Thiết kế đồ án bê tông 2

đây là tài liệu có hướng dẫn chi tiết cách thiết kế khung ngang của nhà công nghiệp một tầng lắp ghép.có thể giúp cho sinh viên tham khảo trong quá trình làm đò án..........mong rằng tài liệu có thể giúp mọi người hiểu hơn thêm nhiều vấn đề khác trong kĩ thuạt

Trang 1

ÑOĂ AÙN MOĐN HÓC

TÍNH TOAÙN KHUNG NGANG NHAØ COĐNG NGHIEÔP MOÔT TAĂNG

Soâ lieôu cho tröôùc:

Nhaø cođng nghieôp coù caău trúc cháy ñieôn vôùi cheâ ñoô laøm vieôc trung bình Chieău daøi cụa khoâi nhieôt ñoô: 60 meùt, böôùc coôt 6 meùt Loái cođng trình phoơ thođng, cao trình neăn: 0,00m

Soâ nhòp khung ngang

I.Löïa chón kích thöôùc cụa caâu kieôn:

1.Chón keât caâu maùi:

Vôùi nhòp L=24m ta chón keât caâu maùi laø daøn , chieău cao giöõa daøn 3,2m

L =30 ta chọn kết cấu mâi lă dăn , chiều cao giữa giăn 3,45m

Chón cöûa maùi chư ñaịt ôû nhòp giöõa, roông 12m, cao 4m

Caùc lôïp maùi ñöôïc caâu táo töø tređn xuoâng nhö sau:

- Hai lôùp gách laù nem keơ cạ vöõa loùt daøy 5cm;

- Lôùp beđ tođng nhé caùch nhieôt daøy 12cm;

- Lôùp beđ tođng choâng thaâm daøy 4cm;

- Panel maùi kích thöôùc 6x15m, cao 30cm

Toơng chieău daøy caùc lôùp maùi :t=5+12+4+30 =51cm

2.Chón daăm caău trúc

Vôùi nhòp daăm caău trúc 6 m, söùc trúc 30T, chón daăm caău trúc theo thieât keâ ñònh hình coù Hdc=1000; b=200; bc=570; hc=120; tróng löôïng 4,2T

3.Xaùc ñònh caùc kích thöôùc chieău cao cụa nhaø

Laây cao trình neăn nhaø töông öùng vôùi coât 0,00 ñeơ xaùc ñònh caùc kích thöôùc khaùc.Cao trình vai coôt V=R-(Hr+Hdc)

R- cao trình ray ñaõ cho R=8,6m;

Hr-chieău cao ray vaø caùc lôùp ñeôm, Hr=0,15m;

Hdc-chieău cao daăm caău trúc, Hdc=1,0m

V=8,6-(0,15+1,0)=7,45mCao trình ñưnh coôt D=R+Hc+a1

Hc-chieău cao caău trúc tra bạng 2 phúc lúc1, ta laây Hc=2,75m

a1-khe hôû an toaøn töø ñưnh xe con ñeân maịt döôùi keât caâu mang löïc maùi, chón

a1=0,15m, ñạm bạo a1>=0,1m

D=8,6+2,75+0,15=11,5m

Cao trình ñưnh maùi M=D+ h+ hm+ t

h-chieău cao keât caâu mang löïc maùi

hm-chieău cao cöû a maùi, hm=4m

t –toơng chieău daøy caùc lôùp maùi, t=0,51m

Chieău cao ñưnh maùi ôû hai nhòp bieđn khođng coù cöûa maùi, vôùi h=3,45m

M1=11,5+3,45+0,51=15,46 mChieău cao ñưnh maùi ôû nhòp giöõa coù cöûa maùi vôùi h=3,2m

Nguyễn Bâ Long - Lớp 04X1A

Trang 2

Đồ Ân Môn học

Thiết Kế Khung Nhă Công Nghiệp Một Tầng GVHD:Bùi Thiín lam

M2=11,5+3,2+4,0+0,51=19,21 m

4.Kích thöôùc coôt

Chieău daøi phaăn coôt tređn Ht=D-V= 11,5-7,45=4,05m

Chieău daøi phaăn coôt döôùi Hd=V+a2= 7,45+0,5=7,95m

a2 laø khoạng caùch töø maịt neăn ñeân maịt moùng, a2=0,5

Kích thöôùc tieât dieôn nhö sau:

-Beă roông coôt b chón theo thieât keâ ñònh hình thoâng nhaât cho toaøn boô phaăn

coôt tređn vaø coôt döôùi, cho cạ coôt bieđn vaø coôt giöõa b=40 cm, thoûa maõn ñieău kieôn

Hd/b =7,95/ 0,4=19.875 < 25-Chieău cao tieât dieôn phaăn coôt bieđn ht=40 cm, thoûa maõn ñieău kieôn

a4= - ht –B1=75- 40 - 30=5 cm Trong ñoù:  -khoạng caùch töø trúc ñònh vò ñeân tim daăm caău trúc, =75 cm;

B1 –khoạng caùch töø tim daăm caău trúc ñeân meùp caău trúc, tra bạng B1=26cm-Chieău cao tieât dieôn phaăn coôt döôùi coôt bieđn hd=60 cm, thoûa maõn ñieău kieôn

hd> Hd/14=7,95/14=0,57 m-Coôt giöõa chón ht=60 cm, khoạng caùch töø trúc ñònh vò ñeân meùp vai coôt laø 100 cm, goùcnghieđng 45o

II Xaùc ñònh tại tróng

4 Panel 6x15, tróng löôïng moôt taâm keơ cạ beđ

tođng cheøn khe 1,7 T

Trang 37

Trang 3

gk=500 x 1,2=600 kG/mTưnh tại maùi quy veă löïc taôp trung ñaịt caùch trúc ñònh vò 150 mm

+Ñoâi vôùi nhòp bieđn Gm1=0,5(G1+g.a.L)=0.5(18,7+0,6222x6x30)= 65,33T +Ñoâi vôùi nhòp giöõa Gm2=0,5(G’1+g.a.L+G2+2gk.a)

Gm2=0,5(10,56+0,6222x6x24+3,1 +2 x 0,6 x 6)=55,2T

2.Tónh tại do daăm caău trúc

Tónh tại cụa daăm caău trúc ñaịt caùch trúc ñònh vò 0,75 m

Gd=G1 + a.gr

G1 –tróng löôïng bạn thađn daăm caău trúc laø 4,2 T;

gr – tróng löôïng ray vaø caùc lôùp ñeôm, laây 150 kG/m

Gd=1,1(4,2+ 6 x 0,15)=5,61 T

3.Tónh tại do tróng löôïng bạn thađn coôt

Tại tróng naøy tính theo kích thöôùc caâu táo cho töøng phaăn coôt

+Ñoâi vôùi coôt bieđn:

-Phaăn coôt tređn: Gct =0,4x 0,4 x 4,05 x 2,5 x1,1=1,78T

-Phaăn coôt döôùi Gcd =(0,40,67,95+0,4.0,4)2,51,1 =5,6T

+Ñoẫi vôùi coôt giöõa: Gct =0,4x 0,6 x 4,05 x 2,5 x 1,1 = 2,673 T

Gcd =(0.40.8 7.95+20.40.621,2

0.6)2.51.1=8,18 T 4.Hoát tại maùi

Trò soâ hoát tại maùi tieđu chuaơn phađn boâ ñeău tređn 1m2 maịt baỉng maùi , laây 75kG/m2, n=1,3 Hoát tại naøy ñöa veă thaønh löïc taôp trung Pm ñaịt truøng vôùi vò trí cụa töøng Gm

+Vôùi nhòp bieđn Pm1=0,5 n pm a L=0.5x 1,3 x 0,075 x 6 30=8,775 T

+Vôùi nhòp giöõa Pm2=0,5 n pm a L=0.5x 1,3 x 0,075 x 6 24=7,02 T

5.Hoát tại caău trúc

` a.Hoát tại ñöùng do caău trúc

+Vôùi nhòp giöõa, vôùi soâ lieôu ñaõ cho Q=20T

-Nhòp caău trúc Lk=L-2 =24-2 0,75=22,5m

-Beă roông caău trúc B=6,3 m

-Khoạng caùch hai baùnh xe K=4,4m

-Tróng löôïng xe con G=8,5 T

-AÙp löïc tieđu chuaơn lôùn nhaât leđn moêi baùnh xe Pmax =22 T; Pmin=6 T

-Heô soâ vöôït tại n=1,1

AÙp löïc thaúng ñöùng lôùn nhaât do hai caău trúc ñöùng cánh nhau truyeăn leđn vai coôt Dmax

xaùc ñònh theo ñöôøng ạnh höôûng nhö hình döôùi

Trang 4

Đồ Án Mơn học

Thiết Kế Khung Nhà Cơng Nghiệp Một Tầng GVHD:Bùi Thiên lam

(H-1) -Sơ đồ xác định Dmax

y1=1; y2=1,6/6=0,267; y3=4,1/6=0,683

Dmax =1,122 (1+0,267+0,683) =47,2 T

+Với nhịp biên, với số liệu đã cho Q=30T

-Nhịp cầu trục Lk=L-2 =30-2 0,75=28,5m

-Bề rộng cầu trục B=6,3 m

-Khoảng cách hai bánh xe K=5,1m

-Trọng lượng xe con G=12 T

-Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe Pmax =34,5 T; Pmin=11,5 T

-Hệ số vượt tải n=1,1

Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax

xác định theo đường ảnh hưởng như hình dưới

b.Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con

Để an toàn xem lực hãm ngang chỉ truyền lên 2 bánh xe ở một phía, do đó mỗi bánh truyền một lực lên dầm cầu trục, trong trường hợp móc mềm, xác định theo công thức

+Đối với nhịp biên T1=( Q+G )/20 =(30+12 )/20 =2,1 T

Lực hãm ngang T1 truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với

6.Hoạt tải gió

-Aùp lực gió tác dụng lên 1 m2 tường nhà thẳng đứng

q =n.W0.k.CTrong đó W0- áp lực gió tách dụng lên 1m2 của tường chắn có độ cao 10m NGHỆ ANthuộc vùng III-B, tra bảng 1 phụ lục II là 125kG/m2 ;

k- hệ số kể đến gió thay đổi theo chiều cao và địa hình

y2

y1=1

y3

Trang 5

C -heô soâ khí ñoông phú thuoôc hình dáng cođng trình vaø phía gioù ñaơy huùt, C=+0,8 ñoâi vôùi phía gioù ñaơy vaø C=-0,6 ñoâi vôùi phía gioù huùt;

n- heô soâ vöôït tại, n=1,2

qd =1,2 0,125 1,02 0,8 = 0,122T/m

qh = 1,2 0,125 1,02 0,6 = 0,092 T/m-Aùp löïc gioù taùc dúng leđn khung ngang töø ñưnh coôt trôû xuoâng laây laø phađn boâ ñeău

p =q.aphía gioù ñaơy pd =0,122 6 =0,732 T/m

phía gioù huùt ph =0,092 6 =0,552 T/m

Phaăn tại tróng gioù taùc dúng tređn maùi, töø ñưnh coôt trôû leđn döa veă thaønh löïc taôp trung ñaịt ôû ñaău coôt W1, W2 vôùi k laây trò soâ trung bình , k =(1,02+1.12)/2 =1,07

Hình daùng maùi vaø heô soâ khí ñoông ôû töøng ñoán maùi tra trong phú lúc II, laây theo hình döôùi ñađy

Trong ñoù Ce1 tính vôùi =5o, tyû soâ H/ L =11,5/84=0,137, noôi suy coù Ce1=-0,06 ;

W=n.k.Wo.a. Ci.hI =1,2 1,07 0,125 6 Ci.hI =0,963  Ci.hI

W1=0,963(0,82,2 - 0,061,25 + 0,51,25 – 0,50,5 + 0,74 – 0,50,214) =4,58 T

W2=0,963(0,40,5 + 0,64 + 0,50,5 – 0,51,25 + 0,51,25+ 0,62,2) =4,16 T

III Xaùc ñònh noôi löïc

Nhaø ba nhòp coù maùi cöùng, cao trình coôt baỉng nhau khi tính tại tróng thaúng ñöùng vaø löïc haõûm cụa caău trúc ñöôïc pheùp boû qua chuyeơn vò ngang ôû ñưnh coôt, tính vôùi caùc coôt ñoôc laôp Khi tính ñeân tại tróng gioù phại keơ ñeân tại tróng gioù

W2

0,6 0,8

Ce1=-0,06

C ’ e1 =-0,214

Ce2=-0,4 -0,6 0,7

(H-2) Sô ñoă xaùc ñònh heô soâ khí ñoông tređn

Trang 6

1.Các đặt trưng hình học

a.Cột trục A

Ht =4,05m ; Hd=7,95m; H=Ht+Hd =4,05+7,95=12mTiết diện phần cột trên b=40 cm; ht=40 cm,

Phần cột dưới b=40 cm; hd=60 cm

Mô men quán tính J=b.h3/12

J

=0,33753( -1) = 0,09

b.Cột trục B

Ht =4,05m ; Hd=7,95m

Tiết diện phần cột trên b=40 cm; ht=60 cm,

Phần cột dưới b=40 cm; hd=80 cm

Mô men quán tính J=b.h3/12

J

=0,33753( -1) =0,014Quy định chiều dương của nội lực theo (H-3)

2.Nội lực do tĩnh tải mái

) 3375 , 0 / 09 , 0 1 ( 3 27 , 3

-0,475 TTính R2 với

IV IV

Trang 7

QIV =1,139 T

b.Coôt trúc B

Sô ñoă taùc dúng cụa tưnh tại maùi Gm1 vaø Gm2

Khi ñöa Gm1 vaø Gm2 veă ñaịt ôû ñaịt coôt ta ñöôïc löïc

Bieơu ñoă mođ men nhö veõ

3.Noôi löïc do tónh tại daăm caău trúc

a.Coôt trúc A

Sô ñoă tính vôùi tónh tại daăm caău trúc nhö (H-6)

Löïc Gd gađy ra mođ men ñoâi vôùi trúc coôt döôùi, ñaịt tái vai coôt

M = Gd  ed

ed = - 0,5hd =0,75-0,5 0,6=0,45 m

M =5,61  0,45 =2,525 TmPhạn löïc ñaău coôt

Trang 8

R = 32M H((11k2)) = 3x2,5252(x112 (01,33750,09x)0,3375) =0,2566T

Noôi löïc trong caùc tieât dieôn coôt

4.Toơng noôi löïc do tónh tại

Coông ñái soâ noôi löïc ôû caùc tröôøng hôïp ñaõ tính ôû tređn cho tieât dieôn cụa töøng coôt ñöôïckeât quạ tređn hình (H-7), trong ñoù löïc dóc N coøn ñöôïc coông theđm tróng löôïng bạn thađn coôt

B A

Sô ñoă tính gioâng nhö khi tính vôùi Gm1 , noôi löïc xaùc ñònh baỉng caùch nhađn noôi löïc do

Gm1 vôùi tyû soâ Pm / Gm1 =8,775 / 65,33 =0,13

Xaùc ñònh noôi löïc trong caùc tieât dieôn coôt :

Trang 9

Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và phía bên trái của cột.

Lực Pm2 đặt ở bên phải gây ra mô men đặt ở đỉnh cột

M= Pm2  et = 7,02 0,15 =1,053 TPhản lực đầu cột

Trường hợp Pm1 đặt ở bên trái cột, ta tính được nội lực phần bên trái bằng cách nhân

nội lực của phần bên phải với tỷ số : (-Pm1 /Pm2 )= -8,775/ 7,02= -1,25

Biểu đồ mô men như hình (H-9)

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 =75,9 / 5,61 =13,53

Nội lực trong các tiết diện cột

(H-9) Nội lực do hoạt tải mái ở cột giữa

a) Ở bên trái cột giữa ; b) Ở bên phải cột giữả

7,02

B

0,135

55 -1,316

-0,633

0,709

0,506 6666

6666

1,053

Trang 10

Biểu đồ mô men như trên hình (H-10)

Trường hợp Dmax đặt ở bên trái của vai cột, nội lực được xác định bằng cách lấy nội

lực trên nhân với tỷ số : (-D1

max / D2 max ) = -75,9 / 47,2 = - 1,608

Nội lực trong các tiết diện cột

Biểu đồ mô men như trên hình

7.Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục

Lực hãm Tmax đặt cách đỉnh cột y =2,8 m, có y/Ht =2,8/4,05=0,691 , với y xấp xỉ0,7Ht , có thể dùng công thức lập sẵn sau để xác định phản lực

)1

A

(H-11)

3,93 2,8

4,404

-1,688

(H-12)

Trang 11

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 Giảthiết xà ngang cứng cô cùng và vì các đỉnh cột có cùng mức nên chúng có chuyển vịngang như nhau Ơû đây dùng phương pháp chuyển vị để tính, hệ chỉ có mộ ẩn số là  làchuyển vị ngang ở đỉnh cột Hệ cơ bản như trên hình (H-13)

Phương trình cơ bản r +  + Rg =0

Trong đó Rg –phản lực lên kết trong hệ cơ bản





(H.14)_ Sơ đồ xác định phản lực trong hệ cơ bản

Trang 12

= = 0,0081414,202E =  1744E ,72phạn löïc trong caùc ñưnh coôt

RA =R1 + r1  = 3,114 +0,00115E  (  1744E ,72) = 1,1075 T

RD =R4 + r4  = 2,348 +0,00115E  (

E

72 , 1744

III.Toơ hôïp noôi löïc

Noôi löïc trong caùc tieât dieôn ñöôïc saĩp xeâp vaø toơ hôïp trong bạng sau

Trong toơ hôïp cô bạn 1 chư ñöa vaøo moôt loái hoát tại ngaĩn hán, trong toơ hôïp cô bạn 2 döa vaøo ít nhaât hoát tại nhaĩn hán vôùi heô soâ toơ hôïp 0,9 Ngoaøi ra khi xeùt ñeân taùc dúng cụa

Trang 13

hai caău trúc (coôt 7;8 hoaịc 9;10) thì noôi löïc cụa noù phại nhađn vôùi heô soâ 0,85, coøn khi xeùt taùc dúng cụa 4 caău trúc (coôt 7;8 hoaịc 9;10) thì noôi löïc cụa noù phại nhađn vôùi heô soâ 0,7

IV.Chón vaôt lieôu

- beđtođng caâp ñoô beăn B30 (Rbt =12 kG/cm2 ,Rb =170 kG/cm2 ; Eh=32,5104 kG/cm2 )-Coât theùp dóc duøng theùp nhoùm C-II (Rsc =Rs =2800 kG/cm2 ;Es=210104 kG/cm2)

Trang 14

Tên

cột diệnTiết Nội lực Tĩnhtải

Hoạt tải mái Hoạt tải dầm cầu trục Gió Tổng hợp cơ bản 1 Tổng hợp cơ bản 2Trái Phải Dmax

trái Tmaxtrái DmaxPhải Tmaxphải sangTrái sangphải MmaxNtư MminNtư NmaxMtư MmaxNtư MminNtư NmaxMtư

35,038

Trang 15

1,688

61,135

Trang 16

V.Tính tieât dieôn coôt A

1.Phaăn coôt tređn

Chieău daøi tính toaùn lo =2,5Ht =2,5 405 =1012,5 cm Kích thöôùc tieât dieôn coôt

b=40cm;h=40 cm Giạ thieât chón a = a’= 4 cm, ho =40 –4=36 cm; ho – a’=36-4=32cm

Ñoô mạnh h = lo/h = 1012,5/40 =25,31 > 4 , caăn xeùt ñeân söï uoân dóc

Töø bạng toơ hôïp noôi löïc chón ra ba caịp nghi ngôø laø nguy hieơm nhaât ôû bạng

Kyù hieôu

caịp noôi löïc

Kyù hieôu ôû

bạng toơ hôïp

M(Tm)

N(T)

eo1= M/N(m)

eo’(h /30, Ht / 600 vaø 1 cm)

Vì hai caịp noôi löïc traùi daâu nhau coù trò soâ mođ men cheđnh leôch nhau quaù lôùn vaø trò soâ mođmen döông lái raât beù neđn ta khođng caăn tính voøng , ôû ñađy duøng caịp 2 ñeơ tính theo cạ As vaø As’

sau ñoù kieơm tra vôùi caịp 1 vaø 3

a.Tính vôùi caịp2:

Ñeơ tính toaùn ạnh höôûng cụa uoân dóc, giạ thieât 1 =2,2%, tính mođ men quaùn tính

cụa tieât dieôn coât theùp Is

 = 1 N /1 Ncr

 = 1 671101/172659

Tính coât theùp khođng ñoâi xöùng

eo =1,64 24,21 =39,7, tính theo tröôøng hôïp leôch tađm lôùn

e = eo + (0,5h –a) = 39,7 +(0,540 –4) =54,7

ep =0,4(1,25h – ξRxh0) =11,75cm

eo > ep : Tính theo leôch tađm lôùn

Trang 37

Trang 17

Chon x1 =18cm.

so sánh x1 với 2a’=2x40 = 80mm.và ξRxh0 = 0,573x 36 =20,63cm

thỏa mãn điều kiện 2a’ <x1 < ξR.h0

, 5 2800 18

40

170x x  x 

=25,1cm2.Kiểm tra t =(As +As’)/ (bho) =(25,1+5,4)/ (4036) =2,1  2,0% xấp xỉ với  giả thiết, có thểkhông cần tính toán lại Chọn cốt thép As :328+2 22( 26,07cm2); As’ chọn :

316 (6,03 cm2)

b.Kiểm tra với cặp1 :

vì cặp 1 có mô men trái dấu với cặp 3 là cặp tính thép nên với cặp 1 có

Kiểm tra khả năng chịu lực

N.e’ =N.(e-Za).e’ = eo +a’- 0,5h = <0 nên điều kiện trên được thỏa mãn

c.Kiểm tra với cặp 3.

vì cặp 2 có mô men cùng chiều với cặp 3 đã tính thép nên đối với cặp 2 có

Trang 18



 =747502800170.40(26.36,07 6,03)

=0,53

ξ =0,53< ξR Kiểm tra theo cơng thức của lệch tâm lớn.x= ξ.ho =0,53.36 =19,08

N.e  Rb.b.x(ho-0,5x) +Rsc.A’s.Za.

Vế trái: N.e =74750x51,77 =3869807,5 kG.m

N.e=3869807,5 < [Negh] = Rb.b.x(ho-0,5x) +Rsc.A’s.Za =

170x40x19,08(36-0,5x19,08) +2800x6,03x32 =3973314KG.mNhư vậy cốt thép chọn như trên là đủ khả năng chịu lực

d.Kiểm tra theo phương ngoài mặt phẳng.

Vì tiết diện cột vuông, độ mảnh theo phương ngoài mặt phẳng uốn không lớn hơn độ mảnh theo phương trong mặt phẳng và khi tính cốt thép đã dùng cặp 3 có Nmax nên không cần kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn

Kiểm tra về bố cốt thép Chọn lớp bảo vệ dày 2,5 cm, có thể tính gần đúng a=2.5+0.52,2 =3,75 cm, trị số ho theo cấu tạo :40-3,75 =36,25 cm lớn hơn trị số đã chọn để tínhtoán là 36, như vậy thiên về an toàn

2.Phần dưới cột

Chiều dài tính toán lo =1,5Hd =1,5795 =1192,5 cm Kích thước tiết diện cột b=40cm;h=60

cm Giả thiết chọn a = a’= 4 cm, ho =60 –4=56 cm; ho – a’=56-4=52cm

Độ mảnh h = lo/rmin = 1192,5/0,288x40 =103,5 ( 28<h<120) , cần xét đến sự uốn dọc.Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ là nguy hiểm nhất ở bảng

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	1,23 MB