ĐỒ án bê TÔNG cốt THÉP số II - Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng

đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

đồ án bê tông cốt thép số II
Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng
Số liệu cho tr ớc:
Nhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép, ba nhịp đều nhau,có cửa mái để thông gió và
chiếu sáng đặt tại nhịp giữa. L = 21m, cùng cao trình ray R=6.5m, ở mỗi nhịp có hai cầu
trục chạy điện, chế độ làm việc nặng sức trục Q=20/5 T, dây móc cẩu cứng. Bớc cột
a
= 12 m. Địa điểm xây dựng tại Bắc Ninh.
I - lựa chọn kích th ớc các cấu kiện:
1. Chọn kết cấu mái :
Với nhịp L=21 m chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình thang, độ dốc các thanh
cánh trên i=1/10 , chiều cao giữa dµn cã thĨ chän nh sau:
H = (1/7  1/9)L = (21/7 )L = (21/7  21/9)L = (21/7 ) = (3,  2,33) m.Chän H = 2,8 m.
ChiÒu cao đầu dàn: Hđd =H-

i.

L
1 21
= 2,8 =1,8 m.
.
10
2
2

-Khoảng cách giữa các mắt dàn ở thanh cánh thợng lấy bằng 3m
-Khoảng cách giữa các mắt dàn ở thanh cánh hạ lấy bằng 6m.

Cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa đợc bố trí dọc nhà, chiều rộng của cửa mái lấy bằng 12m,
cao 4 m.
Các lớp mái đợc cấu tạo từ trên xuống dới nh sau:
- Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5 cm.
- Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm.
- Lớp bê tông chống thấm dày 4 cm.
- Panen mái là dạng panen sờn, kích thíc 12  3 m cao 45 cm.
Tỉng chiỊu dµy c¸c líp m¸i: t = 5 + 12 + 4 + 45 = 66 cm.
2. Chän dÇm cÇu trơc :
- Trục định vị của nhà :
Cầu trục có sức trục Q = 20T thc trêng hỵp Q < 30T do đó trục định vị của nhà đợc
xác định nh hình sau:
Cột biên: trục định vị trùng mép ngoài cột.
Cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học của cột.

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

1


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

- Nhịp cầu trục đợc xác định : LK = L- 2 =21 – 2.0,75 =19)L = (21/7 ,5 m.
- Cầu trục làm việc ở chế độ nặng, sức trôc Q=20/5 T , LK =19)L = (21/7 ,5 m tra bảng ta có các chỉ
tiêu của cầu trục chạy ®iÖn nh sau:
B = 6300 (mm); K = 4400 (mm) ; Hct = 2400(mm); B1 = 260(mm).
- ¸p lùc b¸nh xe lên ray:Pmaxtc =22 T.
Ptcmin = 4,8 T.

-Trọng lợng xe con: G = 6,0 T
-Toàn cầu trục: G = 33,5 T.
-Tõ Ptcmax = 22 T
Ta chän ®êng ray cã chiỊu cao : Hr = 150 (mm).
Trọng lợng tiêu chuẩn của ®êng ray: grc = 150 kG/m.
- Víi bíc cét a =12 m, nhịp nhà L= 21 m, sức trục Q = 20 T ta
chọn dầm tiết diện chữ I bằng bê tông cốt thép với các kích thớc đợc chọn theo thiết kế định hình:
Hc = 1400 ;b =140 ; bf’= 650; hf’= 180 ; bf = 340 ; hf
=300
träng lợng dầm cầu trục : 11,3 T.
3. Xác định chiều cao nhà :
Lấy cao trình nền nhà tơng ứng với cốt 0.00 để xác định các kích thớc khác.
- Cao tr×nh vai cét: V = R- ( Hr + Hc).
R- cao trình ray đà cho R = 6,5 m.
Hr- chiều cao ray và các lớp đệm Hr = 0,15 m.
Hc- chiỊu cao dÇm cÇu trơc Hc = 1,4 m.
V = 6,5- ( 0,15 + 1,4) = 4,9)L = (21/7 5.
- Cao trình đỉnh cột: D = R + Hct + a1
Hct - chiều cao cầu trục tính từ cao trình ray ®Õn ®Ønh xe con, H ct = 2,4 m
a1- khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dới kết cấu mang lực mái,
chọn: a1= 0,15m đảm bảo a1  0,1 m
D = 6,5 + 2,4 + 0,15 = 9)L = (21/7 ,05 m.
SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

2


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

- Cao trình đỉnh mái: M = D + h + hcm + t.
ChiÒu cao kÕt cÊu mang lùc m¸i: h = 2,8m.
ChiỊu cao cưa m¸i: hcm = 4m
Tỉng chiều dày các lớp mái: t = 0,66 m
Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái:
M2 = 9)L = (21/7 ,05 + 2,8 + 4 + 0,66 = 16,51 m
Cao trình mái ở 2 nhịp biên không cã cưa m¸i:
M1 = 9)L = (21/7 ,05 + 2,8+ 0,66= 12,51 m
4. Chän kÝch thíc cét :
Trong trêng hỵp số liệu của đồ án: sức nâng trục nhỏ hơn 30T, nhịp nhà nhỏ hơn 30 m ta
chọn loại cột đặc có tiết diện chữ nhật.
- Chọn chiều dài các phần cột:
+ Chiều dài phần cột trên:
Ht = D V = 9)L = (21/7 ,05 – 4,9)L = (21/7 5 = 4,1( m ).
+ Chiều dài phần cột dới:
Hd = V + a2
a2 là khoảng cách từ mép trên của móng đến mặt nền. Ta chọn a 2 = 0,5 m đảm bảo a2
0,4m
Hd = 4,9)L = (21/7 5 + 0,5 = 5,45 (m)
* Chän tiÕt diÖn cột:
- Bề rộng cột b đợc chọn theo thiết kế định hình, thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và
cột dới, cho cả cột biên lẫn cột giữa, với a =12 cm ta chän b = 50 cm tho¶ mÃn độ mảnh
của cột theo phơng ngoài mặt phẳng là :
l0/b = 1,2 Hd/ b =1,2.5,45/ 0,5 = 13,08 < 30
- Xác định chiều cao tiết diện phần cột trên:
+Cột biên: chọn dựa vào điều kiện a 4 = - B1 – ht >6 ( cm ). Víi a 4 là khoảng cách từ
mép bên cầu trục đến mép trong của cột.
Tra bảng ta đợc B1 = 26 (cm);  = 75 ( cm ).
Chän ht = 40 ( cm ) thoả mÃn điều kiện a4 =75 - 40 – 26 = 9)L = (21/7 > 6 (cm).

+Cét giữa: chọn dựa theo điều kiện a4 = - B1 – 0,5 .ht
Chän ht = 60 (cm) tho¶ m·n ®iỊu kiƯn. a4 =75 – 0,5 .60 – 26 = 19)L = (21/7 >6 (cm).
- Xác định chiều cao tiết diện phần cột dới:
+Cột biên chọn hd = 60 (cm) thoả mà điều kiện : hd >Hd / 14 = 5,45/14 = 0,39)L = (21/7 m.
+Cét gi÷a chän hd = 80 (cm).
- Xác định kích thớc vai cột:
+ Cét biªn : hv = 60 cm ; lv= 40 cm ;góc nghiêng cạnh dới của vai bằng 45o.
+ Cột giữa : hv =60 cm ; lv=60 cm ;góc nghiêng cạnh dới của vai bằng 45o.
- Kiểm tra độ mảnh cđa cét :

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

3


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

* Cột biên:
+độ mảnh của cột trên theo phơng trong mặt phẳng khung là:
l0 2,5 H t 2,5.4,1


25, 625 30
ht
ht
0, 4

+độ mảnh của cột trên theo phơng ngoài mặt phẳng khung là:

l0 2.H t 2.4,1


16, 4 30
b
b
0,5

+độ mảnh của cột dới theo phơng trong mặt phẳng khung là:
l0 1,5 H d 1,5.5, 45


13,625 30
h
h
0, 6

+độ mảnh của cột dới theo phơng ngoài mặt phẳng khung là:
l0 1, 2 H d 1, 2.5, 45


13, 08  30
b
b
0,5

* Cột giữa: +độ mảnh của cột trên theo phơng trong mặt phẳng khung là :
l0 2,5 H t 2,5.4,1

17, 083 30
ht
ht
0, 6

+độ mảnh của cột trên theo phơng ngoài mặt phẳng khung là:
l0 2 H t 2.4,1


16, 4 30
b
b
0,5

+độ mảnh của cột dới theo phơng trong mặt phẳng khung là:
l0 1,5 H d 1,5.5, 45


10, 22 30
h
h
0,8

+độ mảnh của cột dới theo phơng ngoài mặt phẳng khung lµ:
l0 1, 2 H d 1, 2.5, 45


13, 08  30
b
b

0,5

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

4


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

II - Xác định tải trọng tính toán :
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 công thức:
Ptt = Ptc n = n.
Stt
Các lớp mái
Tải trọng tiêu
Hệ số
Tải trọng tính
2
chuẩn kG/m
vợt tải
toán kG/m2
1
2 lớp gạch lá nem + vữa lót dày

SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1

5


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

9)L = (21/7 0

1,3

117

2

5 cm,=1800kG/m3
Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày

144

1,3

187,2

3

12 cm, =1200 kG/m3
Lớp bê tông chống thấm dày
4cm, =2500 kG/m3
Panen 123 m

dày 45 cm

100

1,1

110

4

320

1,1

352

- Phần mái hở ở đầu hồi do panen không đủ để đặt panen dự kiến đổ bù bằng bê tông
rộng 1,5 m, chiều cao b»ng chiỊu cao panen (45 cm), =2500 kG/m3 cã t¶i träng tÝnh
to¸n : Ptt = 2500  0,45  1,1 = 1237,5 kG/m2
- Tĩnh tải do toàn bộ mái:

gm =(117+187,2+110).a.L + 352.a.(L-2.1,5) +1237,5.a.2.1.5
=(117+187,2+110).12.21 + 352.12.18 + 1237,5.12.3

 gm =224,9)L = (21/7 6 (T)
- Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dàn mái nhịp 21 m lấy G1c= 8,1 T, n = 1.1
Gtt1 = 8,11,1 = 8,9)L = (21/7 1 (T)
- Trọng lợng khung cửa mái rộng 12m, cao 4m, lÊy G2c =2,8 T, n=1,1
Gtt2 = 2,8 1,1 = 3,08 (T).
- Trọng lợng kính và khung cửa kính lấy G2c =500 (kG/m), n = 1,2.

gttk = 500  1,2 = 600 (kG/m).
Tĩnh tải mái quy về lực tập trung G m1 tác dụng ở nhịp biên (không có cửa mái) đợc tính
theo công thức:
Gm1 = 0.5 (G1 +

gm)

Gm1 = 0,5  (8,9)L = (21/7 1 + 224,9)L = (21/7 6) = 116,9)L = (21/7 4 (T).
-Với nhịp giữa cã cưa m¸i:
Gm2 = 0,5  (G1 +

 gm + G2 + 2gka)

= 0,5  (8,9)L = (21/7 1 + 224,9)L = (21/7 6 + 3,08 + 2 0,612) = 125,68 (T).
Điểm đặt của Gm1, Gm2 cách trục định vị 0,15m và đợc thể hiện nh hình vẽ:

SVTH : NGUYễN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

6


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

2. Tĩnh tải do dầm cầu trục và ray cầu chạy :
Trọng lợng tiêu chuẩn bản thân dầm cầu trục, ray cầu chạy :
Gd= G1 + agr
G1 : trọng lợng bản thân dầm cầu trục, G1c =11,3 T, n =1,1
gr- trọng lợng ray và các lớp đệm, grc = 150 (kG/m2), n =1,1

