đồ án bê tông 2 - nhà công nghiệp một tầng ba nhịp

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS... Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS.. Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS... Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS... Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn: - _ Cột trên độ mãnh th

- Công trình xây dựng là nhà công nghiệp I tầng,3 nhịp lắp nghép

- Kết cấu chịu lực là khung ngang nhà,đầm dọc,sàn chạy dọc nhà

- Nhịp nhà :

Nhịp biên: Lị = Lạ= I8 m

Nhịp giữa: Lạ = 24 m

Bước cột: 6 m ~ Chiểu dài nhà: 6 x 10 = 60 m

- Cấu tạo khung:

Cột BTCT Cửa trời - giữa nhịp Lạ, L = 6m, chiều cao 2.5m

Cầu trục chạy điện có 2 móc cầu, chế độ làm việc trung bình

1U XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG

1/Trục định vị

Vì trục định vị có sức trục Q < 300 KN nên trục định vị được xác định như sau:

2

2 :ọ=219

2/Kích thước cầu chạy

-Căn cứ vào sức trục của cầu chạy tra bảng :

3/Đường ray

Căn cứ vào áp lực P„ax (12,5;22) chọn ray có

- Chiéu cao Hray = 140 mm

- Trọng lượng tiêu chuẩn trên một mét dài ø “ay = 70 daN/m

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

- Cao độ vai cột: V = Hr - h; - Hacc = 8 — 0.14 -1 = 6.86 m

- Chiểu cao cột dưới : Hạ = V + 0.5 = 6.86 +0.5 = 7.36 m

- Chiểu cao cột trên : H,= Ð - V = 10.5 - 6.86 = 3.64 m

- Chiều cao cột khung :H = Hạ + H, = 7.36 + 3.64 = II m

6/ Panel mai

- Dùng panel sườn kích thước 6xI.5 m

Trọng lượng Panel mái : g = 1.4 T/panel

- Chọn cửa mái có lạ = 6 m, trọng lượng toàn bộ kể cả khung cửa kính và kính g„ = 3T 7/ Dan mdi

- Dùng dàn thép hình thang , độ dốc cánh trên i= 1/10 Nhịp dàn 24 m

- Chiều cao giữa dàn ( lấy thống nhất cho cả hai loại nhịp H = L/10 = 2.4m)

- Chiểu cao đầu dàn Hị = H~ iL/ 2 = 2.4 - 24/20 = 1.2m

8/ Chọn tiết diện cột

- Căn cứ vào sức trục và chiều dài cột Tiết điện cột chọn như sau :

+ Đối với cột biên

h, = 40 cm, hg = 60 cm, b= 40 cm + Đối với cột giữa

h, = 60 cm, hạ = 80 cm, b= 40 cm

9/ Vai cột

- Độ vươn ra phía ngoài của cột dươi : ly > 20 cm (ly < 40 em thì lấy bội số cửa 5 cm, ly >

40 cm thì lấy bội số của 10 cm )

- Chiều cao mép ngoài cửa console (hy > 20 cm là bội số cửa 10 em )

a)Tỉnh tải mái :

-Tải trọng tiêu chuẩn

+ Lớp giấy dầu 100 kg/cm” ;n= 1.2

+ Panel mái 160 kg/cm” ;n= I.I

- Tải trọng tiêu chuẩn g° = 70+30+144+100+160 = 504 kg/cm”

- Tải trọng tính toán ø” = 1.2(70+30+144+100)+1.Ix160 = 588.8 kg/cm?

Gm2 = 0.5(g*a*Ly + Gễi + Gạ )= 0.5(0.589x6x24+10.56+3) = 49.188 T

Điểm đặt cách trục hai cột giữa là 15 cm với G„¡ về phía bên trái trục và

Gm2 vé phía bên phải trục

~ã

b)Tỉnh tải do dầm cầu chạy vẽ đường ray cầu chạy :

~-Trọng lượng tiêu chuẩn của một mét dài đầm câu chạy

a) Hoạt tải do sữa chữa mái : phân bố déu 75 kg/m? , n= 1.4

Qui về lực tập trung đặt tải G„

- Ở cột trục A,D : P”„ = 0.5x0.75x6x21x1.4 = 5.67 T

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

c)Tdi trong do lực hãm của xe con :

- Nhịp AB, CD : Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm

+ Lực hãn ngang Tạx truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như với Dynax :

Tmạy = nT 1Dy; =1.2x0.7125x(0.27+140.68+0) = 1.6673 T d)Tải trọng gió :

Cường độ gió tiêu chuẩn phân bố theo chiểu cao

Tải trọng gió tập trung đặt tại cao trình đỉnh cột

+ Tại đỉnh mái cao 15.9 m, địa hình B, có K =1.09: >K = TC =1.045

+ Tải trọng gió tập trung đặt tại đỉnh cột: W=W¡+W'¡

- Chiểu cao phần cột trên : H,= 3.64 m

- Kích thước tiết diện : 40x40 cm

- Chiểu cao tính toán phần cột dưới : Hạ = 7.36 m

- Chiểu cao tính toán toàn cột: H= IIm

- Phần cột chôn vào hốc móng lấy bằng 800 mm > 700 mm = hạ

- Tiết diện cột dưới: 40x60 cm

- Chiểu dài thực tế của cột: Lc= II+0.8=11.8m

2/.Quy ước chiều nội lực :

Lực cắt hướng từ trái sang phải dương, lực dọc gây nén dương

Momen quay cùng chiều kim đồng hồ là dương

Tương ứng phản lực hướng từ trái sang phải

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

3/.N6i luc do tinh tai :

3.1 Nội lực do tĩnh tải mái :

- Phan luc R tai dinh c6t: R = = 0.2234

=Nội lực đầu trong các tiết diện cột :

b) Cột giữa :

1.8153Tm ; N¡=86.274T 0.828Tm =; No = 88.674 T 0.828Tm ; N3=97.556T -1.168Tm ; N¿=101.63T Q=-0.2712T

4/.Nội lực do hoạt tải mái:

Tính riêng từng phần hoạt tải tác dụng lên phía trái và phải

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

a) Lực P°m gây ra momen đỉnh cột (đặt bên trái cột giữa )

M=P”„ xe, = -5.67x0.15= -0.8505 Tm

3M(1+ S 3x(-0.8505)(1+ Sa R=— —tF=————— 033] 197

b) Lực P”ạ gây ra momen đỉnh cột (đặt bên phải cột giữa )

Tính tượng tự như mục a nhưng ngược dấu và phải nhân với hệ số

Do tải trọng đối xứng nên ta tính cho cột trục C

a) Dmax dit bén phai : do momen đặt ở vai cột

M = Drynax X €a = 29.25x0.75 = 21.9375 Tm 3M(I-t?) _ 3x21.9375(1- 0.331’)

b) D„ax đặt bên trái : do momen đặt ở vai cột

Tính tương tự nhưng phải nhân với

6/.Nội lực do hãm ngang của câu trục :

- Lực ngang T tác dụng tại điểm cách đỉnh cột y = 2.64 m

1.Đối với cột biên :

Tương tự như với D„ax ta chọn cột biên D để tính

2.Đối với cột giữa :

Tương tự như tính với Dạạy , ta chọn cột C để tính

a) Tmax dat 6 phia trai

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

b) Tay đặt ở phía phải

Tmax = 1.667 Tính toán hoàn toàn tương tự nhưng phải nhân với hệ số ;

Tả _ 0.819 =0.49 Ties 1.6673

=Nội lực đầu trong các tiết diện cột :

7⁄.Nội lực do tải trọng gió :

Giả thuyết tính toán : dan vì kèo có EJ = « vì các đầu cột có cùng độ cao nên chuyển vị

ngang của chúng như nhau Giải khung bằng phương pháp chuyển vị

Rii= Riat Rist Rict Riv

Ry =Ry = 3E _ 3xEx 720000 =0.001SE KE

R„=R„y= 3E _ 3xEx 720000 = 0.0037E KS

VH° 1.0496x11° cm R,, = (0.0015+ 0.0037)x 2x E=0.0104E

M, =1 mm" Ì 0.459) =14.77Tm

-Cột B(C)

M,=0T M2 = M3 = 2.013x3.64 = 7.327 T

Cụ thể chúng ta có bảng tổ hợp nội lực sau :

Cột trục D có hình dạng không đối xứng ngoài ra còn có sự khác biệt giữa Muac và Mụn là

đáng kể nên ban đầu ta tính cột không đối xứng

a) Cột trên :

M N eo=M/N €ọ= €0I+ Conn

0.2187 43.791 0.005 0.0180 -6.2772 38.688 0.1623 0.1753 -4.4331 43.791 0.1012 0.1142

- Chiéu dai tinh toan: lo =2.5xH,; = 2.5x3.64 = 9.1 m

- Gia thiét a=a’= 4 cm ; ho =h-a = 40-4=36 cm

= cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dài han

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

SVTH: Lô Văn Trình

- _ Chiểu đài tính toán: lọ =1.5xHy = 1.5x7.36 = 11.04 m

- Gia thiét a=a’=4 cm ; ho =h-a =60-4 = 56 cm

= cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dài hạn

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

+0.I=—————c+0.1=0434I

21.38 0.I+———

60 J,)= 64 CCỄT 2.3% 0° x720000+21x10° x8791.74)

e) Tính toán cột trục biên theo các điều kiện khác

1 Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn:

- _ Cột trên độ mãnh theo hai phương là như nhau Do đó không cần kiểm tra

- Cột dưới lọ = 1.2Họ = 1.2x7.36 = 8.83 m

l, _ 8.83 het =—— =22.081> 9=0.77

h 40 _ 6.03+ 6.03

Bê tông đủ khả năng chịu lực cắt

Chọn cốt đai theo cấu tạo ¿8a300

Kha năng chịu ép cục bộ của tiết diện F¿,

[Noo] = EmepRaFep = 0.75x1.24x85x624 = 49.47 > 42.76 T

> Thỏa mãn điều kiện về khả năng chịu nén cục bộ

Theo cấu tạo, gia cố đầu cột bằng các lưới vô vuông j6, kích thước ô lưới 6x6 em

4.Tính vai cột :

Chọn vai cột có kích thước như hình vẽ

lụ=40cm; họ= 96 cm

e Tính cốt thép chiu luc cit Q = Q, = 33.69 T

Vì h = 100 cm > 3.5x ay =3.5x15 = 52.5 cm

Q, = 33.69 T > Rxbho = 7.5x40x96 = 29100 daN = 29.1 T

Do đó cần phải đặt cốt đai name ngang và cốt xiên

Chọn cốt đai $8a150( thod diéu kién a < : = ° =25

Diện tích tiết diện cốt xiên cắt qua nửa phần trên vai cột không bé hơn

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

Vay chon F,= 6.03 cm? (3616)

4.Kiểm tra khi vận chuyển và cẩu lắp :

Khi vận chuyển và cẩu lắp, cột bị uốn Tải trọng là trọng lượng bản thân cột với hệsố động

Mia= Fy Ra (ho —a’) = 6.284x2800(36-4) = 5.9 Tm > Ma= 2.07 Tm

Tương tự khi kiểm tra cột dưới, ta cũng kết luận được cột đủ khả năng chịu lực

e Khi cẩu lắp : móc cẩu đặt cách vai cột cách mút tên cột 3.85 m

2.2 Trục giữa :

Cột trục C có hình dạng bên ngoài đối xứng nên cần đặt cốt thép đối xứng (đây cũng là điều kiện thi công ) Đồng thời momen uốn theo hai chiều gần bằng nhau nên việc bố trí thép đối xứng cũng là hợp lý

- Chiéu dai tinh toán: lọ =2.5xH, = 2.5x3.64 = 9.1 m

- Gia thiét a=a’= 4 cm ; ho =h-a = 60-4=56 mm

= cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dai han

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

- Giả thiết a=a'=4cm ; họ = h-a = 80-4 = 76 cm

=> cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải đài hạn

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

e) Tính toán cột trục giữa theo các điều kiện khác

1 Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn:

- Céttrén Ip = 1.2H, = 1.2x3.64 = 4.38 m

n= to = 38 _ 19.95 ø = 0.9675

h 40 [Na] = @(RaFp + RaFa ) = 0.9675(85x2400+2800x20.34) = 252.5 T

[Nua] > 193 T

2 Kiểm tra khả năng chịu cắt :

Qmax = 7.38 T < 0.6Rabho =0.6x85x40x76 = 13.86 T

Bê tông đủ khả năng chịu lực cắt

Chọn cốt đai theo c&u tao $8a300

= họ = 120 -4 = 116 cm Kiểm tra kích thước vai cột

Do đó cần phải đặt cốt đai nằm ngang và cốt xiên

Chọn cốt đai $8a150( thoả điều kiện z< : = 2 =30)

Diện tích tiết diện cốt xiên cắt qua nửa phần trên vai cột không bé hơn

0.002bhg = 0.002x40xI 16 = 9.36 cm”

Chiểu dài đoạn cốt xiên L¿ = 125 em

Chọn ¿ xiên : -Th=-Ì 125=8.3em

15 15 Quy định $x < bas Vậy chọn F„= 9.41 cm” (3020)

4.Kiểm tra khi vận chuyển và cẩu lắp :

Khi vận chuyển và cẩu lắp , cột bi uốn Tải trọng là trọng lượng bản thân cột với hệ số động 1a k =1.5

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

> Mu= Fa Ra (ho -a’) = 6.284x2800(36-4) = 598236 daN.cm > Ma= 4.05 Tm

Kiểm tra cột dưới để an toàn thì chỉ lấy thép ngoài cùng làm thép làm thép chịu kéo

Mia= Fy Ra (ho—-a’) > MA= 3.234 Tm

Kiểm tra tiết diên cột dưới

* Trọng lượng của tường bao che day 20 cm

gi= 0.2x(H- hạm )x2xI.I = 0.2x(11-0.4)x2x1I.1 = 4.664Tm

SVTH: Lô Văn Trình

c)_ Kiểm tra điều kiên xuyên thỉng

Không cần kiểm tra điểu kiện xuyên thủng vì tháp chống xuyên bao trùm hết phương cạnh ngắn

Theo phương ngắn móng chịu uốn chỉ đặt cốt thép cấu tạo $12a200 Còn theo phương cạnh dài thì

M=3.78 Tm N= 107.6 T

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

* Trọng lượng của tường bao che day 20 cm

gi= 0.2x(H- hạm )x2xI.I = 0.2x(11-0.4)x2x1I.1 = 4.664Tm

* Trọng lượng do toàn bộ của tường và móng truyền xuống

Pr=(Zam +8) b=(0.34+4.664)x6 = 29.784Tm

* Lực này đặt lệch tâm với độ lệch tâm

% 1 ¿ ®' — 0,45m

2 2 a) Tinh với tổ hợp 1

e) Kiểm tra điều kiên xuyên thỉng

Kiểm tra với cặp 3: M= 17.13 Tm

- Theo cạnh phương cạnh dài (a)

Đồ án Bêtông 2 GVHD:TS HOÀNG NAM

Chọn cặp 3 là cặp nguy hiểm nhất để tính