đồ án bê tông 2 (tiêu chuẩn mới )
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (411.94 KB, 41 trang )
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
đ0000 ồ án bêtông II
Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Số liệu cho trớc:
L1=L3 (m) L2 (m) Q1=Q3(t) Q2(t) Hr(m) Wo(KG/m2) B(m)
21 24 20 20 9 90 6
I - la chn kích thớc của các cấu kiện
1.Chọn kết cấu mái :
- Với nhịp L1=L3=21 m, L2 =24m chọn kết cấu mái là dàn bê tông cốt thép gãy khúc có
chiều cao giữa dàn là 3,2m :
+ Chiều cao đầu dầm :hdd = 2200 mm
-Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa rộng 12 m, cao 4 m.
-Trọng lợng dàn mái Qdm = 9,6 (t)
Các lớp mái đợc cấu tao từ trên xuống nh sau:
+Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5 cm;
+Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm;
+Lớp bêtông chống thấm dày 4 cm;
+Panen mái là dạng panen sờn, kích thứơc 6 x 1,5 m.cao 30 cm.
Tổng chiều dày các lớp mái : t =5 + 12 + 4 + 30 =51 cm.
2. Chọn dầm cầu trục
-Với loại dầm cầu trục làm việc trung bình,có sức trục lớn nhất là 20(t) , nhịp cầu trục là 6m
tra bảng đợc các số liệu sau :
Chiều cao : Hc = 1000 mm
Bề rộng sờn : b = 200 mm
Bề rộng cạnh : bc = 570 mm
Chiều cao cánh: hc = 120 mm
Trọng lợng : t = 4,2T
Các số liệu của cầu trục theo bảng tra :
Q
(T)
Lk
(m)
B
(mm)
K
(mm)
Hct
(mm)
B1
(mm)
Pmax
(T)
Pmin
(T)
Gxc
(T)
Gct
(T)
20 19,5 6300 4400 2300 260 21 5.2 8.5 32.5
20 22.5 6300 4400 2300 260 22 6 8.5 36
3.Xác định các kích thớc chiều cao của nhà
Lấy cao trình nền nhà tơng ứng cốt 0.000 để xác định xác kích thớc khác
* Cao trình vai cột: V= HR-(Hr + Hc)
HR - cao trình ray đã cho HR = 9m
Hr - chiều cao ray và các lớp điệm, Hr = 0,15m
Hc - chiều cao dầm cầu trục Hc=1,0m
V = 9 - (0,15 + 1) =7.85 (m)
* Cao trình đỉnh cột: D = Hr + Hct + a1
Hct - chiều cao cầu trục Hct = 2,3m
a1 - khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dới kết cấu mang lực mái, chọn a1 = 0,15m đảm
bảo a1 0,1m
D = 9+ 2,3 + 0,15 = 11.45(m)
* Cao trình đỉnh mái: M = D + h + hcm + t
h : chiều cao kết cấu mang lực mái :h = 3.2 m.
hcm : chiều cao cửa mái hcm = 4m
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 1 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
t :tổng chiều cao các lớp mái t = 0.51 m.
Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái:
M2 = 11.45+ 3.2+ 4 + 0,51=19.16(m)
Cao trình đỉnh mái ở hai nhịp biên không có cửa mái :
M1 = 11.45 +3.2+ 0,51=15.16(m)
4. Kích thớc tiết diện cột :
Chiều dài phần cột trên Ht = D - V = 11.45 -7.85 =3.6 (m)
Chiều dài phần cột dới Hd = V + a2 = 7.85 + 0.5 = 8.35 (m)
-a2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn a2 = 0.5 (m)
Chiều dai toàn bộ cột : H=Ht +Hd+a3 =3.6+8.35+0.6=12.73 (m)
Kích thớc cột chọn nh sau :
-Bề rộng b cột chọn thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và cột dới, cho cả cột biên lẫn cột
giữa b = 40cm
-Chiều cao tiết diện phần cột trên cột biên thoả mãn điều kiện
ht >300
- ht - B1 = 75 - 40 -26 = 9 cm > 6cm
chọn ht =400mm
ở đây khoảng cách từ trục định vị (mép ngoài cột biên) đến tim dầm cầu trục, = 750mm
B1 - khoảng cách từ tim dầm cầu trục mép cầu trục, tra bảng B1 =26 cm
Chiều cao tiết diện phần cột dới cột biên với :L=21 m; Q=20t
chọn hd =600mm
-Cột giữa chọn
Phần cột trên : ht >600mm
1-ht/2-B1 >60
chọn ht =600mm
Phần cột dới :hd = 800mm các điều kiện tơng tự nh cột biên đều thoả mãn.
Kích thớc vai cột sơ bộ chọn hv = 60cm, khoảng cách trục định vị đến mép vai là 100cm,
góc nghiêng 450.
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 2 -
R
V
D
a
2
a
3
Hd
H
Ht
a
1
Hct
9000
7850
+0.00
11450
500
600
8350
12550
6350
1502300
+0.00
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Hình dạng, kích thớc và chi tiết cho trên hình:
II. Xác định tải trọng
1. Tĩnh tải mái
Tĩnh tải do trọng lợng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m2 mặt bằng mái đợc xác định
theo bảng :
Bảng : Cấu tạo và tải trọng của các lớp mái
STT Các lớp mái
Tải trọng
tiêu chuẩn
kG/m2
Hệ số độ
tin cậy
Tải trọng
tính toán
kG/m2
1
2
3
4
- Một lớp gạch lá nem, dày 5cm
= 1800 kG/cm3;
-Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt, dày
12cm
= 1200 kG/cm3 ; 0,12 x 1200
- Lớp bê tông chống thấm, dày 4cm
= 2500 kG/cm3 ; 0,04 x 2500
- Panen mái dạng panen sờn, kích thớc
6 x 3 m, cao 30cm, trọng lợng một tấm kể
cả bê tông chèn khe 2,4T
90
144
100
189
1,3
1,3
1,1
1,1
117
187,2
110
208
5 Tổng cộng 523 622,2
Tải trọng do trọng lợng bản thân dàn mái nhịp 24 (m) lấy theo bảng là 9.6 (T), trọng lợng
bản thân dàn mái nhịp 21(m) lấy theo bảng là
8,1(T) hệ số vợt tải n=1.1
Trọng lợng tính toán dàn mái :
1
G
= 1,1 x 9.6 = 10.56 (T )
G
1
=1.1x8.1=8.91(T)
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 3 -
A
m1
G
B
m2
G
G
m1
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Trọng lợng tính toán cửa mái(kể cả khung giằng,cửa kính)cửa mai rộng 12m cao 4m lấy 1.5t
;n=1,1 :
2
G
= 1,1 x 1.5 = 1.65( t )
Trọng lợng kính và khung cửa kính lấy 500 kG/m với n =1.2
g
K
=0.5 x 1.2 = 0.6 (t)
Tĩnh tải mái quy về lực tập trung Gm1 tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái
Gm1 = 0,5 . (G
1
+ g.a.L) = 0,5.(8,91 + 0,622x6x21) = 43,641(T)
ở nhịp giữa có cửa mái
Gm2 = 0,5 . (G
1
+ g.a.L + G2 +2.g
K
.a)
Gm2 =0,5.(10,56 + 0,622x6x24 +1,65+ 2x0,6x6) = 54,489 (T)
Điểm đặt của
1m
G
và
2m
G
cách trục định vị 0,15 m
2.Tĩnh tải do dầm cầu trục
Gdcc = Gc + a.gr
Gc :trọng lợng bản thân dầm cầu trục 4,2(t)
gr :trọng lợng ray và các lớp đệm , lấy 150 kG/m
Gdcc = 1,1.(4,2 + 6.0,15) = 5,61 (t)
Tải trọng Gdcc đặt cách cột =0,75m
3. Do trọng lợng bản thân cột
Bao gồm phần cột trên và phần cột dới
Đối với cột biên
* Phần cột trên
t
G
= nìbtìhtìHtì = 1,1 x 0,4 x 0,4 x 3,6x2,5=1,584 (T)
* Phần cột dới
d
G
= 1,1ì[0,4ì0,6ì8.35 + 0,4ì(0.4+0.8)x0,4/2]ì2,5 = 5,775(T)
Đối với cột giữa
* Phần cột trên
t
G
= 1,1 x 0,4 x 0,6 x 3,6x 2,5 = 2.376 (T)
* Phần cột dới
d
G
= 1,1ì [0,4ì0,8ì8.35 + 2x0,4x
0,6 1,2
2
+
x0,6)]ì2,5 =8,536(T)
Tờng xây gạch là tờng chịu lực nên trọng lợng bản thân của nó không gây ra nội lực cho
khung.
