đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP SỐ II THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Nhà công nghiệp tầng lắp ghép, ba nhịp nhau,có cửa mái để thơng gió chiếu sáng đặt nhịp L = 21m, cao trình ray R=6.5m, nhịp có hai cầu trục chạy điện, chế độ làm việc nặng sức trục Q=20/5 T, dây móc cẩu cứng Bước cột a = 12 m Địa điểm xây dựng Bắc Ninh I - LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN: Chọn kết cấu mái : Với nhịp L=21 m chọn kết cấu dàn bê tơng cốt thép dạng hình thang, độ dốc cánh i=1/10 , chiều cao dàn chọn sau: H = (1/7 ÷ 1/9)L = (21/7 ÷ 21/9) = (3, ÷ 2,33) m.Chọn H = 2,8 m Chiều cao đầu dàn: Hđd =H- i L 21 = 2,8 =1,8 m 10 2 -Khoảng cách mắt dàn cánh thượng lấy 3m -Khoảng cách mắt dàn cánh hạ lấy 6m Cửa mái đặt nhịp bố trí dọc nhà, chiều rộng cửa mái lấy 12m, cao m Các lớp mái cấu tạo từ xuống sau: - Hai lớp gạch nem kể vữa lót dày cm - Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm - Lớp bê tông chống thấm dày cm - Panen mái dạng panen sườn, kích thước 12 × m cao 45 cm Tổng chiều dày lớp mái: t = + 12 + + 45 = 66 cm Chọn dầm cầu trục : - Trục định vị nhà : Cầu trục có sức trục Q = 20T thuộc trường hợp Q < 30T trục định vị nhà xác định hình sau: Cột biên: trục định vị trùng mép cột Cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học cột SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii A GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG B - Nhịp cầu trục xác định : LK = L- 2λ =21 – 2.0,75 =19,5 m - Cầu trục làm việc chế độ nặng, sức trục Q=20/5 T , LK =19,5 m tra bảng ta có tiêu cầu trục chạy điện sau: B = 6300 (mm); K = 4400 (mm) ; Hct = 2400(mm); B1 = 260(mm) - áp lực bánh xe lên ray:Pmaxtc =22 T Ptcmin = 4,8 T -Trọng lượng xe con: G = 6,0 T -Toàn cầu trục: G = 33,5 T -Từ Ptcmax = 22 T Ta chọn đường ray có chiều cao : Hr = 150 (mm) Trọng lượng tiêu chuẩn đường ray: grc = 150 kG/m - Với bước cột a =12 m, nhịp nhà L= 21 m, sức trục Q = 20 T ta chọn dầm tiết diện chữ I bê tơng cốt thép với kích thước chọn theo thiết kế định hình: Hc = 1400 ;b =140 ; bf’= 650; hf’= 180 ; bf = 340 ; hf =300 trọng lượng dầm cầu trục : 11,3 T Xác định chiều cao nhà : Lấy cao trình nhà tương ứng với cốt ± 0.00 để xác định kích thước khác - Cao trình vai cột: V = R- ( Hr + Hc) R- cao trình ray cho R = 6,5 m Hr- chiều cao ray lớp đệm Hr = 0,15 m Hc- chiều cao dầm cầu trục Hc = 1,4 m V = 6,5- ( 0,15 + 1,4) = 4,95 SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN V¡N PHONG - Cao trình đỉnh cột: D = R + Hct + a1 H ct - chiều cao cầu trục tính từ cao trình ray đến đỉnh xe con, H ct = 2,4 m a1- khe hở an toàn từ đỉnh xe đến mặt kết cấu mang lực mái, chọn: a1= 0,15m đảm bảo a1 ≥ 0,1 m D = 6,5 + 2,4 + 0,15 = 9,05 m - Cao trình đỉnh mái: M = D + h + + t Chiều cao kết cấu mang lực mái: h = 2,8m Chiều cao cửa mái: = 4m Tổng chiều dày lớp mái: t = 0,66 m Cao trình đỉnh mái nhịp thứ hai có cửa mái: M2 = 9,05 + 2,8 + + 0,66 = 16,51 m Cao trình mái nhịp biên khơng có cửa mái: M1 = 9,05 + 2,8+ 0,66= 12,51 m Chọn kích thước cột : Trong