Đồ án Bê tông 2 - Nhà công nghiệp một tầng ba nhịp

tiêu chuẩn gc = 70+30+144+100+160 = 504 kg/cm2 - Tải trọng tính toán gtt = 1.2(70+30+144+100)+1.1´160 = 588.8 kg/cm2 - Trọng lượng dàn mái G1b = G91 = 1.1´ 9.6 = 10.56 T -Trọng lượng toàn bộï cửa mái truyền xuống cột biên A,D : Gm1 =0.5(g*a*Lb + G1b ) = 0.5(0.589´6´18+10.56) = 37.086 T Điểm đặt lực Gm1 này sẽ cách trục định vị là 15 cm, cách trục cột trên là : -Trọng lượng toàn bộï cửa mái truyền xuống cột giữa B,C : Gm2 = 0.5(g*a*Lg + Gg1 + G2 )= 0.5(0.589´6´24+10.56+3) = 49.188 T Điểm đặt cách trục hai cột giữa là 15 cm với Gm1 về phía bên trái trục và Gm2 về phía bên phải trục. b)Tỉnh tải do dầm cầu chạy vẽ đường ray cầu chạy : Trọng lượng tiêu chuẩn của một mét dài dầm cầu chạy gdcc = (0.12´0.57+0.88´0.22)2500 = 611 Kg/m Trọng lượng tiêu chuẩn do dầm và ray cầu chạy truyền xuống cột G cct = (0.611+0.062)6 = 4.038 T - Tải trọng tính toán : G ct = 1.1´4.038 » 4.44 T Điểm đặt G ct cách trục định vị l = 750 mm - Cột trục A(D) có : G ct = 4.44 T Điểm đặt G ct cách trục cột dưới là : - Cột trục B(C) có : G ct = 2´4.44 = 8.88 T, ed = 0 do lực đối xứng c)Trọng lượng bản thân cột : - Cột trục A(D) Cột trên : G t = 0.4´0.4´3.64´2500´1.1 = 1601.6 Kg Cột dưới : G d = 0.4´0.6´7.36´2500´1.1 = 4857.6 Kg - Cột trục B(C) Cột trên : G t = 0.4´0.6´3.64´2500´1.1 = 2402.4 Kg Cột dưới : G d = 0.4´0.8´7.36´2500´1.1 = 6476.8 Kg 2/ Hoạt tải a) Hoạt tải do sữa chữa mái : phân bố đều 75 kg/m2 , n= 1.4 Qui về lực tập trung đặt tải Gm Ở cột trục A,D : Pbm = 0.5´0.75´6´21´1.4 = 5.67 T Ở cột trụ B,C : 2Pgm = 0.5´0.75´6´(18+24)´1.4 = 15.12 T b)Tải trọng thẳng đứng do cầu trục : Ở nhịp biên : cầu trục có các thông số Q = 10 T , B = 6300 mm , Kích thước K = 4400 , Pcmax = 12.5 T Aùp lực thẳng đứng lớn nhất do cầu trục truyền lên vai cột được xác định theo đường ảnh hưởng của phản lực Dmax = n Pcmaxåyi =1.2´12.5´(0.27+1+0.68+0) = 29.25 T Ở nhịp giữa : cầu trục có các thông số Q = 20 T , B = 6300 mm , Kích thước K = 4400 , Pcmax = 22 T Aùp lực thẳng đứng lớn nhất do cầu trục truyền lên vai cột được xác định theo đường ảnh hưởng của phản lực Dmax = n Pcmaxåyi =1.2x22´(0.27+1+0.683+0) = 51.48 T * Điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặt GCT Trong đó : c)Tải trọng do lực hãm của xe con : - Nhịp AB, CD : Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm + Lực ngang từ cầu trục đặt lên ray : + Lực hãn ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như với Dmax : Tmax = n T’1åyi =1.2´0.35´(0.27+1+0.68+0) = 0.819 T + Điểm đặt của Tmax truyền lên cột ở cao trình là : 6.86+1 = 7.86 m; cách đỉnh cột : 11 – 7.86 = 3.14 m - Nhịp BC : Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm + Lực ngang từ cầu trục đặt lên ray : + Lực hãn ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như với Dmax : Tmax = n T’1åyi =1.2´0.7125´(0.27+1+0.68+0) = 1.6673 T d)Tải trọng gió : Cường độ gió tiêu chuẩn phân bố theo chiều cao q= qcnKcB, ứng với H = 10m thì qc = 83 Kg/m2. + Phía đón gió q1 = 83´1.3´1´0.8´6 = 436.8 Kg/m + Phía hút gió q2 = 83´1.3´1´0.6´6 = 327.6 Kg/m Tải trọng gió tập trung đặt tại cao trình đỉnh cột + Tại đỉnh mái cao 15.9 m, địa hình B, có K =1.09 : Þ + Tải trọng gió tập trung đặt tại đỉnh cột : W = W1 + W’1 W = 83´1.3´1.045´6[(-0.8+0.6)0.3+(0.8+0.6)2.2+(0.7-0.7)1.2+(0.8+0.6)1.2] = 2681.7 Kg IV.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG: 1/.Các đặc trưng hình học : a / Cột biên : - Chiều cao phần cột trên : Ht = 3.64 m - Kích thước tiết diện : 40´40 cm - Chiều cao tính toán phần cột dưới : Hd = 7.36 m - Chiều cao tính toán toàn cột : H = 11 m - Phần cột chôn vào hốc móng lấy bằng 800 mm > 700 mm = hd - Tiết diện cột dưới: 40´60 cm - Chiều dài thực tế của cột : Lc = 11 + 0.8 = 11.8 m - Momen quán tính của tiết diện : - Các thông số : Với cột đặc K1 = 0 Þ V = 1+ K1 +K = 1.086 b /Cột giữa: - Momen quán tính của tiết diện : - Các thông số : Với cột đặc K1 = 0 Þ V = 1+ K1 +K = 1.0496 2/.Quy ước chiều nội lực : Lực cắt hướng từ trái sang phải dương, lực dọc gây nén dương. Momen quay cùng chiều kim đồng hồ là dương Tương ứng phản lực hướng từ trái sang phải. 3/.Nội lực do tĩnh tải : 3.1 Nội lực do tĩnh tải mái : a) Cột biên : - Momen do tĩnh tải mái G1m gây ra tại đỉnh cột : M1 = G1m ´ et = -37.086´0.05= -1.8543 Tm - Khoảng cách trục trên và trục dưới : - Phản lực đầu cột : - Phản lực do momen tác dụng vào cao trình cột Þ Phản lực đầu cột : R = R1 + R2 = -0.708 Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = -1.8543 Tm M2 = -1.8543 + (0.708´3.64) = 0.723 Tm M3 = -37.086(0.1+0.05) + 0.708´3.64 = -2.986Tm M4 = -37.086(0.1+0.056) + 0.708´11= 2.225 Tm N1 = N2 = N3 = N4 = 37.086 T Q = (2.986+2.225)/7.36= 0.708 T b) Cột giữa : G1m = 37.086 Tm G2m = 49.188 Tm Þ M1 = (49.188-37.086)0.15 = 1.8153 Tm Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 1.8153 Tm M2 = 1.8153 - (0.2712´3.64) = 0.828 Tm M3 = M2 M4 = 1.8153 - 0.2712´11= -1.168 Tm N1 = N2 = N3 = N4 = 49.188+37.086 = 86.274 T Q = -0.2712 T 3.2 Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục : a) Cột biên : - Momen ở tiết diện tại vai cột : M = GCT ´ ed = 4.44´0.45 =1.998 Tm - Phản lực R tại đỉnh cột : ÞNội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = -0.2234´3.64 = -0.813 Tm M3 = -0.813 + 1.998 = 1.184 Tm M4 = 1.998 + (-0.2234)´11= -0.459 Tm N1 = N2 = 0 T N3 = N4 = 4.44 T Q = -0.2234 T b) Cột giữa : Do tải trọng đối xứng nên M = Q = 0 N1 = N2 = 0 T N3 = N4 = 8.88 T 3.3 Nội lực do trọng lượng bản thân cột : a) Cột biên : Momen lệch trục giữa cột trên và cột dưới không đánh kể ÞNội lực đầu trong các tiết diện cột : N1 = 0 Tm N2 = N3 = 1.222 Tm N4 = 4.8576 Tm b)Cột giữa : ÞNội lực đầu trong các tiết diện cột : N1 = 0 Tm N2 = N3 = 2.4024 Tm N4 = 6.4768 Tm 3.4 Nội lực do toàn bộ tĩnh tải : a) Cột biên : M1 = -1.8543 Tm ; N1 = 37.086 T M2 = 0.723 + (-0.813) = -0.09 Tm ; N2 = 37.086+1.6016= 38.688 T M3 = -2.9856 + 1.184 = -1.8 Tm ; N3 = 37.086+4.44+1.6016 = 43.128 T M4 = 2.225 + -0.459= 1.572 Tm ; N4 = 37.086+4.8576+4.44 = 46.384 T Q = 0.708- 0.2234= 0.484 T b) Cột giữa : M1 = 1.8153 Tm ; N1 = 86.274 T M2 = 0.828 Tm ; N2 = 88.674 T M3 = 0.828 Tm ; N3 = 97.556 T M4 = -1.168 Tm ; N4 = 101.63 T Q = -0.2712 T 4/.Nội lực do hoạt tải mái: 4.1 Cột biên: Tính tương tự như khi tính với tĩnh tải mái . Nội lực được xác định tương tự nhưng nhân với hệ số : Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = - 0.2835 Tm M2 = -0.014 Tm M3 = -0.2753 Tm M4 = 0.27 Tm N1 = N2 = N3 = N4 = 5.67 T Q = 0.108 T 4.2 Cột giữa: Tính riêng từng phần hoạt tải tác dụng lên phía trái và phải a) Lực Pbm gây ra momen đỉnh cột (đặt bên trái cột giữa ) M = Pbm ´ et = -5.67´0.15= -0.8505 Tm Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = -0.8505 Tm M2 = -0.8505+0.127´3.628 = -0.388 Tm M3 = M2. M4 = -0.8505+0.127´11= 0.5473 Tm N1 = N2 = N3 = N4 = 5.67 T Q = 0.127 T b) Lực Pbm gây ra momen đỉnh cột (đặt bên phải cột giữa ) Tính tượng tự như mục a nhưng ngược dấu và phải nhân với hệ số Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 2.268 Tm M2 = 1.035 Tm M3 = 1.035 Tm M4 = 1.459 Tm N1 = N2 = N3 = N4 = 15.12 T Q = -0.3388 T 5/.Nội lực do hoạt tải thẳng đứng của cầu trục : 5.1Cột biên: Sơ đồ nội lực có dạng như khi tính tải cầu trục nhưng nhân với tỉ số : Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = 5.357 Tm M3 = -7.805 Tm M4 = 3.026 Tm N1 = N2 = 0 T N3 = N4 = -29.25 T Q = 1.472 T 5.2 Cột giữa: Do tải trọng đối xứng nên ta tính cho cột trục C a) Dmax đặt bên phải : do momen đặt ở vai cột M = Dmax ´ ed = 29.25´0.75 = 21.9375 Tm Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = -2.537 ´3.64 = -9.238 Tm M3 = -9.238+21.9375 = 12.7 Tm M4 = 21.9375 – 2.537´11 = -5.979 Tm N1 = N2 = 0 T N3 = N4 = 29.25 T Q = -2.537 T b) Dmax đặt bên trái : do momen đặt ở vai cột Tính tương tự nhưng phải nhân với ÞNội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = 16.26 Tm M3 = -22.35 Tm M4 = 10.52 Tm N1 = N2 = 0 T N3 = N4 = -51.48 T Q = 4.47 T 6/.Nội lực do hãm ngang của cầu trục : - Lực ngang T tác dụng tại điểm cách đỉnh cột y = 2.64 m - Tỉ số : - Phản lực 1.Đối với cột biên : Tương tự như với Dmax ta chọn cột biên D để tính Tmax = 0.819 T Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = -0.504´3.64+0.819(3.64-2.64) = -1.017 Tm M3 = M2 M4 = -0.504´11+0.819(11-2.64) = 1.296 Tm Mtại T = -0.504´2.64 = -1.33T N = 0 T Q = 0.504 T 2.