Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng đồ án bê tông II Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng Số liệu cho tr ớc: -Chiều dài nhịp :L=24 m -Cao trình ray: R=10,3 m -Mỗi nhịp có cầu trục chạy điện -Chế độ làm việc trung -Sức trục Q=20/5t _Chiều dài khối nhiệt độ : 48m -Địa điểm xây dung: Hà Nội I - Cấu tạo khung ngang nhà Xác định kích th ớc khung ngang a) Xác định khung ngang nhịp nhà : L=24 (m) b) Trục định vị : Do sức trục cầu trục Q 6cm khoảng cách từ trục định vị (mép cột biên) đến tim dầm cầu trục, chọn =1000 mm B1 - khoảng cách từ tim dầm cầu trục mép cầu trục, tra bảng B1 =23 cm Chiều cao tiết diện phần cột dới cột biên hd = 80cm thoả mãn điều kiện: hd > H d 11,55 = = 0,72m 16 16 Cột chọn ht = 80cm, hd = 100 cm điều kiện tơng tự nh cột biên thoả mãn h) Vai cột : Kích thớc vai cột sơ chọn hv = 70cm, khoảng cách trục định vị đến mép vai 130cm, góc nghiêng 450 Hình dạng, kích thớc chi tiết cho hình 1.1 Chọn hv=70 (cm); Lv=50 (cm) Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - -5- Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng II Xác định tải trọng Tĩnh tải a/ Do mái gây Tĩnh tải trọng lợng thân lớp mái tác dụng 1m2 mặt mái đợc xác định theo bảng dới : Bảng : Cấu tạo tải trọng lớp mái STT Các lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn kG/m2 Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán kG/m2 - Một lớp gạch nem, dày 5cm = 1800 kG/cm3; 0,05 x 2200 90 1,3 117 Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt, dày 12cm = 1200 kG/cm3 ; 0,12 x 1200 144 1,3 187,2 1,1 110 - Lớp bê tông chống thấm, dày 4cm = 2500 kG/cm3 ; 0,04 x 2500 100 - Panen mái dạng panen sờn, kích thớc x 1,5 m, cao 30cm 189 Sinh viên thực Tổng cộng 1,1 208 523 phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - 622 -6- Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng Trọng lợng tính toán dàn mái : G = 1,1 x 9,6 = 10,56 Trọng lợng tính toán cửa mái ( kể khung giằng, cửa kính ) : G = 1,1 x 2,8 = 3,1 T Trọng lợng kính khung cửa kính lấy 500kg/m , n= 1,2 gk= 500.1,2 =600 kg/m Tĩnh tải mái quy lực tập trung truyền lên cột biên (A & D) G m1 = ( g tt a L + G ) 10,56 + 0,622.6.24,5 = = 51T 2 Tĩnh tải mái quy lực tập trung truyền lên cột (B & C) Gm2 = ( g tt a L + 2g k a + G + G ) 10,56 + 0,622.24,5.6 + 3,1 + 2.0,6.6 = = 112,3 T 2 Điểm đặt G m1 G m nh hình sau: G G G G 1000 G 1000 Điểm đặt tĩnh tải dầm cầu trục Điểm đặt tĩnh tải mái b/ Do dầm cầu trục G dct = 1,1 ( G c + a g r ) = 1,1 ( 3,3 + 6.0,15 ) = 4,62 T c/ Do trọng lợng thân cột Bao gồm phần cột phần cột dới BT = 2500kg / cm3 Cột biên có : Phần cột : G1 = 0,5 0,5 2,75 2,5 1,1 = 1,89 T Phần cột dới : G2= (0,5 0,8 11,55 +0,5 0, + 1, 0,5 ).2,5 1,1 = 13,36 T Cột có : Phần cột G1=0,5 0,8 2,75 2,5 1,1 =3,03T Phần cột dới : G2= (0,5 11,55 +0,5 Sinh viên thực 0, + 1, 0,7 ).2,5 1,1 =17,9 T phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - -7- Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng Tờng xây gạch tờng chịu lực nên trọng lợng thân không gây nội lực cho khung Hoạt tải tính toán a/ Hoạt tải mái Hoạt tải sửa chữa mái hoạt tải phân bố có trị số 75kG/m2, có hệ số vợt tải n = 1,3 Điểm đặt trùng với điểm đặt Gm P P P Pm = 0,5 x n x Pm x a x L= = 0,5 1,3 0,075 24,5 = 7,17 (T) b/ Tải