trường hợp số liệu đồ án: sức nâng trục nhỏ 30T, nhịp nhà nhỏ 30 m ta chọn loại cột đặc có tiết diện chữ nhật - Chọn chiều dài phần cột: + Chiều dài phần cột trên: Ht = D – V = 9,05 – 4,95 = 4,1( m ) + Chiều dài phần cột dưới: Hd = V + a2 a2 khoảng cách từ mép móng đến mặt Ta chọn a2 = 0,5 m đảm bảo a2 ≥ 0,4m ⇒ Hd = 4,95 + 0,5 = 5,45 (m) * Chọn tiết diện cột: - Bề rộng cột b chọn theo thiết kế định hình, thống cho tồn phần cột cột dưới, cho cột biên lẫn cột giữa, với a =12 cm ta chọn b = 50 cm thoả mãn độ mảnh cột theo phương mặt phẳng : l0/b = 1,2 Hd/ b =1,2.5,45/ 0,5 = 13,08 < 30 - Xác định chiều cao tiết diện phần cột trên: SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN VĂN PHONG +Cột biên: chọn dựa vào điều kiện a = λ - B1 – ht >6 ( cm ) Với a4 khoảng cách từ mép bên cầu trục đến mép cột Tra bảng ta B1 = 26 (cm); λ = 75 ( cm ) Chọn ht = 40 ( cm ) thoả mãn điều kiện a4 =75 - 40 – 26 = > (cm) +Cột giữa: chọn dựa theo điều kiện a4 = λ - B1 – 0,5 ht Chọn ht = 60 (cm) thoả mãn điều kiện a4 =75 – 0,5 60 – 26 = 19 >6 (cm) - Xác định chiều cao tiết diện phần cột dưới: +Cột biên chọn hd = 60 (cm) thoả mã điều kiện : hd >Hd / 14 = 5,45/14 = 0,39 m +Cột chọn hd = 80 (cm) - Xác định kích thước vai cột: + Cột biên : hv = 60 cm ; lv= 40 cm ;góc nghiêng cạnh vai 45o + Cột : hv =60 cm ; lv=60 cm ;góc nghiêng cạnh vai 45o - Kiểm tra độ mảnh cột : * Cột biên: +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung là: l0 2,5 H t 2,5.4,1 = = = 25, 625 < 30 ht ht 0, +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung là: l0 2.H t 2.4,1 = = = 16, < 30 b b 0,5 +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung là: l0 1,5H d 1,5.5, 45 = = = 13, 625 < 30 h h 0, +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung là: l0 1, H d 1, 2.5, 45 = = = 13, 08 < 30 b b 0,5 * Cột giữa: +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung : l0 2,5H t 2,5.4,1 = = = 17, 083 < 30 ht ht 0, +độ mảnh cột theo phương ngồi mặt phẳng khung là: l0 × H t 2.4,1 = = = 16, < 30 b b 0,5 +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung là: SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG l0 1,5H d 1,5.5, 45 = = = 10, 22 < 30 h h 0,8 +độ mảnh cột theo phương mặt phẳng khung là: l0 1, H d 1, 2.5, 45 = = = 13, 08 < 30 b b 0,5 A SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 B đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG II - XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TỐN : Tĩnh tải mái: Tĩnh tải trọng lượng thân lớp mái tác dụng 1m mặt mái xác định theo cơng thức: Ptt = Ptc× n = γ × δ × n Stt Các lớp mái Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính chuẩn kG/m2 vượt tải tốn kG/m2 lớp gạch nem + vữa lót dày 90 1,3 117 cm,γ=1800kG/m3 Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 144 1,3 187,2 12 cm, γ=1200 kG/m3 Lớp bê tông chống thấm dày 100 1,1 110 4cm, γ=2500 kG/m3 Panen 12×3 m dày 45 cm 320 1,1 352 - Phần mái hở đầu hồi panen không đủ để đặt panen dự kiến đổ bù bê tông rộng 1,5 m, chiều cao chiều cao panen (45 cm), γ=2500 kG/m3 có tải trọng tính tốn : Ptt = 2500 × 0,45 × 1,1 = 1237,5 kG/m2 - Tĩnh tải toàn mái: ∑ gm =(117+187,2+110).a.L + 352.a.