CHNG 5 GIN THP 5 1 I CNG

CHƯƠNG 5: GIÀN THÉP

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Chiều cao tiết diện dầm h sẽ tăng khi nhịp L vượt khẩu độ tăng => nhằm đảm bảo điều kiện về độ võng (TTGH 2). h Khi vượt nhịp vừa và nhỏ (L < 12 m) => sử dụng giải pháp kết cấu dầm thép định hình (dầm đặc). Khi vượt nhịp khá lớn (L = 12 ÷ 15 m) => sử dụng giải pháp dầm thép tổ hợp hàn, BL, đinh tán (dầm đặc). h Khi vượt nhịp lớn (L > 15 m) => sử dụng giải pháp kết cấu giàn thép (dầm rỗng). L So với dầm (dầm đặc) thì độ cứng uốn (trong mặt phẳng) của giàn thép là rất lớn vì có chiều cao lớn, nhưng NĐ có cấu tạo phức tạp, tốn công chế tạo.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Các khái niệm về giàn thép: Sơ đồ giàn thép: là một hệ kết cấu gồm các thanh thép được xếp đặt quy tụ tại một điểm, gọi là nút giàn (hay mắt giàn), và các thanh giàn được liên kết lại với nhau tại các nút giàn. Các thanh giàn: Thanh cánh trên, thanh cánh thượng Thanh bụng xiên Thanh xiên đầu giàn Thanh cánh dưới, thanh cánh hạ Thanh đứng Liên kết tại nút giàn: các thanh giàn có thể liên kết trực tiếp với nhau; hoặc thông thường chúng liên kết với nhau thông qua các bản thép (hay bản mã).

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Chi tiết nút giàn thép: Liên kết giữa các thanh giàn và bản mã thường dùng là liên kết hàn (là phổ biến nhất), hoặc liên kết bulông, hoặc liên kết đinh tán. Bản mã

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 1 Theo công dụng: Giàn đỡ mái nhà công nghiệp, giàn mái nhà dân dụng (vì kèo). Giàn cầu, giàn cầu trục, giàn tháp khoan, … 1. 2 Theo cấu tạo của các thanh giàn Giàn nhẹ: Sử dụng khi nội lực trong các thanh cánh là khá nhỏ N < 200 tấn; tải trọng tác dụng nhỏ và vượt khẩu độ nhỏ. Các thanh giàn được tạo thành từ một thép góc L hay một thép tròn; VD: sử dụng 1 thép góc L 50 x 6 hay 60 x 7 …

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 2 Theo cấu tạo của các thanh giàn Giàn thường: Sử dụng khi nội lực trong các thanh cánh là khá lớn N < 5000 k. N; tải trọng tác dụng không lớn và vượt khẩu độ khá lớn. Các thanh giàn được tạo thành từ 2 thép góc, có dạng hình chữ T, chữ thập Sử dụng phổ biến

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 2 Theo cấu tạo của các thanh giàn Giàn nặng: Nội lực trong thanh cánh rất lớn N ≥ 5000 k. N; được sử dụng làm giàn cầu, giàn cầu chạy, . . . Các thanh giàn có dạng tổ hợp từ các thép hình hoặc thép bản, có dạng chữ I, hình hộp, ….

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 3 Theo sơ đồ kết cấu: Giàn kiểu dầm đơn giản: ƯĐ: cấu tạo đơn giản, dễ dựng lắp; ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ lún lệch giữa 2 gối tựa. NĐ: có độ cứng uốn nhỏ, chiều cao giàn yêu cầu lớn, tốn vật liệu.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 3 Theo sơ đồ kết cấu: Giàn kiểu dầm liên tục: ƯĐ: (khắc phục được NĐ của giàn đơn giản) độ cứng uốn lớn hơn so với giàn dầm đơn giản, chiều cao giàn nhỏ hơn, tiết kiệm vật liệu thép hơn. NĐ: chế tạo và dựng lắp phức tạp hơn; chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ lún lệch giữa các gối tựa. Giàn kiểu dầm có mút thừa: ƯĐ: Nội lực phân bố trong các thanh giàn hợp lý hơn so với giàn không có mút thừa, có thể cân bằng biểu đồ mômen giữa gối và nhịp dầm.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 3 Theo sơ đồ kết cấu: Giàn kiểu khung: ƯĐ: Sử dụng làm khung chịu lực chính cho các công trình có khẩu độ nhịp lớn Giàn kiểu vòm: ƯĐ: Sử dụng làm kết cấu chịu lực cho các công trình vượt khẩu độ rất lớn, vượt nhịp 60 m ; như nhà triển lãm, nhà thể thao, …

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 1. Phân loại giàn 1. 3 Theo sơ đồ kết cấu: Giàn kiểu tháp trụ: ƯĐ: Sử dụng cho các công trình tháp, trụ ăngten, cột điện vượt sông, …

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 2. Hình dạng giàn Các yêu cầu chính khi lựa chọn giải pháp kết cấu giàn: a) Yêu cầu để vượt nhịp: L bé hay lớn. b) Yêu cầu để thoát nước mái: độ dốc mái i lớn hay bé, hay mái dốc hay mái thoải là phụ thuộc vào loại vật liệu lợp mái. c) Yêu cầu về liên kết giữa giàn mái và cột: liên kết khớp hay cứng, nhằm đảm bảo hệ kết cấu mái và toàn hệ công trình có đủ độ cứng cần thiết. d) Yêu cầu về vẻ đẹp hình khối kiến trúc: tạo ra các đường mái thẳng, cong, hay uốn lượn cầu kỳ. e) Yêu cầu về kinh tế: dễ chế tạo và dựng lắp, tiết kiệm vật liệu.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 2. Hình dạng giàn a) Giàn tam giác (a, b): Giàn liên kết khớp với cột Đặc điểm cấu tạo: Đầu giàn nhọn (h 0 = 0) hay h 0 = 450 mm nên coi giàn liên kết khớp với cột. => độ cứng uốn trong và ngoài mặt phẳng của giàn là nhỏ; - Góc giữa các thanh giàn không đều nhau, có chỗ góc khá nhỏ => khó cấu tạo tại các nút giàn. - Chiều dài các thanh bụng chênh nhau nhiều ;

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 2. Hình dạng giàn a) Giàn tam giác (a, b): Đặc điểm chịu lực: Khả năng chịu lực không phù hợp với biểu đồ mômen uốn do tải trọng đứng tác dụng lên giàn gây ra; - Nội lực phân bố trong các thanh giàn chênh nhau nhiều; - Một số thanh bụng ở khoảng giữa nhịp chịu lực nén nhỏ nhưng lại có chiều dài lớn nên phải chọn tiết diện theo độ mảnh tới hạn => gây lãng phí vật liệu. Đặc điểm sử dụng (theo độ dốc): Dùng cho các công trình yêu cầu mái có độ dốc lớn i ≥ 0, 2 (mái lợp ngói, lợp tôn, lợp phibrôximăng)

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 2. Hình dạng giàn b) Giàn hình thang (c): Giàn liên kết ngàm với cột Cột Đặc điểm cấu tạo: Liên kết cứng được với cột (h 0 lớn) => độ cứng uốn trong và ngoài mặt phẳng lớn; - Góc giữa các thanh không quá nhỏ => dễ cấu tạo tại các nút giàn; - Chiều dài các thanh giàn tương đối đều nhau, không chênh nhau quá lớn. Đặc điểm chịu lực: Khả năng chịu lực khá phù hợp với biểu đồ mômen uốn do tải trọng đứng tác dụng lên giàn gây ra ; - Nội lực phân bố trong các thanh giàn khá đều nhau (hợp lý hơn giàn tam giác); Đặc điểm sử dụng: Dùng cho các công trình yêu cầu độ dốc mái nhỏ (i ≤ 1/8 = 0, 125), như lợp panen BTCT ; các công trình có vượt nhịp khá lớn.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 2. Hình dạng giàn c) Giàn cánh song (d): Đặc điểm cấu tạo: Liên kết cứng được với cột (h 0 lớn) => độ cứng uốn trong và ngoài mặt phẳng lớn; - Có nhiều thanh giàn cùng chiều dài, có nhiều mắt giàn giống nhau => dễ cấu tạo, dễ thống nhất hoá trong chế tạo. Đặc điểm chịu lực: Khả năng chịu lực tương đối phù hợp với biểu đồ mômen uốn do tải trọng đứng tác dụng lên giàn gây ra ; - Nội lực phân bố trong các thanh hợp lý hơn giàn tam giác, nhưng kém hợp lý so với giàn hình thang. Đặc điểm sử dụng: Dùng làm giàn cầu, giàn cầu trục, giàn tháp trụ, …

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 2. Hình dạng giàn d) Giàn đa giác, giàn cánh cung (h, k): Đặc điểm cấu tạo: Liên kết cứng được với cột (h 0 lớn) => độ cứng uốn trong và ngoài mặt phẳng lớn; - Có nhiều thanh giàn cùng chiều dài, có nhiều mắt giàn giống nhau => dễ cấu tạo, dễ thống nhất hoá trong chế tạo. Đặc điểm chịu lực: Khả năng chịu lực tương đối phù hợp với biểu đồ mômen uốn do tải trọng đứng tác dụng lên giàn gây ra ; - Nội lực phân bố trong các thanh hợp lý hơn giàn tam giác, nhưng kém hợp lý so với giàn hình thang. Đặc điểm sử dụng: Dùng làm giàn cầu, giàn cầu trục, giàn tháp trụ, …

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 3. Hệ thanh bụng của giàn d) Giàn đa giác, giàn cánh cung (h, k): Các yêu cầu khi bố trí thanh bụng: Yêu cầu về cấu tạo các nút giàn: là đơn giản, có nhiều nút giống nhau => dễ thống nhất trong chế tạo. Yêu cầu tổng chiều dài thanh bụng: là nhỏ. Yêu cầu góc giữa thanh bụng và thanh cánh: là không quá nhỏ. Yêu cầu thanh cánh trên: không bị uốn cục bộ do tải đặt ngoài nút giàn.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 3. Hệ thanh bụng của giàn a) Hệ thanh bụng tam giác: (a) , (b) Nhận biết: gồm 1 thanh hướng lên thì thanh tiếp theo hướng xuống (a). đặc điểm cấu tạo: Nên sử dụng các thanh đứng để tránh uốn cục bộ cho thanh cánh trên và đồng thời giảm chiều dài cho thanh cánh trên chịu nén (b). Góc hợp lý giữa thanh bụng và thanh cánh dưới chọn khoảng 45 o ÷ 55 o. ƯĐ: số lượng nút là ít, tổng chiều dài các thanh bụng là nhỏ. NĐ: một số thanh bụng chịu nén nhưng lại có chiều dài lớn.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 3. Hệ thanh bụng của giàn b) Hệ thanh bụng xiên: (c) ; (d) Nhận biết: gồm có các thanh đứng và các thanh xiên ở một nửa giàn cùng xiên về 1 phía. Đặc điểm cấu tạo: Có thể bố trí để thanh đứng chịu nén còn thanh xiên có chiều dài lớn hơn chịu kéo như ở giàn cánh song (c). Hệ thanh bụng xiên có thể sử dụng cho giàn tam giác (d): Về mặt chịu lực thì không tốt vì các thanh xiên có chiều dài lớn lại chịu nén. Nhưng về mặt cấu tạo nút thì thuận lợi vì góc giữa các thanh không quá nhỏ, do vậy vẫn được dùng. Góc hợp lý giữa thanh bụng xiên và thanh cánh dưới là 35 o – 45 o. ƯĐ: Các thanh cùng loại thì cùng chị nén hay kéo. NĐ: Tổng chiều dài thanh bụng lớn, có nhiều loại nút khác nhau, tốn công chế tạo.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 3. Hệ thanh bụng của giàn c) Hệ thanh bụng phân nhỏ: Tải trọng tập trung tác dụng tại nút giàn L ƯĐ: sử dụng hệ thanh bụng phân nhỏ để tránh uốn cục bộ cho thanh cánh trên của giàn, giảm chiều dài tính toán trong mặt phẳng giàn của thanh cánh trên và các thanh bụng xiên. Sử dụng khi mái lợp bằng tấm panen BTCT. NĐ: thanh bụng xiên làm phức tạp về mặt cấu tạo, nhưng có thể làm giảm trọng lượng toàn giàn.

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 3. Hệ thanh bụng của giàn d) Hệ thanh bụng khác: Hệ thanh bụng chữ thập (g) => có độ cứng rất lớn; - Sử dụng rất hiệu quả trong trường hợp giàn chịu lực tác dụng đổi chiều, như giàn cầu, hệ giằng mái, … Hệ thanh bụng hình thoi (h) => thuận tiện cho việc nối thanh cánh: kết cấu tháp trụ, . . .

§ 5. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP 3. Hệ thanh bụng của giàn d) Hệ thanh bụng khác: Hệ thanh bụng hình chữ K (k) => làm tăng độ cứng của giàn, giảm chiều dài tính toán trong mặt phẳng cho các thanh bụng đứng; - Sử dụng cho giàn chịu lực cắt lớn, như dầm cầu, tháp trụ … Hệ thanh bụng của giàn tam giác (i) có góc dốc = 35 o ~ 45 o , nhịp lớn L = 20 ~ 24 m => tiết kiệm vật liệu hơn các dạng khác.

4. Kích thước chính của giàn (thường) a) Nhịp giàn L : Khi giàn kê lên đầu cột (liên kết khớp với cột): thường lấy L = khoảng cách tâm của 2 gối tựa. Khi giàn liên kết với cạnh bên của cột (liên kết cứng): lấy L = khoảng cách mép trong của 2 đầu cột. Đối với giàn thông thường (các thanh giàn là 2 thép góc) => nhịp hợp lý của giàn L = 18 ~ 36 m. Nhịp giàn được lấy theo môđun 3 m: L = 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36 m;

4. Kích thước chính của giàn (thường) b) Chiều cao giữa giàn h, chiều cao đầu giàn h 0: Giàn hình thang, Giàn cánh song: Chiều cao hợp lý theo điều kiện kinh tế: Tuy nhiên do khó thoả mãn về điều kiện vận chuyển => nên thường lấy chiều cao giữa giàn nhỏ hơn : Chiều cao đầu giàn thường lấy h 0 = 2, 2 m.

4. Kích thước chính của giàn (thường) b) Chiều cao giữa giàn h, chiều cao đầu giàn h 0: Giàn hình tam giác: chiều cao h phụ thuộc vào loại vật liệu lợp. Khi góc dốc cánh trên của giàn 22 ~ 40 o thì thường lấy Có thể lấy chiều cao đầu giàn h 0 = 450 mm để dễ liên kết.

4. Kích thước chính của giàn (thường) c) Khoảng cách tâm các nút giàn d: Ở thanh cánh trên của giàn: thường lấy d = 3 m hoặc 1, 5 khi sử dụng hệ giàn phân nhỏ, bằng khoảng cách giữa các xà gồ. Thanh cánh dưới của giàn: thường lấy d = 3; 4, 5 và 6 m. Thanh cánh dưới thường chịu kéo nên lấy d lớn hơn. d) Bước giàn : Khoảng cách giữa các giàn (bước giàn) phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ, kiến trúc. Thường lấy B = 6 m.

5. Hệ giằng không gian Nguyên tắc cấu tạo: a) Hệ giằng cánh trên: b) Hệ giằng cánh dưới: c) Hệ giằng đứng:

5. Hệ giằng không gian Nguyên tắc cấu tạo: Kết cấu giàn phẳng được tính toán, thiết kế chịu các tải trọng tác dụng trong mặt phẳng giàn. Kết cấu giàn phẳng dễ mất ổn định theo phương ngoài mặt phẳng của giàn. Khi chịu tải trọng TT và HT tác dụng theo phương đứng => các thanh cánh trên, và một số thanh bụng chịu nén => Cần bố trí các thanh chống dọc nhà ở tất cả các nút giàn thuộc thanh cánh trên (vì chịu nén) để ngăn cản (hay cố kết) các nút giàn không cho chuyển dịch ra ngoài mặt phẳng giàn; - Đối với kết cấu mái panen BTCT thì các tấm panen cũng có tác dụng như các thanh chống cho các nút giàn thuộc thanh cánh trên của giàn khi công trình ở trong giai đoạn sử dụng. - Cần bố trí các thanh chống dọc nhà trong tất cả các khoang ở vị trí nút đỉnh giàn, nút đầu giàn, nút dưới chân cửa trời => ổn định giàn khi thi công lắp dựng.

5. Hệ giằng không gian Nguyên tắc cấu tạo: Khi tải trọng gió tác dụng vuông góc với mặt phẳng giàn => Tải trọng gió truyền vào các nút giàn của cả thanh cánh trên và cánh dưới của giàn đầu hồi. - Cần liên kết 2 giàn phẳng thuộc của các khoang đầu hồi với nhau => sử dụng các thanh chéo chữ thập => nhằm tạo ra một khối kết cấu không gian ổn định ở 2 phía đầu hồi nhà để chịu tải trọng gió ngang. - Bằng cách bố trí các thanh chữ thập và thanh chống dọc liên kết giữa các nút giàn ở 2 gian đầu hồi (2 khoang đầu hồi). Gọi là hệ giằng không gian nhằm liên kết các giàn phẳng lại với nhau => để tạo các khối kết cấu không gian ổn định.

5. Hệ giằng không gian Nguyên tắc cấu tạo: Hệ giằng không gian gồm có 3 loại: - Hệ giằng cánh trên nằm trong MP thanh cánh trên; - Hệ giằng cánh dưới nằm trong MP thanh cánh dưới; - Hệ giằng đứng nằm trong MP các thanh đứng.

5. Hệ giằng không gian a) Hệ giằng cánh trên: Gồm các thanh chéo chữ thập và các thanh chống dọc nhà được bố trí trong mặt phẳng cánh trên của giàn. Các thanh chéo chữ thập (có cả thanh chống dọc) thường được bố trí ở 2 gian đầu hồi, ở 2 gian đầu của các khối nhiệt độ, và ở gian giữa của khối nhiệt độ để đảm bảo khoảng cách giữa chúng không quá 60 m. => tạo thành các miếng cứng trong mặt phẳng thanh cánh trên.

5. Hệ giằng không gian a) Hệ giằng cánh trên: Các thanh chống dọc nhà được bố trí trong tất cả các khoang ở vị trí nút đỉnh giàn, nút đầu giàn, nút dưới chân cửa trời. Các giàn khác được liên kết với khối cứng bởi các xà gồ (khi sử dụng mái nhẹ) hay các tấm panen sườn BTCT.

5. Hệ giằng không gian b) Hệ giằng cánh dưới: Gồm các thanh chéo chữ thập và các thanh chống dọc nhà được bố trí trong mặt phẳng cánh dưới của giàn. Các thanh chéo chữ thập (gồm cả thanh dọc) thường được bố trí ở các vị trí, các khoang có hệ giằng cánh trên => tạo thành các khối cứng không gian bất biến hình.

5. Hệ giằng không gian b) Hệ giằng cánh dưới: Hệ giằng tại khoang đầu hồi còn có tác dụng làm gối tựa cho cột đầu hồi (cột chống gió) => gọi là giàn gió. Trong nhà xưởng có cầu trục chế độ làm việc nặng thì cần bố trí thêm hệ giằng cánh dưới theo phương dọc nhà ở 2 khoang biên của thanh cánh dưới giàn. Nếu nhà nhiều nhịp thì có thể bố trí thêm ở cả các khoang giữa.

5. Hệ giằng không gian c) Hệ giằng đứng: Gồm các thanh chéo chữ thập bố trí ở vị trí 2 đầu giàn, giữa giàn hoặc chân cửa trời trong mặt phẳng các thanh đứng của giàn. Thường các thanh chéo chữ thập bố trí ở các khoang có giằng cánh trên và giằng cánh dưới (ở 2 gian đầu hồi, ở 2 gian đầu của các khối nhiệt độ, và ở gian giữa của khối nhiệt độ để đảm bảo khoảng cách giữa chúng không quá 60 m).

5. Hệ giằng không gian c) Hệ giằng đứng: Các gian khác thì bố trí các thanh chống dọc trong mặt phẳng cánh trên và cánh dưới nhằm tăng cường ổn định ngoài mặt phẳng của giàn và giữ cố định khi lắp dựng. Khoảng cách giữa các hệ giằng đứng theo phương ngang nhà: 12 ~ 15 m.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 1. Sơ đồ tính giàn 2. Tải trọng tác dụng lên giàn 3. Nội lực trong giàn 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn a) Đối với các thanh chịu N kéo: b) Đối với các thanh chịu N nén: 5. Tiết diện hợp lý của các thanh giàn 6. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh giàn

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 1. Sơ đồ tính giàn Gồm các thanh giàn được xếp đặt có các trục thanh đồng qui tại một điểm (gọi là nút giàn, hay mắt giàn). Cấu tạo để các tải trọng đặt tập trung tại nút giàn: Tấm panen BTCT rộng 1, 5 m thì chân panen đặt tại nút giàn; Mái lợp tôn thì có các xà gồ gác qua các nút giàn để đỡ tấm tôn. Tránh tải trọng tác dụng làm cong cục bộ cho các thanh giàn. Sử dụng hệ thanh bụng phân nhỏ để tải trọng đặt vào nút giàn. Tính toán giàn thường với các thanh gồm 2 thép góc L.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 1. Sơ đồ tính giàn Nội lực trong các thanh giàn gồm chủ yếu N kéo hoặc nén (M và Q rất nhỏ có thể coi bằng 0). => Xem nút giàn là lien kết khớp và sử dụng các phương pháp trong CHKC để tính. Đối với giàn nặng có thanh giàn tiết diện hình hộp, chữ I, … thì có M khá lớn. Chú ý: Khung gồm 1 nhịp và 1 tầng chịu tác dụng của lực ngang F đặt tập trung tại nút khung => trong khung có M và Q là chủ yếu. Tuy nhiên nếu thêm 1 thanh xiên => Nội lực trong khung chủ yếu gồm lực dọc trục N kéo hoặc nén.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 2. Tải trọng tác dụng lên giàn Tĩnh tải + hoạt tải Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) : trọng lượng bản thân của kết cấu, các vật liệu lợp … Tải trọng tạm thời : hoạt tải sửa chữa mái (người, thiết bị), tải trọng gió, cần trục treo,

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 3. Nội lực trong giàn Cần tính riêng rẽ cho từng trường hợp tải trọng: Tĩnh tải: tác dụng trên cả giàn. Hoạt tải sửa chữa mái: xét 3 trường hợp: Tác dụng lên toàn giàn; Tác dụng nửa trái giàn (gây bất lợi cho thanh bụng chịu cắt); và Tác dụng nửa phải giàn. Tải trọng gió: Tác dụng từ trái, Tác dụng từ phải. => Gió gây bất lợi cho nhà mái nhẹ. Tải trọng cần trục treo (nếu có): Tác dụng ở vai cột; tác dụng vào nút giàn ở thanh cánh dưới. => Tính giá trị tải trọng lớn nhất của cần trục treo tác dụng lên nút giàn.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn a) Đối với các thanh chịu N kéo: - Bị phá hoạ về bền, vật liệu đạt tới cường độ chảy của thép. - Cần xác định độ mảnh để kiểm tra về độ mảnh lớn nhất, đảm bảo thanh không bị cong vênh khi vận chuyển và dựng lắp.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: y x z Thanh giàn chịu nén dễ bị cong trong mặt phẳng giàn hoặc bị cong vênh ra ngoài mặt phẳng giàn; Thanh bị phá hoại do mất ổn định tổng thể. => tính toán như thanh chịu nén đúng tâm ? Cần xác định độ mảnh lớn nhất của các thanh:

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: Tiết diện thanh giàn: z x y Cần xác định độ mảnh lớn nhất của các thanh giàn: trong đó: Cần xác định chiều dài tính toán của các thanh giàn lx và ly, hoặc hệ số chiều dài tính toán. Chú ý trục của tiết diện thanh giàn (trục y-y nằm trong mặt phẳng giàn; trục x -x vuông góc với mặt phẳng giàn).

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: y x z : là hệ số chiều dài tính toán của thanh đối với trục x-x và y-y. phụ thuộc vào đặc điểm liên kết ở 2 đầu thanh, là liên kết khớp, liên kết ngàm hay ngàm đàn hồi. Cần xác định liên kết ở 2 đầu các thanh giàn. 2 đầu thanh giàn được liên kết với bản mã ở các nút giàn. Độ cứng của bản mã khi bị uốn cong trong mặt phẳng giàn và ngoài mặt phẳng giàn là khác nhau, trong mặt phẳng giàn là lớn hơn. Hệ số chiều dài tính toán khi thanh bị uốn cong trong mặt phẳng giàn và khi thanh bị uốn cong ra ngoài mặt phẳng giàn có thể khác nhau.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: l Chiều dài tính toán khi thanh giàn bị uốn cong trong mặt phẳng giàn lx: y x z Nút giàn gồm các thanh giàn liên kết với bản mã và qui tụ về nút. Bản mã dầy 12 đến 16 mm, và cao hàng chục cm nên nó có độ cứng nhất định khi uốn trong mặt phẳng giàn, không phải là khớp lý tưởng. Khi một thanh giàn chịu nén bị cong đi (hay bị mất ổn định) => Bản mã (hay nút giàn) bị xoay theo => Kéo theo các đầu thanh khác liên kết với bản mã (nút giàn) cũng xoay theo => Dẫn đến các thanh giàn liên kết vào nút đều bị cong theo.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: l Chiều dài tính toán khi thanh giàn bị uốn cong trong mặt phẳng giàn lx: y x z Mức độ xoay ít hay nhiều của nút giàn phụ thuộc vào: Dấu nội lực của các thanh giàn liên kết vào nút. - Các thanh giàn liên kết vào nút mà chịu N kéo thì có khả năng giữ cho nút không xoay. (vì có tác dụng kéo thanh thẳng ra) - Các thanh giàn liên kết vào nút mà chịu N nén thì không có khả năng giữ cho nút không xoay; Ngược lại còn làm cho thanh dễ bị cong thêm.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: Chiều dài tính toán khi thanh giàn bị uốn cong trong mặt phẳng giàn lx: Xác định dấu nội lực trong các thanh giàn: Nút giàn càng có nhiều thanh chịu kéo (+) liên kết vào thì khả năng chống xoay của nút đó càng lớn. Qui ước: nếu nút giàn có nhiều thanh giàn chịu nén (-) hơn thanh chịu kéo thì nút đó được xem là liên kết khớp; Ngược lại nếu nút giàn có nhiều thanh giàn chịu kéo (+) hơn được xem là ngàm đàn hồi.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: Chiều dài tính toán khi thanh giàn bị uốn cong trong mặt phẳng giàn lx: Ví dụ: Đối với giàn không có hệ bụng phân nhỏ: - Thanh xiên đầu giàn: lx = l. - Thanh xiên thứ 2: lx = 0, 8 l Đối với giàn có hệ bụng phân nhỏ: thanh xiên đầu giàn : lx = 0, 5 l Thanh xiên thứ 2: lx = 0, 5 l

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng giàn ly: Bản mã khi bị uốn ra ngoài mặt phẳng => có độ cứng ngoài mặt phẳng rất bé, có thể bỏ qua. Đối với thanh giàn không có hệ bụng phân nhỏ: Thanh xiên đầu giàn: ly = l. Thanh xiên thứ 2: ly = l.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng giàn ly: Đối với thanh giàn có hệ bụng phân nhỏ: - Đối với thanh giàn có hệ giàn phân nhỏ thì lực nén trong thanh là khác nhau: ở đoạn trên là N 2 và ở đoạn dưới là N 1 >N 2. Nếu thiên về an tòan ta có thể sử dụng giá trị lực nén lớn hơn cho cả 2 đoạn. N 2 N 1 y x z - Các thanh xiên (thanh xiên đầu giàn): Có nội lực nén N 1 và N 2 với N 1 > N 2.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn b) Đối với các thanh chịu N nén: Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng giàn ly: Đối với thanh giàn có hệ bụng phân nhỏ: y x z - Thanh cánh trên và thanh cánh dưới: lấy bằng khoảng cách giữa 2 điểm cố kết ngăn cản thanh cánh chuyển vị ra khỏi mặt phẳng giàn : . Thanh cánh trên: ly = khoảng cách giữa các xà gồ, thanh chống dọc nhà, khoảng cách chân panen, …. Thanh cánh dưới : ly = khoảng cách các giằng cánh dưới, …

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 4. Chiều dài tính toán các thanh giàn c) Độ mảnh giới hạn của các thanh giàn: Thanh chịu nén : nén Thanh chịu kéo: kéo

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 5. Tiết diện hợp lý của các thanh giàn

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 5. Tiết diện hợp lý của các thanh giàn Tiết diện của các thanh giàn thường bao gồm 2 thép góc ghép lại, thép góc đều cạnh hay không đều cạnh. Thanh giàn chịu nén đúng tâm. Mất ổn định theo phương có độ mảnh lớn nhất Tiêu chí làm việc hợp lý của các thanh giàn là (điều kiện đồng ổn định):

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 5. Tiết diện hợp lý của các thanh giàn Các dạng tiết diện của thanh giàn: a) b) c) Có tỷ lệ bán kính quán tính của tiết diện: Sử dụng thích hợp khi cột có chiều cao tính toán: d)

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 6. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh giàn a. Nguyên tắc chọn tiết diện: - Tiết diện nhỏ nhất là L 50 5. - Không nên chọn quá 6~8 loại thép trong 1 giàn L 36 m. - Khi L 24 m : không cần thay đổi tiết diện thanh cánh. - Khi L > 24 m : cần thay đổi tiết diện để tiết kiệm vật liệu. Dùng không quá 2 loại tiết diện khi 24 36 m. - Bề dầy bản mã được chọn theo nội lực lớn nhất của thanh xiên đầu giàn, không nhỏ hơn 6 mm, tra Bảng 5. 1.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 6. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh giàn b) Chọn và kiểm tra tiết diện thanh chịu nén: Như cấu kiện chịu nén đúng tâm. Diện tích tiết diện yêu cầu: chưa biết, sơ bộ giả thiết = 60 80 đối với thanh cánh ; = 100 120 đối với thanh bụng. Từ Ayc , tra bảng thép hình để chọn số hiệu tiết diện và các đặc trưng hình học của tiết diện: ix, iy, Ag Kiểm tra tiết diện đã chọn: được xác định theo (Công thức 4. 8 – 4. 11) Nếu điều kiện kiểm tra không thoả mãn, cần chọn lại tiết diện thanh giàn.

§ 5. 2 TÍNH TOÁN GIÀN THÉP 6. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh giàn c) Chọn và kiểm tra tiết diện thanh chịu kéo: Diện tích tiết diện yêu cầu: Từ Ayc , tra bảng thép hình để chọn số hiệu, và các đặc trưng hình học: ix, iy, Ag Kiểm tra tiết diện đã chọn: d) Chọn tiết diện thanh theo độ mảnh giới hạn: Tra bảng thép hình để chọn số hiệu. và

§ 5. 3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN NÚT GIÀN

§ 5. 3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN NÚT GIÀN 1. Nguyên tắc chung Các thanh giàn được chọn theo tiết diện hợp lý. Khi thanh cánh không có thay đổi tiết diện thanh giàn nằm trên trục của thanh cánh. m: Điểm hội tụ của các Khi thanh cánh có thay đổi tiết diện (khi nối thanh cánh) m: Điểm hội tụ của các thanh giàn nằm trên trục trung bình, hoặc trên trục của thanh lớn nếu khoảng cách giữa 2 trục thanh không lớn hơn 1, 5% chiều cao của cánh thép góc. Bản mã nên chọn có hình dáng đơn giản và đảm bảo truyền lực tốt: Hình chữ nhật, hình thang, tam giác, đa giác lồi. Góc giữa mép bản mã và trục thanh 15 o, nhằm đảm bảo truyền lực giữa thanh và bản mã.

§ 5. 3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN NÚT GIÀN 1. Nguyên tắc chung Bề dầy của bản mã được chọn theo nội lực lớn nhất trong các thanh bụng (thanh xiên đàu giàn), tra Bảng 5. 1. Khe hở giữa các đầu thanh bụng và thanh cánh: mm mm mm Khe hở giữa 2 thanh cánh khi nối lấy bằng 50 mm. Đường hàn giữa thanh giàn và bản mã có chiều cao yêu cầu chiều dài 50 mm (cho cả đường hàn không liên tục). Có thể hàn cả ở đầu thép góc. 4 mm

§ 5. 3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN NÚT GIÀN 2. Nút trung gian