đồ án kết cấu thép - Tính toán khung ngang nhà một tầng ba nhịp & tính toán cốt thép cho cột

PHẦN MỘT
TÍNH TOÁN KHUNG NGANG NHÀ MỘT TẦNG BA NHỊP
I. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN:
1. Chọn kết cấu mái:
Nhịp cầu trục đối với nhịp biên L
k1
=20 m
 L
1
= 20 + 2*λ = 20 + 2*0.75 = 21.5 m
Nhịp cầu trục đối với nhịp giữa L
k2
=29 m
 L
2
= 29 + 2*λ = 29 + 2*0.75 = 30.5 m
Với nhịp 21.5m và 30.5m đều >18m nên ta chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép hình thang dạng gãy khúc.
Chiều cao giữa dàn lấy bằng (1/9 – 1/7)L, độ dốc mái i= 1/10. Chiều cao đầu dàn cho cả 3 nhịp h
0
=2m.

Chiều cao giữa dàn:
• Nhịp biên: h
d
= 2 + (1/10)*(21.5/2) = 3,1m thỏa mãn h
d
= (21.5/9 – 21.5/7) = (2,39 – 3,07)m.
• Nhịp giữa: h
d
= 2 + (1/10)*(30.5/2) = 3,5m thỏa mãn h
d

= (30.5/9 – 30.5/7) = (3,4 – 4,36) m.
Cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa, l
cm
= 12m, chiều cao cửa mái h
cm
= 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 4cm.
+ Lớp bê tông chống thấm dày 4cm.
+ Panel mái dạng sườn, kích thước 6×1,5m, cao 30cm.
=>Tổng chiều dày các lớp mái:
t = 5+12+4+30 = 51cm
2. Chọn dầm cầu trục:
Với nhịp dầm cầu trục 6m, sức trục lớn nhất 15T, chọn dầm cầu trục
theo thiết kế định hình ở bảng tra có:
Chiều cao : H
c
= 1000 mm
Bề rộng sườn : b = 200 mm
Bề rộng cánh : b
c
= 570 mm
Chiều cao cánh : h
c
= 120 mm
Trọng lượng : t = 4,2T
3. Xác định các kích thuớc chiều cao của nhà:
Các số liệu của cầu trục :
Q

(T)
L
k
(m)
B
(mm)
K
(mm)
H
ct
(mm)
B
1
(mm)
P
max
(T)
P
min
(T)
G
xc
(T)
G
ct
(T)
15 29 6300 5000 2300 260 21.0 7.0 5.3 41.0
5 20 5000 3500 1650 230 8.9 4.0 2.2 20,8
* Cao trình nền nhà lấy với cốt +0,00 m.
* Cao trình vai cột : V = R – (H

r
+ H
c
)
R : cao trình ray đã chon theo thiết kế là 7,4 m.
H
r
: chiều cao ray và các lớp đệm, lấy H
r
= 0,15 m
V = 7.4 - (0,15 + 1) = 6.25 m
* Cao trình đỉnh cột: D = R + H
ct
+ a
1

1
570
120
1000
200
H
ct
: chiều cao cầu trục, H
ct
= 2,3 m ( lấy cho cả nhịp biên).
a
1
: khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến đáy dàn, chọn a
1

= 0,15m
 D = 7.4 + 2,3 + 0,15 = 9.85 m
* Cao trình đỉnh mái: M = D + h +h
cm
+ t
h: chiều cao kết cấu mang lực mái, h = h
d

Cao trình đỉnh mái ở nhịp giữa có cửa mái:
M
2
= 9,85 + 3,5 + 4 + 0,51 = 17,86 m
Cao trình đỉnh mái ở hai nhịp biên không có cửa mái:
M
1
= 9,85 + 3,1 + 0,51 = 13,46 m
4. Kích thước cột:
a\ Kích thước theo phương đứng :
Chiều dài cột trên:
H
t
= D – V = 9,85 – 6,25 = 3,6 m
Chiều dài cột dưới:
H
d
= V + a
2
= 6,25 + 0,6 = 6,45 m
a
2

: khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, a
2
= 0,6m .
b\ Kích thước theo phương ngang :
Kích thước tiết diện cột: bề rộng cột b chọn thống nhất cho cột trên, cột dưới của cả cột biên và cột giữa
là b = 40cm.
* Đối với cột biên:
Chiều cao tiết diện cột trên h
t
= 40cm thỏa điều kiện:
a
4
= λ - h
t
– B
1
λ : khoảng cách từ trục định vị (mép ngoài cột biên) đến tim dầm cầu trục, lấy λ = 75cm
a
4
= 75 – 23 – 40 = 12 > 6 cm ( thỏa)
Chiều cao tiết diện cột dưới h
d
= 60 cm thỏa mãn điều kiện:
h
d
= (1/14 – 1/10)H
d
= (49 – 69) cm .
Kích thước vai cột sơ bộ chọn h
v

= 100 cm, l
v
= 40 cm; bề rộng vai cột bằng bề rộng cột 40cm.
* Đối với cột giữa:
Chiều cao tiết diện cột trên h
t
= 60 cm thỏa điều kiện:
a
4
= λ - B
1
– 0,5h
t
= 75 – 26 – 0,5×60 = 19 cm > 6 cm.
Chiều cao tiết diện cột dưới h
d
= 80 cm
Kích thước vai cột sơ bộ chọn h
v
= 120 cm, l
v
= 40 cm.
Bề rộng vai cột lấy bằng bề rộng cột là 40 cm.