(L-2.1,5) +1237,5.a.2.1.5 =(117+187,2+110).12.21 + 352.12.18 + 1237,5.12.3 ∑ gm =224,96 (T) - Tĩnh tải trọng lượng thân dàn mái nhịp 21 m lấy G1c= 8,1 T, n = 1.1 Gtt1 = 8,1×1,1 = 8,91 (T) - Trọng lượng khung cửa mái rộng 12m, cao 4m, lấy G2c =2,8 T, n=1,1 Gtt2 = 2,8× 1,1 = 3,08 (T) - Trọng lượng kính khung cửa kính lấy G2c =500 (kG/m), n = 1,2 gttk = 500 × 1,2 = 600 (kG/m) Tĩnh tải mái quy lực tập trung Gm1 tác dụng nhịp biên (khơng có cửa mái) tính theo cơng thức: Gm1 = 0.5 × (G1 + ∑ gm) SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN VĂN PHONG Gm1 = 0,5 × (8,91 + 224,96) = 116,94 (T) -Với nhịp có cửa mái: Gm2 = 0,5 × (G1 + ∑ gm + G2 + 2×gk×a) = 0,5 × (8,91 + 224,96 + 3,08 + 2× 0,6×12) = 125,68 (T) Điểm đặt Gm1, Gm2 cách trục định vị 0,15m thể hình vẽ: A B Tĩnh tải dầm cầu trục ray cầu chạy : Trọng lượng tiêu chuẩn thân dầm cầu trục, ray cầu chạy : Gd= G1 + a×gr G1 : trọng lượng thân dầm cầu trục, G1c =11,3 T, n =1,1 gr- trọng lượng ray lớp đệm, grc = 150 (kG/m2), n =1,1 Gd = 1,1.(11,3 + 12× 0,15) = 14,41 (T) Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75 m Tĩnh tải trọng lượng thân cột : Tải trọng tính theo kích thước cấu tạo cho phần cột * Cột biên: + Phần cột trên: Gt = 0,5 × 0,4 × 4,1 × 2,5 × 1,1 = 2,255 (T) + Phầncột dưới: G d =( 0,5× 0,6× 5,45 + 0,5× 0, + ×0,4 )× 2,5 × 1,1 = 4,94 (T) * Cột giữa: + Phần cột trên: G t = 0,5 × 0,6 × 4,1 × 2,5 × 1,1 = 3,38 (T) + Phầncột dưới: G d =(0,5 × 0,8 × 5,45 +2×0,5 × 0, + 1, × 0,6 )× 2,5× 1,1= 6,74 (T) Tường xây gạch tường tự chịu lực nên trọng lượng thân khơng gây SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG nội lực cho khung Hoạt tải sửa chữa mái : Mái nhà công nghiệp mái nặng ta lấy : Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố 1m2 mặt mái lấy ptc = 75 kG/m2, n = 1,3 Hoạt tải đưa thành lực tập trung Pm đặt đầu cột Pm= 0,5×n×ptc×a×L Pm= 0,5 × 1,3 × 75 × 12 × 21 = 12285 (kG) = 12,285(T) Điểm đặt Pm đặt trùng với vị trí Gm Hoạt tải cầu trục : a Hoạt tải đứng cầu trục: Với số liệu cầu trục cho: Q = 20/ T, L K=19,5 m chế độ làm việc nặng tra bảng ta có : - Bề rộng cầu trục : B = 6,3 (m) - Khoảng cách hai trục bánh xe cầu trục : K = 4,4 (m) - Áp lực lớn tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray: Pmax= 22 (T) - Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 - 1995, n=1.1 -Trọng lượng xe G = 6,0 T Áp lực thẳng đứng lớn hai cầu trục đứng cạnh truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng phản lực Dmax= n × P tc max × ∑y i =1 i Các tung độ đường ảnh hưởng xác định theo tam giác đồng dạng : SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN V¡N PHONG y1 = ; y2 = 7,6/ 12 = 0,634 y3 = 10,1/ 12 = 0,842 ; y4 =5,7/12 = 0,475 ∑y i =1 = + 0,634 + 0,842 + 0,475 = 2,951 Dmax = 1,1 × 22 × 2,951 = 71,42 (T) Điểm đặt D max trùng với điểm đặt Gd b Hoạt tải ngang xe con: Lực hãm ngang bánh xe truyền lên dầm cầu trục trường hợp dây móc cẩu cứng xác định theo cơng thức : Q + Gx 20 + = =1,3 (T) 10 10 T1 = Ttcn = Lực hãm ngang lớn Tmax hai cầu trục làm việc gần xác định theo đường ảnh hưởng Dmax : Tmax= n × T1× ∑ yi i =1 = 1.1 × 1, × 2,951= 4,22 (T) Xem lực Tmax truyền lên cột mặt dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1,4m cách đỉnh cột đoạn: y = 4,1 – 1,4 = 3,7 (m) Hoạt tải gió : Tải trọng gió tính tốn tác dụng lên mét vng bề mặt thẳng đứng cơng trình là: W = n × W0 × k × C Trong W0 - áp lực gió độ cao 10 m ,theo TCVN-2737-1995 Bắc Ninh thuộc vùng II-B nên áp lực W0 tra bảng W0 = 95 (kG/m2) k - hệ số kể đến thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình, áp dụng dạng địa hình B Hệ số k xác định tương ứng hai mức : + Mức đỉnh cột cao trình +9,05 m có k = 0,976 + Mức đỉnh mái cao trình +16,51 m có k = 1,094 C - hệ số khí động, phụ thuộc vào dạng cơng trình, phân thành phần gió đẩy gió hút C = + 0.8 với phía gió đẩy C = - 0.4 phía gió hút n - hệ số vượt tải, n = 1.2 Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy phân bố đều: P = W × a = n × W0 × k × C × a SVTH : NGUN DUY CH÷ - LớP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép sè ii GVHD : NGUN V¡N PHONG Phía gió đẩy: Pđ = 1,2 × 0.095 × 0,976× 0,8 × 12 = 1,07 (T/m) Phía gió hút: Ph = 1,2 × 0,095 × 0,976 × 0,4 × 12 = 0,535(T/m) Phần tải trọng gió tác dụng mái, từ đỉnh cột trở lên đưa thành lực tập trung đặt đầu cột S1, S2 với k lấy trị số trung bình: K = 0.5 × (0,976 + 1,094) = 1,035 Các giá trị hệ số khí động phần mái tra theo TCVN 2737 – 1995, lấy theo sơ đồ hình vẽ sau: H 9, 05 = = 0, 43 l 21 Trong : Ce1 tính với góc α = 5,710 ( độ dốc i =tgα =1/10 ), tỉ số Nội suy → Ce1 =-0,46 -0,6 Ce -0, 5,71° -0,3 -0,6 ,46 = -0 +0,3 -0,6 4,0m -0, -0,5 -0, 0,4 1,8m 2,8m -0,4 +0,8 Sơ đồ xác định hệ số khí động mái S2 EJ= EJ= EJ= S1 Ph P® A 21000 B C 21000 D 21000 Trị số S tính theo cơng thức: S = n × k × W0 × a × n ∑C k i =1 i i = 1,2 × 1,035 × 0,095 × 12 × n ∑ C i h i =1,416 × i =1 n ∑C h i =1 i i Thay giá trị vào ta được: S1 = 1,416 ( 0,8×2,86 – 0,46×1 + 0,6× – 0,3×0,45 + 0,3×4 – 0,6 × 0,55) = 4,03 (T) S2 = 1,416 ( 0,6×0,55 + 0,6 × +0,6×0,45 – 0,5×1 + 0,4×1 +0,4×2,86 ) = 5,5 (T) SVTH : NGUN DUY CHữ - LớP : 2004X1 10 đồ án bê t«ng cèt thÐp sè ii ϕ l =1+ M dh + N dh (0, × h − a) = + M + N (0, × h − a ) GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG 0, 356 + 246(0, × 0, − 0, 05) = 1,5565 44,132 + 268,113(0, × 0, − 0, 05) Hệ số xét đến ảnh hưởng độ lệch tâm e : 0,11 S = 0,1 + 0,3077 + 0,1 = 0,3698 Lực dọc tới hạn: 6, S Ntr = ( × Eb × Jb + Ea × Ja) l ϕl 6, 0,3698 ( = × 300.10 × 900000 + 200.10 × 34375 ) 1025 1,5565 = 809,56 T Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: 1 η = − N = − 268,113 = 1,495 809,56 N th η × e0 = 1,495 × 18,46 = 27,6 cm e = η × e0 + 0,5 × h – a = 27,6 + 0,5 × 60 – = 52,6 cm Giả thiết nén lệch tâm lớn : 2a’ ≤ x ≤ ξ R× h0 Xác định sơ chiều cao vùng chịu nén x: N 268113 x1 = R × b = = 36,98 cm 145 × 50 n x > ξ R× h0 = 0,563.55 = 30,965 cm → giả thiết không đúng, xảy nén lệch tâm bé Tính lại x theo phương pháp dần: ’ Với x= x , tính A S đặt A S* : N (e + 0,5 x − h0 ) 268113(52, + 0,5.36,98 − 55) = = 23,638 cm RSC (h0 − a ') 3650(55 − 5) 1 [ N + RS AS *( − 1)].h0 [268113 + 2.3650.23, 638( − 1)].55 − ξR − 0,563 x= = = 33,99 cm 2R A * 2.3650.23, 638 145.50.55 + Rb b.h0 + S S − 0,563 1− ξR AS* = Thoả mãn điều kiện : ξ R× h0 = 30,965 cm < x 50 cm nên đặt cốt dọc cấu tạo Dùng 2∅16 2Φ 22 3Φ 28 2Φ 16 2Φ 22 3Φ 28 Phần cột dưới: Chiều dài tính tốn l = 1,5H d = 1,5 × 545 = 817,5 cm Kích thước tiết diện b = 50 cm, h = 80 cm Giả thiết chọn a = a’ = cm, h0 = 80 - = 75 cm; h - a’ = 75 - = 70 cm Độ mảnh λh = l 0/h = 817,5/80 = 10,22 > cần xét đến uốn dọc Độ lệch tâm tính tốn: e = M/N + ea với e a độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy 3cm thoả mãn điều kiện: ea = ≥ ( h/30 = 80/30 = 2,7cm; H d/600 = 0,91 cm; 1cm) Để tính tốn ảnh hưởng uốn dọc, tạm giả thiết µt = 1%, tính mơ men qn tính tit din : I S = t ì b × h0 × (0,5 × h – a)2 = 0,01 × 50 × 75 × (0,5×80 – 5) = 45937, cm SVTH : NGUN DUY CH÷ - LớP : 2004X1 46 đồ án bê tông cốt thép sè ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG I b = b × b3 /12 = 50 × 803 /12 = 2133333 cm Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ba cặp nghi ngờ nguy hiểm ghi bảng sau: Ký hiệu Ký hiệu M N cặp nội bảng tổ (T.m) (T) lực hợp IV-14 -51,434 IV-17 IV-18 e1 =M/N e 0=e +e a M dh N dh (m) (m) (T.m) (T) 281,56 0,1827 0,2127 -0,914 281,56 -58,94 353,6806 0,1667 0,1967 -0,914 281,56 -58,166 406,5178 0,1431 0,1731 -0,914 281,56 a Tính cốt thép đối xứng với cặp 1: Với cặp có e 0/h = 21,27/80 = 0,266 Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn : ϕ l =1+ M dh + N dh (0, × h − a) = + 0, 914 + 281,56(0, × 0,8 − 0, 05) = 1,6632 M + N (0, × h − a ) 51, 434 + 281, 56(0, × 0,8 − 0, 05) Hệ số xét đến ảnh hưởng độ lệch tâm e : 0,11 S = 0,1 + 0, 266 + 0,1 = 0,401 Lực dọc tới hạn: 6, S Ntr = ( × Eb × Jb + Ea × Ja) l ϕl 6, 0, 401 ( = × 300.10 × 2133333 + 200.10 × 45937,5 ) 817,5 1, 6632 = 2357,5 T Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: 1 η = − N = − 281,56 = 1,136 N tr 2357,5 η × e0 = 1,136 × 21,27 = 24,16 cm e = η × e0 + 0,5 × h – a = 24,16 + 0,5 × 80 – = 59,16 cm Giả thiết nén lệch tâm lớn : 2a’ = 10 cm ≤ x ≤ ξ R× h0 = 0,563×75 = 42,225 cm Xác định sơ chiều cao vùng chịu nén x 1: N 281560 x1 = R × b = = 38,84 cm → thoả mãn 145 × 50 bt ’ Tính A S = AS theo công thức : SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 47 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN VĂN PHONG N e − Rb b.x (h0 − 0,5 x) N (e + 0, x − h0 ) ' AS = AS = = R (h − a ') RSC (h0 − a ) SC ’ = 281560(59,16 + 0,5.38,84 − 75) = 3,945 cm 3650(75 − 5) ’ Kiểm tra µ = µ’ = A S /bìho = 3,945/(50 ì 75) = 0,0011 = 0,11% với độ mảnh λh = 10,22 có µmin = 0,05%, đảm bảo µ ’ ≥ µ b Tính cốt thép đối xứng với cặp : Với cặp có e 0/h = 19,67/80 = 0,246 Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn : ϕ l =1+ M dh + N dh (0, × h − a) = + 0, 914 + 281, 56(0,5 × 0,8 − 0, 05) = 1,5443 M + N (0, × h − a ) 58, 94 + 353, 6806(0,5 × 0,8 − 0, 05) Hệ số xét đến ảnh hưởng độ lệch tâm e : 0,11 S = 0,1 + 0, 246 + 0,1 = 0,418 Lực dọc tới hạn: 6, S Ntr = ( × Eb × Jb + Ea × Ja) l ϕl 6, 0, 418 ( = × 300.10 × 2133333 + 200.10 × 45937,5 ) 817,52 1,5443 = 2538,7 T Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: 1 η = − N = − 353, 6806 = 1,162 N tr 2538, η × e0 = 1,162 × 19,67 = 22,86 cm e = η × e0 + 0,5 × h – a = 22,86 + 0,5 × 80 – = 57,86 cm Giả thiết nén lệch tâm lớn : 2a’ = 10 cm ≤ x ≤ ξ R× h0 = 0,563×75 = 42,225 cm Xác định sơ chiều cao vùng chịu nén x 1: N 353680, x1 = R × b = = 48,78 cm > ξ R× h0 145 × 50 bt → giả thiết không Xảy nén lệch tâm bé Tính lại x theo phương pháp dần: ’ Với x= x , tính A S đặt A S* : AS* = N (e + 0,5 x − h0 ) 353680, 6(57,86 + 0,5.48, 78 − 75) = = 11,28 cm RSC (h0 − a ') 3650(75 − 5) SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 48 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN VĂN PHONG 1 − 1)].h0 [353680, + 2.3650.11, 28( − 1)].75 − ξR − 0,563 = = 47,096 cm 2R A * 2.3650.11, 28 145.50.75 + Rb b.h0 + S S − 0,563 1− ξR [ N + RS AS *( x= Thoả mãn điều kiện : ξ R× h0 = 42,225 cm < x 270,57 T Vậy cột đủ khả chịu lực theo phương mặt phẳng uốn - Phần cột với N max = 406,5178 T , chiều dài tính tốn: l = 1,2 × Hd = 1,2 × 545 = 654 cm Độ mảnh λb = l 0/b = 654/50 = 13,08 Hệ số uốn dọc ϕ tra bảng (nội suy) ϕ = 0,9425 Tính tốn kiểm tra cấu kiện theo cấu kiện chịu nén tâm Ab = 50 × 80 = 4000 cm Tổng diện tích cốt thép: A St = 2×15,71= 31,42 cm 2, tính tốn kiểm tra theo cơng thức: N ≤ ϕ(Rb × Ab + RSC × ASt ) ϕ( R b × Ab + RSC × ASt ) = 0,9425 × (145 × 4000 + 3650 × 31,42) = 654739 kG = 654,739 T > 406,5178 T SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 51 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN VĂN PHONG Vậy cột đủ khả chịu lực theo phương ngồi mặt phẳng uốn VII TÍNH TỐN CỘT TRỤC B THEO CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC : a) Kiểm tra theo khả chịu cắt : Ở phần cột dưới, lực cắt lớn xác định từ bảng tổ hợp Q max = -12,3344 T K1×R bt ×b ×h0 = 0,6 × 10,5 × 50 × 76,5 = 24097,5 kG =24,0975 T > Q max nên bê tông đủ khả chịu cắt, đặt cốt đai theo cấu tạo 1   d = 20 = 5mm  d ≥  max  ⇒ chọn đai Φ6 5mm    15d = 15 × 2, = 30cm  a ≤ b = 50cm ⇒ 50cm  chọn a =30 cm c Kiểm tra nén cục : Đỉnh cột chịu lực nén mái truyền xuống gác lên đỉnh cột : N1 = G m1+P m1 = 116,94 + 12,285= 129,225 T N2 = Gm2+Pm2 = 125,68 + 12,285 = 137,965 T Vì N > N nên lấy N để kiểm tra nén cục Bề rộng dàn mái kê lên cột 24cm, bề dài tính tốn đoạn kê 26cm Diện tích trực tiếp chịu nén cục F cb = 24 × 26 = 624 cm , diện tích tính tốn tiết diện lấy đối xứng qua F cb tính F t = 50 × 30 = 1500 cm Hệ số tăng cường độ xác định: m cb = Ft = Fcb 1500 = 1,34 < với ξcb = 0,75 khả chịu ép cục vai là: 624 ξcb ×m cb ×R b×Fcb = 0,75 ×1,34 × 145 × 62 = 90932,4 kG = 90,9324 T F t = 1500 cm Tỷ số cốt thép lưới tính theo cơng thức µ = (n × f ×l + n 2×f × l )/F × S = (9 × 0,283 × 48 + 11 × 0,283 × 58)/2576 ì 12 = 0,0098 c = (à × R Sl )/R b = (0,0098 × 2250)/145 = 0,152 k1 = (5 + α c)/(1 + 4,5 × α c) = (5 + 0,152)/(1 + 4,5 × 0,152) = 3,0594 Tính γ1 với F khơng q F t γ = 4,5 – 3,5 × (F cb /F t ) = 4,5 – 3,5 × (624/1500) = 3,044 Kiểm tra khả chịu lực theo công thức: N ≤ (m cb × R b + k × µ1 × RSl × γ 1) × F cb = (1,34 × 145 + 3,0594 × 0,0098 × 2250 × 3,044) × 624 = 249380 kG = 249,38 T với N = 137,965 T < 249,38 T nên đảm bảo khả chịu lực cục 20 130 20 260 20 460 500 260 500 240 130 20 600 40 150 360 20 150 Fcb Ft 600 20 560 600 20 (gia cố lưới thép đầu cột giữa) c Tính tốn vai cột : Kích thước sơ đồ tính thép vai thể hình Chiều cao làm việc h =116 cm, bề dài vai L v = 60cm có L v < 0,9 × h0 =104,4cm nên vai cột thuộc kiểu công son ngắn Lực tác dụng lên vai: P = D max + Gd = 71,42 + 14,41 = 85,83 T SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 53 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN V¡N PHONG Kiểm tra kích thươc vai cột theo điều kiện: P ≤ 2,5 × R k × b × h0 P ≤ 1,2 × Kv × Rk × b × h20 /a v (1) (2) (Sơ đồ tính vai cột giữa) P = 85,83 < 2,5× Rbt×b× h0 = 2,5 × 10,5 × 50 ×116 = 152250 kG = 152,25 T thoả mãn (1) Cầu trục có chế độ làm việc nặng K v = 0,75, khoảng cách từ lực P đến mép cột a v = 75 - 40 = 35 cm P = 85,83 < 1,2 × Kv × R bt × b × h20 /a v = 1,2 × 0,75 × 10,5 x 50 × 116 /35 = 181656 kG = 181,656 T thoả mãn (2) * Tính cốt dọc: Mơ men uốn tiết diện mép cột 1-1: M = P × av = 85,83 × 0,35 = 30,0405 (T m) SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 54 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUN V¡N PHONG Tính cốt thép với mơ men tăng 25% M tt = 1,25 × M = 1,25 × 30,0405 = 37,55 (T m) M α m = R b.h2 = 3755000 = 0,0385, tra bảng có ζ = 0,98 b 145 × 50 ×116 3755000 M A S = ζ R h = = 9,05 cm 0,98 × 3650 ×116 S → chọn 2Φ25, A S = 9,82 cm * Tính cốt đai cốt xiên: Vì P = 85,83 (T) > R bt × b × h0 = 10,5 × 50 × 116 = 60900 kG = 60,9 T h = 120cm > 2,5 × av = 2,5 × 35 = 87,5 cm nên vai cột dùng cốt đai nằm ngang cốt xiên Cốt đai chọn Φ8, khoảng cách 15cm, thoả mãn không h/4 = 30cm 15cm Diện tích cốt xiên cắt qua nửa đoạn L x khơng bé : 0,002 × b × h0 = 0,002 × 50 × 116 = 11,6 cm, chọn 4Φ20 đặt thành lớp Đường kính cốt xiên thoả mãn bé 25 mm Lx/ 15 = 83 mm (Lx = 1202 + 352 = 125 cm) * Kiểm tra ép mặt lên vai : Dầm cầu trục lắp ghép, lực nén lớn từ dầm truyền vào vai là: N = 0,5 × Gd + Dmax1 Giá trị D max1 P max gây tính cho bên dầm Dựa vào đường ảnh hưởng vẽ phần xác định hoạt tải đứng dầm cầu trục ta tính : Dmax1 = n ×Pmax(y1 + y3+ y ) = 1,1 × 22 (1 + 0,842 + 0,475) = 56,07 T N = 0,5 × 14,41 + 56,07 = 63,275 (T) SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 55 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN VĂN PHONG Bề rộng dầm cầu trục đoạn gối mở rộng 34cm, đoạn dầm gối lên vai 23 cm Fcb =34×23 =782 cm Diện tích tính toán nén cục F t lấy theo hình sau: Ft = 54 × 23 = 1242 cm hệ số tăng cường độ: m cb = Ft = Fcb 1242 = 1,17 < 782 với ξcb = 0,75 khả chịu ép cục vai là: ξcb × m cb × R b × F cb = 0,75 × 1,17 × 145 × 782 = 99500 kG = 99, T N = 63,275 T < 99, T nên thoả mãn điều kiện khả chịu ép cục nên gia cố thêm lưới thép mặt vai cột, phải gia cố vai cột theo cấu tạo Ở ta dùng thép đệm có chiều dày cm d Kiểm tra cột chuyên chở, cẩu lắp : Lúc cột bị uốn, tải trọng lấy trọng lượng thân cột nhân với hệ số động lực 1,5 SVTH : NGUYÔN DUY CHữ - LớP : 2004X1 56 đồ án bê tông cèt thÐp sè ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG đoạn dưới: g = 1,5 × 0,5 × 0,8 × 2,5 = 1,5 (T/ m) đoạn trên: g = 1,5 × 0,5 × 0,6 × 2,5 = 1,125 (T/ m) Xét trường hợp bốc xếp, treo buộc chọn sơ đồ tính hình trang bên * Khi chuyên chở bốc xếp Cột đặt nằm theo phương ngang, điểm kê treo buộc cách mút đoạn a = m, cách mút đoạn a =3,9m Mô men âm gối: M = 0,5 × 1,125 × 3,92 = 8,56 (T m) M = 0,5 × 1,5 × 32 = 6,75 (T m) Mơ men dương lớn đoạn phần cột tìm tiết diện cách gối 1,4 m M = 5,4 ( T m) Qua so sánh mô men tiết diện, ta thấy cần kiểm tra với M M3 Kiểm tra khả chịu lực với tiết diện nằm ngang, h = 50 cm, h = 45 cm + tính với M = 8,56 (T m) có 1Φ16 + 2Φ28 Kiểm tra theo cơng thức: M td = RS × AS × (h - a ') = 3650 × (2,011 + 12,32) × (45 - 5) = 2092326 kG.cm = 20,92 (T m) Vì M td = 20,92 (T m) > M = 8,56(T m) nên cột đủ khả chịu lực + tính với M = 6,75 (T m) có 1Φ16 +2Φ20 Kiểm tra theo cơng thức M td = RS × AS × (h - a ') = 3650 × (2,011 + 6,28) × (45 - 5) = 1210486 kG.cm = 12,1 (T m) Vì M td = 12,1 (T m) > M = 6,75 (T m) nên cột đủ khả chịu lực * Khi cẩu lắp, lật cột theo phương nằm nghiêng cẩu Điểm cẩu đặt vai cột, cách mút 4,3 m Chân cột tỳ lên đất Mô men lớn phần cột trên, chỗ tiếp giáp với vai cột: M = 0,5 × 1,125 × 4,1 = 9,46 (T m) Với tiết diện cột A S = 26,07 cm (3Φ28+2Φ22), h = 60 cm, h = 55 cm M td = RS × AS ×(h0 - a ') = 3650 × 26,07 × (55 - 5) = 4757775 kG.cm = 47,58 (T m), Vậy cột đủ khả chịu lực SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 57 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUN V¡N PHONG + Ở phần mơ men lớn tìm cách chân cột đoạn 1,9 m M = 2,7 (T m) Tiết diện có h = 80 cm, h = 75 cm cốt thép 5Φ20, A S = 15,71 cm , tính được: M td = RS × AS × (h - a ') = 3650 × 15,71 × (75 – 5) = 4013905 kG.cm = 40,14 (T m) > M = 2,7 (T m), cột đủ khả chịu lực * Ở chân cột làm việc chịu lực tập trung lớn cần có lưới thép gia cố chân cột Chọn dùng lưới thép đường kính ∅6 khoảng cách lưới 12 cm + theo phương cạnh ngắn b = 50 cm dùng ∅6 chiều dài l = 48 cm + theo phương cạnh dài h = 80 cm dùng 14 ∅6 chiều dài l = 78 cm SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 58 ... khơng gây SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYễN V¡N PHONG nội lực cho khung Hoạt tải sửa chữa mái : Mái nhà công nghiệp mái nặng ta lấy : Trị số hoạt tải... 0,0066E × ( − SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1 22 đồ án bê tông cốt thép số ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG Nội lực tiết diện cột: *Cột trục A :- Mômen: M I = (T.m) M II = MIII = 0,5 × 1,07 × 4,1... LớP : 2004X1 13 đồ án bê tông cốt thép sè ii GVHD : NGUYÔN V¡N PHONG 0.109 k ) 3M(1 + ) × 1,311(1 + 0, 43 = 0,233 (T) Phản lực đầu cột : R = t = 2H(1 + k) × 9,55 × (1 + 0.109) I I II III II III