Thuyết minh đồ án kết cấu bê tông cốt thép 2

MỤC LỤC Phần 1: SỐ LIỆU ĐỀ BÀI L1 L2 R Q1 Q2 qo (m) 21 (m) 18 (m) 8,5 (kN) 15 (kN) 10 (daN/m2) 80 Q1 L1 A Q1 Q2 L2 B L1 C D - Bước cột B= 6m, cao trình ray R= 8,5m - Tường bao che chịu lực 200, mái lợp tôn (mái tôn + xà gồ) - Liên kết kết cấu mái vào cột liên kết khớp, bu lông chôn sẵn - Liên kết cửa mái vào kết cấu mái liên kết hàn, thông qua thép chôn sẵn - Liên kết dầm cầu trục vào cột liên kết khớp bu lông + thép chôn sẵn Trang - Liên kết ray vào dầm cầu trục liên kết bu lông, đặt theo chiều dày liên - kết kết cấu mái đầu cột liên kết khớp, cầu trục chạy điện, chế độ làm việc trung bình, nhịp có cao trình ray - Cao trình nhà: +0.00m - Chủng loại bê tông cấp độ bền B20(M250):Rb=11,5MPa,Rbt = 0,9MPa, γb = - Bê tông móng đá 1x2 M250 - Cốt thép nhóm AI: Rs = Rsc = 225MPa, Rsw = 175Mpa - Cốt thép nhóm AII: Rs = Rsc = 280MPa, Rsw = 225Mpa - Công trình nằm vùng có áp lực gió tiêu chuần qo(daN/m2), địa hình B - Đất có: Rtc = 120kN/m2 Phần 2: TÍNH TOÁN Chương 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 1.1 Xác định nhịp khung ngang (nhịp nhà = L): Sau chọn mặt nhà lưới cột, vào trục định vị cột để xác định nhịp khung ngang Với nhà công nghiệp tầng, trục định vị cột ta lấy sau: - Cột biên: trục định vị phụ thuộc vào sức trục cẩu trục Do đề cho sức trục cầu trục Q ≤ 300kN, nên trục định vị trùng với mép cột - Cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học cột + Khoảng cách từ trục định vị đến trục dầm cầu trục cột ta chọn sơ bộ: λ=0,75m - Vậy ta nhịp khung ngang - khoảng cách trục định vị: L=Lk+2λ × Lk1=21-(2 0,75)=19,5m × Lk2 =18-(2 0,75)=16,5m - Gọi cột biên cột A, cột gọi cột B Trang 1.2 Xác định chiều cao khung: để xác định ta cần số liệu cẩu trục, dầm cầu trục, đường ray kết cấu mái Các số liệu cẩu trục: 1.2.1 Các thông số cẩu trục tra theo Cataloge với chế độ làm việc trung bình bảng đây: Sức trục Nhịp Kích thước cầu trục Áp lực bánh xe Trọng Q cầu (mm) Lên ray (kN) lượng (kN) trục Lk (m) 150 100 B K Hct B1 P tc max P tc (kN) Xe Cẩu co trục 305 210 20 630 440 2300 260 185 42 n 70 17 630 440 1900 260 125 30 40 0 1.2.2 Dầm cầu trục: Với bước cột 6m sức trục hai nhịp Q1 = 150kN, Q2 = 100kN, chọn dầm cầu trục hình chữ T có kích thước tiết diện nhịp có số liệu sau: Chiều Kích thước dầm cầu trục Bề rộng Bề rộng Chiều cao cánh cao Hc sườn b cánh b’f (mm) (mm) (mm) h’f (mm) Trọng lượng tiêu chuẩn dầm Gcc (kN) 1000 200 1000 150 120 Trang 570 200 120 Tiết diện ngang dầm cầu trục ray 1.2.3 Đường ray: Chọn ray giống cho nhịp, chiều cao ray lớp đệm ray lấy hr =120,5mm, gtcr =0,5kN/m tra bảng 2.6 1.2.4 Kết cấu mái: Với nhịp L1=21m L2=18m, ta chọn hệ kết cấu mang lực mái dàn mái hình thang 1.2.4.1 Nhịp L1= 21m - Chiều cao dàn hg = (1/7 ÷1/9)L1= 2,3m ÷3m, chọn hg= 2,65m - Chiều cao đầu dàn hđ= hg –i × (L1/2)=2,65-1/10 x (21/2)= 1,6m với i=1/10 - Trọng lượng tiêu chuẩn dàn Gcdàn= 81kN tra bảng 2.4 1.2.4.2 Nhịp L2 =18m - Chiều cao dàn hg= (1/7÷1/9)L2= 2m÷2,57m, chọn hg= 2,5m - Chiều cao đầu dàn hđ= hg-i×(L2/2)=2,5-1/10 x (18/2)= 1,6m với i=1/10 Trang - Trọng lượng tiêu chuẩn dàn Gtcdàn= 66kN tra bảng 2.4 - Cấu tạo nhịp L2 có cửa mái với nhịp L2 ≤ 18m, chọn cửa mái có nhịp Lcm=6m, cao hcm=2m Trọng lượng 30kN, n = 1,1 - Lấy cao trình