4. Hoạt tải mái
Hoạt tải sửa chữa mái là hoạt tải phân bố đều
có trị số 75kG/m2, có hệ số vợt tải n = 1,3
Điểm đặt trùng với điểm đặt của Gme
Pm2 = 0,5 x n x
m
p
x a x L=
= 0,5 . 1,3 . 0,075 . 6 . 24 = 7,02 (t)
Pm1 =0,5 . 1,3 . 0,075 . 6. 21 =6,143(t)
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 4 -
3
y=1
1
P
max
2
P
max max
P
max
P
y
y
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
5.Hoạt tải cầu trục
a. Hoạt tải đứng do cầu trục
+) Tính toán cho hoạt tải cầu trục nhịp biên L=21m
áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác
định theo đờng ảnh hởng phản lực nh hình sau
Dmax = n . Pcmax .yi
Các tung độ yi của đờng ảnh hởng ứng với các vị trị lực tập trung Pcmax xác định theo tam
giác đồng dạng
1
y
=1;
2
y
= 0.267;
3
y
=0,683
Từ đó ta tính đợc áp lực
D
max
D
max
= 1,1. Pcmax.(
1
y
+
2
y
+
3
y
) = 1,1 . 21 . ( 1 + 0,267 + 0,683 ) = 45,045 (t)
Điểm đặt của
D
max
trùng với điểm đặt của
d
G
.
+)Tính toán với hoạt tải cầu trục nhịp giữa Q=20t; L=24m
áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác
định theo đờng ảnh hởng phản lực nh hình sau
Dmax = n . Pcmax .yi
Các tung độ yi của đờng ảnh hởng ứng với các vị trị lực tập trung Pcmax xác định theo tam
giác đồng dạng
1
y
=1;
2
y
= 1,6 /6 = 0,267 ;
3
y
= 4,1/6=0,683
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 5 -
3
y=1
1
P
max
2
P
max max
P
max
P
y
y
+0,8
C
1=
-0,136
0,7
C
e1=
-0,268 C
e2=
-0,4
-0,6
-0,5
-0,6
-0,5 -0,5
-0,5-0,5
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Từ đó ta tính đợc áp lực
D
max
D
max
= 1,1.
P
max
.(
1
y
+
2
y
+
3
y
) = 1,1 . 22 (1 + 0,267 + 0,683) = 47,19 (t)
Điểm đặt của
D
max
trùng với điểm đặt của
d
G
.
c/. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con
Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trờng hợp móc mềm xác định
theo công thức :
T1 =(Q+Qxe)/40=(20+8,5)/40=0.713(t)
T2 =(Q+Qxe)/40=(20+8,5)/40=0.713(t)
Lực hãm ngang
T
max
truyền lên cột đợc xác định theo đờng ảnh hởng nh đối với
D
max
:
Tmax1 = 1,1.
c
1
T
. (
1
y
+
2
y
+
3
y
) =1,1x0,713x( 1 + 0,267 + 0,683 ) = 1,53(T).
Tmax2 = 1,1.
c
T
2
. (
1
y
+
2
y
+
3
y
) =1,1x0,713x( 1 + 0,267 + 0,683 ) = 1,53(t)
Lực hãm
T
max
đặt trùng với đỉnh ray ,cách mặt vai cột 1m và cách đỉnh cột một đoạn
y=3,6-1=2,6m
6. Tải trọng gió
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên một mét vuông bề mặt thẳng đứng xác định theo công
thức:
W = n .
0
W
. k . C
Các hệ số lấy theo tài liệu " Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế " của TCVN 2737 -
1995.
ta có
0
W
=90 kG/m2.
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 6 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
k là hệ số kể đến ảnh hởng sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa
hình. ở đây vùng IV chỉ có dạng địa hình B, tra bảng có nội suy ta đợc hệ số k tơng ứng ở hai
mức :
+ Mức đỉnh cột, cao trình + 11.45 (m) có k = 0.987
+ Mức đỉnh mái cao trình +19,16(m) có k=1.072.
Hệ số khí động C = + 0,8 đối với phía gió đẩy và C = - 0,6 đối với phía gió hút.
Hệ số vợt tải n = 1,2 tơng ứng với công trình có thời gian sử dụng giả định là 50 năm.
Từ đó ta tính đợc tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống theo quy luật
phân bố đều :
p = n .
0
W
. k . C . a
Đối với phía gió đẩy : pđ = 1,2 x 0,09 x 0,987 x 0,8 x 6 =0,512(T/m) .
Đối với phía gió hút : ph = 1,2 x 0,09 x 0,987 x 0,6 x 6 = 0,384 (T/m) .
Phần tải trọng gió tác dụng lên mái, từ đỉnh cột trở lên đa về lực tập trung đặt ở đầu cột
1
S
,
2
S
với hệ số k lấy trị số trung bình :
k =(0,987+1,072)/2 = 1.029
Hình dáng mái và hệ số khí động ở từng đoạn mái tra bảng ta đợc sơ đồ nh hình vẽ.
Trị số S đợc tính theo công thức :
S = n . k .
0
W
. a .
i
C
.
i
h
= 1,2 x 1,029 x 0,09 x 6 x
i
C
x
i
h
= 0,67x
i
C
x
i
h
.
