Đồ án môn học kết cấu thép 2 - Nhà công nghiệp 1 tầng - ĐH Bách Khoa TP.HCM

Đồ án kết cấu thép 2 ĐH Bách Khoa TPHCM: Tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên. Download đồ án mẫu, hướng dẫn thiết kế kết cấu thép chi tiết.

Trường đại học

ĐH Bách Khoa TP.HCM

Chuyên ngành

Kết cấu thép

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án môn học
86
17
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Hướng dẫn toàn tập về đồ án kết cấu thép 2 ĐH Bách Khoa

Đồ án kết cấu thép 2 là một học phần quan trọng, đánh dấu bước chuyển từ lý thuyết sang ứng dụng thực tế cho sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng tại Đại học Bách Khoa TP.HCM. Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế một khung nhà công nghiệp một tầng bằng thép, bao gồm việc tính toán và thể hiện chi tiết trên bản vẽ. Để hoàn thành tốt, sinh viên cần nắm vững kiến thức về tải trọng, phân tích nội lực, thiết kế cấu kiện và các chi tiết liên kết. Một hướng dẫn làm đồ án kết cấu thép 2 chi tiết sẽ giúp hệ thống hóa quy trình, từ việc xác định số liệu ban đầu, lựa chọn sơ bộ kích thước, cho đến việc hoàn thiện thuyết minh đồ án kết cấu thép 2bản vẽ kết cấu thép 2. Các tiêu chuẩn hiện hành như TCVN 5575:2012 và TCVN 2737 đóng vai trò cốt lõi, là cơ sở pháp lý và kỹ thuật cho mọi tính toán. Việc tham khảo các đồ án mẫu KCT2 BK HCM từ các khóa trước cũng là một phương pháp học hỏi hiệu quả, giúp sinh viên hình dung rõ hơn về khối lượng công việc và các yêu cầu cụ thể từ Khoa Kỹ thuật Xây dựng ĐH Bách Khoa.

1.1. Mục tiêu và yêu cầu của đồ án mẫu KCT2 BK HCM

Mục tiêu cốt lõi của đồ án kết cấu thép 2 là trang bị cho sinh viên kỹ năng thiết kế hoàn chỉnh một kết cấu nhà công nghiệp điển hình. Yêu cầu đặt ra không chỉ dừng lại ở việc tính toán đúng mà còn phải thể hiện một cách chuyên nghiệp qua thuyết minh đồ án kết cấu thép 2 và bộ bản vẽ kết cấu thép 2. Thuyết minh cần trình bày logic, rõ ràng các bước từ xác định tải trọng, tổ hợp tải trọng, tính toán nội lực, kiểm tra và thiết kế các cấu kiện như cột, dầm, giàn. Bản vẽ phải tuân thủ các quy định về kỹ thuật, thể hiện đầy đủ chi tiết cấu tạo, liên kết và được triển khai bằng phần mềm chuyên dụng. Một đồ án mẫu KCT2 BK HCM chất lượng phải đảm bảo tính chính xác, kinh tế và khả thi trong thi công, phản ánh đúng năng lực của người kỹ sư tương lai.

1.2. Vai trò của thuyết minh và bản vẽ kết cấu thép 2

Trong một đồ án, thuyết minhbản vẽ là hai thành phần không thể tách rời, bổ trợ cho nhau. Thuyết minh đồ án kết cấu thép 2 là tài liệu diễn giải toàn bộ quá trình tư duy và tính toán của người thiết kế. Nó là cơ sở để giảng viên hướng dẫn và hội đồng chấm bảo vệ đồ án KCT2 đánh giá được mức độ hiểu biết và áp dụng kiến thức của sinh viên. Ngược lại, bản vẽ kết cấu thép 2 là ngôn ngữ của kỹ thuật, chuyển hóa các con số tính toán thành hình ảnh trực quan, là chỉ dẫn cho quá trình gia công và lắp dựng ngoài công trường. Một bộ hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh yêu cầu sự nhất quán tuyệt đối giữa thuyết minh và bản vẽ, đảm bảo mọi chi tiết đều được tính toán và thể hiện một cách chính xác.

1.3. Áp dụng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCVN 5575 2012

Tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 (Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế) là tài liệu pháp quy kỹ thuật bắt buộc phải tuân thủ khi thực hiện đồ án. Tiêu chuẩn này cung cấp các chỉ dẫn chi tiết về vật liệu thép, các hệ số an toàn, phương pháp tính toán độ bền và ổn định cho các cấu kiện chịu lực (kéo, nén, uốn, cắt) và các loại liên kết (hàn, bu lông). Việc áp dụng đúng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCVN 5575:2012 không chỉ đảm bảo kết cấu an toàn, bền vững mà còn là một yêu cầu tiên quyết để đồ án được thông qua. Sinh viên cần nghiên cứu kỹ các chương mục liên quan đến thiết kế cấu kiện chịu nén lệch tâm (cột), cấu kiện chịu uốn (dầm cầu trục) và các quy định về cấu tạo chi tiết.

II. Cách vượt qua 3 thách thức lớn trong đồ án thép 2 BK HCM

Quá trình thực hiện đồ án kết cấu thép 2 luôn đi kèm với nhiều thách thức, đòi hỏi sinh viên phải có nền tảng kiến thức vững chắc và kỹ năng giải quyết vấn đề. Thách thức lớn đầu tiên là việc xác định chính xác các loại tải trọng tác dụng lên công trình. Đặc biệt, việc tính toán tải trọng gió TCVN 2737:2023hoạt tải mái tôn đòi hỏi sự cẩn thận và tra cứu tiêu chuẩn kỹ lưỡng. Thách thức thứ hai nằm ở giai đoạn tổ hợp tải trọng. Việc kết hợp các trường hợp tải trọng khác nhau để tìm ra cặp nội lực nguy hiểm nhất cho từng tiết diện là một công việc phức tạp và dễ xảy ra sai sót. Cuối cùng, việc sử dụng thành thạo các công cụ phần mềm như SAP2000 để phân tích nội lực và AutoCAD để triển khai bản vẽ cũng là một rào cản. Sinh viên cần đầu tư thời gian để làm chủ các file SAP2000 kết cấu thép 2file Autocad đồ án thép 2, đảm bảo mô hình tính toán và bản vẽ kỹ thuật đạt chất lượng cao.

2.1. Xác định tải trọng gió TCVN 2737 2023 và hoạt tải

Việc xác định tải trọng là bước khởi đầu và có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ kết quả thiết kế. Theo tài liệu mẫu, công trình được xây dựng tại địa hình trống trải, thuộc vùng gió IIIB, do đó áp lực gió tiêu chuẩn cần được xác định theo TCVN 2737:2023 (Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế). Tiêu chuẩn này quy định rõ cách xác định áp lực gió tiêu chuẩn (q₀), hệ số khí động (c), và hệ số độ cao (k). Tải trọng gió tác dụng lên khung được quy về dạng phân bố trên cột và các lực tập trung tại nút dàn. Bên cạnh đó, hoạt tải mái tôn (hoạt tải sửa chữa mái) cũng cần được xem xét. Đối với mái lợp vật liệu nặng như trong đồ án mẫu, giá trị hoạt tải sửa chữa mái được lấy bằng 75 daN/m², với hệ số vượt tải n=1.3. Việc tính toán sai các giá trị này sẽ dẫn đến kết quả nội lực không chính xác, ảnh hưởng đến an toàn của công trình.

2.2. Kỹ thuật tổ hợp tải trọng và những sai sót thường gặp

Sau khi xác định nội lực từ các trường hợp tải riêng lẻ (tĩnh tải, hoạt tải mái, tải trọng cầu trục, gió trái, gió phải), bước quan trọng tiếp theo là tổ hợp tải trọng. Mục đích là tìm ra các cặp giá trị (M, N), (N, M), (Q) nguy hiểm nhất tại các tiết diện đặc trưng để thiết kế cấu kiện. Có hai loại tổ hợp chính: tổ hợp cơ bản 1 (tĩnh tải + 1 hoạt tải) và tổ hợp cơ bản 2 (tĩnh tải + nhiều hoạt tải). Sai sót thường gặp là bỏ qua các trường hợp bất lợi, ví dụ như không xét đến hoạt tải Dmin ở phía đối diện khi có Dmax, hoặc lấy sai hệ số tổ hợp. Trong đồ án mẫu, việc lập bảng tổ hợp nội lực chi tiết cho các tiết diện I-I, II-II, III-III, IV-IV là minh chứng cho một quy trình làm việc khoa học, giúp tránh bỏ sót các trường hợp nguy hiểm.

2.3. Sử dụng file SAP2000 và file Autocad đồ án thép 2

Trong thiết kế kết cấu hiện đại, phần mềm là công cụ không thể thiếu. File SAP2000 kết cấu thép 2 được sử dụng để xây dựng mô hình khung ngang, gán tải trọng và phân tích nội lực. Độ chính xác của kết quả phụ thuộc hoàn toàn vào việc mô hình hóa đúng sơ đồ kết cấu, khai báo đúng đặc trưng tiết diện và điều kiện biên. Một giả thiết quan trọng trong đồ án mẫu là "độ cứng cột dưới gấp 8 lần cột trên" khi khai báo vào SAP2000. Sau khi có kết quả nội lực, file Autocad đồ án thép 2 được dùng để triển khai bản vẽ chi tiết. Kỹ năng sử dụng AutoCAD tốt giúp sinh viên trình bày bản vẽ sạch đẹp, đúng tỷ lệ, đầy đủ thông tin, từ đó nâng cao chất lượng đồ án và gây ấn tượng tốt khi bảo vệ đồ án KCT2.

III. Phương pháp tính toán khung ngang nhà xưởng tối ưu nhất

Khung ngang là hệ chịu lực chính của nhà công nghiệp, do đó việc tính toán và thiết kế nó là nội dung trọng tâm của đồ án kết cấu thép 2. Một phương pháp tối ưu bắt đầu bằng việc xác định hợp lý các kích thước sơ bộ của khung. Dựa trên các thông số đầu vào như nhịp L=24m và cao trình đỉnh ray Hr=7.4m, tài liệu gốc đã tiến hành xác định chi tiết chiều cao cột trên, cột dưới và các kích thước theo phương ngang. Bước tiếp theo là sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm SAP2000 để phân tích nội lực. Quá trình này bao gồm việc mô hình hóa khung, gán các trường hợp tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, gió) và chạy phân tích để thu được biểu đồ momen, lực dọc và lực cắt. Cuối cùng, dựa trên kết quả nội lực từ các tổ hợp nguy hiểm nhất, tiến hành thiết kế tiết diện cột thép và kiểm tra lại theo các điều kiện về bền và ổn định theo TCVN 5575:2012. Quy trình này đảm bảo kết cấu vừa an toàn vừa tiết kiệm vật liệu.

3.1. Quy trình xác định kích thước sơ bộ của khung nhà xưởng

Việc xác định kích thước sơ bộ là bước đầu tiên và có tính định hướng cho toàn bộ quá trình tính toán khung ngang nhà xưởng. Các kích thước chính cần được xác định bao gồm: kích thước theo phương đứng (chiều cao cột dưới Hd, chiều cao cột trên Ht) và kích thước theo phương ngang (chiều rộng tiết diện cột hd, ht). Trong đồ án mẫu, chiều cao cột dưới Hd được tính toán dựa trên cao trình đỉnh ray và chiều cao dầm cầu trục, trong khi chiều cao cột trên Ht phụ thuộc vào gabarit cầu trục và độ võng của dàn mái. Chiều rộng tiết diện cột được chọn sơ bộ theo kinh nghiệm, ví dụ ht = (1/10 ÷ 1/12)Ht. Việc lựa chọn kích thước sơ bộ hợp lý sẽ giúp quá trình thiết kế và kiểm tra tiết diện ở các bước sau trở nên thuận lợi hơn.

3.2. Phân tích nội lực khung bằng phần mềm SAP2000

Sử dụng phần mềm như SAP2000 để phân tích nội lực là phương pháp phổ biến và hiệu quả. Quá trình này đòi hỏi mô hình hóa chính xác sơ đồ khung, bao gồm các phần tử cột trên, cột dưới và xà ngang. Một điểm đặc biệt cần lưu ý là mô hình hóa các lực lệch tâm. Theo tài liệu tham khảo, lực từ giàn mái và dầm cầu trục truyền xuống cột dưới gây ra lệch tâm, do đó khi mô hình trên SAP2000, các lực này được quy đổi thành một lực dọc và một momen đặt tại đỉnh cột dưới. Việc xuất kết quả nội lực dưới dạng các biểu đồ momen, lực dọc, lực cắt cho từng trường hợp tải trọng giúp người thiết kế có cái nhìn trực quan về sự làm việc của kết cấu, là cơ sở cho việc tổ hợp tải trọng và thiết kế chi tiết.

3.3. Thiết kế tiết diện cột thép chịu nén lệch tâm

Cột trong khung nhà xưởng là cấu kiện chịu nén lệch tâm phức tạp. Việc thiết kế tiết diện cột phải dựa trên cặp nội lực nguy hiểm nhất (Mmax, Ntư) và (Nmax, Mtư) trích xuất từ bảng tổ hợp tải trọng. Đồ án mẫu đã tiến hành thiết kế cột trên là tiết diện chữ H tổ hợp và cột dưới là cột rỗng hai nhánh. Quy trình thiết kế bao gồm: chọn sơ bộ tiết diện, tính toán các đặc trưng hình học (diện tích A, momen quán tính J, bán kính quán tính i), và sau đó kiểm tra tiết diện theo các điều kiện: kiểm tra ổn định tổng thể trong và ngoài mặt phẳng uốn, và kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng. Các công thức kiểm tra được áp dụng nghiêm ngặt theo TCVN 5575:2012.

IV. Bí quyết thiết kế dầm cầu trục dàn và hệ giằng chi tiết

Bên cạnh khung ngang, các cấu kiện khác như dầm cầu trục, dàn vì kèo và hệ giằng cũng đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo sự ổn định và khả năng làm việc của tổng thể công trình. Thiết kế dầm cầu trục là một hạng mục quan trọng, chịu tác động trực tiếp từ hoạt tải của cầu trục với sức trục Q=15T. Dầm cầu trục không chỉ chịu uốn mà còn chịu lực hãm ngang, đòi hỏi thiết kế phải đảm bảo cả độ bền và độ cứng. Song song đó, dàn vì kèo thép được sử dụng để vượt nhịp lớn L=24m, có nhiệm vụ đỡ toàn bộ tải trọng mái và truyền xuống cột. Việc tính toán và cấu tạo hệ giằng là không thể bỏ qua. Tính toán hệ giằng bao gồm hệ giằng mái và hệ giằng cột, có nhiệm vụ đảm bảo sự bất biến hình không gian của nhà xưởng, tăng cường ổn định cho các cấu kiện chịu nén và truyền các tải trọng ngang dọc nhà.

4.1. Nguyên tắc thiết kế dầm cầu trục chịu tải trọng động

Việc thiết kế dầm cầu trục phải xét đến áp lực thẳng đứng lớn nhất (Dmax) và nhỏ nhất (Dmin) từ bánh xe cầu trục truyền xuống. Các giá trị này được tính toán dựa trên sức trục Q, trọng lượng toàn cầu trục Gct và vị trí bất lợi của xe con, đồng thời nhân với các hệ số vượt tải và hệ số tổ hợp. Tải trọng tác dụng lên dầm cầu trục có tính chất động và lặp, do đó ngoài việc kiểm tra bền theo ứng suất pháp và ứng suất tiếp, cần phải kiểm tra độ võng và kiểm tra mỏi. Lực hãm ngang T của cầu trục cũng gây ra momen phụ trong cột, cần được tính toán và đưa vào các trường hợp tổ hợp tải trọng khi phân tích khung. Dầm cầu trục thường có tiết diện chữ I tổ hợp và được liên kết với vai cột.

4.2. Hướng dẫn tính toán và bố trí hệ giằng nhà xưởng

Hệ giằng có vai trò tối quan trọng trong việc đảm bảo ổn định tổng thể cho kết cấu nhà thép. Việc tính toán hệ giằng bao gồm hai hệ thống chính: hệ giằng mái và hệ giằng cột. Hệ giằng mái (giằng cánh trên, giằng cánh dưới, giằng đứng) tạo thành các khối cứng ở hai đầu hồi và các khối nhiệt độ, giúp truyền tải trọng gió từ tường đầu hồi vào khung và tăng ổn định ngoài mặt phẳng cho dàn. Hệ giằng cột (giằng cột trên và giằng cột dưới) được bố trí trong cùng gian có hệ giằng mái, có nhiệm vụ đảm bảo sự ổn định của hàng cột theo phương dọc nhà và chịu lực hãm dọc của cầu trục. Tiết diện các thanh giằng thường được chọn sơ bộ theo độ mảnh giới hạn và sau đó được kiểm tra lại với lực tính toán.

4.3. Phân tích và lựa chọn cấu tạo dàn vì kèo thép tối ưu

Với nhịp nhà L=24m, sử dụng dàn vì kèo thép là giải pháp kết cấu mái hiệu quả và kinh tế. Dàn vì kèo có nhiệm vụ chịu tải trọng từ các lớp lợp mái (tĩnh tải) và hoạt tải mái tôn, sau đó truyền lực về các nút gối tựa trên đỉnh cột. Cấu tạo của dàn bao gồm thanh cánh trên, thanh cánh dưới và các thanh bụng (thanh đứng, thanh xiên). Trong đồ án mẫu, dàn mái có độ dốc i=1/10. Việc phân tích nội lực trong các thanh dàn có thể thực hiện bằng phương pháp tách mắt hoặc mặt cắt. Kết quả nội lực (lực kéo hoặc nén) trong từng thanh sẽ là cơ sở để chọn tiết diện (thường là thép góc) và thiết kế các liên kết nút dàn, tuân thủ theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCVN 5575:2012.

V. Hướng dẫn thiết kế liên kết chân cột và đỉnh cột chuẩn

Các chi tiết liên kết là mắt xích quan trọng quyết định sự làm việc đồng bộ và an toàn của toàn bộ hệ kết cấu. Trong đồ án kết cấu thép 2, hai vị trí liên kết trọng yếu cần được tính toán cẩn thận là liên kết chân cột với móng và liên kết đỉnh cột với dàn vì kèo. Liên kết chân cột được thiết kế là liên kết ngàm, có khả năng chịu đồng thời momen, lực dọc và lực cắt lớn từ các tổ hợp tải trọng nguy hiểm. Việc thiết kế bao gồm tính toán bản đế, sườn gia cường và bu lông neo để đảm bảo truyền lực an toàn xuống móng bê tông. Trong khi đó, liên kết đỉnh cột (liên kết ngàm giữa cột trên và dàn) và liên kết vai cột (nơi gác dầm cầu trục) cũng đòi hỏi sự tính toán chi tiết về đường hàn, bản nối và bu lông để đảm bảo sự toàn khối và ổn định của khung ngang.

5.1. Phân tích và tính toán chi tiết liên kết chân cột ngàm

Chi tiết liên kết chân cột trong đồ án mẫu được thiết kế theo dạng chân cột phân cách, với mỗi nhánh cột có một bản đế riêng. Việc thiết kế bắt đầu từ việc xác định cặp nội lực nguy hiểm nhất (Mmax, N, Q) tại tiết diện chân cột IV-IV. Dựa vào lực nén lớn nhất, diện tích bản đế được xác định để đảm bảo ứng suất nén cục bộ dưới bản đế không vượt quá cường độ chịu nén của bê tông móng (B15). Chiều dày bản đế được tính toán từ điều kiện chịu uốn, xem như các ô bản công xôn hoặc ô bản kê ba cạnh. Các bu lông neo được tính toán để chịu lực kéo phát sinh khi momen gây kéo một phần chân cột. Sườn gia cường được bố trí để tăng độ cứng cho bản đế và liên kết với cánh và bụng cột.

5.2. Các giải pháp cho liên kết đỉnh cột và vai cột

Vai cột là chi tiết phức tạp, là nơi giao nhau của cột trên, cột dưới và dầm cầu trục. Đây là nơi tập trung ứng suất lớn do áp lực thẳng đứng Dmax và lực ngang T từ cầu trục. Việc thiết kế vai cột bao gồm thiết kế dầm vai, các sườn gia cường và các đường hàn liên kết. Dầm vai được tính toán như một dầm đơn giản gối lên hai nhánh cột dưới, chịu tải trọng từ cột trên và áp lực cầu trục. Liên kết đỉnh cột với dàn vì kèo thường được cấu tạo là liên kết khớp hoặc ngàm. Trong sơ đồ khung ngang, liên kết này thường được giả thiết là ngàm để đảm bảo độ cứng cho khung. Thiết kế liên kết này bao gồm việc tính toán các bản nối, bu lông cường độ cao hoặc đường hàn để truyền momen và lực cắt từ dàn sang cột.

VI. Top 5 mẹo bảo vệ đồ án KCT2 thành công tại Bách Khoa

Hoàn thành việc tính toán và vẽ chỉ là một phần, bảo vệ đồ án KCT2 thành công trước hội đồng là mục tiêu cuối cùng. Để đạt được điều này, sự chuẩn bị kỹ lưỡng là yếu tố quyết định. Đầu tiên, hãy nắm thật vững thuyết minh đồ án kết cấu thép 2 của chính mình, hiểu rõ nguồn gốc của từng con số và lý do đằng sau mỗi lựa chọn thiết kế. Thứ hai, trình bày bản vẽ kết cấu thép 2 một cách khoa học, sạch đẹp, dễ theo dõi, thể hiện sự chuyên nghiệp. Thứ ba, chuẩn bị một bài trình bày súc tích, tập trung vào những điểm chính như sơ đồ kết cấu, phương pháp xác định tải trọng và kết quả thiết kế các cấu kiện tiêu biểu. Thứ tư, luyện tập trả lời các câu hỏi phản biện thường gặp. Cuối cùng, hãy tự tin và thể hiện thái độ cầu thị. Kinh nghiệm từ Khoa Kỹ thuật Xây dựng ĐH Bách Khoa cho thấy hội đồng đánh giá cao những sinh viên thực sự hiểu sâu về đồ án của mình.

6.1. Chuẩn bị thuyết minh đồ án kết cấu thép 2 hiệu quả

Một cuốn thuyết minh đồ án kết cấu thép 2 hiệu quả phải đảm bảo tính logic, nhất quán và dễ tra cứu. Trước buổi bảo vệ, sinh viên nên rà soát lại toàn bộ thuyết minh, kiểm tra lỗi chính tả, sự thống nhất giữa các số liệu trong bảng biểu và phần tính toán. Đánh dấu những phần quan trọng như giả thiết tính toán, bảng tổ hợp tải trọng, kết quả kiểm tra các tiết diện cột, dầm. Việc này không chỉ giúp bản thân tự tin hơn mà còn giúp trả lời nhanh và chính xác các câu hỏi của hội đồng. Hãy chuẩn bị sẵn các tài liệu gốc như TCVN 5575:2012 hay TCVN 2737:2023 để có thể trích dẫn khi cần thiết, thể hiện sự cẩn trọng và am hiểu tiêu chuẩn.

6.2. Trình bày bản vẽ kết cấu thép 2 một cách chuyên nghiệp

Bộ bản vẽ kết cấu thép 2 là sản phẩm trực quan nhất của đồ án. Một bộ bản vẽ được trình bày chuyên nghiệp sẽ tạo ấn tượng tốt ngay từ đầu. Cần đảm bảo các bản vẽ được in ấn rõ nét, đúng khổ giấy, có khung tên đầy đủ thông tin. Sắp xếp các bản vẽ theo một trình tự hợp lý: bắt đầu từ bản vẽ tổng thể (mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt) đến các bản vẽ chi tiết khung điển hình, chi tiết dàn, dầm và các chi tiết liên kết quan trọng như liên kết chân cột, vai cột. Việc chú thích rõ ràng, dim kích thước đầy đủ và thể hiện đúng các ký hiệu vật liệu, đường hàn là cực kỳ quan trọng. Sự chỉn chu trong bản vẽ phản ánh thái độ làm việc nghiêm túc của người thực hiện.

6.3. Kinh nghiệm từ Khoa Kỹ thuật Xây dựng ĐH Bách Khoa

Theo kinh nghiệm từ các giảng viên và sinh viên khóa trước của Khoa Kỹ thuật Xây dựng ĐH Bách Khoa, hội đồng thường tập trung vào các vấn đề cốt lõi: cơ sở lựa chọn sơ đồ kết cấu, phương pháp xác định tải trọng (đặc biệt là tải trọng gió và cầu trục), logic của việc tổ hợp tải trọng, và khả năng làm việc của các chi tiết liên kết. Sinh viên cần chuẩn bị để giải thích tại sao lại chọn tiết diện cột như vậy, tại sao bố trí hệ giằng ở vị trí đó. Hiểu được bản chất làm việc của kết cấu quan trọng hơn việc chỉ trình bày các con số. Hãy xem buổi bảo vệ đồ án KCT2 là một cơ hội để trao đổi học thuật, thể hiện kiến thức và nhận được những góp ý quý báu.

27/09/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Đ Ồ Á N M Ô N H Ọ C K Ế T C Ấ U T H É Trần Nhã Thanh 1613129 1 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY P 2 NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG I. Số liệu đồ án - Sức cẩu cần trục: Q=15 T - Xưởng có 2 cầu trục có cùng sức trục, cùng chế độ làm việc trung bình - Nhịp nhà : L = 24m - Cao trình đỉnh ray : Hr =7.4 m - Mặt bằng công trình có chiều dài 66m, bước khung B=6m - Vị trí xây dựng: huyện Cẩm Bình, tỉnh Hải Hưng, địa hình trống trải - Tuổi thọ công trình: 50 năm - Vật liệu thép CCT34 f = 21 kN/cm2, fu = 34 kN/cm2, E = 2.85 T/m3 - Que hàn N42, dùng phương pháp hàn tay - Bu lông liên kết và bu lông neo tự chọn cấp độ bền - Bê tông móng có cấp độ bền chịu nén : B15. Số liệu tra bảng - Loại ray thích hợp: KP70 - Chiều cao gabarit của cầu trục: Hk = 2300 mm - Bề rộng của cầu trục: B = 6300 mm - Nhịp cầu trục: Lk = 23 m - Khoảng cách từ tim ray đến mép ngoài của cầu trụ : B1 = 280 mm - Trọng lượng xe con: Gxc = 8.4T - Trọng lượng toàn cầu trục: Gct = 34T - Áp lực bánh xe tác dụng lên ray: P = 1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG ĐỨNG VÀ PHƯƠNG NGANG II.

Các kích thước theo phương đứng: II. Cột dưới Cao trình đỉnh ray : Hr = 7.4m Chiều cao ray và đệm cầu trục chọn sơ bộ : hr = 200 mm Trần Nhã Thanh 1613129 2 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Phần chân cột ngàm dưới mặt hoàn thiện: chọn hm = 0 mm Chiều cao dầm cầu trục: Chọn hdct = 0.6 m Chiều cao cột dưới Hd = Hr + hm - hr - hdct = 7. Cột trên Chiều cao garabit của cầu trục Hk = 2300 mm Độ võng 1 1 f= ×L= × 24000 = 240 mm 100 100 Chiều cao cột trên Ht = Hk +hr +hdct +f + 100 = 2.Các kích thước theo phương ngang : Chọn trục định vị nằm ở tim cột trên Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị L - Lk 24000 - 23000 λ= = = 500 mm 2 2 Khoảng cách từ mép ngoài cột biên đến trục định vị Chọn a = 160 mm Khe hở an toàn giữa mép cầu trục và mép trong cột trên Chọn D=70 mm Chiều cao nhà :(Tính từ nền đến đáy giàn) H = Htr + Hd = 6.1 m Chiều rộng tiết diện phần cột trên 1 1 1 1 ht =( ÷ )Ht=( ÷ )3500 = 291.67mm ÷ 350 mm 12 10 12 10 Chọn ht = 400 mm Chọn a=400 tức là ngay mép trong cột trên Tính lại D: D= a- ht-B1+lamda= 400-400-280+500=220 Chiều rộng tiết diện phần cột dưới: hd = a+ λ = 400+ 500 = 900 mm Chọn hd = 900 mm II. Dàn mái và cửa mái Trần Nhã Thanh 1613129 3 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY II.

Dàn mái Khoảng cách 2 nút thanh cánh dưới : 6 m Khoảng cách 2 nút thanh cánh trên: 3 m Chiều cao dàn Ho = (1.2 m Độ dốc 1 i= 10 Chiều cao giữa dàn L 24 1 Hgd = Ho + ×i = 2. Cửa mái Chiều rộng cửa mái: Lcm = ( 12 ÷ 41 ) × L = = ( 12 ÷ 41 ) × 24= (6 ÷ 12)m Chọn Lcm =6m Chiều cao cánh cửa mái Hcm= (1.2) m Chiều cao cửa mái: Hcm = Ho = 2.2m , độ dốc 10% Trần Nhã Thanh 1613129 4 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY II.3 Hệ giằng nhà công nghiệp II.1 Nhiệm vụ + Đảm bảo tính bất biến hình của khung nhà xưởng, ổn định hệ khung khi dựng lắp + Giảm bớt tính toán của cấu kiện chịu nén + Truyền tải theo phương dọc nhà + Đảm bảo sự làm việc của khung gian nhà xưởng, và truyền lực hãm của cầu chạy II.2 Hệ giằng trong nhà công nghiệp gồm hai hệ thống + Giằng cột: giằng cột trên, và giằng cột dưới + Giằng mái: giằng trong mặt phẳng cánh trên, giằng trong mặt phẳng cánh dưới, giằng đứng Trần Nhã Thanh 1613129 5 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Trần Nhã Thanh 1613129 6 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Trần Nhã Thanh 1613129 7 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG III. Tải trọng thường xuyên Tải trọng thường xuyên chính là trọng lượng bản thân của kết cấu.

các tải này khi tính khung thì được đưa về tải phân bố đều trên xà ngang Trọng lượng các lớp mái g gtc gtt Loại vật liệu δ (m) n (daN/m2) (daN/m2) (daN/m2) Tấm lợp panel bê tông 150 150 1.1 165 Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dầy 4 cm 40 0.2 48 Lớp chống thấm 2 giấy + 3 dầu giả 10 10 1.2 12 định Lớp vữa tô trát dầy 4 cm 80 0.2 96 Hai lớp gạch lá nem mỗi lớp dầy 3 cm 120 0.1 132 TỔNG 400 453 Tải trọng tính toán kết cấu mái, và hệ giằng trừ phần kết cấu cửa tt tt g1 = n g1 =1.2 × 30 =36 daN/m2 Tải trọng tính toán của kết cấu cửa mái gtt2 = n gtc2 =1.2 × 15 = 18 daN/m2 Tải trọng tính toán của bậu cửa mái gttbc = n gtcbc =1.1 × 150 = 165 daN/m2 Tải trọng cửa kính và khung cánh cửa tt tc g ck = n g ck =1.1 × 40 = 44 daN/ m2 Trong đó : g1 - Tải trọng tiêu chuẩn kết cấu mái, và hệ giằng. tc gtc2 - Tải trọng tiêu chuẩn kết cấu cửa mái.2 – hệ số vượt tải kết cấu mái g - Tải trọng tiêu chuẩn bậu cửa tc bc gtcck - Tải trọng tiêu chuẩn cửa kính và khung cánh cửa.1 – hệ số vượt tải bậu cửa, cửa kính và khung cánh cửa Tải tính toán mái Tính tải mái dồn về khung ngang: xem tải trọng các lớp lợp, kết cấu mái, hệ giằng, được coi là tải phân bố đều suôt nhịp nhà xưởng Tải trọng cửa mái phân bố đều trên bề rộng cửa mái Trần Nhã Thanh 1613129 8 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY Quy tải thành tải tập trung đặt tại các mắt dàn 3 P1 = ( ×6)(0.10 kN 2 Mn = Vm × e = 357.275 kNm Độ lệch tâm cột dưới hd - htr 900 - 400 e= = = 0. 25 2 2 Trọng lượng bản thân dầm cầu trục: Pdcc = α dcc × Ldcc = 32×62 2 Pdcc = 1152 daN = 11.52 kN α dcc = 24 - 37 với cầu trục Q ≤ 75t α dcc = 35 - 47 với cầu trục nặng hơn Chọn α dcc = 32 Moment do dầm cầu trục M dcc = P dcc × e 1 M dcc = 11.184 kNm Độ lệch tâm do dầm cầu trục gây ra Trần Nhã Thanh 1613129 9 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY hd 900 e1 = = = 0.45 2 2 Tổng moment lệch tâm tác dụng tại tim cột dưới ∑ M lt = 89. Taûi troïng sửa chöõa maùi Loại tải trọng do người và thiết bị vật liệu dùng để sửa chữna mái khi bị hư hỏng, tải trọng này được cho trong tiêu chuẩn “ tải trọng và tác động 2737 TCVN -1995”, Do lợp mái bằng loại vật liệu nặng nên giá trị hoạt tải sửa mái lấy bằng 75 daN/m2 = 0.

Với hệ số vượt tải n = 1. Hoạt tải tính toán n ptc tt 1.98 kN/m2 Tải sửa chữa mái dồn về 1 khung thành tải phân bố đều q ttht × B = 0.88 kN/m Tải tập trung tại các mắt dàn 3 P1 = 0.64 kN Moment lệch tâm của hoạt tải sửa chữa mái q × l 5. Áp lực cầu trục lên vai cột và lực hãm của cầu trục III. Áp lực của cầu trục lên vai cột Khi một phía có áp lực Dmax lớn nhất tác dụng, thì phía bên kia lực tác dụng lên vai cột là nhỏ nhất Dmin , ta có: Trong ñoù: n = 1.1 : heä soá vöôït taûi (TCVN 2737:1995) nc =0.9 : heä soá toå hôïp xeùt ñeán xaùc suaát xaûy ra ñoàng thôøi taûi troïng toái ña cuûa hai caàu truïc hoaït ñoäng cuøng nhòp.

Trần Nhã Thanh 1613129 10 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY toång tung ñoä ñöôøng aûnh höôûng phaûn löïc goái töïa döôùi caùc vò trí baùnh xe caàu truïc Pmax (Pmin) : aùp löïc lôùn nhaát (nhoû nhaát) cuûa moät baùnh xe caàu truïc leân ray khi xe con mang vaät naëng vaøo saùt vò trí coät (phía beân kia) Pmin = Trong ñoù: Q – söùc truïc cuûa caàu truïc (50T) Töø baûng catologue cuûa caàu truïc Ptomax = 19 T = 190 kN Ptomin = 5.5 T = 55 kN Trọng lượng xe con: Gxc = 8.4 T Trọng lượng toaøn boä cầu trục: G = 34 T Soá baùnh xe ôû moät beân ray caàu truïc n0 = 2 Q +G 15 + 34 Pmin = n - Pmax = 2 - 19 = 5.5 T = 55 kN o Töø caùc kích thöôùc cuûa caàu truïc: beà roäng B = 6300 mm, khoaûng Trần Nhã Thanh 1613129 11 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY caùch giöõa caùc baùnh xe K = 4400 mm ta coù theå saép xeáp caùc baùnh xe caàu truïc nhö sô ñoà treân.95 Dmax = nncPmax∑yi = 1.8 kN Dmin = nncPmax∑yi = 1.1 hệ số vượt tải nc = 0.9 hệ số tổ hợp Moment lệch tâm Mmax = Dmax e1 = 366.06 kNm Mmin = Dmin e1= 106. Löïc haõm cuûa caàu truïc T = nncT1∑yi Trong ñoù: T1 : löïc ngang tieâu chuaån cuûa moät baùnh xe caàu truïc do haõm, ñöôïc tính baèng coâng thöùc: T1 = n0 : soá baùnh xe ôû moät beân caàu truïc T0 : löïc haõm ngang taùc duïng leân toaøn caàu truïc, tính theo coâng thöùc: T0 = Q: söùc truïc cuûa caàu truïc Gxc : troïng löôïng xe con : soá baùnh xe haõm, thöôøng = nxc Trần Nhã Thanh 1613129 12 ĐỒ ÁN NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG GVHD:NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY nxc : toång soá baùnh xe cuûa xe con f : heä soá ma saùt, laáy f = 0.1 ñoái vôùi moùc meàm vaø f = 0.2 ñoái vôùi moùc cöùng (Q + G xc ) ' 15 + 8.4 To = fn xc = × 0.85 kN no 2 T = nncT1∑yi = 1. Taûi troïng gioùd Coâng trình ñöôïc xaây döïng taïi huyen Cam Binh tinh Hai Hung, dia hinh trong trai, vuøng gioù IIIB, ít chòu aûnh höôûng cuûa baõo, do vaäy aùp löïc gioù tieâu chuaån q0 = 125 daN/m2 = 1.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