TS. VƯƠNG NGỌC Lưu (Chủ biên)
ThS. ĐỖ THỊ LẬP - ThS. ĐOẢN TRUNG KIÊN
THIÉT KÉ KHUNG NGANG
NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LAP g h é p
(Tái bản)
NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG
HÀ N Ộ I-2010
LỜI NÓI ĐẨU
Nêm 1991, bộ môn Kết cấu công trình Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
đã bên soạn tài liệu hướng dẫn đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép sô 2
"Thút k ế khang ngang nhà công nghiệp một tầng bằng bê tông cốt thép
lắp £h é p T à i liệu được biên soạn tuân theo TCVN 5574 - 1991 "Kết cấu
bê tờĩg cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế' và đã đ ư ợ c N hà xuất bản Xây dựng
ân hành năm 1991. Từ đó đến nay tài liệu đã đáp ứng tốt nhu cầu về
giảiự dạy và học tập cho cán bộ giảng dạy và sinh viên ngành xây dựng
dân ỉụng và công nghiệp.
Dc nhu cầu phát triển của ngành xây dựng trong xu th ế hội nhập quốc
tếy nâm 2005 Bộ Xây dựng đã ban hành TCXDVN 356 : 2005 "Kết cấu bê
tông và bê tông cốt thép -Tiêu chuân thiết kề'. Tiêu chuẩn này thay th ế cho
T C V N 5574 : 1991. Nội dung TCXDVN 356 :2005 có nhiều điểm khác với
TCVN 5574 : 1991, vì vậy đ ể đáp ứng nhu cầu về giảng dạy và học tập
môn học Kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn mới, hàng loạt tài liệu và
học tập về môn học này phải biên soạn lại trong đó có tài liệu hướng dẫn
đồ áĩi BTCT sô'2. Hướng dẫn đồ án BTCT sô'2 biên soạn lần này tham
khảo cuốn Hướng dẫn đồ án môn học bê tông cốt thép của Bộ môn Kết cấu
c ô n g tr in h T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c K iế n tr ú c H ả N ộ i x u ấ t b ả n n ă m 1 9 9 1 (N X B
Xây dựng) và các tài liệu liên quan khác. Cuốn sách phục uụ cho sinh viên
ngành xây dựng dãn dụng và công nghiệp hệ chính quy và không chính
quy, đóng thời là tài liệu tham khảo cho các kỹ sư xây dựng và cho sinh
viên các ngành kiến trúc, quy hoạch, đô thị...
Do trình độ và thời gian có hạn chắc rang không tránh khỏi thiếu sót,
nhóm biên soạn mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc đ ể có
thế hoàn chỉrth tốt hơn.
C ác tác giả
3
Chương 1
CHỈ DẪN CHUNG
1.1 . T H U Ậ T NGỮ , Đ Ơ N VỊ Đ O , KÝ H IỆ U
Đ ê trá n h n h ầ m lẫ n và th u ậ n tiện c h o v iệ c th a m k h á o c á c tài liệu h iệ n h à n h
về k ế t c ấ u bê tô n g cốt th ép , tr o n s c u ố n h ư ớ n g d ẫ n n à v sử d ụ n ạ c á c th u ậ t
n g ữ , đ ơ n vị đ o , k ý h iệ u th e o q u y đ ịn h c ủ a T C X D V N 3 5 6 : 2 0 0 5 .
1.1.1. Thuật ngữ
Cấp độ bển chịu nén của bê tông: ký hiệu bằng chữ B, là giá trị trung bình
th ố n g kê c ủ a c ư ờ n g độ c h ịu n én tức thời, tính b ằ n g đ ơ n vị M P a với xác suất
đ ả m b á o k h ô n g dưới 9 5 % xúc địn h irèn các m ẫ u lập p h ư ơ n g k ích thước tiêu
chuẩn (I5 0 m m
X
1 5 0m m
X
1 5 0m m ) được c h ế tạo, d ư ỡ n g hộ tro ng đ iể u kiện
liêu c h u ẩ n và th í n g h iệ m n én ở tuổi 28 ngày.
C ấp độ bền chịu kéo của bê tónq: Ký hiệu bằmi chữ B, là giá trị trung hình
ihống kê của cường độ chịu kéo tức thời, tính hàng dơn vị M Pa, với xác suất
đ ả m b ả o k h ô n g d ư ớ i 9 5 % , x á c đ ịn h trên c á c m ẩ u k é o tiêu c h u ấ n d ư ợ c c h ẽ
tạo , d ư ỡ n g h ộ tr o n g đ iề u k iệ n tiêu c h u ẩ n v à th í nghiệm k é o ỏ' tu ổi 28 n q à y .
K ế t c ấu bê tô n g c ố t thép: là kết c ấu là m từ bê tô n g c ó đ ặ t c ó t th c p c h ịu lực
và c ố t th é p c ấ u tạo. C ác n ộ i lực tín h to á n d o c á c tá c đ ộ n g tro n g kết c ấu bê
l ỏ n g c ố t th é p c h ịu bởi bê tô n g và cốt th é p c h ịu lực.
