1. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT:
Ở phần cột dưới ,lực cắt xác định được từ bảng tổ hợp ,Qmax = 5,933 tấn = 59,33 kN Lực cắt do bêtông chịu :
Qb = ϕb4.(1+ ϕf + ϕn)Rbt.b.ho2/ cVới c ≤ cmax = 2.ho = 2.560 =1120 mm Với c ≤ cmax = 2.ho = 2.560 =1120 mm
lấy c = cmax = 1120 mm ϕb4 = 1,5 đối với bêtông nặng ϕf = 0 đối với tiết diện chữ nhật ϕn = 0,1. o bt bh R N .
. ≤ 0,5 do trong trường hợp này lực dọc là lực nén ϕn = 0,1.0,9727680.400.560= 0,361 < 0,5 thoả yêu cầu
Ta có : 1+ ϕf + ϕn = 1+ 0 + 0,361 =1,361 < 1,5 thoả yêu cầu Vậy Qb = 1,5. 1,361. 0,9. 400. 5602/1120 = 205783 N =205,783 kN
Qbmin = ϕb3(1+ ϕf + ϕn ).Rbt.b.ho ϕb3 = 0,6 đối với bêtông nặng
Qbmin = 0,6.1,361.0,9.400.560 = 164627 N = 164,627 kN Ta có Qb > Qbmin,nên thoả mãn yêu cầu.
Ở đây ta có : Qbmin =164,627 kN > Qmax = 59,33 kN Vậy bêtông đủ khả năng chịu cắt .
- Cốt đai đặt theo cấu tạo. φđ ≥ 4 1 φmax = 4 1 .25 = 6,25 mm và 5mm . Chọn φđ = 8
ađ ≤ k.φmin và ao , khi Rsc = 280 ≤ 400 MPa, k = 15 và ao = 500 mm nên ađ ≤ 15.22 = 330 mm và ao =500 mm. Chon ađ = 300 mm
2. KIỂM TRA VỀ NÉN CỤC BỘ :
* Đầu tiên ta tiến hành kiểm tra về nén cục bộ khi không đặt cốt thép ngang theo công thức N ≤ψ.Rb,loc.Aloc1
- Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền xuống . N = Gm1 + Pm1 = 312350 + 43880 =356230 N - Bề rộng dầm mái kê lên cột 24 cm ,
Bề dài tính toán của đoạn kê 26 m - Diện tích chịu nén cục bộ :
Aloc1 = 240.260 = 62400 mm2 - Diện tích chịu nén cục bộ tính toán Aloc2:
Diện tích tính toán Aloc2 gồm cả các phần diện tích đối xứng qua diện tích bị ép , với chú ý khi xác định Aloc1 và Aloc2 độ sâu tính từ mép gối tựa lấy không lớn hơn 20 cm
Aloc2 = b.(240+2.20) = 400.300 = 120000 mm2
- Hệ số ψ là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng cục bộ trên diện tích bị ép mặt. Ở đây tải trọng phân bố không đều (dưới đầu dầm ) đối với bêtông nặng lấy bằng
ψ = 0,75
- Cường độ chịu nén tính toán cục bộ của bêtông Rb,loc : Rb,loc = α.ϕb.Rb
ở đây :αϕb >1
α = 1 đối với bêtông có cấp độ bền thấp hơn B25 ϕb = 3 1 2/ loc loc A A Aloc1 =62400 mm2 Aloc2 =120000 mm2 ϕb = 3 1 2/ loc loc A A = 3120000/62400= 1,244
Trong trường hợp này, khi tải trọng cục bộ đặt lên một phần bề rộng và một phần bề dài cấu kiện , nên trị số ϕb không được lớn hơn 1.
Vậy ϕb = 1
Rb,loc = α. ϕb.Rb = 1.1.11,5 = 11,5 MPa
- Kiểm tra nén cục bộ trường hợp không đặt cốt thép ngang :
N= 356230 N < ψ.Rb,loc.Aloc1 = 0,75.11,5.62400= 538200 N
nên thoả mãn về điều kiện về khả năng chịu nén cục bộ. Vì vậy không cần gia cố đầu cột.
3. TÍNH TOÁN VAI CỘT :
Tính toán vai cột bao gồm kiểm tra kích thước vai cột, tính toán cốt thép chịu lực cắt , cốt thép chịu momen và kiểm tra về nén cục bộ .
- Kích thước và sơ đồ tính cốt thép trong vai cột thể hiện như trên hình:
* Kiểm tra kích thước vai cột
- Vai cột thuộc loại công xôn ngắn, các kích thước chính : + Chiều cao làm việc : ho = 960 mm
+ Độ vươn của vai ra ngoài mép cột dưới lv = 600 mm
thoả điều kiện lv =600 mm < 0,9.ho = 0,9.960 = 8644 mm + Chiều cao mép ngoài của vai cột hv = 600 mm
thoả điều kiện hv =600 mm ≥ h/3 = 1000/3 = 333 mm + Góc nghiêng dưới vai cột so với phương ngang 1 góc 45°. + Bề rộng vai cột lấy bằng bề rộng cột : 400 mm + Lực tác dụng lên vai cột : Q = Dmax1 + Gd = 396830 + 56100 = 452930 N * Tính cốt dọc để chịu momen : - Khoảng cách từ lực Q đến mép cột dưới a : a = λ - 600 = 750 – 600 =150 mm - Momen uốn tại tiết diện mép cột 1-1 :
M1 = Q.a = 452930.150 = 67939500 Nmm = 67939,5 Nm - Momen uốn được tăng lên 25% để tính cốt thép:
M =1,25.M1 = 1,25 .67939500 = 84924375 Nmm - Với cốt thép và bêtông đã chọn có : ξR = 0,623 αR = 0,429 - Hệ số αm : αm = Rb.b.ho2 M = 11,5.400.9602 84924375 = 0,020 - Hệ số ζ : ζ = 2 1 .(1+ 1−2am ) = 2 1 .(1+ 1−2.0,020)= 0,990 - Tính As : As = M/(ζ.Rs.ho) = 0,99084924375.280.960= 319 mm2 - Chọn cốt thép : 2φ18 (509 mm2)
- Kiểm tra µ%: µ = 960 . 400 100 . 509 = 0,133 %
* Tính cốt đai và cốt xiên để chịu lực cắt :
- Kiểm tra kích thước vai cột theo điều kiện chịu cắt ,theo công thức sau : Q ≤ 0,8.ϕ w2.Rb.b.lb.sinθ
với 3,5.Rbt.b.ho ≤ 0,8.ϕ w2.Rb.b.lb.sinθ ≤ 3,5.Rbt.b.ho 2,5.Rbt.b.ho = 2,5.0,9.400.960 = 864000 N 3,5.Rbt.b.ho = 3,5.0.9.400.960 = 1209600 N - Vì Q = 452930 N < 2,5.Rbt.b.ho= 864000 N
Nên không cần tính vế phải của điều kiện trên và điều kiện chịu cắt đã thoả mãn . - Ta có : Q = 452930 N < 2,5.Rbt.b.ho= 864000 N
và h = 1200 mm > 3,5.a = 3,5. 150 = 525 mm
nên ta chỉ cần đặt cốt đai ngang mà không cần đặt cốt xiên. Chọn cốt đai : φ8 (0,503 cm3), khoảng cách 150 mm
thoả điều kiện khoảng cách 150 mm ≤ h/4 = 1000/4 =250 mm và 150 mm ≥ 150 mm
* Tính toán kiểm tra ép mặt lên vai cột :
- Dầm cầu trục lắp ghép ,lực nén lớn nhất từ dầm truyền vào vai là : N1 = 0,5.Gd + Dmax1
Giá trị Dmax1 do Pcmax1 gây ra nhưng chỉ tính cho 1 bên dầm . Dựa vào đường ảnh hưởng , tính được :
Dmax1 = n.Pcmax1.(y1 + y3 ) = 1,1.18,5.(1+ 0,863) = 37,912 tấn Vậy N1 = 0,5.Gd + Dmax1 = 0,5.5,61 + 37,912 = 40,717 tấn = 407170 N
- Bề rộng dầm cầu trục ở trong đoạn gối được mở rộng ra 30cm, đoạn dầm gối lên vai 18cm , được thể hiện cụ thể trên hình .
- Diện tích chịu nén cục bộ :
Aloc1 = 300.180 = 54000 mm2 - Diện tích chịu nén cục bộ tính toán Aloc2:
Aloc2 = 580.180 = 104000 mm2
- Hệ số ψ là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng cục bộ trên diện tích bị ép mặt. Ở đây tải trọng phân bố không đều (dưới đầu dầm cầu trục) đối với bêtông nặng lấy bằng ψ = 0,75
Rb,loc = α.ϕb.Rb ở đây :αϕb >1
α = 1 đối với bêtông có cấp độ bền thấp hơn B25 ϕb = 3 1 2/ loc loc A A Aloc1 =54000 mm2 Aloc2 =104000 mm2 ϕb = 3 1 2/ loc loc A A = 3104000/54000= 1,244
Nhưng không lớn hơn các trị số sau đối với bêtông nặng
Trong trường hợp này, khi tải trọng cục bộ đặt lên phần lồi của cấu kiện , nên trị số ϕb không được lớn hơn 1.
Vậy ϕb = 1
Rb,loc = α. ϕb.Rb = 1.1.11,5 = 11,5 MPa
- Kiểm tra nén cục bộ trường hợp không đặt cốt thép ngang :
N= 407,170 kN < ψ.Rb,loc.Aloc1 = 0,75.11,5.54000 = 465750 N = 465,75 kN Vậy vai cột thoả mãn về điều kiện chịu ép cục bộ .
4. KIỂM TRA CỘT KHI VẬN CHUYỂN CẨU LẮP:
Chú ý ta phải kiểm tra với chiều dài thực của cột (do có thêm phần cột chôn dưới móng) Ho = H + 0,8 = 11,55+0,8 = 12,35 m