lúc hoàn thiện nhà (sau lát) cao trình +0.00m - Cao trình vai cột: V=R-(Hc+hr)=8,5-(1+0,1205)=7,38m - Cao trình đỉnh cột: Đ=R+Hct+a1=8,5+2,3+0,15=10,95m với a1 khoảng hở an toàn từ đỉnh xe đến mặt kết cấu mang lực mái a1 (0,1-0,15m) chọn a1=0,15m Cao trình đỉnh cột Đ cao trình vai cột V lấy cho cột biên cột - Cao trình đỉnh mái nhịp biên (không có cửa mái): M1=Đ+hg=10,95+2,65=13,6m - Cao trình đỉnh mái nhịp (có cửa mái): M2=Đ+hg+hcm=10,95+2,5+2=15,45m 1.3 Xác định kích thước tiết diện cột: kích thước tiết diện cột trường hợp cần đảm bảo độ mảnh hai phương, với tiết diện chữ nhật, độ mảnh: λb ≤ 25, λh ≤ 35 với b bề rộng tiết diện, h chiều cao tiết diện - Các kích thước chiều cao cột: + Cột trên: Ht =Đ–V=10,95–7,38=3,57m + Cột dưới: Hd=V+a2=7,38+0,5=7,88m + Toàn cột: H=Ht+Hd=3,57+7,88=11,45m Trong đó: a2 khoảng cách cốt ±0.000 đến mặt móng, chọn a2=0,5m - Chiều dài tính toán đoạn cột (giống cho cột trục A B) Trang (Lấy theo bảng 31 TCVN 5574 – 2012) + Phần cột trên, theo phương ngang, kể đến tải trọng cầu trục: l0ht=2,0Ht=2,0x3,57=7,14m + Phần cột trên, theo phương ngang, không kể đến tải trọng cầu trục: l0ht=2,5Ht=2,5x3,57=8,93m + Phần cột trên, theo phương dọc, với nhà có hệ giằng dọc, kể hay không kể đến tải trọng cầu trục: l0bt=1,5Ht=1,5x3,57=5,36m + Phần cột dưới, theo phương ngang, kể đến tải trọng cầu trục: l0hd=2,0Hd=2,0x7,88=15,76m + Phần cột dưới, theo phương ngang, kể đến tải trọng cầu trục: l0hd=1,2H=1,2x11,45=13,74m + Phần cột dưới, theo phương dọc, với nhà có hệ giằng dọc, kể hay không kể đến tải trọng cầu trục: l0bd=0,8Hd=0,8x7,88=6,30m - Kích thước tiết diện cột chọn theo thiết kế định sau: (chọn sơ bộ) + Cột trục A trên: b = 400mm, h = 400mm dưới: b = 400mm, h = 600mm + Cột trục B trên: b = 400mm, h = 600mm dưới: b = 400mm, h = 800mm - Kích thước vai cột: (chọn sơ bộ) + Cột trục A: hv = 600mm, lv = 400mm, h = 1000mm, α=450 + Cột trục B: hv = 600mm, lv = 600mm, h = 1200mm, α=450 = Do đoạn cột A cột B có tiết diện chữ nhật, có bề rộng b, có chiều dài tính toán tương ứng với đoạn cột cột nên cần Trang kiểm tra điều kiện λb ≤ 25, λh ≤ 35 cho đoạn cột trục A có ht hd nhỏ so với trục B: λb max = max(l0bt ; l0bd ) / b = max(5,36;6,3) / 0, = 15, 75 < 25 , thỏa mãn λb max = max(l0 ht / ht ; l0 hd / hd ) = max(8,93 / 0, 4;13, 74 / 0, 6) = 22,9 < 35 , thỏa mãn Hd/14=7,88/14=0,563m=563mm60mm, thỏa Cột B: a4=λ-B1-ht/2=750–260–600/2=190mm>60mm, thỏa Trang 800 Các kích thước cột A cột B III 45 600 II - II 600 400 400 400 II I I 1000 600 400 400 12250 800 7880 3570 Trang 45 A D B C 12250 7880 3570 II I-I 1200 600 600 III - III 600 400 III IV IV IV - IV 800 400 Trang Chương 2: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 2.1 Tĩnh tải: 2.1.1 Tĩnh tải mái: - Tôn + Xà gồ, chọn sơ có: 10 Trang 10 η= 1− N N cr = = 1, 08 380,5 1− 5015 - Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng uốn dọc: ηe0= 1,08×593 =640 (mm) - Độ lệch e= ηe0 + 0,5h – a= 640+ 0,5×800 – 40 =1000 (mm) - Xác định chiều cao vùng nén x1 : x1 = N 380,5 ×103 = = 82, 7(mm) Rb b 11,5 × 400 - So sánh thấy: 2a’= 80 < x1 = 82,7 < ξRh0 =473(mm) ⇒ thỏa mãn giả thiết, tính toán theo nén lệch tâm lớn với x=x1= 82,7 (mm) Diện tích cốt thép xác định: x 82,7 N (e + − h0 ) 380,5 × 103 (1000 + − 760) ' 2 AS = AS = = = 531(mm ) ' Rsc (h0 − a ) 280(760 − 40) - Hàm lượng cốt thép: µ = µ' = 531 ×100% = 0,17% < µmin = 0, 20% 400 × 760 - Như diện tích cốt thép chọn theo cấu tạo 2Φ20 cho bên µ = µ' = 628 ×100% = 0, 21% > µmin = 0, 20% 400 × 760 µt = ×µ = 0, 42% < 3, 5% - Hàm lượng cốt thép μt chênh lệch so với hàm lượng thép giả thiết không đáng kể, không cần giả thiết lại 4.3.2.2 Tính toán cốt thép dọc với cặp IV – 17 - Chiều dài tính toán: l0= 1,5 × 7880 = 11820(mm) - Giả thiết khoảng cách: a = a’= 40mm ⇒ h0= h- a= 800- 40= 760(mm) - Giả thiết hàm lượng cốt thép tổng: µt = 0,4% - Moment quán tính tiết diện: I= bh3/12 = 400×8003/12 = 1,7x1010(mm4) 85 Trang 85 - Moment quán tính tiết diện cốt thép: Is= µtbh0(0,5h-a)2= 0,005×400×760×(0,5×800 - 40)2=1,58×108(mm4) - Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm : δmin = 0,5 − 0, 01 l0 11820 − 0, 01Rb = 0, − 0, 01 − 0, 01 ×11,5 = 0, 237 h 800 eo/h =403/800=0,504; δe= max (eo/h; δmin) = max(0,504; 0,237) = 0,504 ϕp =1 – với cấu kiện bêtông cốt thép thường S= 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0, 282 δe 0, 504 0,1 + 0,1 + ϕp - Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn: Do M Ml dấu, hệ số ϕ1 xác định: ϕ1 = + M + N1 ( 0,5h − a ) 0, 473 ×10 + 380, ×103 ( 400 − 40 ) =1+ = 1, 288 M + N ( 0,5h − a ) 252, 252 ×10 + 626, 686 ×103 ( 400 − 40 ) - Lực dọc tới hạn: N cr =  6, × 27000  0, 282 ×1, ×1010  6, Eb  SI + α I + 7, 78 × 1,58 × 108 ÷   s ÷= 2 l0  ϕ l 11820  1, 288   N cr = 6124(kN ) - Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: η= 1 = = 1,11 N 626, 686 1− 1− N cr 6124 - Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng uốn dọc: ηe0= 1,11×403 =447 (mm) - Độ lệch e= ηe0 + 0,5h – a= 447+ 0,5×800 – 40 = 807 (mm) - Xác định chiều cao vùng nén x1 : 86 Trang 86 x1 = N 626, 686 ×103 = = 136(mm) Rbb 11,5 × 400 - So sánh thấy: 2a’= 80 < x1 = 136 < ξRh0 =473(mm) ⇒ thỏa mãn giả thiết, tính toán theo nén lệch tâm lớn với x=x 1= 136 (mm) Diện tích cốt thép xác định: x 136 N (e + − h0 ) 626, 686 × 103 (807 + − 760) ' 2 AS = AS = = = 357 mm ) ' Rsc ( h0 − a ) 280(760 − 40) - Hàm lượng cốt thép: µ = µ' = 357 ×100% = 0,12% < µmin = 0, 20% 400 × 760 - Như diện tích cốt thép chọn theo cấu tạo 2Φ20 cho bên µ = µ' = 628 ×100% = 0, 21% > µmin = 0, 20% 400 × 760 µt = × µ = 0, 42% < 3,5% - Hàm lượng cốt thép μt chênh lệch so với hàm lượng thép giả thiết không đáng kể, không cần giả thiết lại 4.3.2.3 Tính toán cốt thép dọc với cặp IV – 18 - Chiều dài tính toán: l0= 1,2 × 11450 = 13740(mm) - Giả thiết khoảng cách: a = a’= 40mm ⇒ h0= h- a= 800- 40= 760(mm) - Giả thiết hàm lượng cốt thép tổng: µt = 0,4% - Moment quán tính tiết diện: I= bh3/12 = 400×8003/12 = 1,7x1010(mm4) - Moment quán tính tiết diện cốt thép: Is= µtbh0(0,5h-a)2= 0,004×400×760×(0,5×800 - 40)2=1,58×108(mm4) - Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm : δ = 0,5 − 0, 01 l0 13740 − 0, 01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01×11, = 0, 213 h 800 eo/h =259/800=0,324; δe= max (eo/h; δmin) = max(0,324; 0,213) = 0,324 87 Trang 87 ϕp =1 – với cấu kiện bêtông cốt thép thường S= 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,359 δe 0, 324 0,1 + 0,1 + ϕp - Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn: Do M Ml trái dấu e0 >0,1h, hệ số ϕ1 xác định: ϕ1 =1 - Lực dọc tới hạn:  6, × 27000  0,359 ×1, ×1010 6, Eb  SI 8 N cr =  + α I s ÷ = + 7, 78 × 1,58 × 10  ÷ l0  ϕ l 137402    N cr = 6711(kN ) - Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: η= 1 = = 1,14 N 800, 478 1− 1− N cr 6711 - Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng uốn dọc: ηe0= 1,14×259 =259(mm) - Độ lệch e= ηe0 + 0,5h – a= 259+ 0,5×800 – 40 = 619 (mm) - Xác định chiều cao vùng nén x1 : N 800, 478 ×103 x1 = = = 174(mm) Rbb 11,5 × 400 - So sánh thấy: 2a’= 80 < x1 = 174 < ξRh0 =473(mm) ⇒ thỏa mãn giả thiết, tính toán theo nén lệch tâm lớn với x=x 1= 174 (mm) Diện tích cốt thép xác định: x 174 N (e + − h0 ) 800, 478 × 103 (619 + − 760) 2 AS = AS' = = = −214(mm2 ) ' Rsc (h0 − a ) 280(760 − 40) - Như diện tích cốt thép chọn theo cấu tạo 2Φ20 cho bên 88 Trang 88 µ = µ' = 628 ×100% = 0, 21% > µmin = 0, 20% 400 × 760 µt = × µ = 0, 42% < 3,5% - Hàm lượng cốt thép μt chênh lệch so với hàm lượng thép giả thiết không đáng kể, không cần giả thiết lại 4.3.2.4 Chọn bố trí cốt thép: - Dùng cốt thép tính từ cặp IV-18 để bố trí As=A’s= 628 (mm2) - Chọn cốt thép phía: 2φ20 có As=A’s= 628(mm2) Với cốt thép dọc trên, chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép: c1= 25(mm) - Khoảg cách: a=a’= 35 (mm) < 40(mm)  thiên an toàn - Khoảng cách thông thủy khoảng cách trục cốt thép cạnh b thỏa mãn yêu cầu cấu tạo Do h= 800 (mm) > 500(mm) nên vị trí cạnh h bố trí thép dọc cấu tạo 2φ14 4.3.2.5 Vẽ biểu đồ tương tác cột Xác định khả chịu lực: Do cốt thép đối xứng nên biểu đồ tương tác cột gồm hai nhánh đối xứng với qua trục tung Tính toán tương tự phần cột trục A được: Các giá trị sử dụng để vẽ biểu đồ tương tác M* (kNm) N (kN) 128 245,89 344,38 418,35 468,17 493,12 493,55 455,59 374,51 268,92 0 322 658 994 1329 1665 2001 2375 2800 3225 3335 b) Xác định cặp nội lực tương đương (M*,N) Trường hợp 1: Các cặp nội lực có M > Cặp IV-13 IV-16 IV-18 M kNm 214,324 251,296 206,858 N kN 380,5 626,686 800,478 lo mm 13740 11820 11820 eo mm 583 421 278 S φl 0,203 0,237 0,295 1 Ncr kN 2429,28 3590,44 4107,4 η 1,19 1,21 1,24 M* kNm 264 319 276 Trường hợp 2: Các cặp nội lực có M < 89 Trang 89 Cặp IV-14 IV-15 IV-17 M kNm -215,28 -16,049 -252,252 N kN 380,5 755,882 626,686 lo mm 13740 11820 11820 eo mm 586 41 423 S φl 0,202 0,482 0,237 1 Ncr kN 3278,34 5769,8 3585,38 η 1,13 1,15 1,21 M* kNm -252 -37 -321 Biểu đồ tương tác cột trục B 4.3.3 Tính toán kiểm tra khả chịu cắt - Lực cắt lớn chân cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực: Q IV max = 37,3 (kN) với giá trị lực dọc tương ứng N= 626,686(kN) - Khả chịu cắt nhỏ cột kể đến tác dụng chịu cắt bêtông: Qbmin= 0,6(1+ϕn)Rbtbh0 – với cột làm từ vật liệu bêtông, tiết diện hình chữ nhật ϕn= 0,1N/(Rbtbh0) = 0,1×626,686×103/(0,9×400×765) = 0,228 Qbmin = 0,6×(1+0,228)×0,9×400×765= 202,914×103(N)= 202,914(kN) > 37,3 (kN) 90 Trang 90 - Vậy bêtông cột có đủ khả chịu cắt, cần bố trí đai theo cấu tạo Chọn cốt đai φ8a250 chung cho cột cột dưới, cốt đai chọn thỏa mãn điều kiện: φ ≥ 0,25φmax = 0,25×20 = 5(mm); s ≤ 15φmin = 15×20 = 300(mm) 4.3.4 Tính toán vai cột - Kích thước vai cột chọn theo thiết kế định phần trước - Giả thiết khoảng cách a= 40(mm) ⇒ h0= h – a = 1200 – 40= 1160(mm) Vậy : lv = 600 < 0,9h0 = 0,9×1160 = 1044(mm) ⇒ vai cột thuộc kiểu công xôn ngắn - Lực tác dụng lên vai lấy nhịp có tải trọng lớn hơn: Qv = Dmax + Gd = 268,13 + 49,2 = 317,33(kN) Qv< 2,5Rbtbh0 = 2,5×0,9×400×1160 = 1044×103(N) = 1044(kN) - Khoảng cách: av = λ - 0,5hd = 750 – 0,5×800= 350(mm) - Do chiều cao vai cột thỏa mãn điều kiện: 3,5av = 3,5×350 = 1225 > h= 1200 >2,5av= 2,5×350 = 875(mm) - Nên cần bố trí đai ngang vai cột bố trí cốt xiên Chọn cốt đai vai cột có đường kính với cốt đai cột φ8, chọn bước đai vai cột s = 150mm thỏa mãn: 150( mm) s = 150 ≤   h / = 250(mm) - Chọn cốt xiên 4φ18, bố trí làm hai lớp nghiêng góc 450, cách 100mm Cốt thép lực chọn thỏa mãn: As,inc= 1018(mm2) > 0,002×b×h0= 0,002×400×1160= 928(mm2) -  25 ( mm ) φinc = 18 ( mm ) ≤  linc / 15 91 Trang 91 Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền dài nghiêng chịu nén vùng đặt tải gối: Qv ≤ 0,8ϕw2Rbblbsinθ - Tính toán góc nghiêng θ: - Bề rộng vùng đặt tải trọng vi cột lấy bề rông sườn dầm cầu trục: lsup= 200(mm) tanθ = h/(λ - 0,5hd + lsup/2)= 1200/(750-400+100)= 2,67 ⇒ θ= acrtan 2,67 = 1,21(rad)= 69,40 - Chiều rộng dải nghiêng chịu nén lb: lb= lsupsinθ = 200× sin69,40 = 187(mm) - Tính toán hệ số ϕw2: - Cốt đai vai cột φ8a150, diện tích tiết diện nhánh cốt đai nằm mặt phẳng ngang cắt qua dải nghiêng chịu nén: Asw= 2×50,265= 100,6(mm2) ϕw2 =1+ 5αµwl= 1+ 5×7,78×100,6/(400×150) = 1,07 - Vậy: 0,8ϕw2Rbblbsinθ = 0,8×1,07×11,5×400×187×sin69,40 =687,3×103(N)=687,3 (kN) 0,8ϕw2Rbblbsinθ = 672,8 (kN) > Qv = 317,33(kN) ⇒ thỏa mãn điều kiện hạn chế - Moment uốn quán tính vai cột tiết diện tiếp giáp với mép cột dưới: M= 1,25Qvav = 1,25×317,33×0,35 = 138,83(kNm) - Tính toán cốt thép dọc: αm = M/ (Rbbh02) = 138,83×106/ (11,5×400×11602) = 0,022< αm= 0,429 ⇒ thỏa mãn điều kiện hạn chế ξ = − − 2α m = − − × 0, 022 = 0, 022 As = Rbbξh0/Rs = 11,5×400×0,022×1160/280 = 419,26(mm2) - Hàm lượng thép: 92 Trang 92 µ= As/ (bh0)×100% =[419,26/ (400×1160)]×100% = 0,09% >µmin= 0,05% - Chọn thép: 2φ16 có As = 402 (mm2) bố trí lớp, chiều dày lớp bảo vệ c1= 20 (mm), a= 28 < 40(mm) ⇒ thiên an toàn 4.3.5 Kiểm tra cột vận chuyển cẩu lắp - Khi vận chuyển, cẩu lắp, cột bị uốn Tải trọng quán tính lấy tải thân với hệ số động lực: n= 1,5 - Đoạn cột trên: g1= 1,5×0,4×0,6×25= 9,0(kN) - Đoạn cột dưới: g2= 1,5×0,4×0,8×25= 12,0(kN) - Trong trường hợp cẩu lắp, vận chuyển, chọn hai trường hợp nguy hiểm để tính toán kiểm tra 4.3.5.1 Khi vận chuyển: - -Cột đặt nằm theo phương ngang kê tự lên hai gối tựa treo lên hai móc Vị trí đặt gối cột lựa chọn sở moment uốn cột hai gối nhịp xấp xỉ Gọi l1, l2, l3 khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ nhất, khoảng cách hai gối kê khoảng cách từ gối kê thứ hai đến chân cột - Để xác định đoạn l1, l2 l3 tính toán gần cách cho moment âm hai gối (M1,M2) mômen dương vị trí đoạn l (Mnb) nhau, coi g1 phân bố l1, g1 phân bố hết đoạn l2+l3 Khi đó: M1 = g1l12/2 = M3= g2l32/2 = Mnh = 0,5M0 = 0,5(g2l22/8) ; Suy ra: l1 = g2 l3 ; l2 = 2l3 g1 93 Trang 93 G2 G1 0,5l M1 M3 B M A RA RB Mnh l1 l2 l3 HC H c = l1 + l2 + l3 = g2 g l3 + 2l3 + l3 = ( + 2 + 1)l3 g1 g1 - Với số liệu toán, tính được: l3 = 11, 45 / ( / + 2 + 1) = 2, 27(m); l1 = / × 2, 23 = 2, 78(m) l2 = 2 × 2, 27 = 6, 42(m) Vậy chọn khoảng cách: l1 = 2,78 (m); l2 = 6,42(m); l3 = 2,27 (m) - Tính toán moment uốn với khoảng cách chọn sơ đồ tải trọng thực tế: M1 = 0,5×9×2,782 = 34,78 (kNm); M3 = 0,5×12×2,272 = 30,92 (kNm) - Để tìm xác mômen dương lớn nhất, xác định: RB = [-0,5×9×2,782+0,5×12×(11,45-2,78)2-0,5×(12-9)×(3,57-2,78)2]/6,42 = 64,69 (kN) - Khoảng cách x từ gối thứ hai đến vị trí có moment dương lớn nhất: X = (64,69/12)-2,27 = 3,12 (m) (Tính x cách đạo hàm M2) M2 = 64,69×3,57-0,5×12×(3,57+2,27)2 = 26,31 (kNm) Tại gối kê 1: - Kích thước tiết diện: b = 600 (mm), h = 400(mm) - Diện tích cốt thép vùng kéo: 1φ16 + 1φ16 có As = A’s = 402 (mm2) - Khoảng cách: a = 33 (mm), a’ = 33(mm), h0 = 367 (mm) 94 Trang 94 - Khả chịu lực tiết diện: Mtdl = RsAs(h0 – a’) = 280×402×(367-33) = 37,6x106(Nmm) = 37,6 (kNm) Tại gối kê 2: - Kích thước tiết diện: b = 800 (mm), h = 400 (mm) - Diện tích cốt thép vùng kéo: 1φ20 + 1φ20 có As = A’s = 628 (mm2) - Khoảng cách: a = 35 (mm), a’ =35 (mm), h0 = 365 (mm) - Khả chịu lực tiết diện: Mtd3 = RsAs(h0 – a’) = 280×628×(365-35) = 58,03×106 (Nmm) = 58,03 (kNm) Vậy: Mtdl >M1; Mtd3> M3 > M2 ⇒ cột đảm bảo khả chịu lực vận chuyển 4.3.5.2 Khi cẩu lắp: - Khi cẩu lắp cột lật theo phương nghiêng cẩu Điểm đặt móc cẩu nằm vai cột cách mặt vai cột 200 mm, chân cột tì lên mặt đất - Xác định moment uốn tiết diện cột: - Moment âm phần cột vị trí tiếp giáp vai cột: M1 = 0,5×9×3,572 = 57,35 (kNm) - Để xác định thành phần moment dương lớn nhất, tính toán: RB = [-0,5×9×3,572 – 0,5×(12-9)×0,22 + 0,5×12×7,142]/7,14 = 34,8 (kN) - Khoảng cách từ gối B đến tiết diện có mômen dương lớn nhất: x = RB/g2 = 34,8/12 = 2,9 (m) M2 = 34,8×2,9 – 0,5×12×3,22 = 39,48 (kNm) - Tính toán khả chịu lực: Tiết diện cột nằm sát vai cột: - Kích thước tiết diện: b = 400 (mm); h = 600 (mm) - Cốt thép vùng nén: 3φ16 có A’s = 604 (mm2) - Cốt thép vùng kéo: 3φ16 có As = 604 (mm2) - Khoảng cách: a = 33 (mm); a’ = 33 (mm); h0 = 567 (mm) 95 Trang 95 - Xác định chiều cao vùng nén: x = (RsAs - RscA‘s)/(Rbb)= 280×(604-604)/(11,5×400) = Vậy: Mtdl = RsAs(h0 – a’) = 280×604×(567-33) = 90,3x106(Nmm) Mtdl = 90,3 (kNm) > Ml = 57,35 (kNm) Tiết diện cột dưới: - Kích thước tiết diện: b = 400(mm); h = 800(mm) - Cốt thép vùng nén: 2φ20 có A’s = 628 (mm2) - Cốt thép vùng kéo: 2φ20 có As = 628 (mm2) - Khoảng cách: a = 35 (mm); a’= 35 (mm); h0 = 765 (mm) - Xác định chiều cao vùng nén: x= (RsAs- RscA‘s)/(Rbb)= 280×(628-628)/(11,5×400) = 0(mm) - So sánh thấy: 2a’ = 70 > x = mm Vậy: Mtd2 = RsAs(h0 – a’) = 280×628×(765-35) = 128×106(Nmm) Mtd2 = 128 (kNm) > M2 = 39,48(kNm) ⇒ tiết diện đảm bảo khả chịu lực Kết luận: Cột đảm bảo điều kiện chịu lực cẩu lắp 4.3.6 Tính toán ép cục chi tiết liên kết 4.3.6.1 Tải đỉnh cột: - Tải trọng đứng lớn mái truyền lên đỉnh cột: N = Gml+ Pml = 91,19+45,63 = 136,82 (kN) - Kích thước chi tiết mã dàn mái kê lên đỉnh cột: b×l= 240×260(mm) - Sơ đồ tính toán nén cục vị trí đỉnh cột lấy theo sơ đồ hình 16f tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2012 - Xác định khả chịu nén cục đỉnh cột không kể đến ảnh hưởng cốt thép ngang: - Diện tích chịu nén cục bộ: Alocl = 240×260= 62400 (mm2) 96 Trang 96 - Diện tích tính toán chịu nén cục bộ: Aloc2 = 400×300 = 120000(mm2) - Hệ số: Ψ = 0,75 – với bêtông nặng tải trọng cục đỉnh cột phân bố không - Hệ số: α = – với bêtông cột có cấp bền thấp B25 - Hệ số: ϕb = Aloc / Aloc1 = 120000 / 62400 = 1, 24 < 2,5 - Cường độ chịu nén cục tính toán bêtông đỉnh cột: Rb,loc= αϕbRb= 1×1,24×11,5= 14,30 (MPa) [N]loc= Ψ Rb,loc Alocl = 0,75×14,30×62400 = 669,28×103(N) = 669,28(kN) Vậy: [N]loc= Ψ Rb,loc Alocl= 669,28 > N = 136,82(kN) ⇒ Không cần phải gia cố lưới thép đầu cột 4.3.6.2 Tại vai cột: - Lực nén lớn từ đầu dầm cầu trục truyền vào vai cột: N= 0,5Gd+ Dmaxv - Trong đó: Dmaxv Pmax gây tính cho đầu dầm cầu trục, D maxv xác định theo đường ảnh hưởng: Dmaxv = Pmax(y1+ y3) = 1,1×125×(1+ 0,683) = 231 (kN) N= 0,5×49,2 + 231= 255,6 (kN) - Sơ đồ tính toán nén cục vai cột lấy theo sơ đồ hình 16b tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2012 - Xác định khả chịu nén cục vai cột không kể đến ảnh hưởng cốt thép ngang: 97 Trang 97 A loc2 A loc1 b2 c1 b1 c1 - Diện tích chịu nén cục bộ: Alocl = 200×180= 36000(mm2) - Diện tích tính toán chịu nén cụ bộ: Aloc2= 500×180= 90000(mm2) - Hệ số: Ψ = 0,75 – với bêtông nặng tải trọng cục đỉnh cột phân bố không - Hệ số: α = – với bêtông cột có cấp bền thấp B25 - Hệ số: ϕ b = Aloc / Aloc1 = 90000 / 36000 = 1,36 < 2,5 - Cường độ chịu nén cục tính toán bêtông đỉnh cột: Rb,loc = αϕbRb = 1×1,36×11,5= 15,61 (MPa) [N]loc = Ψ Rb,loc Alocl = 0,75×15,61×36000= 421,41×103(N)= 421,41(kN) Vậy: [N]loc = Ψ Rb,loc Alocl = 421,41 > N = 255,6 (kN) ⇒ gia cố vai cột 98 Trang 98 Phần 3: TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Sách Thiết Kế Khung Ngang Nhà Công Nghiệp Một Tầng Bằng Bê Tông Cốt Thép Lắp Ghép TS.Vương Ngọc Lưu (Chủ biên) - TCVN 5574 – 2012 TCVN 2737 – 1995 - Đồ án mẫu 99 Trang 99 [...]... hiện đồng thời nên trong tính toán phải xét riêng từng trường hợp Do cầu trục ở hai nhịp có các thông số như nhau nên chỉ cần tính toán cho một bên, còn bên kia lấy đối xứng 30 Trang 30 3.4 .2. 1 Nhịp giữa: 22 , 822 26 8,13 119, 623 81,475 60 ,21 4 M (kNm) N (kN) Q (kN) Biểu đồ nội lực cột trục B do hoạt tải đứng cầu trục nhịp giữa gây ra 31 Trang 31 3.4 .2. 2 Nhịp biên 22 , 822 119, 623 26 8,13 81,475 60 ,21 4 M... 3 .2. 1.4 Tổng nội lực do tĩnh tải gây ra: 4,307 86,13 0,671 101,84 5 ,27 4 6,7 02 0,033 M (kNm) 151,04 20 6,57 N (kN) Q (kN) Biểu đồ nội lực của cột trục A do tổng tĩnh tải gây ra 24 Trang 24 3 .2. 2 Cột trục B: 3 .2. 2.1 Tĩnh tải mái: 0,759 177, 32 0,108 N (kN) Q (kN) 0,373 0,478 M (kNm) Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của cột trục B do tĩnh tải mái gây ra 25 Trang 25 3 .2. 2 .2 Tĩnh tải dầm cầu trục: 0,759 177, 32. ..  −1 ÷= 0, 0 72 9  2, 133 ×10   Jt  3.1 .2 Cột trục B : - Các đặc trưng hình học của cột: Jt = b × ht3 400 ×6003 = = 7, 2 ×109 mm 4 12 12 Jd = b × hd3 400 ×8003 = = 17, 07 ×109 mm 4 12 12 - Các thông số trung gian: t = Ht 3, 57 = = 0, 3 12 H 11, 45 k = t3 ×(  17, 07 ×109  Jd −1) = 0, 3 123 ×  −1÷= 0, 0 42 9 Jt  7, 2 ×10  3 .2 Nội lực do tĩnh tải gây ra: 3 .2. 1 Cột trục A: 22 Trang 22 3 .2. 1.1 Tĩnh tải... liệu bê tông chọn cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 MPa, Eb = 27 x 103 MPa - Cốt thép nhóm AII có Rs = Rsc = 28 0 MPa, Es = 21 x 104 MPa - Cốt đai nhóm AI có Rs = Rsc = 22 5 MPa, Rsw = 175 MPa, Es = 21 x 104 MPa α= - Tỷ số modul đàn hồi: Es 21 0000 = = 7, 78 Eb 27 000 - Do cấu kiện cột lắp ghép được chế tạo trong nhà máy, khi đổ bê tông cột ở tư thế nằm ngang nên hệ số điều kiện làm việc của vật liệu bê tông. .. 4,703 86,13 1,598 7 ,21 5 1,398 5,378 M (kNm) N (kN) Q (kN) Sơ đồ và biểu đồ nội lực của cột trục A do tĩnh tải mái gây ra 3 .2. 1 .2 Tĩnh tải dầm cầu trục: 2, 4 42 13,4 42 8,718 5, 821 M (kNm) 49 ,2 N (kN) Q (kN) Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của cột trục A do tĩnh tải dầm cầu trục gây ra 23 Trang 23 3 .2. 1.3 Trọng lượng bản thân cột: 15,71 0,953 0,618 0,41 71 ,24 N (kN) M (kNm) Q (kN) Biểu đồ nội lực của trục... 0, 758; ξR = 0, 623 ; αR = 0, 429 4 .2 Tính toán cột trục A: 4 .2. 1 Tính toán tiết diện phần cột trên: - Kích thước tiết diện: b x h = 400 mm x 400 mm Bảng các cặp nội lực nguy hiểm Ký hiệu cặp nội lực M kNm N kN II – 16 II – 17 II – 18 2, 448 -83,016 - 82, 658 123 ,9 32 101,84 123 ,9 32 el = + Trong đó: el = M N mm 20 815 667 ea mm eo mm Ml kNm Nl kN 13 13 13 33 828 680 -6,7 02 -6,7 02 -6,7 02 101,84 101,84 101,84... 3,57 25 =23 ,56kN - Phần cột dưới: × × × × × × × Gd =n [b hd Hd +2 b (h+hv) /2 lv] γ × × × × × =1,1[0,4 0,8 7,88 + 2 0,4(1 ,2+ 0,6) /2 0,6] 25 =81 ,22 kN Tường bao che chỉ dùng để bao che và trang trí, không chịu tải trọng tác dụng nên không xét đến ảnh hưởng do tải trọng của nó 2. 2 Hoạt tải mái: Pc = 0,3 kN/m2 × Pm = n Pcm = 1,3 x 0,3 = 0,39kN/m2 (theo TCXD 27 37 - 1995, khi trị số hoạt tải tiêu chuẩn nhỏ hơn 20 0daN/m... đồ nội lực cột B do hoạt tải đứng cầu trục nhịp biên gây ra 3.5 Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục: 3.5.1 Cột trục A: 32 Trang 32 7,445 7,445 19,134 4,355 4,355 14,779 14,779 19,539 M (kNm) 19,134 19,539 M (kNm) Q (kN) Q (kN) Biểu đồ nội lực cột trục A do lực hãm cầu trục gây ra 3.5 .2 Cột trục B: 4,853 4,853 12, 4 72 2,567 2, 567 9,815 9,815 11, 122 M (kNm) 12, 4 72 Q (kN) 11, 122 M (kNm) Q (kN) Biểu đồ. .. trí điểm đặt của Gm1 và Gm2 trên đỉnh cột, cách trục định vị 0,15m Gm1 150 Điểm đặt của Gm1 cột biên Gm2 Gm1 150 150 Điểm đặt của Gm1 và Gm2 cột giữa 11 Trang 11 Gm2 Gm1 a a /2 Gm1 a /2 2 a /2 a /2 a 3 1 L L A L B C D Diện tích truyền tải mái vào cột 2. 1 .2 Tĩnh tải dầm cầu trục và rây: - Theo bảng 4 .2 trọng lượng bản thân dầm cầu trục: Gcc = 42kN Gc = n × Gcc = 1,1× 42 = 46, 2 kN - Trọng lượng bản thân... (kN) Q (kN) 0,373 0,478 M (kNm) Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của cột trục B do tĩnh tải dầm cầu trục gây ra 3 .2. 2.3 Trọng lượng bản thân cột: 23 ,56 M (kNm) 104,78 N (kN) Q (kN) 26 Trang 26 Biểu đồ nội lực của trục B do trọng lượng bản thân cột gây ra 3 .2. 2.4 Tổng nội lực do tĩnh tải gây ra: 0,759 177, 32 0,108 20 0,88 29 9 ,28 0,373 0,478 M (kNm) 380,5 N (kN) Q (kN) Biểu đồ nội lực cột trục B do tổng tĩnh ... loại bê tông cấp độ bền B20(M250):Rb=11,5MPa,Rbt = 0,9MPa, γb = - Bê tông móng đá 1x2 M250 - Cốt thép nhóm AI: Rs = Rsc = 22 5MPa, Rsw = 175Mpa - Cốt thép nhóm AII: Rs = Rsc = 28 0MPa, Rsw = 22 5Mpa... đồng thời nên tính toán phải xét riêng trường hợp Do cầu trục hai nhịp có thông số nên cần tính toán cho bên, bên lấy đối xứng 30 Trang 30 3.4 .2. 1 Nhịp giữa: 22 , 822 26 8,13 119, 623 81,475 60 ,21 4... 0, 3 123 ×  −1÷= 0, 0 42 Jt  7, ×10  3 .2 Nội lực tĩnh tải gây ra: 3 .2. 1 Cột trục A: 22 Trang 22 3 .2. 1.1 Tĩnh tải mái: 4,703 86,13 1,598 7 ,21 5 1,398 5,378 M (kNm) N (kN) Q (kN) Sơ đồ biểu đồ nội