ĐỒ ÁN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II

Tĩnh tải mái.- Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng mái được xác định theo bảng sau: STT Các lướp mái dàycmChiều Kl riêng KG/m3 Tải trọng tiêuchuẩ

Trang 1

Trang 1

I.SỐ LIỆU CHO TRƯỚC.

- Nhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép

- Cầu trục chạy điện với chế độ làm việc trung bình

- Chiều dài của khối nhiệt độ 60m, bước cột 6m

- Số liệu của khung ngang:

 Với nhịp biên L=18m, nhịp giữa L=24m

=> Chọn kết cấu mái ở mỗi nhịp là dàn Bê tông cốt thép hình thang

Trang 2

+ cao 4m (theo yêu cầu chiếu sáng).

 Các lớp cấu tạo từ trên xuống:

- 2 lớp gạch lá nem + vữa :5cm

- Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt :12cm

- Lớp bê tông chống thấm :4cm

- Panel dạng sườn: 6x1,5 m, cao 30cm

=>Tổng chiều dày các lớp mái: t=5+12+4+30=51 cm

Trang 3

P 9,5T;G 12T;trọng lượng toàn cầu trục 52T

=> Chọn dầm cầu trục tiết diện chữ T thỏa mãn:

+ Chiều cao tiết diện : 1 1 1 1 6 0,6 1,0

Trang 4

- Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt 0,00 để xác định các kích thước khác.

Hr chiều cao ray và các lớp đệm: Hr 0,15m

Hc chiều cao ray và các lớp đệm: Hc 1,0m

Trang 5

=> Đỉnh mái nhịp biên: M D h h   cm t 10,55 2,2 0,51 13,26m  

Đỉnh mái nhịp giữa: M D h h   cm  t 12,90 3,0 4,0 0,51 20,41m    .

5.Xác định kích thước cột.

a Cột biên:

- Lấy trục định vị trùng với mép ngồi cột biên

- Chiều dài phần cột trên Ht  D V 10,55 6,85 3,70m  

- Chiều dài phần cột dưới Hd V a 2 6,85 0,5 7,35m 

Trong đĩ :a2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt mĩng:

l30bTrong đĩ: l0 chiều dài tính tốn của đoạn cột

B cạnh tiết diện theo phương xác đinh độ mảnh

- Dầm cầu trục là khơng liên tục,theo TCVN 5574-2012, bảng

+ Khi tính theo phương trong mặt phẳng khung ngang:

 Cột trên: l0 2,5Ht 2,5.3,7 9,25m

 Cột dưới: l0 1,5Hd 1,5.7,35 11,025m

SVTH:NGUYỄN THẾ PHÚC-LỚP 13X1C

Trang 6

 Cột trên: l0 2,0Ht 2,0.3,7 7,40m

 Cột dưới: l0 1,2Hd 1,2.7,35 8,82m

- Kiểm tra độ mảnh cột trên:

Do bt ht 400mm=>kiểm tra theo l0 lớn hơn: l0 9,25m

h l0 9,25 23,125 30 

- Kiểm tra độ mảnh cột dưới:

+ Theo phương trong mặt phẳng khung:

- Lấy trục định vị trùng với mép ngoài cột giữa

- Chiều dài phần cột trên Ht  D V 12,90 8,85 4,05m  

- Chiều dài phần cột dưới Hd V a 2 8,85 0,5 9,35m 

Trong đó :a2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng:

Trang 7

- Kiểm tra điều kiện độ mảnh:   

0 b

l30bTrong đó: l0 chiều dài tính toán của đoạn cột

b cạnh tiết diện theo phương xác đinh độ mảnh

- Dầm cầu trục là không liên tục,theo TCVN 5574-2012, bảng

+ Khi tính theo phương trong mặt phẳng khung ngang:

- Kiểm tra độ mảnh cột trên:

- Kiểm tra độ mảnh cột dưới:

h l0 14,025 17,531 30 

Trang 8

+ Cột giữa phía nhịp biên: lv 750 250 1000mm 

+ Cột giữa phía nhịp giữa: lv 750 800 250 200mm  

- Chiều cao mép ngoài của vai cột: hvlấy theo bội số của 100 thỏa:

Trang 9

=> Chiều cao lớn nhất:

+ Cột biên: h=600+400=1000mm

+ Cột giữa phía nhịp biên :h=1000+600=1600mm

+ Cột giữa phía nhịp giữa :h=600+200=800mm

- Kích thước vai cột đỡ mái: lv 400mm;hv 400mm;h 1000mm

Trang 10

1 Tĩnh tải mái.

- Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng

mái được xác định theo bảng sau:

STT Các lướp mái dày(cm)Chiều Kl riêng

(KG/m3)

Tải trọng tiêuchuẩn(KG/m2)

Hệ sốvượt tải

Tải trọngtính toán(KG/m2)

Trang 11

- Trọng lượng kính và khung cửa kính (400-500)KG/m

Chọn 500KG/m,hệ số vượt tải n=1,2=>gk 500.1,2 600KG / m

- Tĩnh tải mái quy về lẹc tập trung tại đỉnh cột:

+ Nhịp biên không có cửa mái:

- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray và các bản đệm

hợp lại thành lực tập trung đặt lên vai cột: Gd n(Gc a.g )r

Trong đó:Gc:trọng lượng dầm cầu trục Gc 4,2T

gr:trọng lượng của ray trên 1m dài gr (150 200)KG / m

Trang 12

4.Hoạt tải mái.

- Hoạt tải mái truyền qua kết cấu mái vào đỉnh cột thành lực tập trung Pm.Điểm đặt củam

P trùng với điểm đặt của Gm.

- Khi trên mái không có người đi lại mà chỉ có người sửa chữa , hoạt tải tiêu chuẩn

Trang 13

5 Hoạt tải cầu trục.

a Hoạt tải đứng do cầu trục

- Áp lực đứng lớn nhất, nhỏ nhất do 2 cầu trục hoạt động đồng thời truyền lên vai cột

Trang 14

ycủa

đường ảnh hưởng ứng với vị trí các lực tập trung Pmaxtc ,tc

Trang 15

Dmin n.P y 1,1.9,5.(0,15 1 0,80) 20,38Tmintc  i    

- Điểm đặt của Dmax,Dmin trùng với điểm đặt Gd.

b Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con

- Lực hãm ngang do 1 bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm

được xác định theo công thức:

6 Hoạt tải gió.

- Theo TCVN 2737-1995: Tải trọng gió gồm có 2 thành phần: tĩnh và động.Khi xácđịnh áp lực gió cho công trình nhà công nghiệp 1 tầng cao dưới 36m và tỷ số chiều cao/nhịp <1,5 thì không cần tính thành phần tải trọng động của gió

- Chiều cao nhà 20,41m<36m

Trang 16

- Tải trọng gió tính toán tác dụng lên 1m2 bề mặt thẳng đứng của công trình là:

0

W n.W k.c

Trong đó:

+ W0:giá trị áp lực gió ở độ cao 10m so với cốt chuẩn của mặt đất, lấy theo bản đồ

phân vùng gió của TCVN 2737-1995 khu vực IIB=>W0 95KG / m2

+ k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và địa hình.Hệ số k áp dụngcho địa hình B ở 2 mức:

 Mức đỉnh cột giữa, độ cao 12,90m => k=1,05

 Mức đỉnh mái nhịp giữa ,độ cao 20,41m => k=1,13

+ c: hệ số khí động, phụ thuộc vào hình dáng công trình: Theo TCVN 2737-1995



e1 1

Trang 17

1

e1 1

5,71

h 0,206l

Trang 18

- Phần tải trọng gió tác dụng lên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập trung đặt

ở đầu cột: S ,S ,S ,S1 2 3 4 với k lấy giá trị trung bình: 1,05 1,13

Trang 19

- Sử dụng SAP2000 để tính toán nội lực.

- Quy ước chiều dương nội lực:

- Ta có bảng nội lực thành phần của

các trường hợp tải trọng như sau:

Trang 20

II-II -0.120 38.846 0.471III-III -1.466 44.456 0.471

B

II-II 7.462 56.497 4.350III-III -5.565 93.715 3.879

V-V -15.896 100.700 3.879VI-VI -8.138 103.209 3.879VII-VII -14.590 108.819 3.879VIII-VIII 13.922 118.417 3.879

NỘI LỰC DO TĨNH TẢI

Trang 21

Cột Tiết diện Momen (T.m) Lực dọc (T) Lực cắt (T)

A

II-II -0.115 5.270 0.040III-III -0.642 5.270 0.040IV-IV -0.348 5.270 0.040

B

III-III -1.375 5.270 0.160IV-IV -1.104 5.270 0.160

VI-VI -1.838 5.270 0.160VII-VII -1.838 5.270 0.160VIII-VIII -0.665 5.270 0.160

Trang 22

VI-VI -0.707 7.020 0.173VII-VII -0.707 7.020 0.173VIII-VIII 0.565 7.020 0.173

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI MÁI Ở NHỊP BC

Trang 24

III-III 11.463 41.830 -1.989IV-IV -3.159 41.830 -1.989

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI ĐỨNG CẦU TRỤC Dmax1 A

Trang 25

III-III 0.056 10.300 -1.237IV-IV -9.039 10.300 -1.237

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI ĐỨNG CẦU TRỤC Dmax1 B

Trang 26

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI ĐỨNG CẦU TRỤC Dmax2  B

Trang 27

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI ĐỨNG CẦU TRỤC Dmax2 C

Trang 31

Cột Tiết diện Momen (T.m) Lực dọc (T) Lực cắt (T)

Trang 38

- Chiều dài tính toán: l0=2,5 Ht=2,5.3,7=9,25 m.

- Kích thước tiết diện :bxh=40x40 cm

- Giả thiết a=a’=4 cm ¿ >h0= 40−4=36 cm

- Độ mảnh: λ h=l0

9,25 0,4 =23,125>4

⇒ cần phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc

- Chọn các cặp nội lực nghi ngờ là nguy hiểm nhất từ bảng tổ hợp nội lực:

Trang 39

1 Tính với cặp 3

- Để tính ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết μ t=1,6 %.

- Tính momen quán tính của tiết diện cốt thép I s và bê tông I:

e

e h

+

0 min

9,250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.11,5 0,154

0,4

b

l h

Trang 40

Trang 42

0,11

0,1 0,210

0,9030,1

- Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:

1,341435,89

R R

=> Tính theo trường hợp lệc tâm lớn:

.(h / 2) 435,89.0,644 14500.0,4.0,135.(0,36 0,135 / 2)

'

b s

Trang 41

Trang 43

4 0

b R

2.Kiểm tra với cặp 1:

-Cặp 1 có momen trái dấu với cặp 3:

Trang 42

e h

+

0 min

9,250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.11,5 0,154

0,4

b

l h

.0,129

max( ;0,154) 0,323

0,40,11

0,1 0,360

0,3230,1

1,206388,46

Trang 43

Trang 45

Trong đó: e' e z a  e h0 a' 0,316 0,36 0,04   0,004m

=>Không cần kiểm tra

=>Vậy cốt thép đảm bảo khả năng chịu lực

3.Kiểm tra với cặp 2:

-Cặp 2 có momen cùng dấu với cặp 3:

e

e h

+

0 min

9,250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.11,5 0,154

0,4

b

l h

Trang 44

Trang 46

0,11

0,1 0,533

0,1540,1

1,212441,16

Trang 45

=> Thỏa mãn yêu cầu cấu tạo.

5.Kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn.

Ta có tiết diện cột bxh=40x40 c m2=> Độ mảnh ngoài phương mặt phẳng uốn bằng độ mảnh cột theo phương trong mặt phẳng => Không cần kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn

II.1 PHẦN CỘT DƯỚI.

- Chiều dài tính toán: l0=1,5 Ht=1,5.7,35=11,025 m m

- Giả thiết a=a’=4 cm ¿ >h0= 40−4=36 cm

- Độ mảnh: λ h=l0

11,025 0,6 =18,375> 4

- Chọn các cặp nọi lực nghi ngờ là nguy hiểm nhất từ bảng tổ hợp nội lực:

Ký hiệu

nội lực

Ký hiệu ở bảng tổ hợp

M (T.m)