trọng thẳng đứng cầu trục : với số liệu cho Q =5T Nhịp cầu trục Lk=L-2=30-2.0,75=23 m Do ba nhịp có cầu trục loại hoạt động, nên tải tác dụng thẳng đứng cầu trục nhịp bánh truyền xuống ray nh Pmax Do hai phía cột có cầu trục hoạt động nên để tìm áp lực lớn tác dụng lên vai cột cầu trục hai phía tác dụng ta dùng đờng ảnh hởng.Từ bảng tra kích thớc cầu trục Pmax , ta tính đợc tung độ y1 , y , y điểm áp lực cầu trục truyền xuống ray vị trí nguy hiểm : y1 = 1; y = 0,75 ; y = 0,1667, y4 = 0,4167 Từ ta tính đợc áp lực D max D max = 1,1 Pmax ( y1 + y + y +y4)= 1,1 10( +0,75 + 0,1667 +0,4167)=25,67 (T) Dmin = 1,1 PmIN ( y1 + y + y +y4)= 1,1 4,9( +0,75 + 0,1667 +0,4167)=12,58 (T) Điểm đặt D max trùng với điểm đặt G d Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - -8- Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng B=5 B=5 K=3.5 Pmax K=3.5 Pmax 2.5 Pmax 1.5 3.5 6,0 6,0 y2=0.4167 Pmax y1 = y4=0.1667 y3=0.75 c/ Hoạt tải lực hãm ngang xe Lực hãm ngang bánh xe truyền lên dầm cầu trục trờng hợp móc mềm xác định theo công thức : T1c = Q +G 40 = T 5+ = 0,175 T 40 Q :sức trục , G : trọng lợng xe Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột đợc xác định theo đờng ảnh hởng nh D max : Tmax = 1,1 T1c ( y1 + y + y + y4) =1,1 0,175.( +0,75 + 0,1667 +0,4167) =0,45 (T) Lực hãm Tmax đặt trùng với đỉnh ray ,cách mặt vai cột 0,8 m cách đỉnh cột đoạn y=2,75 -0,8 =1,95 m d/ Tải trọng gió Tải trọng gió gồm hai thành phần : phần tĩnh phần động Giá trị tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió độ cao z so với mốc tiêu chuẩn tác dụng lên mét vuông bề mặt thẳng đứng xác định theo công thức : q = n W0 k C Các hệ số lấy theo tài liệu " Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế " TCVN 2737 - 1995 Tra bảng phân vùng áp lực gió ta có Hà Nội thuộc vùng II-B nên W0 = 95 kG/m2 k hệ số kể đến ảnh hởng thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình Tra bảng phụ lục II có nội suy ta đợc hệ số k tơng ứng hai mức : Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - -9- Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng + Mức đỉnh cột, cao trình +13,8 m có k = 1.061 + Mức đỉnh máI nhịp biên cao trình 17,51 (m) có k = 1,105 + Mức đỉnh nhịp cao trình 21,51 (m) có k=1,14 Hệ số khí động C = + 0,8 phía gió đẩy C = - 0,6 phía gió hút Hệ số vợt tải n = 1,2 tơng ứng với công trình có thời gian sử dụng giả định 50 năm Từ ta tính đợc tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống theo quy luật phân bố : p = q a = n W0 k C a Đối với phía gió đẩy : pđ = 1,2 0,095 1,061 0,8 = 0,58 (T/m) Đối với phía gió hút : ph = 1,2 0,095 1,061 0,6 = 0,44 (T/m) 0.5 -0.1256 -0.5 -0.243 -0.4 -0.6 0.7 -0.5 -0.5 -0.5 -0.6 0.8 Phần tải trọng gió tác dụng lên mái, từ đỉnh cột trở lên đa lực tập trung đặt đầu cột S , S với hệ số k lấy trị số trung bình : k = 1,061 + 1,105 + 1,14 = 1,102 Hình dáng mái hệ số khí động đoạn mái tra bảng ta đợc sơ đồ nh hình vẽ Trị số S đợc tính theo công thức : S = n k W0 a C i h i = 1,2 1,102 0,095 C i h i = 0,754 Ci hi 13,8 = 0,188 ,lấy =100 tra bảng ta có ce1=-0,1256 73,5 13,8 = 0,188 ,lấy =100 ) Giá trị ce2=-0,4 , ce1= -0.243 (tính với tỉ số H/L= 73,5 Với nhịp biên lấy với tỉ số H/L= Từ ta tính đợc giá trị S , S : S = 0,754.[0,8.2 - 0,1256.1,2 +0,5.1,2 -0,5.0,6 +0,7.4 -0,243.0,6] =3,32 (T) Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 10 - Đồ án bê tông S = K dh Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,41 e0 0,1 + 0,2575 0,1 + h M dh + N dh ( 0,5h - a ) 7,13 + 57,34.0,35 =1+ =1+ = 1,8 M + N ( 0,5h - a ) 11,86 + 63,79.0,35 Lực dọc tới hạn 6,4 S 6,4 0,41 E b J b + E a J a = 265.10 3.2133333 + 210.10 31727,5 = 416633 kG l K dh 1732,5 1,8 1 = = = 1,18 N 637900 1 N th 416633 N th = e = e + 0,5h - a = 1,18 20,6 + 40 - = 59,31 cm Xác định x theo công thức sau x = N + R a Fa - R a ' Fa ' Rn b = 63790 + 2700.(9,82 - 16,08) = 8,53 cm 110 x 50 x = 8,53 2a =10 cm, nên coi nh trờng hợp lệch tâm lớn Kiểm tra theo công thức : ' Ne Ra Fa ( h0 a ) ; e = e - 0,5h + a =1,18 20,6 -40 +5 = -10,7 cm Hệ số uốn dọc tra bảng ta đợc = 0,9075 h 50 Tính toán kiểm tra theo điều kiện nén tâm Fb = 50 50=2500 cm2 Fat = Fa + Fa' = 26,8 cm2 àt = 26,8 = 0,01 < 0,03 2500 Điều kiện kiểm tra : N ( Rn Fb + Ra Fat ) = 0,9075.(110.2500 + 26,8.2700) = 315230 N = N max = 59170 KG Vậy cột đủ khả chịu lực theo phơng mặt phẳng uốn * Phần cột dới Chiều dài tính toán : l = 1.2 x Hd = 1,2 x 1155= 1386 cm ; ' Độ mãnh h = l 918 = = 27,72 > Hệ số uốn dọc tra bảng ta đợc = 0,557 h 50 Tính toán kiểm tra theo điều kiện nén tâm Fb = 50.80=4000 cm2 Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 37 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng Fat = Fa + Fa' = 25,9 cm2 ( phần không kể cốt dọc không kể cốt dọc cấu tạo khoảng cách cốt đai lớn 15 lần đờng kính ) àt = 25,9 = 0,0065 < 0,03 4000 Điều kiện kiểm tra : N ( Rn Fb + Ra Fat ) = 0,557.(110.4000 + 25,9.2700) = 284031kG N = N max = 97160 KG Vậy cột đủ khả chịu lực theo phơng mặt phẳng uốn b/ Kiểm tra theo điều kiện chịu cắt phần cột dới, lực cắt lớn đợc xác định từ bảng tổ hợp nội lực Q max = 8,87 T Ta có : K1 R k b h =0,6 8,8 50 75 =19800 KG =19,8(T) > Q Thoả mãn ' điều kiện Q < K1 R k b h Bê tông đủ khả chịu cắt Bố trí cốt đai theo cấu tạo :Đờng kính đảm bảo không nhỏ 0,25 cốt dọc lớn 32 Khoảng cách cốt đai chọn 30cm, đảm bảo không lớn 15 lần đờng kính cốt dọc bé 25 c/ Kiểm tra nén cục Đỉnh cột chịu lực nén mái truyền xuống N = 51 + 7,17 = 58,17 (T) Kích thớc liên kết mái đỉnh cột (34 x 26) cm Diện tích trực tiếp chịu nén cục : Fcb = 34 x 26 = 884cm2 ; Diện tích tính toán tiết diện lấy đối xứng qua Fcb tính đợc Fcb = 50 x 30 = 1500cm2 Hệ số tăng cờng độ đợc xác định mcb = Ft = Fcb 1500 = 1,7 < Với = 0,75 có : cb 884 cb m cb R n Fcb = 0,75.1,7.110.884 = 123981 KG > N = 58170 ( KG ) thoả mãn khả chịu nén cục d/ Tính toán vai cột * Kiểm tra kích thớc vai cột Đã đợc chọn phần I, lực tập trung từ dầm cầu trục truyền lên vai có đờng tác dụng nằm mép cột phần dới nên ta phải tính toán vai cột Chiều cao làm việc h = 116 cm ( lấy a = 4cm) , bề dài vai l v =50 cm < 0,9 h nên vai cột thuộc kiểu côngxon ngắn Vai cột chịu tác dụng lực tập trung P = Dmax + G d = 25,67 + 4,62 = 30,29 T Kiểm tra kích thớc vai cột theo điều kiện 2,5R k b h = 2,5 x 8,8 x 50 x116 = 127600kG =127,6 T > P = 30,29 (T) ( thoả mãn ) Cầu trục làm việc chế độ nhẹ: Kv =1 Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 38 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng Khoảng cách từ P đến mép dới cột: av =100 80 =20 (cm) Kiểm