C ố t th é p c h ịu lực: là c ố t th é p đ ặ t th e o tín h to á n .
C ố t th é p c ấ u tạo: là c ố t th é p đ ặ t th e o y ê u c ầu c ấ u tạ o m à k h ô n g tính to án .
C h iề u c a o là m việc c ủ a tiết d iệ n : là k h o á n g c á c h từ m é p c h ịu n cn c ủ a c ấ u
k iệ n đ ế n trọ n g tâ m tiết d iệ n c ủ a c ố t th é p d ọ c c h ịu kéo (h ìn h 1 . 1 ).
L ó p bê tô n g b á o vệ: là lớp bê tô n g có c h iể u d à y tríc h lừ m é p c ấ u k iệ n đ ế n
bề m ặt gần nhất của thanh cốt thép (hình 1.1).
5
Trục trong tâm
của cốt thép
chiu kèo
M iền chịu nén
của tiết diện
H ình 1.1: Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép (ahr)
chiều cao làm việc của tiết diện (Ì1
0)
1.1.2. Đơn vị đo:
Sử dụng đơn vị do SI: Đ ơn vị chiều dài : m
Đ ơn vị ứng s u ấ t : M Pa
Đ ơn vị lực
:N
B á n g c h u y ế n đ ổ i đ ơ n vị x e m p h ụ lụ c 17.
1.1.3. Ký hiệu
C á c ký h iệ u tro n g h ư ớ n g d ẫ n n à y p h ù h ợ p với T C X D V N 3 5 6 : 2 0 0 5 .
b:
chiều rộ n g tiết d iệ n c h ữ nhật, ch iều rộ n g sư ờ n tiết d iệ n c h ữ T, c h ữ I.
b f, b' : chiều rộng cánh tiết diện chữ T và chữ I trong vùng chịu kéo và
v ù n g c h ịu nén.
h:
c h iề u c a o tiết d iệ n c h ữ n h ậ t, c h ữ T v à c h ữ I.
hf, h'r : chiều cao phần cánh tiết diện chữ T và chữ I trong vùng chịu kéo và
vùng chịu nén.
a, a ’:
k h o ả n g c á c h từ h ợ p lực tr o n g c ố t th é p c h ịu k é o ( A s); v à tro n g cố t
th é p c h ịu n é n ( A ') đ ế n m é p n g o à i c ù n g g ầ n n h ấ t c ủ a tiế t diệ n .
h0, hp: chiều cao làm việc của tiết diện: h0 = h - a; hỏ = h - a'
x:
c h iề u c a o v ù n g bê tô n g c h ịu n én .
ẽ ,:
chiều cao tương đối của vùng bê tông chiu nén, b ằn g — .
h0
As :
6
diện tích cốt thép chịu kéo;
A ':
diện tích cốt thép chịu ncn.
e, e 1
:
khoảng cách từ điếm đặt lực dọc N đến hợp lực cốt thép
( A s) và h ợ p lực trong c ố t thép chịu nén (A ' ).
e0 :
độ lệch tâm của lực dọc đối với trọng tâm tiết diện;
/:
nhịp cấu kiện;
/0 :
chiểu dài tính toán của cấu kiện chịu tác dụng của lực nén dọc;
chịu kéo
N, /< được lấy theo phụ lụ c ...
)
d:
đường kính danh nghĩa của cốt thép.
ịấ:
hàm lượng cốt thép;
A:
diện tích tiết diện ngang của bê tông;
A b:
diện tích tiết diện vùng bê tông chịu nén;
A bI:
diện tích tiết diện vùng bê tổ n " chịu kéo;
A ww:
diện tích bê tông chịu nén cục bộ.
I:
m ôm en quán tính của tiết diện bê tông đối với trọng tâm tiết diện
của cấu kiện;
Is :
m ô m e n q u á n tín h c ủ a tiết d iệ n cốt th é p đ ố i với tr ọ n g tâ m tiế t d iệ n
của cấu kiện;
R b:
C ư ờ n g đ ộ c h ịu n é n tín h to á n d ọ c trục c ủ a b ê t ô n g k h i tín h
th e o
trạng thái giới hạn thứ nhất.
R b[:
C ư ờ n g đ ộ c h ịu k é o tín h to á n d ọ c trục c ủ a b ê t ô n g k h i tín h
th e o
trạng thái giới hạn thứ nhất.
R s, R s
Cường đ ộ chịu k éo nén tính toán củíi cốt thép khi tính theo trạng
thái giới hạn thứ nhất.
Eb:
M ôđun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo;
E,:
M ôđun đàn hồi của cốt thép.
1.2. VẬ T LIỆU
Đ ể c h ế tạo bê tông cốt thép cần có hai loại vật liệu là bê tông và cốt thép.
Tùy theo thành phần của cấu trúc của bê tông, có các loại bê tông khác
n h a u đ ã đ ư ợ c p h â n loại tr o n g g iá o trìn h kết c ấu bê tô n g c ố t th é p . Đ ố i với c á c
k ế t c ấ u c h ịu lực th ư ờ n g s ử d ụ n g b ê tô n g n ặ n g th ô n g th ư ờ n g (tr ọ n g lư ợ n g
riê n g , y = 2 ,2 0
2 5 0 T / m 3) đ ặ c , c h ắ c , d ù n g c h ấ t k ế t d ín h là x i m ă n g + nư ớ c.
7
1.2.1. Cấp độ bền của bê tông
Là khái niệm dùng đê biểu thị chất lượng của bê tông về một tính chất nào đó.
T h e o T C X D V N 3 5 6 - 2 0 0 5 b ê tô n g c ó c á c c ấ p đ ộ b ề n c h ịu n é n : B 3,5; B5;
B 7,5; B 1 0 ; B I 2,5; BI 5; B 20; B25; B 30; B 35; B40; B 45; B50; B 55; B 6 0 v à bê
tô n g c ó c ấ p đ ộ b ề n c h ịu k é o : 3 ,0 ,5 ; B,0, 8 ; B ,l,2 ; B , l , 6 ; B,2,0; B.2,4; B, 2,8;
B, 3,2 ; B, 3,6 ; B, 4,0.
T h e o T C X D V N 3 5 6 - 2 0 0 5 : Đ ố i với c ấ u k iệ n b ê tô n g c ố t th é p c h ịu nén
d ạ n g th a n h
là m từ bê tỏ n g n ặ n g n ê n s ử d ụ n g b ê tô n g c ó c ấ p đ ộ b ề n n é n
k h ô n g d ư ớ i B I 5; đối với c ấ u k iệ n b ê tô n g c ố t th é p c h ịu n é n d ạ n g th a n h c h ịu
tải tr ọ n g lớ n (c ộ t c h ịu tải trọ n g c ẩu trụ c , c ộ t tầ n g dướ i c ủ a n h à n h iề u tầ n g ):
n h ỏ h ơ n B 2 5.
1.2.2. Cường độ của bê tỏng
C ư ờ n g đ ộ c ủ a b ê tô n g là c h ỉ tiê u q u a n trọ n g thê h iệ n k h ả n ă n g c h ịu lực
c ủ a n ó , c ư ờ n g đ ộ c ủ a b ê tô n g p h ụ th u ộ c v à o th à n h p h ầ n và c ấ u trú c c ủ a bê
tô n g , đ ư ợ c x á c đ ịn h b ằ n g c á c h th í n g h iệ m trê n c á c m ẫ u thử.
C ư ờ n g đ ộ tiêu c h u ẩ n c ủ a b ê tô n g có: c ư ờ n g đ ộ c h ịu n é n d ọ c trụ c R bn và
c ư ờ n g đ ộ c h ị u k é o d ọ c trụ c R btn.
C ường độ tính toán của bê tông có: cường độ chịu nén dọc trục R b và
cường độ chịu kéo dọc trục R bt, được sử dụng để tính cấu kiện theo trạng
th á i g iớ i h ạ n th ứ n h ấ t. K h i tín h c ấ u k iệ n th e o trạ n g th á i giới h ạ n th ứ h a i (tính
nứt; tính biến dạng) sử dụng cường độ chịu nén dọc trục R b scr và cường độ
chịu kéo dọc trực R bt ser
T rị s ố c ư ờ n g đ ộ tiê u c h u ẩ n và c ư ờ n g đ ộ tín h to á n c ủ a b ê tô n g p h ụ th u ộ c
v à o c ấ p đ ộ b ề n , đ ư ợ c c h o tr o n g p h ụ lục 2 và 3.
Lưu ỷ: trị số cường độ tính toán của bê tông chưa kể tới hệ số điều kiện
là m v iệ c , k h i tín h to á n p h ả i lấy trị s ố c ư ờ n g đ ộ tín h to á n tro n g b ả n g n h â n với
h ệ s ố đ i ề u k iệ n là m v iệ c c ủ a b ê tô n g .
1.2.3. C ốt thép
C á c loại th é p là m c ố t c h o k ế t c ấ u b ê tô n g cốt th é p p h ả i đ ả m b ả o c á c y ê u
c ầ u k ỹ t h u ậ t th e o tiê u c h u ẩ n h iệ n h à n h c ủ a n h à nướ c, g ồ m có c á c c h í tiê u k ỹ
th u ậ t c h ín h :
- T hành phần hóa học, phương pháp ch ế tạo.
8
- Các chí tiêu về cường độ, giới hạn bển và hệ sỏ hiến dộng của các giới
hạn dó.
- M ỏđun dàn hồi, độ giãn dài cực hạn, độ dẻo.
- Khá năng hàn được.
- Sự thay đối tính chất cơ học khi tăng, giảm nhiệt độ.
- Giới hạn mói.
Khi chọn cốt thép cần căn cứ vào: loại kết cấu, có hay không có ứng lực
trước, điều kiện thi công và sử dụng nhà và công trình.
1.2.3.1. P h â n loại cốt th ép và p h ạ m vi sử d ụ n g
T heo TCV N 1651 : 1985 có các loại cốt thép tròn trơn CI và cốt thép có
gàn (cốt thép vằn) CII, CIII, CIV.
T hép nhập khẩu từ Nga có các loại:
- T hép, tròn trơn nhóm AI.
- T hép vằn nhóm AII, AIII, AIV , A V , AVI.
- T h é p g ia c ô n g n h iệ t: A T-1IIC, A T-IV , A T-V, A r V I, A r V II
T hép tròn trơn nhóm Cl, AI thường sử dụng làm cốt đai.
T hép CII, CIII, CIV , A1I, AIII, A IV , (AT - IIIC, A,.-IV) dùng làm cốt dọc.
T hép cãng trong BTCT ứng lực trước, thường dùng các loại thép: A -V ,
A -V I (A T-V ~ A r-VI, A t-VII).
1.2.3.2. C ư ờ n g độ củ a cốt thép
Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép (R sn) là giá trị nhỏ nhất được kiểm soát
của giới hạn chảy thực tế hoặc quy Ư C (bằng ứng suất với biến dạng dư
Ớ
là
0,2% ) với xác suất không dưới 95% .
Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép được xác định:
R
R
= — *=-.7
'
Ys
s'
ys - hệ số độ tin cậy của cốt thép;
ysi - hệ số điều kiện làm việc của cốt thép.
Trị số cường độ tính toán và hệ số điều kiện làm việc của cốt thép cho
trong phụ lục 6 và 7.
9
1.3. T Ả I T R Ọ N G VÀ T Á C Đ Ộ N G
K hi thiết k ế nhà và công trình cần tính đến các tài trọng sinh ra trong quá
trình sử dụng, thi công, c h ế tạo, vận chuyển các kết cấu. Các tải trọng này
được xác định theo tiêu chuẩn th iết k ế TCVN 2737 - 1995 - tải trọng và
tác động.
1.3.1. Tải trọng
1.3.1.1. Phàn loại tải trọng
T h e o thời g ia n , tải tr ọ n g đ ư ợ c p h â n th à n h b a loại:
- Tải trọng thường xuyên: là các tải trọng tác dụng không biến đổi
(p h ư ơ n g c h iề u tá c d ụ n g , trị số, q u y lu ậ t p h â n b ố ) tro n g q u á trìn h x â y d ự n g
và sử dụng công trình. V í dụ: trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực và kết
cấu bao che.
- Tải trọng tạm thời (hoạt tải) là c á c tải trọng có thể không có trong m ột
giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Tải trọng
tạm thời bao gồm :
+ T ả i tr ọ n g tạ m thời dài h ạ n , V í d ụ : tr ọ n g lư ợ n g v á c h n g ă n tạ m thời, tải
tr ọ n g tá c d ụ n g lê n sàn d o v ậ t liệ u c h ứ a tr o n g c á c k h o c h ứ a , tải trọ n g th ẳ n g
đ ứ n g d o c ầ u trụ c .
+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn, ví dụ: tải trọng sử dụng trên sàn nhà ở, nhà
c ô n g c ộ n g , n h à sả n x u ấ t v à n h à n ô n g n g h iệ p , tải tr ọ n g g ió .
- Tải trọng đặc biệt: Tải trọng động đất, tải trọng do n ổ ...
Đ ể x á c đ ịn h tải trọ n g th ư ờ n g x u y ê n (tĩn h tải) d ự a v à o c ấ u tạ o cụ th ể c ủ a
c á c b ộ p h ậ n c ô n g trìn h ; tải tr ọ n g tạ m th ờ i lấ y th e o T C V N 2 7 3 7 - 1995.
K h i tín h k ế t c ấ u th e o tr ạ n g th á i g iớ i h ạ n c ầ n x á c đ ịn h tải tr ọ n g tiê u c h u ẩ n
và tải trọng tính toán:
q = n X q lc
q - tải trọng tính toán (tĩnh tải; hoạt tải);
q ,c - tải trọng tiêu chuẩn (tĩnh tải; hoạt tải);
n - hệ số độ tin cậy của tải trọng (hệ số vượt tải).
1.3.1.2. T ổ hợp tải trọng
T ải tr ọ n g th ư ờ n g x u y ê n (tĩn h tải) tác d ụ n g vào k ế t c ấ u thì n ộ i lực k h ô n g
th a y đ ổ i, n h u n g với c á c h o ạ t tả i, tù y th e o vị trí, p h ư ơ n g c h iề u tá c d ụ n g , n ộ i
10
lực trong kết cấu sẽ thay đổi theo vì thế khi tính kết cấu cần phải tổ hợp tải
trọng, để từ đó tìm được nội lực bất lợi nhất.
Có hai tổ hợp tải trọng:
1) Tố hợp tải trọng cơ bản.
2) Tố hợp tải trọng đặc biệt.
Tổ họp tải trọng cơ bản gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải), tải trọng
tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn.
Tổ hợp tải trọng đặc b iệt gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm
thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn.
Tổ hợp tải trọng đặc biệt do tác động của động đất không tính đến tải
trọng gió.
1. Hệ số tổ hợp tải trọng
Tổ hợp cơ bản chỉ xét m ột tải trọng tạm thời L (1 hoạt tải) thì các giá trị
nội lực d o tải trọng tạm thời đ ư ợ c nhân với hệ số tổ h ợ p bằng 1.
Tổ hợp cơ bản xét đến hai hoạt tải trở lên thì các giá trị nội lực do hoạt tải
đươc nhân với hệ số tổ hợp bằng 0,9.
Chưong 2
CÂU TẠO NHÀ CÔNG NGHIỆP
MỘT TẦNG LẮP GHÉP
2.1. XÁC ĐINH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG NHÀ
Xuất phát từ yêu cầu dây chuyền công nghệ, việc lựa chọn kích thước khung
ngang cần chú ý đảm bảo không gian cần thiết cho sản xuất, mặt khác cần đảm
bảo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật nhằm tiết kiệm nguyên vật liệu xây dựng, giảm
giá thành công trình.
Khi xác định kích thước khung ngang nhà cũng cần lựa chọn bước cột (a) sao
cho thích hợp. Bước cột nhà công nghiệp m ột tầng có thể chọn a = 6,00m;
9,00m; 12,00m. Bước cột 12,00m giảm số lượng cấu kiện lắp ghép, tăng diện
tích sử dụng nhưng cũng làm tăng chi phí vật liệu.
2.1.1. Xác định nhịp khung ngang (nhịp nhà = L)
Sau khi chọn m ặt bằng nhà và lưới cột, cần căn cứ vào trục định vị của cột
để xác định nhịp khung ngang. Với nhà công nghiệp m ột tầng, trục định vị
của cột lấy như sau.
Trục dầm cầu chay
7/
/
/
1
Tưởng bao che
/
/
/
/
/
/
/
iĩr ụ c định vị
300 kN (30T); trục đ ịnh vị lấy cách m ép
ngoài cột 25cm (hình 2.2).
(2 >
1- cột biên
€>
2- tường bao che
3- trục định vị
Ỷ :250
1ì
^
4- trục dầm cắu chạy
5- cột giữa
2-2
300kN
- Cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học của cột (hình 2.3)
0
-
X
\
/
(D
3-3
Hnh 2.3: Trục đinh vị cột ỳữa
13
V ớ i k ế t c ấ u n h à c ô n g n g h i ệ p m ộ t tầ n g lắ p g h é p n ê n s ử d ụ n g c á c c ấ u k iệ n
đ ịn h h ìn h , k h i đ ó , n h ịp n h à (n h ịp k h u n g n g a n g ) x á c đ ịn h n h ư sau:
L — L k + 2À.
L - n h ịp n h à (n h ịp k h u n g n g a n g );
L k - n h ịp c ủ a c ầ u tr ụ c (x á c đ ịn h th e o sức tr ụ c c ủ a c ầ u trụ c);
Ằ - k h o ả n g c á c h từ trụ c đ ịn h vị đ ế n trụ c d ầ m c ầ u trục. X - 7 5 0 m m h o ặ c
lOOOmm.
2.1.2. Xác định chiều cao khung
C h iề u c a o n h à : tín h từ m ặ t s à n h o à n th iệ n (c ố t ± 0 ,0 0 ) đ ế n p h ầ n d ư ớ i c ủ a
k ế t c ấ u đ ỡ m á i ( d ầ m m á i, d à n m á i) c h ín h là c h i ề u c a o c ủ a k h u n g n g a n g .
T r o n g n h à c ô n g n g h i ệ p m ộ t tầ n g lắ p g h é p c ó c ầ u trụ c , c h iề u c a o n h à n ê n lấy
( k h ô n g p h ụ th u ộ c v à o tải tr ọ n g c ủ a c ầ u trụ c th e o b ả n g 2 . 1 ).
Bảng 2.1
Nhịp nhà L (m)
Chiểu cao nhà (m)
18 ; 24
8,4
18 ; 24
9,6
18; 24
10,8
18; 24; 30
12,6
18; 24; 30
14,4
24; 30
16,2
24; 30
18,0
N h à k h u n g b ê t ỏ n g c ố t th é p lắ p g h é p c ó c ầ u trụ c với sức trụ c Q < 50Ơ kN
(5 0 T ), k h i c h iề u c a o n h à d ư ớ i 18m , c a o trìn h m ặ t trê n vai c ộ t n ê n lấ y th e o
b ả n g 2 .2 .
Bảng 2.2.
Nhịp nhà
(m)
Chiều cao nhà
(m)
Sức trục của cầu
trục (kN )
Cao độ mặt trên vai cột
(m) khi bước cột (a)
a = 6m
a = I2m
18; 24
100
5,2
4,6
18,24
9,6
100; 200
5,8
5,4
18, 24
14
8,4
10,8
100;200
7,0
6,6
Bang 2.2 (tiếp theo)
Cao độ mặt trên vai cột
N hịp nhà
Chiều cao nhà
Sức trục của cầu
(m)
(m)
trục ( kN)
18; 24; 30
12,6
18; 24; 30
(m) khi bước cột (a)
a = 6m
a = 12 m
100; 200; 300
8,5
8,1
14,4
100; 200; 300
10,3
9,9
24; 30
16,2
300; 500
11,5
11, 1
24; 30
18,0
3 0 0 ;5 0 0
13,3
12,9
X ác định chiểu cao tính toán của khung ngang:
Căn cứ theo yêu cầu công nghệ, khi đă chọn được chiều cao nhà và cao
trình đến m ặt trên vai cột có thể xác định được chiều cao tính toán của
k h u n g ngang (hình 2.4).
...
ì
H c . chiéu dái ỉũàn còt
H , : chiéu dãi phẩn trên v a i cột
H a: chiéu dài phẩn dư ớ i v a i cột
Đ : c a o trinh ởỉnh c ộ t
R : c a o trinh ray
V : c a o trinh vai cột
M : c a o trinh mát trén m ó n g
Ha : khoảng cách lừ đ ỉn h ra y đến
m ậ t trên củ a xe con
a.
: khoảng c á c h từ m ậ t c ù a x e c o n
đ ế n m ép dưới của k é t mảy lự c m ả i
cấu
a. > 100m m
a2 : khoảng cách từ m ặ t n é n ( í 0,00)
đ ến c a o (rỉnh mặt trẽn m ó n g (* M)
a 2 > 400m m
a 3 : ch iếu dải ổo ạn CỘI c h ô n v à o m ó n g
a 3> hd (chiéu c a o tiế t d iệ n p h ẩ n c ộ ỉ d ư ớ i vai)
a 4 : kho ả ng h ờ lừ m ép c ầ u trục đ ến m é p trong c ộ t
a4 > 60mm
H ìn h 2.4: Xác định chiều cao tính toán khung tỉgatìg
15
Chiều cao tính toán của khung ngang: H = H, + Hd
H, = Đ - V
Đ = R + H cc +
âị
H d = V + a2
V = R - h, - hdcc
h r - chiều cao ray; h dc. - chiều cao dầm cầu chạy.
C hiều dài toàn cột H c : H c = H t + H d + a3
2.1.3. Xác định kích thước tiết diện cột
K íc h th ư ớ c tiết d iệ n c ộ t tro n g m ọ i trư ờ n g h ợ p c ầ n đ ả m b ả o đ ộ m a n h th eo
c ả hai p h ư ơ n g , với tiế t d iệ n c h ữ n h ậ t, đ ộ m ả n h : X = 7 -^— < 3 1 , b là bề rộ n g
b(h)
tiết diện, h là bề c a o tiết diện.
ib = 0,288b; ih = 0,288h
/0 - chiều dài tính toán phần cột trên vài và phần cột dưới vai (xác định /0 theo
phụ lục 15).
C h iề u c a o tiết d iệ n p h ầ n c ộ t trê n vai (h t) c ầ n đ ả m b ả o k h e h ở c ầ n th iết
giữa m ép cột và cầu trục (> 60m m hình 2.4) đồng thời phải đủ diện tích tựa
c h o k ế t c ấ u m a n g lực m á i ( d ầ m m á i, d à n m á i . . . ) m à k h ô n g
c ầ n m ở rộ n g tiết
d iệ n d ầ u cộ t. C ộ t b iê n c h ỉ c ó m ộ t c ấ u k iệ n m á i tự a lên n ê n h, lấy k h ô n g n h ỏ
hơn 30cm (h, cột bién > 30cm ). Cột giữa có hai cấu kiện m ái tựa lên nên h, lây
không nhỏ hơn 50cm (hlcộIgiữa > 50cin).
C h iề u c a o tiết d iệ n p h ầ n c ộ t d ư ớ i vai (h d) p h ụ th u ộ c c h ủ y ế u v à o k h á n ă n g
c h ịu lực c ủ a c ộ t, v ào đ ộ c ứ n g đ ể b iế n d ạ n g c ủ a k h u n g n g a n g k h ô n g ản h
í
ì
í l
1
l
h ư ở n g tới s ự là m việc c ủ a c ầ u trụ c : h,i = — -r —
d ự o
14
C h iề u rộ n g c ộ t p h ầ n trê n v à d ư ớ i vai b =
r 1
( 1
\
Hd .
1 \
1
— I — H,
—— 20
25 J
V
K íc h th ư ớ c tiết d iệ n c ộ t c ó th ể c h ọ n th e o th iế t k ế đ ịn h h ìn h n h ư sau:
+ K h i b ư ớ c c ộ t (a) = 6 m : c h iể u rộ n g c ộ t b = 4 0 c m
+ K h i b ư ớ c c ộ t (a) = 1 2m : c h iề u rộ n g c ộ t b = 5 0 c m
C h iề u c a o tiết d iệ n cộ t: c ộ t b iê n : h, = 4 0 c m , h d = 6 0 c m
c ộ t giữ a: h, = 5 0 m , h d = 8 0 c m
16
- C họn kích thước vai cột:
Vai cột để đỡ dầm cầu chạy, thường được kiểm tra theo công xôn ngắn
(với /v < 0 ,9 h 0; h0 là chiều cao làm việc của tiết diện công xôn tại chỗ tiếp
giáp với m ép cột).
Kích thước vai cột được xác định
như sau (hình 2.5).
/v (độ vươn ra phía ngoài m ép cột
(phần dưới vai) > 20cm và lấy theo bội
số củ a 5cm khi /v < 4 0 cm , bội số của
lOcm khi /v > 40cm .
+ C hiều cao m ép ngoài c ủ a công xôn
> 20cm và lấy theo bội sô' của lOcm;
căn cứ theo sức trục của cầu trục, hv có
thể lấy nhự sau:
Khi Q = 50kN : hv > 30cm
Q = lOOkN ; hv > 40cm
Q = ( 1 5 0 - 2 0 0 ) kN ; hv > 50cm
Trong mọi trường hợp hv > —h
1
+ Chiều dài vai cột phía trên / > —h
+ Góc nghiêng mép dưới vai cột a = 45°.
2.2. LỰA CHỌN CÁC CẤU KIỆN KHÁC TRONG NHÀ CÔNG NGHIỆP
MỘT TẦNG LẮP GHÉP
Trong nhà công nghiệp một tầng lắp ghép còn bao gồm một số kết cấu
khác có liên quan tới khung ngang nhà: Kết cấu mái (cấu tạo của lớp mái,
panen mái, dầm hoặc dàn mái); dẩm cầu chạy, khung cửa m ái... Tuy nhiên
do nội dung đồ án số 2 chỉ tập trung vào việc thiết kế khung ngang nhà (thiết
k ế cột khung), do đó đối với các kết cấu nêu trên, chỉ lựa chọn sơ bộ hình
dạng kích thước để có thể xác định tải trọng tĩnh truyển vào khung và đồng
thời vẽ được mặt cắt ngang nhà.
17
2.2.1. Cấu tạo mái
- N ếu nhà cao từ 7m trở lên và có thông gió tốt thì trong các nhà xưởng
thông thường, có thể không làm lớp cách nhiệt (hình 2.6).
1- 2 lớp gạch lá nem dày 3 cm
Y
= 1800 kG/m3,n = 1,1
2- 2 lớp vữa lót dày 3 cm
Ỵ
= 1800 kG/m3, n = 1,3
Ậ
3- đan bêtông chống thấm dày 4 cm
3
4
Y
= 2500 kG/m3, n = 1,1
, ' .... ,
4- panen có sườn
H ình 2.6: Cấu tạo các lớp mái
Nếu phân xưởng cần cách nhiệt, có thể cấu tạo các lớp mái như sau (hình 2.7)
1- 2 lớp gạch lá nem dày 3 cm
Y =1800 kG/m3, n = 1,1
2- 2 lớp vữa lót dày 3 cm
7=1800 kG/m3, n = 1,3
3- lớp bêtông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm
ì
2
3
5
Y =1200 kG/m3,n = 1,2
4- bêtông chống thấm dày 4cm
Y =2500 kG/m3,n = 1,1
5- panen có sườn
H ình 2.7: Cấu tạo mái có lớp cách nhiệt
- Chọn panen mái: Nhà công nghiệp thường sử dụng panen có sườn
sẩn,chiều dàipanen
đúc
bằngkhoảng cách giữa các khung ngang nhà(bằng
bước cột a). Panen dài 6,00m sử dụng bê tông thông thường (không ứng lực
trước); panen dài 9m, 12m sử dụng bê tông cốt thép ứng lực trước.
Panen 6m có các kích thước: 6000 X 1500 X 300mm
6000 X 3000 X 300mm
Panen 12m có các kích thước 12000 X 15000 X 450mm
1200 X 3000 X 450mm
Nếu kết cấu mang lực mái là dàn, nên chọn bề rộng panen bằng khoảng
cách giữa các mắt trên thanh cánh thượng của dàn (để lực tập trung từ sườn
18
dọc của panen truyền vào đúng mắt dàn, tránh được hiện tượng uốn cục bộ
thanh cánh thượng).
coị
o>|
VmZZẾỊZZZZttỊZZMZZL
50
1490
2-2
H ình 2.8: Cấu tạo panen mái dải ốm
-
Chọn khung cửa mái: trong nhà công nghiệp cửa mái để chiếu sáng và
tihông gió, khung cửa mái có nhiều loại, kích thước, khung cửa mái cần chọn
s;ao cho thích hợp với chức năng sử dụng (chiếu sáng, thông gió). Hình 2.9 thể
hiiện một số loại khung cửa mái thông dụng: nhịp cửa mái ( / J tùy thuộc vào
rnhịp nhà, khi nhịp nhà L < 18m; /cm = 6m; khi L > I8m — /cm = 12m; thường
»
\
*% /cm = i + Ì L . Chiều cao khung cửa mái lấy theo yêu cầu chiếu sáng.
3 2
Khung cửa mái có nhịp /cm = 6,00m, trọng lượng tiêu chuẩn kể cả khung
c:ửa, kính v .v ... là 30kN. Nếu nhịp cửa mái /cm= 12m trọng lượng tiêu chuẩn
k ể cả khung cửa, kính v .v ... là 4,5 kN.
- Chọn kết cấu mang lực mái (dầm mái, dàn mái).
Căn cứ vào nhịp nhà (L) vào điều kiện vận chuyển và thi công để chọn kết
c:ấu mang lực mái. Khi nhịp
nhà L < 18m chọn dầm; khi nhịp nhà
L > 24m chọn dàn; có thể chọn dầm bê tông cốt thép ứng lực trước.
19
lm = 6000 - 12000
H ình 2.9: Khung của mái
Vói mái nhà dốc 2 phía, hình dạng dầm, dàn và kích thưóe sơ bộ chọn như sau
(hình 2.10).
m m m rn
/
b
/ ^
/
/
tỂ
/
d jjh —
H ìn h 2.10: a) Dấm mái; b) Dàn mái
+ Kích thước dầm mái:
b' (chiều rộng cánh thượng) =
' \
1
'
L , L nhịp dầm.
50 ■ 60
b' = ( 2 0 0 - 400)mm
bc (chiều rộng cánh hạ) = (200 - 250)mm
h (chiểu cao đầu dầm) =
20
( 1
—
120
p
-ỉ- —
35
( 1 1
*
h„ (chiều cao giữa dầm) = — -r — L
8
1 10 15
+ Kích thước dàn mái:
h (chiều cao giữa dàn) =
L, L nhịp dàn
7 ;9
.L
h (chiều cao đầu dàn) = hg - i — , i độ dốc thanh thượng của dàn
Đ ể xác định trọng lượng dầm mái, dàn mái có thể lấy theo bảng sau (bảng
2.3, 2.4).
Bảng 2.3
Nhịp dầm L(m)
b' (mm)
bc (mm)
Trọng lượng tiêu
chuẩn (kN)
12
280
170
41
15
320
240
59
18
400
280
77
Bảng 2.4
Nhịp dàn L(m)
Trọng lượng tiêu chuẩn (kN)
18
66
24
96
30
149
2.2.2. Dầm cầu trục
Trong nhà công nghiệp, dầm cầu
b
',
trục là một loại kết cấu quan trọng,
dầm cầu trục chịu tác dụng của tải
trọng do cầu trục (áp lực thẳng đứng
Pmx và lực xô ngang khi hãm xe con
a
Tm Dầm cầu trục bằng bê tông cốt
ax).
thép thường dùng khi nhịp dầm bằng
6m; sức trục Q < 300kN. Khi nhịp cầu
trục lớn hơn, sức trục Q > 300 kN thì
dùng dầm BTCT ứng lực trước hoặc
dầm thép.
Hình 2.11
21
Tiết diện dầm cầu trục thượng là chữ T, kích thưóe tiết diện dầm (hình 2.11)
:'ĩ
lấy như sau:
+ h (chiều cao dầm) = A V — L , L là nhịp dầm, L nhịp dầm = a (bước cột)
V6 10 J
I J *« i,
'
.
,
í 1
1 \
+ b' (chiều rộng cánh) = _ L ^ _ L
,10
. V : 20 ,
.
•
1 «. ■
+ b (chiều rộng sườn) = 20 + 30cm.
V
-
Để liên kết đường ray với dầm cầu truc chiều rông tối thiểu của cánh
(b ;min) = ( 5 0 - 5 5 ) c m .
Có thể chọn dầm cầu trục định hình với các kích thước tiết diện như sau:
h = (60 - 140)cm, mỗi lần chọn tăng lên 20cm
b = (20 - 30)cm.
b; = (57 - 70)cm
Khi dầm cầu trục có nhịp L = 6,00m; h^. = 12cm, b'c = 57cm các kích
thước khác của tiết diện và trọng lượng tiêu chuẩn của dầm (gtc) lấy theo
bảng 2.5.
Bảng 2.5
Sức trục Q
(kN)
Nhịp nhà L
(m)
h
(cm)
b
(cm)
gK
(kN)
5
12 - 30
80
21
31
10
1 2 -2 4
80
21
31
15
1 2 -3 0
100
20
42
20
1 2 -3 0
100
20
42
30
1 2 -3 0
100
20
42
-
Đ ường ray: Đ ể xác định cao trình đỉnh cột và
xác định tĩnh tải do dầm cầu trục, có thể lấy chiều
cao ray (hr và trọng lượng tiêu chuẩn bản thân lm
)
dài nay (gtc) kể cả các chi tiết liên kết ray với dầm
và các lớp đệm theo bảng 2.6.
22
- Xem thêm -
.PDF 
203 
93 
127 
