Đồ án Bê tông cốt thép II thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng

I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: -Nhà công nghiệp 1 tầng,lắp ghép,3 nhịp đều nhau, cửa mái đặt tại nhịp giữa -Mỗi nhịp có 2 cầu trục chạy điện -Nhịp cầu trục : Lk=23m -Bước cột : a= 6m -Cao trình ray : R=8m -Chế độ làm việc : Trung bình -Sức trục : Q=50 KN -Móc cẩu : móc mềm -Vùng gió : IA II. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA NHÀ : 2.1 Xác định khung ngang nhịp nhà : L = Lk + 2λ Trong đó : - L : nhịp nhà ( nhịp khung ngang ) - Lk : nhịp của cầu trục Lk = 23m - λ : khoảng cách từ trục định vị đến trục dầm đở cầu trục Q = 50KN < 300KN, chọn λ = 0,75m Do đó : L = 23+ 2.0,75 = 24,5 m.

doc55 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 21/06/2013 | Lượt xem: 11667 | Lượt tải: 35download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Bê tông cốt thép II thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
dầm đở cầu trục Q = 50KN < 300KN, chọn λ = 0,75m Do đó : L = 23+ 2.0,75 = 24,5 m. 2.2 Trục định vị : XÁC ĐỊNH TRỤC ĐỊNH VỊ VÀ NHỊP NHÀ Do sức trục Q < 300KN Nên trục định vị được xác định như hình trên. 2.3 Số liệu về cầu trục : Với cầu trục làm việc nặng , có sức trục Q = 50 KN, nhịp cầu trục là 23m . Tra bảng ta được số liệu sau : Q (KN) Lk (m) Kích thước cầu trục , mm P P Trọng luợng, kN B K Hct B1 G G 50 23 6500 5000 1650 230 101 49 22 250 Q : Sức nâng của cầu trục Lk : Nhịp của cầu trục B : Bề rộng của cầu trục K : Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe của cầu trục Hct : Khoảng cách từ đỉnh ray đến mặt trên của xe con B1 : Khoảng cách từ trục ray đến mút của cầu trục P : Áp lực lớn nhất tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray G : Trọng lượng xe con G : Trọng lượng của toàn bộ cầu trục. 2.4 Chọn kết cấu mang lực mái : Với nhịp L = 23,5m , chọn kết cấu mang lực mái là dàn mái hình thang . + Chiều cao giữa dàn : hg = ( = = (3,5 2,72)m Chọn hg = 3,2m + Chiều cao đầu dàn : hđ = hg – i. = 3,2 - = 2,178m. Chọn Hd = 2,1m Cấu tạo dàn mái + Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa rộng 12m , cao 4m + Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau : -Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm -Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt dày 12cm -Lớp bêtông chống thấm dày 4cm -Panen mái là dạng panen sườn kích thước 6x1,5m,cao 30cm Tổng chiều dày lớp mái : t = 5 + 12 + 4 + 30 = 51cm. 2.5 Đường ray : Chọn ray giống nhau cho cả 2 nhip có hr = 15cm. Trọng lượng riêng tiêu chuẩn trên 1m dài của ray và các lớp đệm : g= 1,5 KN/m. 2.6 Dầm cầu trục : Dầm cầu trục của nhà công nghiệp có a = 6m và sức trục Q = 50KN< 300KN nên dùng dầm cầu trục bằng bêtông cốt thép lắp ghép. Tiết diện chữ T được thiết kế định hình có kích thước : Hc = 1000mm ; b = 200mm ; bc’ = 570mm ; hc’= 120mm Trọng lượng tiêu chuẩn của dầm là Gcc = 42 KN. Dầm cầu trục 2.7 Xác định chiều cao của khung : Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt 0,00 để xác định các kích thước khác. +Cao trình vai cột : V = R – ( hr + Hc ) R : cao trình ray đã cho R = 8 m ; hr : Chiều cao ray và các lớp đệm hr = 0,15 m Hc : Chiều cao dầm cầu trục hc = 1 m V = 8 – (0,15 + 1 ) = 6,85 m +Cao trình đỉnh cột : D = R + Hct + a1 Hct : Chiều cao cầu trục với sức trục 50kN có Hct = 1,65m a1 : khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái. Chọn a1 = 0,15m. D = 8 + 1,65 + 0,15 = 9,8m. + Cao trình đỉnh mái : M = D + h + hcm + t h : chiều cao kết cấu mang lực mái h = 3,2m; hcm : chiều cao cửa mái hcm = 4m; t : tổng chiều dày các lớp mái t = 0,51 m; - Cao trình mái ở nhịp biên không có cửa mái M1 = 9,8 + 3,2 + 0,51 = 13,51 m - Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái M2 = 9,8 + 3,2 + 4 + 0,51 = 17,51 m 2.8 Kích thước tiết diện cột : Chiều dài phần cột trên : Ht = D – V = 9,8 – 6,85 = 2,95m Chiều dài phần cột dưới : Hd = V + a2 = 6,85 + 0,5= 7,35 m (a2=0,5m) Chiều dài toàn cột : H= Ht + Hd = 2,95+7,35= 10,3 m Chiều dài tính toán của các đoạn cột giống nhau cho cả trục A và B + Kiểm tra với cột biên : -Phần cột trên theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục: l0ht = 2,5.Ht = 2,5.2,95 = 7,375 m -Phần cột trên theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục: l0ht = 2.Ht = 2.2,95 = 5,9 m -Phần cột trên theo phương dọc nhà : l0bt = 1,5.Ht = 1,5.2,95 = 4,425 m -Phần cột dưới theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục: l0hd = 1,5.Hd = 1,5.7,35 = 11,025 m. -Phần cột dưới theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục: l0hd = 1,2.H = 1,2.10,3 = 12,36 m. -Phần cột dưới theo phương dọc nhà : l0bd = 0,8.Hd = 0,8.7,35 = 5,88 m . Kích thước tiết diện cột được thiết kế theo định hình như sau: Tên cột b (mm) ht(mm) hd(mm) Cột trục A 400 400 600 Cột trục B 400 600 800 Kích thước vai cột : Tên cột H (mm) hv (mm) lv(mm) α Cột trục A 1000 600 400 450 Cột trục B 1300 600 600 450 Tổng chiều dài của cột: Do đoạn cột ngàm vào móng phải thỏa man đoạn a3 >= hd lên lấy theo tiết diện cột trục B chọn a3 = 0,8 m- chung cho cả hai cột trục A và B. Tổng chiều dài cột Hc = H + a3 = 10,3+ 0,8 = 11,1 m Cột biên Cột giữa Sơ bộ kích thuớc tiết diện cột * kiểm tra các điều kiện : Do cột A va B có tiết diện chữ nhật, cùng bề rộng b, cung chiều dài tính toán tương ứng với từng đoạn cột trên và cột dưới nên chỉ cần kiểm tra điều kiện và cho từng đoạn cột trên và dưới trục A do có ht và hd nhỏ hơn so với trục B. Điều kiện kiểm tra thỏa mãn. Hd /14 = 7,35/14 = 0,525 < hd = 0,6 , thỏa mãn Với bước cột a = 6m , ta chọn thống nhất bề rộng cột b = 40cm. Khoảng hở a4 - Chọn chiều cao tiết diện phần cột trên ht = 40cm , thoả điều kiện : a4 = λ – ht – B1 = 75 – 40 – 23 = 12 cm > 6cm. - Chọn chiều cao tiết diện phần cột trên ht = 60cm , thoả điều kiện : a4 = λ – B1 – 0,5ht = 75 – 23 – 0,5. 60 = 22 cm > 6cm. 2.9 Vai cột : Kích thước vai cột sơ bộ như hình vẽ : III.Xác định tải trọng : 1. Tĩnh tải mái: Phần tĩnh tải do trọng luợng bản thân của lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng mái xác định theo bảng sau: STT Các lớp cấu tạo mái δ (m) g (KN/m3) n Ptc(KN/m2) g(KN/m2) 1 2 lớp gạch lá nem +vữa 0,05 18 1,3 0,9 1,17 2 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt 0,12 12 1,3 1,44 1,87 3 lớp bêtông chống thấm 0,04 25 1,1 1 1,1 4 Panen sườn 6x1,5x0,3 m 0,3 1,1 1,7 1,87 5 Tổng cộng 0,51 - - 5,04 6,01 -Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhịp 24,5 m , lấy theo bảng là 100,42 KN hệ số vượt tải n = 1,1 G1 = 100,42. 1,1 = 110,462 KN -Trọng lượng khung cửa mái rộng 12m , cao 4m lấy 28 KN ; n = 1,1 G2 = 28. 1,1 = 30,8 KN -Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 5 KN/m , với n = 1,2 gk = 5. 1,2 = 6 KN/m -Tĩnh tải mái quy về lực tập trung Gm1 tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái Gm1 = 0,5(G1 + g.a.L+) = 0,5( 110,462+ 6,01.6.24,5) = 496,97 KN -Ở nhịp giữa có cửa mái Gm2 = 0,5(G1 + g.a.L + G2 + 2gk.a) = 0,5(110,462 + 6,01.6.24,5 + 30,8 + 2.6.6) = 548,37 KN Các lực Gm1 , Gm2 đặt cách trục định vị 0,15 m. Tải trọng mái tác dụng lên cột 2. Tĩnh tải do dầm cầu trục : Gd =(Gc + a.gr ) Gcc = 42 kN , Gc =n. Gcc = 1,2.42= 46,2 KN Trọng lượng dầm cầu trục, trọng lượng ray và lớp đệm tác dụng lên vai cột. Gd =Gc + a.gr = 46,2 + 6. 1,5 = 55,2 KN Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75m. Cột biên Cột giữa 3. Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột : Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng cột. Cột biên có : Phần cột trên : Gt = Phần cột dưới: Gd = Cột giữa có : Phần cột trên : Gt = Phần cột dưới :Gd = Tường xây gạch là tường chịu lực nên trọng lượng bản thân của nó không gây ra nội lực cho khung . 4. Hoạt tải mái : Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên một mét vuông mặt bằng mái lấy Pmc =0,75 KN/m2 , n = 1,3. Hoạt tải này đưa thành lực tập trung Pm đặt ở đầu cột . Pm = 0,5. n. Pmc. a. L = 0,5. 1,3. 0,75. 6. 24,5 = 71,67 KN. Vị trí từng Pm đặt trùng với vị trí của từng Gm . 5. Hoạt tải cầu trục : a. Hoạt tải đứng do cầu trục : các thông số của cầu trục Q (KN) Lk (m) Kích thước cầu trục , mm P P Trọng luợng, kN B K Hct B1 G G 50 23 6500 5000 1650 230 101 49 22 250 Áp lực thẳng đứn lớn nhất do hai cầu trục cạnh nhau truyền lên một bên vai cột được xác định theo đường ảnh hưởng của phản lực Dmax = n.Pmax.∑yi y y y Dmax = n.P = n. P( y1 + y2 + y3 ) Dmax = 1,1. 101. (1 + = 212,94 KN Sơ đồ xác định Dmax Điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặc của Gd . b. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con : Lực hãm ngang do hai bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm xác định theo công thức : T = . Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với Dmax : Tmax =n. T. = 0,5.1,1. 3,6. (1 + = 3,8 KN. Xem lực Tmax đặt lên cột ở mức mặt trên dầm cầu trục cách mặt vai cột 0,8 m và cách đỉnh cột 1 đoạn : y = 2,95 –1 = 1,95 m. 6. Hoạt tải do gió: +Tải trọng gió tác dụng mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình là : W = n. W0. K. C Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 thì vùng I-A nên W0 tra bảng là 0,65 KN/m2 . Tuy nhiên đối với vùng anh hưởng của bão gió là yếu thì vùng I-A được giảm 0,1 kN/m2. Vậy W0 = 0,55 kN/m2 K : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình. Ở đây áp dụng địa hình A ; hệ số K xác định tương ứng ở hai mức : - Mức đỉnh cột , cao trình +9,8 m có K = 1,1756 - Mức đỉnh mái , cao trình +17,51m có K = 1,2651 C : hệ số khí động, xác định theo sơ đồ 16 bảng 6 của TCVN2737-95 : C = + 0,8 về phía gió đẩy C = - 0,4 đối với phía gió hút n : hệ số vượt tải n = 1,2. +Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang phần từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều. q = W. a = n. W0. K. C.a - Phía gió đẩy : qd = 1,2. 0,55. 1,1756. 0,8. 6 = 3,72 KN/m. - Phía gió hút : qh = 1,2. 0,55. 1,1756. 0,4. 6 = 1,86 KN/m. +Hình dáng mái và hệ số khí động ở từng đoạn mái tham khảo trong phần phụ lục II và TCVN 2737-1995 , lấy theo sơ đồ hình dưới : - Giá trị Ce1 tính với góc α = 5,130 , tỷ số Nội suy có Ce1 = -0,1423 +Xác định chiều cao của các đoạn mái : -Chiều cao đầu dàn mái : hm1= hđ+t =2,1+0,51= 2,61 m -Chiều cao từ đầu dàn mái đến đỉnh mái M1: hm2 = hg-hđ = 3,2-2,1 = 1,1 m -Chiều cao từ đầu dàn mái đến chân cửa mái : hm3=(hg-hđ). =(hg-hđ).=(3,2-2,1).= 0,56 m -Chiều cao từ chân cửa mái đến đầu cửa mái : hm4= hcm = 4 m -Chiều cao từ đầu cửa mái đến đỉnh cửa mái M2 : hm5=hg-hđ-hm3= 3-2,1-0,56 = 0,54 m + Trị số S tính theo công thức : S = n. k. W0. a. S1 = 1,2. 1,2651. 0,55. 6.( 0,8. 2,61 – 0,1423. 1,1 + 0,6. 1,1 – 0,3. 0,56 + 0,3. 4 – 0,6. 0,54) = 16,53 KN S2 =1,2.1,2651.0,55.6.(0,6.0,54+ 0,6.4 + 0,6.0,56 – 0,5. 1,1+0,4.1,1 + 0,4. 2,61 ) = 20,01 KN IV. Xác định nội lực : Nhà ba nhịp có mái cứng , cao trình đỉnh cột bằng nhau thì tính với tải đứng và lực hãm của cầu trục được phép bỏ qua chuyển vị ngang ở đỉnh cột, tính với các cột độc lập . Khi tính với tải trọng gió phải tính đến chuyển vị ngang đỉnh cột. 1. Các đặc trưng hình học của cột Ht = 2,95 m ; Hd = 7,35 m ; H = 10,3 m . +Cột trục A : Tiết diện phần cột trên b = 40cm ; ht = 40cm . Tiết diện phần cột dưới b = 40cm ; hd = 60cm . - Mômen quán tính : Jt = Jd = - Các thông số trung gian : t = = K = t3. ( = 0,2863. ( = 0,0555 +Cột trục B : Tiết diện phần cột trên b = 40cm ; ht = 60cm. Tiết diện phần cột dưới b = 40cm ; hd = 80cm. - Mômen quán tính : Jt = Jd = - Các thông số trung gian : t = 0,286 K = t3. ( Chiều của nội lực 2. Nội lực do tĩnh tải mái a. Cột trục A : -Vị trí điểm đặt của tải trọng Gm1 nằm bên trái trục cột và cách trục 1 đoạn et = 0,15-ht/2 = - 0,05 m. Gm1 gây ra mômen ở đỉnh cột : M = Gm1 . et = - 496,97. 0,05 = -24,85 KN.m Độ lệch trục giữ phần cột trên và phần cột dưới là : a = Vì a nằm cùng phía với et so với trục dưới nên phản lực đầu cột R = R1 + R2 R1 = Tính R2 với M = -Gm1. a = -496,97. 0,1 = -49,697 kN.m, mômen này đặt ở mức vai cột R2 = R = R1 + R2 = - 10,4 KN ( có chiều như hình vẽ ) -Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI = - 496,97. 0,05 = - 24,85 KN.m MII = MI – R.Ht= -24,85 – (-10,4).2,95 = 5,83 KN.m MIII = Gm1 . ed - R.Ht = - 496,97.0,15- (-10,4).2,95 = -43,86 KN.m MIV = Gm1 . ed - R.H = - 496,97.0,15- (-10,4).10,3 = 32,57 KN.m NI = NII = NIII = NIV = Gm1= 496,97 KN QIV = - R =10,4 KN Sơ đồ tính toán và biểu đồ Mômen ở cột biên do tĩnh tải mái b. Cột trục B : Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái Gm1 và Gm2 Khi đưa Gm1 và Gm2 về đặt ở trục cột ta được lực : Gm = Gm1 + Gm2 = 496,97 + 548,37 = 1045,34 KN Và mômen M = 496,97. (-0,15) + 548,37. 0,15 = 7,71 KN.m Phản lực đầu cột : R = Nội lực trong các tiết diện cột : MI = 7,71 KN.m MII = 7,71 – 1,27. 2,95 = 4,14 KN.m MIII = MII = 4,14 KN.m MIV = 7,71 – 1,27. 10,3 = - 4,75 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 1045,34 KN QIV = -R = - 1,21 Kn Sơ đồ tính và biểu đồ mômen ở cột giữa do tĩnh tải mái 3. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục : a. Cột trục A : Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd -Lực Gd gây ra mômen đối với trục cột dưới , đặt tại vai cột M = Gd. ed ed = λ – 0,5. hd = 0,75 – 0,3 = 0,45 m. M = 55,2. 0,45 = 24,84 KN.m -Phản lực đầu cột R = -Nội lực trong các tiết diện cột MI = 0 MII = -R.Ht = -3,148. 2,95 = - 9,28 KN.m MIII = 24,84– 3,148. 2,95 = 15,55 KN.m MIV = 24,84 – 3,148. 10,3 = -7,58 KN.m NI = NII = 0 NIII = NIV = 55,2KN QIV = -3,148 KN b. Cột trục B: Do tải trọng đặt đối xứng qua cột nên M = 0 ; Q = 0. NI = NII = 0 ; NIII = NIV =2.Gd= 110,4 KN Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục 4. nội lực do trọng lượng bản thân cột. Nhận xét: thành phần mô men và lưc cắt do trọng lượng bản thân cột gây ra là rất bé, trong tính toán có thể bỏ qua phần này M= - Gt. a = -12,98.0.1 = 1,3 kN.m R= Cột trục A MI = 0 QI = 0 NI = 0 NII = NIII = Gt = 12,98 NIV = Gt + Gd = 12,98+55,03= 68,01 QIV = -R = - 0,164 Cột trục B MI = 0 QI = 0 NI = 0 NII = NIII = Gt = 19,47 NIV = Gt + Gd = 19,47+76,56= 96,03 QIV = -R = 0,164 4. Tổng nội lực do tĩnh tải : Cộng đại số ở các trường hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của từng cột được kết quả trên hình dưới , trong đó lực dọc cộng thêm trọng lượng cột đã tính ở trên . CỘT TRỤC A CỘT TRỤC B 5. Nội lực do hoạt tải mái : a. Cột trục A : Sơ đồ giống như khi tính với Gm1 , nội lực do Pm1 gây ra xác định bằng cách nhân nội lực do Gm1 với tỷ số : Pm1 / Gm1 = 71,67 / 496,97 = 0,144 MI = -24,85. 0,144 = - 3,58 KN.m MII = 5,83. 0,144 = 0,84 KN.m MIII = -43,86 . 0,144 = - 6,31 KN.m MIV = 32,57. 0,144 = 4,96 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 71,56 KN QIV = 10,4. 0,144 = 1,5 KN b. Cột trục B : Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và bên trái của cột. +Lực Pm2 đặt ở bên phải gây ra mômen đặt ở đỉnh cột M = Pm2 . et = 71,67. 0,15 = 10,75 T.m Mômen và lực cắt trong cột do mômen này gây ra được xác định bằng cách nhân mômen do tĩnh tải Gm gây ra với tỷ số Mp / MG = 10,75 / 7,71 = 1,39 MI = 1,39.7,71 = 10,71 KN.m MII = 1,39.4,14 = 5,75 KN.m MIII = MII = 5,75 KN.m MIV = -4,75. 1,39 = - 6,6 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 71,67 KN QIV = -1,39.1,21= - 1,68 KN +Do Pm1 = Pm2 nên nội lực do Pm1 gây ra được suy ra từ nội lực do Pm2 bằng cách đổi dấu mômen và lực cắt , còn lực dọc giữ nguyên. Nội lực do hoạt tải mái a) ở cột biên ; b) ở bên trái cột giữa ; c) ở bên phải cột giữa. 6. Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục : a. Cột trục A : Sơ đồ tính giống như khi tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd . Nội lực được xác định bằng cách nhân nội lực do Gd gây ra với tỷ số Dmax / Gd = 212,94 / 55,2 = 3,85 MI = 0 MII = -9,28. 3,85 = -35,73 KN.m MIII = 15,55. 3,85 = 59,86 KN.m MIV = -7,58. 3,85 = -30,03 KN.m NI = NII = 0 ; NIII = NIV = 55,2.3,85 = 212,52 KN QIV = - 3,148. 3,85 = -12,12 KN b. Cột trục B : Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên trái và phía bên phải của cột Lực Dmax gây ra mômen đối với phần cột dưới ở tiết diện sát vai cột : M = Dmax . = 212,94. 0,75 = 159,7 KN.m Trường hợp Dmax đặt ở bên phải Phản lực đầu cột : R = MI = 0 MII = - 20,69. 2,95 = - 61,03 KN.m MIII = - 20,69.2,95 + 159,7 = 98,66 KN.m MIV = - 20,69. 10,3 +159,7 = - 53,4 KN.m NI = NII = 0 ; NIII = NIV = 212,94 KN QIV = - 20,69 KN Trường hợp Dmax đặt ở bên trái thì các giá trị mômen và lực cắt ở trên sẽ có dấu ngược lại Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục a ) Khi Dmax đặt ở cột trục A ; b ) Khi Dmax đặt ở bên trái cột trục B ; c ) Khi Dmax đặt ở bên phải cột trục B 7. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục: Lực Tmax cách đỉnh cột một đoạn y = 2,95 – 1= 1,95 m, có = 1,95 / 2,95 = 0,661 R = Trong đó : α1=(1- α)2.(1+0,5.α); α2=(1-1,5.α) ; K’=Jd/Jt Cột trục A : Jt = 213333 cm4 ;Jd = 720000 cm4 α 1= (1-0,661)2.(1+0,5.0,661) = 0,153 α2 = (1-1,5.0,661) = 0,0085 K’=(7,2x10)/(2,133x10)= 3,375 T=3,8 KN => R= 2,61 KN Lực xô ngang tác dụng lên cột trục A chỉ do cầu trục ở nhịp biên tác dụng lên, Lực này có thể hướng từ phải qua trái hay trái qua phải nên các thành phần nội lực tại các tiết diện cột có thể mang dấu âm hay dương MI = 0 ; My = 2,61.1,95 = 5,09 KN.m MII = MIII = 2,61.2,95 – 3,8.1 = 3,9 KN.m MIV = 2,61. 10,3 – 3,8. 8,35 = -4,85 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 2,61- 3,8= - 1,19 KN Cột trục B : Jt = 720000 cm4 ;Jd = 1706667 cm4 α 1= (1-0,661)2.(1+0,5.0,661) = 0,153 α2 = (1-1,5.0,661) = 0,0085 K’= 2,37 => R= 2,66 KN Lực xô ngang tác dụng lên cột B có thể do cầu trục ở nhịp biên hoặc nhịp giữa, thành phần lực xô ngang lớn nhất ở 2 nhịp như nhau nên chỉ cần tính cho 1 bên : MI = 0 ; My = 2,66. 1,95 = 5,18 KN.m MII = MIII = 2,66. 2,95 – 3,8.1 = 4,05 KN.m MIV = 2,66. 10,3 – 3,8. 8,35 = -4,33 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 2,66 – 3,8 = - 1,14 KN Các thành phần nội lực tại các tiết diện cột cũng có thể mang dấu âm hay dương Sơ đồ tính và nội lực do lực hãm ngang của cầu trục a) khi Tmax đặt ở cột trục A ; b) Khi Tmax đặt ở cột trục B. 8. Nội lực do tải trọng gió : Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn khung có chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Giả thiết xà ngang cứng vô cùng và vì đỉnh cột có cùng mức nên chúng có chuyển vị ngang như nhau. Ở đây dùng phương pháp chuyển vị để tính. Hệ chỉ có một ẩn số Δ là chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản tính khung với tải trọng gió Phương trình chính tắc r .Δ + Rg = 0 . Trong đó Rg - phản lực liên kết trong hệ cơ bản Rg = R1 + R4 + S1 + S2 Khi gió thổi từ trái sang phải thì R1 và R4 xác định theo sơ đồ hình dưới : Sơ đồ xác định phản lực trong hệ cơ bản R1 = R4 = R1. Rg = 13,83 + 6,91 + 16,53 + 20,01 = 57,28 KN Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển dịch một đoạn Δ = 1 đơn vị được tính bằng : r = r1 + r2 + r3 + r4 r1 = r4 = E r2 = r3 = E r = 2( r1 + r2 ) = 2 ( 1,87.10E + 4,54.10E ) = 12,82.10E Δ = - Phản lực tại các đỉnh cột khi khung ngang chịu tác dụng của tải trọng gió : RA = R1 + r1Δ = 13,83 – 1,87.10E.4,47/E = 5,47KN RD = R4 + r4Δ = 6,91 – 1,87.10E.4117/E = - 1,45 KN RB = RC = r2Δ = - 4,45.10E. 4,47/E = - 19,89 KN Nội lực ở các tiết diện của cột Cột A MI = 0 MII = MIII = 0,5. 3,72. 2,952 – 5,46. 2,95 = 0,05KN.m MIV = 0,5. 3,72. 10,32 – 5,47. 10,3 = 140,98 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 3,72. 10,3 – 5,47 = 32,85 KN Cột D MI = 0 MII = MIII = 0,5. 1,86.2,952 + 1,45. 2,95 = 12,37 KN.m MIV = 0,5. 1,86. 10,32 + 1,45. 10,3 = 113,6 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 1,86. 10,3 + 1,45 = 20,6 KN Cột B , C MI = 0 MII = MIII = 19,89. 2,95 = 58,67 KN.m MIV = 19,89. 10,3 = 204,86 KN.m NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV = 19,89 KN Biểu đồ nội lực do gió thổi từ trái sang phải Trường hợp gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực được đổi ngược lại. Biểu đồ nội lực do gió thổi từ phải sang trái V. Tổ hợp nội lực : Nội lực trong các tiết diện cột được sắp xếp và tổ hợp lại trong bảng Trong bảng ngoài giá trị nội lực còn ghi rõ số thứ tự của cột mà nội lực được chọn để đưa vào tổ hợp . Tại các tiết diện I, II , III chỉ đưa vào giá trị tổ hợp M và N, ở tiết diện IV còn đưa thêm lực cắt Q , cần dùng khi tính móng . Trong tổ hợp cơ bản 1 chỉ đưa vào 1 loại hoạt tải ngắn hạn . Trong tổ hợp cơ bản 2 đưa vào ít nhất 2 loại hoạt tải ngắn hạn với hệ số tổ hợp 0,9 .Ngoài ra , theo điều 5.16 của TCVN 2737 – 1995. Khi xét tác dụng của hai cầu trục (trong tổ hợp có cột 7;8 hoặc 9;10) thì nội lực của nó nhân với hệ số 0,95; còn khi xét tác dụng của bốn cầu trục (trong tổ hợp có cả cột 7;8 và 9;10) thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0,8. VI.Tính cốt thép Chọn vật liệu - Cấp độ bền bêtông B15 ( Rb = 8,5 MPa ; Eb = 27. 103 MPa) - Cốt thép dọc dùng thép nhóm C-II ( Rs = Rsc = 280 MPa ; Es = 21. 104 MPa ) Với bêtông B20 , thép nhóm C-II các giá trị ξR = 0,65 ; αR = 0,439. A. Tính tiết diện cột trục A 1. Phần cột trên : Kích thước tiết diện b = 40cm , h = 40cm . Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ là nguy hiểm Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu ở bảng tổ hợp M ( KN.m ) N ( KN ) e1 = M/N ( mm ) ea ( mm ) e0 = e1 +ea Ml ( KN.m ) Nl ( KN ) 1 2 3 II-16 II-17 II-18 -2,65 -44,9 -44,14 574,35 509,95 574,35 5 88 77 13 13 13 18 101 90 -3,45 -3,45 -3,45 509,95 509,95 509,95 Độ lệch tâm tính toán : Vì hai cặp nội lực trái dấu nhau có trị số mômen chênh nhau quá lớn và trị số mômen dương lại rất bé nên ta không cần tính vòng , ở đây dùng cặp 3 để tính thép cả As và As’ sau đó kiểm tra với cặp 1 và 2 Tính với cặp 3 : II-18 Các số liệu ban đầu : M= - 44,14 KN.m ; N=574,35 KN ; Ml= - 3,45 KN.m ; Nl= 509,95 KN Chiều dài tính toán : l0= 2Ht =2.295= 590 cm Tính toán cốt thép dọc : Giả sử : a = a’= 4cm , h0= h-a = 40- 4 = 36 cm λh = >8 => xét ảnh hưởng của uốn dọc Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết μt = 0,8% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,08 . 400. 360. ( 200 – 40 )2 = 2,95 mm7 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 403/ 12 = 2,1.109 mm4 Với cặp 3 có e0 / h = 0,09/0,4 = 0,225 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.590/40 – 0,01.8,5 = 0,267 δe = max (e0/h; δmin)= 0,267 φl = 1 + = 1 + = 1,625 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = =3319,36 kN η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,209.90 = 109 mm Độ lệch tâm phân giới ep= 0,4(1,25h - ξR.h0) = 0,4(1,25.400- 0,65.360) = 106 mm Ta thấy : η.e0 > ep => tính toán theo nén lệch tâm lớn Độ lệch e = ηe0 + 0,5h – a = 0,109 + 0,5. 0,4 – 0,04 = 0,269m Tính A’s với x = ξR.h0 A’s = = Chọn A’s theo cấu tạo 2Ф 16 có A’s = 402 mm2. , thỏa mãn điều kiện nén lệch tâm lớn ξ = 1-= 0,320 Vậy x = 0,320.360 = 115 mm As = = Do As< 0 ta chọn As theo cấu tạo là 2Ф 16 có As = 402 mm2. μ’= μ = > μmin = 0,2% μt =2.0.28 = 0,56% chênh lệch không nhiều so với μt giả thiết do đó không cần kiểm tra lại. Víi cÆp 2,cèt thÐp vïng kÐo (phÝa ph¶i cét): As lµ 2f16 ( As = 402 mm2 ) cèt thÐp vïng nÐn (phÝa tr¸i cét): As’ lµ 2f16 ( As’ = 402 cm2) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là 25mm Khoảng cách a = a’ = 33 mm an toàn Cèt ®ai : - §­êng kÝnh : .Chän f®ai = 6 mm- Kho¶ng c¸ch ®ai : => Chän s = 200 mm Kiểm tra với cặp II- 17 : M= - 44,9 KN.m ; N=509,95 KN ; Ml= - 3,45 KN.m ; Nl= 509,95 KN Chiều dài tính toán : l0= 2Ht =2.295= 590 cm AS : 2Ф16 ( 4,02cm2 ) ; A’S : 2Ф16 ( 4,02cm2 ) Mômen quán tính của tiết diện cốt thép Is = AS(0,5h – a)2+ A’S(0,5h – a’)2 = 2.402(0,5.400- 33)2 = 1,36.107 mm2 Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm : δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.590/40 – 0,01.8,5 = 0,267 e0 / h = 101/400 = 0,2525 δe = max (e0/h; δmin) = 0,267 φl = 1 + = 1 + = 1,672 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = =2644,2 kN η = Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng của uốn dọc : ηe0 = 1,239.101= 125 mm Độ lệch : e = ηe0 + 0,5h – a = 125+0,5.400 - 33 = 292 mm Tính sơ bộ chiều cao vùng nén x = = 150 mm Nhận thấy : 2a’= 66 Cột nén lệch tâm lớn Kiểm tra khả năng chịu lực theo điều kiện Ne ≤ [Ne]gh = Rb.b.x(h0-0,5x) + Rsc.A’s(h0-a’) Ne = 509,95.0.292=148,9 kN.m [Ne]gh=8,5.103.0,4.0,15(0,367 –0,5.0,15)+280.103.4,02.10-4(0,367 – 0.033) = 186,5 kN.m > Ne Vậy cột đảm bảo khả năng chịu lực cặp nội lực II-17 Kiểm tra với cặp II-16 : M= - -2,65 KN.m ; N=574,35 KN ; Ml= - 3,45 KN.m ; Nl= 509,95 KN AS : 2Ф16 ( 4,02cm2 ) ; A’S : 2Ф16 ( 4,02cm2 ) Chiều dài tính toán : l0= 2,5Ht = 2,5.295 =737,5cm Mômen quán tính của tiết diện cốt thép Is = AS(0,5h – a)2+ A’S(0,5h – a’)2 = 2.402(0,5.400- 33)2 = 1,36.107 mm2 Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm : δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.737,5/400 – 0,01.8,5 = 0,396 e0 / h = 18/400 = 0,045 δe = max (e0/h; δmin) = 0,396 φl = 1 + = 1 + = 1,899 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = =1299,7 kN η = Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng của uốn dọc : ηe0 = 1,269.18= 30 mm Độ lệch : e = ηe0 + 0,5h – a = 30+0,5.400 - 33 = 197 mm Tính sơ bộ chiều cao vùng nén x = = 169 mm Nhận thấy : 2a’= 66 Cột nén lệch tâm lớn Kiểm tra khả năng chịu lực theo điều kiện Ne ≤ [Ne]gh = Rb.b.x(h0-0,5x) + Rsc.A’s(h0-a’) Ne = 574,35.0.197=113,15 kN.m [Ne]gh=8,5.103.0,4.0,169(0,367 –0,5.0,169)+280.103.4,02.10-4(0,367 – 0.033) = 200 kN.m > Ne Vậy cột đảm bảo khả năng chịu lực cặp nội lực II-16 d. Kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn Vì tiết diện cột vuông , độ mảnh theo phương ngoài mặt uốn không lớn hơn độ mảnh theo phương trong mặt phẳng uốn và khi tính đã dùng cặp nội lực 3 là cặp có Nmax nên không cần kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn . 2. Phần cột dưới : Kích thước tiết diện b = 40cm, h = 60cm. Để tính cốt thép cho phần cột dưới ta chọn trong bảng tổ hợp ở tiết diện III và IV những cặp nội lực nguy hiểm và xếp vào bảng dưới Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu ở bảng tổ hợp M (kN.m ) N ( kN ) e1 = M/N ( mm ) ea mm e0 = e1+ea ( mm ) Ml ( kN.m ) Nl ( kN ) 1 2 3 IV-13 IV-17 IV-18 165,98 -103,92 129,66 620,18 782,75 847,16 268 133 153 20 20 20 288 153 173 25 25 25 620,18 620,18 620,18 Độ lệch tâm tính toán : e0 = e1 + ea Với ea là độ lệch tâm ngẫu nhiên : ea ≥ (h / 30 ; Hd / 600) Hay ea≥ ( 60 /30 ; 735/ 600) =(2 ;1,225 cm) Nên lấy ea = 2 cm Các cặp nội lực có mômen trái dấu nhau, giá trị mômen lớn và sự chênh lệch về giá trị giữa các cặp nội lực có mô men trái dấu tương đối lớn nên trong tính toán sử dụng phương pháp tính vòng cốt thép. Dùng cặp 1 và 2 để tính vòng , sau đó kiểm tra với các cặp còn lại . Vòng 1 : Tính với cặp IV-17 : Trong vòng đầu tiên để đơn giản, tính toán cốt thép đối xứng As=A’s Chiều dài tính toán : l0= 1,5H = 1,5.735= 11025 mm Giả thiết a = a’ = 5cm , h0 = h – a = 60 – 5 = 55 cm Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết μt= 0.5% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,005 . 400. 550. ( 300 – 50 )2 = 6,875.107 mm4 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 603/ 12 = 7,2.109 mm4 Với cặp 1 có e0 /h = 0,153/ 0,6 = 0,255 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.11025/ 600 – 0,01.8,5 = 0,231 δe = max (e0/h; δmin) = 0,255 φp = 1 S = Do M và Ml trái dấu và độ lệch tâm eo = 255>0,1h = 60 nên φl=1 Lực dọc tới hạn : Ncr= = = 4335,07 kN Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,22.153 = 187 mm Độ lệch : e = ηe0 + 0,5h – a = 187 + 0,5. 600 – 50 = 437 mm Chiều cao vùng nén x = 2a’ = 100 mm < x < ξRh0 = 0,65.550 = 357,5 mm Nên tính As = As’ theo công thức As = As’ = μ = μ’ = μmin = 0,2% chọn As = A’s = μmin .b.h0 = 440 mm2 Tính với cặp IV-13 : Tính As khi biết A’s = 4,4 cm2 Chiều dài tính toán : l0= 1,2Hd = 1,2.1030 = 1236 cm Giả thiết hàm lượng cốt thép tổng μt =1% Is = μt.b.h0(0,5h-a)2 = 0,01.400.550.(300 – 50 )2 = 13,75.107 mm4 , e0/h = 0,288/0,6 = 0,48 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.1236/ 600 – 0,01.8,5 = 0,3944 δe = max (e0/h; δmin) = 0,48 φp = 1 S = Tính φl , trong đó Ml ngược chiều với M nên lấy dấu âm φl = 1+ Lực dọc tới hạn : Ncr= = = 2494,8 kN Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc ηe0 = 1,33.288 = 383 mm Độ lệch : e = ηe0 + 0,5h – a = 383 + 0,5. 600 – 50 = 633 mm Xác định chiều cao vùng nén x thông qua αm : αm = = = 0,321 < αR = 0,439 ξ = 1 - x = ξh0 = 0,403.550 = 222 mm > 2a’ = 100 m Tính As theo công thức As = = = 920,8 mm2 μ = > μmin = 0,2% Vòng 2 Tính với cặp IV_17 : Tính toán cốt thép As khi biết A’s = 9,208 cm2 Tương tự như tính toán với cặp 1 ở vòng 1 l0= 11025 mm ,e0 = 153 mm , S = 0,41 , φl = 1 , I = 7,2.109 mm4 Giả thiết hàm lượng cốt thép μ = 1 % Is = μt.b.h0(0,5h-a)2 = 0,01.400.550.(300 – 40 )2 = 13,75.107 mm4 Lực dọc tới hạn : Ncr= = = 5095,2 Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,18.153 = 180 mm Độ lệch : e = ηe0 + 0,5h – a = 180 + 0,5. 600 – 50 = 430 m Xác định chiều cao vùng nén x thông qua αm : αm = = = 0,202 < αR = 0,439 ξ = 1 - x = ξh0 = 0,228.550 = 125 mm > 2a’ = 100 mm Tính As theo công thức As = = = -356 mm2 Chọn As = μmin.b.ho = 0,002.400.550 = 440 mm2 Tính với cặp IV- 13 : Tính toán cốt thép As khi biết A’s = 4,4 mm2 Tương tự như tính toán với cặp 2 ở vòng 1 η = 1,314 , e = 288 mm e = ηe0 + 0,5h – a = 378 + 0,5. 600 – 50 = 628 Xác định chiều cao vùng nén x thông qua αm : αm = = = 0,318 < αR = 0,429 ξ = 1 - x = ξh0 = 0,398.550 = 220 mm > 2a’ = 100 mm Tính As theo công thức As = = = 896,5 mm2 μ = > μmin = 0,2% vòng 3 tính với cặp IV-17 : Tính toán cốt thép As khi biết A’s = 896,5 mm2 αm = = = 0,205 ξ = 1 - x = ξh0 = 0,232.550 = 128 mm > 2a’ = 100 mm As = = = -801,25 mm2 Lấy As = μmin .b.h0 = 440 mm2 Do vậy As lấy theo cấu tạo để tính tiếp: As = μminbh0= 0,002.40.55 = 4,40 cm2 Quá trình tính toán sẽ tương tự như vòng 2 nên chọn theo cặp IV-17: As = 9,208 cm2 ; A’s = 4,40 cm2 - Cốt thép vùng kéo 3Ф20 (bên trái)có As = 9,42 cm2 - Cốt thép vùng nén 2Ф18 (bên phải)có A’s = 5,09 cm2 - Lớp bảo vệ thép dọc chịu lực c1 = 30 mm, thỏa mãn yêu cầu cấu tạo - Khoảng cách thực tế: a = 40 mm thiên về an toàn - Khoảng cách thông thủy giữa các thanh cốt dọc trong vùng chịu kéo là t = 14 cm, thỏa mãn các yêu cầu cấu tạo - Do cạnh tiết diện h = 600 mm > 500 mm nên tại vị trí chính giữa cạnh h bố trí thép dọc cấu tạo 2Ф14 -Kiểm tra với cặp IV-18 Các số liệu ban đầu : M = 129,66 kNm; N = 847,16 kN; Ml = 25 kN.m; Nl = 620,19 T; e0 = 173 mm Cùng chiều mômen với cặp 1 nên As = 9,42 cm2 ; As’ = 5,09 cm2 Chiều dài tính toán : l0 = 1,5Hd = 1,5.7350 = 11025 cm a = 4 cm ; a’ = 3,9 cm Kiểm tra khả năng chịu lực : Is = AS(0,5h – a)2 + A’S(0,5h – a’)2 = 942(300 – 40)2 + 509(300 – 39)2 = 9,83. 107 mm4 Với cặp 3 có e0 /h = 173/ 600 = 0,288 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.11025/ 600 – 0,01.8,5 = 0,231 δe = max (e0/h; δmin) = 0,288 φp = 1 φl = 1 + = S = Lực dọc tới hạn : Ncr = = = 3269,5 kN Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,35.173 = 234 mm Độ lệch : e = ηe0 + 0,5h – a = 234 + 0,5. 600 – 40 = 494 mm Sơ bộ chiều cao vùng nén : x = = = 285 mm Ta thấy : 2a’ = 78 mm < x < ξR.h0 = 364 nén lệch tâm lớn Kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức : N.e ≤ [Ne]gh = Rb.b.x.(h0 – 0,5x ) + Rsc.As’.(h0 – a’) Ne = 847,16.0,494 = 418,5 kN [Ne]gh=8,5.400.285(560–0,5.285)+280.509.(560-39) = 478,8 kN > Ne Vậy cột đảm bảo khả năng chịu cặp nội lực IV- 18 BỐ TRÍ CỐT DỌC CHO CỘT A 3. Tính toán cột A theo các điều kiện khác : a. Kiểm tra khả năng chịu cắt Ở phần cột dưới , lực cắt lớn nhất xác định từ bảng tổ hợp : Qmax = 43,25 kN = 620,18 kN ë phÇn cét d­íi, lùc c¾t lín nhÊt x¸c ®Þnh tõ b¶ng tæ hîp Qmax = 43,3 kN øng víi gi¸ trÞ lùc däc t­¬ng øng N= 356,72kN Qbmin = jb3 .(1 + jn). Rbt . b . h0 Trong ®ã, jb3 = 0,6 ®èi víi bª t«ng nÆng jn : hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña lùc däc (tho¶ m·n) ® Qbmin = 0,6 .(1+0,369). 0,75 . 400 . 560 = 138.103 N > Qmax VËy bª t«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t. Cèt ®ai ®Æt theo cÊu t¹o: - §­êng kÝnh : => Chän f®ai = 6 mm - Kho¶ng c¸ch ®ai : => Chän s = 200 mm b. Tính toán vai cột : Kích thước và sơ đồ tính cốt thép trong vai thể hiện trên hình vẽ Sơ đồ tính vai cột biên Giả thiết: a = 4cm => h0 = h - a = 100 - 4 = 96cm Vậy lv = 40cm vai cột thuộc kiểu côngxon ngắn Lực tác dụng lên vai Qv = Dmax + Gd = 212,94 + 55,3= 268,14 kN Kiểm tra kích thước vai cột theo 2 điều kiện : Qv ≤ 2,5.Rbt.b.h0 = 2,5.0,75.103.0,4.0,96 = 720 kN ( thỏa mãn ) Khoảng cách : av = λ - hd = 75 – 60 = 15 cm h = 1000>3,5a=525 (mm) vậy chỉ cần bố trí cốt đai ngang tại vai, không cần bố trí cốt xiên, chọn cốt đai vai có đường kính bằng đường kính trong của cột f8, chọn bước đai tại vai cột a= 150 mm thỏa mãn a= 150 KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o ®é bÒn trªn d¶I nghiªng chÞu nÐn gi÷a vung ®Æt t¶I träng t¸c dông vµ gèi: TÝnh gãc nghiªng : BÒ réng vïng ®Æt t¶i träng vai cét lÊy b»ng bÒ réng cña s­ên dÇm cÇu trôc: ChiÒu réng cña d¶i nghiªng chÞu nÐn : TÝnh to¸n hÖ sè : Cèt ®ai trong vai cét f8s150, diÖn tÝch tiÕt diÖn cña c¸c nh¸nh cèt ®ai n»m trong mÆt ph¼ng ngang c¾t qua dØa nghiªng chÞu nÐn: VËy => Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ kiểm tra các điều kiện đảm bảo độ bền trên dải ngiêng chịu nén giữa vùng đặt tải tác dụng và gối +Tính cốt dọc : Mômen uốn tại tiết diện mép cột M1 = Qv.av = 268,14. 0,15 = 40,22 kNm Tính cốt thép với mômen tăng 25% : M = 1,25.M1 = 1,25. 40,22 = 50,27 kNm. αm = = = 0,016 < αR nên ξ = 0,016 As = =186,5 mm2 Hàm lượng thép Đặt As theo cấu tạo As = .b.ho = 0,05%.400.960=192 mm2 Chọn 2Ф12 , As = 2,26 cm2 d.Kiểm tra cột khi chuyên chở , cẩu lắp : Lúc này cột bị uốn , tải trọng tính toán lấy bằng tải trọng bản thân với hệ số động lực :n = 1,5 Đoạn cột trên : g1 = 1,5. 0,4. 0,4. 25 = 6 KN/m Đoạn cột dưới : g2 = 1,5. 0,4. 0,6. 25 = 9 KN/m + Khi vận chuyển . Cột nằm ngang kê tự do lên 2 gối tựa hoặc được treo lên bằng 2 móc.Vị trí Đặt các gối của cột lựa chọn trên cơ sở momen uốn của cột ở 2 gối và ở nhịp xấp xỉ nhau.Gọi l1, l2, l3, là khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ 1, khoảng cách giữa 2 gối kê và khoảng cách gối thứ 2 đến chân cột. Để xác định các đoạn l thì có thể tính toán gần đúng bằng cách cho momen âm ở 2 gối và momen dương ở vị trí chính giữa đoạn l2 bằng nhau,coi như g1 phân bố đều trên l1, g2 phân bố đều trên đoạn l2+l3.Khi đó : M1= g1l12/2= M3 = g2l32/2 = Mnh = 0,5M0 = 0,5[g2l22/8] l1= , l2 = 2l3 Hc = l1 + l2 + l3 = + 2l3 + l3 = (+2+1)l3 Trong đó : Hc = 11,1 m l3 =11,1/(+ 2+1) = 2,196 m ; l1 = 2,69 m ; l2 = 6,22 m Vậy chọn : l1 = 2,7 m ; l2 = 6,2 m ; l3 = 2,2 m M1= 0,5.6.2,72 = 21,7 kN.m ; M3 = 0,5.9.2,22 = 21,8 kN.m Để tìm chính xác momen dương lớn nhất xác định : RB = [-0,5.6.2,72 +0,5.9.(11,1-2,7)2- 0,5.(9-6).(2,95-2,7)2] /6,2= 47,67 kN Khoảng cách x từ gối thứ 2 đến vị trí có momen dương lớn nhất: x = 47,67/9-2,2 = 3,1 m M2 = 47,67.3,1 – 0,5.9.(3,1+2,2)2 = 21,37 kN.m Tại gối kê 1 : bxh = 400x400 mm Diện tích cốt thép vùng kéo :1Ф16+1Ф16 có As = A’s = 4,02cm2 Khoảng cách a = a’= 38 mm; h0 = 362 mm Khả năng chịu lực của tiết diện : Mtd1= Rs.As.(h0 – a’) = 280. 402.(362 – 38) = 47,7. 106 N.mm Tại gối kê 2 : bxh= 600x400 mm Diện tích cốt thép vùng kéo :1Ф20+1Ф18 có As = A’s = 5,687 cm2 Khoảng cách a = a’= 38,5 mm; h0 = 361,5 mm Khả năng chịu lực của tiết diện : Mtd3= Rs.As.(h0 – a’) = 280.568,7.(361,5 – 38,5) = 51,43. 106 N.mm Vậy : Mtd1 > M1 ; Mtd3 >M3 > M2 => cột đảm bảo khả năng chịu lực khi vận chuyển + Khi cẩu lắp : Cột lật theo phương nghiêng rồi mới cẩu.Điểm đặt móc cẩu nằm tại vai cột 200 mm, chân cột tì lên mặt đất. Momen âm của phần cột trên tại vị trí tiếp giáp với vai cột : M1 = 0,5.6.2,952 = 26,1 kNm Để xác định thành phần momen dương lớn nhất, tính toán : RB= [-0,5.6.2,952-0,5.(9-6).0,22+0,5.9.7,952]/7,95 = 32,48 kN Khoảng cách từ gối B đến tiết diện có momen dương lớn nhất : x = RB/g2= 32,48/9 = 3,61m M2 = 32,48.3,61- 0,5.9.3,612 = 58,6 kNm Tiết diện trên nằm sát vai cột : bxh=400x400 mm Cốt thép vùng nén 2Ф16 có A’s = 4,02 cm2 Cốt thép vùng kéo 2Ф16 có As = 4,02cm2 Khoảng cách : a = 3,8 cm ;h0= 36,2 cm M = 26,1 kN.m Tính với tiết diện đặt cốt đơn Tra bảng am = 0,086 Khản năng chịu lực của tiết diện Mtd1 = am.Rb.b.h02 = 0,068.8,5.400.3622 = 38,4.106 N.mm M = 26,1.106 N.mm < Mtd1 Tiết diện đủ khả năng chịu lực. Tiết diện cột dưới : bxh=400x600mm Cốt thép vùng nén : 2Ф18 có A’s = 5,09 cm2 Cốt thép vùng kéo : 3Ф20 có As = 9,42 cm2 Khoảng cách : a = 4 cm ,a’= 3,9cm , h0 = 56 cm Xác định chiều cao vùng nén : x = = = 36 mm Ta thấy : 2a’ = 68 mm >x Trường hợp đặc biệt. N.e’ ≤ [Ne]gh = Rs.As.Za Kết luận : Cột đảm bảo điều kiện chịu lực khi cẩu lắp. Tính toán ép cục bộ và các chi tiết liên kết. §Ønh cét chÞu lùc nÐn do m¸i truyÒn xuèng N = Gm1 + Pm = 496,97 + 71,67 = 568,64 kN KÝch th­íc b¶n m· cña dµn m¸i kª lªn ®Ønh cét:bxl= 240x260mm DiÖn tÝch trùc tiÕp chÞu nÐn côc bé: Aloc1 = 240 . 260 = 62400 mm2, DiÖn tÝch tÝnh to¸n cña tiÕt diÖn khi nÐn côc bé lµ :Aloc2=300.400=12.104 mm2 - HÖ sè t¨ng c­êng ®é ®­îc x¸c ®Þnh: KiÓm tra ®iÒu kiÖn bª t«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu nÐn côc bé : N ≤ víi (a=1 víi BT cét cã cÊp ®ä bÒn thÊp h¬n B25) ® CÇn gia cè ®Çu cét b»ng l­íi thÐp. Chọn lưới thép gia cố: Lưới ô vuông f6a50x50 (mm), thép trong nhóm A-I. Lưới thép được bố trí trên toàn diện tích mặt cắt ngang cột, trong một đoạn dài 15fmax = 15x28 = 420 mm, như vậy chọn 5 lưới với khoảng cách các lưới theo phương trục cột s = 100mm. Xác định khả năng chịu nén cục bộ của đỉnh cột sao khi gia cố lưới thép ngang: Số thanh thép trong một lưới n B.TÍNH TOÁN CỘT TRỤC B 1.Tính toán tiết diện phần cột trên Kích thước tiết diện : bxh = 40x60 cm Các cặp nội lực nguy hiểm lấy trong bảng Ký hiệu cặp nội lực Ký hiệu ở bảng tổ hợp M (KN.m) N ( KN ) e1 = M/N ( m ) e0 = e1+ea ( m ) Ml (KN.m ) Nl ( KN ) 1 2 3 II-16 II-17 II-18 108,9 -103,62 106,73 1129,3 1129,3 1193,8 0,0964 0,0918 0,0894 0,1164 0,1118 0,1094 4,14 4,14 4,14 1064,8 1064,8 1064,8 a.Tính toán cốt thép với cặp nội lực 3 (II-18) Chiều dài tính toán : l0 = 2Ht = 2.295= 590 cm Giả sử : a = a’= 4cm, h0= h-a = 60- 4 = 56 cm Tạm giả thiết : μt = 0,8% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,008 . 40. 56. ( 30 – 4 )2 = 12114 cm4 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 603/ 12 = 720000 cm4 Với cặp 3 có e0 / h = 0,1094/0,6 = 0,182 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.590/60 – 0,01.8,5 = 0,317 δe = max (e0/h; δmin)= 0,317 φl = 1 + = 1 + = 1,674 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = =11299 kN η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,12.0,1094 = 0,13 m Độ lệch e = ηe0 + 0,5h – a = 0,13 + 0,5. 0,6 – 0,04 = 0,39 m Chiều cao vùng nén x = 2a’ = 0,08 m < x < ξRh0 = 0,65.0,56 = 0,364m Nên tính As = As’ theo công thức lệch tâm lớn : As = As’ = μ = μ’ = < μmin = 0,2% Vậy chọn theo cấu tạo : As = A’s = μmin.b.h0 = 0,002.40.56 = 4,48 cm2 b.Tính toán cốt thép với cặp nội lực 1 (II-16) Tạm giả thiết : μt = 0,8% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,008 . 40. 56. ( 30 – 4 )2 = 12114 cm4 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 603/ 12 = 720000 cm4 Với cặp 3 có e0 / h = 0,116/0,6 = 0,193 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.590/60 – 0,01.8,5 = 0,317 δe = max (e0/h; δmin)= 0,317 φl = 1 + = 1 + = 1,698 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = = 13542,2 kN η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,091.0,116 = 0,126 m Độ lệch e = ηe0 + 0,5h – a = 0,126 + 0,5. 0,6 – 0,04 = 0,386 m Chiều cao vùng nén x = 2a’ = 0,08 m < x < ξRh0 = 0,65.0,56 = 0,364m Nên tính As = As’ theo công thức lệch tâm lớn : As = As’ = As = As’ <0 nên: Vậy chọn theo cấu tạo : As = A’s = μmin.b.h0 = 0,002.40.56 = 4,48 cm2 Do cặp nội lực 2 ( II-17) xấp xỉ cặp 1 (II-16) nên không cần tính toán cho cặp nội lực này. c.Chọn và bố trí cốt thép Do đều lấy theo cấu tạo As = A’s = 4,48 cm2 nên chọn cốt thép 1 phía : 2Ф18 có As = A’s = 5,09 cm2 Lớp bảo vệ cốt thép : c = 2,5 cm Khoảng cách : a= a’= 3,4 cm thiên về an toàn Do h= 600 mm >500 nên vị trí chính giữa cạnh h bố trí thép dọc cấu tạo 2Ф14 2. Tính toán cốt thép cột dưới Kích thước tiết diện : bxh = 40x80 cm Các cặp nội lực nguy hiểm lấy trong bảng với ea = 0.027 m Ký hiệu ở bảng tổ hợp M (KN.m) N ( KN ) e1 = M/N ( m ) e0 = e1+ea ( m ) Ml (KN.m ) Nl ( KN ) IV-14 IV-17 IV-18 -209,16 -239,22 -195,57 1251,8 1479,2 1649,1 0,1671 0,1617 0,1186 0,1698 0,1644 0,1213 -4.75 -4,75 -4,75 1251,8 1251,8 1251,8 Tính toán cốt thép với cặp nội lực IV-14 Chiều dài tính toán : l0 = 1,2H = 1332 cm Giả sử : a = a’= 4cm , h0= h - a = 80- 4 = 76 cm Tạm giả thiết : μt = 0,5% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,005 . 40. 76. ( 40 – 4 )2 = 19699 cm4 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 803/ 12 = 1706666,67 cm4 Với cặp 3 có e0 / h = 0,1698/0,8 = 0,213 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.1332/80 – 0,01.8,5 = 0,249 δe = max (e0/h; δmin)= 0,249 φl = 1 + = 1 + = 1,69 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = = 49774,22 kN η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,336.0,1689 = 0,227 m Độ lệch e = ηe0 + 0,5h – a = 0,227 + 0,5. 0,8 – 0,04 = 0,587 m Chiều cao vùng nén x = 2a’ = 0,08 m < x < ξRh0 = 0,65.0,76 = 0,494m Nên tính As = As’ theo công thức lệch tâm lớn : As = As’ = μ = μ’ = < μmin = 0,2% Vậy chọn theo cấu tạo : As = A’s = μmin.b.h0 = 0,002.40.56 = 4,48 cm2 b.Tính toán cốt thép với cặp IV-17 Chiều dài tính toán : l0 = 1,5Hd = 1102,5 cm Giả sử : a = a’= 4cm , h0= h - a = 80- 4 = 76 cm Tạm giả thiết : μt = 0,5% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,005 . 40. 76. ( 40 – 4 )2 = 19699,2 cm4 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 803/ 12 = 1706666,67 cm4 Với cặp 3 có e0 / h = 0,1644/0,8 = 0,205 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.1102,5/80 – 0,01.8,5 = 0,277 δe = max (e0/h; δmin)= 0,277 φl = 1 + = 1 + = 1,59 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = = 7268,58 kN η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,255.0,1644 = 0,206 m Độ lệch e = ηe0 + 0,5h – a = 0,206 + 0,5. 0,8 – 0,04 = 0,566 m Chiều cao vùng nén x = 2a’ = 0,08 m < x < ξRh0 = 0,65.0,76 = 0,494m Nên tính As = As’ theo công thức lệch tâm lớn : As = As’ = μ = μ’ = <μmin = 0,2% Vậy chọn theo cấu tạo : As = A’s = μmin.b.h0 = 0,002.40.56 = 4,48 cm2 c.Tính toán cốt thép với cặp IV-18 Chiều dài tính toán : l0 = 1,5Hd = 1102,5 cm Giả sử : a = a’= 4cm , h0= h - a = 80- 4 = 76 cm Tạm giả thiết : μt = 0,5% Mômen quán tính của tiết diện cốt thép, Is : Is = μt. b. h0. ( 0,5h – a )2 = 0,005 . 40. 76. ( 40 – 4 )2 = 19699,2 cm4 Mômen quán tính của tiết diện, I : I = b. h3 / 12 = 40. 803/ 12 = 1706666,67 cm4 Với cặp 3 có e0 / h = 0,1213/0,8 = 0,151 δmin = 0,5 – 0,01.l0 / h – 0,01Rb = 0,5 – 0,01.1102,5/80 – 0,01.8,5 = 0,277 δe = max (e0/h; δmin)= 0,277 φl = 1 + = 1 + = 1,577 φp = 1 Hệ số xét đến độ lệch tâm S = Ncr= = = 7310,85 kN η = Độ lệch tâm có kể tới ảnh hưởng của uốn dọc η.e0 = 1,29.0,121 = 0,156 m Độ lệch e = ηe0 + 0,5h – a = 0,156 + 0,5. 0,8 – 0,04 = 0,516 m Chiều cao vùng nén x = 2a’ = 0,08 m < x < ξRh0 = 0,65.0,76 = 0,494m Nên tính As = As’ theo công thức lệch tâm lớn : As = As’ = μ = μ’ = <μmin = 0,2% Vậy chọn theo cấu tạo : As = A’s = μmin.b.h0 = 0,002.40.56 = 4,48 cm2 d. Chọn và bố trí cốt thép Cốt thép được chọn theo tính toán từ cặp nội lực IV-17 : As = A’s = 4,48 cm2 Chọn thép 1 phía : 2 Ф18 có As = A’s = 9,42 cm2 Lớp bảo vệ cốt thép :c = 2,5 cm Khoảng cách : a = a’ = 3,5 thiên về an toàn Khoảng cách thông thủy đều thỏa mãn Do cạnh tiết diện h= 800mm >500 => chính giữa cạnh h bố trí cốt thép dọc cấu tạo 2Ф14 BỐ TRÍ CỐT THÉP DỌC CỘT GIỮA 3. Tính toán cột B theo các điều kiện khác : a. Kiểm tra khả năng chịu cắt Ở phần cột dưới , lực cắt lớn nhất xác định từ bảng tổ hợp : Qmax = 6,038 T = 60,38 kN Ta có : 0,75Rbt. b. h0 = 0,75. 0,9.103. 0,4. 0,765 = 206,55 kN Qmax Bêtông đủ khả năng chịu cắt Cốt đai đặt theo cấu tạo - Đường kính Ф8s250 chung cho cả cột trên và cột dưới,cốt đai chọn thỏa mãn điều kiện : Ф ≥ 0,25Ф max= 0,25.20 = 5 mm, a ≤ 15Фmin= 15.18 = 270 mm b. Kiểm tra về nén cục bộ : -Tại đỉnh cột Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền xuống : N1 = Gm1 + Pm = 49,7 + 7,17 = 56,87 T = 568,7 kN N2 = Gm2 + Pm = 54,8 + 7,17 = 65,57 T = 655,7 kN => N = N1 + N2 = 1224,4 kN Bề rộng dàn mái kê lên cột 24cm, bề dài tính toán của đoạn kê 26cm. Diện tích chịu nén cục bộ Acb = 2.0,24. 0,26 = 0,1248 m2 , Diện tích tính toán chịu nén cục bộ At = 0,4. 0,6 = 0,24 m2 Hệ số : φb = , với ψ = 0,75 Ta có : ψ.φb.Rb.Acb = 0,75.1,24.11,5.103.0,1248 = 1334,7 kN > N, thoả mãn điều kiện chịu nén cục bộ -Bố trí lưới thép gia cố theo cấu tạo Ф6a50x50mm thép nhóm A-I trong 1 đoạn là 15Фmax= 15.18 = 270mm Vậy chọn 4 lưới với bước lưới s = 90 mm, c. Tính toán vai cột : Kích thước và sơ đồ tính cốt thép trong vai thể hiện trên hình vẽ Sơ đồ tính vai cột biên Giả thiết: a = 4cm => h0 = h - a = 120 - 4 = 116cm Vậy lv = 60cm vai cột thuộc kiểu côngxon ngắn Lực tác dụng lên vai Qv = Dmax + Gd = 32,2 + 4,4 = 36,6 T = 366 kN Kiểm tra kích thước vai cột theo 2 điều kiện : Qv ≤ 2,5.Rbt.b.h0 = 2,5.0,9.103.0,4.1,16 = 1044 kN ( thỏa mãn ) Qv ≤ (1,2hvRb + bh0)/av Khoảng cách : av = λ – 0,5hd = 75 – 0,5.80 = 35 cm Qv ≤ (1,2.0,6.11,5.103 + 0,4.1,16)/0,35= 23658,5 kN ( thoả mãn) +Tính cốt dọc : Mômen uốn tại tiết diện mép cột M1 = Qv.av = 366. 0,35 = 128,1 kNm Tính cốt thép với mômen tăng 25% : M = 1,25.M1 = 1,25. 128,1 = 160,125 kNm. αm = = = 0,026 < αR Tra bảng có ζ = 0,987 As = Chọn 2Ф18 , As = 5,09 cm2 +Tính cốt đai và cốt xiên : Vì Qv = 366 KN > 0,75Rbt.b.h0 = 0,75.0,9.103.0,4.1,16 = 313,2 kN Và h = 120 cm > 2,5av= 2,5.35 = 87,5cm => trong vai cột dùng đai ngang và cốt xiên Cốt đai chọn Ф8a150, thoả mãn a ≤(h / 4 = 300 ;150mm) Diện tích cốt xiên không bé hơn 0,002 b.h0 = 0,002.40.116 = 9,28 cm2 , chọn 4Ф18 đặt thành hai lớp,nghiêng một góc 450, cách nhau 15 cm Đường kính cốt xiên thoả mãn bé hơn 25mm và lx/15 = 80,3 mm. d.Kiểm tra cột khi chuyên chở , cẩu lắp : Lúc này cột bị uốn , tải trọng tính toán lấy bằng tải trọng bản thân với hệ số động lực :n = 1,5 Đoạn cột trên : g1 = 1,5. 0,4. 0,6. 25 = 9 KN/m Đoạn cột dưới : g2 = 1,5. 0,4. 0,8. 25 = 12 KN/m + Khi vận chuyển . Cột nằm ngang kê tự do lên 2 gối tựa hoặc được treo lên bằng 2 móc.Vị trí Đặt các gối của cột lựa chọn trên cơ sở momen uốn của cột ở 2 gối và ở nhịp xấp xỉ nhau.Gọi l1, l2, l3, là khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ 1, khoảng cách giữa 2 gối kê và khoảng cách gối thứ 2 đến chân cột. Để xác định các đoạn l thì có thể tính toán gần đúng bằng cách cho momen âm ở 2 gối và momen dương ở vị trí chính giữa đoạn l2 bằng nhau,coi như g1 phân bố đều trên l1, g2 phân bố đều trên đoạn l2+l3.Khi đó : M1= g1l12/2= M3 = g2l32/2 = Mnh = 0,5M0 = 0,5[g2l22/8] l1= , l2 = 2l3 Hc = l1 + l2 + l3 = + 2l3 + l3 = (+2+1)l3 Trong đó : Hc = 3,15 + 7,35 + 0,8 = 11,3 m l3 =11,3/(+ 2+1) = 2,27 m ; l1 = 2,62 m ; l2 = 6,41 m Vậy chọn : l1 = 2,60 m ; l2 = 6,4 m ; l3 = 2,3 m M1= 0,5.9.2,62 = 30,42 kN.m ; M3 = 0,5.12.2,32 = 31,74 kN.m Để tìm chính xác momen dương lớn nhất xác định : RB = [- 0,5.9.2,62+0,5.12.(11,3-2,6)2- 0,5.(12-9).(3,15-2,6)2]/6,4 = 66,14 kN Khoảng cách x từ gối thứ 2 đến vị trí có momen dương lớn nhất: x = 66,14/12 – 2,3 = 3,212 m M2 = 66,14.3,212 – 0,5.12.(3,212+2,3)2 = 30,15 kN.m Tại gối kê 1 : bxh = 600x400 mm Diện tích cốt thép vùng kéo :1Ф18+1Ф18 có As = A’s = 5,09 cm2 Khoảng cách a = a’= 34 mm; h0 = 366 mm Khả năng chịu lực của tiết diện : Mtd1= Rs.As.(h0 – a’) = 280.103.5,09.10-4.(0,366 – 0,034) = 47,32 kNm Tại gối kê 2 : bxh= 800x400 mm Diện tích cốt thép vùng kéo :1Ф20+1Ф20 có As = A’s = 6,26 cm2 Khoảng cách a = a’= 35 mm; h0 = 365 mm Khả năng chịu lực của tiết diện : Mtd3= Rs.As.(h0 – a’) = 280.103.6,26.10-4.(0,365 – 0,035) = 57,84 kNm Vậy : Mtd1 > M1 ; Mtd3 >M3 > M2 => cột đảm bảo khả năng chịu lực khi vận chuyển + Khi cẩu lắp : Cột lật theo phương nghiêng rồi mới cẩu.Điểm đặt móc cẩu nằm tại vai cột 200 mm, chân cột tì lên mặt đất. Momen âm của phần cột trên tại vị trí tiếp giáp với vai cột : M1 = 0,5.9.3,152 = 44,65 kNm Để xác định thành phần momen dương lớn nhất, tính toán : RB= [-0,5.9.3,152-0,5.(12-9).0,22+0,5.12.7,952]/7,95 = 42,076 kN Khoảng cách từ gối B đến tiết diện có momen dương lớn nhất : x = RB/g2= 42,076/12 = 3,51 m M2 = 42,076.3,51- 0,5.12.3,512 = 73,77 kNm Tiết diện trên nằm sát vai cột : bxh=400x600 mm Cốt thép vùng nén 2Ф18 có A’s = 5,09 cm2 Cốt thép vùng kéo 2Ф18 có As = 5,09 cm2 Khoảng cách : a = a’ = 3,4 cm; h0= 56,6 cm Xác định chiều cao vùng nén : x= h/2 = 300 mm Ta thấy : 2a’ = 68 mm <x < ξR.h0 = 353 mm Mtd1 = RsAs(h0 - a’) = 280.103.5,09.10-4(0,566-0,034) = 75,82 kNm Mtd1 > M1 => tiết diện đảm bảo khả năng chịu lực Tiết diện cột dưới : bxh=400x800mm Cốt thép vùng nén : 3Ф20 có A’s = 9,42 cm2 Cốt thép vùng kéo : 3Ф20 có As = 9,42 cm2 Khoảng cách : a = a’= 3,5cm , h0 = 76,5 cm Xác định chiều cao vùng nén : x= h/2 = 400 mm Ta thấy : 2a’ = 70 mm <x < ξR.h0 = 477 mm Mtd2 = RsAs(h0 - a’) = 280.103.9,42.10-4(0,765-0,035) = 192,54 kNm Mtd2 > M2 => tiết diện đảm bảo khả năng chịu lực Kết luận : Cột đảm bảo điều kiện chịu lực khi cẩu lắp.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồ án bê tông cốt thép ii thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng.doc