Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép 2 (Cấu kiện nhà cửa)-chương 4 Nhà công nghiệp một tầng lắp ghép

Chọn sơ đồ tính và tính toán nội lực trong khung 6.. Tổ hợp nội lực cho khung điển hình 7.. Kiểm tra sự làm việc của cột ngoài mặt phẳng khung 10.. KT cần trục + ray CC Yêu cầu sửa chữa

BỘ MÔN CÔNG TRÌNH

BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GV: Hồ Hữu Chỉnh GV: Hồ Hữu Chỉnh

KẾT CẤU BÊ TƠNG 2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCXDVN 356-2005 , Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu

bê tông và bê tông cốt thép, Nhà xuất bản Xây dựng, 2006

[2] Kết cấu bê tông cốt thép - Phần kết cấu nhà cửa,

Ngô Thế Phong (chủ biên), Nhà xuất bản KHKT, 2006

[3] Kết cấu bê tông cốt thép - Cấu kiện nhà cửa (Tập 2),

Võ Bá Tầm, Nhà xuất bản ĐHQG TP.HCM, 2003

Chương 4

Nhà công nghiệp một tầng lắp ghép

4.1 Khái niệm chung về kết cấu nhà CN

¾ Dùng rộng rãi trong công nghiệp cơ khí, đóng tàu, kho tàng,…

¾ Ưu điểm: dể tổ chức dây chuyền sản xuất, thông gió, chiếu sáng

¾ Thường thi công lắp ghép:

™ móng và cột BTCT lắp ghép

4.1.1 Các bộ phận cơ bản của khung ngang

1 (

h =

H )

1

→

1 (

4.1.3 Cấu tạo vai cột

¾ TCXDVN 356-05: tính như công xon ngắn (Lv ≤ 0,9ho)

¾ ACI 318-05: tính theo phương pháp giàn ảo (Strut-and-tie method)

hr =150

4.1.5 Cấu tạo kết cấu mái

i = → L ) 9

1

→ 7

1 (

4.2 Thiết kế khung ngang

18-20-

4.2.1 Xác định kích thước theo phương đứng

4.2.2 Xác định kích thước theo phương ngang

Khoảng cách λ

Nhịp giữa (λ2) Nhịp biên (λ1)

4.3 Xác định tải trọng

1 Chọn sơ đồ cấu tạo khung ngang

2 Chọn vật liệu cấu tạo khung, mái, tường bao che,…

4 Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang

5 Chọn sơ đồ tính và tính toán nội lực trong khung

6 Tổ hợp nội lực cho khung điển hình

7 Tính và bố trí thép cột biên, cột giữa

8 Kiểm tra vai cột chịu nén cục bộ

9 Kiểm tra sự làm việc của cột ngoài mặt phẳng khung

10 Kiểm tra sự làm việc của cột khi vận chuyển , cẩu lắp

11 Tính và bố trí thép móng cột biên, cột giữa

4.2 4.3

4.4 4.5

4.3.1 Phân loại tải trọng khung ngang

1 Tĩnh tải mái (trọng lượng k/c mái, cửa mái, tường bao che,

dầm, giằng…) ⇒ Gm

2 Hoạt tải mái (do người và các thiết bị sửa chữa) ⇒ Pm

 Gió hút

 Gió đẩy

4 Tải trọng cầu trục :

 Tĩnh tải dầm cầu trục + ray + bản đệm ⇒ G d

 Hoạt tải đứng ⇒ D max ; D min

 Hoạt tải ngang ⇒ T max

Pmax Pmax Pmax Pmax

Pmax Pmax Pmax Pmax

c min

TH nhiều cầu trục: Q1, Q2 …

4.3.3 Hoạt tải gió của khung ngang

p =0,492T/m

S =2,019 T1ñ

¾ Kiểu gió: gió đẩy Ci > 0 ; gió hút Ci < 0

¾ Tải trọng gió: Tải tập trung đầu cột + Tải phân bố trên cột (a: bước cột)

™ Tải tập trung:

™ Tải phân bố: pd = 0 , 8 nWoka ( C = 0 , 8 ) ph = 0 , 6 nWoka ( C = - 0 , 6 )

∑ 1 i 1 i o

Tĩnh tải mái nhà Gm

K/C mái = ?

KT cần trục + ray CC

Yêu cầu sửa chữa mái

Sức trục

Q1 ; Q2Khu vực XD

Tĩnh tải tính toán

Tải trọng gió của khung ngang Si , pi

Hoạt tải mái nhà Pm

Tĩnh tải dầm cần trục Gd

Hoạt tải tính toán

4.3.4 Sơ đồ tính nội lực khung ngang 2D

1 Kết cấu mái nặng BTCT xem như “dầm tuyệt đối cứng EJ = ∞ ”; kết cấu dàn

mái tôn nhẹ xem như “dàn cứng hữu hạn EJ < ∞ ” liên kết khớp với đầu cột.

2 Cột được xem là ngàm tại cao trình mặt trên móng

3 Tính nội lực khung siêu tĩnh bằng SAP2000 hay tính tay đơn giản như sau:

¾ Do tải trọng gió: có chuyển vị ngang đầu cột, dùng các phương phápchuyển vị hay lực để giải khung

¾ Do tải trọng khác: bỏ qua chuyển vị ngang đầu cột, tính nội lực trong khung = tính nội lực trong cột (điều kiện: Hcột = const, khung ≥ 3 nhịp)

Giải nội lực

Cùng tải trọng

1- -1

2- -23- -3

4- -4

™ Chọn 4 tiết diện tính toán: 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 cho cả cột biên, cột giữa

™ 3 cặp nội lực tính toán cần xác định khi tổ hợp:

¾ a : Mmax (+) và Ntư

¾ b : Mmin (-) và Ntư

¾ c : Nmax và Mtư (±)

™ Tĩnh tải luôn phải tính đến trong tổ hợp tải trọng

™ Khi tính Nmax cột giữa, chỉ tính hoạt tải cầu trục

và hoạt tải mái tác dụng một bên

™ Khi xét Dmax, Tmax (±) trong tổ hợp lực cần tính hệ số do đấu cẩu:

nth= 1 (1 cẩu); nth= 0,85-0,95 (2 cẩu); nth= 0,7-0,8 (4 cẩu)

™ Không xét đến tổ hợp chỉ có Tmax tham gia mà không có Dmax

™ Khi tính cột giữa với tổ hợp 2c, nên xét đến sự tham gia của tải trọng gió

Một số vấn đề trong tổ hợp nội lực

Dấu +/- qui ước trước

4.4 Tính toán cột lắp ghép

¾ Tính thép cho cột theo sơ đồ cột BTCT chịu nén lệch tâm (NLT):

9 Cột biên: NLT không đối xứng (As ≠ A’s)

9 Cột giữa: NLT đối xứng (As = A’s)

¾ Giả định lớp bê tông bảo vệ agt= h-ho , sau khi tính xong thép As và A’s phải kiểm tra lại att= (0,9-1,0)agt

¾ Với mỗi cột, tính thép cho 2 đoạn cột: cột trên (Ht) và cột dưới (Hd) bằng cách chọn ra ít nhất 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất của từng đoạn:

A = (Mmax (+) , Ntư ) ; B = (Mmin (-) , Ntư ) ; C = (Mtư (±) , Nmax)

¾ Với mỗi đoạn cột trên (Ht) và cột dưới (Hd), chiều dài tính toán (Lo) cần tham khảo SGK hay được xác định từ lý thuyết ổn định khung

 Kiểm tra cột ngoài mp khung

 Kiểm tra cột khi vận chuyển

 Kiểm tra cột khi cẩu lắp

F(att =∑ ai i ∑ ai

Giáo trình Bê tông 1

Tham khảo chiều dài tính toán ( L o )

Giá trị L o khi tính trong mặt phẳng

4- -4

Ht

HdH

¾ Ghi chú: Hệ kết cấu mái được giả thuyết là cứng trong mặt phẳng của nó (EJ = ∞)

A’ s : phía bê tông nén nhiều

A : phía nén ít hay chịu kéo

4.4.2 Tính uốn vai cột ( công xôn ngắn )

v d max

L2 - chiều dài vùng truyền lực nén Q

av – Cánh tay đòn mômen gây uốn

Asv - cốt thép dọc chịu uốn vai cột

R R

2 o b b

bh R γ

M 25 ,

1

s

o b b

bh R

4.4.3 Tính chống cắt vai cột ( công xôn ngắn )

1 d

max G ≤ Q D

Q = +

¾ Đảm bảo chống cắt:

) θ sin L

L ( θ sin bL

R φ 8 , 0

Q 1= w2 b b b = 2

w

sw b

sw

A x E

E 5 1

φ = +

Yêu cầu:

o bt

1 2,5R bh

o bt

1 ≤ 3,5R bhQ

hk < 2,5av – dùng cốt đai nghiêng α = 45°

hk < 3,5av – dùng cốt đai ngang α = 0° và cốt xiên

hk > 3,5av – dùng cốt đai ngang, không cốt xiên

L2 - chiều dài vùng truyền lực nén Q

av – Cánh tay đòn mômen gây uốn

θ - góc ngiêng của dải nén tính toán

Asv - cốt thép dọc chịu uốn vai cột

Asw - cốt thép đai chống cắt vai cột

4.4.4 Kiểm tra ép mặt vai cột

1 loc loc , b d

max G ≤ ψ R A D

Q = +

¾ Yêu cầu ép mặt:

¾ Kiểm tra ép mặt ở vị trí dầm cầu trục gác lên vai cột

75 , 0 ψ=

b b loc

A

φ 3

1 loc

2 loc

1 α

⇒ 25 B

13 α

⇒ 25 B

¾ Nếu điều kiện ép mặt không thoả mản, phải tính toán

lưới thép gia cố hay bố trí tấm thép ở mặt trên vai cột

4.4.5 Kiểm tra cột ngoài mp khung, vận chuyển

 Kiểm tra cột ngoài mp khung

 Kiểm tra cột khi vận chuyển  Kiểm tra cột khi cẩu lắp

h b

g 1 g 2

Ht A BHd C Hd/4

ct ct b

1 1 , 5 n γ b h

g =

cd cd b

2 1 , 5 n γ b h

g 1 g 2

ct ct b

1 1 , 5 n γ b h

g =

cd cd b

• h = bc

• b = hct , hcd

(III-12 →III-15)