6.1. Chân cột
i. Tính toán bản đế.
CLXII. Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán tại tiết diện chân cột:
CLXIII. N= -84.54 kN
CLXIV. M= 0 kNm
CLXV. Q= -43.17 kN
CLXVI. Căn cứ vào kích thước tiết diện cột đã chọn,dự kiến chọn phương án cấu tạo chân cột cho trường hợp có vùng kéo trong bê tong móng với 4 bu long neo ở một phía chân cột.Từ đó xác định bề rộng của bản đế:
CLXVII.
CLXVIII. Trong đó: - cường độ chịu nén tính toán cục bộ của bê tông:
CLXIX.
CLXX. - hệ số khi mác bê tông không quá B25.
Trang 28
CLXXI. - hệ số tăng cường độ của bê tông khi chịu nén cục bộ:
CLXXII. chọn
CLXXIII. Am : Diện tích mặt móng.
CLXXIV. Abd : Diện tích bề mặt bản đế.
CLXXV. khi ứng suất trong bê tông móng phân bố không đều
CLXXVI.
CLXXVII. Theo cấu tạo và khoảng cách bố trí bulông neo,chiều dài của bản đế với giả thiết c2=10(cm)
CLXXVIII. Tính lại ứng suất phản lực của bê tông móng phía dưới bản đế:
CLXXIX.
CLXXX. Bề dày của bản đế chân cột được xác định từ điều kiện chịu uốn của bản đế do ứng suất phản lực trong bê tông móng.Xét các ô bản đế:
CLXXXI. Ô 1 ( bản kê 3 cạnh)
CLXXXII.
CLXXXIII. tra bảng nội suy ta có:
CLXXXIV.
CLXXXV. Ô 1 ( bản kê 1 cạnh) CLXXXVI.
qs
ls
Ms
Vs
CLXXXVII. Vậy bề dày của bản đế xác định như sau:
CLXXXVIII. vậy chọn tbd=1 cm
i. Tính toán dầm đế.
CLXXXIX. Kích thước của dầm đế chọn như sau:
- Bề dày: td® = 0.8(cm)
- Bề rộng : bd® = Bbd = 42(cm)
- Chiều cao : hd® phụ thuộc vào đường hàn lien kết dầm đế vào cột phải đủ khả năng truyền lực do ứng suất phản lực của bê tông móng:
CXC. Lực truyền vào một dầm đế do ứng suất phản lực của bê tông móng:
CXCI.
CXCII. Theo cấu tạo ,chọn chiều cao của đường hàn vào cột là hf = 0.6cm.qua đó xác định được chiều dài tính toán của 1 đường hàn liên kết dầm đế vào cột.
CXCIII.
CXCIV. Vậy ta chọn hdd = 44cm
i. Tính toán sườn A
CXCV. Sơ đồ tính sườn là dầm công-son ngàm vào bản bụng cột bằng 2 đường hàn liên kết,ta
có:
CXCVI.
CXCVII.
CXCVIII.
Trang 30
CXCIX.
CC.
CCI. Chọn bề dày sườn ts = 0.8cm,chiều cao của sườn xác định sơ bộ từ điều kiện chịu uốn:
CCII. chọn =28
CCIII. Kiểm trả lại tiết diện sườn đã chọn theo ứng suất tường
CCIV. Theo cấu tạo ,chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bản bụng cột hf =0.6cm . Diện tích tiết diện và moment chống uốn của các đường hàn này là:
CCV.
CCVI.
CCVII. Khả năng chịu lực của các đường hàn này được kiểm tra theo công thức:
CCVIII.
CCIX.
i. Tính toán sườn B
CCX. Tường tự trên,với bề rộng tiết diện truyền tải vào sườn là 1.5ls=1.5*14.8=22.2 cm,ta có:
CCXI.
CCXII.
CCXIII.
CCXIV. Chon bề dày sườn ts=0.8 cm.Chiều cao của sườn xác định sơ bộ từ điều kiện chịu uốn:
CCXV. chọn = 36 cm
CCXVI. Kiểm trả lại tiết diện sườn đã chọn theo ứng suất tường
CCXVII. Theo cấu tạo ,chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bản bụng cột hf =0.6cm . Diện tích tiết diện và moment chống uốn của các đường hàn này là:
CCXVIII.
CCXIX.
CCXX. Khả năng chịu lực của các đường hàn này được kiểm tra theo công thức:
CCXXI.
i. Tính toán bu lông neo
CCXXII. Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực ở chân cột gây kéo nhiều nhất cho các bu lông neo:
CCXXIII. N= -34.86 kN
Trang 32
CCXXIV. M= 187.85 kNm
CCXXV. Q= 43.86 kN
CCXXVI. Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trong 1,5 gây ra. Chiều dài vùng bê tông chịu nén dưới bản đế là c=49.6 cm. chọn khoảng cách từ méo biên bản đế chân cột đến tâm bu lông neo là 6cm.
CCXXVII.
CCXXVIII.
CCXXIX. Tổng lực kéo trong thân các bulông neo ở một phía chân cột:
CCXXX.
CCXXXI. Chọn thép bu lông neo mác 09Mn2Si, tra bảng ta có fba = 190 N/mm2.Diện tích tiết diện cần thiết của một bulông neo:
CCXXXII.
CCXXXIII. Chọn bu lông Φ27 có Abn =4.59 cm2
CCXXXIV. Tính lại tổng lực kéo trong thân các bulông neo ở một phía chân côt:
CCXXXV.
CCXXXVI. Ở trên lấy dấu trừ vì N là lực nén. Do T2 < T1 nên đường kính bu lông neo đã chọn là đạt yêu cầu.
i. Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đế.
CCXXXVII. Các đường hàn liên kết tiết diện cột vào bản đế được tính toán trên quan niệm mômen và lực dọc do các đường hàn ở bản cánh chịu,còn lực cắt do các đường hàn ở bản bụng chiu. Nội lực để tính toán đường hàn chọn trong bảng tổ hợp nội lực chính là cặp đã dùng để tính toán bu lông neo. Các cặp khác không nguy hiểm bẳng.
CCXXXVIII. Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết ở một bản cánh cột ( kể cả các đường hàn liên kết dầm đế vào bản đế) theo cấu tạo với chiều cao hf=0.6 cm
CCXXXIX. Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản bụng cột theo.
CCXL.
CCXLI. Kết hợp cấu tạo chọn hf = 0.6 cm
6.2. Liên kết cột với xà ngang
CCXLII. Cặp nội lực dùng để tính toán liên kết là cặp gây kéo nhiều nhất cho các bu lông tại tiết diện đỉnh cột.từ bảng tổ hợp ta chọn
CCXLIII. N= -50.48 kN
CCXLIV. M= -431.76 kNm
CCXLV. Q= -70.89 kN
CCXLVI. Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất CCXLVII. Trình tự tính toán như sau:
i. Tính toán bulông liên kết
CCXLVIII. Chọn bulông cường độ cao cấp bền 8,8. Đường kính bulông dự kiến là d=22 mm, bố trí bulông thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ các quy định trong bảng I.13 phụ lục.
CCXLIX. Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước như sau:
CCL.
CCLI. Khả năng chịu kéo của một bu lông:
CCLII.
CCLIII. Trong đó:
CCLIV. cường độ tính toán chịu kéo của bê bulông = 400N/mm2 CCLV. diện tích tiết diện thực của thân bulông =3.03 cm2.
CCLVI. Khả năng chịu trượt của một bulông cường độ cao.
CCLVII.
CCLVIII. Trong đó:
Trang 34
CCLIX. fhb – cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bulông cường độ cao trong liên kết ma sát,
CCLX. - cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật
liệu bulông với mác thép 40Cr.
A- Diện tích tiết diện của thân bulong ,
CCLXI. - hệ số điều kiện làm việc của liên kết CCLXII. = 1 do số lương bulông n =20 > 10
CCLXIII. ; - hệ số ma sát và hệ số tin cậy của liên kết,với giả thiết là gia công bề mặt cấu kiện nên ;
CCLXIV. nf – số lượng mặt ma sát của liên kết nf = 1
CCLXV. Lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy ngoài cùng do moment và lực dọc phân vào ( do moment có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bulong phía trong cùng
CCLXVI. Do =120.01kN < nên các bulông đủ khả năng chịu lực.
CCLXVII. Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulông
CCLXVIII.
i. Tính toán mặt bích
CCLXIX. Bề dày của mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn.
CCLXX.
CCLXXI. Và
CCLXXII. - Trong đó: - lực kéo tác dụng lên 1 bulông ở dãy thứ i
CCLXXIII. b – bề rộng của mặt bích thường lấy bằng bề rộng của bản cánh cột CCLXXIV. Chọn t = 2 (cm)
CCLXXV.
i. Tính toán đường hàn tiết diện cột ( xà ngang ) với mặt bích
CCLXXVI. Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài ( kể cả sườn ).
CCLXXVII.
CCLXXVIII. Lực kéo trong bản cánh ngoài do moment và lực dọc phân vào:
CCLXXIX.
CCLXXX. Vậy chiều cao cần thiết của các đường hàn này:
CCLXXXI.
CCLXXXII. Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích ( coi như các đường hàn này chịu lực cắt lớn nhất ở đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực ).
CCLXXXIII.
CCLXXXIV. Kết hợp cấu tạo,chọn chiều cao đường hàn là hf = 1 cm
Trang 36
CCLXXXV.
6.3. Liên kết xà ngang giữa nhịp
CCLXXXVI. Cặp nội lực dùng để tính toán liên kết là cặp gây kéo nhiều nhất cho các bu lông tại tiết diện đỉnh cột.từ bảng tổ hợp ta chọn
CCLXXXVII. N= -47.936 kN
CCLXXXVIII. M= -138.5 kNm
CCLXXXIX. Q= -45.45 kN
CCXC. Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất CCXCI. Trình tự tính toán như sau:
i. Tính toán bulông liên kết
CCXCII. Chọn bulông cường độ cao cấp bền 8,8. Đường kính bulông dự kiến là d=22 mm, bố trí bulông thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ các quy định trong bảng I.13 phụ lục.
CCXCIII. Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước như sau:
CCXCIV.
CCXCV. Khả năng chịu kéo của một bu lông:
CCXCVI.
CCXCVII. Trong đó:
CCXCVIII. cường độ tính toán chịu kéo của bê bulông = 400N/mm2 CCXCIX. diện tích tiết diện thực của thân bulông =3.03 cm2.
CCC. Khả năng chịu trượt của một bulông cường độ cao.
CCCI.
CCCII. Trong đó:
CCCIII. fhb – cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bulông cường độ cao trong liên kết ma sát,
CCCIV. - cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật
liệu bulông với mác thép 40Cr.
B- Diện tích tiết diện của thân bulong ,
CCCV. - hệ số điều kiện làm việc của liên kết CCCVI. = 1 do số lương bulông n =20 > 10
CCCVII. ; - hệ số ma sát và hệ số tin cậy của liên kết,với giả thiết là gia công bề mặt cấu kiện nên ;
CCCVIII. nf – số lượng mặt ma sát của liên kết nf = 1
CCCIX. Lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy ngoài cùng do moment và lực dọc phân vào ( do moment có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bulong phía trong cùng
Trang 38
CCCX. Do =110.07kN < nên các bulông đủ khả năng chịu lực.
CCCXI. Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulông CCCXII.
i. Tính toán mặt bích
CCCXIII. Bề dày của mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn.
CCCXIV.
CCCXV. Và
CCCXVI. - Trong đó: - lực kéo tác dụng lên 1 bulông ở dãy thứ i
CCCXVII. b – bề rộng của mặt bích thường lấy bằng bề rộng của bản cánh cột CCCXVIII. Chọn t = 2 (cm)
CCCXIX.
i. Tính toán đường hàn tiết diện cột ( xà ngang ) với mặt bích
CCCXX. Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài ( kể cả sườn ).
CCCXXI.
CCCXXII. Lực kéo trong bản cánh ngoài do moment và lực dọc phân vào:
CCCXXIII.
CCCXXIV. Vậy chiều cao cần thiết của các đường hàn này:
CCCXXV.
CCCXXVI. Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích ( coi như các đường hàn này chịu lực cắt lớn nhất ở đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực ).
CCCXXVII.
CCCXXVIII. Kết hợp cấu tạo,chọn chiều cao đường hàn là hf = 1 cm CCCXXIX.
CCCXXX.
6.4. Mối nối đỉnh xà CCCXXXI.
CCCXXXII. Từ bảng tổ hợp ta chọn tổ hợp lực gây kéo nhiều nhất
CCCXXXIII.
CCCXXXIV.
CCCXXXV. Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trong 1,4 gây ra
Trang 40
CCCXXXVI. Chọn bulông cường độ cao cấp bền 8,8. Đường kính bulông dự kiến là d=20 mm, bố trí bulông thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ các quy định trong bảng I.13 phụ lục.
CCCXXXVII. Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước như sau:
- Bề dày: ts=0.8cm - Chiều cao : hs= 9 cm - Bề rộng :
⇒ Chọn ls= 15cm
CCCXXXVIII. Khả năng chịu kéo của một bu lông:
CCCXXXIX.
CCCXL. Trong đó:
CCCXLI. cường độ tính toán chịu kéo của bê bulông = 400N/mm2 CCCXLII. diện tích tiết diện thực của thân bulông =3.52 cm2.
CCCXLIII. Khả năng chịu trượt của một bulông cường độ cao.
CCCXLIV.
CCCXLV. Trong đó:
CCCXLVI. fhb – cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bulông cường độ cao trong liên kết ma sát,
CCCXLVII. - cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật
liệu bulông với mác thép 40Cr.
A- Diện tích tiết diện của thân bulong ,
CCCXLVIII. - hệ số điều kiện làm việc của liên kết CCCXLIX. = 1 do số lương bulông n =20 > 10
CCCL. ; - hệ số ma sát và hệ số tin cậy của liên kết,với giả thiết là gia công bề mặt cấu kiện nên ;
CCCLI. nf – số lượng mặt ma sát của liên kết nf = 1 CCCLII.
- Lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy dưới cùng do moment và lực dọc phân vào (do moment có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bulông phía trên cùng)
CCCLIII.
CCCLIV.
- Khả năng chịu cắt của một bulông CCCLV.
⇒ Bulông đủ khả năng chịu cắt.
- Bề dày của mặt bích xác định từ điều kiện sau:
CCCLVI.
CCCLVII.
⇒ Chọn t = 2 (cm)
- Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh dưới CCCLVIII.
- Lực cắt trong bản cánh dưới do moment ,lực dọc và lực cắt gây ra:
Trang 42