Xà gồ cán nóng trong nhà công nghiệp – Cấu tạo và tính toán

Xà gồ là cấu kiện chịu uốn xiên, có thể dùng thép hình cán nóng dạng chữ I hoặc chữ [. Phổ biến là dạng chữ [ vì có độ cứng tương đối lớn theo 2 phương. Những loại thép này dùng hợp lý với nhịp 6 ~ 9m, với nhịp 12m không nên áp dụng vì trọng lượng thép rất lớn.

Xem thêm bài viết: Tính toán Xà gồ dập nguội – Phương pháp tra bảng

Xem thêm bài viết: Bảng Excel tính toán xà gồ dập nguội chữ C/Z – Áp dụng TCVN 5575:2012

Download bảng tính → Price: 80K (full bộ)

• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Không dùng thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 1 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 2 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 3 thanh treo (30K)

1. Lập mặt bằng bố trí xà gồ

Sơ bộ lựa chọn khoảng cách các xà gồ, tùy theo cấu tạo cụ thể của tôn lợp để chọn khoảng cách xà gồ. Thường có khoảng cách các xà gồ từ 1,2 đến 1,5m. Sau khi chọn khoảng cách các xà gồ ta lập được mặt bằng bố trí xà gồ.

Khi khoảng cách các dầm mái (bước khung B) lớn, trong khi xà gồ có độ cứng quanh trục y-y không lớn. Cần bố trí thêm các thanh treo xà gồ (giằng xà gồ). Số thanh treo cho một xà gồ không nên bố trí nhiều hơn 3. Tùy thuộc vào nhịp B của xà gồ và độ dốc i của mái mà chọn số thanh treo cho 1 xà gồ. Giá trị mô men uốn và độ võng của xà gồ phụ thuộc vào số điểm giằng xà gồ.

Sơ đồ tính toán của xà gồ khi:

• không sử dụng thanh treo xà gồ: dầm đơn giản 1 nhịp
• sử dụng 1 thanh treo xà gồ: dầm liên tục 2 nhịp
• sử dụng 2 thanh treo xà gồ: dầm liên tục 3 nhịp
• sử dụng 3 thanh treo xà gồ: dầm liên tục 4 nhịp

Thanh treo xà gồ thường dùng thép tròn có đường kính ϕ = 14 ~ 22mm, đảm bảo chịu được lực từ mái truyền vào nó.

2. Tải trọng tác dụng lên xà gồ

a. Tĩnh tải

• trọng lượng bản thân xà gồ: g_xg (daN/m)
• trọng lượng tôn lợp mái (trên 1m² mái): g_tl (daN/m²)
• hệ số độ tin cậy của tĩnh tải: n_g
• n_g1 = 1,1: khi trong tổ hợp nội lực, nội lực do tĩnh tải cùng dấu với nội lực do hoạt tải hoặc chúng ngược dấu nhau nhưng trị tuyệt đối của nội lực do tĩnh tải lớn hơn trị số tuyệt đối của nội lực do hoạt tải.
• n_g2 = 0,9: khi trong tổ hợp nội lực, nội lực do tĩnh tải ngược dấu với nội lực do hoạt tải hoặc trị tuyệt đối của nội lực do tĩnh tải nhỏ hơn trị số tuyệt đối của nội lực do hoạt tải.

b. Hoạt tải sửa chữa mái

• hoạt tải sửa chữa mái (phân bố trên mặt bằng): p_c (daN/m²)
• hệ số độ tin cậy của hoạt tải: n_p = 1,3

c. Tải trọng gió

• áp lực gió tiêu chuẩn: W_o (daN/m²). Lấy theo điều 6.4, TCVN 2737-1995
• hệ số độ cao: k_mái .Xét tại vị trí đỉnh mái, nếu nhà có cửa trời thì xét tại vị trí đỉnh cửa trời. Lấy theo điều 6.5, TCVN 2737-1995
• hệ số khí động: C_e = 0,7 (hệ số khí động trên mặt mái lớn nhất khi gió thổi vào đầu hồi nhà)
• hệ số độ tin cậy của tải trọng gió: n_w = 1,2

