Bài giảng Kết cấu nhà thép: Chương 2 - ThS. Phạm Viết Hiếu

CHƯƠNG 2: KCT NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> § 2.1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU NHÀ NHỊP LỚN<br /> 2.1.1. Phạm vi sử dụng<br /> Kết cấu nhà nhịp lớn là kết cấu chịu lực của nhà được dùng trong các<br /> công trình dân dụng và công nghiệp:<br /> + Công trình dân dụng: rạp hát, nhà triển lãm, mái sân vận động,<br /> nhà thi đấu, nhà ga, chợ, gara ôtô, hăngga máy bay …<br /> + Công trình công nghiệp: xưởng đóng tàu, xưởng lắp ráp máy bay<br /> Trung tâm triển lãm<br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 1<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> Nhà triển lãm – Nhà công nghiệp – Nhà thi đấu thể thao<br /> <br /> ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 3<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> 2<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 4<br /> <br /> Xưởng đóng tàu<br /> <br /> 1<br /> <br /> CHƯƠNG 2: KCT NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> § 2.1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU NHÀ NHỊP LỚN<br /> 2.1.2. Đặc điểm của kết cấu nhà nhịp lớn:<br /> - Công trình nhịp lớn thường là những công trình một tầng, đơn<br /> chiếc, yêu cầu kiến trúc cao. Kết cấu của công trình mang tính chất<br /> hoàn toàn riêng biệt, khó tiêu chuẩn hoá và định hình hoá. Kết cấu<br /> nhịp lớn làm nhiệm vụ đỡ mái của các công trình;<br /> - Kích thước của công trình nhà nhịp lớn thay đổi trong phạm vi<br /> rộng<br /> <br /> + Nhà công nghiệp: L = 50m ÷ 100m;<br /> + Xưởng lắp ráp máy bay: L = 100m ÷ 120m; cao 8m ÷ 10m<br /> + Xưởng đóng tàu: L = 20m ÷ 60m; cao 30m ÷ 40m<br /> <br /> - Kết cấu nhịp lớn chủ yếu chịu tải trọng do trọng lượng bản<br /> thân và của tấm lợp. Nên dùng vật liệu cường độ cao, tấm lợp nhẹ.<br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 5<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 7<br /> <br /> Nhà chứa máy bay<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> § 2.1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU NHÀ NHỊP LỚN<br /> 2.1.3. Các loại kết cấu thép nhà nhịp lớn<br /> - Hệ kết cấu phẳng, là kết cấu làm việc theo một phương. Bao<br /> gồm: kiểu dầm, kiểu khung, kiểu vòm  phù hợp với công trình có<br /> mặt bằng hình chữ nhật;<br /> - Hệ kết cấu không gian, là kết cấu truyền tải theo nhiều hướng,<br /> gọi chung là hai phương. Bao gồm: hệ kết cấu không gian mái<br /> phẳng, hệ kết cấu thanh không gian mái vỏ cong một chiều, hệ kết<br /> cấu không gian mái cupôn – mái vỏ cong hai chiều<br /> - Hệ kết cấu dây, khi công trình có mái vượt nhịp rất lớn  dùng<br /> hệ kết cấu mái treo (dây treo làm từ vật liệu thép có cường độ cao)<br /> <br /> Sân vận động SportsHub6 – Singapore – 55.000 chỗ ngồi<br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 6<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 8<br /> <br /> 2<br /> <br /> CHƯƠNG 2: KCT NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> § 2.2. NHÀ NHỊP LỚN VỚI KẾT CẤU PHẲNG CHỊU LỰC<br /> <br /> § 2.3. KẾT CẤU MÁI KHÔNG GIAN CỦA NHÀ NHỊP LỚN<br /> 2.3.1. Khái niệm<br /> <br /> Bao gồm:<br /> + Kết cấu kiểu dầm (dùng cho nhịp L = 40-100m, không<br /> có lực xô ngang);<br /> + Kết cấu khung phẳng:<br /> - L = 40-150m, tiết diện khung có thể rỗng hoặc đặc;<br /> - Ưu điểm: của kết cấu khung so với kết cấu kiểu dầm là trọng<br /> lượng bản thân bé hơn, chiều cao xà ngang nhỏ hơn.<br /> - Nhược điểm: chiều cao tiết diện cột lớn ảnh hưởng đến không<br /> gian sử dụng trong nhà, chịu ảnh hưởng của lún móng và thay<br /> đổi nhiệt độ.<br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 9<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> § 2.2. NHÀ NHỊP LỚN VỚI KẾT CẤU PHẲNG CHỊU LỰC<br /> <br /> § 2.3. KẾT CẤU MÁI KHÔNG GIAN CỦA NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> 11<br /> <br /> + Kết cấu khung phẳng:<br /> Các dạng sơ đồ kết cấu kiểu khung, bao gồm:<br /> - Khung không khớp;<br /> - Khung hai khớp ở đỉnh;<br /> - Khung hai khớp ở chân;<br /> - Khung ba khớp;<br /> + Kết cấu vòm:<br /> Hình : Hệ lưới thanh không gian phẳng<br /> a) kết cấu thực ; b,c,d) sơ đồ lưới thanh<br /> 1 - thanh cánh trên ; 2 – thanh cánh dưới ; 3 – thanh bụng xiên<br /> 4 – thanh chéo trên ; 5 – thanh chéo dưới ; 6 – vành biên<br /> <br /> - Vòm hai khớp;<br /> - Vòm ba khớp;<br /> - Vòm không khớp;<br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 10<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 12<br /> <br /> 3<br /> <br /> CHƯƠNG 2: KCT NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> § 2.3. KẾT CẤU MÁI KHÔNG GIAN CỦA NHÀ NHỊP LỚN<br /> 2.3.1. Khái niệm<br /> Các loại kết cấu mái kiểu dầm – dàn, khung, vòm được xem<br /> xét ở phần trước là hệ kết cấu phẳng, bao gồm nhiều cấu kiện riêng<br /> lẻ được liên kết với nhau bằng hệ giằng, do đó sự làm việc không<br /> gian của kết cấu đó không lớn.<br /> Ngoài việc dùng kết cấu phẳng, chúng ta có thể dùng kết cấu<br /> không gian cho mái nhà nhịp lớn, có nghĩa là mái có kết cấu mà trục<br /> của các bộ phận chịu lực không nằm trong một mặt phẳng và truyền<br /> lực theo cả hai phương, nội lực được dàn đều trên mặt mái nên kết<br /> cấu không gian nhẹ hơn kết cấu phẳng, thường có dáng kiến trúc<br /> đẹp hơn.<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 13<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 15<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> § 2.3. KẾT CẤU MÁI KHÔNG GIAN CỦA NHÀ NHỊP LỚN<br /> 2.3.1. Khái niệm<br /> * Một số ưu điểm của kết cấu không gian:<br /> - Vượt nhịp lớn, nhẹ hơn kết cấu phẳng, chiếm không gian ít hơn<br /> kết cấu phẳng;<br /> - Tính định hình hóa cao: Số nút và số thanh được định hình hoá<br /> lớn nhất;<br /> - Nâng cao độ cứng cho mái, tăng mức an toàn, tránh sự phá hoại<br /> đột ngột;<br /> - Giảm kích thước và trọng lượng tấm mái nhờ các ô lớn;<br /> - Sử dụng được các phương pháp thi công hiện đại.<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 14<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 16<br /> <br /> 4<br /> <br /> CHƯƠNG 2: KCT NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> § 2.4. KẾT CẤU MÁI TREO<br /> <br /> § 2.4. KẾT CẤU MÁI TREO<br /> <br /> 2.4.3. Một số công trình kết cấu mái treo<br /> <br /> 2.4.1. Giới thiệu chung<br /> Hệ kết cấu mái treo (còn gọi là kết cấu mái dây) là hệ kết<br /> cấu chịu lực gồm các phần tử chịu kéo, thường làm bằng dây cáp<br /> xoắn ốc bện từ các sợi thép cường độ cao (fu = 120 ÷ 140 kN/cm2)<br /> Ưu điểm: Vượt được nhịp lớn do kết cấu làm việc chịu kéo<br /> (khai thác hết được khả năng chịu lực của dây cáp) kết hợp với việc<br /> dùng thép cường độ cao; Ngoài ra, kết cấu này cũng dễ vận chuyển,<br /> có khả năng lắp ráp không cần hệ giàn giáo.<br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 17<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 19<br /> <br /> CHƯƠNG II: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN<br /> § 2.4. KẾT CẤU MÁI TREO<br /> 2.4.3. Một số công trình kết cấu mái treo<br /> <br /> § 2.4. KẾT CẤU MÁI TREO<br /> 2.4.2. Đặc điểm<br /> - Kết cấu mái dây có biến dạng lớn. Do môđun đàn hồi của dây cáp<br /> thấp E = (1,5÷1,8)104 kN/cm2 nhỏ hơn thép cán. Khả năng làm việc<br /> đàn hồi của thép cường độ cao lại lớn hơn nên biến dạng tỷ đối của<br /> cáp trong giai đoạn đàn hồi lớn hơn thép thường (CCT38);<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 18<br /> <br /> PHẠM VIẾT HIẾU - DTU<br /> <br /> 20<br /> <br /> 5<br /> <br />