Bản vẽ autocad công nghệ sản xuất cọc vuông sàn rỗng BTCT

PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

7


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

8


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

9


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

10


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

11


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

12


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

13


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

14


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

15


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

16


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

17


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

18


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

PHẦN 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU
3.1 BẢN SÀN
 Bản sàn được làm từ bê tông khô cốt liệu có D max = 12.5,
#400
 Bê tông #400 có Rb = 170 kg/cm2, modul đàn hồi Eb = 2x106
kg/cm2
 Sử dụng 8 cáp dự ứng lực ф9.53
 Thép dự ứng lực có giới hạn bền fu = 18700kg/cm2
 Cường độ căng thép dự ứng lực ban đầu: f i = 0.7x fu =
0.7x18700 = 13100kg/cm2
 Cường độ thép dự ứng lực tính toán: RH = 16000kg/cm2
 Kích thước của bản sàn :
 Chiều dài của bản sàn : 6000 mm
 Chiều dài thật của bản sàn: 6000 mm
 Chiều ngang của bản sàn: 1200 mm
 Chiều ngang thật của bản sàn: 1200 mm
 Chiều cao của bản sàn: 250 mm

Hình 3.1: Kích thước cơ bản của panel
Trọng lượng 1 m bản sàn: 306 kg/m2 = 0.306T/m2
Trọng lượng bản thân:
P=0.306x0.15245x4 = 0.186T
2

19


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

3.1.1. Tính toán tổng thể:
Xem mỗi tấm bản sàn rổng là một dầm đơn giản kê lên 2 gối tự do
Tải trọng tác dộng lên sàn:
 Tỉnh tải:
gi = ni x δIx γi
 Lớp gạch ceramic dày 1cm, γ = 2000 KG/m3, hệ số vượt tải
n=1,2
Gg = 1.2x0.01x2000 = 24 KG/m2
 Lớp vữa lót phía trên dày 2 cm, γ = 1800 KG/m3, hệ số vượt
tải n=1,1 :
gvữa lót =1,1x 0,02 x1800 = 39.6 KG/m2
 Trọng lượng panel :
gpanen= 1.1x306 = 336.6 KG/m2
 Lớp vữa lót phía dưới gạch lát nền dày 1,5 cm
gvữa trát = 1,1x 0,015 x1800 = 32,4 KG/m2

Tổng tỉnh tải tác dụng lên sàn:
g = 24 + 39.6 + 336.6 + 32,4 = 432.6 KG/m2
 Hoạt tải:
pc = 120 kG/m2 , n = 1,2
Vậy p = pc n = 120 *1,2 = 144 KG/m2
 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn :
qs= g+p = 432.6 + 144 = 576.6 KG/m2
Bề rộng truyền tải của panel là 1m nên :
q = qs*1m= 576.6 KG/m
Nhịp tính toán:
Lo= 6.050m - 0,25m=5.8 m

20

PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

6000

50

100

250

PANEL

L=6050

DAÀM DOÏC

250

Hình 3.2 : Nhịp tính toán của panel
 Sơ đồ tính toán :
 Tính panel như một dầm đơn giản
Mômen lớn nhất tại giữa dầm là:
qxl 2 576.6 x5.8 2
M=
=
= 2424.6 KGm
8
8

Lực cắt lớn nhất tại gối:
Q=

ql 0
576.6 x5.8
=
= 1672.1KGm
2
2

Tiết diện bản sàn rỗng ở hình 3.1 khi tính toán cốt thép và kiểm tra
khả năng chịu lực của bản sàn rỗng ta coi bản sàn có tiết diện hình chữ I.
Các lỗ rỗng trong bản sàn rỗng được coi như hình chữ nhật có kích thước
BxH= 115x185mm.
Hình chữ I có kích thước như hình vẽ 3.2, với bề dày sườn là
b = 6x115+2x40.5 = 321mm

21


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

Hình 3.3. Tiết diện quy đổi hình chữ I
Khi làm việc bản bàn cánh dưới chịu kéo nê bỏ qua khi tính toán. Như
vậy tiết diện chữ I sẽ quy về tiết diện chữ T.

