ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP “ THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP ”

CẦN BẢN CAD THI LIÊN HỆ : KHUEND03WRU.VN Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng lắp gép đối xứng bằng bê tông cốt thép (BTCT), ba nhịp đều nhau L, cùng cao trình đỉnh ray R, ở mỗi nhịp có hai cầu trục chạy điện, sức trục Q. Bước cột a, chiều dài khối nhiệt độ 60m. Mái cứng bằng panel sườn, tường bao che là tường tự mang bằng gạch xây dày 220mm. Bê tông cấp độ bền B20 (M250), cốt thép chịu lực nhóm CII, cốt đai CI (AI). Các số liệu tính toán trong bảng sau: L (m) R (m) Q (m) Chế độ làm việc CT a (m) Địa điểm XD 18 8,5 305 Trung bình 6 TP Hải Dương Bảng 1: Số liệu tính toán THUYẾT MINH TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ TÍNH VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA NHÀ Trục định vị Với sức trục của cầu trục Q ≤ 300KN, các trục định vị được xác định như sau: Theo phương ngang nhà, các trục biên (trục A, D) được lấy trùng với mép ngoài cột biên, các trục giữa (trục B, C) được lấy trùng với trục hình học của cột. Theo phương dọc nhà, với các trục định vị giữa (trục 2, 3, 4, 5, ..10) vị trí các trục trùng với trục cột, với hai trục ở hai đầu mút của khối nhiệt độ (trục 1, 11) trục cột được lấy lùi vào 500mm so với trục định vị. Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị của cột chọn sơ bộ: λ= 750mm = 0,75m. Nhịp của khung ngang L= 18m. Nhịp của dầm cầu trục Lk= 18 – 2x0,75 = 16,5m. (Các cột biên biên được gọi chung la cột A, các cột giữa được gọi chung là cột B) Các số liệu của cầu trục Các số thông số của cầu trục được tra theo bảng Cataloge với chế độ làm việc trung bình như bảng dưới đây: Sức trục Q (KN) Nhịp CT Lk(m) Kích thước cầu trục (mm) Áp lực bánh xe (KN) Trọng lượng (KN) B K Hct B1 Pcmax Pcmin Xe con Tổng 30050 16,5 6300 5100 2750 300 280 82 120 425 Bảng 2: Thông số cầu trục Trong đó: Q : Sức nâng của cầu trục. Lk : Nhịp cầu trục. B : Bề rộng của cầu trục. K: Khoảng cách giữa hai bánh xe cầu trục. Hct : Khoảng cách từ đỉnh ray đến mặt trên của xe con. B1: Khoảng cách từ trục ray đến mút của cầu trục. Pcmax: áp lực tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray khi xe con chạy sát về phía ray đó. Pcmin: áp lực tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray khi xe con đứng sát ở ray bên kia.

ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

“ THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP ”

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN XUÂN HIỂN

SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN ĐOÀN KHUÊ

NGÀY GIAO ĐỒ ÁN: 11/11/2013 NGÀY NỘP ĐỒ ÁN :06/01/2014

A ĐỀ BÀI

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng lắp gép đối xứng bằng bêtông cốt thép (BTCT), ba nhịp đều nhau L, cùng cao trình đỉnh ray R, ở mỗinhịp có hai cầu trục chạy điện, sức trục Q Bước cột a, chiều dài khối nhiệt độ60m Mái cứng bằng panel sườn, tường bao che là tường tự mang bằng gạch xâydày 220mm Bê tông cấp độ bền B20 (M250), cốt thép chịu lực nhóm CII, cốtđai CI (AI) Các số liệu tính toán trong bảng sau:

L(m)

R(m)

Q(m)

Chế độ làmviệc CT

a(m)

Địa điểm XD

 Theo phương ngang nhà, các trục biên (trục A, D) được lấy trùng với mép ngoài cột biên, các trục giữa (trục B, C) được lấy trùng với trục hình học của cột.

