Thuyết minh bản vẽ autocad đồ án bê tông cốt thép 2

Thuyết minh bản vẽ autocad đồ án bê tông cốt thép 2 Tính toán khung ngang nhà công nghiệp một tầng lắp ghép Số liệu cho trước (Số liệu 47 ): Nhà công nghiệp một tầng ba nhịp lắp ghép, có Nhịp 1 L1 = 24 m Nhịp 2 L2 = 21 m Chế độ làm việc trung bình, Cả 2 nhịp có cùng cao trình ray R= 7,5 m, ở mỗi nhịp có cầu trục chạy điện, sức trục Q1=205T , Q2=205T Bước cột a = 6m Chiều dài khối nhiệt độ là 60 m, Tường bao che tự chịu lực. Mái lợp bằng panel (bề rộng tấm mái 1.5m) lợp trên . độ dốc mái i=110 . Liên kết giữa kết cấu đở mái và đầu cột là liên kết khớp. Khu vực xây dựng công trình thuộc địa hình B, gió vùng III. Vật liệu: Bê tông mác 250, thép nhóm CI ; CII.

TÍNH TỐN ĐỒ ÁN BÊ TƠNG 2: BAO GỒM THUYẾT MINH + BẢN

VẼ AUTOCAD IV/ TỔ HỢP NỘI LỰC:

V/ CHỌN VẬT LIỆU:

- Mác bêtông 250 có :

VI/ TÍNH TIẾT DIỆN CỘT TRỤC A:

1 Phần cột trên:

- Chiều dài tính toán: l0=2,5.H t =2,5×370=925 cm

- Kích thước tiết diện bxh = 40 x 40 cm

- Giả thiết chọn a=a '=4 cm, h o=40−4=36cm

- Độ mảnh:λ b=l0

h=92540 =23 ,13>4 cần xét đến uốn dọc.Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ lànguy hiểm nhất ghi ở bảng sau:

N dh (T)

1

2

3

II-13II-17II-18

1,28-10,798-10,66

58,8458,8465,158

0,02180,18820,1775

0,03680,20160,1786

0,1550,1550,155

58,8458,8458,84

- Độ lệch tâm tính toán :

e o =M / N +e o '

- Với e o ' là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 1,5 cm

thỏa mãn điều kiện

e o '≥( h /30, H t/600 và 1 cm ) = ( 1,333 cm; 0,617 cm; 1cm )

* Vì hai cặp nội lực trái dấu nhau có trị số mô menchênh lệch nhau quá lớn và trị số mô men dương lại

rất bé nên ta không cần tính vòng, ở đây dùng cặp 3để tính thép cả Fa và Fa’ sau đó kiểm tra với cặp 1 và2

- Với cặp 3 có e0/h=17,86/40=0 ,447

- Tính K dh trong đó M dh ngược chiều với M nên lấy dấu

- Tính cốt thép không đối xứng:

η.e0=1,517×17 ,86=27,09.cm>e ogh =11,65.cm

=> Tính theo trường hợp lệch tâm lớn:

1%<μ t<2% => Hợp lý, So với giá trị

giả thiết μ=1,6% là xấp xỉ nhau, có

thể không cần tính lại, chọn cốt

- Vì cặp 1 có mô men trái dấu với

cặp 3 là cặp tính thép nên với cặp 1

- Xác định x theo công thức:

c) Kiểm tra với cặp 2:

Nên kiểm tra khả năng chịu lực theo điều kiện:

N e≤R n b.x(h0−0,5 x)+R ' a .F a ' (h0−a' )

Vế trái: N e=58840×45,65=2686046.KGcm

Vế phải: R n b x( h0−0,5 x)+R a ' F ' a (h0−a' )

=110×40×20,2.(36−0,5×20,2)+2600×6,03.(36−4)=2803688.KGcm

- So sánh vế trái và vế phải thấy rằng bố trí cốtthép như trên là đảm bảo khả năng chịu lực của cặpnội lực 2.

d) Kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn:

- Vì tiết diện vuông, độ mãnh theo phương ngoài mặtphẳng uốn không lớn hơn độ mãnh theo phương trongmặt phẳng uốn và khi tính toán đã dùng cặp nội lực

3 có Nmax nên không cần kiểm tra cột theo phương ngoàimặt phẳng uốn

- Kiểm tra về bố trí cốt thép:

+ Chọn lớp bảo vệ dày 2,5cm => a=2,5+0,5×2,5=3 ,75.cm

⇒h0=40−3,75=36,25.cm lớn hơn h 0 dùng để tính toán

h0=36.cm

=> Như vậy thiên về an toàn

- Khoảng cách cốt thép ở phía đặt 2Þ25+2Þ22 là: t=40−2,5×2−2,5×2−2,2×23 =8,5.cm

=> Thỏa mãn các quy định về cấu tạo

2 Phần cột dưới:

- Chiều dài tính toán: l0=1,5.H d =1,5×700=1050.cm

- Kích thước tiết diện b=40.cm ; h=60 cm

- Giả thiết chọn a=a '=4 cm, h o=60−4=56cm

- Độ mảnh:λ b=

l0

h=105060 =17 ,5>4 cần xét đến uốn dọc

- Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra hai cặp nghi ngờ lànguy hiểm nhất ghi ở bảng sau:

N dh (T)

1

2

3

IV-13IV-17VI-18

26,408-19,70222,987

64,42100,52106,838

0,40990,1960,2152

0,43990,2260,2452

2,6752,6752,675

64,4264,4264,42

- Độ lệch tâm tính toán :

e o =M / N +e o '

- Với e o ' là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 3cm

thỏa mãn điều kiện

- Với cặp 2 có e0/h=24 ,52/60=0,409

- Tính K dh trong đó M dh ngược chiều với M nên lấy dấu

* Tính với cặp 2:

M= -19,702Tm ; N= 100,52 T ; M dh =2,675 Tm ;

N dh = 64,42 T

Dựa vào kết quả tính ở trên có μ t =2.μ=0,0096

- Tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép:

J a =μ t .b.h0.(0,5h−a)2=0,0096×40×56.(0,5×60−4)2=14537 cm 4

- Với cặp 2 có e0/h=22,6/60=0,377

- Tính K dh : trong đó M dh ngược chiều với M nên lấy dấu

Tra bảng có α=0, 408 =>x=α h0=0,408×56=22,85.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

- Dùng kết quả đã tính F a của cặp 2 ở vòng 1 làm F a '

cho cặp này, tính F a theo bài toán đã biết F a ' =10,77.cm 2.

A= N e−R a

' F ' a (h0−a')

Tra bảng có α=0, 435 =>x=α h0=0,435×56=24 ,33.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

Tra bảng có α=0,361 =>x=α h0=0,361×56=20,24.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

- Dùng kết quả đã tính F a của cặp 2 ở vòng 2 làm F a '

cho cặp này, tính F a theo bài toán đã biết F a ' =6,44.cm 2.

A= N e−R a

' F ' a (h0−a')

Tra bảng có α=0,514 =>x=α h0=0,514×56=28,78.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

Tra bảng có α=0,313 =>x=α h0=0,313×56=17,52.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

- Dùng kết quả đã tính F a của cặp 2 ở vòng 3 làm F a '

cho cặp này, tính F a theo bài toán đã biết F a ' =5,04 cm 2.

A= N e−R a

' F ' a (h0−a')

Tra bảng có α=0,542 =>x=α h0=0,542×56=30,36.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

Tra bảng có α=0,296 =>x=α h0=0,296×56=16,56.cm

2.a'=8.cm<x<α0.h0=32,48.cm => F a tính theo công thức:

F a=R n .b x+R a

' F a ' −N

R A =110×40×16 ,56+2600×15,33−1005202600 =4 ,97.cm 2

- So hai vòng cuối ta thấy kết quả đã hội tụ, có thể bố

trí cốt thép phía trái F a =15,33.cm 2, phía

phải F a =4 ,97.cm 2, chọn thép

- Bên trái: F a :2Φ25+2Φ 22(17,42.cm 2)

- Bên phải i: F a :3Φ16 (6,03.cm 2)

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

μ t =17 ,42+6,03140×56 =0,011 => 1,1%

1%<μ t<2% => Hợp lý, So với giá trị giả thiết μ=1,3%

là xấp xỉ nhau, có thể không cần tính

Vế trái: N e=64420×76,6=4928130.KGcm

Vế phải: R n b x( h0−0,5 x)+R a ' F ' a (h0−a' )

=110×40×26 ,37.(56−0,5×26,37)+2600×6,03=4983417.KGcm

- So sánh vế trái và vế phải thấy rằng bố trí cốtthép như trên là đảm bảo khả năng chịu lực của cặpnội lực 1

* Phần cột dưới khá lớn H d =7 m và nội lực ở tiếtdiện III – III là khá bé so với cặp nội lực đã tính toánnên để tiết kiệm thép ta chỉ kéo dài bốn thanh ởgóc cho đến hết đoạn cột còn các thanh khác thì chỉdài 5m từ chân cột và cắt ở quãng giữa cột

- Với cốt thép còn lại ở phần trên ta tiến hànhkiểm tra khả năng chịu lực ở tiết diện III – III Chọncặp nội lực III – 18 để kiểm tra

Vế trái: N e=104868×40 ,22=4217791 KGcm

Vế phải: R n b x( h0−0,5 x)+R a ' F ' a (h0−a' )

=110×40×27 ,26.(56−0,5×27,26)+2600×4 ,02=5092479 KGcm

- So sánh vế trái và vế phải thấy rằng bố trí cốtthép như trên là đảm bảo khả năng chịu lực của cặpnội lực III – 18

f) Cốt dọc cấu tạo:

- Ở phần cột dưới có h >50cm nên ở giữa cạnh đó

cần có cốt dọc cấu tạo, khoảng cách giữa các cốtdọc theo phương cạnh h là:

- Chiều dài tính toán l0=1,2 H d =1,2×7=8,4.m=840.cm

- Độ mãnh λ b =l0/b=840/ 40=21

- Hệ số uốn dọc tra ở phụ lục XI ta được ϕ=0,72

- Tính toán khả năng chịu lực của tiết diện theo cấukiện nén đúng tâm:

F b =40×60=2400 cm 2

F at =9,82+4,02=13,84.cm 2 (ở phần đã cắt bớt cốt dọc vàkhông kể cốt dọc cấu tạo vì khoảng cách cốt đai lớnhơn 15 lần đường kính của nó)

VII TÍNH CỘT TRỤC A THEO CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC:

1 Kiểm tra theo khả năng chịu cắt:

- Phần cột dưới lực cắt lớn nhất được xác định từbảng tổ hợp Qmax=5 ,933.T

Kiểm tra theo công thức:

Khoảng cách cốt đai tại vị trí nối buộc là a=150.mm

2 Kiểm tra về nén cục bộ:

- Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền xuống:

- Ta có thể đặt lưới thép ngang gia cố theo cấu tạo

gồm bốn lưới thép bằng thép d = 6mm , với khoảng cách các thanh 5cm , khoảng cách các lưới 12cm , các

lưới đặt trong đoạn cột dài l=385.mm>15.d1=15×25=375.mm

- Sơ đồ kiểm tra nén cục:

3 Tính toán vai cột:

a) kích thước và sơ đồ tính:

- Chiều cao làm việc cm; bề dài vai Lv = 40 cm <

0,9h0 = 86,4 cm

=>Nên vai cột làm việc theo kiểu consol ngắn

- Lực tác dụng lên vai P=Dmax+G dct =47 ,19+5,61=52,8.T

- Kiểm tra kích thước vai cột theo điều kiện:

=> Chọn 2Þ18+1Þ20 (F=8,23.cm 2) đặt thành 2 lớp.

Thỏa điều kiện:

dmax<{25 mm

L x

15=101015

=67 ,3 mm

d) Kiểm tra ép mặt lên vai cột :

- Dầm cầu trục lắp

ghép nên lực nén lớn

nhất từ một dầm

truyền vào vai cột là :

cho một bên dầm, dựa vào đường ảnh hưởng ta tínhđược:

- Diện tích tính toán khi nén cục bộ:

- Hệ số tăng cường độ : m cb=

180

600 400

4 Kiểm tra khi chuyên chở, cẩu lắp:

- Lúc này cột bị

uốn, tải trọng lấy

bằng trọng lượng bản

thân cột nhân với

hệ số động lực là

- Xét các trường

hợp bốc xếp, treo

buộc chọn ra hai sơ đồ

2000 2600

1,242

0,9 0,6

* Khi chuyên chở và bốc xếp: Cột được đặt nằm

theo phương ngang, các điểm kê hoặc treo buộc cáchnút dưới một đoạn a1=0,25 H d =2.m, cách nút trên một

- Mô men âm tại gối:

M1=0,5×0,9×22=1,8.Tm

M2=0,5×0,6×3,52=3,675.Tm

- Mô men dương lớn nhất ở đoạn giữa phần cột dưới

tìm được tại tiết diện cách gối 2,6m tại đó M=1,242.Tm

=> Vậy ta chỉ cần kiểm tra tại tiết diện có độ cứngbé nhất và mômen lớn nhất là phần cột trên tại

- Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện nằmngang: cm cốt thép đưa vào tính toán chỉ lấy haicốt ở ngoài cùng: 1Þ25+1Þ16 có F a =6,92.cm 2

- Kiểm tra theo công thức:

M td =R a F a (h0−a' )=2600×6,92.(36−4)=579072 KGcm=5,79.Tm

M td =5,79.Tm>M2=3,675.Tm => Nên cột đủ khả năng chịu

lực

* Khi cẩu lắp: Lật cột nằm theo phương nghiêng rồi

mới cẩu Điểm cẩu đặt tại vai cột, cách mút trên

3,9m, chân cột tì lên đất.

- Mômen lớn nhất ở phần cột trên, chỗ tiếp giápvới vai cột:

M=0,5×0,6×3,72=4 ,107.Tm

- Tiết diện cột với F a =19,64.cm 2(4Þ25)

- Kiểm tra theo công thức:

M td =R a F a (h0−a' )=2600×19,64 (36−4)=1634048.KGcm=16 ,34.Tm

M td =16,34.Tm>M=4,107.Tm => Nên cột đủ khả năng chịulực

- Ở phần cột

nhất tìm được cách chân cột một đoạn 3,73m có

Mmax=6 ,27.Tm Tiết diện có cm, cm, thép lấy an

toàn là 2Þ25, F a =9,82.cm 2 ( bỏ qua sự chịu lực của 2Þ22 bịcắt ngắn )

M td =R a F a (h0−a' )=2600×9,82.(56−4)=1327664.KGcm=13,28.Tm

M td =13,28.Tm>Mmax=6,27.Tm => Nên cột đủ khả năng chịu

lực

VII TÍNH TIẾT DIỆN CỘT TRỤC B:

Cột trục B có hình dáng bên ngoài đối xứng và nộilực theo hai chiều tương ứng xấp xỉ nhau nên đặt cốtthép đối xứng là thuận tiện là hợp lý nhất

1 Phần cột trên:

- Chiều dài tính toán: l0=2,5.H t =2,5×370=925.cm

- Kích thước tiết diện: b=40 cm, cm.

- Giả thiết chọn a=a '=4 cm, h o=60−4=56cm

- Độ mảnh:λ b=l0

h=92560 =15 , 42>4 cần xét đến uốn dọc.Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ lànguy hiểm nhất ghi ở bảng sau:

N dh (T)

1 II-16 24,275 112,13 0,2165 0,2365 -0,402 106,61

3700

2000 1730

3 II-17II-18 -24,59223,869

6 112,92 8 118,45 4

0,2178 0,2015 0,23780,2215 -0,402-0,402 106,61106,61

- Độ lệch tâm tính toán : e o =M / N +e o '

- Với e o ' là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 2 cm

thỏa mãn điều kiện

e o '≥( h /30, H t/600 và 1 cm ) = ( 2cm; 1,617 cm; 1cm )

- Để tính lực tới hạn giả thiết tỉ số cốt thép toànbộ μ t=1,1%

- Tính mômen quán tính của tiết diện:

- Với cặp 1 có e0/h=23,65/60=0,394

- Tính K dh trong đó M dh ngược chiều với M nên lấy dấu

μ=μ ' = 9,22

40×56=0,0042>μmin=0 ,002

μ t =2 μ=2×0,0042=0,0084 Xấp xỉ với giá trị μ t đã giả

thiết

- Dự kiến chọn cốt thép mỗi bên 4Þ18 F a =F a ' =10,18.cm 2

b) Tính cốt thép đối xứng với cặp 2:

- Chiều cao vùng nén x:

- Với cặp 1 có e0/h=22,15/60=0 ,369

- Tính K dh trong đó M dh ngược chiều với M nên lấy dấu

âm

K dh=1+

M dh +N dh (0,5.h−a)

M +N (0,5.h−a) =1+ −0,402+106 ,61.(0,5×0,6−0,04) 23,869+118,454 (0,5×0,6−0,04) =1,105

- Hệ số xét đến độ lệch tâm:

- Chiều cao vùng nén x:

2.Phần cột dưới:

- Chiều dài tính toán: l0=1,5.H d =1,5×700=1050.cm

- Kích thước tiết diện b=40.cm ; h=80 cm

- Giả thiết chọn a=a '=4 cm, h o=80−4=76cm

- Độ mảnh:λ h=l0

h=105080 =13 ,125>4 cần xét đến uốn dọc.Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ lànguy hiểm nhất ghi ở bảng sau:

N dh (T)

2

3

IV-16 IV-17 IV-18

41,756 -40,138 35,714

167,59 8 165,16 9 195,13 5

0,2491 0,2430 0,1830

0,2791 0,2730 0,2130

0,614 0,614 0,614

125,18 125,18 125,18

- Độ lệch tâm tính toán : e o =M / N +e o '

- Với e o ' là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 3 cm

thỏa mãn điều kiện

- Dự kiến chọn cốt thép mỗi bên 2Þ20 + 2Þ18

F a =F a ' =11 ,37.cm 2

b) Tính cốt thép đối xứng với cặp 2:

M= -40,138 Tm ; N= 165,169T ; Mdh=0,614 Tm ;

Ndh= 125,18 T

- Với cặp 1 có e0/h=27,3/80=0,341

- Tính K dh trong đó M dh ngược chiều với M nên lấy dấu

η= 1−N / N1

dh

=1−195135/12415251 =1,186 e=η.e0+0,5.h−a=1,186×21,3+0,5×80−4=61,27.cm

- Chiều cao vùng nén x:

* So sánh diện tích cốt thép yêu cầu của 3 cặp nội lực,

lấy trị số lớn nhất ỏ cặp thứ nhất cóF a =10,56.cm 2, Chọncốt thép mỗi bên 2Þ20 + 2Þ18 F a =F a ' =11 ,37.cm 2

* Phần cột dưới khá lớn H d =7m và nội lực ở tiết

diện III – III là khá bé so với cặp nội lực đã tính toánnên để tiết kiệm thép ta chỉ kéo dài bốn thanh ởgóc cho đến hết đoạn cột còn các thanh khác thì chỉdài 5m từ chân cột và cắt ở quãng giữa cột

- Với cốt thép còn lại ở phần trên ta tiến hànhkiểm tra khả năng chịu lực ở tiết diện III – III Chọncặp nội lực III – 17 để kiểm tra

- Tính hệ số xét đến độ lệch tâm S với

N e≤R n b.x(h0−0,5 x)+R ' a .F a ' (h0−a' )

Vế trái: N e=160248×61,83=9908134.KGcm

Vế phải: R n b x( h0−0,5 x)+R a ' F ' a (h0−a' )

=110×40×36 ,42.(76−0,5×36,42)+2600×6,28.(76−4)=10436348.KGcm

- So sánh vế trái và vế phải thấy rằng bố trí cốtthép như trên là đảm bảo khả năng chịu lực của cặpnội lực III – 17

d) Cốt dọc cấu tạo:

- Cột có h >50cm nên ở giữa cạnh đó cần có cốt

dọc cấu tạo, khoảng cách giữa các cốt dọc theophương cạnh h là:

S d =(h0−a' )/2=(76−4)/2=36.cm => Thỏa mãn S d <40.cm

- Diện tích tiết diện : F≥0,0005.b S d =0,0005×40×36=0,72.cm 2

=> Chọn thép Þ12, F a =1,15.cm 2 Cho cả phần cột trên vàcột dưới

Bố trí cốt thép dọc như hình vẽ

phương ngoài mặt phẳng uốn:

a) Phần cột trên:

- Chiều dài tính toán l0=2,5.H t =2,5×370=925.cm

- Độ mảnh λ b=l0

h=92540 =23,13, hệ số uốn dọc tra ở phụlục XI ta được ϕ=0,672; diện tích tiết diện cm 2,tổng diện tích cốt thép

F at =2×11,37=22,74.cm 2

- Tính toán khả năng chịu lực của tiết diện:

Điều kiện kiểm tra: N≤[N]

[N]=ϕ.( R n F b +R a F at )=0,672.(110×2400+2600×22,74)=217139 KG=217,139.T N: Chọn theo N max lấy ở cặp nội lực II – 18 ,

N=118 ,454.T<[N]

=> Vậy cột đủ khả năng chịu lực theo phương ngoàimặt phẳng uốn

b) Phần cột dưới:

- Chiều dài tính toán l0=1,2 H d =1,2×700=840.cm

- Độ mảnh λ b=l0

h=84040 =21, hệ số uốn dọc tra ở phụlục XI ta được ϕ=0,72; diện tích tiết diện F b =40×80=3200.cm 2

- Tổng diện tích cốt thép F at =2×6,28=12,56.cm 2 (ở tiếtdiện III - III đã cắt bớt 4Þ18 và không kể cốt dọc cấutạo vì khoảng cách cốt đai lớn hơn 15 lần đường kínhcủa nó)

- Tính toán khả năng chịu lực của tiết diện:

Điều kiện kiểm tra: N≤[N]

[N]=ϕ.( R n F b +R a F at )=0,72.(110×3200+2600×12,56)=276952 KG=276,952.T N: Chọn theo N max lấy ở cặp nội lực III – 18 ,

1 Kiểm tra theo khả năng chịu cắt:

- Phần cột dưới lực cắt lớn nhất được xác định từbảng tổ hợp Qmax=7,6.T

Kiểm tra theo công thức:

Khoảng cách cốt đai tại vị trí nối buộc là a=150.mm

2 Kiểm tra về nén cục bộ:

- Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền xuống:

=> Gia cố đầu cột bằng lưới thép ngang Dùng lưới

ô vuông kích thước ô lưới cm dùng thép C-I Þ6 vớidiện tích 0,283 cm2 chiều dài của thanh lưới cm,

cm Số thanh theo mỗi phương n1 =12, n2 =8 Khoảng cáchgiữa các lưới S1=12.cm, khoảng đặt lưới là 3×12=36.cm.Đảm bảo khoảng đặt lưới không dưới đoạn quy địnhđối với thép có gờ là 15.d=15×2.0=30 cm

- Diện tích tiết diện bê tông được bao bên trong lưới:

N=117 ,33.T <232,818.T => Nên cột đảm bảo khả năng

chịu lực cục bộ

- Sơ đồ kiểm tra nén cục bộ và gia cố lưới thép ởđầu cột như hình vẽ: