Bài giảng Thủy công: Chương 2 TS. Trần Văn Tỷ

1/29/2015 BÊ TÔNG CHUYÊN NGÀNH - TC Chương 1: Sàn - Dầm BTCT Chương 2: Khung BTCT Chương 3: Tường chắn đất Chương 4: Tính toán BTCT theo TTGH2 Khung Cầu công tác 1/29/2015 Vai cột  Kết cấu khung hệ bất biến hình nối với nút cứng khớp  Khung BTCT dùng rộng rãi kết cấu chịu lực chủ yếu nhiều loại công trình Khung toàn khối Khung lắp ghép 1/29/2015 Phân loại khung  Khi khung có tỷ số L/B1.5  nội lực chủ yếu gây khung ngang độ cứng khung ngang nhỏ nhiều lần độ cứng khung dọc  cho phép tách riêng khung phẳng để tính  Khi khung có tỷ số L/B1.5  độ cứng khung ngang khung dọc chênh lệch không nhiều  nội lực phải tính hai phương (khung không gian) 1/29/2015 Tải trọng tác dụng lên khung gồm: 1) Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải): trọng lượng thân kết cấu, trọng lượng sàn dầm truyền vào… 2) Tải trọng tạm thời dài hạn: vật liệu, thiết bị chứa phòng 3) Tải trọng tạm thời ngắn hạn: khối lượng người, vật liệu sửa chữa, tải trọng thiết bị nâng chuyển di động, tải trọng gió… 4) Tải trọng đặc biệt: tải trọng động đất, tải trọng nổ… Tuy nhiên quan niệm tính toán xem tải trọng tạm thời dài hạn có tác dụng giống tĩnh tải Trường hợp tải trọng tác dụng lên khung là: + Tĩnh tải + hoạt tải toàn phần dài hạn + Hoạt tải toàn phần ngắn hạn 1/29/2015 Tổ hợp tải trọng: Có hai dạng tổ hợp: tổ hợp tổ hợp đặt biệt 1) Tổ hợp bản: tĩnh tải, tải trọng tạm thời ngắn hạn, tải trọng tạm thời dài hạn 2) Tổ hợp đặc biệt: tĩnh tải, tải trọng tạm thời ngắn hạn, tải trọng tạm thời dài hạn tải trọng đặc biệt  Tổ hợp tải trọng có tải trọng tạm thời giá trị tải trọng tạm thời lấy toàn  Tổ hợp tải trọng có từ hai tải trọng tạm thời trở lên giá trị tính toán tải trọng tạm thời nội lực tương ứng chúng phải nhân với hệ số tổ hợp 0.9 tải trọng tạm thời dài hạn tải trọng tạm thời ngắn hạn Tổ hợp tải trọng: Có hai cách tổ hợp tải trọng ứng với hai quan niệm tải trọng: 1) Nếu xem hoạt tải toàn phần dài hạn có tác dụng giống tỉnh tải có tổ hợp sau đây: + Tĩnh tải + hoạt tải dài hạn chất đầy + Hoạt ngắn hạn đặt tầng lẻ + Hoạt tải ngắn hạn đặt tầng chẳn + Hoạt tải ngắn hạn đặt cách nhịp cách tầng + Hoạt tải ngắn hạn đặt liền nhịp + Hoạt tải gió 2) Nếu xem hoạt tải tổng hoạt tải dài hạn hoạt tải ngắn hạn (gọi chung hoạt tải toàn phần) cách tổ hợp tải trọng tuân theo nguyên tắc sau: + Tĩnh tải chất đầy + Hoạt toàn phần đặt tầng lẻ + Hoạt tải toàn phần đặt tầng chẳn + Hoạt tải toàn phần đặt cách nhịp cách tầng + Hoạt tải toàn phần đặt liền nhịp + Hoạt tải gió 1/29/2015 Nôi lực Sau giải nội lực từ tổ hợp nội lực ta chọn cặp nội lực dùng để tính thép gồm: 1) Cặp nội lực M- max, Ntứng 2) Cặp nội lực Nmax, Mtứng 3) Cặp nội lực M+ max, Ntứng 1/29/2015 1/29/2015 1/29/2015 1/29/2015 Vai cột Cầu công tác TÓM