2
600
400
600
1000
150

750
600
400
600
800 400
700
600
600
1200
400






3
600 6250 3600
600
400
21 500
A
+ 9,85 m
+ 6,25 m
+ 0.00 m
800
600
30 500
B
21 500

600 6250 3600
+ 9,85 m
+ 6,25m
+ 0.00 m
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:
1. Tĩnh tải mái
Tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m
2
mặt bằng mái :
Stt Các lớp mái Tải trọng tiêu
chuẩn (kG/m
2
)
Hệ số vượt tải Tải trọng tính
toán (kG/m
2
)
1 Hai lớp gạch lá nem kể cả
vữa, dày 5 cm,
γ = 1800 kG/m
2
90 1,3 117
2 Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt
dày 12 cm,
γ =1200 kG/m
2
144 1,3 187,2
3 Lớp bê tông chống thấm dày
4 cm, γ = 2500 kG/m
3

100 1,1 110
4
Panel 6×1,5 m, trọng lượng 1
tấm kể cả bê tông chèn khe 1,7
T
189 1,1 208
5 Tổng cộng 523 622,2

4
* Tĩnh tải nhịp biên :
Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái gây ra:
G = 7,6 T, n = 1,1 => G
1
= 7,6x1,1 = 8,4 T
Tĩnh tải mái quy về lực tập trung tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái:
G
m1
= 0,5(G + g×a×L
1
) = 0,5(8,4 + 0,622×6×21,5) = 44,32 T
* Tĩnh tải nhịp giữa :
Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái gây ra:
G = 14 T, n = 1,1 => G = 1,1x14 = 15,4 T
Trọng lượng khung cửa mái rộng 12 m, cao 4m lấy bằng 2,8 T
G
2
= 2,8×1,1 = 3,1 T
Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 500 kG/m, n = 1,2
g
k

= 0,5×1,2 = 0,6 T/m
Tĩnh tải mái quy về lực tập trung tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái:
G
m2
= 0,5( G + g×a×L
2
+ G
2
+ 2g
k
×a)
= 0,5( 15,4 + 0,622×6×30,5 +3,1 + 2×0,6×6) = 73,79 T
2.Tĩnh tải do dầm cầu trục: G
d
= 1,1x(G
c
+ a×g
r
)
G
c
: TLBT dầm cầu trục, tra bảng, G
c
= 4,2 T
g
r
: TL ray và các lớp đệm, lấy 200 kG/m.
 G
d
= 1,1x ( 4,2 + 6×0,2) = 5,94 T

G
d
đặt cách trục định vị 0,75 m.
3. Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột:
* Cột biên :
Phần cột trên: G
t
= n×b
t
×h
t
×H
t
×γ = 1,1×0,4×0,4×3,6×2,5 = 1,59 T
Phần cột dưới: G
d
=1,1×[0,4×0,6×6,85 + 0,4×0,4×(0,6 + 1)/2]×2,5 = 4,87 T
* Cột giữa:
Phần cột trên: G
t
= 1,1×0,4×0,6×3,6×2,5 = 2,37 T
Phần cột dưới: G
d
= 1,1× [0,4×0,8×6,85 + 2×0,4×0,4×(0,6 + 1,2)/2]×2,5 = 7,22 T
4. Hoạt tải mái: p
tc
= 75 kG/m
2
Hoạt tải mái đưa về lực tập trung P
m

đặt tại đầu cột
P
m
= 0,5×n×p
tc
×a×L , n = 1,3
+ Nhịp biên P
m1
= 0,5×1,3×75×6×21.5 = 7020 kG = 6,3 T
+ Nhịp giữa P
m2
= 0,5×1,3×75×6×30.5 = 6143 kG = 8,92 T
5. Hoạt tải do cầu trục:
a) Hoạt tải đứng do cầu trục:
Áp lực thẳng đứng do 2 cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột D
max
xác định theo đường ảnh
hưởng : D
max
= n×P
c
max
× ∑y
i
• Với nhịp biên : cầu trục Q = 5T, P
c
max
= 8,9T.
5
A

m1
G
B
m2
G
G
m1
3500750
750
5000
y
4
1000
y
2
y
1
y
3
=1
3500750
750
5000
2500 3500 1500 3500
Tính được y
2
= 5/12, y
3
= 3/4 ; y
4

= 1/6 .
=> D
max
= 1,1×8,9(1 + 5/42 + 3/4 + 1/6) = 23,0 T
* Với nhịp giữa: cầu trục Q = 15T, P
c
max
= 21,0T.
Tính được y
2
= 1/6, y
3
= 0,7833.
=> D
max
= 1,1×21×(1 + 1/6 + 0,7833) = 45,05 T
Điểm đặt D
max
trùng với điểm đặt của G
d.
b) Hoạt tải do lực hãm của xe con:
Lực hãm ngang do 1 bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm.
* Nhịp biên: T
1
c
= (Q + G)/40 = (5 + 2,2)/40 = 0,18 T
Lực hãm ngang T
max
truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với D
max

T
max
= n×T
1
c
×∑y
I
= 1,1×0,18×(1+ 5/12 + 3/4 + 1/6) = 0,47 T
* Nhịp giữa: T
2
c
= (15 + 5,3)/40 = 0,51 T
Lực hãm ngang T
max
truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với D
max
T
max
= 1,1×0,51(1 + 1/6 + .7833) = 1,1 T
Lực T
max
đặt ở cao trình mặt trên dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1 m.
6. Hoạt tải gió:
Tải trọng gió tác dụng lên 1 m
2
bề mặt tường : W = n×W
o
×K×C
K: hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao.
6

y
2
y
1
y
3
=1
5000650 650 5000650 650
6300 6300
1000 5000 1300 4700
C: hệ số khí động, C = +0,8 phía gió đẩy và C = -0,6 ở phía gió hút.
W
o
= 125 kG/m
2
Giả sửû công trình nằm ở địa hình A ( IIIA ).
Cao trình đỉnh cột 9,85 m : K = 1.
Cao trình mái nhịp biên 13,46 m : K = 1.216
Cao trình mái nhịp giữa 17,86 m : K = 1.270
Tải trọng tác dụng lên khung phân bố từ mức đỉnh cột trở xuống là : p = n×W
o
×K×Cxa
* Phần gió đẩy : p
đ
= 1,2x0,125x1x0,8x6 = 0,72 T/m
* Phần gió hút : p
h
= 1,2x0,125x1x0,6x6 = 0,54 T/m
Phần tải trọng từ đỉnh cột đến đỉnh mái được qui về lực tập trung S ở đầu cột với K là trị số trung bình
K = (1,216 + 1,27 ) /2 = 1,14

Các hệ số khí động dược lấy như sau :
* c
e1
, với α =arctg(1/10) = 5,71
o
, và H/L = 9,85/73,5=0,134
nội suy có c
1e
= - 0,104
* c
/
e1,
với α = 5,71
o
và H/L = 16,775/73,5 = 0,228; nội suy có c
/
e1
= -0,217
* c
e2
= -0,4.
Ta có: S = ( n×k×W
o
×a)×∑c
i
.h
i
= (1,2×1,14.0,125×6)×∑c
i
h

I
= 1,026 ∑c
i
h
i

* Phần gió đẩy :
S
1
= 1,026{0,8×(2+0,51) - 0,104×1, 1 + 0,5×1, 1 - 0,5×0,925 + 0,7×4 – 0,217×0,6} = 4,772 T


* Phần gió hút :
S
2
= 1,026{0,4×0,6 + 0,6×4 + 0,5×0,925 – 0,5×1, 1 + 0,5x1, 1 + 0,6×(2 + 0,51) }= 4,728 T
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:
Nhà 3 nhịp có mái cứng, cao trình bằng nhau nên khi tính với tải trọng thẳng đứng và lực hãm ngang thì
cho phép bỏ qua chuyển vị ngang => các đầu cột độc lập với nhau. Khi tính với tải trọng đứng phải kể
đến chuyển vị ngang ở đầu cột.
1. Các đặc trưng hình học:
* Cột trục A:
7
Ce1
C'e1
Ce2
+0,8
Ce1
Ce1
-0,5

-0,6
-0,5
-0,5
-0,5
-0,5
5
,
7
1
°
5
,
7
1
°
21 500
30 500 21 500
2000
C'e1
Ce2
A
B
C
D
21 500
30 500 21 500
S
d
=4.772 T
S

h
=4.728 T
p
d
=0.54 T/m
p
d
=0.72 T/m
A
B
C
D
R
g
Q
M
N
H
t
= 3,6 m; H
d
= 6,85m; H = 3,6 + 6,85 = 10,45m
Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm; h
t
= 40 cm
Tiết diện phần cột dưới: b = 40 cm; h
d
= 60 cm
Moment quán tính:
J

t
= b×h
3
/12 = 40×40
3
/12 = 213 333 cm
4
J
d
= 40×60
3
/12 = 720 000 cm
4

Các thông số:
t = H
t
/H = 3,6 / 10,45 = 0,344
K = t
3
0971,01
213333
720000
344,01
3
=







−=








−
t
d
J
J
* Cột trục B:
Tiết diện phần cột trên: b = 40 cm, h
t
= 60 cm
Tiết diện phần cột dưới: b = 40 cm, h
d
= 80 cm
Moment quán tính:
J
t
= 40×60
3
/12 = 720 000 cm
4

J
d
= 40×80
3
/12 = 1 706 667 cm
4
Các thông số:
t = H
t
/H = 3,6/10,45= 0,344
K = 0,344
3
0560,01
720000
1706667
=






−
Quy định chiều dương nội lực như hình bên
2. Nội lực do tĩnh tải mái:
a) Cột trụcA:
Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải G
m1
= 44,32T như hình vẽ:
Độ lệch tâm do G

m1
đặt lêäch trục cột trên : e
t
= (40/2 – 15 ) = 5 cm
Độ lệch trục giữa cột trên và cột dưới : a = ( h
d
– h
t
)/2 = (0,6 -0,4)/2 =0,1 m
Moment đỉnh cột: M = G
m1
×e
t
= −44,32×0,05 = −2,216Tm
Vì e
t
và a ở hai phía so với trục cột trên nên phản lực R = R
1
+ R
2
( )
1
3 (1 / ) 3( 2,216)(1 0,0971/ 0,344)
0,372
2 (1 ) 2 10,45 1 0,0971
M K t
R T
H K
+ − +
= = = −

+ × +
8
G
m1
a=0,1m
M
G
m1
m1
G
⇔
G
m1
e =0.05m
R R
G
m1
M
t
⇔
Moment do G
m1
gây tại vai cột: M = G
m1
×a = −44,32×0,1 = −4,432 Tm
gây phản lực R
2
tính theo công thức:
( )
( )

( )
( )
( )
2 2
2
3 1 3 4,432 1 0,344
0,511
2 1 2 10,45 1 0,0971
M t
R T
H K
− − −
= = = −
+ × +
Phản lực tổng cộng:
R = R
1
+ R
2
= −0,372 − 0,511 = − 0,833 T
Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
M
I
= −44,32 × 0,05 = − 2,216 Tm
M
II
= −2,216 + 0,833×3,6 = 0,783 Tm
M
III
= −44,32 ×(0,05 + 0,1) + 0,833×3,6 = −3,649 Tm

M
IV
= −44,32 ×(0,05 + 0,1) + 0,833×10,45 = 2,057 Tm
N
1
= N
II
= N
III
= N
IV
= 44,32 T
Q
IV
= 0,833 T
b) Cột trục B:
Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái G
m1
và G
m2
như hình vẽ:
Khi đưa G
m1
và G
m2
về đặt ở trục cột ta được lực:
G
m
= G
m1

+ G
m2
= 73,79 + 44,32 = 118,11 T
và moment:
M = 73.79x0,15 – 44,32x0,15 = 4,421 Tm
Phản lực đầu cột:
( )
( )
( )
( )
T
KH
tKM
R 699,0
056,0145,102
344,0/056,01421,43
12
/13
=
+×
+×
=
+
+
=
Nội lực trong các tiết diện cột:
M
I
= 4,421 Tm
M

II
= 4,421 - 0,669×3,6 = 1,905 Tm
M
III
= M
II
= 1,905 Tm
M
IV
= 4,421 -0,699×10,45 = -2,884 Tm
N
1
= N
II
= N
III
= N
IV
= 98,85 T
Q
IV
-0,699 T
9
I-I
II-II
III-III
IV-IV
R=0,883T
G
m

=44,323T
-2,216
-3,469
0,783
2,057
44,32
+
M N
3. Nội lực do tĩnh tảiû dầm cầu trục:
a) Cột trục A: Gd = 5,94 T cách trục định vị một khoảng λ=0,75m.
G
d
đặt cách trục cột dưới một đoạn:
e
d
= λ − h
d
/ 2 = 0,75 − 0,6/ 2 = 0,45 m
Gây môment đối với cột dưới tại vai cột:
M = G
d
×e
d
= 5,94×0,45 = 2,673 Tm
Phản lực đầu cột:
( ) ( )
T
KH
tM
R 308,0

0971,0145,102
2
344,01673,23
12
2
13
=
+×






−×
=
+






−
=
Nội lực trong các tiết diện cột:
M
I
= 0 Tm
M

II
= −0,308×3,6 = −1,11 Tm
M
III
= 2,673 -1,11 = 1,563 Tm
M
IV
= 2,673 -0,308x10,45 = -0,546 Tm
N
1
= N
II
= 0 T
N
III
= N
IV
= 5,94 T
Q
IV
= -0,308 T
b) Cột trục B:
10
G
d
e
d
R
I-I
II-II

III-III
IV-IV
R=0,699T
G
m
=118,11T
M
=4,421 Tm
4,421
1,905
-2,884
118,11
+
N
M
I-I
II-II
III-III
IV-IV
R=0,308T
G
d
=5,94T
-1,11
1,563
-0,546
5,94
+
M N
Do tải trọng đặt đối xứng

qua trục cột nên M = 0, Q = 0, N
I
= N
II
= 0,
N
III
= N
IV
= 2×5,61 = 11,22 T
4. Tổng nội lực do tĩnh tải:
Cộng 2 biểu đồ nội lực do tĩnh tải mái và dầm cầu trục
với lực dọc cộng thêm trọng lực bản thân cột, được kết quả như sau:
* Cột A:
* Cột B:
5. Nội lực do hoạt tải mái:
a) Cột trục A:
Sơ đồ tính giống như khi tính với G
m1
, nội lực xác định bằng cách nhân nội lực do G
m1
với tỷ số:
P
m1
/G
m1
= 6,3/44,32= 0,142
M
I
= −2,216×0,142 = −0,315 Tm

M
II
= 0,783×0,14 2 = 0,111 Tm
M
III
= −3,649×0,142 = −0,519 Tm
M
IV
= 2,057×0,142 = 0,292 Tm
N
1
= N
II
= N
III
= N
IV
= 6,3 T
Q
IV
= 0,833×0,142 = 0,118 T
11
-2,216
-2,086
-0,327
1,511
44,32
+
M N
45,91

51,85
56,72
4,421
1,905
-2,884
M
118,11
+
N
120,48
132,36
139,58
-0,315
-0,519
0,11
0,292
6,3
+
M N
b) Cột trục B:
* Khi P
m2
đặt bên phải gây ra moment đặt ở đỉnh cột:
M = P
m2
×e
t
= 8,92×0,15 = 1,338 Tm
Moment và lực cắt trong cột do moment ngày gây ra xác định bằng cách nhân nội lực do G
m

gây ra
với tỷ số M
p
/M
G
= 1,338/4,421 = 0,3026
M
I
= 1,338 Tm
M
II
= M
III
=

1,905x0,3026 = 0,577 Tm
M
IV
= -2,884x0,3026 = -0,873 Tm
N
I
= N
II
= N
III
= N
IV
= 8,92 T
Q
IV

= -0,699×0,3026 = −0,212 Tm
* Khi P
m1
= 6,3 T đặt bên trái cột giữa nội lực gây ra trong cột bằng cách nhân nội lực do P
m2
đặt bên
phải gây ra với tỷ số: −P
m1
/P
m2
= −6,3/8,92 = −0,7063.
M
I
= 1,338x(−0,7063) = −0,945 Tm
M
II
= M
III
= 0,577 x(−0,7063) = −0,408 Tm
M
IV
= −0,873 x(−0,7063) = 0,617 Tm
N
I
= N
II
= N
III
= N
IV

= 6,3 T
Q
IV
= −0,212 x(−0,7063) = 0,150 Tm
12
M N
1,338
0,577
-0,873
8,92
+
-0,945
-0,4808
0,617
6,3
+
M
N
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 do D
m
được xác định bằng cách
nhân nội lực do G
d
gây ra với tỷ số: D
m
/G

d
= 23/5,94 = 3,872
M
I
= 0 Tm
M
II
= −1,11×3,872= −4,298 Tm
M
III
= 1,563×3,872= −6,052 Tm
M
IV
= −0,546×3,872 = −2,114 Tm
N
I
= N
II
= 0, N
III
= N
IV
= 23 T
Q
IV
= −0,308×3,872= −1,193 T
b) Cột trục B: D
max1
và D
max2

đặt ở cao trình vai cột.
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên trái và bên phải cột.
* Trường hợp D
max2
= 45,05 T đặt ở bên phải:
D
max2
gây ra moment đối với phần cột dưới đặt tại vai cột:
M = D
max
×e
d
= 45,05×0,75 = 33,788 Tm
Phản lực đầu cột:
( )
( )
( )
( )
T
KH
tM
R 408,4
056,0145,102
344,01778,333
12
13
22
=
+×
−×

=
+
−
=
Nội lực tại các tiết diện:
M
I
= 0 Tm
M
II
= −4,408×3,6 = −14,573 Tm
M
III
= M
II
+ M = −14,573 + 33,788 = 19,215 Tm
M
IV
= −4,408×10,45 + 33,788 = −8,51 Tm
N
I
= N
II
= 0; N
III
= N
IV
= 45,05 T
13
-4,298

6,052
-2,114
23
+
M
N
Q = −4,408 T

* Trường hợp D
max1
= 23 T đặt ở bên trái vai cột:
Nội lực trong trường hợp này bằng nội lực do D
max
đặt bên phải với tỷ số: −23/45,05 = −0,511
M
I
= 0 Tm
M
II
= −14,573×(−0,511) = 7,44 Tm
M
III
= 19,215×(−0,511) = −9,81 Tm
M
IV
= −8,51×(−0,511) = 4,345 Tm
N
I
= N
II

= 0; N
III
= N
IV
= 23 T
Q = −4,408×(−0,511) = 2,067 T
7. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục:
Lực T
max
đặt cách đỉnh cột một đoạn y = 3,6 – 1 = 2,6 m
y/H
t
= 2,6/3,6 = 0,722
Với y xấp xỉ 0,7×H
t
có thể dùng công thức lập sẵn đểù tính phản lực:
14
I-I
II-II
III-III
IV-IV
R=4,048T
P
m
=45,05T
-14,573
19,215
-8,51
M
45,05

+
N
23
+
N
7,44
-9,81
4,345
M
( )
K
tT
R
+
−
=
1
1
max
a) Cột trục A: T
max
= 0,47 T
Phản lực đầu cột :
( )
TR 281,0
0971,01
344,0147,0
−=
+
−−

=
Nội lực tại các tiết diện:
M
I
= 0; M
y
= 0,281×2,6 = 0,73 Tm
M
II
= M
III
= 0,281×3,6 − 0,47×1 = 0,541 Tm
M
IV
= 0,281×10,45 − 0,47×(6,85 + 1) = − 0,755 Tm
N
I
= N
II
=N
III
= N
IV
= 0
Q
IV
= 0,281 T
b) Cột trục B:
* Do lực hãm ngang của cầu trục nhịp biên bên trái : T
max1

= 0,47 T .
Phản lực đầu cột :
( )
TR 292,0
056,01
344,0147,0
=
+
−
=
Nội lực tại các tiết diện:
M
I
= 0; M
y
= 0,292×2,6 = 0,759 Tm
M
II
= M
III
= 0,292×3,6 − 0,47×1 = 0,58 Tm
M
IV
= 0,292×10,45 − 0,47×(6,85 + 1) = −0,641 Tm
N
I
= N
II
=N
III

= N
IV
= 0
Q
IV
= 0,292 T

15
I-I
II-II
III-III
IV-IV
R=0,281T
T
max=
0,47T
M
0,73
-0,755
0,541
T
max=
0,47T
M
0,759
-0,641
0,580
I-I
II-II
III-III

IV-IV
R=0,292T
* Do lực hãm ngang của cầu trục nhịp giữa bên phải : T
max2
= 1,1 T .
Nội lực do T
max2
gây ra được xác định bằng cách nhân với hệ số T
max2/
T
max1
= - 1,1/0,47 = - 2,34
Nội lực tại các tiết diện:
M
I
= 0; M
y
= - 2,34×0,759 = -1,776 Tm
M
II
= M
III
= - 2,34×0,58 = -1,357 Tm
M
IV
- 2,34x(-0,641)= 1,5 Tm
N
I
= N
II

=N
III
= N
IV
= 0
Q
IV
= 0,292x(- 2,34) = -0,683 T
8. Nội lực do tải trọng gió:
Hệ cơ bản:
Phương trình chính tắc: r×∆ + R
g
= 0
R
g
= R
1
+ R
4
+ S
1
+ S
2
Khi gió thổi từ trái sang phải thì R
1
và R
4
xác định theo sơ đồ sau:
A
R

p
ñ
r
i
∆=1
1
D
4
R
p
h
16
T
max=
1,1T
I-I
II-II
III-III
IV-IV
R=0,683T
M
-1,776
1,50
-1,357
21 500
30 500 21 500
S
d
=4.772 T
S

h
=4.728 T
p
d
=0.54 T/m
p
d
=0.72 T/m
A
B
C
D
R
g
EJ=
00
∆
∆
∆
∆
( )
( )
( )
( )
1
3 1 3 0,72 10,45 1 0,0971 0,344
2,658
8 1 8 1 0,0971
d
p H K t

R T
K
× × + × × × + ×
= = =
+ +
T
p
p
RR
ñ
h
993,1
72,0
54,0
685,2
14
=×=×=
=>
TR
g
151,14772,4728,4993,1685,2 =+++=
Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển vị ∆ = 1 được tính bằng:
r = r
1
+ r
2
+ r
3
+ r
4

r
1
= r
4
=
( ) ( )
Ex
E
KH
EJ
d
4
3
7
3
10725,1
0971,0145,10
107200003
1
3
−
−
=
+
×××
=
+
r
2

= r
3
=
( )
Ex
E
4
3
7
10249,4
056,0145,10
1017066673
−
−
=
+
×××
=> r = 2(r
1
+ r
2
) = 2×(
4
10725,1
−
x
+
4
10249,4
−

x
) E =
3
10195,1
−
x
E
E
Ex
r
R
g
84,11841
10195,1
151,14
3
−=−=−=∆
−

Phản lực tại các đỉnh cột trong hệ thực :
R
A

= R
1
+ r
1
×∆ = 2,685
4
10725,1

−
− x
E×
E
84,11841
= 0,615 T
R
D
= R
4
+ r
1
×∆ = 1,993
4
10725,1
−
− x
E×
E
84,11841
= - 0,05T
R
B
= R
c
= r
2
×∆ =
4
10725,1

−
− x
E×
E
84,11841
= −5,0912 T
Nội lực ở các tiết diện của cột:
* Cột A:
M
I
= 0
M
II
= M
III
=
TmHR
Hp
tA
td
452,26,3615,0
2
6,372,0
.
2
2
2
=×−
×
=−

M
IV
=
TmH
A
R
H
ñ
p
886,3245,10615,0
2
2
45,1072,0
2
2
.
=×−
×
=×−
N
I
= N
II
= N
III
= N
IV
= 0
Q

IV
= p
đ
×H − R
A
= 0,72×10,45 − 0,615 = 6,904 T
* Cột D:
M
I
= 0
M
II
= M
III
=
TmHR
Hp
tD
th
485,36,305,0
2
6,354,0
2
2
2
=×+
×
=×−
×
M

IV
=
TmHR
Hp
D
h
007,3045,1005,0
2
45,1054,0
2
2
2
=×+
×
=×−
×
N
I
= N
II
= N
III
= N
IV
= 0
Q
IV
= p
h
×H − R

D
= 0,54×10,45 + 0,05 = 5,693 T
* Cột B,C:
M
I
= 0
M
II
= M
III
= −R
B
×H
t
= 5,032×3,6 = 18,115 Tm
17
M
IV
= −R
B
×H
d
= 5,032×10,45 = 52,584 Tm
N
I
= N
II
= N
III
= N

IV
= 0
Q
IV
= −R
B
= 5,032 T
Trường hợp gió thổi từ phải qua thì biểu đồ nội lực lấy ngược lại với biểu đồ trên.
IV. TỔ HỢP NỘI LỰC:
Gồm tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2.
+ Tổ hợp cơ bản 1: gồm một tĩnh tải + 1 hoạt tải ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 1.
+ Tổ hợp cơ bản 2: gồm 1 tĩnh tải + nhiều hoạt tải ngắn hạn nhân với hệ số tổ hợp 0,9.
Ngoài ra khi xét đến tác dụng đồng thời của 2 cầu trục thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0,85,
của 4 cầu trục thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0,7.
Bảng tổ hợp nội lực được trình bày trong bảng sau:
18
32,886
52,584
30,007
2,452
18,115
3,485
M
M
M
A
D
B
C
PHẦN HAI

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT
Vật liệu được chọn dùng để thiết kế có các chỉ tiêu sau :
* Beton mac 200 : Rn = 90 kG/cm
2
, Rk = 7,5 kG/cm
2
, E = 2,4x10
5
kG/cm
2
,
* Thép : cốt dọc dùng thép CII : Ra = R’a = 2600 kG/cm
2
, E = 2,1x10
6
kG/cm
2
,
Beton #200 có α
0
= 0,62, A
0
= 0,428.
I- CỘT TRỤC A :
1/ Đoạn cột trên :
a/ Trong mặt phẳng khung :
Kích thước cột bxh = 40x40 cm.
Chiều dài đoạn cột trên Ht = 3,6 m => chiều dài tính toán ltt = 2,5xHt = 2,5x3,6 = 9m.
Độ mảnh của cột trên λ = ltt/h = 900/40 =22,5 > 4
 Cần phải tính đến ảnh hưởng của uốn dọc trong khi tính toán.

Giả thiết ban đầu về chiều dày lớp beton bảo vệ cốt thép : a= a’ = 4cm => h
o
= 40-4 = 36cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên e
0nn
= 1,5cm thỏa mãn : e
0nn
>
cm
Ht
6,0
600
360
600
==
e
0nn
>
cm
ht
33,1
30
40
30
==

Nội lực nguy hiểm nhất dùng để tính cốt thép :

Cặp II – 13 :
Giả thiết hàm lượng cốt thép ban đầu là µ

gt
= 0,8%.
=> Ja = µ
gt
bh
0
(0,5h – a)
2
= 0,008x40x36x(40/2 – 4)
2
= 2949,12 cm
4
.
Jb = bxh
3
/12 = 40x40
3
/12 = 213 333,3 cm
4.
• Hệ số kể đến ảnh hửởng của tải trọng dài hạn Kdh :
Kdh = 1 +
)5,0(
)5,0(
ahNM
ahNM
dhdh
−+
−+
= 1 +
741,1

)04,0
2
4,0
(91,45315,2
)04,0
2
4,0
(91,45327,0
=
−+
−+−

19
• Hệ số kể đến sự lệch tâm S :
h
e0
=
40
13,6
= 0,153 => 0,05 <
h
e0
< 5
=> S = 0,1 +
h
e
0
1
11,0
+

=
534,0
40
13,6
1
11,0
1,0 =
+
+
• Lực nén tới hạn Nth :
Nth =
)(
4,6
2
aabb
JEJE
K
S
ltt
+
=
kGxxxx 13,173015)12,2949101,23,213333104,2
741,1
534,0
(
900
4,6
65
2
=+

• Hệ số lệch tâm η :
η =
th
N
N
−1
1
=
361,1
15,173015
1091,45
1
1
3
=
−
x
• Độ lệch tâm giới hạn e
0gh
:
e
0gh
= 0,4(1.25h - α
0
h
0
) = 0,4(1,25x40 – 0,62x36) = 11,072 cm.

ηe
0

= 1,361x6,13 = 8,34 cm.
ηe
0
< e
0gh
=> Cột chịu nén lệch tâm bé.
• Tính chiều cao vùng nén x :
ηe
0
= 8,34 > 0,2 h
0
= 0,2x36 = 7,2 cm
=> x = 1,8(e
0gh
- ηe
0
) + α
0
h
0
= 1,8(11,072 – 8,34) + ,62x36 = 27,24 cm.
• Diện tích cốt thép nén Fa’ :
Fa’ =
)'('
)5,0(
0
0
ahaR
xhbxRNe
n

−
−−
=
.00,13
)436(2600
)
2
24,27
36(24,27409034,241091,45
2
3
<−=
−
−−
cm
xxxx
Với e = ηe
0
+ 0,5h - a = 8,34 + 20 – 4 = 24,34 cm.
Chọn theo cấu tạo F’a = 2∅16 = 4,02 cm
2
.
• Diện tích cốt thép kéo Fa :
Vì e
0
= 6,13 > 0,15h
0
= 0,15x36 = 5,4 cm => Fa được đặt theo cấu tạo µ = 0,2%.
Fa = 0,002x40x36 = 2,88 cm
2

.
Do yêu cầu cấu tạo cốt thép cho cột ta chọn Fa = 2∅16 = 4,02 cm
2

Cặp II – 17 và II – 18 : cả hai cặp đều có moment xấp xỉ nhau nhưng cặp II – 18 có lực nén lớn hơn
nên ta sẽ dùng cặp này để tính cốt thép.
Giả thiết hàm lượng cốt thép ban đầu µ
gt
= 1,5%.
* Ja = 0.015x40x36x16
2
= 5 529,6 cm
4
.
* Jb = 213 333,3 cm
4
.
* K = 1 +
529,1
)42/40(91,45165,7
)42/40(91,45327,0
=
−+
−+
* S =
308,0
40
1,17
1
11,0

=
+
* Nth =
kGxxxx 7,216349)6,5529101,23,213333104,2
529,1
308,0
(
900
4,6
65
2
=+
* η =
269,1
7,216349
1091,45
1
1
3
=
−
x
* e
0gh
= 0,4(1.25h - α
0
h
0
) = 0,4(1,25x40 – 0,62x36) = 11,072 cm.

20
ηe
0
= 1,269x17,1 = 21,7 cm.
ηe
0
> e
0gh
=> Cột chịu nén lệch tâm lớnù.
* F’a =
)'('
0
2
0
ahaR
bhARNe
n
−
−
=
.02,3
)436(2600
364090428,07,371091,45
2
23
<−=
−
−
cm
xxxxx

Với e = ηe
0
+ 0,5h - a = 21,74 + 20 – 4 = 37,7 cm.
Vì F’a < 0 nên ta đặt theo cấu tạo F’a = 2∅16 = 4,02 cm
2
.
* Cốt thép kéo Fa tính theo bài toán biết F’a tìm Fa.
Giả sử µ = 0,9%.
* Ja = 0.009x40x36x16
2
= 3 317,76 cm
4
.
Jb = 213 333,3 cm
4
.
* K = 1,529
* S = 0,308
* Nth =
5 6
2
6,4 0,308
( 2,4 10 213333,3 2,1 10 3317,76) 136541
900 1,529
x x x x kG+ =
* η =
507,1
136541
1091,45
1

1
3
=
−
x
* e = 1,507x17,1 + 16 = 41,76 cm.
* A =
2
0
0
)'('
bhR
ahaRaFNe
n
−−
=
339,0
364090
)436(260002,476,411091,45
2
3
=
−−
xx
xxx
A = 0,339 < A
0
= 0,428 => α =
433,0339,0211211 =−−=−− xA
Fa =

.94,702,4
2600
1091,45364090433,0
'
2
3
0
cm
xxxx
aF
Ra
NRnbh
=+
−
=+
−
α
%88,0100
3640
)02,494,7(
µ =
+
=
∑
x
x

∆ µ =
%2,2100
9,0

88,09,0
=
−
x
=> Kết quả có thể chấp nhận được.
Bảng tổng hợp kết quả giải tìm cốt thép :



Ta chọn cốt thép như sau :
* Cốt thép mép ngoài : 2∅16 = 4,02cm
2
* Cốt thép mép trong : 4∅16 = 7,94cm
2
b/ Kiểm tra khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng khung :
Chiều dài tính toán phần cột trên : ltt = 2Ht = 2x3,6 = 7,2 m.
Kiểm tra phần cột trên như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm. Công thức kiểm tra :
N
gh
= ( m
b
.Rn.F + F’a.R’a ).ϕ
* λ =
18
40
720
==
b
ltt
=> ϕ = 0,85.

* F’a = 4∅16 + 2∅16 =11.09 cm
2
=> N
gh
= (1x40x40x90 + 11.09x2600)x0,85 = 146 909 Kg.
N
gh
> N = 45,91x10
3
Vậy cột hòan toàn đủ khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng khung.
21
2- Đoạn cột dưới :
a/ Trong mặt phẳng khung :
Kích thước cột bxh = 40x60 cm.
Chiều dài đoạn cột dưới Hd = 6,85 m => chiều dài tính toán ltt = 1,5xHd = 1,5x685= 1027,5 cm.
Độ mảnh của cột dưới : λ =
4125,17
60
5,1027
>==
h
ltt
 Cần phải tính đến ảnh hưởng của uốn dọc trong khi tính toán.
Giả thiết ban đầu về chiều dày lớp beton bảo vệ cốt thép : a= a’ = 4cm => h0 = 60 – 4 = 56 cm.
Độ lệch tâm ngẫu nhiên e
0nn
= 2cm thỏa mãn : e
0nn
>
cm

H
d
14,1
600
685
600
==
e
0nn
>
cm
h
d
2
30
60
30
==

Nội lực nguy hiểm nhất dùng để tính thép đoạn cột dưới:

Cặp IV – 13 : e
0
= 62,6 cm.
Giả thiết hàm lượng cốt thép ban đầu µ
gt
= 1,6%.
* Ja = 0.016x40x56x(60/2 – 4)
2
= 24 227,8 cm

4
.
Jb =
4
33
720000
12
6040
12
cm
xbh
==
.
* K = 1 +
331,1
)04,0
2
6,0
(72,5637,34
)04,0
2
6,0
(72,56511,1
=
−+
−+
* S =
1962,0
60
6,62

1
11,0
1,0
1
11,0
1,0
0
=
+
+=
+
+
h
e
* Nth =
kGxxxx 5,462837)8,24227101,2720000104,2
331,1
1962,0
(
5,1027
4,6
65
2
=+
* η =
1397,1
5,462837
1072,56
1
1

3
=
−
x
* e
0gh
= 0,4(1.25h - α
0
h
0
) = 0,4(1,25x60 – 0,62x56) = 16,11 cm.

ηe
0
= 1,1397x62,6 = 71,35 cm.
ηe
0
> e
0gh
=> Cột chịu nén lệch tâm lớnù.
* F’a =
)'('
0
2
0
ahaR
bhARNe
n
−
−

=
.01,5
)456(2600
564090428,035,971072,56
2
23
>=
−
−
cm
xxxxx
Với e = ηe
0
+ 0,5h - a = 71,35 + 30 – 4 = 97,35 cm.
* Fa =
.36,311,5
2600
1072,5656409062,0
'
2
3
00
cm
xxxx
aF
Ra
NRnbh
=+
−
=+

−
α
Tổng hàm lượng cốt thép :
%628,1100
5640
)36,311,5(
µ =
+
=
∑
x
x

22
Sai số về hàm lượng cốt thép tính toán so vơi giả thiết :
∆ µ =
%75,1100
628,1
628,16,1
−=
−
x
=> Kết quả có thể chấp nhận được.
Cặp IV – 17 : e
0
= 39,26 cm.
Giả thiết hàm lượng cốt thép ban đầu µ
gt
= 1,3%.
Ta có bảng tổng hợp kết quả sau :

Bài toán thuộc dạng cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn.

Sai số về hàm lượng cốt thép tính toán so vơi giả thiết :
∆ µ =
%85,2100
3,1
263,13,1
=
−
x
=> Kết quả có thể chấp nhận được.
Cặp IV– 18 : e
0
= 39,9 cm.
Giả thiết hàm lượng cốt thép ban đầu µ
gt
= 1,5%.
Ta có bảng tổng hợp kết quả sau :
Bài toán thuộc dạng cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn.

Sai số về hàm lượng cốt thép tính toán so vơi giả thiết :
∆ µ =
%33,1100
5,1
48,15,1
=
−
x
=> Kết quả có thể chấp nhận được.
Bảng tổng hợp kết quả giải tìm cốt thép :

Cốt thép mép ngoài : 4
∅
25 + 4
∅
20 = 32,2 cm
2
.
Cốt thép mép trong : 3
∅
25 + 3
∅
20 = 24,15 cm
2
.
Nhận xét : nội lực tại tiết diện III-III khá bé so với nội lực tai tiết diện IV-IV , trong khi đó ta lại sử
dụng nội lực tai tiết diện IV-IV để tính thép => để tiết kiệm cốt thép ta có thể cắt bỏ tầt cả cốt dọc
∅
20
tại độ cao 3,4m chỉ chừa lại các cây thép
∅
25 ở 2 bên để chịu moment tại tiết diện III-III. Ta kiểm tra
lượng cốt thép còn lại này với nội lực tai tiết diện III-III là cặp III-18 có giá trị sau :
23
M = 4,697 Tm ; N = 75,111 T ; Mdh = -2,086 Tm ; Ndh = 51,85 T
Diện tích cốt thép còn lại : F’a = 7
∅
25 = 34,36 cm
2

* Độ lệch tâm do moment : e
o1
=
cmx 25,6100
115,75
697,4
=
=> e
o
= e
o1
+ e
onn
= 6,25 + 2 = 8,25 cm.
* Ja = 34,36x(60/2 – 4)
2
= 23 228,2 cm
4
.
Jb =
4
33
720000
12
6040
12
cm
xbh
==
.