Hình 3.4. Tiết diện quy đổi hình chữ T
3.1.2. tính các hao hụt ứng suất trong cáp dự ứng lực( Theo TCVN3562005)
3.1.2.1. Ứng suất hao do hiện tượng chùng ứng suất:
σ ch = 0.1σ sp − 20

Trong đó: σ ch : Ứng suất trước trong cốt thép, σ ch = 1309 Mpa
σ ch = 0.1× 1309 − 200 = 11.9 Mpa

3.1.2.2. Ứng suất hao do ma sát:
σ ms = 0
Khi căng thép trên bệ
3.1.2.3. Ứng suất hao do chênh lệch nhiệt độ:
σ nh = 1.2∆t

Trong đó: ∆t là chênh lệch nhiệt độ giữa cốt thép được nung nóng và bệ
căngcố định (ngoài vùng nung nóng) nhận lực căng. Ở đây có sử dụng
dưỡng hộ nhiệt ẩm bằng áo hơi khoản 80oC do vậy ∆t = 80-30 = 50oC

22


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

σ nh = 1.2 × 50 = 60 MPa

3.1.2.4. Ứng suất hao do biến dạng neo đặt ở vị trí căng:
σ neo =

∆l
× ES
l

Trong đó:
 ∆l : biến dạng của các vòng đệm bị ép, các đầu neo bị ép cục

bộ, lấy
∆l = 2cm
 l: chiều dài cốt thép căng, l = 84m
 ES: modul đàn hồi của cốt thép căng, ES= 1.8x106(kg/cm2)
σ neo =

2
× 1.8 × 10 7 = 4.86 MPa
7400 × 100

3.1.2.5. Ứng suất hao do từ biến nhanh của bê tông:
σ tbn = 40

σ bp
Rbp

khi

σ bp
Rbp

 σ bp
σ tbn = 40α + 85β 
R
 bp

≤α
 σ bp
khi
>α


Rbp


Trong đó:
 α = 0.25 + 0.025Rbp ≤ 0.8
 1.1 ≤ β = 5.25 − 0.185Rbp ≤ 2.5
 Xác định σ bp : σ bp =

P × eop × y sp
P
+
Ared
I red

'
'
'
'
P = Asp σ sp + Asp σ sp − As σ s − As σ s

Trong đó:
 As , As’: diện tích cốt thép không căng, As= As’= 0
 Asp: diện tích cồt thép căng, Asp = 8x9.53=76.24mm2
 Asp’: diện tích cốt thép căng, Asp’ =0
 A:
diện
tích
tiết
diện

ngang,
A
30x1200+321x220=106620mm2
αP =

E SP 187000
=
= 9.35
Eb
20000

Diện tích quy đổi:

23

=


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

Ared = A+ ( α − 1) ( AS + AS' ) + ( α P − 1) ( ASP + ASP' ) =A+ ( α P − 1) ( ASP + ASP' )
Ared = 106620+(9.35-1)(76.24+0) = 107256.6mm2
Moment tĩnh của tiết diện quy đổi:
Sred = 1200x30x15+321x220x110 = 8308200mm3
y=

S red 8308200
=
= 77.5 mm
Ared 107256.6

Moment quán tính của tiết diện quy đổi:
Ired = 321x2203/12+(110-77.5)x321x220+1200x303/12+(77.515)30x1200
Ired = 292079150mm4
Lực nén trước σ sp có kể đến mất mát ứng suất khi vừa buông thép không có
ứng lực, σ sp = 0
=>

P

Asp σ sp + Asp' σ sp' − As σ s − As' σ s' =

=

(

σ sp − σ neo − σ ms − σ nh − σ ch ) ASP

=> P = (1310Độ lẹch tâm eop:
e op =

4.86-0-60-11.9)76.24 = 94022 N

σ sp Asp y sp − σ sp' Asp' y sp'
P

=

1233.24 × 76.24 × 42.5
= 37.3 mm

107256.6

Tính σ bp tại vị trí trọng tâm cốt thép Asp’:
σ bp =

P × eop × y sp
P
94022
94022 × 37.3 × 42.5
+
=
+
Ared
I red
107256.6
292079150

σ bp = 1.39MPa

Cắt cáp khi bê tông đạt 80% cường độ do vậy: Rbp = 0.8x40 = 32
α = 0.25 + 0.025 × 32 = 1.05 >

σ bp
Rbp

=

1.39
= 0.043
32

Do vậy tổn hao ứng suất do từ biến nhanh của bê tông bằng:
σ tbn = 40

σ bp
Rbp

= 40 ×

1.39
= 1.74 MPa
32

3.1.2.6. Hao tổn do co ngót của bê tông:
Theo TCVN356-1995 đối với bê tông có mác nhỏ hơn 450 được
dưỡng hộ nhiệt trong điều kiện áp suất khí quyển thì σ co = 35MPa

