Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2- Đố án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯL
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 1 22000 28000 22000 Q=15T Q=20T Q=15T A B C D I.Số liệu cho trước : -Nhà công nghiệp một tầng lắp ghép . -Nhịp biên: L k1 =L k3 =20 (m). -Nhịp giữa :L k2 =26 (m). -Cao trình đỉnh rây : R= 10 (m). -Sức trục : + Sức trục Q 1 =150 (kN) + Sức trục Q 2 =200 (kN) -Bước cột : 6 (m). -Vật liệu : BT B20 , cốt thép d <12 thép AI , d>12 dùng thép AII -Tải trọng gió : W =83 (daN/m 2 ). -Cường độ đất nền : R c = 200 (kN/m 2 ). -Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo mái: +Tĩnh tải mái : g m = 300 (daN/m 2 ) +Hoạt tải mái :p m = 1,3.75 ( daN/m 2 ) II. Kích thước khung ngang : 2 1.1.Chọn kết cấu mái : -Nhịp của nhà : L 1k =L 3k =20 (m) , L 2k =26 (m) -Chọn λ =1000 L 1 = L 3 = L k1 +2λ = 20+2.1=22(m) L 2 = L k2 +2λ = 26+2.1=28(m). -Với nhịp L 1 =L 3 =22 (m) , L 2 =28 (m) chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng gãy khúc . -Chiều cao giữa dàn -Chiều cao giữa dàn 3,4 (m). -Chiều cao đầu giàn : Độ dốc của mái i=1/12 h= H –( i.L) / 2 =3400- (28000)/24 = 2200 (mm). -Chọn cửa mái trên nhịp giữa , rộng 12 (m) , chiều cao cửa mái 4 (m) 1.2. Chọn dầm cầu trục : -Cầu trục chế độ làm việc trung bình. -Chọn kích thước dầm cầu trục cho tất cả nhịp sau : Loại nhịp Q(kN) Lk(m) B(mm) K(mm) Hct(mm) B1(mm) P max c (kN), P min c (kN), G(kN), G tot (kN), Nhịp biên 150 20 6300 4400 2300 260 175 40 53 280 Nhịp giữa 200 26 6300 4400 2400 260 235 70 85 410 3 . 2 1 1 ( ) (3,1 4)( ) 7 9 g d h L m = − = − 120 1000 200 1.3.Chọn ray : -Chiều cao ray và các lớp đệm :h r = 150 (mm). -Trọng lượng ray và các lớp đệm :g r =150 (daN/m). 1.4. Xác định kích thước chiều cao nhà : -Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt +0,00 (m) để xác định các kích thước khác. -Cao trình vai cột: V= R - (h r +H c ) = 10000-(150+1000) =8850 (mm). -Cao trình đỉnh cột : D= R + H ct + a 1 =10000+2400+100 =12500 (mm) . -Cao trình đỉnh mái 2 nhịp biên: M=D + h + t = 12500+3400+510=16410 (mm). -Cao trình đỉnh mái nhịp giữa : M=D+ h + h cm + t = 12400 + 3400 +4000 +510=20410 (mm). 1.5.Kích thước cột : -Chọn chiều dài phần cột trên H t = D-V = 12500 – 8850 = 3650 (mm) . 4 2200 +16410 i = 1 / 1 2 +20410 12000 4000 i = 1 / 1 2 -Chọn chiều cao phần cột dưới H d = V+ a 2 = 8850 +500 = 9350 (mm). -Kích thước tiết diện cột chọn như sau : -Chiều rộng cột : -Bề rộng cột chọn thống nhất b = 400 (mm) , thỏa mãn điề kiện H d / b =9350 / 400 =23.4 <25 + Cột biên : Chọn bề rộng cột b=400 (mm). -Chiều cao tiết diện phần cột trên chọn h t =400 (mm) , thỏa mãn điều kiện : a4 =λ - h t - B 1 =1000-400-260= 340 > 60 (mm) -Chiều cao tiết diện cột dưới h d =800 (mm) thỏa mãn điều kiện : h d > Hd/14 = 9350 / 14 = 668 (mm) +Cột giữa : Bề rộng cột b=400 (mm) -Chiều cao tiết diện cột trên h t = 600(mm) thỏa mãn điều kiện : a 4 =λ -0.5 h t - B 1 =1000-300-260= 440 > 60 (mm) -Chiều cao tiết diện cột dưới h d = 800 (mm) thõa mãn điều kiện : h d > Hd/14 = 9350 / 14 = 668 (mm) -Cột biên : +Kích thước vai cột sơ bộ chọn thống nhất h v = 600 (mm) , +Khoảng cách từ trục định vị đến mép vai : h < 3h v =1800 (mm). Chọn h =1000(mm). Góc nghiêng α =45 o a= 25 (mm) => h o =1000-25 =975 (mm). 5 1 1 ( ) 20 25 d b H= − (1000 600) 400 0.9.975 877.5( ) (45 ) 1 v o h h lv mm tg − − = = = < = l = l v + h d - h t =400+800-400 =800(mm). +Cột giữa : +Kích thước vai cột sơ bộ chọn thống nhất h v = 600 (mm) , +Khoảng cách từ trục định vị đến mép vai : h < 3h v =1800 (mm). Chọn h =1400(mm) Góc nghiêng α =45 o a= 25 (mm) => h o =1400-25 =1375 (mm). l = l v + (h d - h t )/2 =800+(800-600)/2 =900(mm). Kích thước tiết diện cột như sau : 6 (1400 600) 800 0.9.1375 1237.5( ) (45 ) 1 v o h h lv mm tg − − = = = < = 800 600 800 400 400 400 600 800 800 900 600800 2.XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG : 2.1 Tĩnh tải mái : -Phần tĩnh tải do trọng lượng bản than các lớp mái tác dụng lên 1m2 mặt bằng. -Tĩnh tải do trọng lượng bản than dầm mái lấy theo bảng tra : Nhịp 22 (m) là 86 (kN) , nhịp 28 (m) là 126 (kN) , hệ số vượt tải n=1.1 G 1 =G.n =86.1,1 =94,6 (kN) G 2 =G.n =126.1,1 =138,6 (kN) -Trọng lượng cửa mái rộng 12 (m) ,cao 4 (m) lấy 28 (kN) , n=1,1 G m = 28.1,1 =31 (kN) -Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy bằng 500 (daN/m) , n=1,2 7 9350 3650 22000 2200 Q=15T Q=20T +20410 +16410 ±0,00 +10000 +12500 A B 500 g k = 500.1,2 =600 (daN/m) Tĩnh tải mái quy về thành lực tập trung : Ở nhịp biên : G m1 =0,5( G 1 + g.a.L) = 0,5.(94,6 + 3.6.22)=245,3 (kN) Ở nhịp biên : G m1 =0,5( G 1 + g.a.L+ G m +2g k .a) = 0,5.(94,6 + 3.6.28+31+2.6.6)=350,8 (kN) 2.2.Tĩnh tải do dầm cầu trục : Gd = G c + a.g r G c : Trọng lương bản than dầm cầu trục 42 (kN ) g r : Trong lượng ray và các lớp đệm , lấy 150 (daN/m) Gd = G c + a.g r =1,1(42+6.1,5) = 56,1 (kN ). 2.3 Tĩnh tải do trọng lượng bản than cột : Cột biên : G t =0,4.0,4.3.65.25.1,1 =16,06 (kN). G d =25.1,1.[0,4.0,8.9.35.+0,4.0,4.(0,6+1)/2] =85,8 (kN). Cột giữa : G t =0,4.0,6.3.65.25.1,1 =24,09 (kN). G d =25.1,1.[0,4.0,8.9.35.+2.0,4.0,8.(0,6+1,4)/2] =99,88 (kN). 2.4 Hoạt tải mái : 8 A m1 G B m2 G G m1 -P m = 75 (daN/m2) , n=1,3 ( đưa về lực tập trung P m đặt tại đầu cột ). -Nhịp biên : P m = 0,5.n.p m .a.L=0,5.1,3.75.6.22= 64,35 (kN). -Nhịp giữa : P m = 0,5.n.p m .a.L=0,5.1,3.75.6.28= 81,90(kN). 2.5.Hoạt tải cầu trục : 1.Hoạt tải đứng do cầu trục : Áp lực thẳng đứng lớn nhất do 2 cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột D max xác định theo đường ảnh hưởng : + Nhịp biên : y 1 = 1 ,y 2 = 1,6 / 6 =0.267 , y 3 =4,1 / 6 =0.683 D max =1,1.175.(1+0.267+0.683 ) =375,38 (kN) + Nhịp giữa : y 1 = 1 ,y 2 = 1,6 / 6 =0.267 , y 3 =4,1 / 6 =0.683 D max =1,1.235.(1+0.267+0.683 ) =504,08 (kN) 9 max max . . c i D n P y = ∑ 6000 6300 4400 1600 4400 1900 4100 P max P max P max P max 6300 4400 y 1 y 2 1 6000 2.Hoạt tải do lực hãm của xe con : +Nhịp biên : T tc 1 =(Q+G) / 40 =(175+ 53) /40 =5,7 (kN). -Lực hãm ngang T max truyền lên cột T max = 1,2.5,7.(1+0,267+0,683) = 13,34 (kN). + Nhịp giữa : T tc 2 =(Q+G) / 40 =(235+ 85) /40 =8 (kN). -Lực hãm ngang T max truyền lên cột: T max = 1,2.8.(1+0,267+0,683) = 18,72 (kN). -Lực hãm ngang đặt cách vai cột 1 m. 2.6 .Hoạt tải gió : * Tải trọng gió tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình : W=n.Wo.k.C Trong đó W=83 (daN/m 2 ) ( áp lực gió ở độ cao 10 (m) so với cốt chuẩn của mặt đất , phụ thuộc vào vùng phân bố áp lực gió tại Việt Nam , lấy theo tiêu chuẩn thiết kế 2737-1995 đối với khu vực TP.HCM có địa hình xung quanh trống trải (dạng địa hình A) -Hệ số vượt tải : n=1,2 Ở cao trình : +Đỉnh cột : +12,5 (m) hệ số k = 1,209. +Đỉnh mái: +20,41 (m) hệ số k =1,293 +Hệ số k tb = 1,25. -Hệ số khí động : Gio đẩy C=0,8 ; Gió hút = -0,6 • Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố điều : 10 max 1 . . c i T n T y = ∑ max 1 . . c i T nT y = ∑ [...]... Kích thước cột đã chọn là hợp lí ∆µ = µ − µ gt µ = 2,585 − 2,58 100 = 0,19% 2,585 Chấp nhận cốt thép đã chọn Vậy : Cốt thép chịu kéo As : 3Φ 25+ 3Φ 28 ( 33,2 cm2 ) nằm bên phải ; cốt thép chịu nén A’s :2 Φ 16 ( 4,02 cm2 ) nằm bên trái cột b) Tính với cặp 1: -Do cặp 1 có momen cùng dấu với cặp 2 nên cốt thép dung để tính cho cặp 1 như sau : As : 3Φ 25+ 3Φ 28 ( 33,2 cm2 ) ; A’s :2 Φ 16 ( 4,02 cm2... xét trường hợp cột B chịu tác dụng do lực hãm của cầu trục bên phải và cầu trục bên trái -Trường hợp lực hãm do cầu trục bên phải Tmax =18,72 (kN) R = 13,07 (kN) MI =0 (kNm) My = 13,07.2,65 =34,63(kNm) MIII = MII = 13,07.3,65-18,72.1 =28,98(kNm) MIV = 13,07.13-18,72.(13-2,65) =-23,87 (kNm) Q = 13,07-18,72 =-5,65 (kN) -Trường hợp lực hãm do cầu trục bên trái Tmax =13,34 (kN) 21 R = 9,31 (kN) MI =0... = 16, 75(cm 2 ) Chọn cốt thép cho cột dưới : As= A’s: 2Φ 25+ 2Φ 28 (As = 22,13 cm2) Cấu tạo : Cột dưới có h > 500 (mm) , nên giữa cần đặt cốt giá , khoảng cách giữa các cốt dọc theo phương cạnh h là ; Sd=(ho-a’) / 2 = 360 (mm) < 400 (mm) ( thỏa mãn ) Diện tích tiết diện thanh cốt giá không nhỏ hơn : 0,0005.b.sd =0,0005.400.360 = 72 (mm2) Chọn thép 2Φ 12 làm cốt giá 3 Tính toán các điều kiện khác... 669.81 727.725 I 0 M 26,38 -9,65 12,3 0 0 0 0 27 N 596,1 64,35 81,9 0 0 0 0 0 28 TÍNH TOÁN CỘT Chọn vật liệu : -Bê tông B20 có Rbt =11,5.103 kN/m2 ; Rbt =900 (kN/m2 ) ;Eb = 27.106 (kN/m2) - Thép AII có Rs = 280000 (kN/m2) ; Es = 2,1.108 (kN/m2) I.TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC A : 1.Phần cột trên : -Chiều dài tính toán Lo = 2,5.Ht = 2,5.3,65 = 9,125 (m) -Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h... dầm cầu trục : -Truc A : -Sơ đồ tính giống như tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd , nội lực được xác định bằng cách nhân nội lực do Gd gây ra với tỉ số : Dmax 375,38 = = 6,69 Gd 56,1 149,5 MI =0(kNm) -75,6 MII =-11,3.6,69 =-75,6 (kNm) MIII = 22,35.6,69 = 149,5(kNm) MIV = -6,61.6,69 =-44,22 (kNm) N Q MA =375,38 (kN) = -3,1.6,69 =-20,73 (kN) -44,22 -Truc B : Tính riêng cho từng trường hợp do cầu trục bên... =1,68 (kN) -Trục B : Tính riêng trường hợp đặt bên phải , bên trái + Trường hợp đặt bên phải : Momen do Pm2 gây ra tại đỉnh cột M = Pm2 e = 81,9.0,15 = 12,285 (kNm) M P 12, 29 = = 0, 466 M G 26,38 MI =12,29 (kNm) MII =14,44.0,466 = 6,72 (kNm) MIII = MII =6,72 (kNm) MIV = -16,13.0,466 = -7,52 (kNm) N =81,9 (kN) Q = -3,27.0,466 = -1,52 (kN) + Trường hợp đặt bên trái : Momen do Pm1 gây ra tại đỉnh cột M... tông đủ khả năng chịu cắt -Chọn cốt đai theo cấu tạo Φ8a200 c) Kiểm tra về nén cục bộ : Đỉnh cột chịu nén do mái truyền vào : N = Gm + Pm = 245,3 + 64,35 = 309, 65(kN ) Bề rộng dầm mái kê lên cột 24 (cm) và dài 26 (cm) Fcb = 24 x 26 = 624cm 2 ; Ft = 40 x30 = 1200(cm 2 ) Hệ số tăng cường độ : mcb = 3 Ft 1200 =3 = 1.24 < 2,5 Fcb 624 Cường độ nén tính toán cục bộ của bê tông : Rb.loc = α ϕb γ b Rb = 1.1,... 1 1 η= = = 1.129 N 261,36 1− 1− N cr 2283 Suy ra : η e0 = 1.129 × 0.3034 = 0.3426 Ta tính cho trường hợp nén lệch tâm lớn : e = η e0 + h 0.4 − a = 1.129 × 0.4742 + − 0.04 = 0.5026( m) 2 2 Tính cốt thép không đối xứng A’s =4,02 (cm2) 31 αm = ' Ne − RS AS (ho − a ' ) 261,36 × 0,5026 − 280000 × 4, 02.10−4 × 0,32 = γ b Rbbho2 0.9 × 11500 × 0, 4 × 0,362 α m = 0.1777 ξ = 1 − 1 − 2.α m = 0,197 AS = ξγ b Rbbho... 2204kN 1 1 η= = = 1.169 N 319, 28 1− 1− N cr 2204 Suy ra : η e0 = 1.169 × 0.3824 = 0.4471 Ta tính cho trường hợp nén lệch tâm lớn : e = η e0 + h 0.4 − a = 1.169 × 0.3824 + − 0.04 = 0.607(m) 2 2 Tính cốt thép không đối xứng A’s =4,02 (cm2) 32 αm = ' Ne − RS AS (ho − a ' ) 319, 28 × 0, 607 − 280000 × 4, 02.10−4 × 0,32 = γ b Rbbho2 0.9 ×11500 × 0, 4 × 0,362 α m = 0.2286 ξ = 1 − 1 − 2.α m = 0, 2633 ξγ b Rbbho... MIII = 22,35.6,69 = 149,5(kNm) MIV = -6,61.6,69 =-44,22 (kNm) N Q MA =375,38 (kN) = -3,1.6,69 =-20,73 (kN) -44,22 -Truc B : Tính riêng cho từng trường hợp do cầu trục bên trái và bên phải +Trường hợp nội lực do cầu trục phía bên phải : Dmax = 504,08 (kN) M= Dmax ed =504,08.1 = 504,08 (kNm) Phản lực đầu cột : R 1= 3M (1 − t 2 ) = 52(kN ) 2 H (1 + k ) Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI =0(kNm) . L 1 = L 3 = L k1 +2 = 20 +2. 1 =22 (m) L 2 = L k2 +2 = 26 +2. 1 =28 (m). -Với nhịp L 1 =L 3 =22 (m) , L 2 =28 (m) chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng gãy. =( 12. tg(5 o )) /2 = 0, 52 (m) Vậy : S 1 =1 ,2. 1 ,25 .0.83.6.( 0,8 .2, 2 -0.156.1,71+0,5.1,71 -0.5.1,19 +0,7.4 -0 .28 1.0, 52 ) = 32, 92( kN). S 2 =1 ,2. 1 ,25 .0,83.6.(0,4.0,52