GIÁO TRÌNH
KẾT CẤU THÉP NHÀ
CÔNG NGHIỆP
1
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
*Mục lục
1
CHƯƠNG 1: KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
2
1.1. Đại cương về nhà công nghiệp bằng thép
2
1.2. Các kích thước chính của khung ngang nhà công nghiệp
7
1.3. Kết cấu đỡ cầu trục
22
1.4. Thiết kế khung ngang NCN
29
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU THÉP NHÀ NHỊP LỚN
65
2.1. Phạm vi ứng dụng và các đặc điểm của kết cấu thép nhà nhịp lớn
65
2.2. Các loại hệ thống kết cấu nhà nhịp lớn
66
2.3. Nhà nhịp lớn với kết cấu phẳng chịu lực
66
2.4. Kết cấu mái không gian nhà nhịp lớn.
2.5. Hệ mái treo.
80
86
CHƯƠNG 3: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
90
3.1. Đại cương
90
3.2. Tổ hợp hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
91
3.3. Một số nguyên lý cơ bản trong thiết kế nhà cao tầng
94
3.4. Tải trọng và tác dụng
99
3.5. Tính toán nhà cao tầng
100
3.6. Cấu tạo các cấu kiện cơ bản
101
3.7. Các chi tiết và liên kết
103
* Tài liệu tham khảo
108
2
CHƯƠNG 1: KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
I.1. Mục tiêu, nhiệm vụ
- Mục tiêu: Kết cấu nhà công nghiệp một tầng bằng thép hiện nay được sử dụng rất
rộng rãi trong các công trình xây dựng công nghiệp, nó đóng một vai trò hết sức
quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp nói riêng và sự phát triển của
nền kinh tế nói chung. Vì vậy nghiên cứu về kết cấu thép nhà công nghiệp là một
vấn đề quan trọng đối với sinh viên ngành xây dựng, qua chương này, nhằm trang bị
cho sinh viên những kiến thức cần thiết về cấu tạo và thiết kế các bộ phận của nhà
công nghiệp một tầng bằng thép như: Cấu tạo của nhà công nghiệp một tầng, tính
toán khung ngang, kết cấu mái, cột thép nhà công nghiệp, kết cấu đỡ cầu trục,…
- Nhiệm vụ của sinh viên: Tham gia đầy đủ các tiết học lý thuyết, chuẩn bị thảo luận
và làm bài tập ở nhà.
I.2. Quy định hình thức học cho mỗi nội dung nhỏ
Nội dung
Hình thức học
1.1. Đại cương về nhà công nghiệp bằng thép
Giảng
1.2. Các kích thước chính nhà công nghiệp
Giảng
1.3. Kết cấu đỡ cầu trục
Giảng
1.4. Thiết kế khung ngang NCN
Giảng
Bài tập, thảo luận
Thảo luận
I.3. Các nội dung cụ thể
§1.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CÔNG NGHIỆP BẰNG THÉP
1. Khái niệm về nhà công nghiệp:
Quá trình sản xuất công nghiệp được thực hiện trong một công trình đặc biệt.
Công trình đó được gọi là Nhà công nghiệp (NCN) hay nhà xưởng.
Nhà công nghiệp có thể có một tầng hay nhiều tầng, một nhịp hoặc nhiều
nhịp phụ thuộc vào công năng sử dụng và yêu cầu của từng công trình cụ thể. Phổ
biến nhất là nhà công nghiệp 1 tầng, một nhịp, với các yêu cầu: Nhịp rộng, chiều
cao lớn, có cấu trục hoạt động.
Trước đây, trong kết cấu mái nhà công nghiệp thường dùng tấm lợp panen bê
tông cốt thép. Hệ khung thép bao gồm cột tiết diện thay đổi (cột bậc) và dàn vì kèo,
trọng lượng lớn, kích thước cồng kềnh, khó khăn cho việc vận chuyển, dựng lắp, chi
phí chế tạo cao, tốn kém vật liệu do đó làm tăng chi phí xây lắp, hiệu quả kinh tế
thấp.
3
Hình 1.1. Một số công trình nhà công nghiệp
4
Hình 1.2. Các bộ phận của nhà công nghiệp
1.Cột; 2. Vì kèo; 3.Dầm cầu trục; 4. Cửa mái; 5. Giằng cột;
Trong thời gian gần đây, kết cấu khung thép nhẹ được áp dụng rộng rãi trong
các công trình xây dựng, nhất là trong các công trình công nghiệp. Do yêu cầu sử
dụng và công năng của công trình, kết cấu khung thép nhẹ có thể có dạng một nhịp
hoặc nhiều nhịp, một tầng hoặc nhiều tầng. Cấu tạo của khung có thể khác nhau tuỳ
thuộc vào nhà có hay không có cầu trục, cầu trục đặt trên vai cột hay bố trí trong
phạm vi mái của công trình. Loại khung có cấu tạo đơn giản và phổ biến nhất là
khung một tầng, một nhịp, với cột và xà ngang có tiết diện không đổi hoặc thay đổi
(hình nêm). Vật liệu lợp mái là tôn mạ hoặc sơn sẵn, có trọng lượng nhẹ.
Trong phạm vi chương 1 sẽ đề cập đến việc tính toán và thiết kế nhà công
nghiệp một tầng một nhịp dùng khung thép nhẹ ( thép tiền chế) - loại công trình
được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
2. Đặc điểm chung của kết cấu nhà công nghiệp
2.1. Vật liệu:
Để tạo nên kết cấu của nhà công nghiệp có thể dùng vật liệu thép, bê tông
cốt thép hoặc sử dụng vật liệu liên hợp thép - bê tông. Khi dùng cột bê tông, vì
kèo bằng thép thì kết cấu khung được gọi là khung liên hợp, khi dùng tất cả các cấu
kiện bằng thép thì gọi là khung toàn thép. Kết cấu khung toàn thép được dùng khi
nhà cao (chiều cao thông thủy H>15m), nhịp lớn (L>24m), bước cột lớn (B>12m),
cầu trục nặng (Q>50T). Tuy nhiên, việc chọn loại vật liệu nào để làm kết cấu chịu
lực chính cần phải căn cứ vào:
- Kích thước nhà
- Chức năng của cầu trục
- Yêu cầu của công nghệ sản xuất, đặc biệt phải đáp ứng được yêu cầu của
việc thay đổi công nghệ trong tương lai.