Đối với cột giữa : Tương tự như tính với Dmax , ta chọn cột C để tính Tmax đặt ở phía trái Tmax = 1.6673 T Þ Nội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = -1.063´3.64+1.6673(3.64-2.64) = -2.2 Tm M3 = M2 M4 = -1.063´11+1.6673(11-2.64) = 2.25 Tm Mtại T = -1.06673´2.64 = -2.806T N = 0 T Q = 1.06673 T Tmax đặt ở phía phải Tmax = 1.667 T Tính toán hoàn toàn tương tự nhưng phải nhân với hệ số ; ÞNội lực đầu trong các tiết diện cột : M1 = 0 Tm M2 = 1.0813 Tm M3 = M2 M4 = 1.104 Tm Mtại T = -1.378 T N = 0 T Q = 0.522 T 7/.Nội lực do tải trọng gió : Giả thuyết tính toán : dàn vì kèo có EJ = µ vì các đầu cột có cùng độ cao nên chuyển vị ngang của chúng như nhau . Giải khung bằng phương pháp chuyển vị a) Phương trình chính tắc R11D+ R1p= 0 Khi gió thổi từ trái sang phải : Þ R1P =W+ RPA +RPB = 1706+1279+2682 = 5667 Kg = 5.67 T Phản Lực do các đỉnh cột chuyển vị một đoạn D = 1 là : R11 = R1A+ R1B+ R1C+ R1D Phản lực tại các đỉnh cột : RA = RPA- R1AD = 1706 – 0.0015x549297 = 885.49 T RB = RC = -0.0037´549297 = -1482.6 T RD = 1279 - 0.0015´549297 = 459 T b) Nội lực : -Cột A -Cột D -Cột B(C) M1 = 0 T M2 = M3 = 2.013´3.64 = 7.327 T M4 = 2.013´11 = 22.14 T V.TỔ HỢP NỘI LỰC : Tổ hợp cơ bản1một gồm có Tĩnh tải + hoạt tải dài hạn + 1hoạt tải ngắn hạn nguy hiểm nhất Hệ số tổ hợp bằng 1 Tổ hợp cơ bản 2 gồm có Tĩnh tải + hoạt tải dài hạn + nhiều hoạt tải ngắn ngây nguy hiểm nhất (cùng dấu momen ) Trong tổ hợp cơ bản 2 ,tĩnh tải + hoạt tải dài hạn lấy hệ số tổ hợp bằng 1 ,nhiều hoạt tải ngắn hạn lấy hệ số tổ hợp bằng 0.9 (nhằm sét xác suất sảy ra không đồnh thời của chúng ) Cụ thể chúng ta có bảng tổ hợp nội lực sau : CỘT BIÊN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Tiết diện Nội lực TT HT mái Dmax Tmax Giĩ THCB 1 THCB 2 Biên Giữa P T P T T P Mmax-Ntu Mmin-Ntu Mtu-Nmax Mmax-Ntu Mmin-Ntu Mtu-Nmax 1 3,4 M -1.854 -0.284 0 0 0 0 -2.1378 N 37.086 5.670 0 0 0 0 42.756 2 3,10 3,6 3,4 3,4,10 3,6,8,11 3,4,6,8,11 M -0.090 0.014 -5.357 1.0176 0.3295 -0.4998 0.239 -5.447 -0.076 0.219 -6.277 -4.433 N 38.688 5.670 0 0 0 0 38.688 38.688 44.358 43.791 38.688 43.791 3 3,6 2,11 3,6 3,6,8,10 3,4,11 3,4,6,8,10 M -1.801 -0.275 7.8055 1.0176 0.3295 -0.4998 6.005 -2.301 6.005 6.437 -2.498 6.189 N 43.128 5.670 29.25 0 0 0 72.378 43.128 72.378 69.453 48.231 74.556 4 3,10 2,11 3,6 3,4,10 3,6,8,11 3,4,6,8,10 M 1.766 0.270 -3.026 1.2966 16.686 -14.772 18.452 -13.006 -1.260 17.027 -15.419 15.470 N 46.384 5.670 29.25 0 0 0 46.384 46.384 75.634 51.487 72.709 77.812 Q 0.485 0.108 -1.472 0.5046 2.2224 -1.9391 2.707 -1.454 -0.987 2.582 -3.039 1.712 CỘT GIỮA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Tiết diện Nội lực TT HT mái Dmax Tmax Giĩ THCB 1 THCB 2 Biên Giữa P T P T T P Mmax-Ntu Mmin-Ntu Mtu-Nmax Mmax-Ntu Mmin-Ntu Mtu-Nmax 1 3,5 3,5 M 1.815 -0.851 2.268 0 0 0 0 0 0 4.0833 4.0833 N 86.274 5.670 15.120 0 0 0 0 0 0 101.394 101.394 2 3,7 3,6 3,5 3,5,7,9,10 3,4,6,8,11 3,4,5,7,9,10 M 0.828 -0.388 1.035 -9.238 16.259 1.081 2.201 7.327 -7.327 17.087 -8.410 1.863 24.968 -15.403 24.619 N 88.676 5.670 15.120 0 0 0 0 0 88.676 88.676 103.796 102.284 93.779 107.387 3 3,6 3,7 3,7 3,5,6,8,10 3,4,7,9,11 3 à 10 M 0.828 -0.388 1.035 12.700 -22.351 1.081 2.201 7.327 -7.327 13.528 -21.523 -21.523 20.757 -28.213 2.273 N 97.556 5.670 15.120 29.250 51.480 0 0 0 0 126.806 149.036 149.036 137.489 148.991 188.924 4 3,10 3,11 3,7 3,4,7,9,10 3,5,6,8,11 3 à 10 M -1.168 0.547 -1.459 -5.979 10.524 1.104 2.248 22.143 -22.143 20.975 -23.312 9.355 30.748 -29.815 25.047 N 101.631 5.670 15.120 29.250 51.480 0 0 0 0 101.631 101.631 153.111 153.066 141.564 192.999 Q 0.485 0.127 -0.339 -2.538 4.467 0.522 1.063 2.013 -2.013 2.498 -1.528 4.951 7.387 -4.873 5.268 VI.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT , VAI CỘT , MÓNG : Chọn vật liệu : Bêtông B15 có Rn =85 Kg/cm2 ; Rk =7.5 Kg/cm2 Eb = 230000 Kg/cm2 - Cốt thép dùng thép AI có Ea = 2100000 Kg/cm2 2.Tính cột , vai cột : 2.1 Trục cột D : Cột trục D có hình dạng không đối xứng ngoài ra còn có sự khác biệt giữa Mmac và Mmin là đáng kể nên ban đầu ta tính cột không đối xứng Cột trên : Cặp M (Tm) N (T) e01=M/N (M) e0= e01+ e0nn (M) Mđh Nđh 1 0.2187 43.791 0.005 0.0180 -0.09 38.688 2 -6.2772 38.688 0.1623 0.1753 -0.09 38.688 3 -4.4331 43.791 0.1012 0.1142 -0.09 38.688 Chọn e0nn =1.3 cm ® tính e0 Chiều dài tính toán: l0 =2.5´Ht = 2.5´3.64 = 9.1 m Giả thiết a=a’= 4 cm ; h0 = h-a = 40-4=36 cm Þ cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dài hạn. Tính với cặp 2 : M = -6.277 Tm ; N = 38.688 T giả thiết ban đầu m = 0.0117 = 1.17% Xét · Kdh = 1 vì cặp 2 này có momen trái dấu nhau. · · Vậy · Tính thép không đối xứng : Chọn theo cấu tạo : Fa’ : 2d12 (2.26 cm2) Tính Fa theo : Chọn Fa : 3d25 (14.72 cm2). Xét Vậy chọn Fa : 3f25(14.72 cm2), F‘a : 2f12 (2.26cm2) 2.Tính với cặp 3 : M = 4.433 Tm ; N = 43.79 T · Fa + F’a = 2.26+14.72 = 16.98 cm2 · Ja = 16.98´172 = 4913 cm4 · Jb = 213333 cm4 · Vậy · Ta thấy với cặp 2 lấy cốt thép ở bên phải làm cốt thép chịu nén, lúc này F’a =14.72 cm2 để tính Fa ở phía trái . Ta có < 2.26 cm2. Cột đủ khả năng chịu lực. à Fa : 3f25(14.72 cm2) ; F‘a : 2f12 (2.26cm2) Cột dưới : Cặp M (Tm) N (T) e01=M/N (M) e0= e01+ e0nn (M) Mđh Nđh 1 17.026526 51.4866 0.3306982 0.3456982 1.766 46.38 2 -15.418963 72.7086 0.2120652 0.2270652 1.766 46.38 3 15.469977 77.8116 0.1988132 0.2138132 1.766 46.38 Chọn e0nn =2 cm ® tính e0 Chiều dài tính toán: l0 =1.5´Hd = 1.5´7.36 = 11.04 m Giả thiết a=a’= 4 cm ; h0 =h-a =60-4 = 56 cm Þ cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dài