Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh đồ án bê tông 2: Nhà công nghiệp một tầng 3 nhịp
Đồ án Bêtơng GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC ĐỒ ÁN BÊ TÔNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BA NHỊP Q = 100 kN 21000 Q = 100 kN Q = 100 kN 18000 21000 I/ SỐ LIỆU CHO TRƯỚC Đặc điểm công trình: - Công trình xây dựng nhà công nghiệp tầng,3 nhịp lắp nghép - Kết cấu chịu lực khung ngang nhà, dầm dọc, sàn chạy dọc nhà - Nhịp nhà : Nhịp biên: L1 = L3 = 21 m Nhịp giữa: L2 = 18 m Bước cột: m Chiều dài nhà: x 10 = 60 m - Cấu tạo khung: Cột BTCT Cửa trời - nhịp L2, L = m, chiều cao 2,5 m - Sức trục : Ở nhịp có sức trục Q1 = Q3 = 100 KN Ở nhịp có sức trục Q2 = 100 KN - Cao trình đỉnh ray : Hr = 7.5 m - Các lớp mái cấu tạo từ xuống sau: + Hai lớp gạch nem kể vữa lót dày 5cm + Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày cm + Lớp bê tơng chống thấm dày cm + Mái lợp panen BTCT 1.5m x 6m, cao 30 cm Tổng chiều dày lớp mái: t = 5+12+4+30 = 51cm - Tường bao che tự chịu lực gạch xây dày 200 - Vật liệu sử dụng : Bê tông B20 Cốt thép : AI có Rs = Rsc = 225 Mpa, Rsw = 175 MPa Nền đất công trình có RTC = 120 kN/m2; (1daN/cm2 = 100 kN/m2) Cường độ gió tiêu chuẩn : qc = 800 N/m2; (1N/m2 = 10-4 daN/cm2) SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC II/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 1/Kích thước cầu chạy -Căn vào sức trục cầu chạy tra bảng : Nhịp Q Lk B K Hct B1 Ptcmax Ptcmin Xe Caàu trục Nhịp (kN) (m) (mm) (mm) (mm) (mm) (T) (T) (T) (T) L1 100 20 6300 4400 1900 260 13.5 3.5 24 L2 100 17 6300 4400 1900 260 12.5 21 3/Đường ray Căn vào áp lực Pmax (13.5; 12.5) chọn ray có - Chiều cao Hray = 0.15 m - Trọng lượng tiêu chuẩn mét dài g cray = 70 daN/m 4/Dầm cầu chạy Vì dầm cầu chạy làm BTCT, nhịp dầm m sức trục Q 6cm H d 7.05 = = 0,504m = 50, 4cm 14 14 9/ Vai cột: Chọn : lv = 40 cm ; hv = 70 cm ;α = 450 hd ≥ SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC II.XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 1/ Tỉnh taûi SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC a)Tỉnh tải mái : Tĩnh tải trọng lượng thân lớp mái tác dụng m2 mặt mái: Tải trọng tiêu Tải trọng tính tốn STT Các lớp mái Hệ số vượt tải chuẩn (kG/m2) (kG/m2) Hai lớp gạch nem kể vữa, dày cm, λ =1800 90 1.3 117 kG/m Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt 144 1.3 187.2 dày 12 cm, λ =1200 kG/m2 Lớp bê tông chống thấm 100 1.1 110 dày cm, λ =2500 kG/m2 Panel 6x1.5 m, trọng lượng kể bê tông chèn 189 1.1 208 khe 1.7 T Tổng cộng 523 622.2 - Tĩnh tải troïng lượng thân dàn mái: Nhịp biên: L = 21m, G =81 kN, n = 1.1 => G1 = 1.1× 81 = 89.1 (kN) Nhịp giữa: L = 18 m, G = 66 kN , n = 1.1 => G1/ = 1.1 x 66 = 72.6 (kN) - Trọng lượng khung cửa mái rộng m, cao 2,5 m lấy 15 (kN) => G2 = 15 x 1.1 = 16,5 kN - Trọng lượng kính khung cửa kính lấy 500 kG/m, n = 1.2 gk = x 1.2 = kN/m - Tĩnh tải mái quy lực tập trung: + Ở nhịp biên: Gm1 = 0.5(G1 + g.a.L) = 0.5.(89,1 + 6,222.6.21) = 436,54 (kN) + Ở nhịp giữa: Gm2 = 0,5.(G1 + g.a.L + G2 + 2.gk.a) = 0,5.(72.6 + 6,222.6.18 + 16,5 + 2.6.6) = 596,3 (kN) b)Tỉnh tải dầm cầu chạy vẽ đường ray cầu chạy : Gdcc = 1,1(Gc + a.gr) Gc: TLBT dầm cầu trục, tra bảng Gc = 33 kN gr: TL ray lớp đệm, lấy 1,5 kN/m => Gd = 1,1.(33+6.1,5) = 46,2 (kN) SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtơng GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC c)Trọng lượng thân cột : - Cột trục A(D) biên: Cột : G t = n×bt×ht×Ht×γ =1,1× 0,35×0,4×3×2,5= 1,155 T = 11,55(kN) Cột : G d = 1,1×[0,35×0,6×7,050 + 0,4×0.35×(1,1 + 0,7)/2 ]×2,5 = 4,42 (T)=44,2 (kN) - Cột trục B(C) Cột : G t = 1,1×0,35×0,6×3×2,5 = 1,733 (T) = 17,33 (kN) Cột : G d = 1,1×[0,35×0,8×7,050 + 2×0,4×0,35×(0,7+1,1)/2]×2,5 = 6,12(T) = 61,2 (kN) 2/ Hoạt tải a) Hoạt tải mái : tiêu chuẩn ptc = 200 kG/m2 , n= 1.3 Qui lực tập trung đặt tải Gm đầu cột: Pm = 0,5×n×ptc×L - Ở cột trục A,D : Pm1 = 0.5×1,3×200×6×21 =16380 (kG) = 16,38 T -Ở cột trụ B,C : Pm2 = 0,5×1,3×200×6×18 = 14040(kG) = 14,04 T b)Tải trọng thẳng đứng cầu trục : Áp lực thẳng đứng cầu trục đứng cạnh truyền ên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng (h.vẽ): Dmax= n × Pcmax × ∑yi + Với nhịp biên: Pmax Pmax Pmax y2 y1 Pmax y3 Tính đđược y2= 1,6/6 = 0,267; y3 = 4,1/6 = 0,683 Dmax = 1,1×13,5×(1+0,267+0,683) = 29 (T) + Với nhịp giữa: Tính y2 = 0,267; y3 = 0,683 Dmax = 1,1×12,5×(1+0,267+0,683) = 27 (T) c)Tải trọng lực hãm xe : Lực hãm ngang bánh xe truyền lên dầm cầu trục trường hợp móc mềm: Q + G 10 + c = = 0,35(T ) = 3,5( kN ) + Nhịp biên: T1 = 40 40 Q + G 10 + c = = 0,35(T ) = 3,5( kN ) + Nhịp giữa: T1 = 40 40 Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột xác định theo đường ảnh hưởng Dmax: c + Nhịp biên: Tmax = n × T1 × ∑ yi = 1,1× 0,35 × (1 + 0, 267 + 0, 683) = 0, 75(T ) c + Nhịp giữa: Tmax = n × T1 × ∑ yi = 1,1× 0,35 × (1 + 0, 267 + 0, 683) = 0, 75(T ) SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Lực Tmax đặt cao trình mặt dầm cầu trục, cách mặt vai cột m d)Hoạt tải gió : - Tải trọng gió tác dụng lên mét vuông bề mặt thẳng đứng công trình: W = n×Wk×C Trong đó: Wo = 83 (daN/m2) (áp lực gió độ cao 10 m so với cốt chuẩn mặt đất, phụ thuộc vào vùng phân bố áp lực gió Việt Nam, lấy theo tiêu chuẩn thiết kế 2737-1995 khu vực TP.HCM có địa hình xung quanh trống trải (dạng địa hình A) -Hê số vượt tải: n = 1,2 Ở cao trình: + Đỉnh cột: + 9,550 (m), hệ số k = 0,99 + Đỉnh mái: + 14,51 (m), hệ số k = 1,07 + Hệ số ktb = 1,03 + Hệ số khí động: Gió đẩy c = 0,8; Gió hút c = -0,6 • Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy phân bố đều: + Gió đẩy: pđ = W×a = 1,2×0,83×0,99×6×0,8 = 2,17 (kN) + Gió hút: ph = W×a = 1,2ì0,83ì0,99ì6ì0,6 = 3,5 (kN) ã Ti trng giú tỏc dng lên mái từ đỉnh cột trở lên đưa thành lực tập trung đặt đầu cột S1, S2: Với hệ số ktb = 1,03 H 9,550 1 o = = 0, 455 nội suy ta - Gía trị ce1 tính với góc α = arctg ÷ = 5, 711 L 21 10 ce1 = -0,543 H 14, 055 1 o / = = 0, 781 nội suy ta - Giá trị ce1 tính với góc α = arctg ÷ = 5, 711 L 18 10 / ce1 = - 0,67 1 o - Giá trị ce2 tính với góc α = arctg ÷ = 5, 711 Nội suy ta giá trị ce2 = -0,4 10 - Giá trị S tính theo cơng thức sau: S = n × k × WO × a × ∑ ci × hi = 1, × 1, 03 × 0, 083 × × ∑ ci × hi = 0, 616 × ∑ ci × hi + Dựa vào hình xác định hi: h1 = hđd = 1,05 (m) h2 = M1 – (D + hđd) = 12,01 – (9,55 + 1,05) = 1,41 (m) h3 = (M2 – t) – 2,5 – D – 1,05 = (14,51 – 0,51) – 2,5 – 9,55 – 1,05 = 0,9 (m) h4 = 2,5 (m) 10 × tg ( 5, 711o ) h5 = = 0,5(m) Vậy: S1 = 0,616×(0,8×1,05 - 0,543×1,41+0,5×1,41 – 0,5×0,9 + 0,7×2,5 – 0,67×0,5) = 1,07 (T) S2 = 0,616×(0,4×0,5+0,6×2,5+0,5×0,9-0,5×1,41+0,5×1,41+1,05×0,6) = 1,71 (T) SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtơng GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC IV.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG: 1/.Các đặc trưng hình học : a / Cột biên : - Chiều cao phần cột : Ht = m - Kích thước tiết diện : 35×40 cm - Chiều cao tính toán phần cột : Hd = 7,05 m - Chiều cao tính toán toàn cột : H = 10,05 m - Phần cột chôn vào hốc móng lấy 800 mm > 700 mm = hd - Tiết diện cột dưới: 35×60 cm - Chiều dài thực tế cột : Lc = 10,05 + 0.8 = 10,85 m bh 35 × 403 Jt = = = 186667 cm 12 12 - Momen quán tính tiết diện : 35 × 60 Jd = = 630000 cm 12 Ht J 630000 = = 0.3;K = t ( d − 1) = 0.33 ( − 1) = 0,064 - Các thông số : t = H 10,05 Jt 186667 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Với cột đặc K1 = ⇒ V = 1+ K1 +K = 1,064 b /Cột giữa: bh 35 × 603 Jt = = = 630000 cm 12 12 - Momen quán tính tiết diện : 35 × 80 Jd = = 1493333 cm 12 Ht J 1493333 = = 0.3;K = t ( d − 1) = 0.33 ( − 1) = 0.037 - Các thông số : t = H 10,05 Jt 630000 Với cột đặc K1 = ⇒ V = 1+ K1 +K = 1.037 - Quy ước chiều dương nội lực hình vẽ: M N Q 2/.Quy ước chiều nội lực : Lực cắt hướng từ trái sang phải dương, lực dọc gây nén dương Momen quay chiều kim đồng hồ dương Tương ứng phản lực hướng từ trái sang phải 3/.Nội lực tónh tải : 3.1 Nội lực tónh tải mái : a) Cột biên : et=0.05 Gm1 Gm1 R M R - Momen tónh tải mái G1m gây đỉnh cột : M1 = -G1m × et = -436,54 ×0.05= -21,827 (kNm) ht − hd 0.6 0.4 = − = 0.1 m - Khoảng cách trục trục : a = 2 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC K 0.064 ) × ( − 2,1827)(1 + ) t = 0.3 = −0.3715T - Phản lực đầu cột : R = 2H(1+K) ×10,05 × ( + 0, 064 ) 3M1 (1 + - Momen tónh tải mái G1m gây vai cột : M1 = -G1m × a = -436,54 ×0.1= -43,654 (kNm) - Phản lực momen tác dụng vào cao trình cột 3M (1 − t ) 3( − 4,3654)(1 − 0.32 ) R2 = = = −0,577(T) 2H(1+K) ×10, 05(1 + 0, 064) ⇒ Phản lực đầu cột : R = R1 + R2 = -0,95 (T) ⇒ Nội lực đầu tiết diện cột : M1 = -2,1827 Tm M2 = -2,1827+ (0.95×3) = 0,6673 Tm M3 = -43,654 (0.1+0.05) + 0.95×3 = -3,6981 (Tm) M4 = -43,654 (0.1+0.05) + 0.95×10,05= (Tm) N1 = N2 = N3 = N4 = 43,654 (T) M + M 3, 6981 + Q= = = 0,95(T ) 7, 050 7, 050 b) Cột : Sơ đồ tác dụng tĩnh tải mái G1m G2m hình vẽ: G1m = 43,654 (T) G2m = 59,63 ( T ) Khi đưa G1m G2m đặt trục cột ta lực: Gm = G1m + G2m = 43,654 + 59,63 = 103,284 (T) Và moment: M = 43,654×(-0,15)+59,63×0,15 = 2,3964 (Tm) Phản lực đầu cột: SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 10 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC 1 h = 60 = 2cm 30 30 Chọn e0nn =2 cm = 0,02 m → tính e0 1 Hd = 705 = 1,175cm 600 600 - Chiều dài tính toán: l0 =1.5×Hd = 1.5×7,05 = 10,575 m - Giả thiết a=a’= cm ; h0 =h-a =60-3 = 57 cm ⇒ cần xét ảnh hưởng uốn dọc tải dài hạn 1.Tính với cặp : M = 27,166 Tm ; N = 67,436 T giả thiết ban đầu µ = 1.2% =0.012 h 60 = = < e o = 42, 284 < × 60 = 300 cm Xét 20 20 0.11 0.11 ⇒S= + 0.1 = + 0.1 = 0, 23669 e0 42, 284 0.1 + 0.1 + 60 h M dh + N dh y 2, 416 + 52, 694 ì 0.3 = 1+ = 1,3845 ã K dh = + M + Ny 27,166 + 67,436 × 0.3 bh 35 × 603 = = 630000 cm • Jb = 12 12 h 60 2 = ì ì = ã J = a ( a)− 0.012 35 57 ( × 3)− 17452,3 cm a bh 2 6.4 S 6.4 0,23669 ⇒ N th = ( EbJb + Ea Ja ) = ( 2,7 ×105 × 630000 + 21×105 ×17452,3) l0 K dh 1057,5 1,3845 = 376166, Kg > N = 67, 436 T 1 η= = = 1,21843 N 67436 Vaäy 1− 1− N th 376166, h 60 = = ì = ã ee + a 1,21843 42, 284 + 3− 78,52 cm 2 Tính thép đối xứng : N 674,36 x= = = 0,33243m = 33, 243cm Rbbho 0.9 ×11,5 ×103 × 0,35 × 0,56 x = N / Rnb = 67436 / (115×35) = 16,7543 cm 2a’ = < x < A0h0 = 0,656x57 = 37,392 cm Sơ nén lệch tâm nhiều N(e − h + 0.5x) 67436(78,52 − 57 + 0.5 × 33,243) F a' = Fa = = = 17, 01 cm ' R a (h − a) 2800(57 − 3) Vậy chọn Fa = Fa : 3ị20 + 3ị18 (17,061 cm2) F' 17, 061ì μ' = a = = 1, 71% > μ = 0.2% bh o 35 × 57 2.Tính với caëp : M = -21,875 Tm ; N = 78,794 T • Fa + F’a = x 17,061= 34,122 cm2 ã Ja = 34,122ì272 = 24874,94 cm4 ã Jb = 630000 cm4 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 25 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC • Kđh = cặp có momen trái dấu 0.11 0.11 ⇒S= + 0.1 = + 0.1 = 0, 2846 e0 29, 762 0.1 + 0.1 + 60 h 6.4 S 6.4 0,2846 ⇒ N th = ( EbJb + Ea Ja ) = ( 2,7 ×105 × 630000 + 21×105 × 24874,94) l0 K dh 1057,5 = 576001,554Kg > N = 78, 794 T 1 η= = = 