ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II

ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN A.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ TẢI TRỌNG I.SỐ LIỆU CHO TRƯỚC - Nhà công nghiệp tầng lắp ghép - Cầu trục chạy điện với chế độ làm việc trung bình - Chiều dài khối nhiệt độ 60m, bước cột 6m - Số liệu khung ngang: Số Liệu Nhịp Nhịp Nhịp Kích thước nhịp L (m) 18 24 18 Cao trình Ray R (m) 10 30 20 Sức trục Q (m) 20 - Khu vực xây dựng : Thành Phố Đà Nẵng II LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN Chọn kết cấu mái  Với nhịp biên L=18m, nhịp L=24m => Chọn kết cấu mái nhịp dàn Bê tông cốt thép hình thang   Độ dốc mái: i=1/10 Chiều cao mái: - Nhịp biên: + Chiều cao dàn: =>chọn + Chiều cao đầu dàn : - Nhịp giữa: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN + Chiều cao dàn : =>chọn + Chiều cao đầu dàn :  Cửa mái: - Cửa mái đặt mái nhịp giữa, bố trí chạy dọc nhà + rộng 12m + cao 4m (theo yêu cầu chiếu sáng)  Các lớp cấu tạo từ xuống: - lớp gạch nem + vữa :5cm - Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt :12cm - Lớp bê tông chống thấm :4cm - Panel dạng sườn: 6x1,5 m, cao 30cm =>Tổng chiều dày lớp mái: t=5+12+4+30=51 cm 2.Chọn cầu trục - Nhịp biên L=18m,Q=20/5 T =>Chọn cầu trục: - Nhịp L=24m,Q=30/5 T =>Chọn cầu trục: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN 3.Chọn dầm cầu trục - Nhịp dầm cầu trục a=6m, sức trục lớn Q=30T => Chọn dầm cầu trục tiết diện chữ T thỏa mãn: + Chiều cao tiết diện : =>Chọn : + bề rộng cánh : =>Chọn : + Bề rộng sườn: + Chiều rộng cánh : =>Chọn : - Tra bảng 1.1.1,giáo trình khung bê khoa học kỹ thuật Hà nội => Trọng tông cốt thép, nhà xuất lượng dầm cầu trục=4,2T SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C DẦM CẦU TRỤC Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN 4.Xác định kích thước chiều cao nhà - Lấy cao trình nhà tương ứng với cốt để xác định kích thước khác a Cao trình vai cột: Trong đó: R:cao trình ray chiều cao ray lớp đệm: chiều cao ray lớp đệm: =>Vai cột biên: Vai cột giữa: b Cao trình đỉnh cột: Trong đó: => SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN c Cao trình đỉnh mái: Trong đó: t: tổng chiều dày lớp mái t=0,51m => 5.Xác định kích thước cột a Cột biên: - Lấy trục định vị trùng với mép cột biên - Chiều dài phần cột - Chiều dài phần cột Trong :a2 khoảng cách từ mặt đến mặt móng: - Chọn tiết diện cột: + Cột hình chữ nhật chọn theo tiết diện định hình btxht=400x400mm + Cột dưới: + bề rộng cột: b=400mm + chiều cao cột SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C =>chọn hd=600mm Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN - Kiểm tra điều kiện độ mảnh: Trong đó: chiều dài tính toán đoạn cột B cạnh tiết diện theo phương xác đinh độ mảnh - Dầm cầu trục không liên tục,theo TCVN 5574-2012, bảng + Khi tính theo phương mặt phẳng khung ngang: • Cột trên: • Cột dưới: + Khi tính theo phương mặt phẳng khung ngang: • Cột trên: • Cột dưới: - Kiểm tra độ mảnh cột trên: Do =>kiểm tra theo lớn hơn: (thỏa) - Kiểm tra độ mảnh cột dưới: + Theo phương mặt phẳng khung: (thỏa) + Theo phương mặt phẳng khung: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN (thỏa) b.Cột - Lấy trục định vị trùng với mép cột - Chiều dài phần cột - Chiều dài phần cột Trong :a2 khoảng cách từ mặt đến mặt móng: - Chọn tiết diện cột: + Cột :btxht=500x400mm + Cột dưới: + bề rộng cột: b=500mm + chiều cao cột =>chọn hd=800mm - Kiểm tra điều kiện độ mảnh: Trong đó: chiều dài tính toán đoạn cột b cạnh tiết diện theo phương xác đinh độ mảnh - Dầm cầu trục không liên tục,theo TCVN 5574-2012, bảng + Khi tính theo phương mặt phẳng khung ngang: • Cột trên: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II • GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN Cột dưới: + Khi tính theo phương mặt phẳng khung ngang: • Cột trên: • Cột dưới: - Kiểm tra độ mảnh cột trên: + Theo phương mặt phẳng khung: (thỏa) + Theo phương mặt phẳng khung: (thỏa) - Kiểm tra độ mảnh cột dưới: + Theo phương mặt phẳng khung: (thỏa) + Theo phương mặt phẳng khung: (thỏa) 6.Kiểm tra khe hở cần thiết máp cột mép cầu trục: - Cột biên: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN Trong đó: - Cột giữa: Trong đó: 7.Kích thước vai cột - Chọn khoảng cách từ trục dầm cầu trục đến mép vai cột 250mm - Độ vươn - Chọn đủ để đỡ dầm cầu trục : + Cột biên: + Cột phía nhịp biên: + Cột phía nhịp giữa: - Chiều cao mép vai cột: lấy theo bội số 100 thỏa: + + + + SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II => Chọn GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN ,góc nghiêng => Chiều cao lớn nhất: + Cột biên: h=600+400=1000mm + Cột phía nhịp biên :h=1000+600=1600mm + Cột phía nhịp :h=600+200=800mm - Kích thước vai cột đỡ mái: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 10 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN Vậy vai cột không đủ khả chịu nén cục => phải bố trí lưới thép - Sử dụng lưới thép bố trí đoạn vai cột tính từ mép cột đến mép vai,khoảng cách lưới theo phương đứng s=120mm.Tính toán kiểm tra cho nửa vai cột + Số thép lưới: + Chiều dài lưới: + Diện tích lưới thép: + Diện tích bê tông nằm phạm vi lưới thép lấy gần đúng: + Các hệ số: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 80 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN (Do để tính) + Cường độ lăng trụ quy đổi bêtông tính toán chịu nén cục bộ: => Vậy =>Vai cột với lưới thép gia cố đảm bảo khả chịu lực nén cục 3.2.Vai cột đỡ dầm cầu trục nhịp biên - Chiều cao vai cột h=160cm,a=4,5cm=>ho=155,5cm - Chiều dài vươn vai cột Lv=100cm, - Lực tác dụng lên vai cột: kiện: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Kiểm tra kích thước vai cột theo điều Trang 81 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN - Ta có: + + =>(*) và(**) thỏa mãn a.Tính cốt dọc - Momen uốn mép cột: - Tính cốt thép với momen tăng 25%: -Tính: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - Chọn SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 82 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN b.Tính cốt đai cốt xiên - Ta có: =>Chỉ bố trí cốt đai xiên - Tổng diện tích cốt đai xiên cắt qua nửa đoạn truyền lực ( =>Chọn ,nghiêng ): ,khoảng cách đai theo TCVN5574-2012 (8.7.9): a=110mm - Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền dải nghiêng chịu nén vùng đặt tải trọng tác dụng gối: + Tính toán góc nghiêng : Bề rộng vùng đặt tải trọng vai cột lấy bề rộng sườn dầm cầu trục : SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 83 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II Chiều rộng dải nghiêng chịu nén + Tính toán hệ số GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN : : Cốt đai vai cột , diện tích tiết diện nhánh cốt đai nằm mặt phẳng ngang cắt qua dải nghiêng chịu nén => => => Thỏa mãn điều kiện hạn chế c.Kiểm tra ép mặt lên vai - Dầm cầu trục lắp ghép, lực nén lớn từ đầu dầm truyền vào vai là: + Giá trị - Bề rộng dầm cầu trục đoạn gối mở rộng 20cm,đầu dầm gối lên vai 18cm + Diện tích tính toán -Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng cục diện tích bị ép mặt, xem tải trọng phân bố không đều(dưới đầu dầm,xà gồ, lanh tô), với bê tông nặng SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 84 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II - GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN :cường độ chịu nén tính toán cục bê tông Trong đó: + Theo TCVN5574-2012 (6.2.5.1),với bê tông có cấp độ bền B25 + Vậy vai cột đủ khả chịu nén cục 3.3.Vai cột đỡ hệ thống mái nhịp biên - Chiều cao vai cột h=100cm,a=4,5cm=>ho=95,5cm - Chiều dài vươn vai cột Lv=40cm, SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 85 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN - Lực tác dụng lên vai cột: - Kiểm tra kích thước vai cột theo điều kiện: - Ta có: + + =>(*) và(**) thỏa mãn a.Tính cốt dọc - Momen uốn mép cột: - Tính cốt thép với momen tăng 25%: -Tính: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 86 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN =>Chọn cốt thép theo - Chọn b.Tính cốt đai cốt xiên - Ta có: =>Bố trí cốt đai ngang không cốt xiên - Cốt đai ngang , a=150mm theo TCVN5574-2012 (8.7.9) - Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền dải nghiêng chịu nén vùng đặt tải trọng tác dụng gối: + Tính toán góc nghiêng : Bề rộng vùng đặt tải trọng vai cột lấy bề rộng sườn dầm cầu trục : Chiều rộng dải nghiêng chịu nén : SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 87 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II + Tính toán hệ số GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN : Cốt đai vai cột , diện tích tiết diện nhánh cốt đai nằm mặt phẳng ngang cắt qua dải nghiêng chịu nén => => => Thỏa mãn điều kiện hạn chế c Kiểm tra chịu nén cục - Vai cột chịu lực nén kết cấu mái nhịp truyền xuống: - Theo TCVN5574-2012:Điều kiện kiểm tra: + Ta có:Bề rộng dầm mái kê lên vai: 24cm Bề dài tính toán đoạn kê: 26cm =>Diện tích trực tiếp chịu nén cục là: - Trọng tâm cách trục định vị cột 150mm - Diện tích tính toán tiết diện lấy đối xứng qua SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C : Trang 88 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II -Hệ số GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng cục diện tích bị ép mặt, xem tải trọng phân bố không đều(dưới đầu dầm,xà gồ, lanh tô), với bê tông nặng - :cường độ chịu nén tính toán cục bê tông Trong đó: + Theo TCVN5574-2012 (6.2.5.1),với bê tông có cấp độ bền B25 + =>Thỏa mãn điều kiện chịu nén cục =>Không cần bố trí lưới thép vai cột SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 89 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN 4.Kiểm tra cột vận chuyển, cẩu lắp - Chiều dài cột cần kiểm tra là: Trong đó: chiều dài đoạn cột ngàm vào móng, =>chọn - Quá trình vận chuyển , cẩu lắp cột làm việc theo sơ đồ dầm có mút thừa, chịu tải trọng thân có kể đến hệ số động lực ,nđ=1,5: + Cột trên: + Cột dưới: a.Kiểm tra vận chuyển - Cột đặt nằm ngang kê lên gối tự treo lên móc.Vị trí đặt gối cột lựa chọn sở momen uốn cột gối nhịp xấp xỉ nhau.Gọi khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ , khoảng cách gối kê khoảng cách từ gối kê thứ đến chân cột SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 90 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II - Để xác định đoạn ,có thể tính gần cách cho momen gối momen vị trí đoạn bố hết đoạn GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN nhau, coi phân bố , phân Khi đó: => Chọn - Tính toán momen uốn với khoảng cách chọn sơ đồ tải trọng thực tế: SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 91 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN -Để tìm xác momen dương lớn nhịp giữa, xác định: - Khoảng cách x từ gối thứ đến vị trí có momen dương lớn nhất: (Tính x cách đạo hàm SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C ) Trang 92 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN - So sánh momen tiết diện, cần kiểm tra với M1 phần cột - Tại gối kê 1: + Kích thước tiết diện : b=500mm, h=400mm + Diện tích cốt thép vùng kéo : + => Khả chịu lực tiết diện: Ta có: =>Cột đảm bảo khả chịu lực vận chuyển b.Kiểm tra cẩu lắp - Khi cẩu lắp, cột lật theo phương nghiêng cẩu.Điểm đặt móc cẩu nằm vai cột cách mặt vai cột 200mm, chân cột tì lên mặt đất - Xác định momen uốn tiết diện cột: + -Để tìm momen dương lớn nhất, xác định: - Khoảng cách từ gối B đến tiết diện có momen dương lớn SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 93 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN - Khả chịu lực cột tiết diện có : - Khả chịu lực cột tiết diện có : Ta có: =>Cột đảm bảo khả chịu lực cẩu lắp SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C Trang 94 ... 13X1C Trang 26 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II Cột A Cột A B B Tiết diện Momen (T.m) TiếtI-Idiện II- II I-I III-III II- II IV-IV III-III I-I IV-IV II- II I-I III-III II- II IV-IV III-III V-V IV-IV... Trang 27 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II Cột Cột A Cột A A B B B Tiết diện Momen (T.m) TiếtI-Idiện Tiết diện II- II I-I III-III II- II IV-IV III-III I-I IV-IV II- II I-I I-I III-III II- II II- II IV-IV... 21 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II Cột A B GVHD:TS.TRẦN ANH THIỆN Tiết diện Momen (T.m) Lực dọc (T) Lực cắt (T) I-I II- II III-III IV-IV I-I II- II III-III IV-IV V-V VI-VI VII-VII VIII-VIII