3. Tổ hợp tải trọng dùng để tính toán, kiểm tra xà gồ mái

a. Tĩnh tải và hoạt tải

• Hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn p_c phân bố trên mặt bằng nhà
• Tải trọng tôn lợp g_tl phân bố theo chiều nghiêng mặt mái. Nên để qui đổi về phân bố trên mặt bằng cần phải chia cho giá trị cosα.

Phân tích tải trọng tác dụng và độ võng trên xà gồ thành 2 thành phần theo 2 trục x và y của tiết diện xà gồ:

+ Tải trọng tiêu chuẩn:

• q_d,tc = (p_c + g_tl/cosα).d₁ + g_xg
• q_dx,tc = q_d,tc.sinα
• q_dy,tc = q_d,tc.cosα

+ Tải trọng tính toán

• q_d = (n_p.p_c + n_g1.g_tl/cosα).d₁ + n_g1.g_xg
• q_dx = q_d.sinα
• q_dy = q_d.cosα

trong đó:

• α: góc nghiêng của mái
• d₁: khoảng cách xà gồ trên mặt bằng. d₁ = d.cosα
• d: khoảng cách xà gồ trên góc nghiêng của mái

b. Tĩnh tải và tải trọng gió

+ Tải trọng tiêu chuẩn

• q_wx,tc = (d₁.g_tl/cosα + g_xg).sinα
• q_wy,tc = W_o.k_mái.C_e.d – (d₁.g_tl/cosα + g_xg).cosα

+ Tải trọng tính toán

• q_wx = n_g2.(d₁.g_tl/cosα + g_xg).sinα
• q_wy = n_w.W_o.k_mái.C_e.d – n_g2.(d₁.g_tl/cosα + g_xg).cosα

Download bảng tính → Price: 80K (full bộ)

• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Không dùng thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 1 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 2 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 3 thanh treo (30K)

Xem thêm bài viết: Xà gồ dập nguội trong nhà công nghiệp – Cấu tạo và tính toán

4. Kiểm tra ứng suất trong xà gồ cán nóng

Kiểm tra bền theo công thức:

σ = σ_x + σ_y = M_x/W_x + M_y/W_y ≤ f.γ_c

Khi kể đến sự phát triển biến dạng dẻo thì kiểm tra theo công thức:

σ = σ_x + σ_y = M_x/(1,12.W_x) + M_y/(1,2.W_y) ≤ f.γ_c

trong đó:

• M_x, W_x: lần lượt là mô men và mô men kháng uốn của xà gồ theo phương x
• M_y, W_y: lần lượt là mô men và mô men kháng uốn của xà gồ theo phương y
• W_x, W_y: tra theo catalogue của nhà sản xuất, hoặc xem bài viết “Xác định đặc trưng hình học tiết diện bằng AutoCad” để xác định giá trị này
• f: cường độ tính toán của thép xà gồ
• γ_c: hệ số điều kiện làm việc

a. Xà gồ không có thanh treo

+ Tiết diện giữa nhịp B:

• M_x,max = q_y.B²/8
• M_y,max = q_x.B²/8

b. Xà gồ có 1 thanh treo

+ Tiết diện giữa nhịp B:

• M_x,max = q_y.B²/8
• M_y,max = q_x.B²/32

c. Xà gồ có 2 thanh treo

+ Tiết diện giữa nhịp B:

• M_x,max = q_y.B²/8
• M_y = q_x.B²/360

+ Tiết diện gối thứ 2 (B/3):

• M_x = q_y.B²/9
• M_y,max = q_x.B²/90

d. Xà gồ có 3 thanh treo

+ Tiết diện giữa nhịp B:

• M_x,max = q_y.B²/8
• M_y = 17,85.q_x.B²/4000

+ Tiết diện gối thứ 2 (B/4):

• M_x = 3.q_y.B²/32
• M_y,max = 26,75.q_x.B²/4000

Download bảng tính → Price: 80K (full bộ)

• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Không dùng thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 1 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 2 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 3 thanh treo (30K)

Xem thêm bài viết: Xà gồ dập nguội trong nhà công nghiệp – Cấu tạo và tính toán

5. Kiểm tra độ võng xà gồ cán nóng

Kiểm tra võng theo công thức:

trong đó:

• ∆_x/B: tỉ số độ võng đối với nhịp B của xà gồ theo trục x
• ∆_y/B: tỉ số độ võng đối với nhịp B của xà gồ theo trục y
• [∆/B]: độ võng tương đối cho phép của xà gồ

a. Xà gồ không dùng thanh treo

+ Tại điểm giữa nhịp B:

trong đó:

• E: mô đun đàn hồi của thép xà gồ
• I_x, I_y: mô men quán tính của tiết diện xà gồ theo 2 phương x và y. Tra theo catalogue của nhà sản xuất, hoặc xem bài viết “Xác định đặc trưng hình học tiết diện bằng AutoCad” để xác định giá trị này.

b. Xà gồ có 1 thanh treo

+ Tại điểm giữa nhịp B:

+ Tại điểm cách gối (đầu xà gồ) một đoạn 0,4215.(B/2):

c. Xà gồ có 2 thanh treo:

+ Tại điểm giữa nhịp B:

+ Tại điểm cách gối (đầu xà gồ) một đoạn 0,446.(B/3):

d. Xà gồ có 3 thanh treo:

+ Tại điểm giữa nhịp B:

+ Tại điểm cách gối (đầu xà gồ) một đoạn 0,44.(B/4):

6. Một số kết luận khác

+ Khi đảm bảo tấm lợp liên kết chặt vào xà gồ thì có thể coi như xà gồ không bị võng theo phương trục x (∆_x = 0), chỉ cần kiểm tra độ võng theo phương trục y (∆_y).

+ Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của xà gồ chịu tải trọng thẳng đứng vì cánh nén của nó được gắn vào tấm lợp bằng vít. Ở những nơi có gió bão lớn, phải kiểm tra ổn định tổng thể của xà gồ chịu tải trọng gió, còn ở vùng gió bé thường không cần kiểm tra vì ứng suất tính theo điều kiện bền là nhỏ.

+ Khi cấu tạo xà gồ thành dầm liên tục, có một số vấn đề cần lưu ý:

• không nên dùng xà gồ siêu tĩnh hai nhịp (1 thanh treo), sẽ không kinh tế vì mô men ở gối giữa bằng 1,79 lần mô men ở nhịp.
• khi sử dụng xà gồ liên tục nhiều nhịp mà bước khung B (nhịp xà gồ) đều nhau thì mô men ở gối thứ 2 tính từ đầu hồi sẽ lớn hơn mô men ở gối trung gian. Do đó, để xà gồ ở các nhịp có tiết diện giống nhau thì nhịp đầu tiên (ở ngoài cùng – khoảng cách 2 gian đầu hồi) phải giảm đi chỉ còn 0,8B. Nếu không giảm nhịp đầu tiên thì: hoặc tăng tiết diện xà gồ, hoặc tăng cường độ vật liệu thép xà gồ, hoặc bố trí thêm xà gồ cho gian đầu nhà (giảm khoảng cách xà gồ d).

Download bảng tính → Price: 80K (full bộ)

• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Không dùng thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 1 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 2 thanh treo (30K)
• Bảng Excel tính toán xà gồ cán nóng chữ C nhà công nghiệp – Dùng 3 thanh treo (30K)

Xem thêm bài viết: Xà gồ dập nguội trong nhà công nghiệp – Cấu tạo và tính toán