hạn. 1.Tính với cặp 2 : M = -15.42 Tm ; N = 72.71 T giả thiết ban đầu m = 1.2% =0.012 Xét · Kdh = 1 vì cặp 2 này có momen trái dấu nhau . · · Vậy · Tính thép đối xứng : x = N / Rnb = 72708.6 / (85x40) = 21.38 cm à 2a’ = 8 < x < A0h0 = 0.673x56 = 37.7 cm Sơ bộ nén lệch tâm nhiều Vậy chọn Fa = F’a : 3f16(6.03 cm2) 2.Tính với cặp 3 : M = 15.47 Tm ; N = 77.81 T · Fa + F’a = 2 x 6.03 = 12.06 cm2 · Ja = 12.06´272 = 8791.74 cm4 · Jb = 720000 cm4 · Vậy Biết F’a = 6.03 cm2, tính Fa : Ta có a = 0.329 < A0gh =0.446 Tra bảng A0 = 0.42 Độ chênh lệch : (6.1-6.03)/6.1 = 1% à chấp nhận được. Vậy chọn Fa = F’a : 3f16(6.03 cm2) Tính toán cột trục biên theo các điều kiện khác Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn: Cột trên độ mãnh theo hai phương là như nhau . Do đó không cần kiểm tra Cột dưới l0 = 1.2H0 = 1.2´7.36 = 8.83 m [Ntd] = j(RnFb + RaFa’ ) = 0.77(850´2400+2800´12.06) = 159.7 T [Ntd] > 77.81 T Kiểm tra khả năng chịu cắt : Qmax = 3.0392 T < 0.6Rnbh0 =0.6´7.5´40´56 = 10.26 T Bê tông đủ khả năng chịu lực cắt Chọn cốt đai theo cấu tạo f8a300 Kiểm tra về nén cục bộ : Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền vào N = Gm + Pm = 37.086 + 5.67 = 42.76 T Bề rộng dàn mái ke lên cột là 24 cm và bề dài là 26 cm Fcb = 24´26 = 624 cm2 Ft = 1200 cm2 Hệ số tăng cường độ ở vùng bê tông chịu ép cục bộ Khả năng chịu ép cục bộ của tiết diện Fcb [Ncb] = xmcbRnFcb = 0.75´1.24´85´624 = 49.47 > 42.76 T à Thỏa mãn điều kiện về khả năng chịu nén cục bộ. Theo cấu tạo, gia cố đầu cột bằng các lưới vô vuông f6, kích thước ô lưới 6´6 cm. 4.Tính vai cột : Chọn vai cột có kích thước như hình vẽ lv = 40 cm ; h0 = 96 cm Kiểm tra kích thước vai cột 2.5Rkb h0 = 2.5´7.5´40´96 = 72750 daN = 72.75 T Qv = Dmax + Gcc P = 29.25 + 4.44 = 33.69 T Do đó 2.5Rkb h0 > Qv b) Do đó : 225.82 > Qv Vai cột làm việc như một console ngắn ngàm ở mép cột dưới . M = Qv ´ av = 33.69´15 = 505.35 Tcm Q = Qv = 33.69 T ·Tính cốt thép cho vai cột A = 0.02 < A0gh =0.428 Tra bảng g = 0.99 Diện tích cốt thép dọc quá nhỏ , chọn theo cấu tạo chọn 3f16 (6.03 cm2) · Tính cốt thép chịu lực cắt Q = Qv = 33.69 T Vì h = 100 cm > 3.5´ av =3.5´15 = 52.5 cm Qv = 33.69 T > Rkbh0 = 7.5´40´96 = 29100 daN = 29.1 T Do đó cần phải đặt cốt đai name ngang và cốt xiên Chọn cốt đai f8a150( thoả điều kiện Diện tích tiết diện cốt xiên cắt qua nửa phần trên vai cột không bé hơn 0.002bh0 = 0.002´40´96 = 7.76 cm2 Chiều dài đoạn cốt xiên : 900 mm Chọn f xiên : Quy định fx < f25 Vậy chọn Fx = 6.03 cm2 (3f16) 4.Kiểm tra khi vận chuyển và cẩu lắp : Khi vận chuyển và cẩu lắp, cột bị uốn . Tải trọng là trọng lượng bản thân cột với hệsố động là k =1.5. Đoạn cột trên : g1 = 1.5´0.4´0.4´2.5 = 0.6 T/m Đoạn cột dưới : g1 = 1.5´0.4´0.6´2.5 = 0.9 T/m · Khi vận chuyển Sơ đồ tính : cột name theo phương ngang , chịu lực như dầm đơn giản có đầu thừa , 2 gối tựa là điểm kê hoặc treo buộc cách mút cột trên a1 = 3m , mút cột dưới là 2m. Biểu đồ nội lực là : Mmax = 2.42 Tm. Kiểm tra cột trên để an toàn thì chỉ lấy thép ngoài cùng làm thép làm thép chịu kéo Fa ( 2f20 ) = 6.284 cm2. Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 6.284´2800(36-4) = 5.9 Tm > MA = 2.07 Tm Tương tự khi kiểm tra cột dưới, ta cũng kết luận được cột đủ khả năng chịu lực. · Khi cẩu lắp : móc cẩu đặt cách vai cột cách mút tên cột 3.85 m Nội lực trong cột : Kiểm tra tiết diện cột trên Fa (5f25) = 24.545 cm2. Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 8.295´2800(36-4) = 7.9 Tm > MA = 4.45 Tm Kiểm tra tiết diên cột dưới Fa (3f16) = 6.03 cm2. Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 6.03´2800(36-4) = 5.7 Tm > Mmax = 3.72 Tm 2.2 Trục giữa : Cột trục C có hình dạng bên ngoài đối xứng nên cần đặt cốt thép đối xứng (đây cũng là điều kiện thi công ) . Đồng thời momen uốn theo hai chiều gần bằng nhau nên việc bố trí thép đối xứng cũng là hợp lý. Cột trên : Cặp M (Tm) N (T) e01=M/N (M) e0= e01+ e0nn (M) Mđh Nđh 1 24.968 102.28 0.2441 0.2641 0.828 86.67 2 -15.403 93.779 0.1642 0.1792 0.828 86.67 3 24.619 107.39 0.2293 0.2443 0.828 86.67 Chọn e0nn =2 cm ® tính e0 Chiều dài tính toán: l0 =2.5´Ht = 2.5´3.64 = 9.1 m Giả thiết a=a’= 4 cm ; h0 = h-a = 60-4=56 mm Þ cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dài hạn. Tính với cặp 1 : M = 24.968 Tm, N = 102.28 giả thiết ban đầu m = 0.7 %. Xét s · · · Vậy · Tính thép đối xứng. Xét : cm. A0h0 =0.673´57 = 38.36 cm. Vậy chọn Fa = F’a : 4f16 (8.04 cm2) 2.Tính với cặp 3 : M = 24.619 Tm ; N = 107.39 T · Fa + F’a = 8.04 x 2 = 16.08 cm2 · Ja = 16.08 ´ 222 = 7783 cm4 · Jb = 720000 cm4 · Vậy · Biết F’a = 8.04 cm2. Ta có a = 0.436 < A0gh =0.446 Tra bảng A0 = 0.64 < 8.04 cm2 Vậy chọn Fa = F’a : 4f16 (8.04 cm2) Cột dưới : Cặp M (Tm) N (T) e01=M/N (M) e0= e01+ e0nn (M) Mđh Nđh 1 30.748 153.07 0.2009 0.2309 -1.17 101.63 2 -29.815 141.56 0.2106 0.2406 -1.17 101.63 3 25.047 193 0.1298 0.1598 -1.17 101.63 Chọn e0nn =3 cm ® tính e0 Chiều dài tính toán: l0 =1.5´Hd = 1.5´7.36 = 11.04 m Giả thiết a=a’= 4 cm ; h0 = h-a = 80-4 = 76 cm Þ cần xét ảnh hưởng của uốn dọc và tải dài hạn. 1.Tính với cặp 1 : M = 30.748 Tm ; N = 153.07 T giả thiết ban đầu m = 0.5 % =0.005 Xét · Kdh = 1 vì cặp 2 này có momen trái dấu nhau . · · Vậy · Tính thép đối xứng. Xét x = N / Rnb = 153070 / 85 / 40 = 45.02 cm < A0h0 =0.673´77 = 51.82 cm. Xét Vậy chọn Fa = F’a : 3f18 (7.63 cm2) 2.Tính với cặp 3 : M = 25.05 Tm ; N = 193 T · Fa + F’a = 15.26 cm2 · Ja = 15.26´362 = 19777 cm4 · Jb = 1706667 cm4 · Moment cặp 3 trái dấy nên lấy K=1. Vậy · Biết F’a = 7.63 cm2. Ta có a = 0.44 < A0gh =0.446 Tra bảng A0 = 0.66 Cột đủ khả năng chịu lực. Vậy chọn Fa = F’a : 3f18 (7.63 cm2) Tính toán cột trục giữa theo các điều kiện khác. 1. Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn: Cột trên l0 = 1.2Ht = 1.2´3.64 = 4.38 m [Ntd] = j(RnFb + RaFa’ ) = 0.9675(85´2400+2800´20.34) = 252.5 T [Ntd] > 193 T Cột dưới l0 = 1.2Hd = 1.2´7.36 = 8.83 m [Ntd] = j(RnFn + RaFa’ ) = 0.77(85´3200+2800´18.84) = 250 T [Ntd] > 193 T Kiểm tra khả năng chịu cắt : Qmax = 7.38 T < 0.6Rnbh0 =0.6´85´40´76 = 13.86 T Bê tông đủ khả năng chịu lực cắt Chọn cốt đai theo cấu tạo f8a300. Kiểm tra về nén cục bộ : Đỉnh cột chịu lực nén do mái truyền vào Nphải = Gm + Pm = 49.19+15.12 = 64.31 T Bề rộng dàn mái kê lên cột là 24 cm và bề dài là 24 cm Fcb = 24´24 = 576 cm2 Ft = 40´70 = 2800 cm2 Hệ số tăng cường độ ở vùng bê tông chịu ép cục bộ Khả năng chịu ép cục bộ của tiết diện Fcb [Ncb] = xmcbRnFcb = 0.75´1.7´85´576 = 66.096> 64.31 T. Cần bố trí theo cấu tạo chọn lưới ô vuông f6 , kích thước ô lưới 6´6 cm . 4.Tính vai cột : Chọn vai cột có kích thước như hình vẽ lv = 60 cm ; hv = 60 cm, h = 120 cm Þ h0 = 120 -4 = 116 cm Kiểm tra kích thước vai cột a) 2.5Rkb h0 = 2.5´7.5´40´116 = 131.63 T Qv = Dmax + Gcc P = 51.48 + 8.88 = 55.92 T Do đó 2.5Rkb h0 > Qv b) Do đó : 141 T > Qv Vai cột làm việc như một console ngắn ngàm ở mép cột dưới . M = Qv ´ av = 55.92´0.35 = 19.572 Tm. Q = Qv = 55.92 T. ·Tính cốt thép cho vai cột A = 0.0526 < A0gh =0.428 Tra bảng g = 0.973 à Chọn theo cấu tạo chọn 2f20(6.28 cm2). · Tính cốt thép chịu lực cắt Q = Qv = 55.82 T Vì h = 120 cm > 2.5´ av =2.5´35 = 87.5 cm Qv = 53529 kg > Rkbh0 = 7.5´40´116 = 34800 kg Do đó cần phải đặt cốt đai nằm ngang và cốt xiên Chọn cốt đai f8a150( thoả điều kiện ) Diện tích tiết diện cốt xiên cắt qua nửa phần trên vai cột không bé hơn 0.002bh0 = 0.002´40´116 = 9.36 cm2 Chiều dài đoạn cốt xiên Lx = 125 cm. Chọn f xiên : Quy định fx < f25 Vậy chọn Fx = 9.41 cm2 (3f20) 4.Kiểm tra khi vận chuyển và cẩu lắp : Khi vận chuyển và cẩu lắp , cột bi uốn . Tải trọng là trọng lượng bản thân cột với hệ số động là k =1.5 Đoạn cột trên : g1 = 1.5´0.4´0.6´2.5 = 0.9 T/m Đoạn cột dưới : g2 = 1.5´0.4´0.8´2.5 = 1.2 T/m · Khi vận chuyển Sơ đồ tính : cột nằm theo phương ngang , chịu lực như dầm đơn giản có đầu thừa , 2 gối tựa là điểm kê hoặc treo buộc cách mút cột trên a1 = 3m , mút cột dưới là 2m. Biểu đồ nội lực : Kiểm tra cột trên để an toàn thì chỉ lấy thép ngoài cùng làm thép làm thép chịu kéo Fa = 2f20 à Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 6.284´2800(36-4) = 598236 daN.cm > MA = 4.05 Tm Kiểm tra cột dưới để an toàn thì chỉ lấy thép ngoài cùng làm thép làm thép chịu kéo Fa =2f20 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 6.284´2800(76-4) = 15.02 Tm > MB = 2.4 Tm và · Khi cẩu lắp : móc cẩu