1,158 N 78794 Vaäy 1− 1− N th 576001,554 h 60 eηe + a− 1,158 29, 762 + 3− 61,4644 cm = = × = 2 eogh = 0, × ( 1, 25h − α o ho ) = 0, × ( 1, 25 × 60 − 0, 62 × 57 ) = 15,864cm eo ≥ 0,3ho = 0,3 × 57 = 17,1 nên thuộc nén lệch tâm lớn: Biết F’a = 17,061 cm2, tính Fa : Ne − R a'Fa' (h − a') 78794 × 61,4644 − 2800 × 17, 061(57 − 3) = = 0,1731 Ta coù α = R n bh 115 × 35 × 57 α = 0,1731 < A0gh =0,441 => A0 = 0,1914 xét x= α.ho = 0,1914×57 = 10,91>2a’ = nên ta có: ξγ R bh − N Ra ' Fa ' 0,1914 × 0,9 ×115 × 35 × 57 − 78794 Fa = b b o + = + 17, 061 = 3, 035cm RA Ra 2800 Hàm lượng cốt thép: Fa + Fa/ 3, 035 + 17, 061 à= ì 100 = × 100 = 1, 03% < 3% (thỏa) bho 35 × 56 Vậy chọn Fa = F’a : 3Þ20 + 3Þ18 (17,061 cm2) c) Tính toán cột trục biên theo điều kiện khác Kiểm tra khả chịu lực theo phương mặt phẳng uốn: - Cột độ mãnh theo hai phương Do không cần kiểm tra - Cột l0 = 1.2H0 = 1.2×7,05 = 8,46 m l 846 λ= = = 24,17 ⇒ ϕ = 0,73 b 35 14, 727 + 14, 727 μ= = 0,014 = 1, 4% < μ max = 3% 35 × 60 [Ntd] = ϕ(RnFb + RaFa’ ) = 0,73(115×40×60+2800×29,454) = 261,7 T [Ntd] > 78,794 T Kiểm tra khả chịu cắt : Qmax = 6,085 T < 0.6Rnbh0 =0.6×0,9×11,5×35×57×10-3 = 12,39 T Bê tông đủ khả chịu lực cắt Chọn cốt đai theo cấu tạo φ8a200 Kiểm tra nén cục : Đỉnh cột chịu lực nén mái truyền vào N = Gm + Pm = 43,654 + 16,38 = 60,034 T Bề rộng dàn mái ke lên cột 24 cm bề dài laø 26 cm SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 26 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Fcb = 24×26 = 624 cm2 Ft = 35×20 = 700 cm2 Hệ số tăng cường độ vùng bê tông chịu ép cục F 700 m cb = t = = 1,04 < Fcb 624 Khả chịu ép cục tiết diện Fcb [Ncb] = ξmcbRnFcb = 0,9×1,04×115×624 = 67,167 > 42.76 T Thỏa mãn điều kiện khả chịu nén cục Theo cấu tạo, gia cố đầu cột lưới vô vuông φ6, kích thước ô lưới 6×6 cm 4.Tính vai cột : Chọn vai cột có kích thước hình vẽ lv = 40 cm ; h0 = 110-3 =107 cm Kiểm tra kích thước vai cột a) 2.5Rkb h0 = 2.5×9×35×107 = 84263 daN = 84,263 T Qv = Dmax + Gd = 29 + 4,62 = 33,62 T Do 2.5Rkb h0 > Qv b) av = λ − hd = 75 − 60 = 15cm 1.2K v R k bh 1.2 × 1× × 35 ×107 = = 288514,8kg = 288,5148 T av 15 Do : 288,5148 T > Qv = 33,62 T Vai cột làm việc console ngắn ngàm mép cột M = Qv × av = 33,62×15×103 = 504300 Tcm Q = Qv = 33,62 T •Tính cốt thép dọc cho vai cột M 1,25 × 504300 A= = = 0,015 R n bh 0,9 × 115 × 35 × 107 A = 0,015 < A0gh =0,441 Tra baûng ς = 0,99 25 M 1, 25 × 504300 ⇒ Fa = = = 2,12cm Rsς ho 2800 × 0,9925 ×107 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 27 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Vậy chọn 2φ14(3,078 cm2) • Tính cốt thép chịu lực cắt Q = Qv = 33,62 T Vì h = 110 cm > 3,5× av =3,5×15 = 52,5 cm Qv = 33,62 T > Rkbh0 =0,75× 9×35×107 = 25279 daN = 25,279 T Do cần phải đặt cốt đai nằm ngang cốt xiên h 110 = 27,5 ) Chọn cốt đai φ8a150( thoả điều kiện a < = 4 Diện tích tiết diện cốt xiên cắt qua nửa phần vai cột không bé 0.002bh0 = 0.002×35×107 = 7,49 cm2 Chiều dài đoạn cốt xiên : l = 0, 62 + 0, = 0,922m = 92, 2cm = 922mm 1 h = 1100 = 73,33 mm Choïn φ xiên : 15 15 Quy định φx < φ25 Vậy chọn Fx = 7,635 cm2 (3φ18) 4.Kiểm tra vận chuyển cẩu lắp : Khi vận chuyển cẩu lắp, cột bị uốn Tải trọng trọng lượng thân cột với hệsố động k =1.5 Đoạn cột : g1 = 1,5×0,35×0,4×2,5 = 0,525 T/m Đoạn coọt dửụựi : g2 = 1,5ì0,35ì0,6ì2,5 = 0,788 T/m ã Khi vận chuyển - Sơ đồ tính : cột nằm theo phương ngang , chịu lực dầm đơn giản có đầu thừa , gối tựa điểm kê treo buộc cách mút cột a1 = 3m , mút cột 2m - Biểu đồ nội lực : g 32 0,525 × 32 MA = = = 2,4 Tm 2 g 22 0,788 × 22 M B = 21 = = 1,6 Tm 2 M max = 0,54Tm Kiểm tra cột để an toàn lấy thép làm thép làm thép chịu kéo Fa = 