Đồ án xây dựng dân dụng và công nghiệp (5)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (576.08 KB, 61 trang )
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP SỐ 2
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CƠNG NGHIỆP 1
TẦNG LẮP GHÉP
Số liệu cho trước
Nhà cơng nghiệp 1 tầng lắp ghép, ba nhịp đều nhau, L k = 20 m, cùng cao trình
ray R = 8,3 m mỗi nhịp có 2 cầu trục chạy điện, chế độ làm việc nhẹ. Sức trục Q =
10 T. Bước cột a = 6 m. Địa điểm xây dựng: TP. Đồng Hới – T.Quảng Bình.
I. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CỦA CÁC CẤU KIỆN:
1.Chọn kết cấu mái:
Với nhịp L = Lk + 2 = 20+2.0,75=21,5m
L: nhịp nhà.
Lk: nhịp cầu trục, Lk = 20m.
: Khoảng cách từ trục định vị đến trục đỡ cầu trục, = 0,75m.
L =21,5m >18m nên chọn kết cấu dàn bê tơng cốt thép dạng hình thang.
Chiều cao giữa dàn lấy trong khoảng h L 21,5 3, 07 2, 4 m .
7 9
7 9
1 1
1
1
Chọn h = 2,5 m, đầu dàn cao 1,5m.
Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa, rộng 9,5m, cao 4m.
Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống dưới như sau:
- Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm;
- Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12cm;
- Lớp bê tông chống thấm dày 4cm;
- Panel mái là dạng panel sườn, kích thước 6x1,5m, cao 30cm.
Tổng chiều dày các lớp mái: t = 5+12+4+30 = 51cm.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 1-
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
Kích thước dàn
Q
Q
lk
a
L
lk
b
L
Mặt cắt ngang nhà
2. Trục định vị:
Cần trục có sức trục Q = 10T < 30T nên trục định vị của cột được xác định
như sau:
- Đối với cột biên: trục định vị trùng với mép ngoài của cột.
- Đối với cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học của cột.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 2-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
1000
1000
600
600
600
45°
400
21500
A
B
Vị trí trục định vị
3.Chọn dầm cầu trục:
Với nhịp dầm cầu trục 6 m, sức trục 10t, chọn dầm cầu trục bằng bêtông cốt
thép lắp ghép, tiết diện chữ T. Theo thiết kế định hình có chiều cao H c = 800mm, bề
rộng sườn b = 200mm, bề rộng cánh b c = 570mm, chiều cao cánh hc = 120 mm,
trọng lượng 1 dầm 3,3T = 32KN.
4. Xác định kích thước đường ray:
Từ Q = 10; Lk = 20m; chế độ làm việc nhẹ, tra bảng 1 phụ lục I có: B =
6300mm; K = 4400mm; Hct = 2300mm; B1 = 260mm.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 3-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
Áp lực bánh xe lên ray: Pmaxtc = 17,5T = 175kN.
Pmintc = 3,8 T = 68kN.
Chọn chiều cao ray và các lớp đệm: Hr = 0,15m.
Trọng lượng của ray và các lớp đệm: gr = 200Kg/m = 2kN/m.
5. Xác định các kích thước chiều cao nhà:
Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt ± 0,00 để xác định các kích thước
khác.
V R H r H c
Cao trình vai cột:
R - Cao trình ray đã cho R = 8,3m.
Hr - Chiều cao ray và các lớp đệm, Hr = 0,15m.
Hc - Chiều cao dầm cầu trục, Hc = 0,8m.
V 8,3 0,15 0,8 7,35m
D R H ct a1
Cao trình đỉnh cột :
Hct - chiều cao cầu trục, tra bảng 1 phụ lục I với sức trục 10T có H ct =
1,9m.
a1 - khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái,
chọn a1 =0,15m, đảm bảo a1 > 0,1m.
D 8,3 1,9 0,15 10,35m
Cao trình đỉnh mái
M D h hcm t
h - Chiều cao kết cấu mang lực mái, h = 2,5m.
hcm - Chiều cao cửa mái, hcm = 4,0m.
t - Tổng chiều dày các lớp mái, t = 0,51m.
- Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái:
M 2 10,35 2,5 4, 0 0,51 17,36m
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 4-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
- Cao trình mái ở hai nhịp biên khơng có cửa mái:
M 1 10,35 2,5 0,51 13,36m
6. Kích thước cột :
Sức trục nhỏ hơn 30T, nhịp nhà nhỏ hơn 30m nên chọn loại cột đặc có tiết
diện chữ nhật.
Chiều dài phần cột trên
H t D V 10,35 7,35 3,0m
Chiều dài phần dưới cột H d V a2 7,35 0,5 7,85m
a2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn a2 = 0,5m.
Kích thước tiết diện cột chọn như sau:
- Bề rộng cột b chọn theo thiết kế định hình, thống nhất cho toàn bộ phần cột
trên và cột dưới, cho cả cột biên lẫn cột giữa b = 40 cm, thoả mãn điều kiện
H d 7,85
19,63 25
b
0,4
- Chiều cao tiết diện phần cột trên cột biên ht = 40 cm, thoả mãn điều kiện
a 4 ht B1 75 40 26 9cm 6cm .
ở đây:
- khoảng cách từ trục định vị ( mép ngoài cột biên ) đến tim dầm cầu trục,
= 75 cm.
B1 - khoảng cách từ tim dầm cầu trục đến mép cầu trục, tra bảng phụ lục 1, B 1
= 26 cm.
- Chiều cao tiết diện phần cột dưới cột biên hd = 60 cm, thoả mãn điều kiện
hd
H d 7,85
0,56m
14
14
- Cột giữa chọn ht = 60 cm, hd = 80 cm, các điều kiện tương tự như cột biên
đều thoả mãn.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 5-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
- Kích thước vai cột sơ bộ chọn h v = 60 cm, khoảng cách từ trục định vị đến
mép vai là 100 cm, góc nghiêng 450.
* Kiểm tra độ mảnh của cột:
- Cột biên:
+ Độ mảnh của cột trên theo phương trong mặt phẳng khung:
lo 2,5 H t 2,5.3,0
18, 75 30
ht
ht
0, 4
+ Độ mảnh của cột trên theo phương ngoài mặt phẳng khung:
lo 2.H t 2.3, 0
15 30
b
b
0, 4
+ Độ mảnh của cột dưới theo phương trong mặt phẳng khung:
lo 1,5H d 1,5.7,85
19, 625 30
hd
hd
0, 6
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 6-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
+ Độ mảnh của cột dưới theo phương ngoài mặt phẳng khung:
lo 1, 2.H d 1, 2.7,85
23,55 30
b
b
0, 4
- Cột giữa: Kiểm tra điều kiện tương tự cột biên, đều thoả mãn.
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
1. Tĩnh tải mái:
Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trêm 1m 2 mặt bằng
mái xác định theo bảng sau:
Các lớp mái
1
2
Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5
cm, = 18kN/m3; 0,05 x 18
Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt, dày 12
cm,
Tải trọng
tiêu chuẩn
kG/m2
Hệ số
vượt
tải
Tải trọng
tính tốn
0,9
1,3
1,17
1,44
1,3
1,872
1,1
1,1
kN/m2
= 12kN/m3; 0,12 x 12
3
4
Lớp bêtông chống thấm, dày 4 cm,
= 25kN/m3; 0,04 x 25
Panel mái dạng panel sườn, kích
thước 6 x 1,5 m, cao 300mm
Tổng cộng
1
1,80
5,14
1,1
1,98
6,12
Cấu tạo và tải trọng các lớp mái
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 7-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhịp 21,5m là 83,5kN hệ số vượt tải
n = 1,1.
G1 83,5.1,1 91,85kN
Trọng lượng khung cửa mái rộng 9,5m, cao 4m lấy 28kN; n = 1,1:
G2 28.1,1 31kN
Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 5kN/m, với n = 1,2:
g k 5.1, 2 6kN / m
Tĩnh tải mái quy về lực tập trụng Gm1 tác dụng ở nhịp biên khơng có cửa mái:
Gm1 0,5(G1 gaL) 0,5(91,85 6,12.6.21,5) 440, 665kN
Ở nhịp giữa có cửa mái:
Gm 2 0,5(G1 gaL G2 2 g k a) 0,5(91,855 6,12.6.21,15 31 2.6.6) 492,165kN
Các lực Gm1, Gm2 đặt cách trục định vị 0,15 m.