tra tiếp điều kiện : P Ta có : 1,2.K v Rk b.h02 av 1,2.K v R k b.h0 1,2.1.8,8.50.116 = = 3062,4(T ) av 20 Nh ta có :30,29 < 3062,4 nên thoả mãn điều kiện Vậy kích thớc vai cột thoả mãn *.Tính toán cốt dọc : Mô men uốn tiết diên mép cột 1-1: M = P.a v = 30,29.0,2 = 6,058(T m) Tính cốt thép với mô men tăng 25% nên ta có : M =6,058 1,25=7,573 (T.m) M 757300 = = 0,01 = 0,995 R n b.h0 110.50.116 M 757300 Fa = = = 2,43(cm ) & chọn 214(3,08cm ) R a h0 2700.0,995.116 A= *Tính toán cốt đai & cốt xiên : ta có P=30,29 T< Rk b h0 = 8,8.50.116 = 51040kG = 51,04T h =120 > 3,5 av =70 Trong vai cột cần đặt cốt đai ngang mà không cần đặt cốt xiên : h chọn cốt đai 8a150 < = 300 mm Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 39 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng * Kiểm tra lực ép lên vai cột Diện tích chịu ép mặt Ft = bd l1= 20 50 = 1000 cm2 ; ( lấy l1 =b =50 cm , bd =200 mm nh dã chọn dầm cầu trục ) n = P =30290/1000 =30,29 kG/cm2 Khi chuyên chở bốc xếp: coi cột đợc đặt nằm theo phơng ngang gối kê cách đỉnh cột 2,5 (m) , gối đặt cách chân cột : (m) Mô men âm gối : MA = MB = 1,5.3 g l 12 = = 6,75 Tm 2 g l 22 0,938.2,5 = = 2,93( Tm) 2 Mômen âm lớn đoạn cột trên, M A = 6,75 Tm Kiểm tra với tiết diện A-A ta có: h= 50 cm , h0 =45 cm cốt thép đa vào tính toánọhỉ lấy cốt : 14 + 28 +1 12 (8,828 cm2 ) M td = R a Fa ( h a' ) = 2700 8,828 (45-5)=953424 (KG.cm)= 9,53 Tm M td > M A nên cột đủ khả chịu lực vận chuyển Mômen dơng lớn đoạn cột dới tìm đợc tiết diện cách gối phảI 5,2 m , M C = 13,2 Tm Kiểm tra với tiết diện C-C ta có: h= 50 cm , h0 =45 cm cốt thép đa vào tính toánọhỉ lấy cốt : 25 + 32 +1 12 (14,081cm2 ) M td = R a Fa ( h a' ) = 2700 12,95 (45-5)=1520748 (KG.cm)= 15,21Tm M td > M C nên cột đủ khả chịu lực vận chuyển +> Khi cẩu lắp :lật cột lằm theo phơng nghiêng , điểm đặt cách đỉnh cột (m) chân tì lên đất Mô men lớn phần cột : MD = g l 12 0,938.2,75 = = 3,55( Tm) Tại tiết diện cốt thép :Fa=36,49 cm2 (3 32 + 28 ) Suy khả chịu lực đó: Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 40 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng M td = R a Fa ( h a' ) =2700 36,49 40 =3940920(kGcm) =39,4 Tm > MD Mômen lớn phần cột giữa: MD=26,28 Tm Tại vị trí cách chân cột 5,92 m Kiểm tra với tiết diện D-D ta có: h= 80 cm , h0 =75 cm cốt thép đa vào tính toán lấy cốt : 32 ( 16,08 cm2 ) Suy khả chịu lực : M td = R a Fa ( h a' ) =2700 16,08 70= 3039120 KGm = 30,39 Tm Vậy cột đủ khả chịu lực vận chuyển cẩu lắp Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 41 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng B- Tính toán cốt thép cho cột (cột truc B & C) : Cột trục B có hình dạng đối xứng nên ta đặt cốt thép đối xứng Phần cột Kích thớc cột: b = 50cm ; h = 80cm Chọn a = a' = cm ; h = h - a = 80 - = 75 cm ; H t = 275 cm l = 2,5 x H t = 2,5 x 275 = 687,5 cm ; h = l 687,5 = = 8,6 > 4, nên cần xét đến h 80 uốn dọc M + e' Với e' độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy N cm thoả mãn điều kiện e' không nhỏ trị số sau : ( Độ lệch tâm tính toán : e = Ht 275 h 80 = = 0,46 ; = = 2,7 1cm ) 600 600 30 30 Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ba cặp nội lực mặt cắt II - II để tính toán Bảng : Cặp nội lực dùng để tính toán cốt thép phần cột Kí hiệu cặp