Kết cấu mang lực chính

Trường ĐH Đà Nẵng
ĐH Bách Khoa
Kiến Trúc Công Nghiệp




D? t�i: K?t c?u mang l?c chính
GVHD : Th?y Dồn Tr?n Hi?p
H�nh ?nh v? câc khu c�ng nghi?p c?a Vi?t Nam vă Th? gi?i

Các loại khung sử dụng trong nhà công nghiệp 1 tầng:
Khung bê tông cốt thép
Khung thép
Khung hỗn hợp
Các bộ phận chính gồm có:
Móng
Cột
Kết cấu mang lực mái


Khung lă ph?n ch?u l?c c?a nhă
Câc h�nh th?c khung co b?n
 Ưu điểm:

Là vật liệu nhân tạo có khả năng chịu lực lớn( 10 – 600 kG/cm2 ) thích hợp các yêu cầu chịu lực của các yêu cầu khác nhau trong nhà.
Cường độ bê tông tăng dần theo thời gian và cốt thép được bê tông bảo vệ nên không bị rỉ.
Tốn ít thép – Vật liệu chủ yếu để làm cốt liệu ( đá, sỏi, cát) địa phương nào cũng có  giá thành hạ.
Phí tổn sửa chửa rất ít hầu như không đáng kể.
Có thể chế tạo cấu kiện theo hình dáng bất kì thỏa mãn điều kiện cấu tạo và thẩm mỹ kiến trúc.
Bê tông là laoij vật liệu sạch sẽ, vệ sinh vì nó không có ngóc ngách, hang lỗ để bụi bẩn có thể bám vào.

Nhược điểm:
* Trọng lượng riêng lớn( γ = 1800 ÷ 2500 kG/m3 )
* Hệ số dẫn nhiệt cao ( ג = 0.9 ÷ 14 kcal/ m,h,oc)
* Hút ẩm nhiều.

? Khung bí t�ng c?t thĩp
Sơ đồ khung phẳng 1 nhịp Sơ đồ khung phẳng nhiều nhịp
Sơ đồ khung 2 và 3 khớp Sơ đồ khung ngàm
Sơ đồ khung phẳng vòm
2 khớp và 3 khớp
Sơ đồ khung phẳng kết cấu
dây treo
Khung chịu lựccho nhà 1 tầng
Nhà sản xuất điển hình bắng kết cấu lắp ghép
Nhà sản xuất điển hình bắng kết cấu lắp ghép
Nhà sản xuất 1 nhịp và nhiều nhịp
Nhà sản xuất 1 nhịp và nhiều nhịp
Khung nhà công nghiệp 1 tầng
Nhà sản xuất có mái vòm răng cưa
Nhà công nghiệp 1 tầng có kết cấu nhẹ
Khung không gian kiểu modul
Các dạng kết cấu không gian
Các dạng kết cấu mái treo
Kết cấu dây treo
Kết cấu nhà công nghiệp 1 tầng
Kết cấu vòm
Kết cấu vòm
Kết cấu vỏ mỏng bê tông cốt thép
Khung bê tông cốt thép nhà công nghiệp 1 tầng
Khung BTCT nhà công nghiệp nhiều tầng
Khung bê tông cốt thép nhà công nghiệp nhiều tầng
1. Theo biện pháp thi công
 Móng đổ tại chỗ
 Móng lắp ghép
2. Theo tính chất làm việc
 Móng cứng
 Móng mềm
 Móng cọc
3. Theo cấu tạo
 Móng băng
 Móng bè
 Móng đơn

1. M�ng
Móng đơn lắp ghép:
1. Cốc 2. Bản đế
*dtm: chiều rộng thành trên móng
dtm ≥ 200mm
≥ 0.75 hb
* hb : chiều cao hố móng
* hc : độ chôn sâu cột vào móng
hc ≥ a ( cạnh dài tiết diện cột)
hc ≥ 20 da ( đường kính cốt thép chịu lực ở cột)
Nếu cốt thép chịu lực ở đầu mút có neo thì: hc ≥ 15da
* Dầm móng: đặt dưới tường nhận và truyền tải trọng từ tường xuống móng hoặc cột
1.Dầm móng 3. Đệm ( gối kê)
2. Cột 4. Móng 5. Tường
Liên kết dầm móng
Khi thiết kế và chế tạo cột phải đảm bảo khả năng chịu lực và độ ổn định tương ứng. Vị trí liên kết giữa cột với móng và cột với kết cấu mang lực mái phải đảm bảo không bị phá hủy hoặc biến dạng quá phạm vi cho phép dưới tác dụng của tải trọng.
Phân loại:
1. Theo sức trục
 Cột nhà không cầu trục
 Cột nhà có cầu trục
1. M�ng
Nếu nhà có Q lớn có các loại cốt tiết diện I, cột 2 thân

2. Theo vị trí
* Cột biên: dãy cột sát tường ngoài
* Cột giữa: dãy cột giữa 2 nhịp kề liền nhau.
3. Theo cấu tạo
* Cột tiết diện chữ nhật.
* Tiết diện chữ I
* Cột 2 thân
Cột BTCT tiết diện chữ nhật cho các nhà có cầu trục sức nặng 10T, 20T
Các chi tiết cột và chi tiết liên kết
III. KẾT CẤU ĐỞ MÁI

Tùy theo vật liệu kết cấu bao che mà có 2 hệ thống mái
* Hệ thống mái có xà gồ







* Hệ thống mái không xà gồ
Kết cấu đỡ mái trong hệ thoongs mái xà gồ thường:
- Dầm mái – Dàn mái – Khung cứng – Vòm





1.Dầm
Với khẩu độ L < 18m làm dầm rất phổ biến.
Dầm có thể 1 dốc hoặc 2 dốc, tiết diện I, T
- Chiều cao giữa nhịp Hgd = ( )l
- Chiều cao h gối thường lấy 800mm







Một số dầm mái BTCT và liên kết dầm cầu trục treo vào dầm mái
Dầm BTCT sử dụng cho mái dốc và cho mái bằng

Modul 24 x 18 nhà một tầng có tầng kĩ thuật ở tầng mái

2. Dàn
Nhà xưởng có L > 24 m nên dùng dàn. So với dàn thép thì dàn bê tông cốt thép giảm 50% phí tổn thép
Chiều cao Hgd =( )l
CÁC HÌNH DẠNG DÀN THÔNG DỤNG



a. Giàn hình thang d. Giàn cánh cung
b. Giàn đa giác e. Giàn tam giác
c. Giàn cánh cung gãy khúc f. Giàn khẩu độ lớn hình cánh cung

3. Liên kết giữa dàn ( dầm) và cột









1. Cột 2. Bulong 3. Bản thép đầu cột
4. Dầm ( dàn) 5. bản thép đầu dầm ( dàn)

4. Khung cứng
Khung cứng là 1 loại kết cấu có dạng hình học không đổi do liên kết cứng ở các mắt.
Tùy theo chiều rộng nhà mà sử dụng khung 1 nhịp hoặc nhiều nhịp.
Khung cứng thường dùng trong các trường hợp:
L = 18 – 30 m , h > 12m & b = 6m












5.Vòm
Vòm bê tông cốt thép dùng làm kết cấu chịu lực cho các nhà công nghiệp có nhịp lớn L ≥ 18m. Vòm có thể lắp ghép hoặc toàn khối.
* L < 24m vòm không kinh tế bằng dàn
* L ≥ 24m thì vòm kinh tế hơn dàn
Các loại vòm: 2 khớp - 3 khớp – không khớp
2 khớp có thanh căng
 KHUNG THÉP
Trong xây dựng công nghiệp, thép là loại vật liệu có nhiều ưu điểm: bền, trọng lượng kết cấu nhẹ, chịu được tải trọng lớn, chế tạo vận chuyển và dựng lắp nhanh chóng. Nên khi sử dụng cần tính toán cân nhắc. Dùng khung thép trong những trường hợp sau đây tốt, lợi nhất:

1. Xưởng nếu không cần trục kiểu cầu thì chiều cao xưởng h > 20m
Xưởng có cần trục cầu với sức trục Q > 20T, hr > 8m, nhịp L > 24m

2. Dầm cầu trục bằng thép dùng với bước cột b ≥ 6m, sức trục Q > 20T, chế độ làm việc của cầu trục nặng

3. Dàn thép dùng khi nhịp L ≥ 30m

Vậy chọn khung nhà bằng vật liệu gì cũng phải dựa trên những yếu tố sau:
- Yêu cầu kỹ thuật của sản xuất

- Điều kiện, hoàn cảnh và môi trường sử dụng kết cấu

- Chế độ làm việc bên trong xưởng

- Những tham số cơ bản ( L, b, h, Q )

- Điều kiện khả năng cung cấp vật liệu.






Khung thép nhà công nghiệp 1 tầng
Kết cấu khung thép có lõi cứng nhà nhiều tầng
Khung thép nhà nhiều tầng
Khung thép nhà công nghiệp nhiều nhịp
Khung chịu lực của nhà công nghiệp bằng thép
Khung thép nhà công nghiệp 1 tầng của hãng thép tiền chế Zamil Steel
Thường chọn giải pháp khung nganh chịu lực. Tùy theo liên kết giữa cột với móng – cột với kết cấu mang lực mái ta có:
* Khung liên kết cứng: ( cột với móng, cột với kết cấu mái liên kết ngàm)
Loại khung này có độ cứng theo phương ngang lớn, chịu được tải trọng lớn.
- Khuyết điểm: khi bị lún không đều, khi chịu sự tác dụng của thay đổi nhiệt độ lớn và khi có bất kì chuyển vị nào đều có thể gây ra nội lực phụ trong kết cấu khung  dễ bị phá hoại cục bộ.
* Khung liên kết khớp: cột với móng liên kết ngàm, cột với kết cấu mang lực mái liên kết khớp. Trong loại khung này các liên kết khớp dễ bị phá hoại gây hư hỏng ở mái nhưng không hư hỏng kết cấu chịu lực chính.


I. M�ng c?t thĩp
Cột thép gồm chân cột và thân cột
Chân cột là bộ phận phức tạp nhất của cột thường chiếm khoảng 15% trọng lượng toàn cột và 20% công chế tạo.
Chân cột nhận và truyền tải trọng từ cột xuống móng, liên kết với móng bằng các bulong neo.
Tùy theo tải trọng, độ lớn của chân cột có nhiều loại

I. C?t thĩp
1.Cột
2. Bản đế
3. Lỗ bulong
1.Bản đế
2. Sườn tam giác
3. Lỗ để liên kết bulong cột với móng
4. Cột
1.Bản đế
2. Sườn tam giác gia cố
3. Lỗ để liên kết bulong móng
với đế cột
4. Cột
5. Bản sườn
6. Dầm đế thép U
Thân cột gồm 2 phần: phần dưới cầu trục, phần trên cầu trục, tiết diện cột có thể là thép hình nguyên hoặc là thép bởi các loại hình ( U, I,L)
Tùy theo sức trục mà có:
+ Sức trục Q < 20T tiết diện thường không đổi
+ Sức trục Q > 20T tiết diện cột thay đổi
Cột ghép dùng trong các phân xưởng loại nặng, sức trục Q > 100T
Theo cấu tạo có: cột dặc- cột rỗng.


C?t vă liín k?t gi?a c?t vă m�ng





Kết cấu mang lực mái bằng thép được sử dụng khá rộng rãi trong xây dựng công nghiệp vì vượt được khẩu độ lớn, cấu tạo theo hình dạng bất kì phù hợp yêu cầu thảm mỹ của kiến trúc, chịu được tải trọng lớn, đơn giản trong cấu tạo dựng lắp.
- Hình dạng dàn lắp ghép thông dụng
* Dàn 2 cánh song song
* Dàn hình thang độ dốc bé
* Dàn tam giác độ dốc lớn



III. K?t c?u mang l?c mâi

Chi tiết cấu tạo dàn thép

Tài liệu tham khảo:
- Giáo trình kiến trúc công nghiệp
TH.S – GVC Trương Hoài Chính
- Thiết kế kiến trúc công nghiệp
PGS – KTS Nguyễn Minh Thái