Gd = 1,1.(11,3 + 12 0,15) = 14,41 (T)
Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75 m.
3. Tĩnh tải do trọng lợng bản thân cột :
Tải trọng này tính theo kích thớc cấu tạo cho từng phần cột.
* Cột biên: + Phần cột trên: Gt = 0,5  0,4  4,1  2,5  1,1 = 2,255 (T).
0, 6  1
+ PhÇncét díi: G d =( 0,5 0,6 5,45 + 0,5
0,4 ) 2,5  1,1 = 4,9)L = (21/7 4 (T)
2
* Cột giữa:
+ Phần cột trªn: G t = 0,5  0,6  4,1  2,5  1,1 = 3,38 (T)
0, 6  1, 2
+ PhÇncét díi: G d =(0,5  0,8  5,45 +20,5
0,6 ) 2,5 1,1= 6,74
2
(T)
Tờng xây gạch là tờng tự chịu lực nên trọng lợng bản thân nó không gây ra
nội lực cho khung.
4. Hoạt tải sửa chữa mái :
Mái nhà công nghiệp ở đây là mái nặng cho nên ta lấy :
Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên 1m2 mặt bằng mái lấy bằng
ptc = 75 kG/m2, n = 1,3. Hoạt tải này đa về thành lực tập trung Pm đặt ở đầu cột.
Pm= 0,5nptcaL
Pm= 0,5  1,3  75  12  21 = 12285 (kG) = 12,285(T).
Điểm đặt của Pm đặt trùng với vị trí của Gm.
5. Hoạt tải cầu trục :
a. Hoạt tải đứng do cầu trục:
Với số liệu cầu trục ®· cho: Q = 20/ 5 T, LK=19)L = (21/7 ,5 m chế độ làm việc nặng tra bảng ta cã :
- BỊ réng cđa cÇu trơc : B = 6,3 (m).
SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

7


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

- Khoảng cách giữa hai trục bánh xe cầu trơc : K = 4,4 (m).
- ¸p lùc lín nhÊt tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray: Pmax= 22 (T)
- Hệ số vợt tải theo TCVN 2737 - 19)L = (21/7 9)L = (21/7 5, n=1.1.
-träng lỵng xe con G = 6,0 T
áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax
4

xác định theo đờng ảnh hởng của phản lực. Dmax= n Pmaxtc

y

i

i 1

Các tung độ của đờng ảnh hởng xác định theo tam giác đồng dạng :
y1 = 1 ; y2 = 7,6/ 12 = 0,634
y3 = 10,1/ 12 = 0,842 ; y4 =5,7/12 = 0,475.
4

y

4

= 1 + 0,634 + 0,842 + 0,475 = 2,9)L = (21/7 51

i 1

Dmax = 1,1  22  2,9)L = (21/7 51 = 71,42 (T)
Điểm đặt của D max trùng với điểm đặt của Gd.
b. Hoạt tải ngang của xe con:
Lực hÃm ngang do một bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trờng hợp dây móc cẩu
cứng đợc xác định theo c«ng thøc :
1
2

1 Q  Gx 1 20  6
= .
=1,3 (T)
2
10
2 10

T1 = . Ttcn = .

Lùc h·m ngang lớn nhất Tmax do hai cầu trục làm việc gần nhau đợc xác định theo đờng
ảnh hởng nh đối víi Dmax :
4

Tmax= n  T1  yi
i 1

= 1.1  1, 3  2,9)L = (21/7 51= 4,22 (T)
Xem lực Tmax truyền lên cột ở mặt và trên dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1,4m và cách
đỉnh cột 1 đoạn: y = 4,1 1,4 = 3,7 (m)
6. Hoạt tải do gió :
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên một mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình là:

SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1

8


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN V¡N PHONG

W = n  W0  k  C
Trong ®ã W0 - ¸p lùc giã ë ®é cao 10 m ,theo TCVN-2737-19)L = (21/7 9)L = (21/7 5 th× Bắc Ninh thuộc vùng
II-B nên áp lực W0 tra bảng lµ W0 = 9)L = (21/7 5 (kG/m2).
k - hƯ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình, ở
đây áp dụng dạng địa hình B. Hệ số k xác định tơng ứng ở hai mức :
+ Mức đỉnh cột cao tr×nh +9)L = (21/7 ,05 m cã k = 0,9)L = (21/7 76
+ Mức đỉnh mái cao trình +16,51 m cã k = 1,09)L = (21/7 4
C - hÖ sè khí động, phụ thuộc vào dạng công trình, đợc phân ra 2 thành phần gió đẩy
và gió hút.
C = + 0.8 với phía gió đẩy và C = - 0.4 đối với phía gió hút.
n - hệ số vợt tải, n = 1.2
Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều:
P = W  a = n  W0  k  C  a.
PhÝa giã ®Èy: P® = 1,2  0.09)L = (21/7 5  0,9)L = (21/7 76 0,8  12 = 1,07 (T/m)
PhÝa giã hót: Ph = 1,2  0,09)L = (21/7 5  0,9)L = (21/7 76 0,4 12 = 0,535(T/m)

Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đa về thành lực tập trung
đặt ở đầu cột S1, S2 với k lấy trị số trung bình:
K = 0.5 (0,9)L = (21/7 76 + 1,09)L = (21/7 4) = 1,035
C¸c giá trị hệ số khí động trên các phần mái ®ỵc tra theo TCVN 2737 – 19)L = (21/7 9)L = (21/7 5, lấy theo
sơ đồ nh trong hình vẽ sau:
Trong ®ã : Ce1 tÝnh víi gãc  = 5,710 ( ®é dèc i =tg =1/10 ), tØ sè

H 9, 05

0, 43
l
21

Néi suy  Ce1 =-0,46

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

9)L = (21/7


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

Trị số S tính theo công thức:
n

S = n  k  W0  a 

C k

i

i

i 1

n

= 1,2  1,035  0,09)L = (21/7 5  12 

 C i h i =1,416 
i 1

n

C h
i

i

i 1

Thay c¸c giá trị vào ta đợc:
S1 = 1,416 ( 0,82,86 0,461 + 0,6 1 – 0,30,45 + 0,34 – 0,6  0,55) = 4,03
(T).
S2 = 1,416 ( 0,60,55 + 0,6  4 +0,60,45 – 0,51 + 0,41 +0,42,86 ) = 5,5 (T).

III - Xác định nội lực :
Nhà 3 nhịp có cửa mái cứng, cao trình bằng nhau khi tính với tải trọng đứng
và lực hÃm của cầu trục đợc

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 ở đỉnh cột.
1. Các đặc trng hình học :
* Cột biên :
- Chiều cao phần cột trên : H t = 4,1 (m)
- Kích thớc tiết diện phần cột trên : (50 40) cm
- ChiỊu cao phÇn cét díi : H d = 5,45 (m)
- KÝch thíc tiÕt diƯn phÇn cét díi : (50 60) cm
- Chiều dài cột để tính toán : H= 4,1 + 5,45 = 9)L = (21/7 ,55 (m)
SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

10


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

Mômen quán tính của tiết diện: J= b.h

3

12

Trong đó :
J : Mômen quán tính.
b,h: kích thớc tiết diện ngang của cột.
- Mômen quán tính tiết diện phần trên vai cét :
3
J t = 50.40 = 266667 (cm 4)

12

- M«men quán tính tiết diện phần dới vai cột :
3

Jd = 50 60 900000 (cm 4 ).
12

4,1
Các thông số: t = H t =
= 0.43
H

9,55

 Jd


3  900000

1
 1

 0, 43 
J
 266667  = 0.189)L = (21/7

k=t3  t

* Cột giữa :
- Chiều cao phần cột trên : H t = 4,1 (m)
- KÝch thíc tiÕt diƯn phÇn cét trên : (50 60) cm
- Chiều cao phần cột díi : H d = 5,45 (m)
- KÝch thíc tiÕt diện phần cột dới : (50 80)cm
- Chiều dài cột để tính toán : H = 4,1 + 5,45 = 9)L = (21/7 ,55 (m)
- Momen qu¸n tÝnh tiÕt diện phần trên vai cột :
3
Jt = 50.60 9)L = (21/7 00000 (cm 4)
12
- Momen quán tính tiết diện phần díi vai cét :

3

Jd = 50 80 2133334 (cm 4)

12
H
4,1
0.43
* Các thông số: t = t
H
9, 55

Jd

3  2133334
 1
  1 0, 43 
J

 900000
 = 0.109)L = (21/7
k = t3  t 

ChiỊu d¬ng của nội lực đợc biểu diễn nh hình vẽ:

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

11


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

2. Nội lực do tĩnh tải mái :
a. Cột biên :
Tĩnh tải mái G m1 gây ra mô men ®Ỉt ë ®Ønh cét
M 1 = Gm1 .et = - 116,9)L = (21/7 4  0.05 = - 5,85 (T.m)
víi e t là khoảng cách từ điểm đặt G m1 đến trọng tâm phần cột trên,
et =0,5h t - 0,15 =0,5.0,4 0,15 = 0.05 m
Khoảng cách từ trục phần cột trên và trục phần cột dới :
a = (h d-ht)/2 = (0.6 – 0.4)/2 = 0,1(m)
V× a n»m cïng phÝa víi e t so víi trơc phÇn cét díi nên phản lực đầu cột :
R = R1 + R2
k
0.189
3M (1  )  3 5,85 (1 
)
R1=

t 
0.43 = - 1,113(T)
2 H (1  k ) 2 9,55 (1  0.189)
TÝnh R 2 víi: M = - G m1  a = -116,9)L = (21/7 4  0,1= -11,69)L = (21/7 4 (T.m)
Mô men này đợc đặt ở cao tr×nh vai cét.
R2=

3M(1  t 2 )  3 11, 694(1  0, 432 )
= -1,26 (T)

2H(1  k)
2 9,55(1  0.189)

R = R1 + R2 = - (1,113+ 1,26) = - 2,373 (T)

(sơ đồ tính và biểu đồ mô men cột biên do tĩnh tải mái G m1 gây ra)
Xác định nội lực trong các tiết diện cột :
- M«men: M I = - 116,9)L = (21/7 4.0,05 = - 5,85 (T.m)
M II = - 5,85 + 2,373  4,1 = 3,88 (T.m)
M III = - 116,9)L = (21/7 4 (0,05 + 0,1) + 2,373 4,1 =- 7,81 (T.m)
M IV = - 116,9)L = (21/7 4 (0,05 + 0,1) + 2,373 9)L = (21/7 ,55 = 5,12(T.m)
SVTH : NGUYÔN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

12


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN V¡N PHONG

- Lùc däc: N I = N II = N III = N IV = 116,9)L = (21/7 4 (T).
- Lực cắt: Q IV = 2,373 (T)
b. Cột giữa :
Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải mái G m1 và G m2 nh hình vẽ:
Khi đa G m1 ,G m2 về đặt ở trục cột ta đợc lực:
G = G m1 +G m2 = 116,9)L = (21/7 4+125,68 = 242,62 T và mô men
M = - 116,9)L = (21/7 4.0,15 +125,68.0,15 = 1,311 T.m
0.109
k
)
3M(1  ) 3 1,311(1 
Ph¶n lực đầu cột : R =
0, 43 = 0,233 (T)
t
2H(1 k) 2 9,55 (1 0.109)

( sơ đồ tính và biểu đồ mô men cột giữa do tĩnh tải mái G m1 ,G m2 gây ra)
Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
- Mômen: M I =1,311 (T.m)
M II = M III = 1,311 – 0,233  4,1 = 0.356(T.m)
M IV = 1,311 – 0,233  9)L = (21/7 ,55 = - 0,9)L = (21/7 14 (T.m)
- Lùc däc: NI = N II = N III = N IV = 242,62 (T)
- Lùc c¾t : Q IV = - 0,233(T)
3. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục :
a. Cột biên : Sơ đồ tính với tĩnh tải dầm cầu trục cho trên hình vẽ :

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

13

đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN V¡N PHONG

Gd = 14,41 T; ed =  - 0,5hd = 0,75 – 0,5  0,6= 0,45 (m)
Lùc Gd g©y ra momen đặt tại vai cột:
M = Gd ed = 14,41 0,45 = 6,485 (T.m)
Phản lực đầu cột :

R=



3M 1  t 2

 3 6,845  1  0, 43  = 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7 (T)

2 H (1  k )

2

2 9,55  1  0,189

Xác định nội lực trong các tiết diện cột:
- M«men: M I = 0
M II = - 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7  4,1 = - 2,866 (T.m)
M III = 6,485 – 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7  4,1 = 3,62 (T.m)
M IV = 6,485– 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7  9)L = (21/7 ,55 = - 0,19)L = (21/7 1 (T.m)
- Lùc däc: N I = N II = 0

NIII = N IV = 14,41 (T)
- Lùc c¾t: Q IV = - 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7 (T)
b. Cét gi÷a :Do tải trọng đặt đối xứng qua trục cột nên: M=0; Q = 0.
- Lùc däc: NI = NII = 0 ; NIII = NIV = 2  14,41 = 28,82 (T)
4. Tổng nội lực do tĩnh tải :
Cộng đại số các trờng hợp đà tính ở trên cho từng tiết diện của từng cột đ ợc kết quả
nh hình dới trong đó lực dọc N còn đợc công thêm trọng lợng bản thân cột đà tính
ở phần II.3 đợc kết quả nh sau:

SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1

14


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

* Cột biên:
- Mô men : MI = - 5,85 (T.m)
M II = 3,88 – 2,866= 1,014(T.m)
M III = - 7,81 + 3,62 = - 4,19)L = (21/7 (T.m)
M IV = 5,12 – 0,19)L = (21/7 1 = 2,9)L = (21/7 29)L = (21/7 (T.m).
- Lùc däc : N I = 116,9)L = (21/7 4 (T)
NII = 116,9)L = (21/7 4 + 2,255 = 119)L = (21/7 ,19)L = (21/7 5 (T)
NIII = 119)L = (21/7 ,19)L = (21/7 5 + 14,41= 133,605 (T)
NIV = 133,605 + 4,9)L = (21/7 4 = 138,545 (T)
- Lùc c¾t : Q I = QII = QIII = Q IV = 2,373 - 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7 = 1,674(T)
* Cột giữa:
- Mô men : M I = 1,311 (T.m)

M II = MIII = 0,356(T.m)
M IV = - 0,9)L = (21/7 14 (T.m)
- Lùc däc : N I = 242,62 (T).
NII = 242,62 + 3,38 = 246 (T)
NIII = 246 + 28,82 = 274,82 (T)
NIV = 274,82 + 6,74 = 281,56
- Lùc c¾t : Q I = QII = Q III = Q IV = - 0,233 (T)
5. Néi lực do hoạt tải mái :
a.Cột biên :
Sơ đồ tính gièng nh khi tÝnh víi G m1 , néi lùc đợc xác định bằng cách nhân nội lực
do G m1 gây ra với tỉ số:

SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LíP : 2004X1

15


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN V¡N PHONG

Pm 12, 285

0,105
Gm1 116,94

- M«men: M I = - 5,85  0,105 = - 0,615 (T.m)
M II = 3,88  0,105 = 0,408 (T.m)
M III = - 7,81  0,105 = - 0,82 (T.m)
M IV = 5,12 0,105 = 0,538 (T.m)

- Lùc däc: N I = N II= N II = N IV = 12,285 (T).
- Lùc c¾t: Q I = Q II = QIII = QIV = 2,373 0,105 = 0,25 (T)

( Nội lực do hoạt tải mái )
b. Cột giữa :
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và phía bên trái của cột.
Lực P m2 đặt ở bên phải gây ra mô men ở đỉnh cột.
M = Pm2 et = 12,285 0.15 = 1,843 (T.m)
Mô men và lực cắt trong cột do mô men này gây ra đợc xác định bằng cách nhân
mô men do tĩnh tải G m g©y ra víi tû sè M P/MG = 1,843/1,311 =1,406
- M«men: M I = 1,843 (T.m)
M II = MIII = 0,356 . 1,406 = 0,5 (T.m)
M IV = - 0,9)L = (21/7 14 . 1,406 =-1,286 (T.m)
- Lùc däc :N I = N II = N III = N IV =12,285 (T)
- Lùc c¾t: Q IV = - 0,233 . 1,406 =- 0,328 (T)
Do Pm1 =P m2 nªn néi lực do P m1 gây ra đợc suy ra từ nội lực do P m2 bằng cách đổi
dấu mô men và lực cắt còn lực dọc thì giữ nguyên. Biểu đồ mô men nh hình vẽ :

SVTH : NGUYễN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

16


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

( Nội lực do hoạt tải mái )
6. Nội lực do hoạt tải thẳng đứng của cầu trục :
a. Cột biên :

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 víi tû sè :
D max 71,42

= 4,9)L = (21/7 6
Gd
14,41

Néi lực trong các tiết diện cột :
- Mômen: M I = 0
M II = - 2,866  4,9)L = (21/7 6 = - 14,22 (T.m)
M III = 3,62  4,9)L = (21/7 6 = 17,9)L = (21/7 6 (T.m)
M IV = - 0,19)L = (21/7 1 4,9)L = (21/7 6 = - 0,9)L = (21/7 5 (T.m)
- Lùc däc: N I = N II = 0.
NIII = N IV = 71,42 (T)
- Lùc c¾t: Q IV = - 0,69)L = (21/7 9)L = (21/7  4,9)L = (21/7 6 = - 3,47 (T)

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

17


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

( Sơ đồ tính và nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục)
b. Cột giữa :
Dmax = 71,42 (T) ; ed = 0.75 (m).
Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên trái và phía bên phải của

cột .
Lực D max gây ra mô men đối với phần cột dới đặt ở vai cột :
M = D max  ed = 71,42 0,75 = 53,6 (T.m)
Trờng hợp D max đặt bên phải cột :
R=

3M (1  t 2 )
3 53, 6(1  0, 432 )
= 6,19)L = (21/7 (T)

2 H (1  k ) 2 9,55 (1  0,109)

Néi lùc trong c¸c tiÕt diƯn cét:
- M« men: M I = 0 (T.m).
M II = - 6,19)L = (21/7  4,1= - 25,379)L = (21/7 (T.m)
M III = - 25,379)L = (21/7 + 53,6 = 28,221 (T.m)
M IV = - 6,19)L = (21/7  9)L = (21/7 ,55 + 53,6 = - 5,15 (T.m)
- Lùc däc: N I = N II = 0.
NIII = N IV = 71,42 (T)
- Lùc c¾t: Q = - 6,19)L = (21/7 (T)
Trong trêng hợp D max đặt ở phía bên trái thì các giá trị mômen và lực cắt ở trên sẽ
có dấu ngợc lại.

SVTH : NGUYễN DUY CHữ - LớP : 2004X1

18


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

( Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trơc )
7. Néi lùc do lùc h·m ngang cÇu trơc :
Lực Tmax đặt cách đỉnh cột một đoạn là :
y = 4,1 – Hc = 4,1 – 1,4 = 2,7 (m)
Ta có

y
2,7

= 0,66
Ht
4,1

Có thể dùng công thức lập sẵn để tÝnh ph¶n lùc :
T (1  t )
R= max
1 k
a. Cét biªn :
4, 22(1  0, 43)
R=
= 2,023 (T)
1  0,189
- Mômen: M I = 0 (T.m).
Tại vị trí tác dơng cđa T max th× My = 2,023  2,7 = 5,462 (T.m)
M II = M III = 2,023 4,1– 4,22  1,4 = 2,4853 (T.m)
M IV = 2,023  9)L = (21/7 ,55 – 4,22  6,85 = - 9)L = (21/7 ,59)L = (21/7 ( T.m)
- Lùc däc: N I = N II = N III = N IV = 0 (T)
- Lùc c¾t: Q IV = 2,023– 4,22 = - 2,19)L = (21/7 7 (T)

4, 22(1  0, 43)
= 2,17 (T)
1  0,109
- M«men: M I = 0 (T.m).
Tại vị trí tác dụng của T max thì My = 2,17  2,7 = 5,859)L = (21/7 (T.m)
M II = M III = 2,17  4,1 – 4,22  1,4 = 2,9)L = (21/7 89)L = (21/7 (T.m)
M IV = 2,17 9)L = (21/7 ,55 – 4,22  6,85 = – 8,1835 (T.m)
- Lùc däc: N I = N II = N II I = N IV = 0 (T).
- Lùc c¾t: Q = 2,17– 4,22 = - 2,05 (T)

b. Cét gi÷a :

R=

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

19)L = (21/7


đồ án bê tông cốt thép số ii

GVHD : NGUYễN VĂN PHONG

(Sơ đồ tính và nội lực do lực hÃm ngang của cầu trục)
8. Nội lực do hoạt tải gió :
Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn bộ khung có chuyển vị ngang ở đỉnh cột.
Giả thiết các xà ngang có độ cứng vô cùng và vì các đỉnh cột ở cùng mức nên
chúng có chuyển vị ngang là nh nhau. Dùng phơng pháp chuyển vị để tính, hệ chỉ
có một ẩn số là chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản đợc lập nên bằng cách

thêm một gối tựa cố định ở đầu cột để ngăn cản chuyển vị ngang đầu cột. Hệ cơ
bản nh hình vẽ:

( Hệ cơ bản khi tính khung với tải trọng gió )
Phơng trình chính tắc :
r + Rg = 0
r : Phản lực trong liên kết ở tại đầu cột khi nó chuyển vị một đoạn bằng 1 đơn vị.
: ẩn số (chuyển vị ngang của đầu cột)
R g : phản lực ở liên kết trong hệ cơ bản.
Rg = R1 + R4 + S1 + S2
Khi gió thổi từ trái sang phải thì R 1 và R4 xác định theo sơ đồ nh hình vÏ :

SVTH : NGUN DUY CH÷ - LíP : 2004X1

20