Trong đó giá trị Ce1 tính với góc =100 tỷ số H/L= 11.45/24 = 0,477 nội suy có
C1=-0.136;
Ce1 tính với góc =50 tỷ số H/L= 4/12=0,333 nội suy ta có
Ce1= - 0.268; Ce2 = -0.4
Từ đó ta tính đợc các giá trị
1
S
,
2
S
:
1
S
=0,67x[0.8x(0,8+0,51) - 0.136x2,4 + 0.5x2,4 - 0.5x1,075+ 0.7x4- 0.268 x 1,075] =2,61
(T)
2
S
= 0,67x [0.4x1,075+ 0.6x4+ 0.5x1,075 - 0.5x2,4+0.5x2,4+0.6x(0,8+0.51)) = 2,783(T)
III. Xác định nội lực
Nhà ba nhịp có mái cứng, cao trình bằng nhau khi tính với tải trọng đứng và lực hãm của cầu
trục đợc 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 trng hình học
a/. Cột trục A
t
H
= 3,6(m) ;
d
H
= 8,35(m); H =
t
H
+
d
H
= 3.6 +8,35=11,95(m)
Tiết diện phần cột trên b = 40cm ;
t
h
= 40cm ;
Tiết diện phần cột dới b = 40cm ;
d
h
= 60cm ;
Mô men quán tính
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 7 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
3
3
40 40
213333( 4)
12
40 60
720000( 4)
12
t
d
x
J cm
x
J cm
= =
= =
Các thông số: =Ht/H=3.6/11,95 = 0,304
K =
3
x(
Jt
Jd
-1)=0,062
b/. Cột trục B
Tiết diện phần cột trên b = 40cm ;
t
h
= 60cm ;
Tiết diện phần cột dới b = 40cm ;
d
h
= 80cm ;
Mô men quán tính cột B
2
3
40 60
720000( 4)
12
40 80
1706667( 4)
12
t
d
x
J cm
x
J cm
= =
= =
=0.362
k =
3
x(
Jt
Jd
-1)=0.036
Quy định chiều dơng của nội lực :
2. Nội lực do tĩnh tải mái
a/. Cột trục A
Độ lêch trục giữa phần cột trên và phần cột dới là
t
h h
0,6 0,4
0,1 m .
2 2
d
a
= = =
Vì a nằm cùng phía với et so với trục cột dới nên phản lực đầu cột : R=R1+R2
R=
)1(2
1(3
)1(2
)/1(3
)2
21
kxHx
xxM
kHx
kxxM
+
+
+
+
Lực
G
1m
gây ra mômen ở đỉnh cột :
1
M
= -
G
1m
.
e
t
= -43,641x 0,05 = -2,182(T.m) .
2
M
= -
G
1m
. a = - 43,641x 0,1 = - 4,364(T.m).
R=
=
+
+
+
+
)062,01(13,122
)304,01()364,4(3
)062,01(13,122
)304,0/062,01()182,2(3
2
xx
xx
xx
xx
-0,782(T)
Xác định nội lực tại các tiết diện cột
I
M
= -43,641 x 0,05 = -2,182(t.m) .
II
M
=-2,182 + 0,782 x 3,6=0,633(tm) .
III
M
=-34,641x (0,05+0,1) + 0,782 x 3,6 = -2,38Tm .
IV
M
=-34,641 x (0,05+0,1) + 0,782x 11,95 = 4,07 Tm
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 34,641 T .
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 8 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
IV
Q
= 0,782( T ).
Từ đó ta vẽ đợc biểu đồ nội lực do tĩnh tải mái của
cột trục A .
b/. Cột trục B
Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái đối
G
1m
và
G
2m
nh trên hình dới
Khi đa
G
1m
và
G
2m
về đặt ở trục của cột ta đợc lực :
G
m
=
G
1m
+
G
2m
= 43,641 + 54,489=98,13 (t)
Và mômen :
M =
627,115,0489,5415,0641,4315,015,0
21
=+=+ xxxGxG
mm
(Tm)
Phản lực đầu cột
R=
31,0
)036,01(53,82
)304,0/036,01(627.13
)1(2
)/1(3
=
+
+
=
+
+
xx
xx
kxHx
kxMx
(T)
I
M
= 1,627 (t.m) .
II
M
=1,627 - 0,31 x 3,6= 0,511 (Tm) .
III
M
=
II
M
=0,511 (Tm) .
IV
M
=1,627 - 0.31 x 11,95 = - 2,047Tm .
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 98,13 T .
IV
Q
= -0,31 ( T ).
3. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục
a. Cột trục A
Lực Gdcc gây ra mômen đối với trục cột dới đặt tại vai cột
M = Gdcc.
d
e
d
e
= - 0,5
d
h
= 0,75 - 0,5 . 0,6 = 0,45 (m) .
M = 5,61 x 0,45 = 2,525 tm
Phản lực đầu cột
R=
2) 2
3 (1 3 2,525 (1 0.304 )
2 (1 ) 2 11,95 (1 0.062)
xMx x x
xHx k x x
= =
+ +
0.273 (T)
I
M
= 0.
II
M
=- 0,273 x 3,6 =-0,983 (Tm) .
III
M
= 2,525 - 0,273 x 3,6=1,542 (Tm) .
IV
M
= 2,525 - 0,273 x 11,95 = - 0,71 (Tm).
I
N
=
II
N
= 0 .
III
N
=
IV
N
= 5.61 (T) .
IV
Q
= -0.273 (T) .
b/. Cột trục B
Sơ đồ tính toán trên hình. Do tải trọng đặt đối xứng qua trục cột nên mômen và
lực cắt trong cột tại các tiết diện đều bằng 0.
M = 0; Q=0
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 9 -
Gm1=43,641
I
II
III
IV
Gm2=54,489
R=0,31
1.627
0.511
2,047
II
III
IV
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Lực dọc
I
N
=
II
N
= 0 .
III
N
=
IV
N
= 5,61.2=11,22(T) .
4. Tổng nội lực do tĩnh tải
Cộng đại số nội lực ở các trờng hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của từng cột ta đợc kết
quả dới hình sau :
trong đó lực dọc N có kể đến trọng lợng bản thân cột đã tính ở phần trên.
Tổng nội lực do tĩnh tải cột trục A
Q= 0,782-0.273=0,509(t)
Tổng nội lực tĩnh tải cột trục B
Q = -0,31( t)
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 10 -
Gdcc=5.61
R=0.273
I
II
III
IV
1.542
0,983
0,71
II
III
IV
I
II
III
IV
II
III
IV
Gdcc=5.61
2,182
0.35
0.839
3,36
34,641
40,251
41,835
47,61
M
N
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
5. Nội lực do hoạt tải mái
a/. Cột trục A
Sơ đồ tính của hoạt tải cũng giống nh tĩnh tải mái, nội lực xác định bằng cách nhân nội lực
do Gm1 với tỷ số : Pm1/Gm1=6,143/43,641=0,141
I
M
=-2,182 x 0,141 = - 0,308 (t.m) .
II
M
= 0,633 x 0,141 = 0,09 (tm) .
III
M
=- 2,38 x 0,141 = -0,336 (t.m)
IV
M
= 4,07 x 0,141= 0,574 (t.m)
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 34,641x0,141= 4,884 T .
IV
Q
= 0,782 x 0,141 = 0,11 ( T ).
Từ đó ta vẽ đợc biểu đồ nội lực
do hoạt tải mái của cột trục A nh hình bên.
b/. Cột trục B
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và
phía bên trái của cột
-Lực Pm1 dặt ở bên trái gây ra mômen đặt ở đỉnh cột .Khi đó mômen gây ra ở đỉnh cột là :
M1=- Pm1 .
t
e
= -6,143 x0.15 =-0,921 (Tm)
Mômen & lực cắt trong cột do mômen này gây ra đợc xác định bằng cách nhân mômen do
tĩnh tải Gm gây ra với tỷ số Mpm1/Mg =-0,921/1.627 = -0.394
I
M
= -0,921 (Tm ).
II
M
=-0.394 x 0.511=-0.201 (Tm) .
III
M
=
II
M
=-0.201 (Tm)
IV
M
= - 2,047 x -0,394= 0,807 (Tm ).
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 6,143 T .
IV
Q
=- 0,31 x -0.394= 0.11(T ).
-Lực Pm2 đặt ở bên phảI gây ra mômen đặt ở đỉnh cột
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 11 -
1,627
0.511
2,047
98,13
100,506
111,726
120,262
M
N
0,308
0.336
0,09
0,574
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Khi đó mômen gây ra ở đỉnh cột là
M2 =Pm2.
t
e
= 7,02x 0,15 = 1,053 Tm
Mômen & lực cắt trong cột do mômen này gây ra đợc xác định bằng cách nhân mômen do
tĩnh tải Gm gây ra với tỷ số Mp/Mg = 1,053/1,627 = 0,647
I
M
= 1,053 (Tm ).
II
M
=0,647x0,511=0,331 (Tm) .
III
M
=
II
M
=0,331 (Tm)
IV
M
=-2,047x0,647=-1,324 (Tm ).
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 7,02 T .
IV
Q
=- 0,31 x 0,647= -0,2 (T ).
6. Nội lực do hoạt tải thẳng đứng của cầu trục
a/. Cột trục A
Sơ đồ tính giống nh khi tính với tĩnh tảI dầm cầu trục Gd ,nội lực đợc xác định bằng cách
nhân nội lực do Gd gây ra với tỷ số
Dmax/Gd=45,045/5,61 =8,029
I
M
= 0 .
II
M
= -0,983 x 8,029= -7,893 Tm .
III
M
= 1,542 x 8,029 =12,381Tm .
IV
M
=- 0,71 x 8,029 = - 5,071 Tm .
I
N
=
II
N
= 0
III
N
=
IV
N
= 45,045T .
IV
Q
= -0,273 x8,029= -2,192 T .
b/. Cột trục B
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên
trái và phía bên phải của cột trục. Lực
max
D
gây ra mômen đối với phần cột dới đặt ở vai cột
Trờng hợp
max
D
đặt ở bên trái
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 12 -
Pm1=6,143
I
II
III
IV
0,921
0,201
II
III
IV
I
II
III
IV
Pm2=7,02
1,053
0,331
1,324
II
III
IV
0,807
R
I
II
III
IV
12,381
5,071
Dmax=45,045
7,893
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
M =
max
D
.
d
e
=45,045x 0,75 = 33,784Tm .
Phản lực đầu cột : R=
2) 2
3 (1 3 33,784 (1 0.304 )
2 (1 ) 2 11,95 (1 0.036)
xMx x x
xHx k x x
= =
+ +
3,715 (t)
Nội lực tại các tiết diện cột
I
M
= 0 .
II
M
= 3,715 x 3,6 = 13,374Tm .
III
M
=3,715x 3,6 - 33,784 =-20,41 Tm .
IV
M
=3,715x11,95 - 33,784 = 10,61 Tm .
I
N
=
II
N
= 0
III
N
=
IV
N
= 45,045 T .
IV
Q
= 3,715 T .
Trờng hợp
max
D
đặt ở bên phải
M=Dmax . ed =47,19 x 0.75=35,393(tm)
Phản lực đầu cột R=
2 2
3 (1 ) 3 35,393 (1 0.304 )
2 (1 ) 2 11,95 (1 0.036)
Mx x x
xHx k x x
= =
+ +
3,892 (t)
I
M
= 0 .
II
M
=-3,892 x 3,6 =- 14,011 Tm .
III
M
=-3,892 x 3,6 + 35,393= 21,382 Tm .
IV
M
= -3,892x 11,95 + 35,393 =-11,164Tm .
I
N
=
II
N
= 0
III
N
=
IV
N
= 47,19 T .
IV
Q
= -3.265 T .
7. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục
Lực
max
T
đặt cách đỉnh cột một đoạn
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 13 -
I
II
III
IV
II
III
IV
Dmax=45,045
Dmax=47,19
13,374
20,41
10,61
14,011
21,382
11,164
R=1,003
I
II
III
IV
2,608
2,32
2,081
I
II
III
IV
R=0.652
2,673
2,171
II
III
IV
2,02
Tmax=1,53
Tmax=1,53
I
II
III
IV
II
III
IV
Tmax=1,53
R=0.42
2,673
2,171
2,02
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
y= 2.6 (m) có y/Ht = 0.72
0.7 có thể dùng công thức lập sẵn tính phản lực đầu cột
k
xT
R
+
=
1
)1(
max
a/. Cột trục A
R =
1,53 (1 0.304)
1,003
1 0,062
x
=
+
I
M
= 0 ; My = 1,003 x 2,6 = 2,608 (tm)
II
M
=
III
M
=1,003 x 3,6 1,53 x 1 = 2,081Tm .
IV
M
= 1,003x 11,95-1,53 x 9,35 = -2,32Tm .
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 0.
IV
Q
= -1,53+1,003 =-0,527(T )
Biểu đồ nội lực nh hình bên .
b/. Cột trục B
-Lực hãm từ phải sang Tmax =1,53 t
R=
1,53 (1 0,304)
1 0.036
x
=
+
1,028(T)
I
M
= 0 ;
y
M
= 1,028 x 2,6=2,673 (tm)
II
M
=
III
M
=1,028 x 3,6 1,53 x 1 = 2,171 Tm .
IV
M
= 1,028 x 11,95 1,53x9,35 = -2,02Tm .
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 0.
IV
Q
= 1,028 1,53=-0,502 (T )
-Lực hãm từ trái sang Tmax = 1,53 t
Tmax nay có cùng độ lớn ,cung cao độ điểm đặt nhng ngợc chiều với Tmax tác dụng ở cột
biên nên có cùng độ lớn nhng ngợc dấu
Biểu đồ nội lực nh hình bên .
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 14 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
8. Nội lực do tải trọng gió
Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn khung có chuyển vị ngang ở đỉnh cột.Giả thiết xà
ngang cứng vô cùng và vì các đỉnh cột có cùng mức nên chúng có chuyển vị ngang nh
nhau .ở đây dùng phơng pháp chuyển vị để tính,hệ chỉ có một ẩn số
là chuyển vị ngang ở
đỉnh cột.Hệ cơ bản nh hình vẽ sau :
Hệ cơ bản khi tính khung với tải trọng gió
Phơng trình chính tắc : r .
+Rg=0
Trong đó Rg phản lực liên kết trong hệ cơ bản
2141
SSRRR
g
+++=
Khi gió thổi từ trái qua phải thì R1 và R4 xác định theo sơ đồ sau:
R1=
=
+
+
)1(8
).1(3
k
kxHxxP
d
3 0,512 11,95 (1 0.304 0.062)
8 (1 0.062)
x x x x
x
+
=
+
2,201(t)
R4=
3 (1 . )
3 0,384 11.95 (1 0,304 0,062)
8 (1 ) 8 (1 0,062)
h
xP xHx k
x x x x
x k x
+
+
= =
+ +
1,65(t)
Rg=2,201+1,65+2,61+2,783=9,244(t)
Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển dịch 1 đoạn
=1 gây ra là
r = r1+r2+r3+r4
1 4
3 3
3
3 720000
(1 ) 1195 (1 0.062)
t
EJ
xEx
r r
H k x
= = = =
+ +
0.0012E
2 3
3 3
3
3 1706667
0.0028
(1 ) 1195 (1 0.062)
d
xEJ
xEx
r r E
H k
= = = =
+ +
r = 0.008E
Ta có : = -Rg/r =-9,244/0.008E = -1155,5/E
Phản lực tại đỉnh cột
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 15 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
=+=
11
rRR
A
2,201+0.0012E(-1155,5/E)=0,814 (t)
=+=
44
rRR
D
1,65+0,0012E(-1155,5/E) =0,263(t)
===
2
rRR
CB
0.0028E (-1155,5/E) =-3,235(t)
Nội lực các tiết diện
Cột A
I
M
= 0 .
II
M
=M =0,512x3.6
2
x 0.5 -0,814x3.6=0,387Tm .
IV
M
=0,512x11,95
2
x0.5 -0,814x11,95 = 26,83Tm .
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 0 .
IV
Q
=0,512x11,95-0,814 =5,304T .
Cột D
I
M
= 0 .
II
M
=
III
M
=0,384x3.6
2
x0.5-0,263x3.6 =1,542Tm .
IV
M
=0,384x11,95
2
x0.5-0,263x11,95 = 24,275Tm .
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 0 .
IV
Q
=0,384x11,95 -0,263 =4,326 T .
Cột B & C
I
M
= 0 .
II
M
= M
III
= 3,235x3.6 =11,646 Tm .
IV
M
=3,235x11.95= 38,658Tm .
I
N
=
II
N
=
III
N
=
IV
N
= 0 .
IV
Q
=3,235 (T ).
Khi gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực đợc đổi ngợc lại
Ta có biểu đồ nh hình vẽ:
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 16 -
0,2633,235
11,646
38,658
0,387
26,83
1.542
24,275
0,814
A B,C D
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
IV. Tổ hợp nội lực
Theo tiêu chuẩn về tải trọng TCVN 27-37 - 1995 phân ra hai loại tổ hợp tải trọng : tổ hợp cơ
bản 1 và tổ hợp cơ bản đặc biệt. Riêng với đồ án này ta chỉ kể đến tổ hợp cơ bản bao gồm tổ
hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2 . Trong đó ý nghĩa của các cột trong bảng đợc giải thích nh
sau :
Cột số 1 : Ghi tên cột ( Cột biên và cột giữa )
Cột số 2 : Ghi tên tiết diện cần tính toán của từng cột
Cột số 3 : Ghi tên nội lực M, N, Q với đơn vị tính toán lần lợt là Tm, T, và T.
Cột số 4 : Ghi nội lực do tĩnh tải.
Cột số 5, 6 : Ghi nội lực do hoạt tải trên mái (đặt ở bên trái và bên phải trục cột)
Cột 7, 8, 9, 10 : Ghi nội lực do hoạt tải cầu trục, trong đó cột 7, 8 là nội lực do
max
D
và
max
T
tác dụng bên trái cột; cột 9, 10 là nội lực do
max
D
và
max
T
tác dụng bên phải cột.
Cột 11, 12 : Ghi nội lực do tải trọng gió tác dụng từ trái qua phải và ngợc lại.
Cột 13, 14, 15 : Ghi nội lực của tổ hợp cơ bản I.
Cột 16, 17, 18 : Ghi nội lực do tổ hợp cơ bản II.
Đối với tổ hợp cơ bản I
Để xác định cặp thứ nhất, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải có giá trị
mômen dơng lớn nhất trong số các mômen do hoạt tải.
Để xác định cặp nội lực thứ 2, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải có giá
trị mômen âm với giá trị tuyệt đối lớn nhất trong số các mômen do hoạt tải gây ra.
Để xác định cặp nội lực thứ 3, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do một hoạt tải có giá
trị lực dọc lớn nhất.
Đối với tổ hợp cơ bản II
Để xác định cặp nội lực thứ nhất, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực do hoạt tải gây
ra có giá trị mômen là dơng.
Để xác định cặp nội lực thứ 2, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực do hoạt tải gây ra
có giá trị mômen là âm.
Để xác định cặp nội lực thứ 3, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực gây ra có lực
dọc. Ngoài ra còn lấy thêm nội lực của những hoạt tải dù không gây ra lực dọc nhng gây ra
mômen, sao cho khi cộng với tổng cộng của những nội lực của hoạt tải có gây ra lực dọc đợc
mômen có giá trị tuyệt đối lớn nhất.
Để lập bảng tổ hợp ta cần chú ý những điểm sau
Dù tính với hoạt tải ở một bên (đối với cột biên) hoặc cả 2 bên cột thì vẫn xem là một
hoạt tải.
Nội lực trong các tiết diện cột đợc sắp xếp và tổ hợp lại trong bảng 4
Trong bảng có ghi rõ số thứ tự của cột mà nội lực đợc chọn để đa vào tổ hợp. Tại các tiết
diện I, I, II chỉ đa và tổ hợp các giá trị M và N. Riêng ở tiết diện IV còn đa thêm lực cắt Q để
khi tính toán cho móng. Trong tổ hợp cơ bản 1 chỉ đa vào một loại hoạt tải ngắn hạn, trong
tổ hợp cơ bản 2 đa vào ít nhất hai loại hoạt tải ngắn hạn với hệ số tổ hợp bằng 0,9. Ngoài ra
theo TCVN 2737 - 1995, khi xét của hai cầu trục thì nội lực của nó phải nhân với hệ số
0,85 , còn khi xét tác dụng của bốn cầu trục thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0,7.
V. Chọn vật liệu
- Bêtông B15, có
n
R
= 8,5MPa;
bt
R
= 0.75MPa ;
b
E
=23.