Kí hiệu nội lực bảng tổ hợp M N (Tm) (T) M e = e 01 + e' N (m) (m) e 01 = Mdh Ndh (Tm) (T) II -7 22,18 172,5 0,126 0,156 6,53 166,05 II - -8,43 172,5 0,049 0,079 6,53 166,05 II-9 20,56 178,96 0,115 0,145 6,53 166,05 Vì hai cặp nội lực trái dấu có trị số mômen chênh lệch lớn trị số mômen âm lại bé nên ta không cần tính vòng mà chọn cặp số để tính toán sau kiểm tra cho cặp lại Dùng toán tính cốt thép đối xứng để tính cốt thép cho cột giữa, nội lực đợc chọn cặp có lực dọc có giá trị tuyệt dối mômen lớn để tính toán Đối với phần cột ta chọn cặp nội lực mặt cắt II - II để tính Giả thiết t = 0,5 % a Tính với cặp Mômen quán tính tiết diện cốt thép J a J a = t x b x h x (0,5h - a) = 0,005 x 50 x 75 ( 40 - ) = 22969cm Jb = b h3 12 = 50 80 = 2133333cm 12 e 15,6 = 0,195 Với cặp có = h 80 M dh + N dh ( 0,5h - a ) 6,53 + 166,05.0,35 K dh = + =1+ = 1,783 M + N ( 0,5h - a ) 22,18 + 172,5.0,35 Hệ số xét đến độ lệch tâm Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 42 - Đồ án bê tông S = 0,11 e 0,1 + h Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng 0,11 + 0,1 = 0,473 0,1 + 0,195 + 0,1 = Lực dọc tới hạn N th = = 6,4 S 6,4 E b J b + E a J a = l K dh 687,5 N N th = 172500 2683839 0,473 265.10 3.2133333 + 210.10 22969 = 2683839 kG 1,783 = 1,07 e = e + 0,5h - a =1,07 15,6 + 35 =51,7 N 172500 chiều cao vùng chịu nén: x = R b = 110.50 = 31,36 n , có 2a < x < h nên tính toán theo trờng hợp lệch tâm lớn , nên ta có: Fa = Fa = N (e h0 + 0,5 x) 172500.(51,7 75 + 15,68) = 4, nên cần xét đến ảnh hởng h 100 uốn dọc M + e' Với e' độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy N cm thoả mãn điều kiện e' không nhỏ trị số sau : Độ lệch tâm tính toán : e = H d 1155 h 100 = = 1.925 ; = = 3,33 600 600 30 30 Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ba cặp nội lực mặt cắt II - II để tính toán Bảng : Cặp nội lực dùng để tímh toán cốt thép phần cột dới M Kí hiệu Kí hiệu M N e = e 01 + e' Mdh e 01 = N bảng tổ hợp (Tm) cặp (T) (Tm) (m) (m) Ndh (T) VI -7 53,18 200,42 0,284 0,324 -4,69 189,73 VI -8 -60,84 213,33 0,285 0,325 -4,69 189,73 VI - -55,34 246,27 0,225 0,265 -4,69 189,73 Vì cặp nội lực có trị số mômen chênh lệch không lớn nên ta không cần tính vòng mà tính theo toán đối xứng cho cặp giả thiết = 0,6% a Tính với cặp Mômen quán tính tiết diện cốt thép J a J a = t x b x h x (0,5h - a) = 0,006 x 50 x 95 ( 50 - ) = 57713 cm Jb h3 100 =b = 50 = 4166667cm 12 12 Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 44 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng e0 32,4 = = 0.324 h 100 M dh + N dh ( 0,5h - a ) 4,69 + 189,73.0,45 =1+ =1+ = 1,55 M + N ( 0,5h - a ) 53,18 + 200,42.0,45 Với cặp có K dh Hệ số xét đến độ lệch tâm 0,11 e 0,1 + h S = + 0,1 = 0,11 + 0,1 = 0,36 0,1 + 0,324 Lực dọc tới hạn 6,4 S 6,4 0,36 E b J b + E a J a = 265.10 3.4166667 + 210.10 57713 = 805233 kG l K dh 1732,5 1,55 1 = = = 1,33 N 200420 1 N th 805233 N th = e = e + 0,5h - a = 1,33 32,4 + 50-5=88,1 cm N 200420 chiều cao vùng chịu nén: x = R b = 110.50 n = 36,44 2a , < x < h N (e h0 + 0,5 x) 200420.