1Þ12 + 1Þ14 + 1Þ22 = 6,471 cm2 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 6,471×10-4×28000(37-3)×10-2 = 6,16 Tm > MA = 2,36 Tm Kiểm tra cột dưới: Fa = 2Ø20 + 2Ø18 + 1Ø12 = 12,505 cm2 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 12,505×10-4×28000×(57-3)×10-2 = 18,91 Tm > MB = 1,84 Tm • Khi cẩu lắp : móc cẩu đặt cách vai cột cách mút cột 3,2 m - Nội lực cột : SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 28 Đồ án Bêtông - - GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Kiểm tra tiết diện cột Fa (4Þ22) = 15,204 cm2 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 15,204×10-4×28000(37-3)×10-2 = 14,47 Tm > MA = 2,69 Tm Kiểm tra tiết diên cột Fa (3ị20) = 9,426 cm2 Mtd = FaRa(h0 a) = 9,426ì10-4ì28000ì(57-3)ì10-2 = 14,25 Tm > Mmax = 3,32 Tm 2.2 Truïc : Cột trục C có hình dạng bên đối xứng nên cần đặt cốt thép đối xứng (đây điều kiện thi công ) Đồng thời momen uốn theo hai chiều gần nên việc bố trí thép đối xứng hợp lý a) Cột : Cặp M (Tm) 23,3484 -19,1586 -0,8936 N (T) 117,653 119,759 135,437 e01=M/N (M) 0,19845 0,15998 0,00659 e0= e01+ e0nn (M) 0,21845 0,17998 0,02659 Mñh Nñh 1,2264 1,2264 1,2264 105,017 105,017 105,017 1 h = 60 = cm 30 30 Choïn e0nn =2 cm = 0,02m → tính e0 1 Ht = 300 = 0,5 cm 600 600 - Chiều dài tính toán: l0 =2.5×Ht = 2.5×3 = 7,5 m - Giả thieát a=a’= cm ; h0 = h-a = 60-3=57 mm ⇒ cần xét ảnh hưởng uốn dọc tải dài hạn 3- Tính với cặp : M = 23,3484 Tm, N = 117,653 giả thiết ban đầu µ = 0.7 % h 60 = = < e o = 21,845 < × 60 = 300 cm Xeùt 20 20 0.11 0.11 ⇒S= + 0.1 = + 0.1 = 0,337 e0 21,845 0.1 + 0.1 + 60 h M dh + N dh y 1,2264 + 105,017 ì 0.27 = 1+ = 1,54 ã K dh = + M + Ny 23,3484 + 117,653 × 0.27 bh 35 × 603 = = 630000 cm • Jb = 12 12 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 29 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC h 60 2 a)− 0.007 35 57 ( × 3)− 10180,5 cm = × × = 2 6.4 S 6,4 0,337 ⇒ N th = ( EbJb + Ea Ja ) = ( 2,7 ×105 × 630000 + 21× 105 ×10180,5) l0 K dh 750 1,54 • Jμ = a ( a bh = 666763,2 Kg > N = 117,653 T 1 η= = = 1, 2143 N 117653 Vaäy 1− 1− N th 666763, h 60 = = ì = ã ee + a 1,2143 21,845 + 3− 53,5264 cm 2 Tính thép đối xứng N 117653 x= = = 32, 4784cm à gt bh o 35 ì 57 2.Tính với cặp : M = -19,1586 Tm ; N = 119,759 T • Fa + F’a = 10,18 x = 20,36 cm2 ã Ja = 20,36 ì 272 =14842,44 cm4 • Jb = 630000 cm4 • Kđh = cặp có momen trái dấu 0.11 0.11 ⇒S= + 0.1 = + 0.1 = 0,375 e0 17,998 0.1 + 0.1 + 60 h 6.4 S 6.4 0,375 ⇒ N th = ( EbJb + Ea Ja ) = ( 2,7 ×105 × 630000 + 21×105 × 14842, 44) l0 K dh 750 = 1080395,366 Kg > N = 119,759T 1 η= = = 1,1247 N 119759 Vaäy 1− 1− N th 1080395,366 h 60 = = ì = ã ee + a− 1,1247 17,998 + 3− 47,2424 cm 2 Bieát F’a = 10,18 cm2 Ne − R a'Fa' (h − a') 119759 × 47, 2424 − 2800 ×10,18 × (57 − 3) = = 0,35 Ta coù α = R n bh 0,9 × 115 × 35 × 57 α = 0,35 < A0gh =0,441 Tra baûng A0 = 0,452 ⇒ Fa = A o R n bh − N 0,452 × 0,9 ×115 × 35 × 57-119759 + Fa ' = + 10,18 = 0, 741 cm < 10,18cm2 Ra 2800 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 30 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Vậy chọn Fa = F’a : 4φ18 (10,18 cm2) b) Cột : Cặp M (Tm) 44,0079 -46,9101 37,4829 N (T) 159,486 155,58 196,422 e01=M/N (M) 0,27594 0,30152 0,19083 e0= e01+ e0nn (M) 0,30594 0,33152 0,22083 Mñh -1,5231 -1,5231 -1,5231 1 h = 80 = 2.667 cm 30 30 Choïn e0nn =3 cm = 0,03m → tính e0 1 Hd = 705 = 1,175 cm 600 600 - Chiều dài tính toán: l0 =1.5×Hd = 1.5×7,05 = 10,575 m - Giả thiết a=a’= cm ; h0 = h-a = 80-3 = 77 cm ⇒ cần xét ảnh hưởng uốn dọc tải dài hạn Nđh 118,644 118,644 118,644 1.Tính với cặp : M = -46,9101 Tm ; N = 155,58 T giaû thiết ban đầu µ = 0,6 % =0,006 h 80 = = < eo = 33,152 < × 80 = 400 cm Xeùt 20 20 0.11 0.11 ⇒S= + 0.1 = + 0.1 = 0,3138 e0 33,152 0.1 + 0.1 + 80 h • Kdh = cặp có momen trái dấu bh 35 ì 803 = = 1493333,333 cm ã Jb = 12 12 h 80 2 = × × = • Jμ = a ( a)− 0.006 35 77 ( × 3)− 22136,73 cm a bh 2 6.4 S 6.4 0,3138 ⇒ N th = ( EbJb + Ea Ja ) = ( 2,7 ×105 ×1493333,333 + 21×105 × 22136,73) l0 K dh 1057,5 = 990133,3155 Kg > N = 155,58 T 1 η= = = 1,186 N 155580 Vaäy 1− 1− N th 990133,3155 h 80 = = × = • eηe + a− 1,186 33,152 + 3− 76,3183cm 2 Tính thép đối xứng Xét x = N / Rnb = 155580 /(0,9× 115 ×35) = 42,95 cm < A0h0 =0,62×77 = 47,74 cm N(e − h + 0.5x) 155580(76,3183 − 77 + 0.5 × 42,95) F a' = = = 15,613 cm ' R a (h − a) 2800(77 − 3) Xeùt μ = Fa + Fa1 15, 613 × = = 0,0116 bh 35 × 77 Vậy chọn Fa = F’a : 5φ20 (15,71 cm2) SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 31 Đồ án Bêtông μ= GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Fa + Fa1 15, 71× = = 0,0117 > μ bh 35 × 77 2.Tính với cặp : M = 44,0079 Tm ; N = 159,486 T • Fa + F’a = 15,71ì2= 31,42 cm2 ã Ja = 31,42ì372 = 43014 cm4 • Jb = 1493333,333 cm4 M dh + N dh y -1,5231 + 118,644 × 0.27 = 1+ = 1,35 • K dh = + M + Ny 44, 0079 + 159,486 × 0.27 0.11 0.11 ⇒S= + 0.1 = + 0.1 = 0,328 e0 30,594 0.1 + 0.1 + 80 h 6.4 S 6.4 0,328 ⇒ N th = ( EbJb + Ea Ja ) = ( × 2,7 ×105 ×1493333,333 + 21×105 × 43014) l0 K dh 1057,5 1,35 = 1077584,272 Kg > N = 159, 486 T 1 η= = = 1,1737 N 159486 Vaäy 1− 1− N th 1077584, 272 h 80 = = ì = ã ee + a 1,1737 30,594 + 3− 72,9082 cm 2 Bieát F’a = 15,71 cm2 Ne − R a'Fa' (h − a') 159486 × 72,9082 − 2800 ×15, 71× (77 − 3) = = 0,4 Ta coù α = R n bh 0,9 ×115 × 35 × 77 α = 0,4 < A0gh =0,441 Tra baûng A0 = 0,5525 ⇒ Fa = A o R n bh − N 0,5525 × 0,9 ×115 × 35 × 77-159486 + 15, 71 = < cm Ra 2800 Cột đủ khả chịu lực Vậy chọn Fa = F’a : 5φ20 (15,71 cm2) c) Tính toán cột trục theo điều kiện khác Kiểm tra khả chịu lực theo phương mặt phẳng uốn: - Cột l0 = 1.2Ht = 1.2×3 = 3,6 m l 360 λ= = = ⇒ϕ =1 h 60 [Ntd] = ϕ(RnFb + RaFa’ ) = 1(115×35×60+2800×10,18) = 270,004 T [Ntd] > 196,422 T - Cột l0 = 1.2Hd = 1.2×7,05 = 8,46 m l 846 λ= = = 10,575 ⇒ ϕ = 0,97425 h 80 [Ntd] = ϕ(RnFn + RaFa’ ) = 0,97425(115×35×80+2800×15,71) = 356,564 T [Ntd] > 196,422T Kiểm tra khả chịu cắt : Qmax = 6,9087 T < 0.6Rnbh0 =0.6×0,9×11,5×35×77×10-3 = 16,74 T Bê tông đủ khả chịu lực cắt SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 32 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Chọn cốt đai theo cấu tạo φ8a300 Kiểm tra nén cục : Đỉnh cột chịu lực nén mái truyền vào Nphải = Gm + Pm = 59,63+14,04 = 73,67 T Bề rộng dàn mái kê lên cột 24 cm bề dài 24 cm Fcb = 24×24 = 576 cm2 Ft = 35×80 = 2800 cm2 Hệ số tăng cường độ vùng bê tông chịu ép cục F 2800 mcb = t = = 1.7 < Fcb 576 Khaû chịu ép cục tiết diện Fcb [Ncb] = ξmcbRnFcb = 0,9×1,7×115×576 = 99,764> 73,67 T Cần bố trí theo cấu tạo chọn lưới ô vuông φ6 , kích thước ô lưới 6×6 cm 4.Tính vai cột : Chọn vai cột có kích thước hình vẽ lv = 50 cm ; hv = 60 cm, h = 110 cm ⇒ h0 = 110 -3 = 107 cm Kiểm tra kích thước vai cột 2,5Rkb h0 = 2.5×9×35×107 = 84,2625 T Qv = Dmax + Gcc P = 27 + 4,62 = 31,62 T Do 2.5Rkb h0 > Qv b) 75-0,5×80 = 35cm 1.2K v R k bh 1.2 × 1× × 35 ×107 = = 123, 65 T av 35 a) Do : 123,65 T > Qv Vai cột làm việc console ngắn ngàm mép cột M = Qv × av = 31,62×35×103 = 1106700 Tm Q = Qv = 31,62 T •Tính cốt thép cho vai cột M 1, 25 ×1106700 A= = = 0,033 R n bh 0,9 × 115 × 35 × 107 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 33 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC A = 0,033 < A0gh =0,441 Tra bảng ς = 0,983333 M 1106700 × 1, 25 ⇒ Fa = = = 4, cm ς R a h 0,983333 × 2800 ×107 Chọn theo cấu tạo chọn 2φ18(5,09 cm2) • Tính cốt thép chịu lực cắt Q = Qv = 31,62 T Vì h = 110 cm > 2.5× av =2.5×35 = 87.5 cm Qv = 31620 kg > Rkbh0 =0,75× 9×35×107 = 25279 kg Do cần phải đặt cốt đai nằm ngang cốt xiên Chọn cốt đai φ8a150( thoả điều kieän a < h 120 = = 30 ) 4 Diện tích tiết diện cốt xiên cắt qua nửa phần vai cột không bé 0.002bh0 = 0.002×35×107 = 7,49 cm2 Chiều dài đoạn cốt xiên Lx = 922mm = 92,2 cm 1 h = 1100 = 73,33 mm Chọn φ xiên : 15 15 Quy định φx < φ25 Vậy chọn Fx = 7,635 cm2 (3φ18) 4.Kiểm tra vận chuyển cẩu lắp : Khi vận chuyển cẩu lắp , cột bi uốn Tải trọng trọng lượng thân cột với hệ số động k =1.5 Đoạn cột : g1 = 1.5×0,35×0.6×2.5 = 0,7875 T/m Đoạn cột : g2 = 1.5ì0,35ì0.8ì2.5 = 1,05 T/m ã Khi vaọn chuyeồn - Sơ đồ tính : cột nằm theo phương ngang , chịu lực dầm đơn giản có đầu thừa , gối tựa điểm kê treo buộc cách mút cột a1 = 3m , mút cột 2m - Biểu đồ nội lực : Kiểm tra cột để an toàn lấy thép làm thép chịu kéo Fa = 2Þ18 + 1Þ12 = 5,09 + 1,131 =6,221 cm2 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 6,221×10-4×28000(57-3)×10-2 =9,41 > MA = 3,54 Tm Kiểm tra cột để an toàn lấy thép làm thép chịu kéo Fa =4Þ20 + 1Þ12 = 12,568 + 1,131 = 13,699 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 13,699×10-4×28000(77-3)×10-2 = 28,38 Tm > MB = 2,1 Tm • Khi cẩu lắp : móc cẩu đặt cách vai cột cách mút tên cột 3,2 m - Nội lực cột : SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 34 Đồ án Bêtông - - GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Tương tự, kiểm tra tiết diện cột Fa = 4Þ18 = 10,18 cm2 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 10,18×10-4×28000×(57-3)×10-2 = 15,4Tm > MA = 4,04 Tm Kiểm tra tiết diên cột Fa =3Þ20 = 9,426 cm2 Mtd = Fa Ra (h0 –a’) = 9,426×10-4×28000×(77-3)×10-3 = 19,53 Tm > Mmax = 4,26 Tm Tính móng 3.1Móng cột biên * Ngoài móng cột biên chịu tải trọng tường bao che chuyền xuống thông qua dầm móng chọn kích thước dầm móng b×h = 20×40 cm SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 35 Đồ án Bêtơng GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Cặp M (Tm) N (T) Q (T) 17.02652585 -15.41896278 15.46997701 51.4866 72.7086 77.8116 2.582185 -3.0392 1.711768 * Troïng lượng thân dầm móng : gdm = b×h×2.5×1.5 = 0.2×0.4×2.5×1.5 = 0.3 Tm * Trọng lượng tường bao che dày 20 cm gt = 0.2×(H- hdm )×2×1.1 = 0.2×(11-0.4)×2×1.1 = 4.664Tm * Trọng lượng toàn tường móng truyền xuống pt =(gdm +gt )b=(0.3+4.664)×6 = 29.784Tm * Lực đặt lệch tâm với độ lệch tâm h b t e0 = d + t = 0.45m 2 a) Tính với tổ hợp - Sơ chọn hm = 1.5 m M = 17.027 – 29.784×0.45 + 2.58×1 = 6.21 Tm N = 51.487 + 29.784 = 81.27 T - Chọn tiết diện móng sơ N TC 81.27 Fm ≥ TC = = 6.77 m R − γ tb h 15 − ×1.5 Trong Rtc = 15 T/m2 h = hm + 0.5 =1+0.5 = 1.5 m N 51.487 = = 44.77 T 1.15 1.15 M 17.03 = = = 14.81 Tm 1.15 1.15 TC Vaø N = M TC Chọn kích thước móng Fm = b = 3×2.5 m Vì độ lệch tâm không lớn nên Nc M 44.77 14.81 ×6 σ C = γ tb h + ± = ×1.5 + ± = 8.97 ±3.95 max Fm W 2.5 ×3 σ C =12.92 0.7R TC = 0.7 ×15 =10.5 T/m b) Kiểm tra lại với tổ hợp M = 15.47 - 29.784×0.45 + 1.71×1 = 3.78 Tm N = 77.81 + 29.784 = 107.6 T N 107.6 = = 93.56 T 1.15 1.15 M 3.78 = = = 3.3 Tm 1.15 1.15 N TC = M TC SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 36 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC σ C = γ tb h + max σ C max Nc M 93.56 3.3 × ± = × 1.5 + ± = 15.47 ± 0.88 Fm W 2.5 × = 16.35 < 1.2R TC = 18 T/m σ C = 14.6 > 0.7R TC = 10.5 T/m c) Kieåm tra điều kiên xuyên thủng Không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng tháp chống xuyên bao trùm hết phương cạnh ngắn Theo phương ngắn móng chịu uốn đặt cốt thép