24


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

3.1.2.6. Hao tổn do từ biến của bê tông:
σ tb = 150

ασ bp

σ tb = 300(
σ

Rbp

σ bp
Rbp

khi

σ bp
Rbp

≤ 0.75

− 0.375)khi

σ bp
Rbp

> 0.75

ασ

1.39

bp
bp
Ta có R = 32 = 0.043 < 0.75 nên σ tb = 150 R = 150
bp
bp

1.05 × 1.39

= 6.84MPa
32

3.1.2.7. Tổng tổn hao ứng suất:
σ h = σ tbn + σ neo + σ ms + σ nh + σ ch + σ co + σ tb
σ h = 1.74 + 4.86 + 0 + 60 + 11.9 + 35 + 6.84 = 120.34MPa

3.1.3. Khả năng chịu lực của cấu kiện:
3.1.3.1 Xác định giá trị ξ R :
ξR =

ω
σ  ω 
1 + SR 1 − 
σ SC ,u  1.1 

Trong đó:
 ω = α − 0.008Rb = 0.85 − 0.008 × 0.85 = 0.734
 σ sp = σ sp − σ h = 1310 − 120.34 = 1189.66MPa
 σ SR = R S − σ sp + 400 = 1600 − 1189.66 + 400 = 810.34
ξR =

0.734
= 0.477
810.34  0.734 
1+
1 −

500 
1.1 

3.1.3.2. Xác định chiều cao vùng nén:
RspxAsp = 1600x76.24=121984Mpa
Rb b 'f h 'f = 17 x1200 x30 = 612000 Mpa
'
'
Do RspxAsp = 121984MPa < Rb b f h f = 612000Mpa nên trục trung hòa đi

qua cánh, quy tiết diện chử T về hình chữ nhật.
Chiều cao vùng chịu nén x:
x=

R sp Asp
Rb b

=

1600 × 76.24
= 5.98mm
17 × 1200

25


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

Ta nhận thấy x = 5.98 < ξ R ho = 0.477x220 = 104.94mm thảo mãn điều kiện
khống chế.
3.1.3.3.Kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện:

[ M ] = Rb bx h0 − x  + Rsc As' ( h0 − a s ) + σ sc Asc' ( h0 − a sp' )


2

[ M ] = Rb bx h0 − x  = 17 ×1200 × 5.98 ×  220 − 5.98  = 26473483.9 Nmm


2



2 

[ M ] = 26473483.9 Nmm ≈ 2.65Tm > M = 2.4246Tm. Như vậy bản
sàn rỗng thiết kế có khả năng chịu lực.
3.1.3.4. Kiểm tra ứng suất nén trước giới hạn của cấu kiện:
Điều kiện khống chế:
σ bp
Rbp

< [ γ ] = 0.95

Như tính toán ở trên ta có:

σ bp
Rbp

=

1.39
= 0.043 < 0.95
32

Vậy cấu kiện thỏa mãn điều kiện.
3.1.3.5.kiểm tra khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng của cấu kiện
chịu uốn:
 Xác định [ Q] :

[ Q] = 0.3ϕ w1ϕ b1 Rb bho

Trong đó:
 φb1 = 1-βRb = 1- 0.01x17 = 0.83
 φw1 = 1 + 5αµ ω ≤ 1.3
 µω =

Asw
= 0 do bản sàn không sử dụng cốt đai => φw1 = 1
bs

[ Q] = 0.3 × 1× 0.83 ×17 ×1200 × 220 = 1117512 N = 11751.2kg >1672.1Kg
3.1.3.6. Kiểm tra độ võng của bản sàn:
Mô men quán tính panel sàn
I ≈ I red = 29207.915cm 4

Bê tông #400: Eb = 2.105KG/cm2
Độ võng của sàn:

26

PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM
5ql 4
5 × 576.6 × 10 −2 × 600 4
=
= 1.33cm
384 E b I 384 × 2 ×10 5 × 29207.915
1.33
1
1
f
=
=
< =
600 451  l  200

fmax=

f max
l

3.1.4. Kiểm tra điều kiện cẩu lắp cho bản sàn
Giá trị hợp lý nhất là Mmax = Mmin, khoảng cách đặt móc cẩu là
L = 0,207L= 0,207x 6 = 1.242 m

1242

1242
6000

Hình 3.5: Sơ đồ cẩu lắp panen
 Trọng lượng tấm sàn:
Q = 306kg/m2
Quy về tải phân bố đều tính toán cho cẩu lắp: q=1,2x306 = 367.2KG/m
 Mômen tại gối:

( )

q × l/
M =
2

2

367.2 x1.242 2
=
= 283KGm
2

 Khả năng chịu tải của cốt thép dọc: 8φ 9.53 Fa=5.7cm2
[Mct] = Ra x Fa x h0=18700 x 5.7 x 22=2344980KGcm =
2344.98 KGm
M =283 KGm < Mct=2344.98KGm
3.2. CỌC VUÔNG RỖNG:
3.2.1. Các đặc trưng tính toán của cọc đơn.
 Cọc có tiết diện 250x250

27

PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

 Bê tông #400 có Rb = 170 kg/cm2, modul đàn hồi Eb = 2x106
kg/cm2
 Sử dụng 4 cáp dự ứng lực ф9.53
 Thép dự ứng lực có giới hạn bền fu = 18700kg/cm2
 Cường độ căng thép dự ứng lực ban đầu: f i = 0.7x fu =
0.7x18700 = 13100kg/cm2
 Cường độ thép dự ứng lực tính toán: RH = 16000kg/cm2
3.2.2. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn:
Sức chịu tải trọng nén của cọc đơn:

Tải trọng nén truyền lên cọc phải thoả mãn điều kiện:
N ≤ Qa ;
Trong đó: Qa lấy theo quy định của các giá trị tính toán trên.

Sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền:
Sức chịu tải cực hạn của cọc theo dất nền bao gồm hai thành phần:
Sức chống ở mũi cọc và ma sát bên của cọc:
Qu=Qp+QS
Sức chịu tải trọng nhổ của cọc đơn:

Tải trọng nhổ truyền lên cọc phải thoả mãn điều kiện:
NK ≤ Qah ;
Trong đó: Qah lấy theo quy định của các giá trị tính toán trên.

Sức chịu nhổ cực hạn của cọc theo đất nền:
Sức chịu nhổ cực hạn của cọc theo dất nền lấy bằng tổng ma sát
bên cọc có kể thêm trọng lượng cọc :
Quk=Qsk+W

Sức chịu tải trọng ngang của cọc:

Tải trọng ngang H tác dụng lên cọc phải thoả mãn điều kiện:
H ≤ Qah
Trong đó: Qah lấy theo quy định của các giá trị tính toán trên.

Sức chịu tải trọng ngang cực han của cọc:
Sức chịu tải trọng ngang cực hạn được tính khi cọc chịu tác dụng
dồng thừi của môment uốn, lực ngang, lực dọc trục và phản lực của đất nền.
3.2.3 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc trong quá trình cẩu lắp:

28


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM



Kiểm tra kả năng chịu tải của cọc theo vật liệu:
Pvl = km(RnFc + maRaFa)
Trong đó: km phụ thuộc vào tỉ số l0/d , chọn km = 0,7, ma = 1
Pvl = 0,7(170x448 + 1x18700x4x0.71)=95247.6kg

= 95.25T

Kiểm tra cốt thép trong cọc theo vận chuyển cọc:
Trọng lượng cọc dơn vị : q1 = γbt xFc = 2,5x0,0448= 0.112 T/m
Khi cẩu cọc ngoài trọng lựợng bản thân còn có lực gió, lực quán tính.
Để đơn giản trong quá trình tính toán nhân với hệ số vượt tải 1,4
Do đó : q = 1,4q1 = 1,4 x0.112 = 0.1568T/m

Chọn 2 móc cẩu, khoảng cách mỗi móc cẩu cách đầu cọc :
0,207l = 0,207x15= 3.105 m
Mômen lớn nhất :
M=

1
1
× 0.1568 × 8.79 2 − × 0.1568 × 3.105 2 = 0.758Tm
8
2

Tính diện tích cốt thép
M

0.758

Fa = 0,9 R h = 0,9 × 18.7 × 0.22 = 0.205 cm2
a 0
Diện tích cốt bố trí trong cọc Fa = 4x0.71 = 2.84cm2>0.205 cm2. Do
vậy thép bố trí trong cọc thỏa mãn đièu kiện cẩu vận chuyển cọc.

M = 0.758Tm

3.105

8.79

3.105

Hình 3.6. Sơ đồ cẩu vận chuyển cọc


Kiểm tra thép khi dựng cọc:
Khi dựng cọc kiểm tra tại vị trí cách đầu cọc một khoảng: 0,294l =
0,294 x 15 = 3.105 m.
Mô men lớn nhất khi dựng cọc:

29


PHẦN3: TÍNH KẾT CẤU SẢN PHẨM

M = 0.043ql2 = 0.043x12x0.1568 = 0.97Tm
M

0.97

Fa = 0,9 R h =
= 0.26cm2
0.9 ×18.7 × 0.22
a 0
Diện tích cốt bố trí trong cọc Fa = 4x0.71 = 2.84cm2>0.26 cm2. Do
vậy thép bố trí trong cọc thỏa mãn đièu kiện cuẩ dựng cọc.

M = 0.97Tm

3.105

11.895

Hình 3.7

30