50
25
Gm1
Gm1
Gm2
150 150
150
A
B
Sơ đồ xác định điểm đặt tải trọng mái
2. Tĩnh tải do dầm cầu trục:
Gd Gc ag r
Gc - trọng lượng bản thân dầm cầu trục là 33kN.
gr - trọng lượng ray và các lớp đệm, lấy 1,5kN/m.
Gd 1,1 33 6.1,5 49,5kN
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 8-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75m.
Gd
750
Gd
Gd
750
A
750
B
Điểm đặt của tải trọng dầm cầu trục
3. Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột:
Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột.
- Cột biên có :
Phần cột trên :
Gt 0, 4.0, 4.3, 0.25.1,1 13, 2kN
Phần cột dưới :
0, 6 1
Gd 0, 4.0, 6.7,85 0, 4
0, 4 25.1,1 55,33kN
2
- Cột giữa có :
Gt 0, 4.0, 6.3, 0.25.1,1 19,8kN
0, 6 1, 2
Gd 0, 4.0,8.7,85 2.0, 4
0, 6 25.1,1 80,96 kN
2
Tường xây gạch là tường tự chịu lực nên trọng lượng bản thân của nó khơng
gây ra nội lực cho khung.
4. Hoạt tải mái:
Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên một mét vuông mặt bằng mái
lấy 0,75 kN/m2, n = 1,3. Hoạt tải này đưa về thành lực tập trung Pm đặt ở dầu cột.
Pm 0,5.1,3.0, 75.a.L 0,5.1,3.0, 75.6.21,5 62,89 kN
Vị trí từng Pm đặt trùng với vị trí của từng Gm.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 9-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
5. Hoạt tải cầu trục:
a. Hoạt tải đứng do cầu trục:
Với số liệu cầu trục đã cho Q = 10T.
Nhịp cầu trục Lk = 20m, chế độ làm việc nhẹ, tra bảng 1 phụ lục I có các số
liệu về cầu trục như sau:
Bề rộng cầu trục B = 6,3m.
Khoảng cách hai bánh xe K = 4,4m.
Trọng lượng xe con G = 52KN.
Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe cầu trục Ptcmax = 175kN.
Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 1995, n = 1,1.
Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột
Dmax xác định theo đường ảnh hưởng phản lực như hình vẽ.
c
Dmax x n.Pmax
.y i
Các tung độ yi của đường ảnh hưởng ứng với vị trí các lực tập trung P cmax xác
định theo tam giác đồng dạng:
y1 = 1; y2 = 1,6/6 = 0,267; y3 = 4,1/6 = 0,683;
Dmax = 1,1.175.(1 + 0,267 + 0,683)= 375,375kN.
Điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặt của Gd.
6300
4400
Pmax
1600
6300
4400
Pmax
1900
6000
y2
Pmax
y1
Pmax
6000
4100
y3
Sơ đồ xác định Dmax
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 10-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
b. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con:
Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc
mềm xác định theo cơng thức
T1c Q G / 40 (100 40) / 40 5, 05kN
Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như
đối với Dmax
Tmax n.T1c . yi 1,1.5, 05.(1 0, 267 0, 683) 10,83kN
Xem lực Tmax đặt lên cột ở mức mặt trên dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1,0m và cách
đỉnh cột một đoạn y = 3,0 - 1 = 2,0m.
6. Hoạt tải do gió:
Tải trọng gió tính tốn tác dụng lên mỗi mét vng bề mặt thẳng đứng của
W n.Wo .k.C
cơng trình là
Trong đó:
Wo - áp lực gió ở độ cao 10m, theo TCVN 2737 - 1995 thì Hịa Bình thuộc
vùng I-A nên áp lực Wo tra ở bảng 1 phụ lục II là 0,65 kN/m2.
k - hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa
hình, tra ở bảng 2 phụ lục II, ở đây áp dụng địa hình A. Hệ số k xác định tương ứng
ở hai mức :
- mức đỉnh cột, cao trình +10,35 m có k = 1,005
- mức đỉnh mái, cao trình +17,36 m có k = 1,104
C - hệ số khí động, C = +0,8 đối với phía gió đẩy và C = - 0,6 đối với phía
gió hút;
n - hệ số vượt tải, n = 1,2.
Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố
p W.a n.Wo .k .C.a
đều
Phía gió đẩy
pd 1, 2.0, 65.1, 005.0,8.6 4, 48kN / m
Phía gió hút
ph 1, 2.0, 65.1, 005.0, 6.6 3,36kN / m
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 11-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập
trung đặt ở đầu cột S1, S2 với k lấy trị số trung bình k = 0,5(1,122+1,246) = 1,184.
Hình dáng mái và hệ số khí động ở từng đoạn mái tham khảo phần phụ lục II
và TCVN 2737 – 1995, lấy theo sơ đồ như hình vẽ
Trong đó giá trị Ce1 tính với góc = 5,31, tỷ số H / L = 10,35 / 21,5 = 0,481
nội suy có Ce1 = - 0,464.
Trong đó C 'e1 tính với góc 5, 710 , tỷ số H’/L=(15,56-0,5)/21,5=0,70, nội
suy có C 'e1 0, 606 và Ce 2 0, 4 .
Trị số S tính theo cơng thức:
S nkWo a Ci hi 1, 2.1,197.0, 65.6 Ci hi 5, 62 Ci hi ;
S1 5.62 0,8.1,50 0, 464.1, 0 0,5.1, 0 0,5.0,525 0,7.4 0, 606.0, 475 19,589kN ;
S 2 5, 62 0, 4.0, 475 0, 6.4 0,5.0,535 0,5.1, 0 0,5.1, 0 0, 6.1,5 21,117 kN .
-0,606
Ce1=-0,448
-0,5
0,7
-0,5
-0,4
-0,6
-0,5
-0,5
0,8
-0,5
-0,6
A
B
C
D
S2
S1
Pd
Ph
A
B
C
D
Sơ đồ xác định hệ số khí động trên mái
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 12-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
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 chuyển vị ngang đỉnh cột.
1.Các đặc trưng hình học:
Cột trục A:
Ht = 3,6m; Hd = 5,45m; H = 3,6 + 5,45 = 9,05m.
Tiết diện phần cột trên b = 40cm; ht = 40cm.
phần cột dưới b = 40cm; hd= 60cm.
Mơmen qn tính
Jt = 40 x 403 / 12 = 213333 cm4.
Jd = 40 x 603 / 12 = 720000 cm4.
Các thông số
t H t / H 3,6 / 9, 05 0,398
J
720000
k t 3 d 1 0,3983
1 0,149.
213333
Jt
Cột trục B:
Tiết diện phần cột trên b = 40cm; ht = 60cm.
phần cột dưới b = 40cm; hd= 80cm.
Mơmen qn tính
Jt = 40 x 603 / 12 = 720000 cm4.
Jd = 40 x 803 / 12 = 1706667 cm4.
Các thông số
t H t / H 3, 6 / 9, 05 0,398
J
1706667
k t 3 d 1 0,3983
1 0, 086.
720000
Jt
Chiều dương của nội lực được biểu diễn như hình vẽ
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 13-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
N
M
Q
2. Nội lực do tĩnh tải mái:
a. Cột trục A:
Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải Gm1 như trên hình vẽ. Lực Gm1 gây ra mômen ở
đỉnh cột M = Gm1.et = - 440,665.0,05 = - 22,03kNm.
Độ lệch trục giữa phần cột trên và cột dưới là
a hd ht / 2 0,6 0,4 / 2 0,1m
Vì a nằm cùng phía với et so với trục cột dưới nên phản lực đầu cột R = R1 + R2
R1
3M 1 k / t
2 H (1 k )
3.22, 03 1 0,149 / 0,398
2.9,05 1 0,148
4,36kN .
Tính R2 với:
M Gm1.a 440, 665.0,1 44, 0665kNm.
Mômen này đặt ở mức vai cột
R2
3M 1 t 2
3.44, 0665 1 0,398 5,35kN
2 H (1 k )
2
2.9, 05 1 0,149
R R1 R2 4,36 5,35 9, 71kN .
Chiều R ở trên hình là chiều thực.
Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
M I 440, 665.0, 05 22, 03kNm
M II 22, 03 9, 71.3, 6 12,926kNm
M III 440, 665(0, 05 0,1) 9, 71.3, 6 31,14kNm
M IV 440, 665(0, 05 0,1) 9, 71.9, 05 21, 78kNm
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 14-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
NI = NII = NIII = NIV = 440,665kN;
QIV = 9,71kN.
Biểu đồ mơmen cho trên hình.
b. Cột trục B:
Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái Gm1 và Gm2 như trên hình vẽ.
Khi đưa Gm1 và Gm2 về đặt ở trục cột ta được lực
Gm Gm1 Gm 2 440, 665 492,165 932,83kN
Và mômen
M 440, 665.(0,15) 492,165.0,15 7, 725kNm
Phản lực đầu cột
R
3M 1 k / t
2 H (1 k )
3.7, 725 1 0, 086 / 0,398
2.9, 05 1 0, 086
1, 43kN
Nội lực trong các tiết diện cột
M I 7,725 KNm
M II 7, 725 1, 43.3, 6 2,577 kNm
M III M II 2,577kNm
M IV 7, 725 1, 43.9, 05 5, 217kNm
NI = NII = NIII = NIV =932,83kN
QIV = -1,43kN.
Biểu đồ mơmen cho trên hình vẽ .
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 15-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
440,665
0,05
9,71
I
440,665
0,15
-22,03
492,165
0,15
1
7,725
I
II
III
II
0,1 III
IV
IV
12,926
-31,14
2,577
-5,217
21,78
A
B
Sơ đồ tính và biểu đồ mơmen ở cột biên và cột giữa do tĩnh tải mái
3. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục:
a. Cột trục A:
Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd cho trên hình
Lực Gd gây ra mômen đối với trục cột dưới, đặt tại vai cột:
M Gd .ed
ed 0,5.hd 0,75 0,5.0,6 0,45m;
M 56,1.0, 45 25, 25kNm
Phản lực đầu cột:
R
3M 1 t 2
3.25, 25 1 0,398 3, 07kN
2 H (1 k )
2
2.9, 05 1 0,149
Nội lực trong các tiết diện cột:
M I 0
M II 3, 07.3, 6 11, 016kNm
M III 11, 016 25, 25 14, 234kNm
M IV 3, 07.9, 05 25, 25 2,5335kNm
NI = NII = 0
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 16-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
NIII = NIV = 56,1kN.
QIV = - 3,07kN.
Biểu đồ mômen cho trên hình vẽ.
3,07
56,1
56,1
14,234
56,1
-11,016
0,45
0,75
-2,5335
A
0,75
B
Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục
b. Cột trục B:
Do tải trọng đặt đối xứng qua trục cột nên M = 0; Q = 0; NI = NII = 0; NIII =
NIV = 112,2kN.
4. Tổng nội lực do tĩnh tải:
Cộng đại số nội lực ở các trường hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của từng
cột được kết quả như hình vẽ, trong đó lực dọc N còn được cộng thêm trọng lượng
bản thân cột đã tính ở phần II.3.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 17-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
-22.03
-1,91
440,655
a)
-16,905
M
19,2465
Q = 6,64
459,505
515,605
N
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
7,725
932,83
b)
2,577
948,67
1060,87
M
555,095
-5,217
Q = -1,43
N
1100,36
Tổng nội lực do tĩnh tải
5. Nội lực do hoạt tải mái:
a. Cột trục A:
Sơ đồ tính giống như khi tính với Gm1, nội lực xác định bằng cách nhân nội
lực do Gm1 với tỷ số Pm / Gm1 = 63 / 440,665= 0,14.
M I 22.03.0,14 3, 0842kNm;
M II 12,926.0,14 1,81kNm;
M III 31,14.0,14 4,36kNm;
M IV 21, 78.0,14 3,05kNm;
NI = NII = NIII = NIV = 63kN;
QIV = 9,71.0,14 = 1,36kN.
Biểu đồ mơmen cho trên hình vẽ.
b. Cột trục B:
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và phía bên trái của
cột. Lực Pm2 đặt ở bên phải gây ra mômen đặt ở đỉnh cột.
M Pm 2 .et 63.0,15 9, 45kNm.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 18-
ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
Mơmen và lực cắt trong cột do mômen này gây ra được xác định bằng cách
nhân mômen do tĩnh tải Gm gây ra với tỉ số MP / MG = 9,45 / 7,725 = 1,22
M I 9, 45kNm;
M II 2.577.1, 22 3,14kNm;
M III M II 3,14kNm;
M IV 5, 217.1, 22 6,37 kNm;
NI = NII = NIII = NIV =63kN;
QIV = - 1,43.1,22 = - 1,75kN.
Do Pm1 = Pm2 nên nội lực do Pm1 gây ra được suy ra từ nội lực do Pm2 bằng
cách đổi dấu mơmen và lực cắt, cịn lực dọc giữ ngun. Biểu đồ mơmen cho trên
hình.
63
-3,0842
1,81
0,15
1,36
-9,45
-4,36
-3,14
6,37
3,05
A
9,45
3,14
-6,37
B
Nội lực do hoạt tải mái
6. Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục:
a. Cột trục A:
Sơ đồ tính giống như khi tính với tĩnh tải dầm cầu trục G d, nội lực được xác
định bằng cách nhân nội lực do Gd gây ra với tỷ số Dmax / Gd = 375,375 / 56,1 = 6,69.
M I 0
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 19-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
M II 11, 016.6, 69 73, 7 kNm;
M III 14, 234.6, 69 95, 23kNm;
M IV 2,5335.6, 69 16,95kNm;
NI = NII = 0; NIII = NIV = 375,375kN;
QIV = - 3,07.6,69 = - 20,54kN.
Biểu đồ mômen cho trên hình vẽ.
b. Cột trục B:
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên trái và phía bên phải
của cột.
Lực Dmax gây ra mơmen đối với phần cột phía dưới đặt ở vai cột
M Dmax .ed 375,375.0, 75 281,53kNm
Trường hợp Dmax đặt ở bên phải
Phản lực đầu cột:
R
3M 1 t 2
3.281,53 1 0,398 36,16kN .
2 H (1 k )
2
2.9, 05 1 0, 086
M I 0
M II 36,16.3, 6 140,176kNm;
M III 36,16.3, 6 281,53 151,354 kNm;
M IV 36,16.9, 05 281,53 45, 718kNm;
NI = NII = 0; NIII = NIV = 375,375kN;
QIV = - 36,16kN.
Trường hợp Dmax đặt ở bên trái thì giá trị mơmen và lực cắt trên sẽ có dấu
ngược lại.
Biểu đồ mơmen cho trên hình vẽ.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 20-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
a)
b)
36,16
c)
375,375
95,23
-73,7
181,354
-140,176
140,176
-181,354
0,75
-16,95
A
-45,718
B
45,718
Sơ đồ tính và nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục
a) Khi Dmax đặt ở cột trục A; b) khi Dmax đặt ở bên phải cột trục B; c) khi Dmax đặt ở
bên trái cột trục B
7. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục:
Lực Tmax đặt cách đỉnh cột một đoạn y = 2,6m, có y / Ht = 2,6 / 3,6 = 0,72.
Với y xấp xỉ 0,7 Ht có thể dùng cơng thức lập sẵn để tính phản lực:
R
Tmax 1 t
1 k
a. Cột trục A:
R
10,83 1 0,398
1 0,149
5, 67kN .
MI = 0;
My = 5,67.2,6 = 14,742kNm;
MII = MIII = 5,67.3,6 – 10,83.1 = 9,906kNm;
MIV = 5,67.9,05 – 10,83.6.54 = - 19,515kNm;
NI = NII = NIII = NIV = 0;
QIV = 5,67 – 10,83 = -5,16kN.
Biểu đồ mômen cho trên hình vẽ.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 21-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
b. Cột trục B:
R
10,83 1 0,398
1 0, 086
6, 0kN .
MI = 0;
My = 6.2,6 = 15,6kNm;
MII = MIII = 6.3,6 – 10,83.1 =10,77kNm;
MIV = 6.9,05 – 10,83.6,45 = - 15,5535kNm;
NI = NII = NIII = NIV = 0;
QIV = 6 – 10,83 = -4,83kN .
Biểu đồ mơmen cho trên hình vẽ.
6,0
5,67
14,742
1m
9,906
-19,515
A
10,83
1m
10,83
15,6
10,77
B
-15,5535
Sơ đồ tính và nội lực do lực hãm ngang của cầu trục
8. Nội lực do tải trọng gió:
Với giả thiết gió phải tính với sơ đồ tồn khung có chuyển vị ngang ở đỉnh
cột. Giả thiết xà ngang cứng vơ cùng và vì các đỉnh cột có cùng mức nên chúng có
chuyển vị ngang như nhau. Ở đây dùng phương pháp chuyển vị để tính, hệ chỉ có
một ẩn số là chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản như trên hình vẽ.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 22-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
EJ =
S1
EJ =
EJ =
S2
Pd
Rg
Ph
A
B
D
C
Hệ cơ bản khi tính khung với tải trọng gió
Phương trình chính tắc r. + Rg = 0
Trong đó Rg - Phản lực liên kết trong hệ cơ bản
R g = R 1 + R 4 + S1 + S2
Khi gió thổi từ trái sang phải thì R1 và R4 xác định theo sơ đồ dưới đây:
Pd
A
1
R4
R1
Ph
R1
Pd
D
Sơ đồ xác định phản lực trong hệ cơ bản
R1
R4
3 pd H 1 kt
8(1 k )
3.4, 48.9,05 1 0,149.0,398
8 1 0,149
14, 02kN ;
R1 ph 14, 02.3,36
10,515kN ;
pd
4, 48
Rg 14, 02 10,515 19, 679 21,117 65,331kN .
Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển dịch một đoạn = 1 được tính bằng:
r r1 r2 r3 r4
r1 r4
3EJ d
3.E.720000
0, 00254 E.
H 1 k 9,053 1 0,149
3
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 23-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
r2 r3
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
3EJ d
3.E.1706667
0, 00636 E.
H 1 k 9, 053 1 0, 086
3
r 2 r1 r2 2 E 0,00254 0, 00636 0, 0178 E.
Rg
r
65,331
3670, 28
0, 0178E
E
Phản lực tại các đỉnh cột trong hệ thực
RA R1 r1 13,86 0, 00254.3670, 28 4.54kN ;
RD R4 r1 10,515 0, 00254.3670, 28 1,19kN ;
RB RC r2 0, 00636.3670.28 23,34 kN .
Nội lực ở các tiết diện của cột:
Cột A:
M1 = 0;
MII = MIII = 0,5.4,48.3,62 – 4,54.3,6 = 12,69kNm;
MIV = 0,5.4,48.9,052 – 4,66.9,05 = 142,37kNm.
NI = NII = NIII = NIV = 0;
QIV = 4,48.9,05 – 4,54= 36,094kN.
Cột D:
M1 = 0;
MII = MIII = 0,5.3,36.3,62 – 1,19.3,6 = 17,49kNm;
MIV = 0,5.3,36.9,052 – 1,19.9,05 = 126,83kNm;
NI = NII = NIII = NIV = 0;
QIV = 3,36.9,05 – 1,19 =29,218kNm.
Cột B,C:
M1 = 0;
MII = MIII = 23,34.3,6 = 84,024kNm;
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 24-
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2
GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG
MIV = 23,34.9,05 = 211,227kNm.
NI = NII = NIII = NIV = 0;
QIV = 23,34kN.
Biểu đồ nội lực trường hợp gió thổi từ trái sang phải cho trên hình. Trường
hợp gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực được đổi ngược lại.
4.54
23.34
12.69
142.37
126,059
211.227
A
1.19
17,19
B,C
126.83
D
Biểu đồ nội lực do gió thổi từ trái sang phải
III. TỔ HỢP NỘI LỰC:
Đối với tổ hợp cơ bản 1:
Để xác định cặp thứ nhất, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt
tải có giá trị mơmen dương lớn nhất trong số các mômen do hoạt tải.
Để xác định cặp thứ hai, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt
tải có giá trị mơmen âm với giá trị tuyệt đối lớn nhất.
Để xác định cặp thứ ba, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải
có giá trị lực dọc lớn nhất.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM
- 25-