cấu tạo φ12a200 Còn theo phương cạnh dài M = 3.78 Tm N = 107.6 T Pmax Pmax Pmin N M 107.6 = ± = F W m 3.78 × ± 2 × = 19T = 16.88T P' = 18.152T * 19 + 18.152 M max = 1.2 = 13.47 M 13.47 × 10 F = = = a γR a h 0.95 × 2800 × 95 Chọn thép φ12a200 (5.652 cm2) 19 + 16.88 1.05 = 9.89Tm Theo phương ngắn móng : , M 9.89 ×10 Fa = = = 3.9cm γR a h 0.95 × 2800 × 95 M max = 0.5 * Chọn thép φ12a200 3.2Móng trục C * Ngoài móng trục C chịu tải trọng tường bao che chuyền xuống thông qua dầm móng chọn kích thước dầm móng b×h = 20×40 cm Caëp M (Tm) 30.74769726 -29.81499946 25.04661882 N (T) 153.0658 141.5638 192.9988 Q (T) 7.387243 -4.87267 5.26803 * Trọng lượng thân dầm móng : gdm = b×h×2.5×1.5 = 0.2×0.4×2.5×1.5 = 0.3Tm * Trọng lượng tường bao che dày 20 cm gt = 0.2×(H- hdm )×2×1.1 = 0.2×(11-0.4)×2×1.1 = 4.664Tm * Trọng lượng toàn tường móng truyền xuống pt =(gdm +gt ) b=(0.3+4.664)×6 = 29.784Tm * Lực đặt lệch tâm với độ lệch tâm h b t e0 = d + t = 0.45m 2 a) Tính với tổ hợp - Sơ chọn hm = m M = 30.75 – 29.784×0.45 + 7.39 = 24.95 Tm N = 153.06 + 29.784 = 182.37 T SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 37 Đồ án Bêtơng - GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC Chọn tiết diện móng sơ N TC 182.37/1.15 Fm ≥ TC = = 13.2 m 15 − ×1.5 R − γ tb h Trong Rtc = 15 T/m2 h = hm + 0.5 =1+0.5 = 1.5 m N 182.37 = = 158.58 T 1.15 1.15 M 24.95 = = = 21.7 Tm 1.15 1.15 TC Vaø N = M TC Chọn kích thước móng Fm = 3.8×3.5 = 13.3 m2 Vì độ lệch tâm không lớn nên Nc M 158.58 21.7 × σC =γ tb h + ± =2 × 1.5 + ± max Fm W 14 3.5 × σC 14.33 < 1.2R TC = 1.2 × = 15 18 T/m max = σC = 12 > 0.7R TC = 0.7 × = 15 10.5 T/m b) Kiểm tra lại với tổ hợp M = 25.05 - 29.784×0.45 + 5.27×1 = 17.13 Tm N = 193 + 29.784 = 222.8 T N 222.8 = = 193.3 T 1.15 1.15 M 17.13 = = = 14.9 Tm 1.15 1.15 N TC = M TC σ C max Nc M 193.3 14.9 ×6 = γ tb h + ± =2 × 1.5 + ± Fm W 13.3 3.5 ×3.8 σ C =17.04 0.7R TC =10.5T/m c) Kieåm tra điều kiên xuyên thủng Kiểm tra với cặp : M = 17.13 Tm N = 222.3 T Tính lại Pmax , Pmin theo giá trị tính toán N M 222.3 11.13 × Pmax = ± = ± Fm W 13.3 3.5 × 3.8 Pmin = 14.04 T Pmax = 17.71 T Điều kiện xuyên thủng Pxt < 0.75Rk btbh0 Choïn a = cm h0 = h-a = 1-0.5 =0.95 m btb = bc+ h0 = 0.4+0.95 = 1.35 m 0.75Rk btbh0 = 0.75×7.7×1.35×0.95 = 72.14 T Pxt = F1 ×Pmax = 17.71×2.4125 = 42.73 T Trong : SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 38 Đồ án Bêtông GVHD:ĐINH TRẦN AN ĐỨC F1 = [b − (b c − 2h ) + 2b(a + b c − b − h c )] = [3.5 − (0.4 − × 0.95) + ×3.5(3.8 + 0.4 − 3.5 − 0.95)] = 2.4125 m Vậy chiều cao móng thỏa d) Tính cốt thép - Theo cạnh phương cạnh dài (a) Chọn cặp cặp nguy hiểm để tính 1 (2Pmax + P)l1 = (2 ×17.71 +16.11)1.5 = 24.823 Tm 6 M 2482300 Fa = = = 10.37 cm 0.9R a h 0.9 × 2800 × 95 M= Chọn thép φ16a 170 - Theo phương cạnh ngắn L2 = 1/2(3.5-0.4) = 1.55 (Pmax + Pmin )l1 = (17.71 +14.04)/2 × 0.9 =19.1 Tm M 1907000 Fa = = = 7.9 cm 0.9R a h 0.9 × 2800 ×95 M= Chọn thép φ14a 160 SVTH: Phạm Quốc Vũ – Trường CĐXD TP HCM Trang 39 ... - 13. 5 9.7264 -6.7 236 2 .30 64 23. 3484 -19.1586 -0.8 936 0 0 13. 8 27 -14.8 29 1.5 1.5 13. 5 - 13. 5 105.017 3+ 6 15.0264 141.257 3+ 10 105.017 3+ 7 - 13. 5 736 1 43. 257 3+ 11 119.057 3+ 7 - 13. 5 736 1 43. 257 3+ 7... ×105 ×14 933 33, 333 + 21×105 × 22 136 , 73) l0 K dh 1057,5 = 990 133 ,31 55 Kg > N = 155,58 T 1 η= = = 1,186 N 155580 Vaäy 1− 1− N th 990 133 ,31 55 h 80 = = ì = ã ee + a− 1,186 33 ,152 + 3? ?? 76 ,31 83cm 2 Tính... 0 ,31 38 e0 33 ,152 0.1 + 0.1 + 80 h • Kdh = cặp có momen trái dấu bh 35 × 8 03 = = 14 933 33, 333 cm • Jb = 12 12 h 80 2 = ì ì = ã Jμ = a ( a)− 0.006 35 77 ( × 3) − 22 136 , 73 cm a bh 2 6.4 S 6.4 0 ,31 38