Bài giảng Kết cấu công trình - Bài: Kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng

1KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG  ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP  CẤU TẠO CỦA NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG  Lưới cột, khe nhiệt độ  Khung ngang  Hệ giằng  KẾT CẤU MÁI  CỘT THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP Môn học: Kết cấu công trình Ngành: Kiến trúc và Quy Hoạch KHOA XÂY DỰNG, ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM 21. ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU NCN MỘT TẦNG  Sản xuất công nghiệp  trong công trình Nhà công nghiệp (NCN) hay nhà xưởng. Phổ biến nhất là NCN 1 tầng, yêu cầu: nhịp rộng, chiều cao lớn, có cầu trục  Khung liên hợp: cột bêtông, vì kèo thép.  Khung toàn thép: nhà cao (H>15m), nhịp lớn (L>24m), bước cột lớn (B>12m), cầu trục nặng (Q>50t).  Ưu điểm của vật liệu thép  khung thép còn dùng cho các NCN thông dụng  Cầu trục ảnh hưởng lớn nhất tới kết cấu: tải trọng động, lặp  kết cấu phá hoại do mỏi. 3•Chế độ làm việc của cầu trục: thời gian họat động  nhẹ: 15%; trung bình: 20% (xưởng sản xuất nhỏ)  nặngï :4060% (xưởng chế tạo kcấu,)  rất nặng: >60% (xưởng cán thép, xưởng luyện kim,..) L L B Cửa mái Hệ giằng cửa mái Cột Rường ngang tấm lợp cầu chạy dầm cầu chạy Hình 6.1. Các bộ phận nhà công nghiệp một tầng 4c h i e à u c a o n h a ø gió đẩy gió hút P P P P P P P P P L1 KC Cửa mái Cầu chạy xe con cột biên dầm cầu chạy L2 KHUNG NGANG cột giữa tấm lợp Tổ hợp các kết cấu chịu lực  khung nhà .  Khung dọc: giữ ổn định, được tính từng cấu kiện riêng lẻ rồi truyền tải trọng lên khung ngang  Khung ngang: kết cấu chịu lực chính 5BB B B B B dầm cầu chạy cửa mái xà gồ KHUNG DỌC ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU NCN MỘT TẦNG 62. CẤU TẠO CỦA NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG 2.1. BỐ TRÍ HỆ LƯỚI CỘT Nhịp (phương ngang): 12, 18, 24, 30, 36, 42m, Bước cột (phương dọc):6, 12, 18m Khi L>30m, H>15m, Q>30t  dùng B=12m là hợp lý. B lớn  tăng chi phí vật liệu, nhưng giảm số lượng cấu kiện & thời gian thi công cần so sánh các phương án KHE NHIỆT ĐỘ Nếu các kết cấu hướng dọc (xà gồ, dầm cầu chạy, sườn tường, dàn đỡ kèo) bố trí liên tục trên suốt chiều dài nhà thì khi nhiệt độ thay đổi, trong kết cấu gây ra ứng suất do nhiệt khá lớn biến dạng nhiệt làm vách nhà nứt , cột uốn, 72 3 4 5 6 7 8 9 10 B B B B B B B B B 1 L 11 12 B 1000 A B PHUƠNG ÁN 1 Kết cấu thép, có cách nhiệt (vách cách nhiệt, điều hòa nhiệt độ bên trong): Lnh=150m Kết cấu thép, không cách nhiệt : Lnh = 120m Kết hợp BTCT và thép : Lnh = 60m tách công trình ra nhiều đoạn để biến dạng nhiệt độ ở mỗi đọan nằm trong phạm vi cho phép 8B A B 1211 BBBBBBBBB 1098765432 L 1 500 PHUƠNG ÁN 2 BỐ TRÍ HỆ LƯỚI CỘT & KHE NHIỆT ĐỘ CẤU TẠO CỦA NCN MỘT TẦNG 92.2. KHUNG NGANG SƠ ĐỒ KHUNG NGANG H c Sơ đồ tính Sơ đồ thực J2 Jr J2 J1J1 LL (1) Cột đặc hoặc rỗng, tiết diện không đổi hoặc cột bậc Vì kèo là dầm hoặc dàn (thường dùng dàn) Liên kết cột & vì kèo: khớp hoặc cứng.  (VK tam giác khớp; VK hình thang: khớp hoặc cứng) Khung liên hợp: vì kèo thép & cột BTCT liên kết khớp. CẤU TẠO CỦA NCN MỘT TẦNG 10 J1 J1 J2 Jr J2 Sơ đồ thực Sơ đồ tính H c L L L Jc Jc Jd Jd L SƠ ĐỒ KHUNG NGANG (2) (3) CẤU TẠO CỦA NCN MỘT TẦNG 11 2.3. HỆ GIẰNG CẤU TẠO CỦA NCN MỘT TẦNG •Tác dụng Bảo đảm sự bất biến hình và độ cứng không gian của nhà Chịu tải trọng phương dọc nhà: lực gió lên đầu hồi, lực hãm của cầu trục Bảo đảm ổn định cho các cấu kiện chịu nén (thanh dàn, cột) Giúp dựng lắp an toàn, thuận tiện •Bố trí  Hệ giằng mái: giằng trong mp cánh trên, giằng trong mp cánh dưới, giằng đứng, giằng cửa mái  xem bài Dàn Thép  Hệ giằng cột: giằng cột trên và giằng cột dưới 12 HỆ GIẰNG CÁNH TRÊN HỆ GIẰNG CÁNH DƯỚI HỆ GIẰNG ĐỨNG g i a è n g đ ư ù n g A-A AA Bố trí hệ giằng mái 13 khe nhiệt độ 1 2 1- dầm cầu trục 2- thanh chống CT ray đáy kèo •HỆ GIẰNG CỘT Trong khối nhiệt độ, cần cấu tạo miếng cứng bất biến hình để các cột khác tựa vào bằng thanh chống dọc Tấm cứng gồm: hai cột, dầm cầu trục, các thanh ngang, các thanh chéo chữ thập  Tấmcứng ở giữa chiều dài khối nhiệt độ  không cản trở biến dạng nhiệt độ  Gian đầu và gian cuối khối nhiệt độ: bố trí giằng lớp trên Bố trí hệ giằng cột KC từ đầu khối đến tấm cứng  75m KC giữa trục hai tấm cứng   50m 14 3. KẾT CẤU MÁI •Mái có xà gồ Tấm mái kích thước nhỏ (tôn, fibro XM), k/cách xà gồ 1,53m Xà gồ thép hình cán nóng C (nhịp <6m), thép dập nguội hoặc xà gồ dạng dàn (nhịp 12  18m). Cấu tạo xà gồ là dầm đơn giản hoặc dầm liên tục Tấm lợp liên kết vào xà gồ bằng vít hoặc bulông có đệm cao su Tấm lợp: tôn múi tráng kẽm, ximăng lưới thép (cách nhiệt) •Mái không có xà gồ Tấm mái là panen BTCT (dài 6  12m; rộng 1,5 3m) KC mang lực mái (vì kèo, xà gồ) KC bao che (panen, tấm mái) Hệ giằng KC mái nhà CN  Xem thêm bài Dàn thép 15 3. KẾT CẤU MÁI Cấu tạo mái có xà gồ a)Mái có cách nhiệt b)Mái khôngcách nhiệt 16 Các dạng xà gồ rỗng 17 3. KẾT CẤU MÁI Cấu tạo mái không xà gồ 18 Nút gối tựa của dàn liên kết cứng với cột a) Liên kết thông thường b) Các phương án liên kết nút trên khi lực kéo lớn 19 4. CỘT THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP •Cột tiết diện không thay đổi Thường dùng tiết diện I đặc, sức trục 15 20 T, chiều cao cột < 10m, có dầm vai côngxon đỡ dầm cầu chạy •Cột tiết diện thay đổi (cột bậc) Sức 20 100 T, cột cao 12 30m Cột trên: tiết diện I đặc Cột dưới: tiết diện đặc (rộng < 1m) hoặc tiết diện rỗng Các dạng tiết diện cột đặc Các dạng tiết diện cột rỗng 20