5
10
t/m2
- Cốt thép chọn thép nhóm C - II, có
scs
RR ' =
=280MPa ; Es=21.
4
10
PMa =210.
5
10
(t)
=
r
0.65;
R
=0.44
VI. Tính toán cốt thép
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 17 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Để tính toán cốt thép cho cột, trớc hết ta căn cứ vào bẳng tổ hợp nội lực để chọn ra 3 cặp nội
lực nguy hiểm nhất. Đó là những cặp nội lực có trị tuyệt đối của mômen lớn nhất, mômen
nhỏ nhất và cặp có giá trị lực dọc lớn nhất. Những cặp có độ lệch tâm lớn thờng gây nguy
hiểm cho vùng nén, cặp co mômen lớn thờng gây nguy hiểm cho vùng kéo và vùng nén. Khi
có nghi ngờ giữa các cặp nội lực, không biết rõ cặp nào nguy hiểm hơn thì phải tính toán với
tất cả các cặp đó.
A- Tính toán cốt thép cho cột biên (cột truc A & D)
1. Phần cột trên:
Kích thớc cột: b = 40cm ; h = 40cm.
Chọn a = a' = 4cm ;
0
h
= h - a = 40 - 4 = 36cm ;
t
H
= 360cm
0
l
= 2,5 x
t
H
= 2,5 x 360 = 900 cm ;
,45.22
40
900
h
l
0
>===
h
nên cần xét đến uốn dọc.
Độ lệch tâm tính toán :
.e'
N
M
e
0
0
+=
Với
0
'e
là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 1,5cm
thoả mãn điều kiện
0
'e
không nhỏ hơn các trị số sau :
333,1
30
40
30
h
; 0,6
600
360
600
H
t
====
và
1cm.
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nội lực ở mặt cắt II - II để tính toán.
Bảng 5 : Cặp nội lực dùng để tímh toán cốt thép phần cột trên
Kí hiệu
cặp nội
lực
Kí hiệu
ở bảng
tổ hợp
M
(Tm)
N
(T)
N
M
e
01
=
(m)
0010
'e ee +=
(m
)
M
l
(Tm)
N
l
(T)
1 II - 13 0,037 40,251
0,0009 0,0159
-0.35 40,215
2 II - 17 -8,978 40,251
0,2231 0,2381
-0.35 40,215
3 II - 18 -10,633 44,647
0,2382 0,2532
-0.35 40,215
Vì hai cặp nội lực trái dấu nhau có trị số mômen chênh lệch nhau lớn và trị số mômen d ơng lại
rất bé nên ta không cần tính vòng mà chọn cặp số 3 để tính toán sau đó kiểm tra cho 2 cặp còn lại.
Tính theo bài toán không đối xứng và để tính toán ảnh hởng của uốn dọc, tạm giả thiết
t
à
=
1,5%.
a/. Tính với cặp 3
Để tính toan ảnh hởng của uốn dọc tạm giả thiết
t
à
= 1,5%
Mômen quán tính của tiết diện cốt thép
a
J
. 5529,6cm ) 4 - .40 0,5 ( 36 x 40 0,016. a) -(0,5h . h . b .
422
0t
===
à
s
I
=5,5296.
5
10
m4
.213330cm
12
40
40
12
h
b
4
33
===
b
I
=2.133.
3
10
Ta có
);max(
min
h
e
o
e
=
0,633
40
25,32
0
==
h
e
==
b
R
h
lo
01.001,05,0
min
19.05.801,0
4.0
9
01.05.0 = x
=e
0,633
Hệ số xét đến độ lệch tâm
0.25 0,1
633,01,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S
=+
+
=+
+
=
e
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 18 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
2
4.0
647,44633,10
2
4.0
215,4035.0
1
x
x
+
+
+
=1.43
Lực dọc tới hạn
b b a
2
0 e
5 3 5 5
2
6,4 S
E I E
l
6,4 0,25
23.10 2,133.10 210.10 5.5296.10 =171,753 (t)
9 1, 43
th s
N I
x x x
= +
ữ
= +
ữ
,3511
753,171
647,44
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Trị số lệch tâm giới hạn
.) (m 1064.0 )36.065.0 - (1,25x0.4 x 0,4 ).h -(1,25h x 0,4
0
=== xe
Rp
Tính cốt thép không đối xứng
0
e
= 1,351x0,2532= 0,342 (m) >
p
e
=0,1064 . Do đó tính theo tr-
ờng hợp móng lệch tâm lớn:
e =
0
e
+ 0,5h - a = 0,342+0,5x0,4 -0,04 = 0,502
=
=
)(
'
2
0
'
ahR
hbReN
A
osc
bm
s
=
)04.036.0(10.280
36.04.085044.0502,0647,44
2
2
xxxx
4,528.10
4
m
2
thép chọn: 218 As =508,9mm
2
Tính
s
A
theo công thức
.m ,687.101
28000
44,647-x280004,528.100,36 x850x0,4x65,0
N R A h . b . R .
23-
-4
sc
'
0b
=
+
=
+
=
s
sR
s
R
A
Chọn cốt thép
s
A
220+ 225 (1742 mm
2
)
=
+
=
+
=
100
36,04,0
10.42,1710.089,5
100
.
44
0
'
xhb
AA
ss
t
à
1,56%
t
à
giả thiết
b/. Kiểm tra với cặp 2
Vì cặp 3 có mômen cùng dấu với cặp 2 có As: 220+225 (17,42 cm
2
) As:218 ( 5,089cm
2
)
Để tính toán uốn dọc ta tính lại
s
I
với tổng
As +As =22,509cm
2
Is= (As+As)(0,5h - a)
2
= 22,509 x (20 - 4)
2
= 5762,304cm
4
.
Với cặp 2 có
595,0
40
23,81
0
==
h
e
Hệ số xét đến độ lệch tâm min =0,19 e =0,595
=+
+
=+
+
= 0,1
595,01,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S
e
0,258
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
=
+
+
+
2
4.0
215,40978,8
2
4.0
215,4035,0
1
x
x
1,493
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 19 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
5 3 5 5
b b a
2 2
0 e
6,4 S 6,4 0, 258
E I E .23.10 .2,133.10 210.10 .5,7623.10
l 9 1,493
th s
N I
= + = +
ữ
ữ
=171,982(t)
053,1
982,171
215,40
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
e =
0
e
+ 0,5h - a = 1,305x0,2381+0,5x0,4-0,04 =0,471 m.
Xác định x theo công thức sau
234.036.065.0. m 0,238
0.4 x 850
)5,089.10-42.1028000.(17, 40,215
b .
'A'R - AR
0R
4-4-
sscss
==>=
+
=
+
=
xh
R
N
x
b
nên kiểm tra khả năng chịu lực theo trờng hợp lệch tâm bé
tinh lại x:
4
44
0
0
10.63,1928000236,0)65,01(8504,0
36,0)65,01(10.42,172800036,0)65.01)(10.089,528000215,40(
2)1(.