TẮT CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CẦU CÔNG TÁC 10 1/29/2015 Sàn mái Dầm Sàn mái (2) Dầm cầu trục (2) Sàn cầu trục (công xon) Lan can (2) Dầm công tác (2) Sàn công tác (Công xon) P2 P2 qng qtt qng qtt l4 P2 P2 P1 P1 l3 l2 Nhà để phai l1 P1 L2 L3 P1 P2 L1 P2 L4 11 1/29/2015 P2 P2 R – dầm cầu trục Vai cột 12 1/29/2015 Khung Khung Khung TT HT Tổ hợp??? 13 1/29/2015 Khung TT HT Tổ hợp??? Khung TT Nội lực??? HT N, M, Q 14 1/29/2015 Hcầu trục ?? HCV Hgtt - d Zđtr = Zcv 15 1/29/2015 R – dầm cầu trục Vai cột Tính thép vai cột + Gọi P lực tập trung tác dụng lên vai P=Rmax+Gd với + Rmax phản lực lớn dầm ray truyền lên vai cột + Gd=1.1 (gdct+a*gr )là trọng lượng dầm cầu trục , ray đệm…nếu chưa có số liệu lấy gr=0.015-0.02T, a khỏang cách hai tim trụ 16 1/29/2015 Nội dung tính thép vai cột gồm: 1) Kiểm tra kích thước vai cột 2) Tính thép chịu uốn 3) Tính thép đai, xiên 4) Kiểm tra ép mặt 1) Kiểm tra kích thước vai cột Khi Lv< 0.9ho (ho=h-a) vai cột thuộc consol ngắn Kích thước vai cột kiểm tra theo hai điều kiện sau: P ≤ 2.5Rkbho P + b bề rộng vai cột + K=1: tải trọng tĩnh với cầu trục có hv av h chế độ làm việc nhẹ trung bình + K=0.75: chế độ làm việc nặng + K=0.5: chế độ làm việc nặng Lv + Rk cường độ chịu kéo bêtông + hv h/3 17 1/29/2015 2) Tính thép chịu uốn Moment tiết diện I-I: MI = P*av Diện tích cốt thép dọc: A 1.25M I Rn bh02 Fa  1.25M I Ra h0 I P hv av av 218 + 120 h Lv I 3) Cốt đai  Cốt đai vai cột consol ngắn đặt theo phương ngang theo phương nghiêng 450 cốt xiên  Khi h 2.5av nên dùng cốt đai nghiêng, ngược lại nên dùng cốt đai ngang cốt xiên 18 1/29/2015 3) Cốt đai  Khi h 3.5av P  Rkbho cho phép không đặt cốt xiên (Chỉ đặt cốt đai ngang) 3) Cốt đai  Khi h 3.5av P  Rkbho cho phép không đặt cốt xiên (Chỉ đặt cốt đai ngang) P hv h Lv 19 1/29/2015 3) Cốt đai  Bước cốt đai: u  150mm u  h/4  ĐK cốt xiên:   (1/15) Linc   25mm Diện tích tiết diện cốt xiên cốt đai nghiêng (bỏ qua cốt đai ngang) cắt qua phần phía đường Linc từ điểm đặt tải trọng đến góc tiếp giáp mặt consol với cột: Ax  0.002bh0 0.15Rnbh02 C2 Ra sin  P Ax  c2=av+0.3h0 20 1/29/2015 4) Kiểm tra ép mặt lên vai cột Vai cột chịu tác dụng lực nén dầm cầu trục phải kiểm tra điều kiện ép mặt lên vai cột Tính toán nén lên vai cột từ điều kiện  P  Rn bb Lg + P lực nén max vai cột + bb bề rộng dầm cầu trục + Lg chiều dài dầm gác vào vai cột Nếu không thỏa mãn phải gia cố lưới thép thép mặt vai cột Ví dụ:  Cho vai cột có kích thước hình  Biết: h = 100cm, hv=60cm, a = 4cm, av = 15cm, b = 40cm, b’=30cm, Rk=8.8kG/cm2, Rn=110kG/cm2 Lv=40cm, P = 70T  Tính thép vai cột? 1) Kiểm tra kích thước Lv=40cm < 0.9h0 = 0.9 * (100 - 4) = 86.4cm  Vai cột làm việc theo côngsol ngắn P hv h P = 70 T < 2.5Rkbho = 2.5* 8.8*40*96 = 84480 kG = 84.48 T  Thỏa mãn đk