Đồ án Bê Tông Cốt Thép PHẦN 2

đồ án bê tông côt thép 2 dành cho dân xây dựng bản đày đủ full nhé các anh em Nhà ba nhịp có mái cứng, cao trình bằng nhau khi tính với tải trọng 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 kể đến đỉnh ngang đỉnh cột. ai muốn file cad liên hệ qua mail sau minhngochau94gmail.com

+ Chế độ làm việc cầu trục : Trung bình

1.Xác định trục định vị của khung ngang.

 Nhịp nhà: L L k 2 16500 2.750 18000  mm

Với: 750mm: Là khoảng cách từ trục định vị đến trục đỡ dầm cầu

trục

L: Nhịp nhà ; L k : Nhịp cầu trục.

2 Xác định chỉ tiêu cầu trục chạy điện.

 Cầu trục làm việc ở chế độ trung bình loại hai móc cẩu, sức trụcQ=200/50(kN), móc cẩu loại Mềm

 Tra bảng ta có các thông số của cầu chạy nh sau:

Chế độ

làm việc

của CT

L k (m)

Kớch thước cầu trục,(mm) Áp lực bỏnh xe lờnray,KN Trọng lượngkN

B K Hct B 1 P maxtc P mintc Xe con Toàn

cầu trục

trung binh 16.5 6300 4400 2400 260 195 48 85 285

3.Dầm cầu trục.

 Với bước cột a=9m ; sức trụcQ200 / 50 kN , móc cẩu loại Mềm

Chọn dầm cầu trục tiết diện chữ T theo định hình có các kích thớc nh sau :

Sức trục

Q(kN) L(m)

Kớch thước dầm cầu trục,mm

Trọng lượng tiờu chuẩn 1 dầm

 Với nhịp nhà L= 18 (m), chọn kết cấu dàn mái BTCT hình thang

 Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa, rộng 12m, cao 4m, độ dốc i=1/12

 Chiều cao giữa dàn:

n

Tải trọngtiêu chuẩn

Tải trọngtính toán

4 H panen (12x1,5)m 3.2 kN/m2 45 1,1 3,2 kN/m2 3,520

7.Xác định các kích thớc chiều cao của nhà.

Lấy cao trình nền nhà tơng ứng với cốt ± 0,00 để xác định kích thớckhác

 Cao trình vai cột: V  R h rh  V 7, 25 (0,15 1,0) 6,1   m

- Cao trình đỉnh ray R 7, 25m

- Chiều cao ray và các lớp đệm h r 0,15m

- Chiều cao dầm cầu trục h1,0 m

-Chiều cao giữa dàn: h g  2,5m

- Chiều cao cửa mái h cm 4m

-Tổng chiều dày các lớp mái t = 0,51m

 Cao trình đỉnh mái ở 2 nhịp biên(không có cửa mái):

 Cao trình đỉnh mái ở nhịp giữa(có cửa mái): M2  9,8 2,5 4 0, 66 16,96     m

8.Kích thớc cột.

 Chiều dài phần cột trên: H t D V 9,8 6,1 3,7  m3700mm.

 Chiều dài phần cột dới: H d  V a2 6,1 0,5 6,6  m6600mm

Trong đó : a2

- Chiều cao tiết diện phần cột trên lấy h t 400mm

, thoả mãn điều kiện:

a4  h t B1 750 400 260 90mm 60mm

B1=260mm khoảng cách từ trục ray đến mút cầu trục

- Chiều cao tiết diện phần cột dới h d 600mm

B1: khoảng cách từ trục ray đến mút cầu trục

- Chiều cao tiết diện phần cột dới h d 800mm

 Kiểm tra điều kiện về độ mảnh: chỉ cần kiểm tra với cột biên

+ Kiểm tra trong mặt phẳng khung ngang (khi không kể đến tảI trọng cầu trục)

h t

L h

h d

L h

thoả mãn điều kiện về độ mảnh

+ Kiểm tra trong mặt phẳng thẳng góc với khung ngang (khi kể đến tảI trọng cầu trục)

+ Với phần cột trên:

Tra bảng phụ lục 4: L0 1,5H t 1,5.3700 5550 mm

0 5550

13,875 30 400

b

L b

b

L b

Tải trọngtính toán

 TÜnh t¶i m¸i quy vÒ lùc tËp trung t¸c dông:

- ë nhÞp biªn kh«ng cã cöa m¸i:

2.Tĩnh tải do dầm cầu trục.

1,1 0,4.0,8.6,6 2.0,4.( 25 69,96

g d

Tờng xây gạch là tờng chịu lực nên trọng lợng bản thân của nó

=> không gây ra nội lực cho khung

4 Hoạt tải mái.

 Trên mái nhà công nghiệp, hoạt tải mái chỉ là hoạt tải sửa chữa, theo quy phạm

5 Hoạt tải cầu trục.

a.Hoạt tải đứng do cầu trục.

của đờng ảnh hởng ứng với vị trí các lực tập trung Pmax

xác định theo tam giác đồng dạng

b Hoạt tải do lực h m ngang của xe conã .

- Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trờng hợp móc mềm xác định theo công thức:

h4

h5-0.6 -0.3

+0.3 -0.6 -0.6 -0.6

C = -0.4+0.8

ce1

6 Hoạt tải gió.

 Tải trọng gió tính toán tác dụng lên 1m 2 bề mặt đứng của công trình là :

W  n k cW 0

Trong đó :

+ n: Hệ số độ tin cậy về tải trọng, n=1,2

+ W0: giá trị áp lực gió ở độ cao 10m so với mốc tiêu chuẩn

W0  65daN m/ 2  0,65kN m/ 2

, Lạng Sơn - IA + c: Hệ số khí động

+ k: hệ số tính đến sự thay đổi chiều cao và dạng địa hình A

Mức đỉnh cột, cao trình +9,8m có kdc=1,18 (tính nội suy PL13 –

Trang181)

Mức đỉnh mái, cao trình +16,81m có kdm=1,26

Trong đó : Ce1 tính với góc  = 4,760 ( độ dốc i =tg =1/12 ), tỉ số

9,8 1,5 0, 209263.18

 Phần tải trọng gió tác dụng lên mái, từ đỉnh cột trở lên đa về thành lực tậptrung đặt ở đầu cột P1, P2 với k lấy giá trị trung bình

- Các thông số:

3,70,35910,3

t b

H t H

G n»m ë bªn tr¸I trôc cét trªn vµ c¸ch trôc

nµy 1 ®o¹n:

e t 0,15 h t / 2 0,15 0, 4 / 2  0,05 m

Lùc

b m

K M

100 200

2 1

g g

g

K M

726,32 656,92

b

150 150

Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực do tĩnh tải mái gây ra ở cột giữa

3 Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục.

- Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục G d nh hình vẽ

- Lực G d gây ra mômen với trục cột dới, đặt tại vai cột: M G d.e d

61,05 3,14

- Do trục phần cột trên và dưới lệch nhau 1 đoạn a nên trọng lượng bản thân

cột trên và dưới sẽ gây ra cho cột dưới 1 Momen, thành phần natf phátsinh phản lực R ở đỉnh cột => gây ra M và Q trên các tiết diện cột :

5 Tổng nội lực của tĩnh tải.

Cộng đại số các nội lực các trờng hợp đã tính ở trên cho từng tiết diệncủa từng cột, kết quả đợc ghi nh hình, trong đó lực dọc N còn đợc cộngthêm trọng lợng bản thân của cột (đã tính ở trên).(thành phần mô men và lực cắt

G g©y ra víi tû sè

79

0,12026656,91

m b m

791,58

M

- Nội lực trong các tiết diện cột Do P m1P m2

đối xứng nên nội lực do P m1 gây

ra đợc suy ra từ nội lực do P m2bằng cách đổi dấu mômen M và lực cắt Q, còn lực dọc N giữ nguyên :

M I 10,85kNm ;M II M III 4, 20.1,1384, 78 kNm;M IV 6,87 1,138 7,82   kNm;

N I N II N III N IV P m2 79 kN; Q IV 1,678 1,138 1,91   kN

Biểu đồ mômen nh hình vẽ

- Sơ đồ tính giống nh khi tính với tĩnh tải dầm cầu trục G d , nội lực đợc

xác định bằng cách nhân nội lực do G d gây ra với tỷ số:

max 557,7

9,13561,05

20,3811,51

a

20,3811,51

1 3 0

6 0

3 0

q m

- Néi lùc trong c¸c tiÕt diÖn cét

6 0

3 0 0

1 3 0 20,38

q m

Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực do lực hãm ngang cầu trục gây ra ở cột B

9 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 nênchúng có chuyển vị ngang nh nhau ở đây dùng phơng pháp chuyển vị đểtính, hệ có một ẩn số Z1 là chuyển vị ngang ở đỉnh cột Hệ cơ bản nh hìnhvẽ

P

R Z

Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực do gió thổi từ trái sang phải gây ra

- Nội lực ở các tiết diện cột:

Tr ườ ng h p ợ 2 : Biểu đồ nội lực trờng hợp gió thổi từ trái sang phải nh hình

vẽ, còn trờng hợp gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực đổi ngợc lại

- Trong tổ hợp cơ bản 1 chỉ đa vào một loại hoạt tải ngắn hạn, còn trong tổhợp cơ bản 2 phải đa vào ít nhất hai hoạt tải ngắn hạn với hệ số tổ hợp0,9

- Ngoài ra theo điều 5.16 của TCVN2739 - 1995, khi xét tác dụng của haicầu trục ( trong tổ hợp có cộng cột 7, 8 hoặc 9, 10) thì nội lực của nó phảinhân với hệ số 0,85 (Chế độ làm việc cầu trục : Trung bình) Còn khi xét tácdụng của bốn cầu trục( trong tổ hợp có cộng cả cột 7,8,9,10) thì trong tổhợp nhân với hệ số 0,7

- Tỉ số mụ đun đàn hồi : α=E s/E b=21 104/(27 103)=7 , 78

- Do cấu kiện cột lắp ghộp được chế tạo trong nhà mỏy, khi đổ bờtụng cột

ở tư thế nằm ngang nờn hệ số điều kiện làm việc của vật liệu bờtụng là

Các số liệu ban đầu:

M= - 116,18(kNm) ; N=744,28(kN); , Mdh=4,83123(kNm);

Ndh=673,2(kN)

- Chiều dài tính toán l 0 = 2.H t = 2x3,7= 7,7(m)= 7400(mm) (Lấy theobảng 31 TCXDVN 356-2005 , trong trường hợp cú tải trọng cầu trục )

- Độ mảnh 24 >  h = l 0 / h=7400/400= 18,5 > 10 nên phải xét đến hệ số

uốn dọc, tra bảng ta có μmin=0,2 % .

- Mômen quán tính của tiết diện:

- Để tính ảnh hởng của uốn dọc ta giả thiết μ t = 1,0% , tính mômen quán

tính của tiết diện cốt thép:

21.10

7,7827.10

s b

E E

- Hệ số xột đến ảnh hưởng của tải trọng tỏc dụng dài hạn : l

Do M và M ltráI dấu nhau và độ lệch tâm e

0=169,43> 0,1.h=40mm nên  l 1

(Lấy theo điều 6.1.2.5 TCXDVN 356-20 )

- Tính độ lệch tâm có kể đến ảnh h ởng của uốn dọc:0

.e 1,3311.169,34 225,53mm

- độ lệch tâm phân giới:e p  0, 4.(1, 25.h R h0 ) 0, 4.(1, 25.400 0,623.360) 110, 29    mm

Có: e0 225,53mm e P 110, 29mm

Nh vậy diện tích cốt thép vùng nén đợc chon theo cấu tạo 2d16 có As’= 402 mm2 Diện tích cốt thép vùng kéo đợc tính toán tiếp nh sau:

sc s m

402 1306

.100% 1,1861%

400.360

s s t

bh

so sánh với giả thiết là 1,0%

là sai khác không nhiều Do đú khụng cần giả thiết lại

b) Kiểm tra khả năng chịu lực với cặp lực II-17

Các số liệu ban đầu:

M= - 117,89(kNm) ; N=673,20(kN); , Mdh=4,83123(kNm);

Ndh=673,2(kN)

As’= 402(mm2) ; As=1139,82 (cm2) ; a= 38(cm) ; a = 33(cm).’

Chiều dài tính toán: l 0 = 2H t = 2x3,7= 7,4(m)= 7400(mm)

Kiểm tra khả năng chịu lực:

Mômen quán tính của tiết diện cốt thép:

Do M và M ltráI dấu nhau và độ lệch tâm e

0=188,45 > 0,1.h= 40mm nên  l 1

(Lấy theo điều 6.1.2.5 TCXDVN 356-20 )

- Tính độ lệch tâm có kể đến ảnh hởng của uốn dọc:0

S S SC S b

=> Bố trí cốt thép nh vậy là đảm bảo chịu lực của cặp II-17

c) Kiểm tra khả năng chịu lực với cặp lực II-16

Các số liệu ban đầu:

M= 11,61 (kNm) ; N= 744,28(kN); , Mdh=4,83123(kNm);

Ndh=673,2(kN)

As’= 1472 (mm2) ; As=402 (cm2) ; a= 33(cm) ; a = 38 (cm).’

Chiều dài tính toán: l 0 = 2,5H t = 2,5x3,7= 9,25(m)= 9250(mm)

Kiểm tra khả năng chịu lực:

Mômen quán tính của tiết diện cốt thép:

I s (A s A's)(0,5h a )2 (402 1472).(0,5.400 33) 5, 23.10 (   7 mm4)

Xác định hệ số kể đến ảnh hởng của độ lệch tâm

0 0 min

.(0,5 ) 4,83123.10 673, 2.(0,5.400 33)

.(0,5 ) 11, 61.10 744, 28.(0,5.400 33)

dh dh l

-Tính độ lệch tâm có kể đến ảnh hởng của uốn dọc:0

S S SC S b

=> Bố trí cốt thép nh vậy là đảm bảo chịu lực của cặp II-16

d) Kiểm tra cột theo phơng ngoài mặt phẳng uốn.

- Vì tiết diện cột vuông , độ mảnh theo phơng ngoài mặt phẳng uốn khônglớn hơn độ mảnh theo phơng trong mặt phẳng uốn và khi tính kiểm tra đã dùng cặp nội lực 3 có

2.Phần cột dới.

- Kích thớc tiết diện b= 400(mm), h= 600(mm)

- Chiều dài tính toán lấy theo bảng 31-TCXDVN 356-2005

Với cặp nội lực trong tổ hợp không xét đến hoạt tảI cầu trục

- Chiều dài tính toán l0 1,5H d 1,5.6600 9900 mm (Lấy theo bảng 31

TCXDVN 356-2005 , với cặp nội lực trong tổ hợp xét đến hoạt tảI cầu trục)

- Để tính ảnh hởng của uốn dọc ta giả thiết μ t = 1,1%, tính mômen

0 (0,5 ) 0, 011.400.550.(0,5.600 50) 1,51.10 ( )

s t

.(0,5 ) 32,1849.10 781,33.(0,5.600 50)

.(0,5 ) 246,88.10 1279,05.(0,5.600 50)

dh dh l

1,3671279,05.10

4,77.10

cr

N N

-Tính độ lệch tâm có kể đến ảnh hởng của uốn dọc:0

679,73

s t

A

b h

Nh vậy diện tích cốt thép vùng nén ta chon 3d18 có As’= 763 mm2

Diện tích cốt thép vùng kéo đợc tính toán tiếp nh sau:

sc s m

b SC S S

763 1630

.100% 1,138%

400.550

s s t

b) Kiểm tra khả năng chịu lực với cặp lực IV-17

Các số liệu ban đầu:

Kiểm tra khả năng chịu lực:

Tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép:

S

Hệ số xét đến ảnh hởng của tảI trọng tác dụng dài hạn :

Do M và M ltráI dấu nhau và độ lệch tâm e

0=185,04>0,1h=50mm nên1

1,19771207,97.10

7,32.10

cr

N N

S S SC S b

c) KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc víi cÆp lùc IV-13

C¸c sè liÖu ban ®Çu:

M= 273,14(kNm) ; N= 781,33(kN); Mdh=32,1849(kNm);

Ndh=781,33(kN)

As =1963(mm2); As’= 942 (mm2); a=43 (cmm); a =40(mm).’

ChiÒu dµi tÝnh to¸n: l 0 =1,2.H=1,2x10,3= 12,36(m)= 12360(mm)

KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc:

TÝnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn cèt thÐp:

.(0,5 ) 32,1849.10 781,33.(0,5.600 50)

.(0,5 ) 273,14.10 781,33.(0,5.600 50)

dh dh l

3 6

1, 4208781,33.10

2,72.10

cr

N N

-Tính độ lệch tâm có kể đến ảnh hởng của uốn dọc:0

S S SC S b

- ở phần cột dới có h=600(mm) ¿ 500(mm) nên ở giữa cạnh đó cần phải

có cốt dọc cấu tạo, khoảng cách giữa các cốt dọc theo phơng cạnh h là:

 Kiểm tra khả năng chịu lực theo phơng ngoài mặt phẳng uốn.

- Chiều dài tính toán: l0 0,8H d 0,8.6600 5280 mm

- Độ mảnh

0 5280

13, 2400

b

l b

tra bảng phụ lục hệ số uốn dọc đợc =0,93

- Tính toán kiểm tra theo cấu kiện nén đúng tâm, A b

Ta có: N max =781,33(kN)<N 3269,7kN

Vậy cột đủ khả năng chịu lực theo phơng ngoài mặt phẳng uốn

1 1

3.Tính toán kiểm tra khả năng chịu cắt.

- ở phần cột dới, lực cắt lớn nhất xác định trong bảng tổ hợp Q IV max = 67,7(kN); N=781,33(kN)

- Kiểm tra : Qmax<Q b min=ϕ b3 (1+ϕ n).Rbt b.h o

Cụt làm ṭt làm t ư v̀ v õt lịt làm t ờu ḅt làm t ờ tụng năng ̣t làm t và ti t dờ́t d ờn hỡnh cḥt làm t ư nh̃ nh õt :̣t làm t

⇒ϕ b3=0,6 ; ϕn= 0,1 N

R bt b.h0=

0,1.781 , 33.103

0,9 400 557 =0 ,3897<0,5

⇒Q b min=ϕ b 3 (1+ϕ n) Rbt b h o=0,6.(1+0,3897 ).0,9.400 557=167,2(kN )

Vậy bê tông đủ khả năng chịu lực cắt, cốt đai đặt theo cấu tạo:

+ Đờng kính 8, đảm bảo lớn hơn 0,25 φmax =0,25x25= 6,25mm.

+ Khoảng cách các cốt đai chọn 200 mm với phần cột trên và cột dới,

đảm bảo không lớn hơn 240mm (15 lần đờng kính cốt dọc bé nhất 16)

Vậy chọn cốt đai 8s200.

4 Kiểm tra nén cục bộ.

- Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền xuống

N= G m+P m = 656,92+79=735,92(KN).

- Kiểm tra điều kiện: N ¿ ψ Rb,locAloc 1 .

trong đó: ψ = 0,75 với bê tông nặng và tải trọng cục bộ đỉnh cột

phân bố không đều

Kích thớc bản mã của dàn mái kê lên cột 240 x 260 mm

 Diện tích chịu nén cục bộ: A loc1  240.260 62400(  mm2)

Diện tích tính toán chịu nén cục bộ: A loc2  400.300 12.10 (  4 mm2)

Cờng độ chiu nén tính toán của bê tông:R b loc,  . b R b

 1 với bê tông cấp độ bền <B25

 N loc .R b loc loc, A 10,75.14,3.62400 669,28.10 ( ) 669,28( 3 N  kN)N781,33(kN)

=> không thỏa m n điều kiện về khả năng nén cục bộ.ã

- Ta gia cố đầu cột bằng lới thép ngang :

+ Dùng lới ô vuông 6a50x50 mm, thép C-I 6 với diện tích 28,3 mm 2

+ Lới đợc bố trí trên toàn diện tích mặt cắt ngang cột, trong 1 đoạn dài

Cờng độ lăng trụ quy đổi của bê tông là: Rb ,red= Rbϕb+ ϕμxyRs, xyϕs .

Cờng độ tính toán của thanh trong lới thép là: R s,xy =225(MPa)

A Aef

=> Rb ,red = 11,5x1,2436 + 3,068x0,00917x225x2,815= 32,12(N/mm 2

) Vậy: [ N ]loc= Rb,redAloc1 = 32,12x62400=2953,2.103(N)2004,3(KN) >

N=1285,4 (KN) nên đảm bảo khả năng chịu lực cục bộ

20 20 260

7x50+10=360 400

5 Tính toán vai cột.

- Kích thớc và sơ đồ tính cốt thép trong vai cột thể hiện nh hình vẽ.

- Chiều cao làm việc h 0 = 1000- 40=960 mm(giả thiết a=40 mm)

Bề dài vai l v 500mm0,9h0 864mmnên vai cột thuộc kiểu côngxon ngắn

- Lực tác dụng lên vai: Q v DmaxG d 577,7 61,05 638,75  (kN)

* Tính cốt đai và cốt xiên.

- Có :

3 0

/ 4 250( )

mm s

l b lsup sin  200.0,97 194 

(mm)

ϕ w 2=1+5αμw 1 ;

4 3

21.10

7,7827.10

S b

E E

;

3 1

2.50,3

1,677 10400.150

sw w w

A bs

= 737,65.103 (N)= 737,65(KN) > Q => thỏa mãn điều kiện hạn chế

b s

min 0

* Tính kiểm tra ép mặt lên vai.

Dầm cầu trục lắp ghép, lực nén lớn nhất từ một dầm truyền vào vai là:

N 0,5G d Dmax1

Giá trị Dmax1 do lực Pmax gây ra nhng chỉ tính cho một bên dầm

Dựa vào đờng ảnh hởng đã tính ở trên có: