KẾT CẤU MỚI- DIỆP PHÁT MAJEH REUP

Kết cấu khung phẳng

2020-2021

HỌ VÀ TÊN: LÀI DIỆP PHÁT

MSSV: 17510201212

LỚP : KT17A2

GVHD: Th.S TRẦN QUỐC HÙNG

KẾT CẤU MỚI

KET CAU MOI

PHAT

LAI DIEP

(DIEP PHAT MAJEH)

KẾT CẤU MỚI

MỤC LỤC

A. GIỚI THIỆU

B. NỘI DUNG

1. Định nghĩa kết cấu khung phẳng

2. Đặc điểm kết cấu khung phẳng

3. Đặc điểm làm việc- lý thuyế tính toán khung phẳng

4. Phân loại khung phẳng

• Hệ khung đặc

• Hệ khung rỗng nhẹ

• Hệ khung rỗng nặng

5. Công trình tiêu biểu

6. Quy trình thi công hệ khung phẳng

C. KẾT LUẬN – CẢM NHẬN

A. GIỚI THIỆU

KẾT

CẤU KHUNG PHẲNG

Kết cấu khung phẳng là kết cấu được sử dụng rộng rãi trong nhiều công trình xây dựng, kiến trúc dân dụng như trung tâm vận chuyển, siêu thị,, nhà thi đấu thể thao, hay các công trình công cộng,….Kết cấu còn được sử dụng phổ biến trong các thiết kế nhà công

nghiệp như kết cấu thép một nhiệp hoặc nhiều nhịp

Kết cấu khung phẳng gồm có 2 loại là khung đặc và khung rỗng

Ưu điểm của kết cấu là tiết kiệm vật liệu- thời gian- chi phí thi công- kết cấu dạng dầm

nên nhẹ hơn bê tông Ngoài ra chiều cao xa ngang giảm nên tiết kiệm thêm vật liệu làm

tường và thế tích thừa trong công trình

KẾT CẤU MỚI

A- GIỚI THIỆU

NHỮNG CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU KHUNG PHẲNG

CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP

• Nhà máy

• Xưởng sản xuất

• Nhà kho

CÔNG TRÌNH THƯƠNG MẠI

• Siêu thị - hội chợ

• Showroom – văn phòng

• Triển lãm

CÔNG TRÌNH CÔNG CỘNG

• Phòng nghiên cứu

• Trung tâm thể thao

• Hội nghị

CÔNG TRÌNH NÔNG NGHIỆP- KHÁC:

• Trang trại

• Trồng trọt

• Nhà chờ sân bay

B. NỘI DUNG

Kết cấu khung phẳng là khung được cấu tạo bởi các bộ phận phương ngang (như dầm – bản sàn) và các bộ phận phương đứng (như tường và cột chịu lực) – những bộ phận này có sức chịu biến dạng võng và uốn các bộ phận liên kết với nhau thành hệ khung truyền tải trọng lượng xuống đất liền

PHẲNG

KẾT CẤU MỚI

B- NỘI DUNG

Đặc điểm kết cấu khung phẳng là có tính chịu lực, bao gồm tải trọng tĩnh và động. Nguyên tắc của truyền lực là:

• Tải trọng tĩnh là những lực đặt tĩnh trong suốt quá trình lắp dựng kết cấu Thường thì nó sẽ nằm ở trên, bên trong kết cấu, nó còn được gọi là trọng lực chính của kết cấu Ví dụ như nếu trọng lượng của các lớp hoàn thiên như trát, lát và chính trọng lượng của bản thân kết cấu thép sàn bê tông chính là trọng tĩnh tác dụng lên kết cấu sàn bê tông và cốt thép

• Tải trọng động chính là lực từ bên ngoài tác động lên kết cấu thép khi chúng đang trong quá trình chuyển động. Những tải trọng này được truyền lên mặt sàn, tới dầm phụ, dầm chính, rồi từ dầm chính truyền vào lưới cột, cột truyền vào những hệ thống móng rồi truyền tải xuống đất

Lúc này, kết cấu thép phải đảm bảo những yêu cầu như chịu lực tốt, phù hợp với mọi công trình

Ưu điểm của kết cấu khung thép phẳng:

Độ tin cậy- chịu lực cao

Trọng lượng nhẹ

Dễ dàng vận chuyện- thi công

sửa chữa

Tính công nghiệp hóa

Tính kín, không thấm nước

ĐIỂM

Kết cấu khung thép chịu lực của nhà thép với kết cấu đơn giản, độ cứng tốt, tương đương ngang nhà lớn Ngoài ra còn cách âm tốt, dễ dàng mở rộng diện tích, đảm bảo thông thoáng tốt

Hệ kết cấu khung chịu lực thường được áp dụng cho các nhà cao tầng (từ 8 tầng trở lên), nhà xưởng công nghiệp cần bố trí không gian lớn

• Hệ khung chịu lực bao gồm chịu lực hoàn toàn và chịu lực không hoàn toàn

• Hệ thống khung chịu lực không hoàn toàn thường được dùng trong không gian mặt bằng rộng hoặc được bố trí theo những quy tắc nhất định, hệ thống này vừa kết hợp cột chịu lực vừa tường chịu lực và sàm dầm trong hệ thống chịu lực dầm gối lên tường chịu lực.

ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

KHUNG PHẲNG

TƯỜNG CỦA KẾT CẤU

Tường ngang được liên

kết cứng với cột -> kết

hợp như một kết cấu

thống nhất

=> tiết kiệm được vật liệu

CHIỀU CAO TƯỜNG

Chiều cao tường ngang

trong khung nhỏ hơn

trong dàn có nhịp tương ứng

ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC

SO VỚI HỆ DẦM

So với hệ dầm dàn chiều cao của tường ngang trong khung nhỏ hơn hệ, có độ

cứng lớn hơn, chịu lực lớn hơn nên tiết kiệm vật liệu

hơn.

NHỊP

Dùng khi nhịp lớn L = 50150m nhưng cao của nhịp không lớn

KẾT CẤU MỚI

 Ưu điểm: của kết cấu khung so với kết cấu kiểu dầm là trọng lượng bản thân bé hơn, chiều cao xà ngang nhỏ hơn

 Nhược điểm: chiều cao tiết diện cột lớn ảnh hưởng đến không gian sử dụng trong nhà, chịu ảnh hưởng của lún móng và thay đổi nhiệt độ

Chiều cao chính của khung được chọn theo

chiều cao tiết diện cột nhưng không nhỏ hơn

(1/40)L Tiết diện xà ngang thay đổi cách đầu cột một đoạn (0 1750 225)L, tiết diện đoạn xà ngang

còn lại lấy không đổi

LÝ THUYẾT

TÍNH TOÁN

B- NỘI DUNG

2. Kích thước chính của khung

Nhịp của cầu trục được xác định từ trục của ray này đến ray đổi diện:

S= L-2A

A là khoảng cách từ mép ngoài tường đến trục của ray cầu trục

A= hc +hw + Zmin

• hc là bề rộng của tường (tường tôn hoặc tường xây);

• hw là chiều cao của tiết diện cột;

• Zmin là khoảng cách an toàn tối thiểu từ trục ray đến mép trong của cột và được xác định theo bảng tra cầu trục của các nhà cung cấp.

Bề rộng nhà 1 khoảng cách được tính từ mép ngoài tường đến mép ngoài tường phía đối diện; Chiều cao nhà H (chiều cao của diềm mái) là khoảng cách từ chân cột đến mép ngoài diềm mái;

Độ dốc mái i là góc giữa mái và đường nằm ngang - Độ dốc mái thông dụng thường là 1/15 hoặc 1/10; Bước khung B là khoảng cách giữa các đường tim của hai cột khung chính kề nhau Bước khung thông dụng nhất là 6m, 7 5m, 8m và 9m

Nhịp của cầu trục S được xác định từ trục của ray này đến ray đổi diện

Tiết diện

• Tiết diện đặc: khung đặc (L= 50-60m), dễ gia công, chế tạo, lắp dựng, tốn vật liệu)

• Tiết diện rỗng: khung rỗng (L = 100-150m)

Sơ đồ kết cấu

• Khung 2 khớp: ở móng hoặc đầu cột

• Khớp đặt tại hai đầu cột momen giữa xà ngang lớn, đơn giản cho lắp ráp

• Khớp đặt ở móng: sẽ làm giảm momen ở xà ngang nhưng momen trong đầu cột lại tăng

• Khung không khớp: giảm được momen nhiều nhịp, tiết kiệm vật liệu làm khung nhưng chi phí vật liệu làm móng nhiều

