I. SỐ LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1. Số liệu thiết kế

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp có cầu trục. Các số liệu thiết

kế:

Nhịp khung: L = …… m.

Bước khung: B = ….. m; toàn bộ nhà dài 15B = …… m.

Sức trục: Q = …… tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm

việc trung bình.

Cao trình đỉnh ray: H1 = ....... m.

Vùng gió: ......

Dạng địa hình xây dựng công trình: .......

Chiều cao dầm cầu trục: hdct = ........ m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m.

Nhịp cửa trời: Lct = 4 m

Chiều cao cửa trời: Hct = 2 m

Mái lợp tôn múi dày 0,51mm

Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 35mm) hoặc tương

đương.

Bê tông móng cấp độ bền B15.

Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m ở phía dưới, thưng tôn ở phía trên.

2. Nhiệm vụ thiết kế

2.1 Thuyết minh tính toán

Thành lập sơ đồ kết cấu: Xác định kích thước khung ngang, lập mặt bằng lưới cột,

bố trí hệ giằng mái, hệ giằng cột.

Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang: tải trọng mái, tải trọng cầu trục, tải

trọng gió.

Thiết kế xà gồ (2 phương án: tiết diện cán nóng và tiết diện dập nguội).

Tính nội lực khung ngang. Vẽ biểu đồ nội lực M, N, V cho từng trường hợp tải

trọng. Lập bảng thống kê nội lực, bảng tổ hợp nội lực cho các tiết diện đặc trưng

của cột và xà mái.

Thiết kế khung ngang gồm cột và xà. Tính các chi tiết: Chân cột, vai cột, liên kết xà

với cột, mối nối xà.

2.2. Yêu cầu Bản vẽ thể hiện

01 bản vẽ khổ A1 gồm:

Sơ đồ khung ngang.

Hệ giằng mái, giằng cột.

Cột khung, các mặt cắt và chi tiết của thân cột.

Xà, các mặt cắt và chi tiết của xà.

Bảng thống kê vật liệu, ghi chú và chỉ dẫn cần thiết.

II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1. Sơ đồ kết cấu khung ngang

Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I. Cột có tiết diện không đổi liên kết

ngàm với móng, liên kết cứng với xà. Theo yêu cầu kiến trúc và thoát nước, chọn xà

ngang có độ dốc với góc dốc = 100 (tương đương i = 17 %). Do tính chất làm việc của

khung ngang chịu tải trọng bản thân và tải trọng gió là chủ yếu, nên thông thường nội lực

trong xà ngang ở vị trí nách khung thường lớn hơn nhiều nội lực tại vị trí giữa nhịp. Cấu

tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột một đoạn (0,35 0,4) chiều dài nửa xà. Tiết diện còn lại lấy không đổi.

Cửa trời chạy dọc chiều dài nhà, mang tính chất thông gió, sơ bộ chọn chiều cao cửa

trời là 1,5 – 2,0 m và chiều rộng cửa trời là 4 m.

Hình 1.1. Sơ đồ khung ngang

1.1. Kích thước theo phương đứng

Chiều cao cột dưới:

Trong đó: H1 = …… m là cao trình đỉnh ray

hdct = …… m là chiều cao dầm cầu trục

hr = 0.15 m là chiều cao ray

hch = (0.6 - 1.0) m là chiều sâu chôn chân cột

Hd = ….. (m)

Chiều cao cột trên: ;

Trong đó: + K1 = …… m là khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của xe con.

Giá trị này được tra trong catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q= ….T và nhịp

cầu trục S= …..m);

+ 0.5m là khoảng cách an toàn từ điểm cao nhất của xe con đến xà

ngang.