chịu lực vai cột Lv 21 1/29/2015 + K=1 với tải trọng tĩnh với cầu trục có chế độ làm việc nhẹ trung bình + av = 15cm P = 70 T < (1.2*1*8.8*40*962)/15 = 259360kG = 359 T  Thỏa mãn đk chịu lực vai cột I P 2) Tính thép chịu uốn Moment tiết diện I-I: hv av h MI = P*av = 70*0.15 = 10.5 Tm Diện tích thép As = 4.96 cm2 Chọn 218, As = 5.09 cm2 Lv I 3) Cốt đai  Khi h  2.5av nên dùng cốt đai nghiêng, ngược lại nên dùng cốt đai ngang cốt xiên  Khi h  3.5av P  Rkbho cho phép không đặt cốt xiên (Chỉ đặt cốt đai ngang) P = 70T > Rkbho = 8.8*40*96 = 33792kG = 33.8T h = 100cm > 2.5av = 2.5*15=37.5cm  cốt đai ngang cốt xiên 22 1/29/2015 Chọn cốt đai 8, khoảng cách 15cm < h/4 = 25cm Cốt xiên: A  0.002bh0 = 0.002*40*96 = 7.68 cm2 Chọn 218 + 120 đặt thành lớp Kiểm tra điều kiện: Đk thép   (1/15) Linc = 67cm   25mm 3) Cốt đai  Bước cốt đai: u  150mm u  h/4  ĐK cốt xiên:   (1/15) Linc   25mm 4) Kiểm tra ép mặt lên vai cột Vai cột chịu tác dụng lực nén dầm cầu trục phải kiểm tra điều kiện ép mặt lên vai cột Tính toán nén lên vai cột từ điều kiện  P  Rn bb Lg = 70*1000/120 = 583 kG/cm2 Bb x Lg = 40 * 30 = 120 cm2 23 1/29/2015 218 120 Thép chịu uốn: 218 8 a150 Thép chịu uốn: 218 Cốt đai ngang: 8, khoảng cách 15cm Cốt nghiêng: 218 + 120 đặt thành lớp Pn Ph Pn P2 P2 Pn P2 Pn P2 Ph Ph 24 1/29/2015 25 [...]...1 /29 /20 15 Sàn mái Dầm Sàn mái (2) Dầm cầu trục (2) Sàn cầu trục (công xon) Lan can (2) Dầm công tác (2) Sàn công tác (Công xon) P2 P2 qng qtt qng qtt l4 P2 P2 P1 P1 l3 l2 Nhà để phai l1 P1 L2 L3 P1 P2 L1 P2 L4 11 1 /29 /20 15 P2 P2 R – dầm cầu trục Vai cột 12 1 /29 /20 15 Khung 2 Khung 1 Khung 1 TT HT Tổ hợp??? 13 1 /29 /20 15 Khung 2 TT HT Tổ hợp??? Khung 1 TT Nội lực??? HT N, M, Q 14 1 /29 /20 15 Hcầu... mặt lên vai cột Tính toán nén lên vai cột từ điều kiện  P  Rn bb Lg = 70*1000/ 120 = 583 kG/cm2 Bb x Lg = 40 * 30 = 120 cm2 23 1 /29 /20 15 2 18 1 20 Thép chịu uốn: 2 18 8 a150 Thép chịu uốn: 2 18 Cốt đai ngang: 8, khoảng cách 15cm Cốt nghiêng: 2 18 + 1 20 đặt thành 2 lớp Pn Ph Pn P2 P2 Pn P2 Pn P2 Ph Ph 24 1 /29 /20 15 25 ... 100cm > 2. 5av = 2. 5*15=37.5cm  cốt đai ngang và cốt xiên 22 1 /29 /20 15 Chọn cốt đai 8, khoảng cách 15cm < h/4 = 25 cm Cốt xiên: A  0.002bh0 = 0.0 02* 40*96 = 7.68 cm2 Chọn 2 18 + 1 20 đặt thành 2 lớp Kiểm tra điều kiện: Đk thép   (1/15) Linc = 67cm và   25 mm 3) Cốt đai  Bước cốt đai: u  150mm và u  h/4  ĐK cốt xiên:   (1/15) Linc và   25 mm 4) Kiểm tra ép mặt lên vai cột Vai cột chịu tác dụng... Rk=8.8kG/cm2, Rn=110kG/cm2 Lv=40cm, P = 70T  Tính thép vai cột? 1) Kiểm tra kích thước Lv=40cm < 0.9h0 = 0.9 * (100 - 4) = 86.4cm  Vai cột làm việc theo côngsol ngắn P hv h P = 70 T < 2. 5Rkbho = 2. 5* 8.8*40*96 = 84480 kG = 84.48 T  Thỏa mãn đk chịu lực của vai cột Lv 21 1 /29 /20 15 + K=1 với tải trọng tĩnh và với cầu trục có chế độ làm việc nhẹ và trung bình + av = 15cm P = 70 T < (1 .2* 1*8.8*40*9 62) /15 = 25 9360kG... sau: P ≤ 2. 5Rkbho P + b bề rộng vai cột + K=1: tải trọng tĩnh và với cầu trục có hv av h chế độ làm việc nhẹ và trung bình + K=0.75: chế độ làm việc nặng + K=0.5: chế độ làm việc rất nặng Lv + Rk cường độ chịu kéo của bêtông + hv h/3 17 1 /29 /20 15 2) Tính thép chịu uốn Moment tại tiết diện I-I: MI = P*av Diện tích cốt thép dọc: A 1 .25 M I Rn bh 02 Fa  1 .25 M I Ra h0 I P hv av av 2 18 + 1 20 h Lv I... P 2) Tính thép chịu uốn Moment tại tiết diện I-I: hv av h MI = P*av = 70*0.15 = 10.5 Tm Diện tích thép As = 4.96 cm2 Chọn 2 18, As = 5.09 cm2 Lv I 3) Cốt đai  Khi h  2. 5av thì nên dùng cốt đai nghiêng, ngược lại nên dùng cốt đai ngang và cốt xiên  Khi h  3.5av và P  Rkbho thì cho phép không đặt cốt xiên (Chỉ đặt cốt đai ngang) P = 70T > Rkbho = 8.8*40*96 = 33792kG = 33.8T h = 100cm > 2. 5av = 2. 5*15=37.5cm... cốt đai nghiêng (bỏ qua các cốt đai ngang) cắt qua nữa phần phía trên của đường Linc đi từ điểm đặt của tải trọng đến góc tiếp giáp giữa mặt dưới của consol với cột: Ax  0.002bh0 0.15Rnbh 02 C2 Ra sin  P Ax  c2=av+0.3h0 20 1 /29 /20 15 4) Kiểm tra ép mặt lên vai cột Vai cột chịu tác dụng lực nén do dầm cầu trục do đó phải kiểm tra điều kiện ép mặt lên vai cột Tính toán nén lên vai cột từ điều kiện ... Khi h 2. 5av thì nên dùng cốt đai nghiêng, ngược lại nên dùng cốt đai ngang và cốt xiên 18 1 /29 /20 15 3) Cốt đai  Khi h 3.5av và P  Rkbho thì cho phép không đặt cốt xiên (Chỉ đặt cốt đai ngang) 3) Cốt đai  Khi h 3.5av và P  Rkbho thì cho phép không đặt cốt xiên (Chỉ đặt cốt đai ngang) P hv h Lv 19 1 /29 /20 15 3) Cốt đai  Bước cốt đai: u  150mm và u  h/4  ĐK cốt xiên:   (1/15) Linc và   25 mm... Zcv 15 1 /29 /20 15 R – dầm cầu trục Vai cột Tính thép vai cột + Gọi P là lực tập trung tác dụng lên vai P=Rmax+Gd với + Rmax là phản lực lớn nhất của dầm ray truyền lên vai cột + Gd=1.1 (gdct+a*gr )là trọng lượng của dầm cầu trục , ray bản đệm…nếu chưa có số liệu có thể lấy gr=0.015-0.02T, a là khỏang cách hai tim trụ 16 1 /29 /20 15 Nội dung tính thép vai cột gồm: 1) Kiểm tra kích thước vai cột 2) Tính ... (2) Dầm công tác (2) Sàn công tác (Công xon) P2 P2 qng qtt qng qtt l4 P2 P2 P1 P1 l3 l2 Nhà để phai l1 P1 L2 L3 P1 P2 L1 P2 L4 11 1 /29 /20 15 P2 P2 R – dầm cầu trục Vai cột 12 1 /29 /20 15 Khung Khung... 70*1000/ 120 = 583 kG/cm2 Bb x Lg = 40 * 30 = 120 cm2 23 1 /29 /20 15 2 18 1 20 Thép chịu uốn: 2 18 8 a150 Thép chịu uốn: 2 18 Cốt đai ngang: 8, khoảng cách 15cm Cốt nghiêng: 2 18 + 1 20 đặt thành... 33792kG = 33.8T h = 100cm > 2. 5av = 2. 5*15=37.5cm  cốt đai ngang cốt xiên 22 1 /29 /20 15 Chọn cốt đai 8, khoảng cách 15cm < h/4 = 25 cm Cốt xiên: A  0.002bh0 = 0.0 02* 40*96 = 7.68 cm2 Chọn 2 18