(88,1 95 + 0,5.36,44) = = 9,33(cm ) 2700.90 R a, (h0 a , ) F' a 9,33 = à' = = = 0,196% < 0,2% b.h0 50 x 95 , nên ta có: Fa = Fa = Kiểm tra Ta chọn Fa theo cấu tạo b Tính với cặp e0 = 0,325 h M dh + N dh ( 0,5h - a ) 4,69 + 189,73.0,45 =1+ =1+ = 1,57 M + N ( 0,5h - a ) 60,84 + 213,33.0,45 Với cặp có K dh Hệ số xét đến độ lệch tâm S = 0,11 e 0,1 + h + 0,1 = 0,11 + 0,1 = 0,36 0,1 + 0,325 Lực dọc tới hạn N th = = 6,4 S 6,4 E b J b + E a J a = l K dh 1732,5 N N th = 213330 798268 0,36 265.10 3.4166667 + 210.10 57713 = 798268 kG 1,57 = 1,36 e = e + 0,5h - a = 1,36 32,5 + 50-5= 89,2 cm N 213330 chiều cao vùng chịu nén: x = R b = 110.50 n Sinh viên thực = 38,8 phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 45 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng 2a , < x < h N (e h0 + 0,5 x) 213330.(89,2 95 + 0,5.38,8) = = 11,94(cm ) , , 2700.90 R a ( h0 a ) F' a 11,94 = à' = = = 0,25% b.h0 50 x 95 , nên ta có: Fa = Fa = Kiểm tra c Tính với cặp e0 26,5 = = 0,265 h 100 M dh + N dh ( 0,5h - a ) 4,69 + 189,73.0,45 =1+ =1+ = 1,54 M + N ( 0,5h - a ) 55,34 + 246,27.0,45 Với cặp có K dh Hệ số xét đến độ lệch tâm S = 0,11 e 0,1 + h + 0,1 = 0,11 + 0,1 = 0,4 0,1 + 0,265 Lực dọc tới hạn 6,4 S 6,4 0,4 E b J b + E a J a = 265.10 3.4166667 + 210.10 57713 = 869936 kG l K dh 1732,5 1,54 1 = = = 1,4 N 246270 1 N th 869936 N th = e = e + 0,5h - a = 1,4 26,5 + 50 -5 =82,1 cm N 246270 chiều cao vùng chịu nén: x = R b = 110.50 n = 44,78 cm 2a , < x < h N (e h0 + 0,5 x) 246270.(82,1 95 + 0,5.44,78) = = 9,62(cm ) , , 2700.90 R a ( h0 a ) F' a 9,62 = à' = = = 0,203% > 0,2% b.h0 50 x 95 , nên ta có: Fa = Fa = Kiểm tra So sánh kết ta chọn thép theo cặp chọn thép 420 ( 12,56 cm2) Để tiết kiệm thép ta kéo dài góc cho hết đoạn cột khác dài m từ chân cột cắt quãng cột Với cốt thép lại phần tiến hành kiểm tra khả chịu lực tiết diện III3.Chọn cặp nộilựcIII-7 để kiểm tra M=33,96Tm,N=203,56T,Mdh=6,53Tm,Ndh=175,29T,với cặp có Fa=6,28 cm2 (220),Fa=6,28 cm2 e01=0.167 , e0=0,207 cm Để tính toán uốn dọc ta tính lại J a với tổng Fa + Fa' = 12,56 cm2 J a = ( Fa + Fa' ).(0,5h - a)2 = 12,56 x (50 - 5)2 =25434 cm4 Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 46 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng e0 20,7 = = 0,207 h 100 Với cặp có Hệ số xét đến độ lệch tâm S = K dh 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,46 e0 0,1 + 0,207 0,1 + h M dh + N dh ( 0,5h - a ) 6,53 + 175,29.0,45 =1+ =1+ = 1,68 M + N ( 0,5h - a ) 33,96 + 203,56.0,45 Lực dọc tới hạn 6,4 S 6,4 0,46 E b J b + E a J a = 265.10 3.4166667 + 210.10 25434 = 644644 kG l K dh 1732,5 1,68 1 = = = 1,46 N 203560 1 N th 644644 N th = e = e + 0,5h - a = 1,46 20,7 +50 -5 = 75,22 cm Xác định x theo công thức sau x = N + R a Fa - R a ' Fa ' Rn b = 203560 = 37 cm 110 x 50 (2a < x = 37 Hệ số uốn dọc tra bảng ta đợc = 0,557 b 50 Tính toán kiểm tra theo điều kiện nén tâm Fb =50.100=5000 cm2 Fat = Fa + Fa' = 12,56= 25,12 cm2 Điều kiện kiểm tra : N ( R n Fb + R 'a Fat ) N = N max = 246,27 (T) ( R n Fb + R 'a Fat ) = 0,557.(110 5000+2700 25,12) = 344128 (KG) =344,128 T Vậy cột đủ khả chịu lực theo phơng mặt phẳng uốn b) Kiểm tra theo điều kiện chịu cắt phần cột dới, lực cắt lớn đợc xác định từ bảng tổ hợp nội lực Q max = 4,62 T Ta có : K1 R k b h = 0,6 8,8 50 95 = 25080 KG = 25,08 T > Q Thoả mãn điều kiện Q < K1 R k b h Bê tông đủ khả chịu cắt Bố trí cốt đai theo cấu tạo :Đờng kính đảm bảo không nhỏ 0,25 cốt dọc lớn 20 Khoảng cách cốt đai chọn 30cm, đảm bảo không lớn 15 lần đờng kính cốt dọc bé 20 c) Kiểm tra nén cục Đỉnh cột chịu lực nén mái truyền xuống N = Gm + Pm = 68,91 + 8,775 = 77,685T Kích thớc liên kết mái đỉnh cột (34 x 26) cm Diện tích trực tiếp chịu nén cục : Fcb = 34 x 26 = 884cm2 ; Diện tích tính toán tiết diện lấy đối xứng qua Fcb tính đợc Fcb = 50 x 30 = 1500cm2 Hệ số tăng cờng độ đợc xác định mcb = Ft = Fcb 1500 = 1,7 < Với = 0,75 có : cb 884 cb m cb R n Fcb = 0,75.1,7.110.884 = 123981 KG > N = 58170 ( KG ) thoả mãn khả chịu nén cục d) Tính toán vai cột Kích thớc vai cột đợc chọn phần I, lực tập trung từ dầm cầu trục truyền lên vai có đờng tác dụng nằm mép cột phần dới nên ta phải tính toán vai cột Chiều cao làm việc h = 135 cm ( lấy a = 5cm) , bề dài vai l v = 700 cm < 0,9 h = 121,5 cm nên vai cột thuộc kiểu côngxon ngắn Vai cột chịu tác dụng lực tập trung P = Dmax + G d = 25,67 + 4,62 = 30,29 T Kiểm tra kích thớc vai cột theo điều kiện Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 48 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng 2,5R k b h = 2,5 8,8 50 135 = 148500 kG =148,5 T > P =30,29 T Cầu trục làm việc chế độ nhẹ: Kv =1 Khoảng cách từ P đến mép dới cột: av =100 50 =50 (cm) Kiểm tra tiếp điều kiện : P 1,2.K v Rk b.h02 av 1,2.K v R k b.h0 1,2.1.8,8.50.135 = = 192456kG = 192,5(T ) Ta có : av 35 Nh ta có :30,29 M B nên cột đủ khả chịu lực vận chuyển +> Khi cẩu lắp :lật cột lằm theo phơng nghiêng , điểm đặt cách đỉnh cột 4,8 (m) chân tì lên đất Mô men lớn phần cột : MD = g l12 1,5.2,75 = = 5,67( Tm) 2 Tại tiết diện cốt thép :Fa=9,42 cm2 (3 20) Suy khả chịu lực đó: M td = R a Fa ( h a' ) =2700 9,42 70 =1780380(kGcm) = 17,8 Tm > MD Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 50 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng Mômen lớn phần cột giữa: ME=17,6 Tm Tại vị trí cách chân cột 4,33 m Kiểm tra với tiết diện Ê-E ta có: h= 100 cm , h0 =95 cm cốt thép đa vào tính toán lấy cốt : 20 ( 12,56 cm2 ) ( ta cha cắt thép ) Suy khả chịu lực : M td = R a Fa ( h a' ) =2700 12,56 90= 3052080 KGm = 30,52 Tm Vậy cột đủ khả chịu lực vận chuyển cẩu lắp Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 51 - [...]... - 20 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M) (N) e/ Hoạt tảI đứng cầu trục trục 5 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 21 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M) Không có N g/ Hoạt tảI đứng cầu trục trục 6 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 22 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M)... - Đồ án bê tông 2 b/ hoạt tảI máI 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (N ) (M) Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 16 - Đồ án bê tông 2 c) Hoạt tảI máI 3 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (N) (M) Không có lực dọc 6 Nội lực do hoạt tải thẳng đứng của cầu trục Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 17 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công. .. M II = 0,89(Tm) M III = -5.4Tm M IV = 3.98Tm N I = N II = N III = N IV = 62,91T QIV = 0.7( T ) Từ đó ta vẽ đợc biểu đồ nội lực do tĩnh tải mái của cột trục A , B nh hình Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 11 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M) Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 