 44.96 /100
47.172
96.63/100
nhct
bl
N T
− ×
= =
∑
Mỗi nhánh cột dùng 2 bu lông.
Dùng bu lông có cấp độ bền 5.8
2
. . 1 0.65 2000 1300 /
ba b tb
f f daN cm
γ γ
= = × × =
Trong đó:
ba
f - Cường độ chịu nén của bu lông neo
1
γ = - Hệ số điều kiện làm việc của cột
0.65
b
γ = - Hệ số điều kiện làm việc của bu lông neo
2 2
200 / 2000 /
ba
f N mm daN cm
= = - Cường độ tính toán chịu kéo của bu lông.
Tra bảng I.10 phụ lục I sách KCT cầu kiện cơ bản.
3453424