đồ án bê tông cốt thép 2

đồ án bê tông cốt thép 2 đại học bách khoa đà nẵngMỤC LỤCMỤC LỤC..........................................................................................................................................................................1THUYẾT MINH...............................................................................................................................................................2I.CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU..............................................................................................................................2I.1.Danh mục Tiêu chuẩn kỹ thuật, Quy chuẩn xây dựng và Tài liệu sử dụng..................................................2I.2.Giải pháp thiết kế kết cấu.............................................................................................................................2I.3.Vật liệu sử dụng............................................................................................................................................2I.4.Danh mục các phần mềm sử dụng................................................................................................................2II.THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 2).............................................................................3II.1.Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện.............................................................................................................3II.2.Xác định tải trọng và tác động......................................................................................................................4II.2.1.Tĩnh tải...........................................................................................................................................4II.2.2.Hoạt tải...........................................................................................................................................5II.3.Xác định nội lực trong ô sàn.........................................................................................................................6II.3.1.Quan điểm tính toán.......................................................................................................................6II.3.2.Nội lực của từng dạng ô bản...........................................................................................................7II.4.Tính toán và bố trí thép sàn..........................................................................................................................9III.THIẾT KẾ DẦM DỌC TRỤC B (TẦNG 2)......................................................................................................12III.1.Kích thước sơbộ.........................................................................................................................................12III.2.Xác định tải trọng và tác động....................................................................................................................12III.2.1.Tải phân bố đều............................................................................................................................12III.2.2.Tải tập trung.................................................................................................................................14III.3.Xác định nội lực dầm dọc trục B................................................................................................................16III.3.1.Sơ đồ kết cấu................................................................................................................................16III.3.2.Các trường hợp tải trọng...............................................................................................................16III.3.3.Cấu trúc các Tổ hợp......................................................................................................................17III.3.4.Kết quả phân tích nội lực..............................................................................................................17III.4.Tính toánvà bố trí cốt thép.........................................................................................................................18III.4.1.Tính toán cốt thép.........................................................................................................................18III.4.2.Bố trí thép.....................................................................................................................................23III.5.Kiểm tra khả năng chịu lực.........................................................................................................................24

Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG DÂ N DỤNG & CÔNG NGHIỆP GVHD: Trịnh Quang Thịnh ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP SỐ Sinh viên giao đề: Nguyễn Quang Hòa Tổ, lớp: 17.Nh69A Đầu đề số: Ngày giao đề: 31 / / 2020 Hạn nộp khô ng chậm ngày: Người giao đề & hướng dẫn: Trịnh Quang Thịnh I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: Thiết kế khung bê tông cốt thép nhà công nghiệp tầng lắp ghép AI SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Nhà cơng nghiệp có cầu trục chạy điện với chế độ làm việc trung bình Chiều dài khối nhiệt độ 60m, bước cột 6m Loại cơng trình phổ thơng, cao trình 0.00 Số nhịp khung ngang: Số liệu: Nhịp Nhịp Nhịp Kích thước nhịp L (m) 24 24 24 Cao trình ray R (m) 6,6 6,6 6,6 Sức trục Q (Tấn) 20 30 20 Địa điểm xây dựng: Pleiku BI - NỘI DUNG CƠNG VIỆC PHẢI HỒN THÀNH: 1/ Viết thuyết minh trình bày phần: Chọn vật liệu, chọn kết cấu cấu tạo mái, chọn phương án kết cấu khung ngang, kiểu cột, xà ngang Tính tốn tải trọng, xác định nội lực, tính toán cấu tạo cốt thép thân cột vai cột cho cột biên cột (Thiết kế kết cấu BTCT theo Tiêu chuẩn TCXD (356 -2005) Thuyết minh phải trình bày xác, rõ ràng, đầy đủ cần ngắn gọn, súc tích, thể tính khoa học (Thuyết minh thơng qua GVHD phải có tiến độ thực phù hợp với kế hoạch học tập học kỳ lịch trình) 2/ Vẽ vẽ khổ giấy A1 thể kết tính tốn cấu tạo Nội dung vẽ gồm: - Mặt cắt ngang nhà (khung ngang) - Một đoạn mặt (từ đến bước cột) - Cấu tạo cốt thép cột biên cột giữa, chi tiết liên kết - Bảng thống kê vật liệu, tiêu kinh tế kỹ thuật thích cần thiết Yêu cầu vẽ: đầy đủ, xác, rõ ràng, qui cách cân đối Bản vẽ phải dù ng để thi cô ng Ngày tháng năm 2019 Người đề Trịnh Quang Thịnh SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C GVHD: Trịnh Quang Thịnh Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP II THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG SỐ LIỆU CHO TRƯỚC - Nhà công nghiệp tầng, lắp ghép, nhịp: L1 = 24m, L2 = 24m, L3 = 24m - Bước cột: a = 6m - Sức trục cầu trục: Q1 = 20 tấn, Q2 = 30 tấn, Q3 = 20 Chế độ làm việc: Trung bình - Cao trình ray: R = 6,6m - Địa điểm xây dựng: Pleiku II LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CỦA CÁC CẤU KIỆN Chọn kết cấu mái - Với nhịp L1 = L2 = L3 = 24m => 18m ≤ L ≤ 30m => chọn kết cấu mái dàn bê tơng I cốt thép Có chọn dàn hình thang, dàn gãy khúc dạng dàn vịm Trong trường hợp chọn dàn hình thang - Chiều cao dàn: hgdan = ( ÷ ).L = ( ÷ ).24 = ( ÷ ), chọn hgdan = 3m - Chiều cao đầu dàn: hd = hgdan − i = − = 2m (với i = độ dốc thượng dàn) - Chọn khung cửa mái: L = 24m > 18m nên ta có chiều dài cửa mái l cm = 12m, chiều cao khung cửa mái 4m (chọn theo yêu cầu chiếu sáng) - Các lớp cấu tạo mái từ xuống sau: + Hai lớp gạch nem kể vữa dày 5cm + Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12cm + Lớp bê tông chống thấm dày 4cm + panen mái dạng panen sườn, kích thước 6×1,5m, cao 30cm  Tổng chiều dày lớp mái: t = + 12 + + 30 = 51 cm Chọn cầu trục - Nhịp biên L1 = L3 = 24m cầu trục chế độ làm việc trung bình Q = Q3 = 20/5 (T), theo phụ lục – bảng chọn cầu trục: L k = 22,5m; B = 6300; K = 4400; H ct = 2400; B1 = 260; = 22T; = 6T; G = 8,5T; trọng lượng toàn cầu trục = 36 T Với λ khoảng cách từ dầm cầu trục đến trục định vị: 2λ = L – L k => λ = (24 – 22,5)/2 = 0,75m = 750mm - Nhịp L2 = 24m cầu trục chế độ làm việc trung bình Q = 30/5 (T), theo phụ lục – bảng chọn cầu trục: Lk = 22,5m; B = 6300; K = 5100; Hct = 2750; B1 = 300; = 31,5T; = 9,5T; G = 12T; trọng lượng toàn cầu trục = 52 T => λ = (24 – 22,5)/2 = 0,75m = 750mm SVTH: Nguyễn Quang Hịa – Lớp 17X1C Trang Đồ án mơn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Chọn dầm cầu trục - Nhịp dầm cầu trục a = 6m, sức trục Q = 30T => chọn dầm cầu trục tiết diện chữ T thỏa - mãn: Chiều cao tiết diện: Hc = ( ÷ ).a = ( ÷ ).6 = ( 0,6 ÷ 1), chọn Hc = 0,8 m = 800mm Bề rộng cánh: bc = ( ÷ ).a = ( ÷ ).6 = ( 0,3 ÷ 0,6), chọn bc = 0,4 m = 400mm Chiều rộng sườn: b = (200 ÷ 300) => chọn b = 200mm Chiều rộng cánh: hc = ( ÷ ).Hc = ( ÷ ).800 = ( 100 ÷ ), chọn hc = 100mm Trọng lượng thân dầm: (0,4.0.1+0,6.0,2).6.2,5 = 2,4 T Xác định kích thước chiều cao nhà - Lấy cao trình nhà tương ứng +0,00 để xác định kích thước khác - Cao trình vai cột: V = R – (Hr + Hc) • Trong đó: R = 6,6m = 6600 − cao trình ray Hr – chiều cao ray lớp đệm (phụ thuộc vào sức trục Q, tra theo bảng số liệu cầu trục) lấy Hr = 150mm Hc = 800 mm – chiều cao tiết diện dầm cầu trục  V = 6600 – (150 + 800) = 5650 mm - Cao trình đỉnh cột: D = R + Hct + a1 • Trong đó: Hct – Chiều cao cầu trục, với cầu trục nhịp Hct = 2750mm a1 = (100 – 150mm) – khoảng cách an tồn tính từ mép xe đến mép dàn kèo, chọn a1 = 150mm  D = 6600 + 2750 + 150 = 9500mm - Cao trình đỉnh mái: M = D + h + + t • Trong đó: h – chiều cao kết cấu mang lực mái, h = 3m t = 0,51m – chiều dày lớp mái = 4m – chiều cao khung cửa mái SVTH: Nguyễn Quang Hịa – Lớp 17X1C Trang Đồ án mơn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh  Cao trình đỉnh mái nhịp biên (khơng có cửa mái): M = 9500 + 3000 + 510 = 13010mm  Cao trình đỉnh mái nhịp (có cửa mái): M = 9500 + 3000 + 510 + 4000 = 17010mm Kích thước cột - Chiều cao phần cột trên: Ht = D – V = 9500 – 5650 = 3850 mm - Chiều cao phần cột dưới: Hd = V + a2 Với a2 = 600mm – khoảng cách từ mặt đến mặt móng  Hd = V + a2 = 5650 + 600 = 6250mm - Kích thước tiết diện cột chọn sau: chọn theo thiết kế định hình thỏa mãn yêu cầu chịu lực, điều kiện độ mảnh: λb = ≤ 30, phù hợp diện tích gối tựa cho kết cấu mái (không cần mở rộng đầu cột) dầm cầu trục, khe hở cần thiết (≥60) mép cột cầu trục Với: l0 – chiều dài tính tốn cột b – cạch tiết diện theo phương xác định độ mảnh Dầm cầu trục không liên tục, theo TCXDVN 356:2005 bảng 31: + Khi tính theo phương mặt phẳng khung ngang, phần cột l = 1,5.Hd = 1,5.6250 = 9375mm; phần cột l0 = 2,5.Ht = 2,5.3850 = 9625mm + Khi tính theo phương ngồi mặt phẳng khung ngang, với trường hợp (bất lợi hơn) khơng có giằng mặt phẳng hàng cột dọc, phần cột l = 1,2.Hd = 1,2.6250 = 7500mm; phần cột l0 = 2.Ht = 2.3850 = 7700mm - Chọn tiết diện cột theo thiết kế định hình: b = 40cm Cột biên phần cột h = 40cm, phần cột h = 60cm Cột phần cột h = 60cm, phần cột h = 80cm - Kiểm tra điều kiện độ mảnh: (chỉ xét với cột biên mảnh hơn) + Cột trên: có b = h = 400mm nên kiểm tra theo phương có chiều dài tính tốn lớn l = 9625mm  λh = = 24,06 < 30 + Cột dưới: theo phương mặt phẳng khung ngang, l0 = 9375mm; h = 600mm  λh = = 15,63 < 30 Theo phương mặt phẳng khung ngang, l0 = 7500mm; b = 400mm  λb = = 18,75 < 30 - Kiểm tra khe hở cần thiết (≥60mm) mép cột cầu trục: + Cột biên: a4 = λ – B1 – ht Với B1 – khoảng cách từ trục dầm cầu trục đến mép cầu trục, B1 = 260mm ht – chiều cao tiết diện phần cột cột biên, ht = 400mm SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh a4 = 750 – 260 – 400 = 90 > 60mm (thỏa mãn) + Cột giữa: ( B1 = 300mm, ht = 600mm) a4 = λ – B1 – ht/2 = 750 – 300 – 600/2 = 150mm > 60mm - Kích thước vai cột Độ vươn vai mép cột dưới: l v đủ để đở dầm cầu trục (khoảng cách từ trục dầm cầu trục đến mép vai cột lấy = 250mm), lấy theo bội số 50 lv < 400, lấy bội số 100 + Cột biên lv = 750 – 600 + 250 = 400 + Cột lv = 750 – 400 + 250 = 600 Chiều cao mép vai cột: hv lấy theo số 100, đồng thời hv ≥ h, (h chiều cao lớn nhất) hv ≥ 300 sức trục Q ≤ tấn, h v ≥ 400 sức trục Q ≤ 15 tấn, h v ≥ 500 sức trục Q > 15 tấn, chọn hv = 600mm - Góc nghiêng 45° => h = hv + lv; cột biên: h = 600 + 400 = 1000mm; cột giữa: h = 600 + 600 = 1200mm SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG Tĩnh tải mái Phần tĩnh tải trọng lương thân lớp mái tác dụng lên 1m mặt mái xác định theo bảng sau: ST T Các lớp mái Chiều dày (cm) KL riêng γ (kG/m3) 1800 Tải trọng tiêu chuẩn gc (kG/m2) 90 Hệ số vượt tải n 1,3 Tải trọng tính tốn g (kG/m2) 117,0 144 100 = 189 1,3 1,1 187,2 110,0 1,1 207,8 Hai lớp gạch nem kể vửa Lớp bê tông cách nhiệt 12 1200 Lớp bê tông chống thấm 2500 Panen sườn 6.1,5m, trọng 30 lương kể bê tông chèn khe 1,7 T Tổng cộng  G = 622 kG/m2 = 0,622 T/m2 - Tĩnh tải trọng lượng thân dàn mái nhịp L = 523 662,0 24m: theo bảng 1.2.1 => 9,6T hế số vượt tải n = 1,1 => trọng lượng tính tốn G1 = 9,6.1,1 = 10,56T - Trọng lượng khung cửa mái (12.4m): + Với lcm = 6m G = 1,2 ÷ 1,5 T + Với lcm = 12m G = 2,2 ÷ 2,8 T => chọn G = 2,8T  G2 = 2,8.1,1 = 3,08 T (với hệ số vượt tải n = 1,1) - Trọng lượng kính khung cửa kính: 400 ÷ 500 (kG/m), hệ số vượt tải n = 1,2 => lấy Gk = 500.1,2 = 600 kG/m - Tĩnh tải mái qui lực tập trung tải đỉnh cột Gm SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Nhip biên khơng có cửa mái: Gm1 = 0,5.(G1 + g.a.L) = 0,5.(10,56 + 0,622.6.24) = 50,064 T Nhịp có cửa mái: Gm2 = 0,5.(G1 + g.a.L + G2 + 2.gk.a) = 0,5.(10,56 + 0,622.6.24 + 3,08 + 2.0,6.6) = 55,204 T - Điểm đặt Gm lấy cách trục định vị 150 mm Tĩnh tải dầm cầu trục - Tĩnh tải trọng lượng thân cầu trục, trọng lượng ray đệm qui thành lực tập trung đặt lên vai cột: Gd = n.(Gc + a.gr) Trong đó: Gc – trọng lượng thân cầu trục, Gc = 2,4T gr – trọng lượng ray lớp đệm gr = 150 ÷ 200 (kG/m), chọn gr = 200kG/m  Gd = 1,1.(2,4 + 6.0,2) = 3,96 T - Điểm đặt Gd trùng với tâm tiết diện dầm cầu trục, cách trục định vị λ = 750mm Tĩnh tải trọng lương thân cột - Tải trọng tính theo kích thước cấu tạo cho phần cột - Cột biên: + Cột trên: Gt1 = bt.ht.Ht.γ.n = 0,4.0,4.3,85.2,5.1,1 = 1,694 T + Cột dưới: Gd1 = bt.[ht.Hd + lv].y.n = 0,4.(0,6.6,25 + 0,4).2,5.1,1 = 4,477 T - Cột giữa: + Cột trên: Gt2 = bt.ht.Ht.γ.n = 0,4.0,6.3,85.2,5.1,1 = 2,541 T + Cột dưới: Gd1 = bt.[ht.Hd + lv].y.n = 0,4.(0,8.6,25 + 0,6).2,5.1,1 = 6,094 T - Tường xây gạch tường tự chịu lực nên trọng lượng thân khơng gây nội lực cho khung Hoạt tải mái - Hoạt tải mái truyền qua kết cấu mái vào đỉnh cột thành lực tập trung Pm Điểm đặt Pm trùng với điểm đặt Gm - Khi mái khơng có người lại mà có sửa chửa, hoạt tải tiêu chuẩn = 75 kG/m 2, hệ số vượt tải n = 1,3 - Hoạt tải tính tốn: Pm = n a.L/2 (L1 = L2 = L3 = 24m) Pm1 = Pm2 = 1,3.75.6.24/2 = 7020 kG = 7,02T SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Hoạt tải cầu trục a Hoạt tải đứng cầu trục Áp lực đứng lớn cầu trục hoạt động đồng thời truyền lên vai cột D max xác định theo đường ảnh hưởng phản lực Dmax = Pmax - Nhịp biên: Lk = 22,5m; B = 6300; K = 4400; = 22T; = 6T; G = 8,5T y1 = 0,267 y2 = y3 = 0,683  Dmax1 = n = 1,1.22.(0,267 + + 0,683) = 47,19 T SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh - Nhịp giữa: Lk = 22,5m; B = 6300; K = 5100; = 31,5T; = 9,5T; G = 12T y1 = 0,15y2 = y3 = 0,8  Dmax2 = n = 1,1.31,5.(0,15 + + 0,8) = 67,568 T - Điểm đặt Dmax trùng với điểm đặt Gd b Hoạt tải lực hãm ngang xe - Lực hãm ngang bánh xe truyền lên dầm cầu trục trường hợp móc mềm xác định theo cơng thức: = 0,5 - Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột xác định đường ảnh hưởng Dmax  Tmax = n + Nhịp biên: = 0,5 = 0,713 T => Tmax = 1,1.0,713.(0,267 + + 0,683) = 1,529 T + Nhịp giữa: = 0,5 = 1,05 T => Tmax = 1,1.1,05.(0,15 + + 0,8) = 2,252 T - Xem Tmax đặt lên cột mức mặt dầm cầu trục cách mặt vai cột H c = 0,8m cách đỉnh cột đoạn y = Ht – Hc = 3,85 – 0,8 = 3,05 m Hoạt tải gió Theo TCXDVN 2737:1995 điều 6.2: tải trọng gió gồm có hai thành phần tĩnh động Khi xác định áp lực mặt W i tính tốn nhà nhiều tầng cao 40m nhà công nghiệp tầng cao 36m với tỉ số độ cao nhịp nhỏ 1,5 xây dựng địa hình dạng A B, thành phần động tải trọng gió khơng cần tính đến Chiều cao nhà 17,01m < 36m Địa điểm xây dựng: pleiku => vùng áp lực gió I.A Nêu khơng cần tính thành phần động - Giá trị tính tốn tải trọng W độ cao Z so với cột mốc chuẩn tác dụng lên 1m bê mặt thẳng đứng cơng trình xác định theo cơng thức W = n.W0.k.C Trong đó: W0 – giá trị áp lực gió độ cao 10m so với cột chuẩn mặt đất, lấy theo đồ phân vùng gió, vùng I => W0 = 55 kG/m2 = 0,055 T/m SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang 10 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỌC TRONG CỘT B Kiểm tra cột theo phương mặt phẳng uốn Tính tốn kiểm tra theo điều kiện chịu nén tâm f - Diện tích cốt thép Ast = 4∅20 = 12,57cm2 phần cắt giảm cốt thép dọc khơng kể cốt dọc cấu tạo khoảng cách cốt đai > 15 lần bán kính => µt = 12, 57 100% = 0, 393% 40.80 < 3% Nên lấy Ab ~ A = 40.80 = 3200 cm2  Kiểm tra theo điều kiện: SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C N ≤ ϕ.( Rb Ab + Rsc Ast ) Trang 55 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II - GVHD: Trịnh Quang Thịnh Để đơn giản an toàn, chọn N theo Nmax (IV-18) = 218,279 T Hệ số uốn dọc φ: Chiều dài tính tốn theo phương ngồi mặt phẳng khung ngang l = 1,2.Hd = 1,2.6,25 = 7,5m b = 0,4m => λb = = 18,75 Tra bảng φ = 0,835 - - 0,835.(11,5.3200 + 280.12,57).10 −1 = 3366,7 kN = 336,67T > N max Vế phải:  Cột đủ khả chịu lực theo phương mặt phẳng uốn X TÍNH TỐN CỘT TRỤC B THEO CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC Kiểm tra khả chịu lực cắt Ở phần cột dưới: lực cắt lớn Qmax = 9,665 T Kiểm tra điều kiện: Qmax = 9,665T ≤ ϕb 3.(1 + ϕn ).Rbt b.h0 = 0,6.1.0,9.40.76.10−1 = 164,16 kN  Bê tông đủ khả chịu lực cắt, cốt đai bố trí theo cấu tạo Đường kính cốt đai: ≥ 0, 25.φmax = 0, 25.20 = => Khoảng cách cốt đai: ≤ 15.φmin = 15.20 = 300 => chọn cốt đai ϕ8 chọn a = 300 TCXDVN 356:2005 [6] điều 8.7.2: Khi chiều rộng cạch tiết diện không lớn 400mm cạnh có khơng q cốt thép dọc, cho phép dùng cốt thép đai bao quanh toàn cốt thép dọc - Ở phần cột trên: Đường kính cốt đai: ≥ 0, 25.φmax = 0, 25.28 = => chọn cốt đai ϕ8 Khoảng cách cốt đai: ≤ 15.φmin = 15.25 = 375 => chọn a = 300 Kiểm tra nén cục - Đỉnh cột chịu lực nén kết cấu mái nhịp biên 24m truyền xuống: N = G m1 + Pm1 = 55,204 + - 7,02 = 62,224 T Theo TCXDVN 356:2005 [6] điều 6.2.5.1 điều kiện kiểm tra N ≤ ψ Rb ,loc Aloc1 Có bề rộng dàn mái kê lên cột: 24cm; bề dài tính tốn đoạn kê: 26cm Diện tích trực tiếp chịu nén cục bộ: Aloc1 = 24.26 = 624cm2 Trọng tâm Aloc1 cách trục định vị (mép ngồi cột biên) 15cm Diện tích tính tốn tiết diện lấy đối xứng qua Aloc1: Aloc2 = 40.30 = 1200cm2 Hệ số ψ phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng, xem tải trọng phân bố không (dưới đầu dàn, xà gồ, lanh tô): ψ = 0,75 SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang 56 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Cường độ chịu nén tính tốn cục bê tông, xác định theo công thức: Rb,loc = α.φb.Rb + α = bê tơng có cấp độ thấp 25 ϕb = + hệ số tăng cường độ xác định: Aloc 1200 = = 1, 24 Aloc1 624 Vậy Rb ,loc = 1.1, 24.11,5 = 14, 26 MPa => ψ Rb ,loc Aloc1 = 0,75.14, 26.624.10 −1 = 677,368kN  Bê tông đủ khả chịu nén cục bộ, bố trí lưới thép gia cố đầu cột theo cấu tạo (Theo TCXDVN 356:2005 [6] điều 8.7.3) Dùng lưới ô vng, kích thước lưới khơng nhỏ 45mm, khơng lớn ¼ cạnh tiết diện cấu kiện khơng lớn 100mm, chon 10x10 cm, dùng thép CI ϕ6: Asx = Asy = 0,283 cm2 Chiều dài lưới lx = 38cm, ly = 58cm; số theo phương ny = 38/10 + = 5, nx = 58/10 + = Khoảng cách lưới: không nhỏ 60mm, không lớn 1/3 cạnh nhỏ tiết diện cấu kiện không lớn 150mm, chọn 120mm Các lưới bố trí khơng lưới đoạn không nhỏ 20d tính từ đầu mút cấu kiện cốt thép dọc trịn trơn khơng nhỏ 10d cốt thép dọc có gờ  Đặt lưới, khoảng cách đặt lưới: 3.12 + = 39cm ≥ 10d = 10.2,8 = 28cm Sơ đồ kiểm tra nén cục cấu tạo lưới thép gia cố đầu cột: Tính tốn vai cột Chiều cao vai cột: h = 120cm => chiều cao làm việc: h0 = 116cm SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang 57 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Chiều dài vươn vai cột: Lv = 60cm av = 75 – 40 = 35cm - Lực tác dụng lên vai cột: d Tính tốn vai cột chịu cắt: Q = Dmax1 + Gd = 67,568 + 3,96 = 71,528T Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện bê tơng khơng có cốt ngang theo điều kiện: ϕb (1 + ϕn ).Rbt b.h02 Q≤ c (*) Vế phải lấy không lớn 2,5.Rbt.b.h0 không nhỏ ϕb3 (1 + ϕn ).Rbt b.h0 Trên tiết diện nghiêng từ mép cột đến điểm đặt tải c = av = 35cm Có ϕb (1 + ϕ n ).Rbt b.h02 1,5.(1 + 0).0,95.40.1162.10 −1 = c 35 = 2191,4 kN 2,5.Rbt.b.h0 = 2,5.0,9.40.116.10-1 = 1044 kN ϕb3 (1 + ϕn ).Rbt b.h0 =0,6.1.0,9.40.116.10-1 = 250,56 kN Vậy vế phải điều kiện (*) lấy 1044 kN Và Q = 71,528 T < 1044 kN => bê tông đủ chịu cắt, bố trí cốt ngang theo cấu tạo Theo [2] [3]: Khi h > 2,5.a v => đặt cốt đai ngang cốt xiên Khi h > 3,5.a v Q ≤ Rbt.b.h0 => đặt cột đai ngang Tổng cốt đại xiên cốt xiên ≥ 0,2%.b.h0 Có h = 120cm > 2,5.av = 2,5.35 = 87,5cm có Q ≥ Rbt.b.h0 = 0,9.40.116.10-1 = 417,6 kN => đặt cốt đại ngang cốt xiên Việc bố trí cốt thép ngang công xôn ngắn cần thỏa mãn yêu cầu điều 8.7.9.[6]: Cốt thép ngang công xôn ngắn đặt theo phương ngang nghiêng góc 45° Bước cốt thép ngang phải không lớn h/4 không lớn 150mm (với h chiều cao cơng xơn) Bố trí cốt đai ngang nhánh ϕ8 a = 150mm Diện tích cốt xiên ≥ 0,2%.b.h0 = 0,2%.40.116 = 9,28 cm2 Chọn 3ϕ20 = 9,42 cm2 Bố trí thành lớp e Tính tốn cốt dọc - Mô men uốn tiết diện mép mép cột 1-1: M1 = Q.av = 71,528.0,35 = 25,035 T.m - Tính cốt thép với mô men tăng 25% SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C => M = 1, 25.M1 = 1, 25.25,035 = 31,91T m Trang 58 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh αm = M 31,91.104 = = 0, 052 < α R = 0, 429 => ζ = 0,974 Rb b.h02 11,5.40.116 As = M 31,91.104 = = 10, 09cm Rs ζ h0 280.0,974.116 - Kiểm tra µ= hàm lượng cốt thép: As 10, 09 100% = 100% = 0, 22% > µmin = 0,1% b.h0 40.116 - Chọn 2∅20 + 1∅25, As = 11,29cm2 f Kiểm tra ép mặt lên vai cột Dầm cầu trục lắp ghép, lực nén lớn từ đầu dầm truyền vào vai côt N = 0,5.Gd + Dmax2 Với giá trị Dmax2 cầu trục gây tính với đầu dầm Dựa vào đường ảnh hưởng ta có: Dmax2 = n.Pmax1.(y2 + y3) = 1,1.31,5.(1 + 0,8) = 62,37 T  N = 0,5.3,96 + 64,35 = 64,35 T - Bề rộng dầm cầu trục đoạn gối không cần mở rộng bề rộng sườn 20cm, đầu dầm gối lên vai cột 18cm => A loc1 = 20.20 = 400 cm Trọng tâm Aloc1 cách trục định vị 75cm Diện tích tính toán tiết diện lấy đối xứng qua A loc1: Aloc2 = 50.20 = 1000cm2 hình vẽ: SVTH: Nguyễn Quang Hịa – Lớp 17X1C Trang 59 Đồ án mơn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Hệ số Ψ phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng, xem tải trọng phân bố không (dưới đầu dầm, xà gồ, lanh tô): Ψ = 0,75 Hệ số tăng cường độ xác định: ϕb = Aloc / Aloc1 = 1000 / 400 = 1,357 Vậy Rb,loc = 1.1,357.11,5 = 15,6 Mpa Và Ψ.Rb,loc.Aloc1 = 0,75.15,6.400.10-1 = 468 kN > N = 64,35 T => bê tông không đủ khả chịu nén cục Sơ đồ tính tốn ép mặt lên vai cột Vai cột gia cố để chịu nén cục Dùng lưới vng, kích thước lưới khơng nhỏ 45mm, khơng lớn ¼ cạnh tiết diện cấu kiện không lớn 100mm, chon 10x10 cm, dùng thép CI ϕ8: Asx = Asy = 0,503 cm2 Chiều dài lưới lx = 38cm, ly = 68cm; số theo phương ny = 38/10 + = 5, nx = 68/10 + = Khoảng cách lưới: không nhỏ 60mm, không lớn 1/3 cạnh nhỏ tiết diện cấu kiện không lớn 150mm, chọn 120mm Theo TCXDVN 356:2005 [6] điều 6.2.5.3: tính tốn chịu nén cục cấu kiện làm từ bê tơng nặng có đặt cột thép gián tiếp dạng lưới thép hàn cần thỏa mãn điều kiện: N ≤ Rb,red.Aloc1 Trong đó: Aloc1 – diện tích chịu nén cục bộ, Aloc1 = 20.20 = 400 cm2 Rb,red – cường độ lăng trụ quy đổi bê tơng tính tốn chịu nén cục bộ, xác định theo Rb , red = Rb ϕb + ϕ µ xy Rs , xy ϕ s cơng thức: Rs , xy cường độ tính tốn lưới thép: µ xy = Rs , xy = 225 MPa nx Asx lx + n y Asy l y Aef s đây: SVTH: Nguyễn Quang Hịa – Lớp 17X1C Trang 60 Đồ án mơn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh nx ; Asx ; l x − tương ứng số thanh, diên tích tiết diện ngang, chiều dài lưới thép (tính theo khoảng cách trục cốt thép cùng) theo phương nx = 8; Asx = 0, 503cm ; l x = 38cm n y ; Asy ; l y − tương tự theo phương kia: nx = 5; Asx = 0, 503cm ; l x = 68cm Aef – diện tích bê tơng nằm phạm vi lưới thép Aef = 38.68 = 2584cm s – khoảng cách lưới thép; s = 12cm µ xy = nx Asx l x + ny Asy l y Aef s = 8.0,503.38 + 5.0,503.68 = 0, 01045 2584.12 φ – hệ số kể đến ảnh hưởng cốt thép gián tiếp, xác định theo công thức ϕ= 0, 23 + ψ ψ= Với: => ϕ = µ xy Rs , xy 0, 01045.225 = = 0,1093 Rb + 10 11,5 + 10 1 = = 2,947 0, 23 +ψ 0, 23 + 0,1093 Đối với cấu kiện làm từ bê tông hạt nhỏ, hệ số φ lấy khơng nhỏ Diện tích tiết diện lưới thép hàn đơn vị chiều dài theo phương hay phương không khác 1,5 lần Lấy φ = ϕb = ϕb = 3 Aloc Aloc1 , không lớn 3,5 Aloc 50.20 = = 1,36 Aloc1 20.20 φs – hệ số xét đến diện tích cốt thép gián tiếp vùng chịu nén cục bộ, sơ đồ hình 16b,e,g lấy φs = 1, cốt thép gián tiếp đưa vào tính tốn với điều kiện lưới thép ngang phải đặt diện tích khơng nhỏ phần diện tích giới hạn đường nét đứt sơ đồ tương ứng hình 16, sơ đồ hình 16a, c, d, f hệ số φs xác định theo cơng thức: SVTH: Nguyễn Quang Hịa – Lớp 17X1C Trang 61 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II ϕs = 4,5 − 3, GVHD: Trịnh Quang Thịnh Aloc1 Aef Ở đây: Aef – diện tích bê tơng nằm vùng giới hạn lưới thép dùng làm cốt thép gián tiếp phải thỏa mãn điều kiện Aloc1 < Aef < Aloc Lấy ϕs = Vậy Rb ,red = Rb ϕb + ϕ µ xy Rs , xy ϕ s = 11,5.1,36 + 1.0, 01045.225.1 = 17,99MPa Khả chịu nén cục bộ: Rb, red Aloc1 = 17, 99.400.10 −1 = 719, 65kN > 64,35T Lưới thép bố trí cho vai cột phù hợp với yêu cầu chịu nén cục Kiểm tra cột chuyên chở cẩu lắp - Khi chuyên chở bốc xếp: Để thuận tiện an toàn chuyên chở bốc xếp cột với cột biên, điểm kê treo buộc lấy cột biên Trên đoạn l1: gt = 1,6.0,4.0,6.2,5 = 0,96 T/m Trên đoạn l2 l3: gd = 1,6.0,4.0,8.2,5 = 1,28 T/m SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang 62 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Khả chịu uốn phần cột với tiết diện nằm ngang có h = 35,2cm, cốt thép tính tốn lấy mép As = A’s = 2∅28 = 12,32cm2 Tính M td = Rs As (h0 − a ') = 280.12,32.(35, − 4,8).10 −3 = 104,87 kN m = 10, 487T m Khả chịu uốn phần cột có h = 36cm, cốt thép tính tốn lấy mép As = A’s = 2∅20 = 6,283cm2 Tính M td = M td = Rs As (h0 − a ') = 280.6, 283.(36 − 4).10−3 = 56,3N m = 5,63T m Với l1 = 310cm; l3 = 210cm; l2 = 570cm Mô men âm gối: M1 = gt l12 0,96.3,12 g l 1, 28.2,12 = = 4,613T m; M = d = = 2,822T m; 2 2 SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang 63 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh Mô men dương lớn đoạn phần cột tìm tiết diện cách đầu cột 4,575m có M2 = 1,47 T.m - Khi cẩu lắp: Điểm cẩu đặt cách đỉnh cột đoạn l4, chân cột tì lên đất Theo sơ đồ tính, vị trí móc cẩu có mơ men âm gối, mô men dương lớn đoạn phần cột tiết diện cách vị trí móc cẩu đoạn l5 cách đầu đoạn l6 gt = 1, 4.0, 4.0,6.2,5 = 0,84T / m Trên đoạn l4: g d = 1, 4.0, 4.0,8.2,5 = 1,12T / m Trên đoạn l5 l6: Mtd1 = 10,487 T.m; Mtd2 = Mtd3 = 5,63 T.m a45 = Tính k= min( M td , M td ) 5, 63 = =1 min(M td , M td ) 5, 63 a45 g d 1.1,12 = = 1,155; h = a45 + = + = 1, 414 gt 0,84 SVTH: Nguyễn Quang Hịa – Lớp 17X1C Trang 64 Đồ án mơn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh l 1090 = = 305, 4cm k + h + 1,155 + 1, 414 + l5 = h.l6 = 305, 4.1, 414 = 431,8cm l6 = Tính l4 = k l6 = 305, 4.1,155 = 352,8cm Chọn l4 = 353cm; l5 = 432cm; l6 = 305cm Mô men âm taị gối bố trí móc cẩu: gt l42 0,84.3,532 M4 = = = 5, 234T m 2 Mô men dương lớn đoạn phần cột tìm tiết diện cách đầu cột 3,303m có M5 = 3,574 T.m Vậy phần cột thoả mãn điều kiện kiểm tra: Mmax ≤ Mtd  Cột đủ khả chịu lực vận chuyển bốc xếp, lắp dựng SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C Trang 65 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh 50 400 400 400150 450 600 1-1 3-3 400 50 800 800 400 400 250 600 250 6.55 600 750 750 600 2-2 600 400 400 600 400 750 600 6.55 4 800 4-4 600 400 A A 800 B & C 600 D 510 4000 3000 10.05 150 6.55 0.00 600 21000 SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C 1050 Trang 66 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh 510 4000 3000 10.05 150 6.55 0.00 600 21000 950 6300 4400 Pmax 1050 6300 4400 1900 Pmax Pmax y3 y1 4100 6000 SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C 1900 950 Pmax y2 4400 6000 1600 Trang 67 Đồ án môn học: Bê Tông Cốt Thép II GVHD: Trịnh Quang Thịnh 50 400 400 400150 450 600 1-1 3-3 400 50 800 800 400 400 250 600 250 6.55 600 750 750 600 2-2 600 400 400 600 400 750 600 6.55 4-4 600 400 A SVTH: Nguyễn Quang Hòa – Lớp 17X1C 4 800 A 800 B & C 600 D Trang 68