 Theo phương dọc nhà, với các trục định vị giữa (trục 2, 3, 4, 5, 10) vị trí các trục trùng với trục cột, với hai trục ở hai đầu mút của khối nhiệt

độ (trục 1, 11) trục cột được lấy lùi vào 500mm so với trục định vị

 Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị của cột chọn sơ bộ: λ= 750mm

2 Các số liệu của cầu trục

Các số thông số của cầu trục được tra theo bảng Cataloge với chế độ làm việc trung bình như bảng dưới đây:

K: Khoảng cách giữa hai bánh xe cầu trục

Hct : Khoảng cách từ đỉnh ray đến mặt trên của xe con

B1: Khoảng cách từ trục ray đến mút của cầu trục

2

max: áp lực tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray khi xe con chạy

sát về phía ray đó

Pc

min: áp lực tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray khi xe con đứng

sát ở ray bên kia

Kích thước dầm cầu trục Trọng lượng

Chiều caocánh h’f(mm)

Bảng 3: Kích thước dầm cầu trục

Hình 2: Tiết diện ngang của dầm cầu trục và thanh ray

4 Đường ray

Chọn ray giống nhau cho cả hai nhịp có:

Chiều cao ray và lớp đệm: hr = 150mm = 0,15m

Trọng lượng tiêu chuẩn trên 1m dài: gc

r = 1,5KN/m

5 Kết cấu mang lực mái

Với nhịp nhà L = 18m, chọn kết cấu mang lực mái là dàn mái hình thang:

 Chiều cao giữa dàn: hg = (1/7 ÷ 1/9)L = (2 ÷ 2,57)m, chọn hg = 2,5m

 Chiều cao đầu dàn: hđ = hg – i x (1/2)L = 1,75m, chọn hđ = 1,7m

 Trọng lượng tiêu chuẩn của dàn Gc

dàn = 66KN

4

 Cửa mái có nhịp Lcm = 6m, chiều cao hcm = 3m.

Hình 3: Dàn mái hình thang

6 Các lớp cấu tạo mái

Các lớp cấu tạo mái được lựa chọn với các thông số được xác định trong bảng sau:

STT Các lớp cấu tạo mái δ

(m)

γ

(KN/m3)

H.sốn

Ptc(KN/m2)

P(KN/m2)

1 Hai lớp gạch lá nem + vữa 0,05 1800 1,3 0,9 1,17

2 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt 0,12 1200 1,3 1,44 1,87

Bảng 4: Các lớp cấu tạo mái

7 Các cao trình khung ngang

 Lấy cao trình hoàn thiện nền nhà (sau lát) là cao trình ±0,00

 Cao trình vai cột: V = R – ( Hc + Hr) = 8,5 – (1 + 0,15) = 7,35 m

 Cao trình đỉnh cột: Đ = R + Hct + a1 = 8,5 + 2,75 +0,15 = 11,4 m

( Cao trình đỉnh cột Đ và cao trình vai cột V lấy như nhau cho cả cột A và cột B,

vai phía nhịp biên và nhịp giữa)

 Cao trình đỉnh mái nhịp biên (không có cửa trời):

Các kích thước chiều cao cột:

Đoạn ngàm với mặt móng: a 3≥ hd→ chọn a 3 = 800mm cho toàn bộ cột

Tổng chiều dài cột là:

H c = H + a 3 = 11,9 + 0,8 = 12,7m.

 Kiểm tra các điều kiện:

+ Độ mảng:

λbmax = max(l0bt / b ; l0bd / b) = max(15,19 ; 15,7) = 15,7 < 35

λhmax = max(l0ht / ht ; l0hd / hd) = max(28,93 ; 23,8) = 25,31 < 35

D B C A

Gc dan = 66 KN; Gdan = n× Gc

dan = 1,1 x 66 = 72,6 KN Tải trọng bản thân khung cửa mái rộng 6m kể cả kính và khung kính:

Gc

cm = 30KN; Gcm = n× Gc

cm = 1,1 x 30 = 33 KN Tĩnh tải quy thành lực tập trung ở nhịp biên (không của mái):

GmA = 0,5(gaL + Gdan) = 0,5(6,02x6x18 + 72,6) = 361,38KN

8

 Tĩnh tải quy thành lực tập trung ở nhịp giữa (có cửa mái):

GmB = 0,5(gaL + Gdan + Gcm) = 377,88 KN

 Vị trí đặt GmA, GmB trên đỉnh cột cách trục định vị 0,15m

2 Tĩnh tải dầm cầu trục tác dụng lên vai cột

Theo bảng 3 trọng lượng bản thân dầm cầu trục :

Gc

c = 42 KN ; Gc = nGc

c = 1,1 x 42 = 46,2 KNTrọng lượng dầm cầu trục, trọng lượng ray và các lớp đệm lên vai cột:

4 Hoạt tải mái

Trị số tiêu chuẩn của hoạt tải mái theo TCVN 2737-95:

pc

m =0,75KN/m2; pm = n × pc

m = 1,3 x 0,75 = 0,975KN/m2 (Pc < 200 lấy n=1,3)Hoạt tải mái được quy về thành lực tập trung đặt ở đỉnh cột (trùng với điểm đặt của tĩnh tãi mái):

P = 0,5×p ×a× L = 0,5×0,975×6×18 = 56,65 KN

9

5 Hoạt tải cầu trục

Các thông số của cầu trục đã được xác định trong bảng 2:

 Xác định Dmax ( điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặt của Gd):

Áp lực thẳng dứng lớn nhất do hai cầu trục cạnh nhau truyền lên một bên vai cột

được xác định theo đường ảnh hưởng của phản lực: Dmax = n× P ×max yi

Bằng phương pháp hình học (tam giác đồng dạng) ta tính được kết quả sau:

Tương tự theo phương pháp đường ảnh hưởng ta có lực xô ngang lớn nhất của

xe con tác dụng lên một bên vai cột tại cao trình trên của dầm cầu trục là:

Dmax Gd

Dmax

Gd

Dmax Gd

150

Hình 6: Các mặt cắt thể hiện điểm đặt của các lực lên cột, vai cột

6 Hoạt tải gió

 Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:

W = n×W0×k×CTrong đó:

n – Hệ số vượt tải, n = 1,2

W0 – Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực Công trình được

xây dựng tại Tx Hải Dương nằm trong vùng gió III-B, W 0 = 125 daN/m 2

k – Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vàodạng địa hình Để đơn giản trong tính toán và thiên về an toàn, coi như hệ số kkhông thay đổi trong phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột và từ đỉnh cột đến đỉnhmái

+ Trong phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột, hệ số k lấy ứng với cao

trình đỉnh cột D = 11,4m; k = 1,023

+ Trong phạm vi từ đỉnh cột đến đỉnh mái, hệ số k lấy ứng với caotrình đỉnh mái ở nhịp giữa (có cửa mái) M2 = 17,41; k = 1,104

11

C – Hệ số khí động, được xác định phụ thuộc vào hình dáng bề mặt đóngió, với nhà công nghiệp một tầng, 3 nhịp, ở nhịp giữa có cửa trời chạy suốtchiều cao nhà, nhà có tường xây kín xung quanh, C được xác định dựa theo sơ

đồ 16, bảng 6 TCVN 2737: 95, như hình vẽ dưới đây:

+Trong các hệ số khí động tác dụng lên các phần mái thì chỉ có Ce1chưa biết, hệ số này phụ thuộc góc nghiêng α của mái và tỷ lệ giữachiều cao của đầu mái nghiêng với nhịp nhà (H/L)

Xác định chiều cao của các đoạn mái:

+ Chiều cao đầu giàn mái (từ đỉnh cột đến đầu dàn mái):

hm1 = hđ + t = 1,7 + 0,51 = 2,21 m

12

+ Chiều cao từ đầu giàn mái đến đỉnh dàn mái M1:

Tải trọng gió tác dụng lên mái được quy về thành lực tập trung W1, W2 đặt ở

đỉnh cột,một nửa tập trung ở đỉnh cột trục A, một nửa tập trung ở đỉnh cột trục D