)1(.)1)('.(
+
++
=
+
++
=
xxx
xx
RsAshRb
hAsRshsARscN
x
Rb
RoR
= 0,235<ho
Kiểm tra theo điều kiện :
N.e[Ne]gh =Rb.b.x.(ho-x/2)+Rsc.As(ho-a)
=850x0,4x0,235x(0,36-0,235/2)+28000x5,089.10
4
(0,36-0,04)=22,98(t)
N.e=40,215x0,471=18,941 (t)
VT<VPthoả mãn chịu lực cặp 2
c/. Kiểm tra với cặp 1
Vì cặp 1 có mômen trái dấu với cặp 3 có As: 220+225 (17,42 cm
2
); As:218 ( 5,089cm
2
)
Để tính toán uốn dọc ta tính lại
s
I
với tổng
As +As =22,509cm
2
Is= (As+As)(0,5h - a)
2
= 22,509 x (20 - 4)
2
= 5762,304cm
4
.
Với cặp 2có
04,0
40
1,59
0
==
h
e
Hệ số xét đến độ lệch tâm min =0,19 e =0,19
=+
+
=+
+
=
0,1
19,01,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S
e
0,48
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
=
+
+
+
2
4.0
215,40037,0
2
4.0
215,4035.0
1
x
x
1,04
+=
+=
5535
2
abb
e
2
0
10.762,510.21010.133,210.23
04,1
48,0
9
6,4
E IE
S
l
6,4
xxxIN
sth
= 283,65(t)
165,1
65,283
215,40
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 20 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
e =
0
e
+ 0,5h - a = 1,165x0,0159+0,5x0,4-0,04=0,178cm.
Xác định x theo công thức sau
08,0'2 0,025
850x0.4
)17,42.10-9.1028000(5,0840,215
b .
'A'R - AR
4-4-
scasa
=<=
+
=
+
=
am
R
N
x
n
nên kiểm tra khả năng chịu lực theo trờng hợp
N.e<[Ne]gh=As.Rs(ho-a)
e = e
h
0
+ a = 0,0159-0,36+0,04=-0,304
VP= 4,02.10
4
x28000(0,36-0,04) =3,602
Vt<0<Vp thoả mãn chụi lực cặp 2
d)kiểm tra theo phơng ngoài mặt phẳng uốn
Vì tiết diện phần cột trên cột Alà tiết diệnvuông ,độ mảnh theo phơng ngoài mặt phẳng uốn không
lớn hơn theo phơng trong mặt phẳng uốn .và khi kiểm tra ta dã dùng với cặp nội lực có Nmax nên ko
cần kt cột theo phơng ngoài mặt phăng uốn
c)kt bố tri cốt thép
chọn lớp bảo vệ dày 2.5cma=2.5 +2.5/2 =3.75ho =40-3.75=36.25>ho đã dùng
khoảng cách giữa các cốt thép dặt 220 +225 là
(40-2x2.5-2.5x2-2.0x2)/3 =8.67cmthỏa mãn quy định về cấu tạo
2. Phần cột dới
Kích thớc cột: b = 40cm ; h = 60cm.
Chọn a = a' = 5cm ;
0
h
= h - a = 60 - 5 = 55cm ;
d
H
=835 cm
0
l
= 1,5 x
d
H
= 1,5 x 835 = 1279,5 cm ;
,4325,21
60
5,1279
h
l
0
>===
nên cần xét đến ảnh hởng
của uốn dọc.
Độ lệch tâm tính toán :
.e'
N
M
e
0
0
+=
Với
0
'e
là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 2 cm thoả mãn
điềukiện
0
'e
không nhỏ hơn các trị số sau :
2
30
60
30
h
; 1,392
600
835
600
H
d
====
cm > chọn e
o
= 2cm
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nội lực ở mặt cắt II - II để tính toán.
Bảng 6 : Cặp nội lực dùng để tímh toán cốt thép phần cột dới
Kí hiệu
cặp nội
lực
Kí hiệu ở
bảng tổ
hợp
M
(Tm)
N
(T)
N
M
e
01
=
(m)
0010
'e ee +=
(m)
M
l
(Tm)
N
l
(T)
1 IV - 13 30,19 47,61
0,634 0,654
3,36 47,61
2 IV - 17 -25,139 88,151
0,285 0,305
3,36 47,61
3 IV - 18 -24,623 92,546
0,266 0,286
3,36 47,61
Tham khảo cách tính vòng : ta dùng cặp 1 & cặp2để tính vòng sau đó kiểm tra với cặp còn lại :
Vòng 1
_ giả thiết
%2,1
t
=
à
. cm16500 ) 5 - 30 ( 55 x 40 x 0,012 a) -(0,5h x h x b x
422
0t
===
à
s
I
.720000cm
12
60
40
12
h
b
4
33
===
b
I
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 21 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
Với cặp 2 có
,5080
6.0
0,305
0
==
h
e
206,05,801.06.0/525,1201.05.001.0/.01,05.0
min
=== xxRhl
bo
e=0,508
281,0 0,1
508,01,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S =+
+
=+
+
=
e
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
301,1
2
4.0
151,88139,25
2
4.0
61,4736,3
1
=
+
+
+
x
x
+=
+=
5535
2
abb
e
2
0
10.5,1610.21010.2,710.23
301,1
281,0
12,525
6,4
E IE
S
l
6,4
xxxIN
sth
= 515,2(t)
21,1
2,515
151,88
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Lực dọc tới hạn
Trị số lệch tâm giới hạn
. 0.157m 0,65x0.55)- (1,25.0.6 x 0,4 )h -(1,25h x 0,4
4
0
===
Rp
e
0
e
= 1,28x0,305 = 0,368>ep
e =
0
e
+ 0,5h - a = 0,368+0,5x0,6-0.05=0,618m.
Vòng 1 để đơn giản ta tính cốt thép đối xứng
3573,055.065.0.01,02a
. 173,0
850x0.4
88,151
.
N
x
0
'
==<<=
===
xhx
m
bR
R
b
nên tính As=As theo công thức :
( ) ( )
. )(m 0,973.10
0.05 - 0.55 . 28000
)0,5x.0,1730.55-1888,151(0,6
a' - h
0,5x)h - .(
A
23-
0
0
s
'
=
+
=
+
==
sc
s
R
eN
A
0,884%
t
=
à
_ tính với cặp 1 có:
0,884%
t
=
à
,As =0,973.10
3
. m1,22.10)05.06.05.0(55.04.0%884,0 a) -(0,5h x h x b x
4-422
0t
=== xxxxI
s
à
có
1,09
6.0
0,654
0
==
h
e
206.05,801.06.0/525,1201.05.001.0/.01,05.0
min
=== xxRhl
bo
e =1,09
192.0 0,1
09,11,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S =+
+
=+
+
=
e
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
32,1
2
4.0
61,4719,30
2
4.0
61,4736,3
1 =
+
+
+
x
x
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 22 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
5 3 5 4
b b a
2 2
0 e
6,4 S 6,4 0,192
E I +E 23.10 .7, 2.10 210.10 1, 22.10
l 12,525 1,32
th s
N I x x x
= = +
ữ
ữ
=202(t)
13,1
202
61,47
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Trị số lệch tâm giới hạn
Tính cốt thép không đối xứng
0
e
=1,31x0,654= 0,857>
p
e
=0.157 . Do đó tính theo trờng hợp
móng lệch tâm lớn
e =
0
e
+ 0,5h - a = 0,857+0,5x0,6-0.05 = 1,107
=
=
2
0
0.
)'('.
hbR
ahsAReN
b
sc
m
379,0
55.06.0850
)05.055.0(10.973,028000107,1546,92
2
3
=
xx
xx
=1-
).21(
m
=0,509
33
10.67,210.973,0
28000
61,4755.04.0850509,0
'
=+
=+
=
xxx
sA
R
NhbR
A
sc
ob
s
m
2
1,66%100
.
'
0
t
=
+
=
hb
sAAs
à
+ Vòng 2
tính với cặp 2 có
1,66%
t
=
à
; As =2,67.10
3
m
2
. m.1028,2)05.06.05.0(55.04.0%66,1 a) -(0,5h x h x b x
4-422
0t
=== xxxxI
s
à
.508,0
6.0
0,305
0
==
h
e
206,05,801.06.0/525,1201.05.001.0/.01,05.0
min
=== xxRhl
bo
e=0.508
281,0 0,1
508,01,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S =+
+
=+
+
=
e
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
301,1
2
4.0
151,88139,25
2
4.0
61,4736,3
1
=
+
+
+
x
x
5 3 5 4
b b a
2 2
0 e
6,4 S 6,4 0, 281
E I E .23.10 .7, 2.10 210.10 2,28.10
l 12,525 1,301
th s
N I x
= + = +
ữ
ữ
=341(t)
35,1
341
151,88
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Trị số lệch tâm giới hạn
Tính cốt thép không đối xứng
0
e
=1,35x0.305= 0,411>
p
e
=0.157 . Do đó tính theo trờng hợp
móng lệch tâm lớn
e =
0
e
+ 0,5h - a = 0,412+0,5x0,6-0.05 = 0,661
=
=
2
0
0.
)'('.
hbR
ahsAReN
b
sc
m
203,0
55.06.0850
)05.055.0(10.67,228000661,0151,88
2
3
=
xx
xx
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 23 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
=1-
).21(
m
=0.229
33
10.05,110.67,2
28000
151,8855.04.0850216,0
'
=+
=+
=
xxx
sA
R
NhbR
A
sc
ob
s
1,69%100
.
'
0
t
=
+
=
hb
sAAs
à
_ tính với cặp 1 có:
1,69%
t
=
à
As = 1,05.10
-3
m
2
. m1033,2)05.06.05.0(55.04.0%69,1 a) -(0,5h x h x b x
4-422
0t
=== xxxxI
s
à
có
1,09
6.0
0,654
0
==
h
e
206,05,801.06.0/525,1201.05.001.0/.01,05.0
min
=== xxRhl
bo
e =1,09
192,0 0,1
09,11,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S =+
+
=+
+
=
e
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
=
+
+
+
2
4.0
61,4719,30
2
4.0
61,4736,3
1
x
x
1,324
5 3 5 4
b b a
2 2
0 e
6,4 S 6,4 0,192
E I E 23.10 .7, 2.10 210.10 2,33.10
l 12,525 1, 324
.
th s
N I x x x
= + = +
ữ
ữ
=297,07(t)
1
07,297
61,47
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Trị số lệch tâm giới hạn
Tính cốt thép không đối xứng
0
e
=1x0,654= 0,654 >
p
e
=0.157 . Do đó tính theo trờng hợp móng
lệch tâm lớn
e =
0
e
+ 0,5h - a = 0,654+0,5x0,6-0.05 = 0,904
=
=
2
0
0.
)'('.
hbR
ahsAReN
b
sc
m
275,0
55.06.0850
)05.055.0(10.05,128000904,061,47
2
3
=
xx
xx
=1-
).21(
m
=0.329
33
10.55,110.04,1
28000
61,4755.04.0850329.0
'
=+
=+
=
xxx
sA
R
NhbR
A
sc
ob
s
%18,1
55,04,0
10.05,110.55,1
100
.
'
33
0
t
=
+
=
+
=
xhb
sAAs
à
+ Vòng 3
Tính với cặp 2 có
1,18%
t
=
à
; As =1,55.10
3
. m.1062,1)05.06.05.0(55.04.0%18,1 a) -(0,5h x h x b x
4-42
0t
=== xxxxI
s
à
,5080
6.0
0,305
0
==
h
e
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 24 -
Đồ án bê tông số 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng
206,05,801.06.0/525,1201.05.001.0/.01,05.0
min
=== xxRhl
bo
e=0,508
281,0 0,1
508,01,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S =+
+
=+
+
=
e
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
=
+
+
+
2
4.0
151,88139,25
2
4.0
61,4736,3
1
x
x
1,301
.
10.62,110.21010.2,7.10.23.
301,1
281,0
12,525
6,4
E IE
S
l
6,4
4535
2
abb
e
2
0
=
+=
+=
xIN
sth
= 285,2(t)
45,1
2,285
151,88
1
1
1
1
=
=
=
th
N
N
Trị số lệch tâm giới hạn
Tính cốt thép không đối xứng
0
e
=1,45x0,305= 0,442 >
p
e
=0.157 . Do đó tính theo trờng hợp
móng lệch tâm lớn
e =
0
e
+ 0,5h - a = 0,442+0,5x0,6-0.05 = 0,74
=
=
2
0
0.
)'('.
hbR
ahsAReN
b
sc
m
422,0
55.06.0850
)05.055.0(10.55,12800074,0151,88
2
3
=
xx
xx
=1-
).21(
m
=0,605
43
10.92,810.56,1
28000
151,8855.04.0850605,0
'
=+
=+
=
xxx
sA
R
NhbR
A
sc
ob
s
1,11%
55,04,0
10.55,110.92,8
100
.
'
34
0
t
=
+
=
+
=
xhb
sAAs
à
_ tính với cặp 1 có:
1,11%
t
=
à
; As =8,92.10
4
. m1,53.10)05.06.05.0(55.04.0%11,1 a) -(0,5h x h x b x
4-422
0t
=== xxxxI
s
à
có
1,09
6.0
0,654
0
==
h
e
206.05,801.06.0/525,1201.05.001.0/.01,05.0
min
=== xxRhl
bo
e =1,09
192,0 0,1
09,11,0
0,11
0,1
1,0
0,11
S =+
+
=+
+
=
e
Lực dọc tới hạn
=
+
+
+=
yNM
yNM
ll
e
.
.
1
=
+
+
+
2
4.0
61,4719,30
2
4.0
61,4736,3
1
x
x
1,324
.
10.53,110.21010.2,7.10.23
324,1
192,0
12,525
6,4
E IE
S
l
6,4
4535
2
abb
e
2
0
=
+=
+=
xxxIN
sth
Sinh viên thực hiện: Vũ Trung Kiên - 25 -