Htr= ……. (m)

Chiều cao toàn cột: H = Hd + Htr = …….. (m)

1.2. Chọn sơ bộ kích thước theo phương ngang

Nhịp nhà (lấy theo trục định vị tại mép ngoài cột) là: L = …..m. Lấy gần đúng nhịp cầu

trục là tra theo giá trị sát nhất: S = ....m ( theo catalog bảng 4.2 với cầu trục 2 dầm kiểu

ZLK tương ứng với sức tải của cẩu), khoảng cách an toàn từ trục ray đến mép trong cột:

Zmin = ...... mm.

a. Tiết diện cột

- Chiều cao tiết diện:

Chọn h = .... cm

- Bề rộng tiết diện cột:

và

Chọn bf = ...... cm

- Chiều dày bản bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 1/100)h. Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, nên chọn 6≤ tw ≤16mm.

Chọn tw = ......cm (lưu ý chọn chiều dầy theo qui cách thép tấm được sản xuất)

- Chiều dày bản cánh tf chọn trong khoảng (1/281/35)bf ; 8 ≤ tf ≤ 40mm; tf ≥ tw

Chọn tf = ....... cm (lưu ý chọn chiều dầy theo qui cách thép tấm được sản xuất)

Kiểm tra lại khoảng cách an toàn từ ray cầu trục đến mép trong cột:

Trong đó: L - là nhịp nhà ; h - là chiều cao tiết diện cột; S - là nhịp cầu trục

Thỏa mãn điều kiện an toàn.

b. Tiết diện xà mái

- Chiều cao tiết diện nách khung:

Chọn h1 = …… cm. (nên chọn bằng chiều cao tiết diện cột)

- Bề rộng tiết diện nách khung : b = (1/2 1/5)h1 và b 180 mm, b h/10

Chọn b = ....... cm. (nên lấy bề rộng cánh dầm bằng bề rộng cột.)

- Chiều cao tiết diện đoạn dầm không đổi h2 = (1,5 2)b

h2 = (1.5 2)b = ....... ........cm

Chọn h2 =...... cm

- Chiều dày bản bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 1/100) h. Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng: 6 ≤ tw ≤ 16mm.

Chọn tw = ...... cm (lưu ý chọn chiều dầy theo qui cách thép tấm được sản xuất)

- Chiều dày bản cánh, chọn theo điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh nén tf

Chọn tf = .......cm (lưu ý: chọn chiều dầy theo qui cách thép tấm được sản xuất)

- Vị trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột một đoạn bằng (0.35 0.4) chiều dài nửa

xà. Ltđ = (0.35 0.4 )*L/2= ...... ........

Chọn Ltđ = ....... m.

c. Tiết diện vai cột

Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung do áp lực

đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm và

hoạt tải trên cầu trục) và nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép

cột). Sơ bộ chọn tiết diện dầm vai như sau:

Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ = (L - S)/2 = ..... m

+ Chiều dài vai (từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai cột):

Lv = λ – hc + 0.15= ...... (m)

Khoảng cách từ trục ray cầu trục đến cạnh ngoài cùng vai cột lấy bằng 150mm.

+ Chọn chiều cao dầm tại điểm đặt Dmax: h = 30 cm

+ Chiều góc nghiêng bản cánh dưới với phương ngang là 200 thì chiều cao tiết diện

dầm vai tại ngàm:

hdv= 30 + (Z+15)xtg200 = ....... (cm)

Chọn hdv Z cm, hdv 0,5 hc .

+ Bề rộng tiết diện vai cột: bf = ...... cm (chọn bằng bề rộng cánh cột)

+ Chiều dày bản bụng vai cột: tw = ...... cm (chọn bằng chiều dày bản bụng cột)

+ Chiều dày bản cánh vai cột: tf = .......cm (chọn bằng chiều dày cánh cột)

d. Tiết diện cửa trời

+ Chiều cao tiết diện cột cửa trời: hc_ct = 20 cm

+ Bề rộng tiết diện cột: bc_ct = 10 cm

+ Chiều dày bản bụng: tw = 0.8 cm

+ Chiều dày bản cánh: tf = 1 cm

Yêu cầu vẽ hình các tiết diện vừa lựa chọn ghi đầy đủ các kích thước tiết diện

1.3. Hệ giằng

Hệ giằng là bộ phận kết cấu liên kết các khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu không

gian, có các tác dụng:

- Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không gian cho nhà;

- Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vuông góc với mặt phăng khung

như gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất...xuống móng.

- Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính toán ngoài mặt phăng) cho các cấu kiện

chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,...

- Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công.

Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột.

Hệ giằng cột:

Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của toàn nhà theo phương dọc,

chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột. Dọc theo chiều dài nhà,

hệ giằng cột bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió một cách

nhanh chóng. Hệ giằng cột được bố trí theo 2 lớp. Hệ giằng cột trên được bố trí từ mặt

dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột dưới được bố trí từ mặt nền đến mặt dầm vai. Theo

tiết diện cột, hệ giằng cột được đặt vào giữa bản bụng cột. Khi sức trục Q<10T, có thể

chọn tiết diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn đường kính 24. Trên đỉnh cột bố trí

thanh chống dọc nhà là các thép hình, thông thường là thép hình chữ C . Khi chiều cao

cột H > 9m, nên bố trí thêm thanh chống dọc, đi qua giữa chiều cao thân cột. Chọn tiết

diện thanh chống dọc theo độ mảnh .

Hình 1.2. ví dụ cách bố trí hệ giằng cột

Hệ giằng mái:

Hệ giằng mái được bố trí ở hai gian đầu nhà và ở chỗ có hệ giằng cột. Hệ giằng mái

bao gồm các thanh giằng xiên và thanh chống, trong đó yêu cầu cấu tạo thanh chống có

độ mảnh . Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện 24, thanh chống chọn

2C20. Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía trên (để giữ ổn định cho

xà khi chịu tải bình thường – cánh trên của xà chịu nén). Khi khung chịu tải gió, cánh

dưới của xà chịu nén nên phải gia cường bằng các thanh giằng chống xiên (liên kết lên xà

gồ), cách 3-4 bước xà gồ thì bố trí thanh chống xiên. Tiết diện thanh chống chọn L50x5,

điểm liên kết với xà gồ cách xà 680 - 800 mm. Ngoài ra bố trí thanh chống dọc nóc tiết

diện 2C20 tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép.

Hình 1.3. ví dụ mặt bằng bố trí hệ giằng mái

Hình 1.4. ví dụ chi tiết thanh chống xà gồ

2. Xác định tải trọng tác dụng lên khung

2.1. Tải trọng thường xuyên

- Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:

Tải trọng do mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái: gtc = 15 daN/m2 mặt bằng mái (phân

bố theo độ dốc mái).

Hệ số độ tin cậy của tải trọng thường xuyên ng = 1.1

qtc = gtcxB = 15xB…… daN/m

qtt = ngxgtcxB = 1.1x15xB = …… daN/m

- Tải trọng kết cấu bao che:

gtc = 12 daN/m2

qtt = ngxgtcxB = 1.1x12xB = ....... daN/m

- Tải trọng bản thân của dầm cầu trục:

Gdct = = 30xB2 = .......... daN

Trong đó: = 30 hệ số trọng lượng bản thân.

- Tải trọng bản thân của dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm)

Bảng 2.1. Tĩnh tải mái

STT Loại tảiTải trọng

tiêu chuẩn

Hệ sốvượt tải

Tải trọngtính toán

Bướckhung

Tổng tảitrọng

(daN/m2) (daN/m2) (m) (daN/m)

1 Tôn lợp mái 8 1.1 8.8 ….. ……..2 Xà gồ 7 1.1 7.7 ….. …….

3 Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung …….

2.2. Hoạt tải sửa chữa mái

- Hệ số độ tin cậy của hoạt tải sửa chữa mái np = 1.3

- Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995, với mái tôn không sử dụng

ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn là 30 daN/m2 mặt bằng nhà do đó hoạt tải

sửa chữa mái phân bố trên xà mái được xác định như sau:

ptc = 30xB và ptt = npx30xB

- Khi qui về tải trọng phân bố theo xà thì giá trị tải trọng được nhân với cos:

p = 30xBxcosα = …… daN/m

ptt = npx30xBxcosα = …….daN/m

Bảng 2.2. Hoạt tải sửa chữa mái

STT Loại tảiTải trọngt. chuẩn

Hệ sốvượt tải

Tải trọngtính toán

Bướckhung

Tổng tảitrọng

(daN/m2) (daN/m2) (m) (daN/m)

1 Sửa chữa mái 30 1.3 39 B …….2 Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung ……..

2.3. Tải trọng gió

Áp lực gió tác dụng lên khung được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995.

q = n . W0 . k . C . B (daN/m)

Trong đó: q: là áp lực gió phân bố trên mét dài khung.

W0: là áp lực gió tiêu chuẩn

n = 1.2: là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió.

k: là hệ số phụ thuộc vào độ cao

C: là hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu.

B: là bước khung.

Hình 2.1. Mặt bằng khung chịu gió

a) Gió ngang nhà; b) Gió dọc nhà

a) Trường hợp gió thổi ngang nhà:

- Xác định hệ số khí động Ce:

Hình 2.2. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi ngang nhà

Kích thước chính của sơ đồ tính toán:

+ Nhịp: L0 = ...... m

+ Chiều cao: Hc = ...... m; hm1 = ........m; hm2 = ........ m; hm3 =......... m

Tra theo sơ đồ 8 trong tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 phụ thuộc vào góc α, tỉ lệ B/L

(B- chiều dài toàn nhà) và H/L được giá trị Ce:

Ce1 = - 0.548 ; Ce2 = - 0.424 ; Ce3 = - 0.5 ; Ce4 = - 0.472

- Xác định hệ số k:

Hệ số k phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao công trình. Tra bảng 5 trong TCVN

2737 -1995

Bảng 2.3. Tải trọng gió theo phương ngang nhà

STT Loại tảiT.T tiêu chuẩn

Hệ số k

Hệ số C

Hệ số vượt tải

Bước khung

Tổng tải trọng

    daN/m2       m daN/m

1 Cột đón gió

2 Mái đón gió

3 Cột cửa trời đón gió

4 Mái cửa trời đón gió

5 Mái cửa trời hút gió

6 Cột cửa trời hút gió

7 Mái hút gió

8 Cột hút gió* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung.

b) Trường hợp gió thổi dọc nhà:

- Xác định hệ số khí động Ce:

Khi này, hệ số khí động trên hai mặt mái có giá trị bằng -0,7; hệ số khí động trên cột là

giá trị Ce3, phụ thuộc vào tỉ lệ L/B (B- chiều dài toàn nhà) và H/B.

Công trình có: L/B = ………1 và

H/B = ……… 0,5

Ce3 = -0.4 (thường rơi vào trường hợp này), tức là gió có chiều hút ra ngoài cho cả

hai cột khung và hai cột cửa mái.

Hình 2.3. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi dọc nhà

Bảng 2.4. Tải trọng gió theo phương dọc nhà

STT Loại tảiT.T tiêu chuẩn

Hệ số k

Hệ số C

Hệ số vượt tải

Bước khung

Tổng tải trọng

    daN/m2       m daN/m

1 Cột khung 125.0

2 Mái 125.0

3 Cột cửa mái 125.0

4 Cửa mái 125.0

* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung.

2.4. Hoạt tải cầu trục

a) Áp lực đứng:

- Thông số cầu trục: chọn cầu trục hai dầm kiểu ZLK; Sức trục: Q = …. tấn; Nhịp cầu

trục: S = ……m (chọn nhỏ hơn so với nhịp khung).

Tra trong catalog cầu trục để được các thông số sau:

+ Bề rộng cầu trục: Bct = ...... mm (2xLk)

+ Khoảng cách hai bánh xe: R = ...... mm

+ Áp lực đứng tiêu chuẩn lớn nhất tại mỗi bánh xe: = ...... daN (Rmax)

+ Áp lực đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất tại mỗi bánh xe: = ...... daN (Rmin)

+ Trọng lượng xe con: Gxecon = ........daN

- Áp lực đứng lên vai cột:

;

Trong đó: - n = 1.1: Hệ số độ tin cậy;

- nc= 0.85: Hệ số tổ hợp, khi có hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ và trung

bình.

- yi: Tổng tung độ các đường ảnh hưởng tại vị trí các bánh xe, lấy với tung

độ ở gối bằng 1.

y1 = ...; y2 = ...... ; y3 = ...... ; y4 = ....... yi = .......

Bảng 2.5. Áp lực đứng của cầu trục lên vai cột

STT Loại tải Pc yi n ncTổng (daN)

1 Dmax 1.1 0.85

2 Dmin 1.1 0.85

Hình 2.4. ví dụ đường ảnh hưởng phản lực gối

b) Áp lực ngang( lực hãm ngang):

Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển

động, tại các bánh xe của cầu trục xuất hiện lực ngang tiêu chuẩn , các lực này cũng di

động như lực thăng đứng P và do đó sẽ gây lực ngang tập trung T cho cột. Cách tính giá

trị T cũng xếp bánh xe trên đ.a.h (yêu cầu vẽ đường ảnh hưởng). Lực T truyền lên cột

qua dầm hãm hoặc các chi tiết liên kết dầm cầu trục với cột nên điểm đặt tại cao trình mặt

dầm cầu trục (hoặc mặt dầm hãm), có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột.

;

Trong đó: Gxecon – trọng lượng xe con (daN).

daN;

Bảng 2.6. Lực hãm ngang

STT Loại tải Tc1 yi n nc

Tổng (daN)

1 T 1.1 0.85

3. ví dụ thiết kế xà gồ

3.1. Thiết kế xà gồ dùng thép cán nóng

- Dùng xà gồ bằng thép hình dạng tiết diện U14. Sơ đồ giằng xà gồ:

Hình 3.1. Xà gồ và sơ đồ giằng xà gồ

- Xà gồ loại U14 có đặc trưng hình học tiết diện

Loại hxg bxg Ix Iy Wx Wy G

tiết diện (mm) (mm) (cm4) (cm4) (cm3) (cm3) (daN/m)

U14a 140 60 545 57.5 77.8 13.3 13.3

a) Tải trọng tác dụng lên xà gồ do tĩnh tải, hoạt tải mái và tải trọng bản thân

xà gồ:

(Tính tải trọng qui ra mặt bằng nhà nên các giá trị tải trọng phân bố trên mặt mái được chia cho hệ số cos)

Trong đó: : trọng lượng mái tôn;

pc = 30 (daN/m2): hoạt tải sửa chữa mái;

d: khoảng cách giữa hai xà gồ theo phương ngang,

: trọng lượng bản thân xà gồ;

ng; np - hệ số độ tin cậy, ng = 1.1 và np = 1.3

- Tải trọng tiêu chuẩn:

- Tải trọng tính toán:

- Tải trọng tiêu chuẩn theo phương x và phương y:

= qcxsin = 58.35xsin100 = 10.3 daN/m

= qcxcos = 58.35xcos100 = 57.47 daN/m

- Tải trọng tính toán theo phương x và phương y:

qx= qxsin qx= 71.28xsin100 = 12.38 daN/m

qy= qxcos qy= 71.28xcos100 = 70.2 daN/m

Sử dụng một thanh giằng 18 giằng tại vị trí giữa nhịp xà gồ.

Hình 3.2. Sơ đồ tính xà gồ

Mômen lớn nhất theo hai phương:

* Kiểm tra bền theo công thức:

= x+ y =

< 2100 daN/cm2

(Thỏa mãn)

* Kiểm tra độ võng:

Trong đó: và là độ võng tương đối theo phương x và phương y do và

gây ra; là độ võng tương đối cho phép của xà gồ lợp mái tôn.

Với trường hợp dùng một thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độ võng của

xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó x = 0, chỉ có y lớn nhất) và tại điểm cách đầu xà gồ một

khoảng z = 0.421*B/2 = 0.21B (tại đây có x lớn nhất):

và độ võng:

- Độ võng tương đối tại giữa nhịp theo phương y:

(Thỏa mãn)

- Độ võng tương đối tại điểm cách xà gồ một khoảng z = 0.21B =1.575m:

;

(Thỏa mãn)

b) Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ:

Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ là tổ hợp tĩnh tải và gió (chiếu lên phương gió y-y):

- Tải trọng gió tính toán:

- Tải trọng gió tiêu chuẩn:

- Tĩnh tải theo phương x:

* Kiểm tra bền theo công thức:

< 2100daN/cm2

(Thỏa mãn)

* Kiểm tra độ võng:

(Thỏa mãn)

3.2. Ví dụ lựa chọn xà gồ dùng thép dập nguội

+ Tải trọng tính toán do tải trọng thăng đứng q (không tính trọng lượng của xà gồ):

+ Tải trọng gió tính toán (không tính trọng lượng của xà gồ):

Chọn xà gồ theo tải trọng gió (có chiều hướng ra khỏi mái) qgió = 1.286 kN/m, nhịp

7500 mm và theo sơ đồ có một thanh căng ở giữa, tra bảng 3.5 thép hình 300 sẽ được số

hiệu xà gồ Z30024 có thể chịu được tải cho phép là 2.84 kN/m (xem phụ lục 3- sách “Thiết

kế khung thép nhà công nghiệp”).

4. Tính nội lực khung

4.1. Mô hình hóa kết cấu khung trong phần mềm Sap2000

a) Sơ đồ kết cấu

- Tính toán kết cấu khung theo sơ đồ khung phăng.

- Nhịp tính toán khung lấy theo khoảng tim của 2 trục cột; trục xà gãy khúc tại điểm đổi

tiết diện (nối tâm của tiết diện nách xà với tâm của tiết diện tại chỗ đổi, đoạn còn lại lấy

trùng với trục của tiết diện bé).

- Liên kết giữa cột với móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột với dầm là liên kết cứng.

- Vật liệu: Thép CCT34 có f = 2100 daN/cm2; E = 2,1x106 daN/cm2; ρ = 7850 daN/m3

Hình 4.1. Sơ đồ khung ngang

Hình 4.2. Hình dạng tiết diện khung và vị trí tiết diện tính toán

b) Sơ đồ chất tải trọng

Hình 4.3. Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên khung

Hình 4.4. Sơ đồ hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên nửa trái khung

Hình 4.5. Sơ đồ áp lực đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái

Hình 4.6. Sơ đồ áp lực hãm ngang của cầu trục tác dụng lên cột trái

Hình 4.7. Sơ đồ tải trọng gió ngang trái

Hình 4.8. Sơ đồ tải trọng gió dọc

4.2. Nội lực và tổ hợp nội lực

a) Nội lực

Sử dụng phần mềm Sap2000 phân tích kết cấu khung, cho kết quả là giá trị nội lực

của cấu kiện cột, xà theo các trường hợp tải trọng riêng biệt. Lấy kết quả nội lực tại các

tiết diện đặc biệt của khung:

- Tại cột: tiết diện chân cột (ký hiệu là tiết diện A), đỉnh cột (ký hiệu là tiết diện B),

tiết diện phía trên vai cột (ký hiệu là tiết diện Ctr) và dưới vai cột (ký hiệu là Cd).

- Tại xà: tiết diện hai đầu và giữa xà, tiết diện thay đổi.

b) Tổ hợp nội lực

Có hai loại tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2. Tổ hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tải trọng thường xuyên và một hoạt tải (hệ số tổ hợp nc =1). Tổ hợp cơ bản 2 gồm nội lực do tải trọng thường xuyên và nội lực các hoạt tải gây ra (hệ số tổ hợp nc= 0,9). Tại mỗi tiết diện tìm được 3 cặp nội lực:

- Tổ hợp gây mô men dương lớn nhất Mmax và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;

- Tổ hợp gây mô men dương nhỏ nhất Mmin và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;

- Tổ hợp gây lực dọc lớn nhất Nmax và mô men, lực cắt tương ứng Mtư, Vtư;

Kết quả nội lực và tổ hợp nội lực được thể hiện trong bảng 4.1 - 4.4.