Đồ Án Thiết Kế Nhà Công Nghiệp 1 Tầng Nhịp 24m Và 21m (Kèm Bản Vẽ Cad, Sap, Excel)

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:... Tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng mái... Hoạt tải do cầu trục: a Hoạt tải đứng do cầu trục: Áp lực thẳng đứng do 2 cầu trục đ

PHẦN MỘT:

TÍNH TỐN KHUNG NGANG NHÀ MỘT TẦNG BA NHỊP

I LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN:

1 Chọn kết cấu mái:

Với nhịp 24m và 21m chọn kết cấu dàn bê tơng cốt thép dạng hình thang, chiều cao đầu dàn là hđd =1,2m, độ dốc mái i = 1/12

Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa, lcm = 12m, hcm = 4m

Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống dưới như sau:

+ Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lĩt dày 5cm

+ Panel mái dạng sườn, kích thước 6×1,5m, cao 30cm

Tổng chiều dày các lớp mái:

3 Xác định các kích thuớc chiều cao của nhà:

Các số liệu của cầu trục từ bảng tra:

Q

(T) (m)Lk (mm)B ToánKế

(mm)

Hct(mm) (mm)B1 P(T)max P(T)min (T)Gxc (T)Gct

- Lấy cao trình nền nhà +0,00

- Cao trình vai cột : V = R – (Hr + Hc)

Hr : chiều cao ray và các lớp đệm, lấy Hr = 0,15 m

- Cao trình đỉnh cột: D = R + Hct + a1

Hct : chiều cao cầu trục, Hct = 2,75 m

a1 : khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến đáy dàn, chọn a1 = 0,15m

- Cao trình đỉnh mái: M = D + h +hcm + t

h: chiều cao kết cấu mang lực mái, h = hđd + i×L/2

a2 : khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn a2 = 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:

Kích thước vai cột sơ bộ chọn hv = 70 cm, lv = 40 cm

2 GVHD: Lê Quang Thái

II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:

Tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng mái

chuẩn (kG/m2)

Hệ số vượt tải Tải trọng tính

toán (kG/m2)

cả vữa, dày 5 cm,

2 Tĩnh tải do dầm cầu trục:

Gd = Gc + a×gr

Gc: TLBT dầm cầu trục, tra bảng, Gc = 4,2 T

gr: TL ray và các lớp đệm, lấy 150 kG/m

 Gd = 1,1 ( 4,2 + 6×0,45) = 5,61 T

Gd đặt cách trục định vị 0,75 m

3 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột:

Phần cột trên: Gt = 1,1×0,4×0,6×4,05×2,5 = 2,673 T

Phần cột dưới: Gd = 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: ptc = 75 kG/m2

Hoạt tải mái đưa về lực tập trung Pm đặt tại đầu cột

Pm = 0,5×n×ptc×a×L

+ Nhịp biên Pm1 = 0,5×1,3×75×6×24 = 7020 kG = 7,02 T

+ Nhịp giữa Pm2 = 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 Dmaxxác định theo đường ảnh hưởng (h.vẽ)

Điểm đặt Dmax trùng với điểm đặt của Gd

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

Lực Tmax 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×Wo×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 = 1,03Mức 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: pđ = 1,2×83×1,03×0,8×6 = 492 kG/m =0,492 T/m

+ Phía gió hút: ph = 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 S1,S2 với k = 0,5(1,03 + 1,11) = 1,07

ce1, với α =arctg(1/12) = 4,763o, và H/L =11,9/24=0,496,

nội suy có c1e = - 0,556

III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:

1 Các đặc trưng hình học:

+ Cột trục A:

Ht = 4,05 m; Hd = 9,35m; H = 4,05 + 8,35 = 12,4 m

Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm; ht = 40 cm

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

Moment quán tính:

Jt = b×h3/12 = 40×403/12 = 213 333 cm4

Jd = 40×603/12 = 720 000 cm4Các thông số:

t = Ht/H = 4,05 / 12,4 = 0,327

213333

720000327

,01J

Q M N

+ Cột trục B:

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

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

Moment quán tính:

Jt = 40×603/12 = 720 000 cm4

Jd = 40×803/12 = 1 706 667 cm4Các thông số:

Quy định chiều dương nội lực như hình bên

2 Nội lực do tĩnh tải mái:

tkM

0832,014,122

)327,0/0832,01)(

503,2(3)1(2

)/1(

Moment do Gm1 gây tại vai cột: M = Gm1×a = −50×0,1 = −5,006 T

gây phản lực R2 tính theo công thức:

8 GVHD: Lê Quang Thái

( )

(1 0,0832) 0,54T

4,122

327,01006,53k1H2

t1M3

IIIIIIIIIVIV

b) Trục cột B:

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

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

0479,014,122

327,0/0479,01)191,0(31

2

/13

−

=+

327,01525,23k1H2

t1M3R

2 2

=+

×

−

×

=+

Do tải trọng đặt đối xứng

qua trục cột nên M = 0, Q = 0, NI = NII = 0,

Gd

edR

R d G

B

4 Tổng nội lực do tĩnh tải:

Cộng 2 biểu đồ nội lực do tĩnh tải mái và dầm cầu trục, với lực dọc cộng thêm trọng lực bản thân cột, được kết quả như sau:

+ Cột A:

2,396 0,086

2,939

+

63,315

-57,452 51,842 50,06

M Q N

+0,495

-0,5460,115

M Q N

-7,020,121

+1,052

-b) Cột trục B:

Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên trái và bên phải cột

+ Trường hợp Dmax = 47,19 T đặt ở bên phải:

Gây ra moment đối với phần cột dưới đặt tại vai cột:

M = Dmax×ed = 47,19×0,75 = 35,393 Tm

Phản lực đầu cột:

( )

(1 0,0479) 3,649T

4,122

327,01393,353k1H2

t1M3

Q

3,649

-M9,855

14,778

20,615

λ =0,75

+ Trường hợp Dmax = 69,713 T đặt ở bên trái vai cột:

Nội lực trong trường hợp này bằng nội lực do Dmax đặt bên phải với tỷ số:

B

R 69,713

14,559

30,454 21,831

5,391

+

69,713

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 = 0,75Với y xấp xỉ 0,7×Ht có thể dùng công thức lập sẵn đểù tính phản lực:

14 GVHD: Lê Quang Thái

( )

k1

t1T

327,0128,2

327,01194,1

8 Nội lực do tải trọng gió:

Hệ cơ bản:

p h

tkHp

0832,018

327,00832,014,12492,031

8

13

+

×+

×

×

=+

×+

×

×

=

Tp

pR

R

đ

492,0

369,017,2

00832,014,12

7200003

r2 = r3 =12,4E(1 0,0479) 0,00256E

17066673

r

00722,

0

058,8

2 2

2 2

2 2

D

IV TỔ HỢP NỘI LỰC:

Gồm tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2

+ Tổ hợp cơ bản 1: gồm một tĩnh tải + 1 hoạt tải ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 1

+ Tổ hợp cơ bản 2: gồm 1 tĩnh 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 phải nhân vớihệ số 0,85 (sự làm việc của 2 cầu trục)

Bảng tổ hợp nội lực được trình bày trong bảng sau:

18 GVHD: Lê Quang Thái

PHẦN HAI:

TÍNH MÓNG

Với đất nền có cường độ tiêu chuẩn lớn Rc = 2,2 kG/cm2 , nên dùng phươngán móng đơn

I MÓNG CỘT BIÊN (trục A):

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra 2 cặp nội lực sau để tính toán

Cặp 2: M = 21,693 Tm; N = 63,315 T; Q = 5,202 T

1 Xác định kích thước đáy móng:

Tính toán theo tải trọng tiêu chuẩn

Với: tải trọng tiêu chuẩn =

tb

n

toántínhtrọngtải

lấy ntb = 1,15, ta được giá trị tiêu chuẩn của tải trọng như sau:

Cặp 1: Mc = −22,285 Tm; Nc = 106,924 T; Qc = −5,228 T

Cặp 2: Mc = 18,863 Tm; Nc = 55,507 T; Qc = 4,523 T

a) Tính toán với cặp 1:

Chọn chiều sâu chôn móng H = 1,6m

Xem như móng đúng tâm tính diện tích đáy móng theo công thức:

Fm = R −Nγ H = 22106−2,924×1,6

tb c

c

= 5,678 m2Chọn Fm = a×b = 3×2,5 = 7,5 m2

Chọn sơ bộ chiều cao móng h = 1m, ho = 1−0,05 = 0,95 m

Moment tại trọng tâm đáy móng:

Mmc = Mc + Qcho = 22,285 + 5,228×0,95 = 27,252 Tm

Độ lệch tâm:

eoc =

924,106

252,27

=c

c m

N

M

= 0,255 m < a/6 = 3/6 = 0,5 mnên áp lực nền có dạng hình thang và tính toán theo công thức:

pc

max,min =  ± a 

eF

o m

924,106

+2×1,6 = 24,727 T/m2 < 1,2Rc = 1,2×22 = 26,4 T/m2

924,106

+2×1,6 = 10,186 T/m2

ptbc =

2

186,10727,242

160,23

=c

c m

057,55

057,55

+2×1,6 = 4,492 T/m2

ptbc =

2

492,459,162

min

Vậy kích thước đáy móng đã chọn được thỏa mãn

2 Xác định chiều cao móng:

Tính với tải trọng tính toán của cặp 1

Xác định chiều cao móng ho từ điều kiện chống xuyên thủng:

Với a1 lớp bảo vệ đáy móng chọn 0,05m

20 GVHD: Lê Quang Thái

1a

eF

963,1226

1a

eF

= 8,038 T/m2a) Theo phương cạnh a:

Với l1 = (a−hc)/2 = 1,2m, p1 = 18,066 T/m2

M =

6

1(2pmax + pmin)l12 =

6

1(2×24,275 + 18,066)1,22

Fa =

95,027009

,0

10.271,169

,0

3

×

×

=o

ahR

M

= 7,025 cm2/mKiểm tra hàm lượng cốt thép:

µ = 1007,02595

a

hb

M =

2

05,1395,162

2 2

ahR

F

= 0,0004 = 0,04% < µmin =0,1%

Cốt thép chọn giống phương cạnh a

II MÓNG CỘT GIỮA (trục B):

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra 2 cặp nội lực sau để tính toán

Cặp 1: M = 37,851 Tm; N = 222,073 T; Q = 4,506 T

Cặp 2: M = 44,618 Tm; N =180,443 T; Q = 7,160 T

4 Xác định kích thước đáy móng:

Tính toán theo tải trọng tiêu chuẩn

Với: tải trọng tiêu chuẩn =

tb

n

toántínhtrọngtải

lấy ntb = 1,15, ta được giá trị tiêu chuẩn của tải trịng như sau:

Cặp 1: Mc = 32,914 Tm; Nc = 193,107 T; Qc = 3,965 T

Cặp 2: Mc = 38,798 Tm; Nc = 156,907 T; Qc = 6,226 T

c) Tính toán với cặp 1:

Chọn chiều sâu chôn móng H = 1,8m

Xem như móng đúng tâm tính diện tích đáy móng theo công thức:

Fm = R −Nγ H = 22193−2,107×1,8

tb c

c

= 10,5 m2Chọn Fm = a×b = 4×2,8 = 11,2 m2

Chọn sơ bộ chiều cao móng h = 1,2m, ho = 1,2−0,05 = 1,15 m

Moment tại trọng tâm đáy móng:

Mmc = Mc + Qcho = 32,914 + 3,965×1,15 = 37,474 Tm

Độ lệch tâm:

eoc =

107,193

474,37

=c

c m

N

M

= 0,192 m < a/6 = 4/6 = 0,667 mnên áp lực nền có dạng hình thang và tính toán theo công thức:

pc

max,min =  ± a 

eF

o m

107,193

+2×1,8 22 GVHD: Lê Quang Thái

+2×1,8 = 15,876 T/m2

ptbc =

2

876,15807,252

958,45

=c

c m

907,156

+2×1,8 =23,683 T/m2 < 1,2Rc = 26,4 T/m2

907,156

+2×1,8 = 11,536 T/m2

ptbc =

2

536,11683,232

min

Vậy kích thước đáy móng đã chọn được thỏa mãn

5 Xác định chiều cao móng:

Tính với tải trọng tính toán của cặp 1

Xác định chiều cao móng ho từ điều kiện chống xuyên thủng:

1a

eF

073,2226

1a

eF

6

1(2×25,661 + 20,995)1,62

ahR

M

= 10,158 cm2/mKiểm tra hàm lượng cốt thép:

µ = 10010,158125

a

hb

2 2

ahR

Cốt thép chọn giống phương cạnh a

24 GVHD: Lê Quang Thái