4. PHÂN LOẠI KHUNG PHẲNG

• Hệ khung đặc

• Hệ khung rỗng nhẹ

• Hệ khung rỗng nặng

Hình dáng

• Chiều cao nhà ở so với nhịp nhỏ: gara

• Chiều cao nhà nhịp lớn: nhà công nghiệp

• Chiều cao nhà h=15-20m thì làm khung đa giác

KẾT CẤU MỚI

 Với cột: có thể thay đổi TD cột nhưng thay

đổi đều từ trên xuống dưới chú ý kiểm tra

ở 3 tiết diện: mắt khung, giữa cột và chân

cột. Chủ yếu chịu nén uốn

 Với dầm: chiều cao tiết diện và xà ngang

thường chọn bằng (1/30-1/40)L Bản bụng

nên chọn mỏng vì còn có sườn cấu tạo ->

làm tăng độ ổn định cho bản bụng Có thể

thay đổi tiết diện

 Ở mắt nách khung: trong trường hợp chịu lực lớn, UWSS tập trung lớn -> bản nách trong được bo tròn theo một vòng lượn sóng và nên dùng 1 bán kính cong để dễ chế tạo Cần gia cường 1 số sườn để chống UWsS tập trung ở nách khung

 Sườn cục bộ: ở trong phạm vi bán kính cong Sườn phụ đặt về phía bản bụng chịu nén để tăng cường chịu nén và đặt hướng tâm

B- NỘI DUNG

 Chế tạo đơn giản nhưng nặng do TLBT, nên nhịp không lớn: 50-60m

 Khung đặc thường được thiết kế sơ đồ khung 2 khớp (ở chân cột)

 Thường được dùng cho khung nhà kho, chợ và được chế tạo từng đoạn rồi chuyển tới công trường lắp ráp

 Thường là tiết diện chữ I đặc tố hợp Tùy từng đoạn chọn nội lực để tính tiết kiệm ổn định cục bộ

MỘT

SỐ LOẠI KHUNG ĐẶC ĐIỂN HÌNH

Sự đa dạng về loại hình như một tầng, hai tầng, một nhịp, hai nhịp, một mái, hai mái và kết cấu các khung nhà thép cũng vì vậy mà đa dạng tùy loại hình mà công trình được xây dựng

1. Nhà không cột giữa 2 mái: nhịp tối đa 100m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất 10m-30m

2. Nhà không cột giữa 1 mái: nhịp tối đa 50m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất < 15m

3. Nhà một cột giữa 2 mái: nhịp tối đa 120m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất 26m-50m

4. Nhà 2 cột giữa 2 mái: nhịp tối đa 180m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất 36m-72m

5. Hệ mái đỉnh cột liên kết khớp: nhịp tối đa 50m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất < 20m

6. Hệ mái đỉnh cột liên kết nhà: nhịp tối đa 80m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất < 30m

7. Nhà nhiều nhịp 1 cột giữa: nhịp tối đa 160m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất 30m-60m

8. Nhà có kèo mái cong không cột giữa: nhịp tối đa 100m. Nhịp thiết kế kinh tế nhất < 30m

K H U N G R

 Gặp nhiều, được tạo nên từ hệ tranh

 Sơ đồ khung 2 khớp hoặc không khớp

 Khớp ở chân: tiết diện cột ở chân bé nên không chiếm mặt bằng lớn -> thường dùng nhiều nhất

 Khớp ở đỉnh: chân lớn nên diện tích mặt bằng lớn, ít dùng

 Khung không khớp: có KN vượt nhịp lớn Tiết diện chân lớn (5-6cm) nên chỉ dùng khi nhịp lớn

 Khung chịu TT lớn và nhịp lớn, tiết diện dàn khung tương tự như tiết diện của dàn nặng: chữ I hoặc [ ] , chiều cao xà ngang thường chọn bằng (1/12-1/20) L

 Bản giằng: là bản mắt ghép ốp 2 bên

Bản giằng đặt gián đoạn -> tiết diện rỗng Bản giằng đặt liên tục -> bản giằng

trở thành một bộ phận tiết diện (tiết diện ống) Tiết diện ống: liên kết với bản mắt rất phức tạp, đòi hỏi độ chính xác và trình độ thi công cao

ĐẶC ĐIỂM

Để giảm momen ở nhịp của rường ngang:

o Làm hệ vách treo (làm việc như 1 đòn bẩy)

o Hoặc đưa khớp lùi vào trong

 Nhịp nhỏ, tải trọng nhỏ Dàn khung rỗng giống dàn thường, được ghép bởi các thép góc

 Bản mắt phải là đa giác lồi Kích thước bản mắt đủ LK các thanh

 Chiều dài khung phải như nhau mới ốp được bản mắt, nếu không, bản mắt sẽ bị kênh

 Do NL trong từng thanh khác chọn chiều dày thanh cánh, thanh bụng thay đổi, những h không thay đổi

 Đh LK thanh vào bản mắt: chỉ dùng Đh mép

 Thanh thượng được cắt chéo, LK đđ với thanh cánh ngoài của cột Thanh cách hạ

cũng cắt chéo và LK với thanh cánh trong của cột bằng LK đđ

 Các thanh khác nên đặt úp để không bị đọng bụi và ẩm Thanh cánh hạ được đặt ngửa

 Vẽ thanh rồi vẽ mắt Mắt đủ hở bên ngoài để hàn đh sống

5.

CÔNG

TIÊU BIỂU TRÌNH

Kết cấu khung thép chịu lực của nhà thép với kết cấu đơn giản, độ cứng tốt, tương đương ngang nhà lớn Ngoài ra còn cách âm tốt, dễ dàng mở rộng diện tích, đảm bảo thông thoáng tốt

Các công trình được đều từ nguồn nước ngoài- trong nước

Qúa trình thi công

SHED

Store & coffee

 SHED sử dụng kết cấu khung đặc với khả năng vượt nhịp lớn

 Thiết kế theo phong cách công nghiệp nhưng vẫn đảm bảo độ trong trắng tự nhiên

với cách hòa hợp màu sắc

 Kết hợp giữa thép với gỗ và kính- các vật liệu góp phần tạo nên độ tuyệt đẹp của công trình

 Kích thước : 400m x 100m x 35m

 Mái : 3:12

 Vị trí Orlando, Florida

 Màu tường : màu sáng

 Màu của mái: Galvalume

 Chuyên gia tư vấn: Ken King

 Điều phối dự án: Jonah Goldman

UCF 's Nichols on Fieldho use

• Chế tạo đơn giản, sử dụng kết cấu khung phẳng thép đặc với 2 màu sắc chính: trắng và nâu.

• Khả năng vượt nhịp lớn đến 50m, chiều cao lên tới 35m, phù hợp cho việc chơi bóng bầu dục khi trời mưa.

Kết cấu khung phẳng bên trong nhà thi đấu UCF

QUÁ TRÌNH THI CÔNG

GM THE COFFE TOWN

Industrial Style - Công nghiệp đang là một trong những xu hướng thiết kế thu hút các CDT và khách hàng Với bộ khung thép tiền chế chắc chắn, thiết kế tinh tế kết hợp cửa kính lộ không gian nội thất hoàn hảo bên trong

Tông màu xám trắng cho toàn bộ đồ nội thất quán cafe, kết hợp màu đen tinh tế của bộ khung thép cứng chắc Mang tới cảm nhận hài hòa giữa sự đơn giản của bộ khung thép và nét nhẹ nhàng.

D.

System Warehouse

Olgooco

• Kiến trúc sư: Olgooco

• Diện tích: 1500 m²

• Năm hoàn thành: 2017

• Quốc gia: Iran

• Sản xuất: Lattonedil, Schüco,

3F Filippi, FILIPPI, IRES, Metalplex s.r.l

Thiết kế một cái kén trắng trên toàn bộ cấu trúc là điểm khởi đầu cho sự biến thái của cấu trúc chính để tạo ra một biểu thức thống nhất của một dạng động Nhà kho sử dụng kết cấu khung phẳng thép đặc Màu trắng là màu duy nhất đến từ nhà máy, như một hương vị của thiên nhiên bên trong không gian công nghiệp và từ gốm sứ, là sản phẩm của nhà máy mà toàn bộ dự án được xây dựng để hỗ trợ và cung cấp các thiết bị lưu trữ Các kho và quản lý như không gian trung gian cung cấp ánh sáng và xem cho nhau

E. NHÀ KHO CÁT LÁI

• Chủ đầu tư: CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ - XÂY DỰNG VÀ THƯƠNG MẠI THUẬN TÀI TÀI

• Địa điểm: Cát Lái – Quận 2

• Nhà thầu: CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG WORLD STEEL

Đây là dự án thứ 10 của World Steel tại quận 2. Sử dụng thiết kế lắp dụng khung thép tiền chế (khung thép dạng đặc).

Fukumasu Base & Kindergarten Annex

• Vị trí: ICHIHARA, NHẬT BẢN

• Kiến trúc sư: Yasutaka Yoshimura Architects

• Diện tích: 684 m²

• Năm: 2016

• Kỹ sư kết cấu: Eisuke Mitsuda, Hasegawa Sogo Sekkei

• Tổng thầu: Sanwa-kigyo Corporation, Tent Warehouse, Hirai Kensetsu

G.

Nhà máy gạch men cao cấp

Vicenza

• Địa chỉ: Lô C, Khu Công nghiệp Lễ Môn, Thanh Hoá

• Thực hiện: Công ty cổ phần thép Tân Khánh.

• Hoàn thành: tháng 6 năm 2018

H.

Case Studies

WD Partners

SHAKE SHACK

• Chủ đầu tư : WD Partners

• BROKERAGE :

• Dự án: Shake Shack

• Vị trí : Denver, Coloardo

• Công nghiệp : Hospitality | Food Service

• Thê loại : Commercial Design

• Chi tiết dự án: Interior + Exterior Photography

1. Tiếp nhận và bảo quản vật tư tại công trường

• Tiếp nhận vật tư: được sản xuất tại nhà máy sau đó được vận chuyển lắp dựng tại công trường

• Bảo quản vật tư: đảm bảo vật tư được tập kết tại công trường tại những vị trí thuận lợi cho quá trình lắp dựng, bảo quản tốt, tránh làm xước xát, hỏng hóc hoặc làm mất, thất thoát vật tư công trình

2. Lắp đặt bulông móng trong lắp dựng khung thép nhà xưởng

Quy trình bước này gồm:

• Lắp đặt cốt thép, cốt pha móng

• Lắp đặt bulong móng

• Công tác chuẩn bị đổ bê tông, bu lông được bịt đầu cẩn thận

6. Quy trình thi công kết cấu khung phẳng

3. Thi công lắp dựng cột, kèo, xà gồ

Quy trình cơ bản của bước này là:

• Lắp dựng gian khóa cứng.

• Lắp dựng dầm kèo đầu tiên.

• Lắp đặt dầm kèo tiếp theo.

• Hoàn thành 100% giàn khóa.

• Lắp đặt toàn bộ các khung kèo và xà gồ.

• Lắp đặt kèo đầu hồi.

• Hoàn tất lắp đặt xà gồ và chống xà gồ.

4. Lắp dựng tôn mái và tôn tường- hoàn thiện

Khi tiến hành lắp tôn vách, sẽ cần dựng tường cao từ 1m2 - 1m4 sau đó mới tiến hành lắp tôn vách Tiếp theo kéo tôn vách bằng dây thừng buộc vào tôn và tiến hành hoàn thiện

Lưu ý: Quy trình lắp dựng nhà xưởng thép tiền chế phải thực hiện theo đúng trình tự để đảm bảo tính thống nhất và chuyên nghiệp, giúp hạn chế đến tối đa sai sót trong quá trình lắp dựng và chất lượng, an toàn công trình trong thời gian sử dụng Đặc biệt, biện pháp thi công lắp dựng phải được thống nhất và dưới sự giám sát bởi đội ngũ kỹ sư - kiến trúc sư giàu kinh nghiệm.

Kết cấu khung thép hiện nay với khả năng chịu lực cực tốt, kèm theo đó với khả năng vượt nhịp lớn, càng ngày càng có nhiều công trình sử dụng Từ nhà ở cho đến các công trình to lớn như showroom, nhà máy, siêu thị, v v Sự phổ biến của kết cấu khung ngày càng đa dạng Vừa đảm bảo mặt thẩm mỹ và vừa dễ lắp đặt, tiết kiệm chi phí nhiều kèm theo đó là thời gian thi công nhanh hơn Việc ứng dụng kết cấu khung thép trong hiện tại – tương lai sẽ ngày còn rộng rãi hơn

CẢM NHẬN VỀ MÔN HỌC

Kết cấu mới đem lại cho em biết thêm trong thiết kế có những loại vật liệu mới, những cấu tạo của các công trình Hiểu thêm về cách tính toán của kết cấu Biết được nhiều xu hướng mới trong thiết kế hiện đại. Tưởng chừng những thứ không làm được thì lại làm được như thiết kế nhà cao tầng bằng gỗ Nắm bắt rõ ưu nhược điểm của thép- bê tông- gỗ trong việc thiết kế và giải quyết vấn đề Đây là cảm nhận của em về môn học này

0764 942 919

diepphatmajeh.architect@gmail.com

Diệp Phát (fb.com/phat.diepphat.5/)

Diệp Phát Majeh diepphat.majeh_art diepphatmajehart99

https://issuu.com/diepphat.majeh

@phtdip