(hoặc cũng có thể tính toán toàn bộ thành phần tải trọng gió tác dụng lên mái W

 Xác định tải trọng gió phân bố tác dụng lên cột trục A và D (Pđ, Ph):

Tải trọng gió tác dụng lên cột biên trục A và D được quy về thành tải trọng phân

bố đều theo chiều dài cột:

+ Phía gió đẩy:

13

1 Các đặc trưng hình học của cột

 Côt trục A:

Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm, ht = 35 cm

Tiết diện phần cột dưới: b = 40 cm, hd = 60 cm

Jd =

3

40 6012



= 720000 cm4

Hình 8: Quy ước chiều

dương của nội lực, phản lực

Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm, ht = 60 cm

Tiết diện phần cột dưới: b = 40 cm, hd = 80 cm

N Q

M

R

14

Jd =

3

40 8012



= 1706666,67cm4 Các thông số:

M = GmA x e1 = 361,38 x (-0,025) = -9 KNm Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do mômen tại đỉnh cột gây ra

1 1

R = R1 + R2 = -1,44 – 4,35 = - 5,79 KN => ngược chiều giả thuyết

 Nội lực tại các tiết diện cột:

MI = M1 = -9 KNm

MII = M1 – RxHt = (-9) – (-5,79x4,05) = 14,40KNm

MIII = GmA x ed – RxHt = 361,38 x (-0,15) – (-5,79)x4,05

15

5.78 361.38

2,47

1,08

1,61 14,39

Hình 9: Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực cột trục A, B

do tĩnh tãi gây ra (KN-m)

b) Cột trục B:

- Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái Gm1 và Gm2 như vẽ

Khi đưa Gm1 và Gm2 về đặt ở trục cột ta được

NI = NII = NIII = NIV = 129,746 T

QIV = - 0,121 T

3 Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục gây nên

a) Cột trục A:

- Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd như hình 10

- Tĩnh tải Gd đặt cách cột trục dưới một đoạn là:

2,38855,2

55,2

750

3,58

9,6715,17

Hình 10: Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của cột trục A do tĩnh tải

4 Nội lực do trọng lượng bản thân cột

a) Cột trục A:

Do trục cột trên và cột dưới lệnh nhau một đoạn a nên trọng lượng bản thân của phần cột trên sẽ gây ra cho cột dưới một thành phần mômen M, thành phần mômen này sẽ làm phát sinh phản lực R ở đỉnh cột và do đó gây ra mômen, lực cắt trên các tiết diện cột

Do trục cột trục trên và trục cột trục dưới trùng nhau, nên trọng lượng bản thân cột không gây ra nội lực mômen M và lực cắt Q cho các tiết diện cột mà chỉgây ra thành phần lực dọc N:

 Xác định nội lực tại các tiết diện cột

5 Tổng nội lực do tĩnh tãi gây ra

Cộng đại số nội lực ở các trường hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện củatừng cột được kết quả trong bảng sau (hình 11,12)

a) Cột trục A:

Tiết diện Mômen

(KNm)

Lực dọc(KN)

Lực cắt(KN)

III-III -18,32 +432,17 +3,58

Bảng 5: Tổng tiết nội lực do tĩnh tãi gây ra

tại các tiết diện cột trục A

Bảng 6: Tổng tiết nội lực do tĩnh tãi gây ra

tại các tiết diện cột trục B

2,75

1,09

1,06

876,39 765,59

Hình 12: Biểu đồ tổng nội lực cột trục B do tĩnh tải gây ra (KN-m)

6 Nội lực hoạt tải mái

a) Cột trục A:

Sơ đồ tính giống như khi tính với Gm1, nội lực xác định bằng cách nhân nộilực do Gm1 với tỉ số Pm1/ Gm1 = 56,65/361,38 = 0,1568

21

→Ta có kết quả trong bảng sau:

Bảng 7: Nội lực tại các tiết diện cột trục A

do hoạt tải mái gây ra (KN-m)

b) Cột trục B:

Do cột trục B chịu tác dụng của 2 thành phần hoạt tải mái ở nhịp biên (PmA)

và nhịp giữa (PmB) và do 2 thành phần này có thể xuất hiện không đồng thời nênphải tính toán nội lực do từng hoạt tải gây ra

 Trường hợp hoạt tải nhịp giữa tác dụng lên cột trục B (P m2 ):

- Lực Pm2 đặt ở phía bên phải gây ra Mômen đặt ở đỉnh cột:

MP = PmB x 0,15 = 56,65 x 0,15 = 8,49 KNm

- Điểm đặt của Pm2 trùng với điểm đặt của Gm2 nên mômen và lực cắt trong cột

do mômen này gây ra được xác định bằng cách nhân biểu đồ do tĩnh tải GmA và

MIV (KNm) -1,61 -5,52

Bảng 8: Nội lực tại các tiết diện cột trục B

do hoạt tải mái G mB gây ra (KN-m)

 Trường hợp hoạt tải nhịp biên tác dụng lên cột trục B (P mA ):

Do PmA đối xứng với PmB qua trục cột B nên biểu đồ mômen và lực cắt do

PmA gây ra được lấy từ biểu đồ mômen và lực cắt do PmB gây ra nhưng đổi dấu, thành phần lực dọc thì giữ nguyên

→Kết quả thể hiện trong bảng sau:

Bảng 9: Nội lực tại các tiết diện cột trục B

do hoạt tải mái G mA gây ra (KN-m)

(Biểu đồ nội lực có dạng tương tự biểu dồ ứng với trường hợp tĩnh tãi mái)

7 Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục gây ra

Bảng 10: Nội lực tại các tiết diện cột trục A do hoạt tải

dứng của cầu trục gây ra (KN-m)

25,98

25,98 600,6

600,6

750

38,96

105,24 165,03 600,6

Hình 13: Biểu đồ nội lực cột trục A do hoạt tải thẳng đứng D max

của cầu trục gây ra (KN-m)

b) Cột trục B:

Hoạt tải đứng cầu trục tác dụng lên vai cột B gồm hoạt tải đứng của cầu trục

ở nhịp biên và ở nhịp giữa, 2 hoạt tải này có thể không xuất hiện đồng thời nên

24

trong tính toán phải xét riêng từng trường hợp Do cầu trục ở 2 nhịp có cácthông số giống nhau nên chỉ cần tính toán cho một bên, bên kia lấy đối xứng.

 Xét hoạt tải đứng cầu trục nhịp giữa:

- Hoạt tải Dmax gây ra Mômen đối với cột dưới ở tiết diện sát vai cột (III-III):

 Với hoạt tải đứng cầu trục nhịp biên:

Vì tải trọng đối xứng qua trục cột nên biểu đồ mômen và lực cắt đổi đấu ( đối xứng qua trục cột) biểu đồ lực dọc vẫn giữ nguyên so với trường hợp hoạt tải đứng cầu trục tác dụng ở giữa nhịp

25

192,9 257,55

600,6

750

600,6

Hình 13: Biểu đồ nội lực cột trục B do hoạt tải thẳng đứng D max

của cầu trục nhịp giữa gây ra (KN-m)

8 Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục gây ra

Lực hãm ngang Tmax đặt cách đỉnh cột 1 đoạn y = Ht – Hc , tỷ lệ  y h/ t Phản lực đầu cột được xác định bằng công thức:

Thay vào công thức trên ta có:

do lực này có thể hướng từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái nên phản lực cũng có thể thay đổi hai chiều: R = ± 12,38KN

 Các thành phần nội lực tại các tiết diện của cột:

37,76 27,63

29,44 10,14

12,38

Q M

22,5 12,38

Lực xô ngang tác dụng lên cột trục B có thể do cầu trục ơ nhịp biên hoặc

nhịp giữa tác dụng lên, thành phần lực xô ngang lớn nhất ở hai nhịp như nhau dovậy chỉ cần tính toán cho một bên

y = Ht - Hc = 4,05 – 1 = 3,05m ;  3,05 / 4,05 0,753

2

1 (1 ) (1 0,5 ) 0,084

        ; 2  (1 1,5 ) 0,129K’ = Jd / Jt = 1706666 / 720000= 2,37

 Các thành phần nội lực tại các tiết diện của cột:

MI = ±0 KNm

My = ±(R x y) = ±40,96 KNm

28

16,98 9,09

13,43

Q M

40,96 31.86

13,43

Q M

Hình 15: Biểu đồ nội lực cột trục B do lực hãm

ngang cầu trục gây ra (KN-m)

9 Nội do tải do trọng gió gây ra

Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn khung có chuyển vị ngang ở đỉnh cột Giả thiết xà ngang cứng vô cùng và vì các cột có cùng cao trình đỉnh nên chúng có chuyển vị ngang ở đỉnh cột, hệ chỉ có 1 ẩn số  là chuyển vị ngang ở đỉnh cột Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang có thể có chiều từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái

Trường hợp 1: Trường hợp gió thổi từ trái sang phải:

Phương trình chính tắc:

r + Rg = 0Trong đó:

Rg - là phản lực liên kết trong hệ cơ bản: Rg = R1 + R4 + W1 + W2

29

r - là phản lực liên kết do đỉnh cột chuyển dịch một đoạn  = 1 (dơn vị) Khi gió thổi từ trái sang phải thì R1 và R4 xác định theo sơ đồ như hình 16.

3E×J

H ×(1+ k) =

-8

-5 3

3× E×720000×10 = 1,106×10 E11,9 ×(1+ 0,159)

r2 = r3 =

-8

-5 d



g

Rr

101,66

= 7,977×10 E = -

-5

12,7×10E

Hình 17: Biểu đồ nội lực do gió thổi từ trái sang phải gây ra (KN-m)

Trường hợp 2: Trường hợp gió thổi từ phải sang trái:

Trong trường hợp gió thổi từ phải sang trái, biểu đồ nội lực của các cột trục

B, C được đổi dấu so với trường hợp gió thổi từ trái sang phải, biểu đồ nội lực của cột trục A, D được lấy đổi dấu tương ứng với biểu đồ nội lực của cột trục D,

A trong trường hợp gió thổi từ trái sang phải

36,74

36,74 Q

42,95

42,95

M M

M

COT TRUC D COT TRUC A COT TRUC B, C

Hình 18: Biểu đồ nội lực do gió thổi từ phải sang trái gây ra (KN-m)

32

IV TỔ HỢP NỘI LỰC

Nội lực trong các tiết diện cột được sắp xếp và tổ hợp lại trong bảng

Trong bảng ngoài giá trị nội lực còn ghi rõ số thứ tự cột mà nội lực được chọn

để đưa vào tổ hợp Tại các tiết diện cột I, II, III chỉ đưa vào tổ hợp các giá trị M

và N, ở tiết diện IV còn đưa thêm lực cắt Q, cần dùng khi tính móng Trong tổhợp cơ bản 1 chỉ đưa vào 1 hoạt tải ngắn hạn, trong tổ hợp cơ bản 2 đưa vào ítnhất 2 hoạt tải ngắn hạn với hệ số tổ hợp 0,9 Ngoài ra theo tiêu chuẩn TCVN2737-1995, khi xét đến tác dụng của 2 cầu trục (trong tổ hợp cộng cột 7, 8 hoặc

9, 10) thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0,85, còn khi xét đến tác dụng của 4cầu trục (trong tổ hợp có cộng cả cột 7, 8 và 9, 10) thì nội lực của nó phải nhânvới hệ số 0,7

33

34

M1(kNm)

N1(kN)

 Nhận xét:

Trong các cặp nội lực nghuy hiểm tại các tiết diện của cột trên, các cặp nội lực có trị số mômen chênh lệch nhau quá lớn & trị số mômen dương lại rất bé nên ta không cần tính vòng mà chỉ cần tính toán cốt thép không đối xứng cho một cặp nội lực nghuy hiểm rồi kiểm tra với các cặp nội lực còn lại Ở đây dùng cặp II-18 để tính cốt thép không đối xứng sau đó dùng cặp II-16 và II-17 để

kiểm tra

a) Tính toán cốt thép với cặp II-18:

 Các số liệu ban đầu:

M = -119,744KN; N = 427,95KN; M1 = 3,964KNm; N1 =361,380 KN.Chiều dài tính toán: lo = 2,0Ht = 2 x 4,05 = 8,1 m (lấy theo bảng 31 TCXDVN 356-2005, trong trường hợp có tải trọng cầu trục)

Cần kể tới ảnh hưởng của uốn dọc

Tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép Js và bê tông Jb:

Hệ số xét đến ảnh hưởng của trải trọng tác dụng dài hạn:

Do M và M1 trái dấu nhau và độ lệch tâm e0 thỏa mãn:

 Chọn và bố trí cốt thép dọc:

Cốt thép vùng nén (phía trái cột) chọn: 2∅18 có A’

s = 5,09cm2Cốt thép vùng kéo (phía phải cột) chọn: 2∅25+2∅25 có As = 19,62cm2

Với cốt dọc được trọn như trên chiều dày lớp bảo vệ là: c1 = 25mm

→Khoảng cách: a = 25 + 25/2 = 37,5mm < 40mm

a’ = 25 + 18/2 = 34mm < 40mm

b) Kiểm tra khả năng chịu lực với cặp II-17

 Các số liệu ban đầu

Chiều dài tính toán: l0 = 2 x Ht = 2 x 4,05 = 8,1 m = 810 cm (Lấy theo bảng 31 TCXDVN 356 - 2005, trong trường hợp có tải trọng cần trục).

 Kiểm tra khả năng chịu lực:

Mômen quán tính của tiết diện cốt thép:

Is = (As + As') x (0,5 x h - a)2 = 4,6x10^7 mm4

Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

δe = max(e0/h; δmin) = max (0,956; 0,154) = 0,956

δp = 1 - Với cấu kiện bê tông cốt thép thường

Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn:

Do M và Mdh trái dấu nhau và độ lệch tâm e0 thỏa mãn:

376,970×10 + 280×1963- 280×509

11,5×400Nhận thấy: 2a' = 68 < X2 = 170,45 < ξR x ho = 193 mm → cột chịu nén lệch tâm lớn

Lấy: X = X2→khả năng chịu lực cặp nội lực II-17 của cột được kiểm tra theo điều kiện:

Ne ≤ [Ne]gh = Rb x b x X2 x (h0 – 0,5 x X2) + Rsc x As' x (h0 - a')

Ne = 376,970 x (565,733x10-3) = 213,264kNm[Ne]gh = 11,5x400x170 x(312 – 0,5x170) + 280x509x(312 - 34) [Ne]gh = 217,43x106 Nmm =217KNm

Suy ra: Ne= 213KNm < [Ne]gh = 217 KNm

→Vậy cột đủ khả năng chịu cặp lực cặp nội lực II-17

c) Kiểm tra khả nănng chịu lực với cặp nội lực II-16

 Các số liệu ban đầu:

M = 2,743KNm; N = 427,955KN; M1= 3,964KNm, N1 = 376,970kN

a = 34 mm; a' = 38mm ;h0 = 400 - 34 = 316 mm; As' = 19,62 cm2; As = 5,09 cm2Chiều dài tính toán: l0 = 2,5 x Ht = 2,5 x 4,05 = 10,125 m = 1012,5 cm (Lấy theo bảng 31 TCXDVN 356 - 2005, trong trường hợp không có tải trọng cần trục)

 Kiểm tra khả năng chịu lực:

Mônen quán tính của tiết diện cốt thép:

Is = (As + As') x (0,5 x h - a)2 = 4,9x107 mm4

Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

δe = max(e0/h; δmin) = max (0,052; 0,096) = 0,096

δp = 1 - Với cấu kiện bê tông cốt thép thường

40