Thuyết minh tính toán cẩu tháp đặt trên sàn hầm full_TC4_15.10.2018

Thuyết minh tính toán cẩu tháp đặt trên sàn, nền hầm, không có móng cẩu, Công trình thực tế đã thi công Topaz Twins Biên Hòa. Cẩu tháp lớn loại 5512. Chia sẻ cho ae cần tham khảo để tính toán nhé. Chúc anh em thành công .

A) CẤU TẠO VÀ THÔNG SỐ CẨU THÁP TCT 5512:

CẤU TẠO MÓNG CẨU TC4 (TCT 5512)

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN HỆ MÓNG CẨU TC4:

CÔNG TRÌNH: TOPAZ TWINS

RAMSET EPCON G5 DEEP DRILLING WITH ADHESIVE

=> Tải trọng dọc trục truyền xuống Pt = 65.225 (T)

2) Sơ đồ tính :

3) Tính toán kiểm tra bulong neo :

- Các thông số của Bulon neo Ø22 được tiện từ thép Ø 25 SD390 tính theo tiêu chuẩn TCVN: 5575-2012Cường độ chịu cắt : fvb = 0,4 fub = 1460 kG/cm2 = 1.46 T/cm2Cường độ chịu kéo : ftb = 0,5 fub = 1825 kG/cm2 = 1.825 T/cm2+ Trong đó fub = 3650 T/cm2 là cường độ của thép SD390

- Theo biểu đồ giá trị lực cắt lớn nhất tác dụng lên chân cẩu tháp Vt = 51.92 T

+ Số lượng bulong chịu cắt: n = 32

+ Giá trị lực cắt tác dụng lên mỗi Bulon neo của móng Vb = V/n = 1.6225 T

+ Khả năng chịu cắt của 1 Bulon Ø 22 là : V = fvb*S = 5.55 T

+ S = 3.80 Diện tích mặt cắt ngang bulong

* Kết luận: Vb < V nên Bulon đủ khả năng chịu lực

- Theo biểu đồ giá trị lực dọc lớn nhất tác dụng lên chân cẩu tháp Pt = 65.23 T

+ Lực kéo tác dụng lên mỗi Bulon neo của móng Pb = Pt/n = 2.04 T

+ Khả năng chịu kéo của 1 Bulon là : P = ftb*S = 6.94 T

TABLE: Element Forces - Frames

M=117 T.M

P=68.225T

* Kết luận: Pb < P nên Bulon đủ khả năng chịu lực.

4) Tính toán và kiểm tra keo Ramset Epcon G5

- Các thông số của keo Ramset Epcon G5 theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất

Đường kính lỗ khoan 30mm, chiều sâu lỗ khoan 250mm, Bulon Ø22mm, mác BT M300

Khả năng làm việc nhóm của bulong phụ thuộc khoảng cách giữa 2 lỗ khoan bu lông neo

Với Smin = 210mm, thép Ø25 tra theo bảng thông số của keo ta có ψ = 0.75

+ Cường độ chịu cắt : Vk = ψ*108,4 kN = 8.13 T

+ Cường độ chịu kéo : Pk = ψ*150,6 kN = 11.295 T

* Kết luận: Vb < Vk, Pb < Pk nên Bulon đủ khả năng chịu lực

5) Tính toán và kiểm tra Bulon liên kết bản mã với cẩu tháp:

- Các thông số của Bulon 8.8 Ø24 theo tiêu chuẩn TCVN: 5575-2012

- Theo biểu đồ giá trị lực cắt lớn nhất tác dụng lên chân cẩu tháp Vt = 51.92 T

+ Số lượng bulong chịu cắt: n = 16

+ Giá trị lực cắt tác dụng lên mỗi Bulon neo của móng Vb = V/n = 3.245 T

+ Khả năng chịu cắt của 1 Bulon Ø 24 là : V = fvb*S = 14.48 T

+ S = 4.52 Diện tích mặt cắt ngang bulong

* Kết luận: Vb < V nên Bulon đủ khả năng chịu lực

- Theo biểu đồ giá trị lực dọc lớn nhất tác dụng lên chân cẩu tháp Pt = 65.23 T

+ Lực kéo tác dụng lên mỗi Bulon neo của móng Pb = Pt/n = 4.08 T

+ Khả năng chịu kéo của 1 Bulon là : P = ftb*S = 18.10 T

* Kết luận: Pb < P nên Bulon đủ khả năng chịu lực

6) Tính toán và kiểm tra đường hàn của bản mã với cẩu tháp

Các thông số của đường hàn:(TCVN: 5575-2012)

- Chiều dài đường hàn: lw = (350-12)x2 = 676 mm = 67.6 cm

- Loại que hàn N46-6B có cường độ fwf = 200 N/mm2 = 2 T/cm2 (TCVN:3223-1994)Công thức kiểm tính toán với đường hàn góc chịu lực dọc và lực cắt:

- Theo kim loại đường hàn: N/(Bf.hf.lw) = 1.53 T/cm2 < fwf.γc = OK

- Theo kim loại ở biên nóng chảy: N/(Bs.hf.lw) = 1.07 T/cm2 < fws.γc = OK

I) MÔ HÌNH ETABS MÓNG CẨU

Mặt bằng dầm sàn vị trí đặt cẩu

A) TÍNH TOÁN MÓNG CẨU:

WELDING CONNECTION+BULONG DEEP DRILLING

Tải tập trung tại chân cẩu: 163.1 1.6m 163.1

- TH1: Mỗi chân chịu tải Pmax/4 = 163.1 kN

V2 (KN)

V3 (KN)

P (KN)

- Nội lực dầm:

II) TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ H ĐỠ CHÂN CẨU:

Hệ số tin cậy về vật liệu: 1.1

Hệ số điều kiện làm việc: 0.9

1) Kiểm tra khả năng làm việc của thép H hàn chân cẩu :

- Tải trọng tác dụng lên tấm tôn phương đứng:

Wy(cm3)26489.0 9017.0 1766.0 601.0Tính toán về bền:

- Kiểm tra về bền cấu kiện chịu uốn 2 phương theo công thức: (1), (2), (3)

Trong đó x, y là khoảng cách từ điểm đang xét của tiết diện tới trục chính tương ứng

- Theo TCVN 5575-2012: khi đồng thời có ứng suất pháp, ứng suất tiếp và có thể có cả ứng suất cục bộ thì cần kiểm tra theoứng suất tương đương:

+ trong đó là các ứng suất pháp,ứng suất tiếp và ứng suất cục bộ vuông góc với trục dầm ở cùng một điểm tại cao

độ ứng với biên trên của chiều cao tính toán của bản bụng

Trong đó: mang dấu dương nếu là kéo, dấu âm nếu là nén;

In là mômen quán tính của tiết diện thực của dầm;

y là khoảng cách từ biên trên của chiều cao tính toán của bản bụng đến trục trung hòa;

Trong đó: V là lực cắt trong mặt phẳng bản bụng của tiết diện tính toán;

S là mômen tĩnh đối với trục trung hòa của phần tiết diện nguyên ở bên trên vị trí tính ứng suất;

I là mômen quán tính của tiết diện nguyên;

tw là bề dày bản bụng;

Trong đó: F là tải tập trung:

lz là độ dài phân bố quy đổi của tải trọng tập trung dọc theo mép trên của bản bụng tại cao độ ứng với biên trên của chiều cao tính toán hw của bản bụng

- Kiểm tra phương đứng:

* Độ bền chịu nén cục bộ của mép trên:

* Độ bền chịu cắt theo phương đứng :

- Kiểm tra phương ngang:

* Độ bền chịu cắt theo phương ngang :

- Kiểm tra đồng thời 2 phương đứng và ngang:

* Độ bền chịu cắt theo 2 phương :

Theo TCVN 5575-2012 đối với dầm cán có tiết diện đối xứng thì tỷ số

thì không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm

hfk= 28.0 cm khoảng cách giữa trục của các cánh dầm

2.000 < 27.64 Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm

- Kiểm tra ổn định cục bộ:

* Điều kiện ổn định cục bộ của cánh nén:

bo = 14.00 cm Chiều rộng phần nhô ra của cánh

* Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất tiếp:

hw = h-2tf-r1= 25.1 cm Chiều cao của bản bụng

* Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất pháp:

2 x d

V S VS

V SVS

MM

yI

2 ,minWn

MM

xI

1.1) Kiểm tra khả năng chịu lực của bulong liên kết H hàn chân cẩu với H lớp 1:

Khả năng chịu cắt của 1 bulong:

- Diện tích tiết diện ngang của thân bu lông (phần không ren) Abl = 4.524 cm2

- Diện tích tiết diện thân bu lông (trừ giảm yếu do ren) Abl(th) = 4.155 cm2

- Hệ số điều kiện làm việc của bu lông γbl = 0.9

* Lực dọc lớn nhất tác dụng lên 1 thanh giằng: P = 524.14 kN

Trong khi khả năng chịu cắt của 1 Bulon Ø 24 là : V = fvb*γbt*Abl*nc = 130.29 kNKết luận: Vb < V nên Bulon đủ khả năng chịu lực

1.2) Tính toán và kiểm tra đường hàn của thanh sườn đứng W175x270x20 hàn vào H lớp 1:

Các thông số của đường hàn:(TCVN: 5575-2012)

- Chiều dài đường hàn: lw = 2*(270+145*2)-10 = 1110 mm = 111 cm

- Loại que hàn N46-6B có cường độ fwf = 200 N/mm2 = 2 T/cm2

Công thức kiểm tính toán với đường hàn góc chịu lực dọc và lực cắt:

- Theo kim loại đường hàn: N/(Bf.hf.lw) = 0.96 T/cm2 < fwf.γc = OK

- Theo kim loại ở biên nóng chảy: N/(Bs.hf.lw) = 0.67 T/cm2 < fws.γc = OK

Trong đó

* Kết luận: Đường hàn đủ khả năng chịu lực

1.3) Tính toán đường hàn của bản bụng với bản cánh dầm tổ hợp hàn:

1.80 T/cm21.38 T/cm2

BOLT Þ24 (8.8)

WELDING CONNECTION BOLT Þ24 (8.8)

Chiều cao đường hàn cần thiết là:

V = Vmax, đ + Vmax, n = 34.6 T

Sc = 1185 cm3 Mômen tĩnh của 1/2 tiết diện dầm đối với trục trung hòa:

(βfw)min = 1.4 T/cm2 Min(βfwf, βfws) Que hàn N46-6B

γc = 0.9

2) Kiểm tra khả năng làm việc của dầm lớp 1:

Wx(cm3)

Wy(cm3)20400.0 6750.0 1360.0 450.0Tính toán về bền:

- Kiểm tra về bền cấu kiện chịu uốn 2 phương theo công thức: (1), (2), (3)

Trong đó x, y là khoảng cách từ điểm đang xét của tiết diện tới trục chính tương ứng

- Theo TCVN 5575-2012: khi đồng thời có ứng suất pháp, ứng suất tiếp và có thể có cả ứng suất cục bộ thì cần kiểm tra theoứng suất tương đương:

(3)

- Kiểm tra phương đứng:

* Độ bền chịu nén cục bộ của mép trên:

- Kiểm tra phương ngang:

* Độ bền chịu cắt theo phương ngang :

(2)

      

2 x d

w x w

V S VS

w y f

V SVS

3 ,minWd

xI

VS h

82.58 (Kg/cm2) < 2258.182 (Kg/cm2) OK

- Kiểm tra đồng thời 2 phương đứng và ngang:

* Độ bền chịu cắt theo 2 phương :

Theo TCVN 5575-2012 đối với dầm cán có tiết diện đối xứng thì tỷ số

thì không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm

hfk= 28.5 cm khoảng cách giữa trục của các cánh dầm

3.25 < 24.60 Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm

- Kiểm tra ổn định cục bộ:

* Điều kiện ổn định cục bộ của cánh nén:

bo = 14.50 cm Chiều rộng phần nhô ra của cánh

* Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất tiếp:

hw = h-2tf-r1= 25.2 cm Chiều cao của bản bụng

* Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất pháp:

Wx(cm3)

Wy(cm3)66600.0 22400.0 3330.0 1120.0a)Tính toán về bền:

- Kiểm tra về bền cấu kiện chịu uốn 2 phương theo công thức: (1), (2), (3)

Trong đó x, y là khoảng cách từ điểm đang xét của tiết diện tới trục chính tương ứng

- Theo TCVN 5575-2012: khi đồng thời có ứng suất pháp, ứng suất tiếp và có thể có cả ứng suất cục bộ thì cần kiểm tra theoứng suất tương đương:

Cấu kiệnDầm lớp : 400x400x13x21

- Kiểm tra phương đứng:

* Độ bền chịu nén cục bộ của mép trên:

- Kiểm tra phương ngang:

* Độ bền chịu cắt theo phương ngang :

- Kiểm tra đồng thời 2 phương đứng và ngang:

* Độ bền chịu cắt theo 2 phương :

Theo TCVN 5575-2012 đối với dầm cán có tiết diện đối xứng thì tỷ số

thì không cần kiểm tra ổn định của dầm

hfk= 33.1 cm khoảng cách giữa trục của các cánh dầm

24.86 < 25.53 OK, không cần kiểm tra ổn định của dầm

w x w

V S VS

w y f

V SVS

c)Kiểm tra ổn định cục bộ:

- Điều kiện ổn định cục bộ của cánh nén:

bo = 16.90 cm Chiều rộng phần nhô ra của cánh

- Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất tiếp:

hw = h-2tf-r1= 29.20 cm Chiều cao của bản bụng

- Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất pháp:

d)Kiểm tra độ võng :

4) Kiểm tra khả năng làm việc của Dầm BB77-1 (900x700) và BB77-2 (900x700)

Nội lực max của dầm:

=> Mgh = 1732 kNm > Mmax= 649.33 kNm

OK

5) Kiểm tra khả năng làm việc của Dầm BB78-1 (900x600), BB78-2 (900x700)

Nội lực max của dầm:

a  x 

2 0

.

M  a R b h

.

x

a  x 

2 0

.

M  a R b h

C) TÍNH TOÁN H

1 Dầm: BB77-1, 2

Độ cong dưới tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn, 1/r2:

649.33 0.10 0.45 0.036 0.250 1590 55.0 1.1 0.821/r2 = 2.0E-05 (1/cm)

Độ cong dưới tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn, 1/r3:

Độ cong toàn phần: 1/r = 1/r1 - 1/r2 + 1/r3 = 3.3E-05 (1/cm)

6 Xác định độ võng của dầm

Độ võng của dầm được xác định theo công thức tính toán độ võng cho cấu kiện 2 đầu khớp

ρm=5/48= 0.104

ρp=1+φq/ρm)*(h/l)2= 1.15

φq= 1.5 Khi có vết nứt thẳng góc hoặc vết nứt xiên

Kết luận: Dầm thỏa mãn điều kiện về độ võng

C) TÍNH TOÁN H

1 Dầm: BB78-1, 2

Độ cong dưới tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn, 1/r2:

571.7 0.09 0.45 0.036 0.255 1618 54.8 1.1 0.761/r2 = 1.7E-05 (1/cm)

Độ cong dưới tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn, 1/r3:

Độ cong toàn phần: 1/r = 1/r1 - 1/r2 + 1/r3 = 2.9E-05 (1/cm)

6 Xác định độ võng của dầm

Độ võng của dầm được xác định theo công thức tính toán độ võng cho cấu kiện 2 đầu khớp

ρm=5/48= 0.104

ρp=1+φq/ρm)*(h/l)2= 1.16

φq= 1.5 Khi có vết nứt thẳng góc hoặc vết nứt xiên

Kết luận: Dầm thỏa mãn điều kiện về độ võng

- Cốt thép: + Nhóm cốt thép: CB500

+ Rsw (MPa) = 320 + Es (MPa) = 190000 + a = Es / Eb = 6.33

- Lực cắt lớn nhất tại gối (móng), thiên về

3 Kích thước tiết diện dầm: an toàn ta tính toán với Qmax tại vị trí cách mép

7 Kiểm tra độ bền trên dải nén nghiêng:

- Điều kiện kiểm tra:

Qmax ≤ [Q] = 0.3 * jw1 * jb1 * Rb * b * ho

- Xác định các hệ số:

jw1 = 1 + 5 * a * mw = 1.040

jb1 = 1 - b * Rb = 0.855 (b = 0.01 - bê tông nặng) [Q] = 2262.3 (kN) > Qmax = 575.2 (kN)

Kết luận: Tiết diện đảm bảo độ bền trên dải nén xiên

8 Kiểm tra độ bền trên vết nứt xiên:

BẢNG TÍNH TOÁN KIỂM TRA DẦM CHỊU CẮT

(Tuân theo TCVN 5574:2012)

- Điều kiện kiểm tra:

jb2 = 2 (đối với bê tông nặng)

jf = 0 (không xét đến ảnh hưởng của cánh dầm chịu nén)

jn = 0 (không xét đến ảnh hưởng của lực dọc)

Kết luận: Tiết diện đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên

- Điều kiện được kiểm tra trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất, ứng với khoảng cách co xác định như sau:

- Cốt thép: + Nhóm cốt thép: CB500

+ Rsw (MPa) = 320 + Es (MPa) = 190000 + a = Es / Eb = 6.33

- Lực cắt lớn nhất tại gối (móng), thiên về

3 Kích thước tiết diện dầm: an toàn ta tính toán với Qmax tại vị trí cách mép

7 Kiểm tra độ bền trên dải nén nghiêng:

- Điều kiện kiểm tra:

Qmax ≤ [Q] = 0.3 * jw1 * jb1 * Rb * b * ho

- Xác định các hệ số:

jw1 = 1 + 5 * a * mw = 1.040

jb1 = 1 - b * Rb = 0.855 (b = 0.01 - bê tông nặng) [Q] = 2262.3 (kN) > Qmax = 394.6 (kN)

Kết luận: Tiết diện đảm bảo độ bền trên dải nén xiên

8 Kiểm tra độ bền trên vết nứt xiên:

BẢNG TÍNH TOÁN KIỂM TRA DẦM CHỊU CẮT

(Tuân theo TCVN 5574:2012)

- Điều kiện kiểm tra:

jb2 = 2 (đối với bê tông nặng)

jf = 0 (không xét đến ảnh hưởng của cánh dầm chịu nén)

jn = 0 (không xét đến ảnh hưởng của lực dọc)

Kết luận: Tiết diện đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên

- Điều kiện được kiểm tra trên tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất, ứng với khoảng cách co xác định như sau:

I) MÔ HÌNH ETABS GÔNG CẨU SÀN 1

10220

Tải tập trung tại vị trí gông cẩu:

Lực cắt ngang tác dụng lên khung cẩu V=1.3*Vmax 674.96 kN

- TH1: Trạng thái cẩu theo phương XX, YY

II) TÍNH TOÁN KIỂM TRA BULONG GÔNG CẨU:

1) Kiểm tra khả năng chịu cắt 1 bulong:

Các thông số của Bulon neo Ø22 được tiện từ thép Ø25 SD390 tính theo tiêu chuẩn TCVN: 5575-2012

- Cường độ chịu cắt: fvb = 0,4 fub = 0,4x3650 =1460kG/cm2 = 14.6 kN/cm2

- Cường độ chịu kéo : ftb = 0,5 fub = 0,5x3650 =1825kG/cm2 = 18.25 kN/cm2

- Trong đó fub = 3650 kG/cm2 là cường độ của thép SD390

* Theo biểu đồ giá trị lực dọc lớn nhất tác dụng lên 1 thanh giằng: P = 335 kN

- Số lượng bulon neo 1 thanh giằng: n = 8 bulon

Vậy giá trị lực cắt tác dụng lên mỗi Bulon neo của thanh giằng: Vb=P/n = 41.875 kN

Trong khi khả năng chịu cắt của 1 Bulon Ø 22 là : V = fvb*S = 55.499 kN

Kết luận: Vb < V nên Bulon đủ khả năng chịu lực

2) Kiểm tra xuyên thủng của 1 bulong:

697.43 Giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới tháp nén thủng hình thành

khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện

max

N.e.x m.

900

1570.0 Giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới tháp nén thủng hình thành

khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện

Ta có Pk < Pct Dầm, sàn đủ khả năng chống xuyên thủng

4) Tính toán và kiểm tra đường hàn của bản mã với thanh giằng H250

Các thông số của đường hàn:(TCVN: 5575-2012)

- Chiều dài đường hàn: lw = (6*160)-10 = 950 mm = 95 cm

- Loại que hàn N46-6B có cường độ fwf = 200 N/mm2 = 2 T/cm2 (TCVN:3223-1994)

Công thức kiểm tính toán với đường hàn góc chịu lực dọc và lực cắt:

- Theo kim loại đường hàn: N/(Bf.hf.lw) = 1.01 T/cm2 < fwf.γc = OK

- Theo kim loại ở biên nóng chảy: N/(Bs.hf.lw) = 0.71 T/cm2 < fws.γc = OK