12 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công. .. hãm ngang của cầu trục Lực Tmax đặt cách vai cột một đoạn 0,8 m a/ Lực hãm ngang cầu trục 1 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 23 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M) Không có N b/ Lực hãm ngang cầu trục 2 (M) Không có N Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 24 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng c/ Lực hãm ngang. .. nghiệp 1 tầng c/ Lực hãm ngang cầu trục 3 (M) d/ Lực hãm ngang cầu trục 4 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 25 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng e/ Lực hãm ngang cầu trục 5 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 26 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng g/ Lực hãm ngang cầu trục 6 8-Tải trọng gió a-Gió trái Sinh viên... khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng a/ Hoạt tảI đứng cầu trục trục 1 (M) (N) b/ Hoạt tảI đứng cầu trục trục 2 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 18 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M) (N) c/ Hoạt tảI đứng cầu trục trục 3 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 19 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (M) (N) d/ Hoạt... bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (N) 3 Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục (M) Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 13 - Đồ án bê tông 2 4 Tổng nội lực do tĩnh tải Sinh viên thực hiện Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng (N) phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 14 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng 5 Nội lực do hoạt tải mái a/ Hoạt... trang_lớp xdd45-đh2 - - - 27 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng b-Gió phải Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 28 - Đồ án bê tông 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... liệu - B tông Mác 250, có R n = 110 kG/cm2 ; R k = 8,8 kG/cm2 ; E b =26,5.104 kG/cm2 - Cốt thép chọn thép nhóm A - II, có R a = R' a =2700 kG/cm2 ; Với b tông mác 250 và cốt thép nhóm A - II tra bảng ta có các trị số hạn chế 0 = 0,58 ; A 0 = 0,412 Sinh viên thực hiện phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 29 - Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng VI Tính toán cốt thép Để tính toán.. .Đồ án bê tông 2 Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng S 2 = 0,754 [0,4.0,6 +0,6.4 +0,5.0,6 -0,5.1,2 +0,5.1,2 +0,6.2 ] = 3,12 ( 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 ... xdd45-đh2 - - - 11 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng (M) Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 12 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng (N)... 13 - Đồ án bê tông Tổng nội lực tĩnh tải Sinh viên thực Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng (N) phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 14 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp. .. xdd45-đh2 - - - 27 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng b-Gió phải Sinh viên thực phạm hồng trang_lớp xdd45-đh2 - - - 28 - Đồ án bê tông Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng