ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2- Đố án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯL

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2- Đố án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯL

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2

1

-Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo mái:

+Tĩnh tải mái : gm = 300 (daN/m2)

+Hoạt tải mái :pm = 1,3.75 ( daN/m2)

II Kích thước khung ngang :

2

-Với nhịp L1=L3=22 (m) , L2=28 (m) chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng gãy khúc

-Chiều cao giữa dàn

-Chiều cao giữa dàn 3,4 (m)

-Chiều cao đầu giàn : Độ dốc của mái i=1/12

h= H –( i.L) / 2 =3400- (28000)/24 = 2200 (mm)

-Chọn cửa mái trên nhịp giữa , rộng 12 (m) , chiều cao cửa mái 4 (m)

1.2 Chọn dầm cầu trục :

-Cầu trục chế độ làm việc trung bình

-Chọn kích thước dầm cầu trục cho tất cả nhịp sau :

-Chiều cao ray và các lớp đệm :hr = 150 (mm).

-Trọng lượng ray và các lớp đệm :gr =150 (daN/m)

1.4 Xác định kích thước chiều cao nhà :

-Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt +0,00 (m) để xác định các kích thước khác.-Cao trình vai cột:

-Chọn chiều cao phần cột dưới Hd = V+ a2 = 8850 +500 = 9350 (mm)

-Kích thước tiết diện cột chọn như sau :

2.XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG :

2.1 Tĩnh tải mái :

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

-Tĩnh tải do trọng lượng bản than dầm mái lấy theo bảng tra :

Gc: Trọng lương bản than dầm cầu trục 42 (kN )

gr : Trong lượng ray và các lớp đệm , lấy 150 (daN/m)

B

m2 G Gm1

-Pm= 75 (daN/m2) , n=1,3 ( đưa về lực tập trung Pm đặt tại đầu cột ).

-Nhịp biên :

Pm= 0,5.n.pm.a.L=0,5.1,3.75.6.22= 64,35 (kN)

-Nhịp giữa :

Pm= 0,5.n.pm.a.L=0,5.1,3.75.6.28= 81,90(kN)

2.5.Hoạt tải cầu trục :

1.Hoạt tải đứng do cầu trục :

Áp lực thẳng đứng lớn nhất do 2 cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng :

6300 4400

6000

2.Hoạt tải do lực hãm của xe con :

2.6 Hoạt tải gió :

* Tải trọng gió tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình :

W=n.Wo.k.C

Trong đó W=83 (daN/m2) ( áp lực gió ở độ cao 10 (m) so với cốt chuẩn của mặt đất , phụ thuộc vào vùng phân bố áp lực gió tại Việt Nam , lấy theo tiêu chuẩn thiết kế 2737-1995 đối với khu vực TP.HCM có địa hình xung quanh trống trải (dạng địa hình A)

Gio đẩy C=0,8 ; Gió hút = -0,6

+Gió đẩy : pđ =W.a =1,2.0,83.1,209.6.0,8 = 5,78( kN).

h

L  

-Nội suy được giá trị C e1 = - 0.156

-Gía trị C’e1 tính với góc α =5 o ( do mái có độ dốc i=1/12 ) tỉ số '1 19,89

0, 27672

-Gía trị S tính theo công thức sau :

Momen quán tính:

Các thông số :

-Quy ước chiều dương của nội lực như hình vẽ :

II.Nội lực do tĩnh tải mái gây ra :

14,44 26,38

MB

22,1

-37,9 11,16

-9,94 2,93

VI Hoạt tải mái :

-Trục A : Sơ đồ tính như tính đối với Gm1 , nội lực xác định bằng cách nhân nội lực do Gm1 với tỉ

số Pm/Gm1 = 64,35/245,3 =0,262

MI =-3,22 (kNm)

MII =2,93 (kNm)

17

MIII =-9,94 (kNm)

MIV =5,79 (kNm)

N =245,3 (kN)

Q =1,68 (kN)

-Trục B : Tính riêng trường hợp đặt bên phải , bên trái

+ Trường hợp đặt bên phải :

Momen do Pm2 gây ra tại đỉnh cột

+ Trường hợp đặt bên trái :

Momen do Pm1 gây ra tại đỉnh cột

P

G

M

Tính riêng cho từng trường hợp do cầu trục bên trái và bên phải

+Trường hợp nội lực do cầu trục phía bên phải :

d

D

2 1

MIII =-52.3,65 + 504,08 =314,28(kNm)

NI=NII = 0 (kN) ; NIII=NIV = 504,08 (kN) ;

Q =-52 (kN)

+Trường hợp nội lực do cầu trục phía bên trái :

Xác định nội lực trong các tiết diện cột :

M D

M D  

4R

p h

CỘT TD NL

TĨNH TẢI

HT MÁI HOẠT TẢI CÂU TRỤC GIÓ TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2

Nhịp biên

Nhịp giữa Dmax(T) Tmax(P) Dmax(P) Tmax(P) Trái Phải Mmax_N Mmin_N Nmax_M Mmax_N Mmin_N Nmax_M

Q -3,27 1,2 -1,52 38,72 -5,65 -52 -5,65 29,39 -29,39 26.121 -32.666 -55.274 58.207 -75.203 -45.507

28

-Chiều dài tính toán Lo = 2,5.Ht = 2,5.3,65 = 9,125 (m)

-Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h =40 (cm)

-Gỉa thuyết chọn a=a’ = 4 (cm) , suy ra :

ho= 40- 4 = 36 (cm)

ho= 40- 4 = 36 (cm)

Độ mảnh:

=>Cần xét đến uốn dọc và tải dài hạn

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất

2,1 8

7,782,7 7

2 2 2 0

1.136261,36

' 0

1.129261,36

-Chiều dài tính toán Lo = 1,5.Hd = 1,5.9,35 = 14,024 (m)

-Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h =80 (cm)

-Gỉa thuyết chọn a=a’ = 4 (cm) , suy ra :

ho= 40- 4 = 36 (cm)

ho= 80- 4 = 76 (cm)

Độ mảnh

=>Cần xét đến uốn dọc và tải dài hạn

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất

2 2 2 0

2 0

'

' 0

2,1 8

7,782,7 7

2 2 2 0

'

' 0

Chọn cốt thép cho cột dưới : A s = A’ s : 225+ 228 (As = 22,13 cm 2 )

Cấu tạo : Cột dưới có h > 500 (mm) , nên giữa cần đặt cốt giá , khoảng cách giữa các cốt dọc

3 Tính toán các điều kiện khác :

a) Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn :

-Chiều dài tính toán Lo =1,2.Hd =1,2.9,35 = 11,22 (m)l

35

Vậy :Cột đủ khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng uốn

b) Kiểm tra khả năng chịu cắt :

3

-Vậy :Bê tông đủ khả năng chịu cắt.

-Chọn cốt đai theo cấu tạo 8a200

- Kích thước vai cột :hv = 600(mm) ; lv = 400(mm).

-Lực tác dụng lên vai cột :

P D G    kN

a.Kiểm tra kích thước vai cột :

-Sơ đồ tính công conson ngắn

-Chọn cốt đai d8 , khoảng cách 150 (mm) , thỏa mãn không quá h/4 =250 (mm)

-Cầu trục chế độ làm việc trung bình , Kv =1

 Phải tính cốt đai và cốt xiên

h=1000 (mm) > 2,5.av =500 (mm) chọn cốt xiên và cốt đai ngang

0.002bh 0.002 40 96 7.68(   cm )

-Chiều dài đoạn cốt xiên :L =1000 (mm)

-Chọn 2d18 + 1d20 đặt thành 2 lớp , thõa mãn lớn hơn 25 và Lx =1000 / 15= 67 (mm)

d) Tính kiểm tra ép mặt lên vai :

Lực nén lớn nhất một dầm truyền vào vai là: N=0,5.Gd +Dmax1

Dmax1 tính tương tự phần vai cột của cột giữa

Dmax1 = Pmax.(y1 +y3 ) = 1,1 175.(1+0,683 ) = 323,98 (kN)

Cường độ nén tính toán cục bộ của bê tông :

e)Kiểm tra vẫn chuyển và cẩu lắp :

-Khi vận chuyển và cẩu lắp cột bị uốn Tải trọng là trọng lượng bản thân của cột nhân với hệ số động 1,5

+ Cột dưới : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =760 (mm) , cốt thép chỉ lấy 228 +112 (13,45 cm2 ).

Kiểm tra theo công thức :

4

[ ]M R A h s .(s o a') 280000.13, 45.10 (0, 76 0,04) 271,15( kNm)

[M]=271,15(kNm) > M2 =53,9(kNm) nên cột đủ khả năng chịu lực

b) Khi cẩu lắp lật cột theo phương ngương rồi mới cẩu :

Điểm cẩu đặt tại vai cách nút trên một đoạn 3,85 (m) , chân cột tì lên đất

Momen lớn nhất ở phần cột trên , chổ tiếp giáp với vai cột :

Vậy cột đủ khả năng chịu lực

+ Cột dưới : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =760 (mm) , cốt thép chỉ lấy 225 +228 (22,13 cm2 )

Kiểm tra theo công thức :

+Khi cẩu lắp theo phương ngang :Điểm đặt tại vai cách nút trên 3,85 (m) chân cột tì lên đất

+ Cột trên : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =360 (mm) , cốt

[M]=117,2 (kNm) > M1 = 39,97 (kNm) nên cột đủ khả năng chịu lực

+ Cột dưới : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =760 (mm) , cốt thép chỉ lấy 228 +112 (13,45 cm2 )

Kiểm tra theo công thức :

-Chiều dài tính toán Lo = 2,5.Ht = 2,5.3,65 = 9,125 (m)

-Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h =60 (cm)

-Gỉa thuyết chọn a=a’ = 4 (cm) , suy ra :

=>Cần xét đến uốn dọc và tải dài hạn

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 2 cặp nội lực nguy hiểm nhất

1.135678,11

5712,7

cr

N N

2,1 8

7,782,7 7

3 0

'

' 0

1.152751,82

5551,9

cr

N N

2,1 8

7,782,7 7

3 0

'

' 0

-Chiều dài tính toán Lo = 1,5.Ht = 1,5.6,35 = 14,025 (m)

-Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h =80 (cm)

-Gỉa thuyết chọn a=a’ = 4 (cm) , suy ra :

ho= 40- 4 = 36 (cm)

ho= 80- 4 = 76 (cm)

Độ mảnh

=>Cần xét đến uốn dọc và tải dài hạn

Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 2 cặp nội lực nguy hiểm nhất

2,1 8

7,782,7 7

3 0

'

' 0

6887, 4

cr

N N

2,1 8

7,782,7 7

3 0

'

' 0

1.2861517,96

6827

cr

N N

2,1 8

7,782,7 7

3 0

'

' 0

Vậy : Chọn cốt thép cho cột dưới : 6d22 ( As= 22,81 (cm 2 ) )

3 Tính toán các điều kiện khác :

a) Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn :

Vậy :Cột trên đủ khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng uốn

b) Kiểm tra khả năng chịu cắt :

3

-Vậy :Bê tông đủ khả năng chịu cắt.

-Chọn cốt đai theo cấu tạo 8a300

c) Kiểm tra về nén cục bộ :

-Xét trường hợp nguy hiểm nhất ở nhịp BC

-Đỉnh cột chịu nén do mái truyền vào :

A A

a.Kiểm tra kích thước vai cột :

-Sơ đồ tính công conson ngắn

-Chọn cốt đai d8 , khoảng cách 150 (mm) , thỏa mãn không quá h/4 =250 (mm)

P kN   R b h  x x x x  kN

-Cầu trục chế độ làm việc trung bình , Kv =1

Phải tính cốt đai và cốt xiên

Lực nén lớn nhất một dầm truyền vào vai là: N=0,5.Gd +Dmax1

Dmax1 tính tương tự phần vai cột của cột giữa

Dmax1 = Pmax.(y1 +y3 ) = 1,1 235.(1+0,683 ) = 435,06 (kN)

e)Kiểm tra vẫn chuyển và cẩu lắp :

-Khi vận chuyển và cẩu lắp cột bị uốn Tải trọng là trọng lượng bản thân của cột nhân với hệ số động 1,5

Momen lớn nhất ở đoạn giữa phần cột cách gối tựa đoạn dưới một đoạn 3,43 (m) giá trị M3 = 45,51 (kNm).

+ Cột trên : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =560 (mm) , cốt thép chỉ lấy 22 2 +112 (8,73 cm2 )

Kiểm tra theo công thức :

4

[ ]M R A h s .(s o a') 280000.8,73.10 (0,56 0,04) 127, 2( kNm)

[M]=127,2 (kNm) > M1 = 55,13 (kNm) nên cột đủ khả năng chịu lực

+ Cột dưới : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =760 (mm) , cốt thép chỉ lấy 422 +112 (16,34 cm2 )

Kiểm tra theo công thức :

4

[ ]M R A h s .(s o a') 280000.16,34.10 (0,76 0,04) 329, 42( kNm)

b) Khi cẩu lắp lật cột theo phương ngương rồi mới cẩu :

Điểm cẩu đặt tại vai cách nút trên một đoạn 3,85 (m) , chân cột tì lên đất

Momen lớn nhất ở phần cột trên , chổ tiếp giáp với vai cột :

Vậy cột đủ khả năng chịu lực

+ Cột dưới : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =760 (mm) , cốt thép chỉ lấy 622 (22,81 cm2 )

53

Kiểm tra theo công thức :

4

[ ]M R A h s .(s o a') 280000.22,81.10 (0,76 0,04) 459,85( kNm)

+Khi cẩu lắp theo phương ngang :Điểm đặt tại vai cách nút trên 3,85 (m) chân cột tì lên đất

+ Cột trên : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =560 (mm) , cốt thép chỉ lấy 222+112 (8,73 cm2 )

Kiểm tra theo công thức :

4

[ ]M R A h s .(s o a') 280000.8,73.10 (0,56 0,04) 127, 2( kNm)

[M]=127,2 (kNm) > M1 = 59,95 (kNm) nên cột đủ khả năng chịu lực

+ Cột dưới : Kiểm tra khả năng chịu lực với tiết diện ngang b=400 (mm) ; ho =760 (mm) , cốt thép chỉ lấy 422 +112 (16,34 cm2 )

Kiểm tra theo công thức :

-Khối lượng trung bình của đất đắp và móng là tb =22(kN/m2).

Q(kN)

-Chọn sơ bộ chiều cao móng là h=1 (m)

-Momen lệch tâm tại đáy móng :

6 1

o

N p

-Chọn Af =a x b =4 x 2.2 =8,8(m2)

-Chọn sơ bộ chiều cao móng là h=1 (m)

-Momen lệch tâm tại đáy móng :

o

N p

Kết luận : Diện tích đáy móng đã chọn là hợp lí

2.Kiểm tra xuyên thủng :

(Tính với tải trọng tính toán , không kể trọng lượng bản than của móng và đất phủ )

a)Tính toán với cặp 1 :

-Momen lệch tâm tại đáy móng :

-Độ lệch tâm :

57

2 max 1

 

2 2

-Chọn sơ bộ chiều cao móng là h=1 (m)

-Momen lệch tâm tại đáy móng :

Mfc = Mc + Qc.h = -364,57-39,57x1= -404,14(kNm)

-Độ lệch tâm :

61

6 1

Kết luận : Diện tích đáy móng đã chọn là hợp lí

2.Kiểm tra xuyên thủng :

(Tính với tải trọng tính toán , không kể trọng lượng bản than của móng và đất phủ )

thỏa)

a) Tính với cặp 3 :

63

-Momen lệch tâm tại đáy móng :

2 max 1

 

2 2