ĐỒ ÁN BÊ TÔNG NHÀ 2

Chiều dài tính toán của các đoạn cột giống nhau cho cả cột trục A và B Lấy theo bảng 31 của TCXDVN 356-2005 Phần cột trên, theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục: Phần cột t

I SỐ LIỆU CHO TRƯỚC

Số liệu tính toán

Công trình xây dựng là nhà công nghiệp một tầng lắp ghép đối xứng, ba nhịp đều nhau:

Lk = 17 (m), cùng cao trình ray R = 7,5 (m) Ở mỗi nhịp có hai cầu trục chạy điện, sức

trục Q = 15 tấn, móc cầu mềm Bước cột a = 6m, chiều dài khối nhiệt độ là 60m Mái

cứng bằng panel sườn, tường bao che là tường tự mang bằng gạch xây dày 220mm Bê tông cấp độ bền B20, cốt thép chịu lực CII, cốt đai CI

II SỐ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA NHÀ

1. Trục định vị Với sức cầu trục Q ≤ 300 kN, các trục định vị được xác định như

Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị của cột chọn sơ bộ: λ = 750 mm = 0,75 m.Nhịp của khung ngang - Khoảng cách giữa các trục định vị:

Các cột biên được gọi chung là cột A, các cột giữa được gọi chung là cột B

2. Các số liệu của cầu trục.

Các thông số cầu trục được tra theo Cataloge với chế độ làm việc nhẹ như bảng dưới đây:

Trong đó:

Q - Sức nâng của cầu trục;

Lk - Nhịp của cầu trục được tính từ khoảng cách giữa hai trục ray;

B - Bề rộn cầu trục;

K - Khoảng cách giữa hai trục bánh xe của cầu trục;

Hct - Chiều cao cầu trục, là khoảng cách từ đỉnh ray đến mặt trên của xe con;

B1 - Khoảng cách từ trục ray đến đầu mút của cầu trục;

+12,96 +16,96

Hc (mm) Bề rộng sườnb (mm) Bề rộng cánh (mm) Chiều cao cánh (mm)

5. Kết cấu mang lực mái

Với nhịp của nhà L = 18,5m, Chọn hệ kết cấu mang lực mái là dàn mái hình thang

Chiều cao giữa dàn: , chọn hg = 2,5 m

Chiều cao đầu giàn: , chọn hđ = 1,5m

Với nhịp L = 18,5m > 18m, chọn =12m Chiều cao cửa mái chọn hcm = 4m

6. Các lớp cấu tạo mái.

Các lớp cấu tạo mái được lựa chọn với các thông số được xác định theo bảng sau:

Bảng 4.3 Các lớp cấu tạo mới

(m)

ɣ(kN/m3)

H.sốn

Ptc(kN/m2)

P(kN/m2)

7. Các cao trình khung ngang.

Lấy cao trình lúc hoàn thiện của nền nhà ( sau khi lát ) là cao trình ± 0.00

Cao trình vai cột:

Cao trình đỉnh cột:

Cao trình định cột Đ và cao trình vai V lấy như nhau cho cả cột A và cột B, vai phía nhịp biên và vai phía nhịp giữa.

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

Cao trình đỉnh mái nhịp giữa ( có cửa mái ):

8. Kích thước cột.

Các kích thước chiều cao cột:

Cột trên:

Cột dưới:

Toàn cột:

Trong đó: a2 là khoảng cách từ cốt ± 0,00 đến cốt mặt móng, chọn a2 = 0,5 (m)

Chiều dài tính toán của các đoạn cột ( giống nhau cho cả cột trục A và B )

( Lấy theo bảng 31 của TCXDVN 356-2005)

Phần cột trên, theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục:

Phần cột trên, theo phương ngang, khi không kể đến tải trọng cầu trục:

Phần cột trên, theo phương dọc, với nhà có hệ giằng dọc, khi kể hay không kể đến tải trọng cầu trục:

Phần cột dưới, theo phương ngang, khi kể đến tải trọng cầu trục:

Phần cột dưới, theo phương ngang khi không kể đến tải trọng cầu trục:

Phần cột dưới, théo phương dọc, với nhà có hệ giằng dọc, khi kể đến hay không kể đến tải trọng cầu trục:

Kích thược tiết diện cột chọn theo thiết kế định hình như sau:

Cột trục A: b = 400(mm), htA = 400(mm), hdA = 600(mm)

Cột trục B: b = 400(mm), htB = 600 (mm), hdB = 800(mm)

Kích thước vai cột:

Cột trục A: hv = 600(mm), lv = 400(mm), h = 1000(mm), α = 45°

Cột trục B: hv = 600(mm), lv = 600(mm), h = 1200(mm), α = 45°

Tổng chiều dài cột:

Do đoạn cột ngàm vào móng phải thỏa mãn a3 ≥ hd nên lấy theo tiết diện cột trục B, chọn

a3 = 800(mm) – giống nhau cho cả 2 cột trục A và B

Tổng chiều dài cột: Hc = H +a3 = 10,45 + 0,8 = 11,25 (m)

Kiểm tra các điều kiện:

Do cột A và cột B có tiết diện chữ nhật, có cùng bề rộng b, có cùng chiều dài tính toán tương ứng với từng đoạn cột trên và cột dưới nên chỉ cần kiểm tra điều điện:

Cho các đoạn cột trên và dưới trục A do có ht và hd nhỏ hơn so với cột trục B

Khoảng hở a4:

Cột A:

Cột B:

Tải trọng bản thân khung cửa mái rộng 12m cao 4m:

Trọng lượng kính và khung cửa kính:

Tĩnh tải mái quy về thành lực tập trung ở nhịp biên ( không có cửa mái ):

Tĩnh tải mái quy về thành lực tập trung ở nhịp giữa ( có cửa mái ):

Vị trí điểm đặt của Gml, Gm2 trên đỉnh cột, cách trục định vị 0,15m

Tải trọng tác dụng lên mái cột

2. Tĩnh tải dầm cầu trục tác dụng lên vai cột.

Theo bảng 4.2 trọng lượng bản thân dầm cầu trục:

Trọng lượng dầm cầu trục, trọng lượng ray và lớp đệm tác dụng lên vai cột:

Vị trí điểm đặt của Gd cách trục định vị một đoạn λ = 0,75m.

4. Hoạt tải mái

Trị số tiêu chuẩn của hoạt tải mái theo TCVN 2737-95:

(Theo TCVN 2737-95, khi trị số hoạt tải tiêu chuẩn nhỏ hơn 200 daN/m 2 , hệ số vượt tải n lấy bằng 1,3).

Hoạt tải mái được quy về thành lữ tập trung đặt ở đỉnh cột:

Vị trí điểm đặt của Pm trên đỉnh cột biên và cột giữa trùng với vị trí của tĩnh tải mái

Gm1 và Gm2

5. Hoạt tải cầu trục

Các thông số của cầu trục đã được xác định như bảng 4.1

Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục cạnh nhau truyền lên một bên vai cột đượcxác định theo đường ảnh hưởng của phản lực: Dmax = nPmax∑yi

6000

y1y3

y26000

950 950

Hình 4.5: Đường ảnh hưởng phản lực gối tựa để xác định D max

Điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặt Gd

Lực hãm ngang Tc do một bánh xe cầu trục truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc cẩu mềm được xác định:

Lực xô ngang lớn nhất của xe con tác dụng lên một bên vai cột cũng được xác định theo đường ảnh hưởng của phản lực tại cao trình mặt trên của dầm cầu trục:

6. Hoạt tải gió

Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:

Trong đó: n- Hệ số vượt tải n = 1,2

W0 – Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực Công trình được xây dựng tại Thành Phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng gió II-A, W0 = 95 – 12 = 83 daN/m2

k – Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, phù thuộc vào dạng địa hình Để đơn giản trong tính toán và thiên về an toàn, coi như hệ số k không đổi trongphạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột và từ đỉnh cột đến đỉnh mái Trong phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột, hệ số k lấy ứng với cao trình đỉnh cột Đ = 9,95m: k = 1,1789 Trong phạm vi tính từ đỉnh cột đến đỉnh mái, hệ số k lấy tương ứng với cao trình đỉnh mái ở nhịp giữa ( có cửa mái ) M2 = 16,96m: k = 1,2596

C – Hệ số khí động, được xác định phụ thuộc vào hình dáng bề mặt đón gió, với nhà công nghiệp một tầng, ba nhịp, ở giữa có cửa trời chạy suốt chiều cao nhà, nhà có tường xây kín xung quanh hệ số khí động C được xác định theo sơ đồ 16 bảng 6 của TCVN 2737-95, như hình vẽ dưới đây:

Trong các hệ số khí động tác dụng lên các phần mái thì chỉ có hệ số Ce1 chưa biết, hệ

số này phụ thuộc vào góc nghiêng α của mái và tỷ lệ giữa chiều cao của đầu mái nghiêng với nhịp nhà (H/L) Với α = arctangi = 4,59°, Nội suy có Ce1 = -0,2061

Hình 4.6: Sơ đồ xác định hệ số khí động.

Hình 4.7: Sơ đồ tải trọng gió tác dụng lên khung

Xác định chiều cao của các đoạn mái:

Chiều cao đầu dàn mái ( từ đỉnh cột đến đầu dàn mái ):

Chiều cao từ đầu dàn mái đến đỉnh mái M1:

Chiều cao từ đầu dàn mái đến chân của mái:

Chiểu cao từ chân cửa mái đến đầu cửa mái:

Chiều cao từ đầu cửa mái đến đỉnh cửa mái M2 ( độ dốc của cửa mái lấy giống như độdốc của mái ):

Tải trọng gió tác dụng lên mái được quy về thành lực tập trung W1, W2 đặt ở đỉnh cột, một nửa tập trung ở đỉnh cột A, một nữa tập trung ở đỉnh cột D ( Hoặc cũng có thể tính toàn bộ thành phần tải trọng gió tác dụng lên mái W và đặt ở 1 đỉnh cột bất kỳ ):

Tải trọng gió tác dụng lên cột biên trục A và D được quy về thành tải trọng phân bố đều theo chiều dài cột:

Phía gió đẩy:

Phía gió hút:

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

Với nhà ba nhịp, cao trình đỉnh cột bằng nhau, khi tính toán với tải trọng đứng và lực hãm của cầu trục được phép bỏ qua chuyển vị ngang của đỉnh cột, tính các cột độc lập Khi tính với tải trọng gió phải kể đến chuyển vị ngang đỉnh cột

1. Các đặc trưng hình học của cột.

a) Cột trục A:

Các đặc trưng hình học của cột:

Các thông số trung gian:

b) Cột trục B:

Các đặc trưng hình học của cột:

Các thông số trung gian:

Quy định chiều dương của các thành phần nội lực cột như hình vẽ:

Hình 4.8: Quy ước chiều dương của nội lực

2. Nội lực do tĩnh tải mái

a) Cột trục A:

Vị trí điểm đặt của tải trọng Gm1 nằm ở bên trái trục cột trân và cách trục này một đoạn:

Gm1 sẽ gây ra tại đỉnh cột một thành phần mômen:

Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do mômen đỉnh cột gây ra:

Độ lệch giữa cột trên và trục cột dưới:

Tại vị trí vai cột sẽ xuất hiện một thành phần mômen tập trung do độ lệch của hai trục cột trên và cột dưới gây ra, thành phần mômen này luôn mang dấu âm vì trục cột trên luôn nằm bên trái trục cột dưới:

Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do mômen ở vị trí vai cột gây ra:

Phản lực tổng cộng do Gm1 gây ra tại đỉnh cột:

(R mang giá trị âm chứng tỏ chiều của phản lực trên thực tế ngược với chiều giả thiết).

Xác định nội lực tại các tiết diện của cột:

Trong đó ed là độ lệch tâm của Gm1 so với trục cột dưới:

Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do mômen đỉnh cột gây ra:

Xác định nội lực tại các tiết diện của cột:

150 150

3. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục

a) Cột trục A:

Tĩnh tải dầm cầu trục Gd đặt các trục cột dưới một đoạn:

Gd gây ra tại vai cột một mômen M đối với trục cột dưới:

Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do mômen vai cột gây ra:

Xác định nội lực tại các tiết diện của cột:

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

sẽ gây ra cho cột dưới một thành phần mômen M,thành phần này sẽ làm phát sinh phản lực R ở đỉnh cột và do đó gây ra mômen và lực cắt trên các tiết diện cột

Xác định nội lực tại các tiết diện cột:

b) Cột trục B:

491,555

+-

+

-+7,71

3,325

1,218794,97

1001,295,02

Hình 4.13: Biểu đồ nội lực của cột trục B do tổng tĩnh tải gây ra

6. Nôi lực do hoạt tải mái

a) Cột trục A:

Sơ đồ tính giống như trong trường hợp hoạt tải Gm1, do đó để xác định các thành phần

do Pm1 gây ra, chỉ cần nhân nội lực do Gm1 gây ra cho tỷ số:

Các thành phần nội lực tại tiết diện cột do Pmax gây ra: