Thiết Kế Khung Thép Nhà Công Nghiệp Tại TP. HCM

Chuyên khảo phân tích Đồ án kết cấu thép, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Thiết Kế Khung Thép Nhà Công Nghiệp Tại TP. HCM
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. HCM

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
• 2. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ XÀ GỖ
• 4. CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
• 5. CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
• 6. CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỘT
• 7. CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ XÀ NGANG
• 8. CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hướng dẫn thiết kế khung thép nhà công nghiệp tại TP

Thiết kế khung thép nhà công nghiệp là một hạng mục cốt lõi trong ngành xây dựng hiện đại, đặc biệt tại các trung tâm kinh tế như TP. HCM. Giải pháp nhà thép tiền chế mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với kết cấu bê tông truyền thống, bao gồm tốc độ thi công nhà xưởng nhanh, khả năng vượt nhịp lớn, tối ưu hóa không gian sử dụng và chi phí đầu tư. Một kết cấu thép nhà công nghiệp hiệu quả không chỉ đảm bảo an toàn chịu lực mà còn phải tối ưu về mặt kinh tế và công năng sử dụng. Quá trình này đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kinh nghiệm của đơn vị thiết kế nhà xưởng và việc tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn thiết kế nhà công nghiệp hiện hành như TCVN 5575:2012. Việc lựa chọn vật liệu khung thép phù hợp, chẳng hạn như thép CCT38 với cường độ tiêu chuẩn f_y = 240 MPa như trong tài liệu tham khảo, là bước đầu tiên quyết định đến độ bền của toàn bộ công trình. Các công ty kết cấu thép uy tín sẽ thực hiện một quy trình thiết kế kết cấu thép bài bản, bắt đầu từ việc xác định các kích thước chính của khung ngang, tính toán tải trọng, cho đến việc thiết kế chi tiết các liên kết quan trọng.

1.1. Ưu điểm vượt trội của kết cấu thép nhà công nghiệp

Sử dụng kết cấu thép nhà công nghiệp mang lại nhiều lợi ích kinh tế và kỹ thuật. Đầu tiên là khả năng chịu lực cao và độ tin cậy lớn. Thép có cường độ lớn, giúp kết cấu nhẹ hơn nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu tải trọng nặng, phù hợp cho các nhà xưởng cần lắp đặt cầu trục. Thứ hai, tính cơ động trong vận chuyển và lắp dựng. Các cấu kiện nhà thép tiền chế được sản xuất đồng bộ tại nhà máy sản xuất kết cấu thép, sau đó vận chuyển đến công trường để thi công lắp dựng khung thép, giúp rút ngắn đáng kể tiến độ so với phương pháp truyền thống. Thứ ba, tính linh hoạt và khả năng mở rộng. Doanh nghiệp có thể dễ dàng cơi nới, mở rộng hoặc thay đổi công năng nhà xưởng trong tương lai mà không ảnh hưởng nhiều đến kết cấu hiện hữu. Cuối cùng, giải pháp này giúp tối ưu không gian nhờ khả năng vượt nhịp lớn, giảm thiểu số lượng cột giữa, tạo ra không gian sản xuất thông thoáng và hiệu quả.

1.2. Các yếu tố cốt lõi trong quy trình thiết kế kết cấu thép

Một quy trình thiết kế kết cấu thép hoàn chỉnh bao gồm nhiều giai đoạn quan trọng. Giai đoạn đầu tiên là khảo sát và thu thập số liệu đầu vào, bao gồm nhịp khung, bước cột, chiều cao nhà, sức nâng cầu trục và đặc điểm địa chất, khí hậu tại khu vực xây dựng (ví dụ: Vùng gió IIB tại TP. HCM). Giai đoạn tiếp theo là thiết kế cơ sở, trong đó kỹ sư sẽ xác định các kích thước sơ bộ của khung ngang, cột, và vì kèo thép nhà xưởng. Giai đoạn quan trọng nhất là tính toán kết cấu thép, nơi các tải trọng tác dụng lên khung được xác định và tổ hợp để tìm ra nội lực nguy hiểm nhất. Cuối cùng là giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công, bao gồm việc hoàn thiện các bản vẽ thiết kế nhà xưởng chi tiết cho từng cấu kiện và liên kết, đảm bảo tính chính xác và khả thi khi sản xuất và lắp dựng.

II. Phương pháp xác định tải trọng cho khung thép nhà công nghiệp

Việc xác định chính xác tải trọng là nền tảng cho một thiết kế khung thép nhà công nghiệp an toàn và bền vững. Theo tiêu chuẩn thiết kế nhà công nghiệp TCVN 2737:1995, tải trọng tác dụng lên khung ngang được chia thành nhiều loại khác nhau và phải được tổ hợp một cách bất lợi nhất để tính toán kết cấu thép. Các loại tải trọng chính bao gồm tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân của các cấu kiện như tôn mái, xà gồ, trần kỹ thuật và trọng lượng của chính khung thép. Hoạt tải bao gồm hoạt tải sửa chữa trên mái và quan trọng nhất là hoạt tải do cầu trục gây ra, bao gồm cả áp lực đứng (P_max, P_min) và lực hãm ngang. Tải trọng gió được xác định dựa trên vùng áp lực gió (ví dụ, vùng IIB cho TP. HCM), dạng địa hình và chiều cao công trình. Việc tính toán và tổ hợp các tải trọng này (ví dụ, tổ hợp U14 trong tài liệu gốc) sẽ cung cấp các cặp nội lực (Momen và Lực dọc) nguy hiểm nhất, làm cơ sở để kiểm tra và thiết kế tiết diện cột, xà.

2.1. Phân tích tĩnh tải Tôn xà gồ và trọng lượng bản thân

Tĩnh tải là các tải trọng cố định, tác dụng thường xuyên lên kết cấu. Trong thiết kế khung thép nhà công nghiệp, tĩnh tải bao gồm trọng lượng của hệ bao che và trọng lượng của chính kết cấu. Cụ thể, tài liệu gốc đã tính toán trọng lượng tấm tôn sóng, trọng lượng bản thân xà gồ (tiết diện Z250x72x2.5), và trần treo kỹ thuật. Các giá trị này được quy đổi thành tải phân bố đều tác dụng lên xà ngang. Ví dụ, tài liệu tính toán ra tải trọng do tôn, xà gồ, trần treo là 1.14 kN/m. Ngoài ra, trọng lượng bản thân của dầm cầu trục cũng được quy thành tải tập trung đặt tại vai cột. Việc xác định chính xác các thành phần tĩnh tải này là bước quan trọng đầu tiên để đảm bảo bản vẽ thiết kế nhà xưởng phản ánh đúng thực tế chịu lực của công trình.

2.2. Tính toán hoạt tải mái và hoạt tải từ cầu trục chuyên dụng

Hoạt tải là các tải trọng tạm thời, có thể thay đổi về giá trị và vị trí. Theo TCVN 2737-1995, hoạt tải mái do thi công, sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn là 0.3 kN/m². Tuy nhiên, thành phần hoạt tải quan trọng và phức tạp nhất trong xây dựng nhà xưởng khung thép là hoạt tải cầu trục. Nó bao gồm áp lực đứng lớn nhất (D_max) và nhỏ nhất (D_min) từ bánh xe cầu trục truyền xuống vai cột, cùng với lực hãm ngang (T) phát sinh khi cầu trục di chuyển hoặc dừng đột ngột. Tài liệu gốc đã phân tích chi tiết cách xác định các lực này thông qua đường ảnh hưởng, xét đến trường hợp hai cầu trục hoạt động ở vị trí bất lợi nhất. Các giá trị D_max, D_min và T sau đó được đưa vào các tổ hợp tải trọng để tìm ra nội lực nguy hiểm nhất cho cột.

2.3. Đánh giá tải trọng gió theo TCVN 2737 1995 tại TP. HCM

Tải trọng gió là một yếu tố không thể bỏ qua, đặc biệt tại các khu vực như TP. HCM. Việc tính toán tải trọng gió phải tuân thủ TCVN 2737-1995, dựa trên các thông số: áp lực gió tiêu chuẩn (W₀) theo vùng (ví dụ, W₀ = 1.25 kN/m² cho vùng IIB), hệ số khí động (C), và hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao (k). Tải trọng gió tác dụng lên công trình theo cả hai phương ngang và phương đứng (gió bốc). Nó gây ra áp lực đẩy lên mặt đón gió và áp lực hút lên mặt khuất gió và mái. Tư vấn thiết kế nhà kho và nhà xưởng phải phân tích cả hai trường hợp gió thổi ngang và thổi dọc nhà để xác định các tác động bất lợi nhất lên khung chịu lực. Kết quả tính toán này là một phần quan trọng của dịch vụ thiết kế trọn gói.

III. Bí quyết thiết kế cột và xà ngang cho nhà thép tiền chế

Sau khi xác định được nội lực từ các tổ hợp tải trọng, bước tiếp theo là thiết kế tiết diện cho các cấu kiện chính: cột và xà ngang. Đây là phần cốt lõi của giải pháp nhà xưởng công nghiệp bằng thép. Mục tiêu là chọn được tiết diện vừa đủ khả năng chịu lực, đảm bảo các điều kiện về độ bền, độ cứng (biến dạng) và ổn định, vừa tối ưu về khối lượng vật liệu khung thép để tiết kiệm chi phí. Thông thường, tiết diện cột và xà ngang có dạng chữ 'I' tổ hợp hàn. Việc lựa chọn chiều cao, bề rộng cánh và chiều dày bản bụng, bản cánh phải dựa trên các tính toán sơ bộ và kinh nghiệm. Tài liệu gốc đã chọn tiết diện sơ bộ cho cột là I-650x300x12x14. Tiết diện này sau đó phải được kiểm tra lại với cặp nội lực nguy hiểm nhất. Quá trình kiểm tra bao gồm kiểm tra bền, kiểm tra ổn định tổng thể trong và ngoài mặt phẳng khung, và kiểm tra ổn định cục bộ cho bản cánh và bản bụng. Một công ty kết cấu thép uy tín sẽ thực hiện các bước kiểm tra này một cách cẩn thận để đảm bảo an toàn tuyệt đối.

3.1. Lựa chọn tiết diện sơ bộ và đặc trưng hình học của cột

Việc chọn tiết diện sơ bộ là bước khởi đầu quan trọng. Chiều cao tiết diện cột (h) thường được chọn theo điều kiện độ cứng, ví dụ h = (1/15 ÷ 1/20)H, với H là chiều cao cột. Bề rộng cánh (b_f) và chiều dày bản cánh (t_f), bản bụng (t_w) được chọn theo kinh nghiệm và điều kiện cấu tạo. Sau khi có tiết diện sơ bộ (ví dụ I-650x300x12x14), các đặc trưng hình học quan trọng cần được tính toán, bao gồm: diện tích tiết diện (A), momen quán tính (I_x, I_y), momen chống uốn (W_x, W_y) và bán kính quán tính (i_x, i_y). Các thông số này là dữ liệu đầu vào không thể thiếu cho các bước kiểm tra bền và ổn định tiếp theo. Độ chính xác của các đặc trưng này ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của toàn bộ quá trình tính toán kết cấu thép.

3.2. Kiểm tra độ bền và ổn định tổng thể của kết cấu thép

Đây là bước kiểm tra quan trọng nhất để đảm bảo cột và xà ngang không bị phá hoại dưới tác dụng của nội lực. Kiểm tra bền được thực hiện theo công thức: σ = N/A + M_x/W_x ≤ fγ_c, đảm bảo ứng suất lớn nhất trong tiết diện không vượt quá cường độ tính toán của thép. Kiểm tra ổn định tổng thể nhằm đảm bảo cấu kiện không bị mất ổn định (cong vênh) khi chịu nén và uốn đồng thời. Việc kiểm tra này phức tạp hơn, cần xét đến độ mảnh của cấu kiện (λ = l₀/i) và được thực hiện riêng cho mặt phẳng uốn và ngoài mặt phẳng uốn theo các công thức trong TCVN 5575:2012. Kết quả kiểm tra sẽ xác định tiết diện đã chọn có đạt yêu cầu hay không. Nếu không, đơn vị thiết kế nhà xưởng phải tăng kích thước tiết diện và tính toán lại.

3.3. Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng

Ổn định cục bộ là hiện tượng các bản thép mỏng (bản cánh, bản bụng) của tiết diện bị mất ổn định (phồng, oằn) trước khi toàn bộ cấu kiện đạt đến giới hạn bền. Để ngăn chặn hiện tượng này, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dày của bản cánh (b/t_f) và tỷ lệ giữa chiều cao và chiều dày của bản bụng (h_w/t_w) phải thỏa mãn các điều kiện giới hạn quy định trong tiêu chuẩn. Tài liệu gốc đã thực hiện kiểm tra này và kết luận các bản cánh và bản bụng của tiết diện I-650x300x12x14 đều thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ. Việc này đảm bảo tiết diện có thể phát huy hết khả năng làm việc của vật liệu. Đây là một chi tiết kỹ thuật mà các chủ đầu tư cần lưu ý khi xem xét báo giá thiết kế nhà xưởng.

IV. Quy trình thiết kế các chi tiết liên kết khung thép chủ chốt

Một kết cấu thép nhà công nghiệp vững chắc không chỉ phụ thuộc vào cột và xà chính mà còn phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của các chi tiết liên kết. Các liên kết là nơi truyền lực giữa các cấu kiện, thường là những vị trí tập trung ứng suất cao và phức tạp nhất. Do đó, việc thiết kế chúng đòi hỏi sự chính xác và tuân thủ chặt chẽ các nguyên tắc kỹ thuật. Các loại liên kết chính trong một khung ngang bao gồm: liên kết chân cột với móng, liên kết vai cột (nơi gác dầm cầu trục), liên kết giữa cột và xà ngang, và mối nối đỉnh xà. Mỗi loại liên kết có sơ đồ chịu lực và phương pháp tính toán riêng. Tài liệu gốc đã dành một chương riêng (Chương 8) để trình bày chi tiết cách tính toán kết cấu thép cho các chi tiết này, từ việc xác định kích thước bản đế, tính toán bu lông neo, cho đến thiết kế đường hàn. Đây là phần thể hiện rõ nhất năng lực và kinh nghiệm của một đơn vị thiết kế nhà xưởng chuyên nghiệp.

4.1. Thiết kế chi tiết chân cột và hệ thống bu lông neo chịu lực

Chân cột là bộ phận truyền toàn bộ tải trọng từ khung xuống hệ móng. Thiết kế chân cột phải đảm bảo khả năng chịu momen, lực dọc và lực cắt tại tiết diện chân cột. Cấu tạo phổ biến bao gồm bản đế, sườn gia cường và bu lông neo. Kích thước bản đế được xác định từ điều kiện chịu ép của bê tông móng. Chiều dày bản đế được tính toán để chống lại sự uốn cong do phản lực của móng. Bu lông neo có nhiệm vụ chống lật và chống trượt cho chân cột. Lực kéo trong bu lông được xác định từ momen uốn và lực dọc. Việc lựa chọn đường kính và mác bu lông (ví dụ, bu lông ø36 mác CT38) phải dựa trên lực kéo tính toán này. Đây là một phần quan trọng trong dịch vụ thiết kế trọn gói.

4.2. Tính toán liên kết giữa cột và xà ngang mối nối khung

Liên kết giữa cột và xà ngang (thường ở vị trí nách khung) là một trong những liên kết quan trọng nhất, chịu momen uốn và lực cắt rất lớn. Liên kết này thường được thực hiện bằng mặt bích và bu lông cường độ cao. Quá trình thiết kế bao gồm việc tính toán lực kéo tác dụng lên hàng bu lông chịu kéo lớn nhất do momen gây ra, sau đó chọn đường kính và cấp bền bu lông (ví dụ, bu lông cường độ cao cấp bền 8.8) để đảm bảo khả năng chịu kéo. Chiều dày bản bích được tính toán để không bị uốn khi siết bu lông. Cuối cùng, các đường hàn liên kết cột/xà với bản bích phải được tính toán để đủ khả năng truyền lực. Việc thi công lắp dựng khung thép tại vị trí này đòi hỏi độ chính xác rất cao.

4.3. Giải pháp cho mối nối đỉnh xà và các liên kết phụ khác

Mối nối đỉnh xà là nơi liên kết hai nửa xà ngang tại đỉnh mái. Tương tự liên kết nách khung, nó cũng thường được cấu tạo bằng bản bích và bu lông cường độ cao. Nội lực tại đây thường nhỏ hơn ở nách khung, nhưng việc thiết kế vẫn phải đảm bảo truyền lực hiệu quả. Ngoài ra, một thiết kế khung thép nhà công nghiệp hoàn chỉnh còn bao gồm nhiều liên kết phụ khác như liên kết xà gồ vào xà ngang, liên kết hệ giằng vào khung. Mặc dù là chi tiết phụ, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định tổng thể của toàn bộ hệ kết cấu. Tất cả các chi tiết này phải được thể hiện rõ ràng trên bản vẽ thiết kế nhà xưởng để quá trình thi công nhà xưởng diễn ra thuận lợi và chính xác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM KHOA KY THUAT XAY DUNG TÌ ru: OF TRANSPORT HOCHIMINH CITY DO AN KET CAU THEP SVTH: NGUYEN VIET LINH MSSV: 2051160174 GVHD: Th.S NGUYEN TAM HUNG MỤC LỤC MỤC LỤC 2 CHƯƠNG l. SÓ LIỆU THIẾT KỂ.-- 222-222222222222222122222112222112271112211271112712111 221 tee | CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG.

2 PYN (si t oi ï0. Tải trọng tác dụng lên mát. - c1 21221221121 12111 152121151181 211 1112111112711 8111 H1 8111111111111 1 E11 111 Tre 4 kh Acch:aaaáaáaáãúắiiiiiiÝẢ.4 Tải trọng gió (gió bốc tác đụng lên xà gổ).5 Tổng tải trọng tác dụng lên xà gỒ. Kiểm tra tiết diện xà gỒ mái.1 Nội lực xà 8Ö mái.2 Kiểm tra tiết diện xà gỒ.

Kiém tra tiét 0c co.dii'43ŸŸỶÝỶÝỶÝỶỀ 7 3.1 Tải trọng tác dụng lên xà gỒ.2 Nội lực xả øÖ tường.3 Kiém tra cac n ẻ. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG. Tải trọng do tôn, xà gỗ, trần treo kĩ thuật vả xả ngang. Tải trọng bản thân của tôn tường và xà gŠ tường.

Trọng lượng bản thân dầm cầu trục. Hoat 8 ễĂễĂẮŸ&Ÿ$£ÉẶ. on nn --ÖÕÖÕÃ1iiAIAIII. Hoạt tải cầu tTỤC.

Áp lực đứng của 0 TA. Lực hăm ngang của 18 1 Ca 18 CHƯƠNG 5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC. Chọn sơ bộ tiết điện.

Cac na nn ẻ a. Tổ hợp tải trọng. Kiểm tra điều kiện chuyên. Kiểm tra tại đỉnh j0) 0077.

Kiểm tra tải đỉnh cột. THIẾT KẾ CỘT. Thiết kế tiết diện cột. Xác định chiều dải tính toán.

Đặc trưng hình học tiết diện cột.-- - 5+ S1 SE SE191111121111211112121121 10112111 ru 28 6. Kiểm tra tiết diện. Kiểm tra ôn định cục bộ của bản cánh và bản bụng. ác c c2 re 31 CHƯƠNG 7.

THIẾT KẾ XÀ NGANG. Thiét ké tiét didn deẽẼỐỞđdddĂ. Nội lực đầu xà. Kiểm tra tiết diện xà ngang đã chọn:.

Thiết kế tiết diện Đoạn xà không thay đôi tiết diện.- 25 SE E22211112121 1E 6 33 CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT. Chỉ tiết vai cột. Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đầm vai.

Kiểm tra tiết diện. Tính toán đường hàn liên kết đầm vai với bản cánh cột. Thiết kế chân cột. Xác định kích thước bản đỀ.

Tính toán đầm đỂ. Tính toán sườn À.- L c n 1 211111211 n Hán 11c kg n1 kg kg k C11161 tr 42 8. Tính toán sườn B.- L TL 2n nn 2H 1n ng 1 ng He ng kg 1kg kg k6 k ng kg 44 L9» no 0n. Tính toán đường hàn liên kết cột với bản đí.0‹ đua 6c nh aaaẢÝỶÝÝÝẢÝỶ.

Tính toán bulong liên kết. Tính toán bản bích. Thiết kế mối nối đỉnh xả. Thiết kế mối nỗi xả( ở nhịp).

Liên kết bản cánh với bụng cột và xà ngang. s5 cc 2E1E121222121121 121g 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO. -2- 25+ 21 22122122711111221121112112111211222122212222 rau 53 THIẾT KẺ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẢNG MỘT NHỊP CHUONG 1. SO LIEU THIET KE Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp với các số liệu cho trước như sau: (Đề 37) - Nhịp khung ngang: S = 25,2 (m) - Bước cột: B = 7,5 (m) - Sức nâng cần trục: Q = 8 (T) - Cao trình đỉnh ray: +8.7 (m) - Độ dốc mái: ¡ = 17 (%) - Chiều dài nhà: L= 82,5 (m) - Vùng gió: IHB - Dạng địa hình B - Vật liệu thép CCT38 có: + Cường độ tiêu chuẩn: ` nas , fhy = 240MMMMMM = 24 (tkticemm) + Cường độ tính toán: ff = 23 (kkkklccmn’) - Su dung que han N42, han tay.

; Bước Chiều cao Chiều dải 2 Cầu trục Vùng Nhịp nhà Dạng SIT cột B đỉnh ray Hị nhà sức trục Q áp lực ; 5 (m) , dia hinh (m) (m) (m) (1) giÓ 19 25.5 8 IHB B CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 2. Theo phương đứng - Chiều cao cột tính từ mặt móng đến đỉnh cột ( đáy xa): HH = HH, + HH; + HH; = 9.7 (mm) Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: #1; = HH + b„x = 0.2 (mm) Phần cột chén dudi cdt mat nén: HH; = Omm (coi mat mong 6 cốt 0.0m) - Chiều cao phần cột trên, từ vai cột đỡ dầm câu trục đến đáy xả ngang: HA, = HH; + AA aay + AH, = 1.3 (m) Trong do: Hf chon so bo: -@' ='@pp=@ ='@.75 m= ta chon 0,85 (m) ditt g 19 8 10 Chiều cao ctia ray : HH,, = 0.2mm ( chọn sơ bộ) Chiều cao phần cột dưới, tính từ mặt móng, đến mặt trên của vai cột: HHy = HH - HH, = 7.6 (mm) Chiều cao từ phân đáy xà tới đỉnh mái: ý 25. Theo phương ngang i Chọn chiêu cao tiết diện cột theo yêu câu độ cứng: h = lg _Hu=$@_+ lo 092 —Ĩ 0.

Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray câu trục: LL, = SŠ— Hự - 25. Thiết kế lấy số liệu từ bảng II.3 (Sách với số liu cua LLy = 22.5mm - Kiêm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung z = Li-h = 1. 12600 1 *Hình Minh Họa: Khung Ngang" CHUONG 3. THIET KE XA GO - Ta chon xa 26 mái tiết diện Z250x72x2.5 có các đặc trưng hinh học như sau: Poe Trong wk, gen t I Wx ly W, | Dién tich ` Tiết diện (mm) 4 3 4 3 (em?) lượng (cm) (cm) | (cm) | (cm) cm (kG/m) Z7250x72x2.24 | 25 72 *Tiét dién xa gO Z-250x7 2x2.65° - Chọn khoảng cách giữa cac xa 96 trén mat phang mai là: 1.

Tải trọng tác dụng lên mái 3. Tĩnh tải - Trọng lượng tắm tôn sóng dày 0.5mm: đặn = tt.06 (kkkk/mm) tiêm tiêm - Trọng lượng bản thân xả gỗ: qq”= (0.08652 (kkkk/mmn) - Tran treo ky thuat gg" = pPwmuaX MMyox X cos at = 0. Hoat tai qq," = pp x MM, fae 03x 1.3 Quy tải về phương X,Y - Tĩnh tải: qg ho =`9q#" + qq + đt @ x sinaa = (0.65 tñmnh,vw êm = 0.103 (kkkk/nun) qq’ = qq" + aq + qo ® x cosaa =(0.605 (kkkk/mm) qg® = Ogg" + qq" +44" Ox sinaa= (0.65 tñmnh,vx êm 1 MMMM = 0.112 (kkkk/mn) qự” ne Ogg" + qq" + 10 9 ® x cos aa = (0.65 tinh yy tiêm = 0.66 (kkkk/mn - Hoạt tải: qq“= qq" xsin « = 0.06 (kkkk/mm) htt ag = ag x cos « = 0.355 (kkkkimm) ityy fe" = a9" x sin « = 0.078 (kkkk/mm) tt aa = ad" xX cos « = 0.4 Tải trọng gió (gió bốc tác dụng lên xà gỗ) - Trường hợp gió ngang nha: Hệ số khí động: cCww = +Ù.5 LL ~ 252 Ce=+0,8 P2 L —L | Áp lực gió tiêu chuẩn: Wo = 1.25 kN/m2 (thuộc phân vùng gió IIB) Hé số vượt tải của tải trọng gió: n = 1.2 Hệ sô kê đên sự thay đôi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình B: K, =1.033 (gid bốc với chiều cao mái =12.042 (m) K; =I (cột đón và hút gió với chiều đỉnh cột = 9.9 (m) | (Tra bảng 5 TCVN 2737) > Gia tri của tải trọng 216: WW" = ww.62 (kkkkhnn) Mỹ = wes x ñm= 0.5 Tong tai trọng tác dụng lên xà gồ - Tổ hợp 1: Tĩnh tải + Hoạt tải mm wai + gg = 0.163 (kkkk/mm) đ „# ~ hx Attxx qq” =qq° + đề = 0.19 (kkkk/nm) oO a tũmh x ThA ag" =qg™@ +4g™ = 0.96 (kkkk/inm) 1 yy tim Atty qq" = qq + qq = 0.122 (kkkk/imm) (Dy tfimhyy ityy - T6 hop 2: Tĩnh tải + Gió bốc qq@ = qq" + WW*= 0.015 (kkkk/mm) (ayy nt qq = tấnnh yy + 2 WW" ttt = 0.yy tinnh,yy 2 - Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 1 đề kiểm tra (Vì tổ hợp này có ngoại lực lớn hơn) 3. Kiểm tra tiết điện xà gồ mái 3.1 Nội lực xà gồ mái MM, = qq" att BBˆ2 =1.2 Kiểm tra tiết diện xà gồ - Điều kiện bền: oo = Mi, My 7.238 x 10 = 207 (kk/mmmm’) — Théa diéu kién bén Trong do: + yo=0.9 hé s6 diéu kiện làm việc.

+ ff =230 MPa : cường độ của thép xà gồ (CCT38) - Điều kiện biến dạng (độ võng): 5 agi’, x BB 5 x 0.971 x 10° My = ——5 Mowaqhivy x BB = 5 x 0.891 x 10° Vì không bố trí ti giằng — A= ŸAA. 5 M ” sang = 4:99 x 10 -3 (mmm) < i 509 = 5% 10% (mmm) — Théa diéu kién dé vong 3. Kiểm tra tiết điện Xà gồ tường - Ta chọn xả gỗ tường tiết diện Z300x72x2.3 có các đặc trưng hình học như sau: Tiết điện t I, W, ly W, | Diện tích one 1 ig (mm) | (em) | (em) | @m) | (em) | (em) | qG/m 4 3 4 3 2 ` Z7300x72x2.49 23 J72 4 *Tiét diện xả gồ Z-300x72x2.1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ: ¢ Theo phuong x (do tlbt tén và xả gồ): qq" =aq" + qq = 0.1415 (kkkk/inm) ag’ = qq" +9 xm = 0.2 Nội lực xà gồ tường › — 144x7. mm) 8 og x ID 0.3 Kiểm tra tiết diện xà gồ - Kiểm tra điều kiện bền: MỊ, - Mi LC +——X đu LUNN.135x 10° - (kk/mmmunt ) $ fzyaa= 230 x —> Thỏa mãn điểu kiện bên.

- Điều kiện biến dạng (độ võng): 5 it» pt 5 x 0.1415 x 75004 Me _ qa x BBY _ : — = 30.2 (mm) 384 Ext, 384x21x10x9192x10 5 qq" x BR 5 x1.2x 7500+ y= — 384 Bxl, = 384x2lxI0x1371513xI0fÐ 17.74 (mm) Vi không bồ trí ti ging > A= @AA? + Ady? =V3+0. oo - <® ©- =5xI0? (mmmm) PP 7500 XI ( mm) < HE — Thõa điêu kiện độ võng 10 CHƯƠNG 4. XÁC ĐỊNH TAI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG 4. Tải trọng do tôn, xà gé, tran treo kĩ thuật và xà ngang Ta lay trọng lượng bản thân các tắm lợp, cách nhiệt, xa gô mái là 0,15(kN/m’) O15 xB 015x74s cos a == ————— = 1,14 (kkkk/mm) cos 9,65 4.

Tải trọng bản thân của tôn tường và xà gồ tường Quy thành tải tập trung tại đỉnh cột, ta lấy sơ bộ trọng lượng bản thân bằng 0. Trọng lượng bản thân dầm cầu trục Trọng lượng bản thân dam cau truc chon so bé la 1 kkkk/mm. Quy thanh tai tap trung va momen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột: G7“ =1 x BB = 1 x 1.69 (KH, mm) *Gia tri tĩnh tải (TT) tác dung lén khung* 4. Hoat tai mai theo TCVN 2737-1995 trị số hoạt tải do thi công, sửa chữa có giá trị tiểu chuẩn là 0.3 kN/mỷ, hệ số vượt tải là 1.

H Quy đối thành lực phân bố đều trên xà ngang: 03 pp = 03x75 ——— = 2. CO *Hoat tai mdi trai (HIMT1)* 12 1 1 1 1 1 fw }— pre LT] LT] *Hoạt tải mái phải (HTMP) * 13 4. Tải trọng gió Cac hé 86 ce, k đã được xác định ở mục 3.4 -Tải trong ø1ó tác dụng lên cột: +Phía đón gió: WW" = wwoo.5 (&kkimm) +Phía khuất gió: W3" =wwoo.