* K = 1 +
470,1
)04,0
2
6,0
(85,51697,4
)04,0
2
6,0
(85,51086,2
=
−+
−+−
* S =
563,0
60
25,8
1
11,0
1,0
1
11,0
1,0
0
=
+
+=
+
+
h

e
* Nth =
5 6
2
6,4 0,563
( 2,4 10 720000 2,1 10 23228,2) 696891
1027,5 1,470
x x x x kG+ =
* η =
3
1
1,08
51,85 10
1
696891
x
=
−
* Chiều cao vùng nén : x =
3
' '
75,115 10
20,87
90 40
a a a a
n n n
N R F R F
N N x
cm
R b R b R b x

+ −
= = = =
x=20,87 < α
0
h
0
= 0,62x56 = 34,72 cm => cột chịu nén lệch tâm lớn.
Công thức kiểm tra : Ne < Rnbx(h
o
-
2
x
) + R’
a
F’
a
(h
o
– a’) (∗)
+ Với e = ηe
0
+ 0,5h - a = 1,08x8,25 + 30 – 4 = 35,2 cm.
=> Ne = 75,115x10
3
x35,2 = 2,67x10
6
kGcm
+ Rnbx(h
o
-

2
x
) + R’
a
F’
a
(h
o
– a’) = 90x40x20,87(56-
2
87,20
) + 2600x34,36(56 – 4)
= 8,07x10
6
kGcm.
Vậy điều kiện (∗) được thỏa mãn nên cốt thép bố trí tại tiết diện III-III là đủ chịu lực.
Tiết diện cột dưới có h=60cm > 50 nên phải bố trí thêm 2
∅
12 làm cốt thép cấu tạo.
Chiều dày lớp beton bảo vệ thực tế là 2,5 cm < 4cm do đó sẽ thiên về an tòan hơn. Khoảng cách giữa các
cốt dọc :
t = (40 – 4x2,5 – 2x2,5)/3 = 8,33 cm > 3cm
=> Khoảng cách giữa các cốt dọc được đảm bảo.
b/ Kiểm tra khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng khung :
Chiều dài tính toán phần cột dưới : ltt = 1,2Hd = 1,2x685 = 822 cm.
Kiểm tra phần cột dưới như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm tại tiết diện đã cắt bớt cốt thép. Công
thức kiểm tra :
N
gh
= ( m

b
.F
b
.Rn + F’a.R’a ).ϕ
* λ =
55,20
40
822
==
b
ltt
=> ϕ = 0,799.
* F’a = 4∅25 + 3∅25 =34,36 cm
2
=> N
gh
= (1x40x60x90 + 34,36x2600)x0,799 = 243 963 Kg.
N
gh
> N = 45,91x10
3
=> Vậy cột hoàn toàn đủ khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng khung.
3- Tính toán cấu tạo cột biên theo các điều kiện khác :
24
a. Kiểm tra theo điều kiện chịu cắt :
Lực cắt lớn nhất tại chân cột dưới Qmax = 7,429 T ( IV-13).
Điều kiện kiểm tra : Q < K
1
.R
k

.b.h
o
= 0,6x7,5x40x56 = 10 080 kG = 10,08 T.
 Beton đủ khả năng chịu lực cắt. Cốt đai được đặt theo cấu tạo :
- Khoảng cách đai u=300mm < 15d
max
= 15x25 = 375 mm.
- Dùng đai ∅8 >
mm25,6
4
25
4
d
max
==
b. Kiểm tra nén cục bộ :
Lực nén dọc do lực mái truyền xuống : N = Gm + Pm = 44,32 + 6,3 = 50,26 T.
Bề rộng dàn mái kê lên cột là 24cm, chiều dài đoạn kê này là 26cm. Diện tích trực tiếp chịu nén cục bộ :
F
cb
= 24x26 = 624 cm
2
.
Diện tích tính toán của vùng chịu nén lấy đối xứng qua F
cb
:
Ftt = 40x30 = 1200 cm
2
.
Hệ số tăng cường độ : m

cb
=
.224,1
624
1200
3
3
<==
cb
tt
F
F

Vì lực cục bộ là lực tập trung nên hệ số µ
cb
= 0,75.
Khả năng chịu lực nén cục bộ ở đầu cột :
[N] = m
cb
. µ
cb
. F
cb
.R
n
= 1,24x0,75x624x90 = 52 200 kG
= 51,2 T.
=> [N] > N =50,26 T
Vậy đầu cột đủ khả năng chịu lực nén cục bộ. Ta
đặt theo cấu tạo 4 lưới thép ∅6 bước 60mm cách

nhau 10 cm.
c. Tính toán cấu tạo vai cột :
Chiều cao làm việc của vai cột : h
o
= 100 – 4 = 96 cm.
Chiều dài vai cột lv = 40cm, lv < 0,9xh
o
= 86,4 cm.
=> Vai cột có dạng console ngắn.
Lực tác dụng lên vai cột : P = D
max
+ G
d
= 23 + 5,94 = 28,94 T.
Kiểm tra kích thước vai cột theo 2 điều kiện sau :
• P < 2,5R
k
bh
o

P = 28,94 T < 2,5x7,5x40x96x10
3
= 72 T. ( đảm bảo đủ khả năng chịu lực cắt ).
• P < 1,2K
v
R
k
bh
o
2

/a
v

* a
v
= λ - hd = 75 – 60 = 15 cm.
* K
v
= 1 : cầu trục làm việc ở chế độ trung bình.
=> P= 28,94 < (1,2x1x7,5x40x96
2
/15)x10
-3
= 221 T. (đảm bảo đủ khả năng chịu moment tại vai cột).
Vậy kích thước vai cột như đã chọn đã hợp lí.
i\ Tính toán cốt dọc chịu lực :
Moment uốn tại tiết diện I-I ở mép vai cột : M = 28,94x0,15 = 4,34 Tm.
Moment này được tăng thêm 25% : M = 4,34 x1.25 = 5,43 Tm.
A=
.428,00164,0
964090
5,43x10M
0
2
5
0
=<== A
xx
bhR

n
α =
0165,00164,0211211 =−−=−− xA
γ = 1- 0,5α = 1 -
992,0
2
0,0165
=
=> Fa =
2
5
0
2,2
962600992,0
5,43x10M
cm
xx
hR
a
==
γ

Chọn 2∅16 = 4,02 cm
2
,
2i\ Tính cốt đai và cốt xiên :
25
N
380
100x3

20
400
240
2060x620
20
260 20
20 60x6 20
150
600
400
600
1000
150
600
400