1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đề tài tiểu luận tính toán khung ngang nhà một tầng ba nhịp

19 581 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 19
Dung lượng 307,41 KB

Nội dung

Tiểu luận Đề tài: Tính toán khung ngang nhà một tầng ba nhịp Đồ n Môn Học Bê Tông 2 PHẦN MỘT: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG NHÀ MỘT TẦNG BA NHỊP I. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN: 1. Chọn kết cấu mái: Với nhòp 24m và 21m chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình thang, chiều cao đầu dàn là h đd =1,2m, độ dốc mái i = 1/12 Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhòp giữa, l cm = 12m, h cm = 4m. Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống dưới như sau: + Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm + Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 4cm + Lớp bê tông chống thấm dày 4cm + Panel mái dạng sườn, kích thước 6×1,5m, cao 30cm Tổng chiều dày các lớp mái: t = 5+12+4+30 = 51cm 2. Chọn dầm cầu trục: Với nhòp dầm cầu trục 6m, sức trục lớn nhất 30T, chọn dầm cầu trục theo thiết kế đònh hình ở bảng tra, có: Chiều cao : H c = 1000 mm Bề rộng sườn : b = 200 mm Bề rộng cánh : b c = 570 mm Chiều cao cánh : h c = 120 mm Trọng lượng : t = 4,2T 3. Xác đònh các kích thùc chiều cao của nhà: Các số liệu của cầu trục từ bảng tra: Q (T) L k (m) B (mm) Kế Toán (mm) H ct (mm) BB 1 (mm) P max (T) P min (T) G xc (T) G ct (T) 20 19,5 6300 4400 2400 260 22 4,8 6 33 5 22,5 6300 5100 2750 300 32,5 9,8 12,5 54,5 - Lấy cao trình nền nhà +0,00 - Cao trình vai cột : V = R – (H r + H c ) H r : chiều cao ray và các lớp đệm, lấy H r = 0,15 m Ư V = 9- (0,15 + 1) = 7,85 m - Cao trình đỉnh cột: D = R + H ct + a 1 H ct : chiều cao cầu trục, H ct = 2,75 m a 1 : khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến đáy dàn, chọn a 1 = 0,15m Ư D = 9+2,75+0,15 = 11,9 m - Cao trình đỉnh mái: M = D + h +h cm + t 1 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 h: chiều cao kết cấu mang lực mái, h = h đd + i×L/2 Nhòp giữa : h = 1,2 + (1/12)×(21/12) = 2,08 m Nhòp biên : h = 1,2 + (1/12)×(24/12) = 2,2 m - Cao trình đỉnh mái ở nhòp giữa có cửa mái: M 2 = 11,9 + 2,08 + 4 + 0,51 = 18,49 m - Cao trình đỉnh mái ở hai nhòp biên không có cửa mái: M 1 = 11,9 + 2,2 + 0,51 = 14,61 m 4. Kích thước cột: Chiều dài cột trên: H t = D – V = 11,9 – 7,85 = 4,05 m Chiều dài cột dưới: H d = V + a 2 = 7,85 + 0,5 = 8,35 m a 2 : khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn a 2 = 0,5m Kích thước tiết diện cột: bề rộng cột b chọn thống nhất cho cột trên, cột dưới của cả cột biên và cột giữa là b = 40cm. Thỏa mãn điều kiện: H d /b = 8,35/0,4 = 20,9 ∈ (20 ÷25) Chiều cao tiết diện cột trên của cột biên, h t = 40cm a 4 = λ - h t – B 1 λ : khoảng cách từ trục đònh vò (mép ngoài cột biên) đến tim dầm cầu trục, lấy λ = 75cm a 4 = 75 – 40 – 30 = 5 cm Chiều cao tiết diện cột dưới, cột biên h d = 60 cm thỏa mãn điều kiện: h d ≥ H d /14 = 8,35/14 = 0,596 m = 59,6 cm Cột giữa, h t = 60 cm, h d = 80 cm, thỏa điều kiện: a 4 = λ - B 1 – 0,5h t = 75 – 25 – 0,5×60 = 19 cm > 6 cm h d > H d /14 = 59,6 cm Kích thước vai cột sơ bộ chọn h v = 70 cm, l v = 40 cm. AB 2 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 ±0,00 R=9m V=7,85m D=11,9m H = 8 ,3 5 m H = 4 , 0 5 m h = 1 ,2 m a = 0 . 5 m H =2,75m A L =24m 2 d t đ d 2 a = 0 , 1 5 m Q =30T 1 1 ct II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 1. Tónh tải mái 3 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 Tónh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m 2 mặt bằng mái. Stt Các lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m 2 ) Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán (kG/m 2 ) 1 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5 cm, γ = 1800 kG/m 2 90 1,3 117 2 Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm, γ =1200 kG/m 2 144 1,3 187,2 3 Lớp bê tông chống thấm dày 4 cm, γ = 2500 kG/m 3 100 1,1 110 4 Panel 6×1,5 m, trọng lượng 1 tấm kể cả bê tông chèn khe 1,7 T 189 1,1 208 5 Tổng cộng 523 622,2 Tónh tải do trọng lượng bản thân dàn mái, tra bảng: Nhòp biên L = 24 m, G = 9,6 T, n = 1,1 => G 1 = 10,56 Nhòp giữa L = 21 m, G = 8,1 T, n = 1,1 => G 1 / = 8,91 Trọng lượng khung cửa mái rộng 12 m, cao 4m lấy 2,8 T G 2 = 2,8×1,1 = 3,1 T Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 500 kG/m, n = 1,2 g k = 0,5×1,2 = 0,6 T/m Tónh tải mái quy về lực tập trung tác dụng ở nhòp biên không có cửa mái: G m1 = 0,5(G 1 + g×L 1 ) = 0,5(10,56 + 0,622×6,24) = 50,06 T Ở nhòp giữa có cửa mái: G m2 = 0,5( G 1 / + g×L 2 + G 2 + 2g k ×a) = 0,5( 8,91 + 0,622×6×21 +3,1 + 2×0,6×6) = 48,79 T A m1 G B m2 G G m1 2. Tónh tải do dầm cầu trục: G d = G c + g r 4 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 G c : TLBT dầm cầu trục, tra bảng, G c = 4,2 T g r : TL ray và các lớp đệm, lấy 150 kG/m. Ư G d = 1,1 ( 4,2 + 6×0,45) = 5,61 T G d đặt cách trục đònh vò 0,75 m. 3. Tónh tải do trọng lượng bản thân cột: + Cột biên: Phần cột trên: G t = n×b t ×h t ×H t ×γ = 1,1×0,4×0,4×4,05×2,5 = 1,782 T Phần cột dưới: G d =1,1×[0,4×0,6×8,35 + 0,4×0,4×(0,6 + 1)/2]×2,5 = 5,863T + Cột giữa: Phần cột trên: G t = 1,1×0,4×0,6×4,05×2,5 = 2,673 T Phần cột dưới: G d = 1,1× [0,4×0,8×8,35 + 2×0,4×0,4×(0,6 + 1)/2]×2,5 = 8,02 T 4. Hoạt tải mái: p tc = 75 kG/m 2 Hoạt tải mái đưa về lực tập trung P m đặt tại đầu cột P m = 0,5×n×p tc ×L + Nhòp biên P m1 = 0,5×1,3×75×6×24 = 7020 kG = 7,02 T + Nhòp giữa P m2 = 0,5×1,3×75×6×21 = 6143 kG = 6,143 T 5. Hoạt tải do cầu trục: a) Hoạt tải đứng do cầu trục: Áp lực thẳng đứng do 2 cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột D max xác đònh theo đường ảnh hưởng (h.vẽ). D max = n×P c max × ∑y i + Với nhòp biên P max max P max P max P 1 2 3 y y y Tính được y 2 = 0,15, y 3 = 0,8. => D max = 1,1×3,25(1 + 0,15 + 0,8) = 69,713 T + Với nhòp giữa: 5 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 3 y=1 1 P max 2 P max max P max P y y Tính được y 2 = 0,267, y 3 = 0,683. => D max = 1,1×22×(1 + 0,267 + 0,683) = 47,19 T Điểm đặt D max trùng với điểm đặt của G d b) Hoạt tải do lực hãm của xe con: Lực hãm ngang do 1 bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm. + Nhòp biên: T 1 c = (Q + G)/40 = (30 + 12,5)/40 = 1,063 T + Nhòp giữa: T 1 c = (20 + 6)/40 = 0,65 T Lực hãm ngang T max truyền lên cột được xác đònh theo đường ảnh hưởng như đối với D max + Nhòp biên: T max = n×T 1 c ×∑y I = 1,1×1,063×(1×0,25 + 0,8) = 2,28 T + Nhòp giữa: T max = 1,1×0,65(1 + 0,267 + 0,683) = 1,194 T Lực T max đặt ở cao trình mặt trên dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1 m. 6. Hoạt tải gió: Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều P = n×W o ×k×c×a k: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao Mức đỉnh cột, cao trình +11,9 m, nội suy từ bảng tra, được k = 1,03 Mức đỉnh mái cao trình +18,49 m, có k = 1,11 c: hệ số khí động, c = +0,8 phía gió đẩy và c = -0,6 ở phía gió hút. +Phía gió đẩy: p đ = 1,2×83×1,03×0,8×6 = 492 kG/m =0,492 T/m + Phía gió hút: p h = 1,2×83×1,03×0,6×6 = 369 kG/m = 0,369 T/m Phần tải trọng tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập trung đặt ở đầu cột S 1 ,S 2 với k = 0,5(1,03 + 1,11) = 1,07 c e1 , với α =arctg(1/12) = 4,763 o , và H/L =11,9/24=0,496, nội suy có c 1e = - 0,556 c / e1 với α = 4,763 o và H/L = 17,99/21 = 0,857 nội suy có c / e1 = -0,658 6 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 c e2 = -0,4. Ta có: S = n×k×W o ×∑c i .h i = 1,2×1,07.0,083×6×∑c i h I = 0,639 ∑c i h i Ư S 1 = 0,639(0,8×1,2 - 0,556×1,51 + 0,5×1,51 - 0,5×0,375+0,7×4 – - 0,685×0,5) = 2,019 T S 2 = 0,639(0,4×0,5 + 0,6×4 + 0,5×0,375 – 0,5×1,51 + 0,5 – 1,51 + + 0,6×1,2) = 2,241 T p =0,492T/m S =2,019 T 1 đ A 2 S =2,241 T p =0,369T/m h D C B L =24m L =21m L =24m 132 e1 C =-0,556 -0,5 -0,5 -0,5 -0,5 0,8 -0,5 0,7 e1 C =-0,658 , C =-0,4 e2 -0,6 -0,6 B A C D III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: 1. Các đặc trưng hình học: + Cột trục A: H t = 4,05 m; H d = 9,35m; H = 4,05 + 8,35 = 12,4 m Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm; h t = 40 cm Tiết diện phần cột dưới: b = 40 cm; h d = 60 cm Moment quán tính: J t = b×h 3 /12 = 40×40 3 /12 = 213 333 cm 4 J d = 40×60 3 /12 = 720 000 cm 4 Các thông số: t = H t /H = 4,05 / 12,4 = 0,327 k = t 3 0832,01 213333 720000 327,01 J J 3 t d = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −= ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − 7 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 + Cột trục B: Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm, h t = 60 cm Tiết diện phần cột dưới: b = 40 cm, h d = 80 cm Moment quán tính: J t = 40×60 3 /12 = 720 000 cm 4 Q M N J d = 40×80 3 /12 = 1 706 667 cm 4 Các thông số: t = 0,327 k = 0,327 3 0479,01 720000 1706667 = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − Quy đònh chiều dương nội lực như hình bên 2. Nội lực do tónh tải mái: a) Cột trụcA: Sơ đồ tác dụng của tónh tải G m1 = 50,06T như hình vẽ: G m1 e =0.05m RR G m1 M t ⇔ Moment đỉnh cột: M = G m1 ×e t = −50,06×0,05 = −2,503Tm gây phản lực R 1 tính theo công thức: () T kH t k M R 351,0 0832,014,122 )327,0/0832,01)(503,2(3 )1(2 )/1(3 1 −= +× + − = + + = Độ lệch trục giữa phần cột trên và cột dưới: a = (h d − h d )/ 2 =0,1 m a=0,1m M G m1 m1 G ⇔ Moment do G m1 gây tại vai cột: M = G m1 ×a = −50×0,1 = −5,006 T gây phản lực R 2 tính theo công thức: 8 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 ( ) () () ( ) () T54,0 0832,014,122 327,01006,53 k1H2 t1M3 R 33 2 −= +× −− = + − = Phản lực tổng cộng: R = R 1 + R 2 = −0,351 − 0,540 = − 0,891 T Xác đònh nội lực trong các tiết diện cột: M I = −50,06 × 0,05 = − 2,503 Tm M II = −2,503 + 0,891×4,05 = 1,106 Tm M III = −50,06×(0,05 + 0,1) + 0,891×4,05 = −3,9 Tm M IV = −50,06×(0,05 + 0,1) + 0,891×12,4 = 3,539 Tm N 1 = N II = N III = N IV = 50,06 T Q IV = 0,891 T II IIII IIIIII IVIV R=0,891 +- MQN 2,503 2,503 2,503 3,9 3,539 1,106 b) Trục cột B: Sơ đồ tác dụng của tónh tải mái G m1 và G m2 như hình vẽ: Khi đưa G m1 và G m2 về đặt ở trục cột ta được lực: G m = G m1 + G m2 = 50,06 + 48,79 = 98,85 T và moment: M = 50,08(−0,15) + 4,879(0,15) = −0,191 Tm Phản lực đầu cột: () () ( ) () T kH t k M R 025,0 0479,014,122 327,0/0479,01)191,0(3 12 /13 −= +× + − × = + + = Nội lực trong các tiết diện cột: M I = −0,191 Tm M II = −0,191 + 0,025×4,05 = −0,09 Tm M III = M II = −0,09Tm M IV = −0,191 + 0,025×12,4 = 0,119 Tm G m1 G m2 R 150 N 1 = N II = N III = N IV = 98,85 T Q IV = 0,022 T 9 GVHD: Lê Quang Thái [...]... A: Sơ đồ tính giống như khi tính với tónh tải tại dầm cầu trục Gd, nội lực được xác đònh bằng cách nhân nội lực do Gd gây ra với tỷ số: Dm/Gd = 6,9713/5,61 = 12,427 MI = Tm MII = −1,02×12,427 = −12,675 Tm MIII = 1,504×12,427 = −18,69 Tm MIV = −0,6×12,426 = −7,456 Tm NI = NII = 0, NIII = NIV = 69,713 T QIV = −0,252×12,427 = −3,131 T 3,131 18,69 69,713 12,675 7,456 M - Q - N b) Cột trục B: Tính riêng... NIII = NIV = 69,713 T Q = −3,649×(−1,477) = 5,391 T R 5,391 69,713 69,713 30,454 21,831 B + 14,559 M - Q N 7 Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục: Lực Tmax đặt cách đỉnh cột một đoạn y = 3,05 m có: y/Ht = 3,05/4,05 = 0,75 Với y xấp xỉ 0,7×Ht có thể dùng công thức lập sẵn đểù tính phản lực: 14 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học R= Bê Tông 2 Tmax (1 − t ) 1+ k a) Cột trục A: Tmax = 2,28 T 2,28(1 − 0,327... Cột A: 2,503 0,639 50,06 51,842 0,086 2,396 57,452 + - 63,315 2,939 M Q N + Cột B: 0,191 0,09 0,025 98,85 101,523 112,743 + - 0,119 M Q 120,795 N 5 Nội lực do hoạt tải mái: a) Cột trục A: Sơ đồ tính giống như khi tính với Gm1, nội lực xác đònh bằng cách nhân nội lực do Gm1 với tỷ số: Pm1/Gm1 = 7,02/50,06 = 0,14 = −2,503×0,14 = −0,35 Tm MI MII = 1,106×0,14 = 0,155 Tm MIII = −3,9×0,14 = −0,546 Tm MIV =...Đồ n Môn Học Bê Tông 2 0,191 0,025 0,09 98,85 + Q 0,119 M - N 3 Nội lực do tónh tả dầm cầu trục: a) Cột trục A: Gd đặt cách trục cột dưới một đoạn: ed = λ − hd/ 2 = 0,75 − 0,6/ 2 = 0,45 m gây môment đối với cột dưới tại vai cột: M = Gd×ed = 5,61×0,45 = 2,525 Tm Phản lực đầu cột: 3M 1 − t 2 3 × 2,525 1 − 0,327 2 R= = = 0,252T 2H(1 + k ) 2... 0,0832 × 0,327 ) = = 2,17 T 8(1 + k ) 8(1 + 0,0832 ) p 0,369 R 4 = R1 × h = 2,17 × = 1,628T pđ 0,492 R g = 2,17 + 1,628 + 2,019 + 2,241 = 8,058T R1 = Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển vò Δ = 1 được tính bằng: r = r 1 + r2 + r 3 + r 4 3EJ 3 × E × 720000 = 0,00105E r 1 = r4 = 3 d = H (1 + k ) 12,4 3 (1 + 0,0832) 3 × E × 1706667 = 0,00256E r2 = r3 = 12,43 (1 + 0,0479) r = 2(r1 + r2) = 2×(0,00105 + 0,00256)... B B B R A=1,538 R B=2,875 R D=0,456 1,179 11,571 A 35,427 B C 22,714 D IV TỔ HP NỘI LỰC: Gồm tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2 17 GVHD: Lê Quang Thái Đồ n Môn Học Bê Tông 2 + Tổ hợp cơ bản 1: gồm một tónh tải + 1 hoạt tải ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 1 + Tổ hợp cơ bản 2: gồm 1 tónh tải + 1 hoạt tải ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 0,9 Ngoài ra khi xét đến tác dụng của cầu trục thì nội lực của nó . Tiểu luận Đề tài: Tính toán khung ngang nhà một tầng ba nhịp Đồ n Môn Học Bê Tông 2 PHẦN MỘT: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG NHÀ MỘT TẦNG BA NHỊP I. LỰA CHỌN. trục, cách mặt vai cột 1 m. 6. Hoạt tải gió: Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều P = n×W o ×k×c×a k: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục: Lực T max đặt cách đỉnh cột một đoạn y = 3,05 m có: y/H t = 3,05/4,05 = 0,75 Với y xấp xỉ 0,7×H t có thể dùng công thức lập sẵn đểù tính phản lực:

Ngày đăng: 05/11/2014, 12:47

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w