Bài tập số 4 - KTTCTrường đại học Bách Khoa Tp.HCM Khoa kỹ thuật xây dựng Bài tập số 4 – KTTC Giáo viên: TS.. Dùng gỗ nhóm IV Xem ván khuôn là 1 dầm đơn giản có nhịp là khoảng cách giữa
Trang 1Bài tập số 4 - KTTC
Trường đại học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa kỹ thuật xây dựng
Bài tập số 4 – KTTC
Giáo viên: TS Nguyễn Duy Long Trợ giảng: KS Trương Công Thuận SVTH: Đoàn Sỹ Long
Trang 2Bài tập số 4 - KTTC
Bài 1
1.Xác định tải trọng.
1
Đứng tỉnh
tải (daN/m3)
Trọng lượng bê tông (thường) 2500 1.2 3000
2 Đứng hoạttải
(daN/m2)
Tải trọng người và công cụ thi
(daN/m2)
Gió (50% tải trọng gió tại
1191.5 1548.95
2.Xác định và vẽ sơ đồ tính toán, kích thướt tiết diện.
a.Ván khuôn Dùng gỗ nhóm IV
Xem ván khuôn là 1 dầm đơn giản có nhịp là khoảng cách giữa sườn ngang lV= 0.8m bề rộng là 0,3m
Tải trọng phân bố đều trên dầm
Diện tích bê tông truyền xuống 1 nhịp dầm là 0.3 x 0.8m
Tổ hợp tỉnh tải và hoạt tải là 1:1
qV=
tt V q
+
ht V q
Với
tt V q
= 3120 x 0.3 x 0.3=280.8 daN/m (Chiều dài lớp bêtông là 0.3m)
ht V q
= 741 x 0.3 = 222.3 daN/m
qV= 503.1 daN/m
Trang 3Bài tập số 4 - KTTC
Tạm bỏ qua trọng lượng của ván để xác định bề dày của ván
Moment ngay tại giữa dầm: M =
2 503,1.0,82
40,248
ql
daNm
Xác định chiều dài ván hv
4
2 2
40, 248.6
[ ]=750.10
m h
0,01
V
h ≥ m
Chọn hV = 0,02 m = 2 cm
Thử lại: khi có trọng lượng ván q = 610 x 0.02 x 0.3 x 1.1 = 4.026 daN/m
Hệ số vượt tải 1.1
Trọng lượng của ván chỉ chiếm 0.8% so với trọng lượng bê tông
qv = 503.1 + 4.026 = 507.126 daN/m
2
2 2
507,126.0,8 6
202.10 [ ]=750.10
W 8.0,3.0,02
m
(thõa)
b.Sườn ngang.
Xem như trọng lượng phần trên truyền xuống phân bố đều ở sườn ngang Diện tích vùng bê tông truyền xuống 1 nhịp dầm là 0.8 x 2m
Giải sườn ngang như dầm đơn giản 2 gối tựa là sườn dọc với khoảng cách sườn dọc lsn = 2m
Tải trọng qsn=qtt + qht + qván
Với
tt V q
= 3120 x 0.3 x 0.8=748.8 daN/m
ht V q
= 741 x 0.8 = 592.8 daN/m
qVán= 610 x 0.02 x 0.8 x 1.1 = 10.736 daN/m HSVT = 1.1 qsn = 1352.336 daN/m
Trang 4Bài tập số 4 - KTTC
Moment lớn nhất giữa nhịp M =
2 1352,336 22
676,168
ql
daNm
Xác định kích thướt tiết diện sườn ngang bsn x hsn
4
2
676,168
[ ]=750.10
m
σ = = < σ
2
5
6
sn sn
Chọn bsn = 0.1 m = 10 cm
hsn = 0.1 m = 10 cm
W =
16,67.10− >9,02.10−
Thử lại: khi có trọng lượng sườn ngang q =610 x 0.1 x 0.1 x 1.1 = 6.71 daN/m
Hệ số vượt tải 1.1
Trọng lượng của sườn ngang chỉ chiếm 0.5% so với tải trọng truyền xuống qsn = 1352.336 + 6.71 = 1359.046 daN/m
2
2 2
1359,046 2 6
407,7.10 [ ]=750.10
W 8 0,1 0,1
m
(thõa)
c.Sườn dọc.
Xem như trọng lượng phần trên truyền xuống bao gồm 2 lực tập trung tại vị trí sườn ngang
Diện tích vùng bê tông truyền xuống 1 nhịp dầm là 1.5 x 2m
Giải sườn ngang như dầm đơn giản 2 gối tựa là cột chống với khoảng cách cột chống lsd= 1.5m
Tải trọng phân bố đều truyền xuống bao gồm qsn=qtt + qht + qván
Trang 5Bài tập số 4 - KTTC
Với
tt V q
= 3120 x 0.3 x 2=1872 daN/m
ht V q
= 741 x 2 = 1482 daN/m
qVán= 610 x 0.02 x 2 x 1.1 = 26.84 daN/m HSVT = 1.1 qsn = 3380.84 daN/m
Trọng lượng của 1 dầm ngang
610 x 0.1 x 0.1 x 2 x 1.1 = 13.42 daN Lực tập trung tác dụng lên sườn dọc là
Psd=
3380,84 1,5
13, 42 2549,05
Moment lớn nhất nằm trong khoảng giữa 2 sườn ngang với giá trị
M = P x 0.35 = 2549.05 x 0.35 = 892,17 daNm
Xác định kích thướt tiết diện bsn x hsn
4
2
892,17
[ ]=750.10
m
σ = = < σ
2
5
6
sd sd
Chọn bsd = 0.1 m = 10 cm
hsd = 0.1 m = 10 cm
W =
16,67.10− >11,90.10−
Thử lại: khi có trọng lượng sườn dọc q =610 x 0.1 x 0.1 x 1.1 = 6.71 daN/m phân bố đều
Hệ số vượt tải 1.1
2 6,71 0,8
8
M = + = daNm
Trang 6Bài tập số 4 - KTTC
2
2 2
892,71 1,5 6
150,64.10 [ ]=750.10
W 8 0,1 0,1
m
(thõa)
d.Cột chống.
Cột được giằng 2 đầu, có thể giải cột bị ngàm 2 đầu với
0.65
µ=
Diện tích vùng bê tông truyền xuống đầu cột là 1.5 x 2m
Cột chịu tải tập trung Pc
Tải trọng tại đầu cột
Bê tông: 3120 x 0.3 x 1.5 x 2 = 2808 daN
Hoạt tải 741 x 1.5 x 2 = 2223 daN
Trọng lượng ván 610 x 2 x 1.5 x 0.02 x 1.1 = 40.26 daN
Trọng lượng sườn ngang(2 cái) = 2 x 610 x 0.1 x 0.1 x 2 x 1.1 = 26.84 daN Trọng lượng sườn dọc 610 x 0.1 x 0.1 x 1.5 x 1.1 = 10.065 daN
Pc = 5108.165 daN
Tiết diện cột chống
Chọn cột 0.1 x 0.1 m (cột vuông)
Trang 7Bài tập số 4 - KTTC
2 0,1 0,029 12
i= = m
63,05
l i
µ
λ = =
60 0,71
63,05 0,676
70 0,60
= ⇒ =
[ ]
2
5108,165
51,1.10 0,676 365.10 247.10 0,1
m
m F
σmax bé hơn rất nhiều so với [σ] nên sẽ thõa khi có thêm trọng lượng bản thân cột chiếm tỉ lệ rất nhỏ so với tải trọng
Lưu ý lực theo phương ngang
Vì diện tích tiếp xúc của các thanh chống và sườn với gió là bé, ta xem như lực ngang chỉ tác dụng vào bê tông
Hc = 1548.95 x 0.3 x 2 = 929.37 daN (theo phương cạnh 2m nguy hiểm
nhất)
Moment tại chân cột M = 929.37 x 2.8 = 2602.236 daNm
Vì lực là rất lớn nên cần bố trí các giằng cột neo buộc chắc chắn
3.Xác định độ võng của các bộ phận cốp pha.(không có HSVT)
a.Ván khuôn.
Lực tác động lên ván khuôn sau khi loại đi các HSVT là
tt
V
q
= 2600 x 0.3 x 0.3=234 daN/m
ht
V
q
= 570 x 0.3 = 171 daN/m
qVán= 610 x 0.02 x 0.3 = 3.66 daN/m
qV = 408.66 daN/m
Độ võng của ván:
Trang 8Bài tập số 4 - KTTC
4 5 384
v
q l EI
∆ =
Với
10
2
1,2.10 daN E
m
=
7 4 0,3.0,02
2.10
v v
b h
I = = = − m
2
4
5 408,66 0,8
9,08.10 0,91
384 1,2.10 2.10 m mm
−
−
Độ võng cho phép:
3
∆ = = = =
Vậy
chophep
∆ < ∆
b.Sườn ngang.
Tải trọng
tt
V
q
= 2600 x 0.3 x 0.8=624 daN/m
ht
V
q
= 570 x 0.8 = 456 daN/m
qVán= 610 x 0.02 x 0.8 = 9.76 daN/m
qsuonngang = 610 x 0.1 x 0.1 =6.1 daN/m
qsn= 1095.86 daN/m
4 5
384
sn
q l EI
∆ =
Với
6 4 0,1.0,1
8,3.10
sn sn
b h
I = = = − m
2
3
5 1095.86 2
0,57.10 0,57
384 1,2.10 8,3.10 m mm
−
−
Trang 9Bài tập số 4 - KTTC
Độ võng cho phép:
3
∆ = = = =
Vậy
chophep
∆ < ∆
c.Sườn dọc.
Tải trọng
tt
V
q
= 2600x 0.3 x 2=1560 daN/m
ht
V
q
= 570 x 2 = 1140 daN/m
qVán= 610 x 0.02 x 2 = 24.4 daN/m
Trọng lượng của 1 dầm ngang
610 x 0.1 x 0.1 x 2 = 12.2 daN
Lực tập trung tác dụng lên sườn dọc là
Psd=
2724,4 1,5
13,42 2056,72
Độ võng
Với dầm như trên độ võng tại giữa nhịp là
12 2
Pa
a L EI
Trang 10Bài tập số 4 - KTTC
6 4 0,1.0,1
8,3.10
sd sd
b h
I = = = − m
2
3
2056,72 0,35 1 1
0,35 0,8 1,09.10 1,09
−
Độ võng cho phép:
3
∆ = = = =
Vậy
chophep
∆ < ∆
d.Cột chống.
Tải trọng tác dụng lên đầu cột
Bê tông: 2600 x 0.3 x 1.5 x 2 = 2340 daN
Hoạt tải 570 x 1.5 x 2 = 1710 daN
Trọng lượng ván 610 x 2 x 1.5 x 0.02= 36.6 daN
Trọng lượng sườn ngang(2 cái) = 2 x 610 x 0.1 x 0.1 x 2 = 24.4 daN Trọng lượng sườn dọc 610 x 0.1 x 0.1 x 1.5 = 9.15 daN
Pc = 4120.15 daN
Giả sử nền là cứng tuyệt đối
Độ co của cột chống dưới tải trọng là
5
10 2
4120,15
1,2.10 0,1
c P
EA
−
∆ = = = =
Độ lún cho phép
3
∆ = = = =
Vậy
chophep
∆ < ∆
Trang 11Bài tập số 4 - KTTC
Bài 2.
1.Áp lực lớn nhất của bê tông tác động lên cốp pha theo ACI 347-04.
ax W
785
7,7
17,8
R
P C C
T
+
Với R = 1.1 m/h
T = 30°C
CW (R< 2.1 m/h, H < 4.2m)
2500
1,078
CC (không có chất giảm đông cứng) 1
ax 27,77
m
P = kPa
Có
ax
30 32,34 50
m
P ρgh kPa
Vậy chọn Pmax=32.34 kPa
2.Tính a (mm)
Tải trọng ngang do đổ bê tông gây nên 400daN/m2= 4 kPa, HSVT = 1.3 Tải trọng do đầm rung 140 daN/m2 = 1.4 kPa, HSVT = 1.3
Xem như mỗi bu lông chịu tải của 1 diện tích lực phân bố đều có
Tải tiêu chuẩn Ptc = 32.34+4+1.4 = 37.74 kPa
Tải tính toán Ptt = 32.34 x 1.3 + 4 x 1.3 + 1.4 x 1.3 = 49.062 kPa
Diện tích truyền tải vào 1 bu lông là 750 x a mm
Ứng suất mỗi bu lông phải chịu
[ ]
.
bl bl
P a l
N
3
3 2
49,062 0,75 10
225.10 0,008
4
a
π
−
≤
Trang 12Bài tập số 4 - KTTC
307,35
Chọn a = 300 mm
3.Tiết diện cây chống xiên.
Tải trọng gió lấy bằng tải trọng gió tại Tp.HCM : 83 daN/m2
Chiều cao tường: 4m
Vì chỉ bố trí cây chống xiên nên chỉ chịu tải gió tác động từ trái qua Diện tích truyền tải vào 1 cây chống xiên 2 x 1m
Lực phân bố đều tác động vào thành: q = 83 x 1 = 83 daN/m
Nội lực trong thanh AB
Xét cân bằng moment tại C
Trang 13Bài tập số 4 - KTTC
2
q
+
153,60
AB
N = daN
Hệ số an toàn chống lật n = 1.3
Giả sử thanh chống là gỗ tròn đường kính d
Thanh chống được neo 2 đầu, có thể giải thanh chống bị ngàm 2 đầu với
0.65
µ=
Tính đường kính gỗ tròn
Giả sử đường kính thanh gỗ d = 5 cm (có trên thị trường)
0,65 1,7 1, 4
114,52 0,05
4
l i
µ
110 0, 25
114,52 0,236
120 0, 22
2 2
.
0,236 365.10 861, 4.10
4
AB
nen
N
m
3
2 2
101,7.10
4
AB
m d
Thõa