Trang 46

e

e h

+

0 min

11,0250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.14,5 0,171

0,6

b

l h

Trang 47

Trang 49

0,11

0,1 0,179

1,2860,1

1,116496,59

+ với h 18,375 %min 0,2% t% 1,84% %min 0,2%

Trang 48

e h

+

0 min

11,0250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.14,5 0,171

0,6

b

l h

.0,394

max( ;0,154) 0,656

0,40,11

1,210942,81

Trang 49

b R

Trang 50

Kiểm tra:t% 100. A s / ( h ) 100.15,44 / (40.56) 0,69%b 0   %min 0,2%

So sánh kết quả vòng 2 thấy kết quả đã hội tụ

Trang 51

Trang 53

Tên

cột Tiếtdiện Nộilực Tĩnh tải Pm1

(AB) (BC)Pm2 (CD)Pm1 Dmax1(A) Tmax1(A) Dmax1(B) Tmax1(B) Dmax2(B)

Trang 52

Trang 54

Trong đó: +

0 min

e

e h

+

0 min

11,0250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.14,5 0,171

0,6

b

l h

.0,197

max( ;0,171) 0,328

0,60,11

0,1 0,357

0,3280,1

1,202788,87

Giả sử trường hợp lệc tâm lớn:

Trang 53

=>Vậy cốt thép đảm bảo khả năng chịu lực.

b

l b

Tra bảng có hệ số uốn dọc =0,7

- Tính toán và kiểm tra theo điều kiện chịu nén đúng tâm

- Diện tích cốt thép ở phần tiết diện đã giảm cốt thép phần cột dưới nguy hiểm nhất:

- Ở phần cột dưới có h>50cm nên ở giữa cạnh đó cần có cốt dọc cấu tạo,khoảng cách

giữa các cốt dọc theo phương cạnh h là:

Trang 54

Trang 56

TRỤC A THEO ĐIỀU KIỆN KHÁC.

1.Kiểm tra theo khả năng chịu cắt.

Trang 55

Trang 57

+ Đường kính cốt đai : max => chọn

+ Khoảng cách cốt đai : 15min 15.20 300mm => chọn a=250mm

2.Kiểm tra về nén cục bộ.

- Đỉnh cột chịu lực nén do kết cấu mái nhịp biên truyền xuống:

N G m1P m137,218 5,265 42,483  T

- Theo TCVN5574-2012:Điều kiện kiểm tra: N  Rb loc, Aloc1

+ Ta có:Bề rộng dầm mái kê lên cột: 24cm

Bề dài tính toán của đoạn kê: 26cm

=>Diện tích trực tiếp chịu nén cục bộ là:

2

loc

- Trọng tâm của A loc1 cách trục định vị cột biên 150mm.

- Diện tích tính toán của tiết diện lấy đối xứng qua A loc1:

R R

1200

1,244624

loc b

loc

A A

Trang 56

Số thanh theo mỗi phương n=36/9+1=5=>chọn n=5.

- Bước thép không nhỏ hơn 60mm nhưng không lớn hơn 1/3 cạnh nhỏ hơn của tiết diệncấu kiện và không lướn hơn 150mm=>chọn s=120mm

- Bố trí không ít hơn 4 lưới trên đoạn không nhỏ hơn 10d (thép có gờ) =>Bố trí 4 lưới

có tống khoảng cách các lưới là: 20+120.3=380mm>10.d=10.25=250mm

Trang 57

Trang 59

3.Tính toán vai cột.

- Chiều cao vai cột h=100cm,a=4cm=>ho=96cm

- Chiều dài vươn của vai cột Lv=40cm, a v 75 60 15  cm

- Lực tác dụng lên vai cột: Q D max1G d 41,828 5,61 47,438  T

- Kiểm tra kích thước vai cột theo điều kiện:

0 0

b Q

Trang 58

+ Chiều dài đoạn cốt xiên L k=101 cm.

+ Diện tích cốt xiên cắt qua nửa trên đoạn L k:

2 , 0,002 .h0 0,002.40.96 7,68

- Kiểm tra các điều kiện đảm bảo độ bền trên dải

nghiêng chịu nén giữa vùng đặt tải trọng

tác dụng và gối: Q 0,8 w2 b bR bl sin

+ Tính toán góc nghiêng  :

Bề rộng vùng đặt tải trọng vai cột lấy bằng

bề rộng của sườn dầm cầu trục :

Trang 59

- Momen uốn tại mép cột: M1Q.av 47,438.0,15 7,116  T m

- Tính cốt thép với momen tăng 25%: M 1,25M11,25.7,116 8,895  T m

-Tính:

Trang 60

c.Kiểm tra ép mặt lên vai.

- Dầm cầu trục lắp ghép, lực nén lớn nhất từ 1 đầu dầm truyền vào vai là:

Trang 61

+ Diện tích tính toán A loc2 50.18 900 cm2

-Hệ số  phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng cục bộ trên diện tích bị ép mặt, xem tải trọng phân bố không đều(dưới đầu dầm,xà gồ, lanh tô), với bê tông nặng  0,75

- R b loc, :cường độ chịu nén tính toán cục bộ của bê tông.

R R

Vậy vai cột đủ khả năng chịu nén cục bộ

4.Kiểm tra cột khi vận chuyển, cẩu lắp.

Trang 62

Trang 64

Trong đó: a3 chiều dài đoạn cột ngàm vào móng, a3 hd=>chọn a3 0,8m

- Quá trình vận chuyển , cẩu lắp cột làm việc theo sơ đồ dầm có mút thừa, chịu

tải trọng bản thân có kể đến hệ số động lực ,nđ=1,5:

+ Cột trên: g1nd.b.h.bt 1,5.0,4.0,4.2,5 0,6 T/m

+ Cột dưới: g2 nd.b.h.bt 1,5.0,4.0,6.2,5 0,9 T/m

a.Kiểm tra khi vận chuyển

- Cột được đặt nằm ngang kê lên 2 gối tự do hoặc được treo lên bằng 2 móc.Vị trí đặtcác gối của cột được lựa chọn trên cơ sở momen uốn của cột ở 2 gối và nhịp xấp xỉbằng nhau.Gọi l ,l ,l1 2 3lần lượt là khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ nhất , khoảng

cách giữa 2 gối kê và khoảng cách từ gối kê thứ 2 đến chân cột

- Để xác định các đoạn l ,l ,l1 2 3,có thể tính gần đúng bằng cách cho momen ở 2 gối và

momen ở vị trí chính giữa đoạn l2bằng nhau, coi như g1 phân bố đều trên l1 , g2phân

bố đều trên hết đoạn l2l3.Khi đó:

Trang 64

M 4,620.2,783 0,5.0,9.(2,783 2,35)  1,001 T.m

- So sánh momen ở các tiết diện, chỉ cần kiểm tra với M1 oqr phần cột trên

- Tại gối kê 1:

+ Kích thước tiết diện : b=400mm, h=400mm

Ta có: Mtd M1=>Cột đảm bảo khả năng chịu lực khi vận chuyển

b.Kiểm tra khi cẩu lắp

- Khi cẩu lắp, cột được lật theo phương nghiêng rồi mới cẩu.Điểm đặt móc cẩu

nằm tại vai cột cách mặt vai cột 200mm, chân cột tì lên mặt đất

- Xác định momen uốn của các tiết diện cột:

Trang 65

Trang 67

2 2

Ta có: Mtd1M ; M1 td2 M2=>Cột đảm bảo khả năng chịu lực khi cẩu lắp

III TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT TRỤC B.

III.1 PHẦN CỘT TRÊN.

- Chiều dài tính toán: l0=2,5 Ht=2,5.4,05=10,125 m

Trang 66

Trang 68

- Độ mảnh:

25,313 40,4

Ký

hiệu

nội lực

M (T.m)

e

e h

Trang 67

Trang 69

0,267max( ;0,102) 0,667

0,40,11

0,1 0,243

0,6670,1

2929KN

Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:

1,5301014,08

+ với h 25,313 %min 0,25% t% 3,66% %min 0,25%

2 Tính với cặp 2 với μ t=3,66 %

Trang 68

e h

+

0 min

10,1250,5 0,01 0,01.R 0,5 0,01 0,01.14,5 0,102

0,4

0,246max( ;0,102) 0,614

0,40,11

0,1 0,254

0,6140,1

2974 KN

Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:

1,5551061,51

Trang 69

=> Thỏa mãn yêu cầu cấu tạo.

b

l b

Trang 70

Trang 72

4 max 1061,51 0,87.(14500.0,196648 280000.33,52.10 ) 3297,262

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

III.2 PHẦN CỘT DƯỚI.

- Chiều dài tính toán: l0=1,5 Hd=1,5.9,35=14,025 m

- Giả thiết a=a’=4,5 cm ¿ >h0=80−4,5=75,5 cm

Ký

hiệu

nội lực

- Để tính ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết μ t=1,9 %

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	1,99 MB