Thuyết minh bản vẽ autocad đồ án bê tông cốt thép 2 Tính toán khung ngang nhà công nghiệp một tầng lắp ghép Số liệu cho trước (Số liệu 47 ): Nhà công nghiệp một tầng ba nhịp lắp ghép, có Nhịp 1 L1 = 24 m Nhịp 2 L2 = 21 m Chế độ làm việc trung bình, Cả 2 nhịp có cùng cao trình ray R= 7,5 m, ở mỗi nhịp có cầu trục chạy điện, sức trục Q1=205T , Q2=205T Bước cột a = 6m Chiều dài khối nhiệt độ là 60 m, Tường bao che tự chịu lực. Mái lợp bằng panel (bề rộng tấm mái 1.5m) lợp trên . độ dốc mái i=110 . Liên kết giữa kết cấu đở mái và đầu cột là liên kết khớp. Khu vực xây dựng công trình thuộc địa hình B, gió vùng III. Vật liệu: Bê tông mác 250, thép nhóm CI ; CII.
TÍNH TỐN ĐỒ ÁN BÊ TƠNG 2: BAO GỒM THUYẾT MINH + BẢN VẼ AUTOCAD IV/ TỔ HP NỘI LỰC: V/ CHỌN VẬT LIỆU: - Mác bêtông 250 có : Rn =110 Kg/cm2 ; Rk =8,8 Kg/cm2 ; Eb =2 , 65×105 KG /cm2 - Cốt thép dọc dùng thép nhóm CII có : ' Ra =R a =2600 Kg/cm2 ; E a=2,1×10 Kg/cm2) - Theo phụ lục VII với bêtông mác 250, thép nhóm C-II có trị số α o =0 , 58 ; A o=0 , 412 VI/ TÍNH TIẾT DIỆN CỘT TRỤC A: Phần cột trên: t - Chiều dài tính toán: l =2,5 H =2,5×370=925 cm - Kích thước tiết diện bxh = 40 x 40 cm ' - Giả thiết chọn a=a = cm, h o=40−4=36 cm l 925 λ b= = =23 ,13> h 40 - Độ mảnh: cần xét đến uốn dọc Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ba cặp nghi ngờ nguy hiểm ghi bảng sau: Kí hiệu cặp nội lực Ký hiệu bảng tổ hợp M (Tm) N (T) 1,28 58,84 II-13 58,84 II-17 10,798 65,15 II-18 -10,66 - Độ lệch tâm tính toán : ' e o 1=M / N (m) e o =e o +e 0,0218 0,1882 0,1775 0,0368 0,2016 0,1786 ' (m) M dh (Tm) N dh (T) 0,155 58,84 0,155 58,84 0,155 58,84 e o =M / N +e 'o - Với e o độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy 1,5 cm thỏa mãn điều kiện ' e o ≥ ( h /30 , H t /600 vaø cm ) = ( 1,333 cm; 0,617 cm; 1cm ) * Vì hai cặp nội lực trái dấu có trị số mô men chênh lệch lớn trị số mô men dương lại bé nên ta không cần tính vòng, dùng cặp để tính thép Fa Fa’ sau kiểm tra với cặp a) Tính với cặp 3: M=-10,66Tm ; N= 65,158T ; Mdh=0,155 Tm ; Ndh= 58,84 T Để tính toán ảnh hưởng uốn dọc, tạm giả thiết μt =1,6 % - Tính mômen quán tính tiết diện: cm4 - Tính mômen quán tính tiết diện cốt theùp: J a =μt b h0 (0,5 h−a )2 =0 , 016×40×36 (0,5×40−4 )2=5898 cm4 - Với cặp coù e /h=17 , 86 /40=0 , 447 - Tính Kdh Mdh ngược chiều với M nên lấy dấu âm K dh=1+ M dh +N dh (0,5 h−a ) M +N (0,5 h−a ) =1+ −0 ,155+58 ,84 (0,5×0,4−0 ,04 ) =1 , 291 10 66 +65 ,158 (0,5×0,4−0 , 04 ) - Hệ số xét đến độ lệch tâm: S=0 ,11/(0,1+e /h)+0,1=0 ,11/(0,1+0 , 477 )+0,1=0 ,301 - Lực dọc tới hạn: 6,4 S 6,4 ,301 N th = Eb J b +Ea J a = ×2 , 65×10 ×213333+2,1×10 ×5889 l K th 925 1, 291 ( η= ) ( =191294 KG ) 1 = =1 , 517 1−N / N dh 1−65158/191294 - Trị số lệch tâm giới hạn: e ogh=0,4(1 , 25 h−α o h o )=0,4 (1 , 25×40−0,58×36 )=11, 65 cm - Tính cốt thép không đối xứng: η e0 =1 , 517×17 ,86=27 ,09 cm>e ogh=11, 65 cm => Tính theo trường hợp lệch tâm lớn: e=η e +0,5 h−a=27 ,09+0,5×40−4=43 , 09 cm ' - Tính F a với A o=0 , 412 N F 'a = e−A Rn b h0 65158×43 ,09−0 , 412×110×40×36 = =5 ,51 cm ' ' 2600 (36−4 ) R a (h0 −a ) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: ' F ,51 μ= a = =0 , 0038 b h0 40×36 => 0,38% ' Với độ mãnh λ b =23 ,13 có μmin =0,2 % , đảm bảo μ > μ , ' 2 đồng thời F a=5 ,51 cm >4 ,06 cm (dieän tích 2Þ16) Nên ' ' dùng F a =5 ,51 cm để tính F a với α =α ' α R b h0 −N Ra ' , 58×110×40×36−65158 F a= n + F a= +5 ,51=15 ,78 cm2 Ra Ra 2600 - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ= Fa b h0 = 15 ,78 =0 , 012⇒ 1,2% > μmin =0,2 % 40×36 =>Tổng hàm lượng cốt thép: ' F + F , 51+ 15 ,78 μt = a a = =0 ,015 b h0 40×36 => 1,5% %< μ t Hợp lý, So với giá trị giả thiết μ=1,6 % xấp xỉ nhau, không cần tính lại, chọn cốt thép: - Bên phải: F a :2 Φ 25+2Φ 22 (17 ,42 cm ) M Q ' - Bên trái: F a :3 Φ 16 (6 , 03 cm ) K dh=1+ M dh +N dh (0,5 h−a ) M +N (0,5 h−a ) =1+ 2 25 2 22 3 16 Pha ûi 400 b) Kiểm tra với cặp 1: M=1,28Tm ; N= 58,84 ; Mdh=0,155 Tm ; Ndh= 58,84 T - Vì cặp có mô men trái dấu với cặp cặp tính thép nên với cặp có: F a :3 Φ 16 (6 , 03 cm2 ) F 'a :2 Φ 25+2Φ 22 (17 ,42 cm2 ) ; - Để tính toán uốn dọc ta tính lại Ja với tổng: ' F=F a + F =6 , 03+17 , 42=23 , 45 cm J a =(F a +F' ).(0,5 h−a)2 =23 , 45 (0,5×40−4 )2 =6003 cm4 - Tính Kdh : Tra ùi 400 ,155+58 ,84 ( 0,5×0,4−0 , 04 ) =1 , 895 ,28+58 , 84 (0,5×0,4−0 , 04 ) - Tính hệ số xét đến độ lệch tâm S với e /h=3 , 68/40=0 , 092>0 , 05 S=0 ,11/(0,1+e /h)+0,1=0 ,11/(0,1+0 , 092)+0,1=0 , 673 - Lực dọc tới hạn: 6,4 S 6,4 ,673 N th = Eb J b +Ea J a = ×2 , 65×10 ×213333+2,1×10 ×7086 l K th 925 1, 895 ( η= ) ( =261484 KG 1 = =1 , 29 1−N / N dh 1−58840/261484 e=η e +0,5 h−a=1 , 29×3 , 68+0,5×40−4=20 ,747 cm ) - Xác định x theo công thức: ' ' N + Ra F a−R a F a 58480+2600×6 , 03−2600×17 , 42 x= = =6 ,56 cm Rn b 110×40 x Thỏa mãn quy định cấu tạo Phần cột dưới: d - Chiều dài tính toán: l =1,5 H =1,5×700=1050 cm - Kích thước tiết dieän b=40 cm ; h=60 cm ' - Giả thiết chọn a=a = cm, h o=60−4=56 cm l 1050 λ b= = =17 ,5> h 60 - Độ mảnh: cần xét đến uốn dọc - Từ bảng tổ hợp nội lực chọn hai cặp nghi ngờ nguy hiểm ghi bảng sau: Kí hiệu cặp nội lực Ký hiệu bảng tổ hợp M (Tm) N (T) e o 1=M / N (m) 64,42 26,408 IV-13 100,5 0,4099 IV-17 0,196 19,702 VI-18 106,8 0,2152 22,987 38 - Độ lệch tâm tính toán : ' e o =M / N +e o ' e o =e o +e (m) 0,4399 0,226 0,2452 M dh (Tm) N dh (T) 2,675 64,42 2,675 64,42 2,675 64,42 ' - Với e o độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy 3cm thỏa mãn điều kiện ' e o ≥ ( h /30 , H d /600 vaø cm ) = ( 2cm ; 1,17cm ; 1cm ) * Duøng cặp cặp để tính vòng sau kiểm tra với cặp lại a) Vòng 1: * Tính với cặp 3: M= 22,987 Tm ; N= 106,838 T ; Mdh=2,675 Tm ; Ndh= 64,42 T Để tính toán ảnh hưởng uốn dọc, tạm giả thiết μt =1,3 % - Tính mômen quán tính tiết diện: J b =b×h3 / 12=40×60 / 12=720000 cm - Tính mômen quán tính tiết diện cốt theùp: 2 J a =μt b h0 (0,5 h−a ) =0 , 013×40×56 (0,5×60−4 ) =19685 cm - Với cặp có e /h=24 ,52/60=0 , 409 - Tính Kdh Mdh ngược chiều với M nên lấy dấu âm K dh=1+ M dh +N dh (0,5 h−a ) M +N (0,5 h−a ) =1+ 2, 675+64 , 42.(0,5×0,6−0 , 04 ) =1, 428 22 , 987+106 , 838 (0,5×0,6−0 , 04 ) - Hệ số xét đến độ lệch tâm: S=0 ,11/(0,1+e /h)+0,1=0 ,11/(0,1+0 , 409 )+0,1=0 ,316 - Lực dọc tới hạn: 6,4 S 6,4 , 316 N th = E b J b + Ea J a = ×2 , 65×10 5×720000+2,1×106 ×19685 l K th , 428 1050 ( =485233 KG η= ) ( ) 1 = =1 , 282 1−N / N dh 1−106838/485233 η e0 =1 , 282×24 ,52=31, 43 cm - Trị số lệch tâm giới hạn: e ogh=0,4(1, 25 h−αo h o )=0,4 (1 ,25×60−0 , 58×56)=17 , 008 cm e=η e +0,5 h−a=31 , 43+0,5×60−4=57 , 43 cm Ở vòng tính thép với cặp theo công Ra =R'a thức tính thép đối xứng, với x=N / Rn b=106838/110×40=24 , 28 cm a '=8 cme gh=17 , 008 cm => Tính theo lệch tâm e=η e +0,5 h−a=29 , 15+0,5×60−4=55 , 16 cm ' - Xem F a cặp biết ( 10,73cm2) Dùng toán ' biết F a để tính F a A= N e−R'a F'a (h 0−a ') 100520×55 ,16−2600×10 ,73 (56−4 ) = =0 , 325 2 R n b h0 110×40×56 Tra bảng có α=0 , 408 => x=α h 0=0 , 408×56=22 , 85 cm a'=8 cm x=α h 0=0 ,514×56=28 , 78 cm a'=8 cm x=α h 0=0 ,313×56=17 ,52 cm a'=8 cm0 , 05 S=0 ,11/(0,1+e /h)+0,1=0 ,11/(0,1+0 , 733 )+0,1=0 , 233 - Lực dọc tới hạn: tâm S với N th = ( ) ( 6,4 S 6,4 , 233 Eb J b +Ea J a = ×2 , 65×105 ×720000+2,1×106 ×15852 l0 K th , 51 1050 ) =474150 KG 1 = =1 , 15 1−N / N dh 1−64420/474150 e=η e +0,5 h−a=1 , 15×43 , 99+0,5×60−4=76 ,5 cm η= - Xác định x theo công thức: ' ' N + Ra F a−R a F a 64420+2600×17 , 42−2600×6 , 03 x= = =26 ,37 cm Rn b 110×40 a '=8 cmM max =6 , 27 Tm => Nên cột đủ khả chịu lực VII TÍNH TIẾT DIỆN CỘT TRỤC B: Cột trục B có hình dáng bên đối xứng nội lực theo hai chiều tương ứng xấp xỉ nên đặt cốt thép đối xứng thuận tiện hợp lý Phần cột trên: - Chiều dài tính toán: l0 =2,5 H t =2,5×370=925 cm - Kích thước tiết diện: b=40 cm, cm ' - Giả thiết chọn a=a = cm, h o=60−4=56 cm l 925 λ b= = =15 , 42>4 h 60 - Độ mảnh: cần xét đến uốn dọc Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ba cặp nghi ngờ nguy hiểm ghi bảng sau: Kí hiệu Kí hiệu e o 1=M / N e o =e o +e '0 M dh N dh cặp M N nội bảng (Tm) (T) (m) (m) (Tm) (T) lực tổ hợp II-16 24,275 112,13 0,2165 0,2365 -0,402 106,61 II-17 II-18 112,92 -24,592 0,2178 23,869 0,2015 118,45 0,2378 0,2215 -0,402 106,61 -0,402 106,61 ' - Độ lệch tâm tính toán : e o =M / N +e o ' - Với e o độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy cm thỏa mãn điều kieän ' e o ≥ ( h /30 , H t /600 vaø cm ) = ( 2cm; 1,617 cm; 1cm ) - Để tính lực tới hạn giả thiết tỉ số cốt thép toàn μt =1,1 % - Tính mômen quán tính tiết diện: 3 J b =b h /12=40×60 /12=720000 cm - Tính mômen quán tính tiết diện cốt thép: J a =μt b h0 (0,5 h−a )2 =0 , 011×40×56 (0,5×60−4 )2 =16657 cm4 a) Tính cốt thép đối xứng với cặp 1: M= 24,275 Tm ; N= 112,136T ; M dh=-0,402 Tm ; Ndh= 106,61 T - Với cặp có e /h=23 , 65/60=0 ,394 - Tính Kdh Mdh ngược chiều với M nên lấy dấu âm K dh =1+ M dh +N dh (0,5 h−a ) M +N (0,5 h−a ) =1+ −0 , 402+106 ,61 (0,5×0,6−0 ,04 ) =1 ,117 24 , 275+112 , 136 (0,5×0,6−0 ,04 ) - Hệ số xét đến độ lệch tâm: S=0 ,11/(0,1+e /h)+0,1=0 ,11/(0,1+0 , 384 )+0,1=0 ,323 - Lực dọc tới hạn: 6,4 S 6,4 ,323 N th = Eb J b +Ea J a = ×2 , 65×10 5×720000+2,1×106 ×16657 l K th 925 ,117 ( η= ) ( =673917 KG 1 = =1,2 1−N / N dh 1−112136/ 673917 ) e=η e +0,5 h−a=1,2×23 ,65+0,5×60−4=54 ,37 cm - Chiều cao vùng nén x: x=N / Rn b=112136 /110×40=25 , 49 cm a '=8 cm< x