Đang tải... (xem toàn văn)
Luận Văn: Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép
ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP SỐ 2THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG LẮP GHÉPSố liệu cho trướcNhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép, ba nhịp đều nhau, Lk = 20 m, cùng cao trình ray R = 6,1 m mỗi nhịp có 2 cầu trục chạy điện, chế độ làm việc nhẹ. Sức trục Q = 15 T. Bước cột a = 6 m. Địa điểm xây dựng: Hòa Bình.I. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CỦA CÁC CẤU KIỆN:1.Chọn kết cấu mái:Với nhịp L = Lk + 2λ = 20+2.0,75=21,5mL: nhịp nhà.Lk: nhịp cầu trục, Lk = 20m.λ: Khoảng cách từ trục định vị đến trục đỡ cầu trục, λ = 0,75m.L =21,5m >18m nên chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình thang. Chiều cao giữa dàn lấy trong khoảng ( )1 1 1 121,5 3,07 2,47 9 7 9h L m = ÷ = ÷ = ÷ . Chọn h = 3 m, đầu dàn cao 1,6m.Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa, rộng 9,5m, cao 4m.Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống dưới như sau:- Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm;- Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12cm;- Lớp bê tông chống thấm dày 4cm;- Panel mái là dạng panel sườn, kích thước 6x1,5m, cao 30cm.Tổng chiều dày các lớp mái: t = 5+12+4+30 = 51cm. NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 1 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGCấu tạo máiMặt cắt ngang nhà2. Trục định vị:Cần trục có sức trục Q = 15T < 30T nên trục định vị của cột được xác định như sau:- Đối với cột biên: trục định vị trùng với mép ngoài của cột.- Đối với cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học của cột.NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 1:10215002La bQklLQkl1,5002500 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGVị trí trục định vị3.Chọn dầm cầu trục:5701201000200Với nhịp dầm cầu trục 6 m, sức trục 15t, chọn dầm cầu trục bằng bêtông cốt thép lắp ghép, tiết diện chữ T. Theo thiết kế định hình có chiều cao Hc = 1000mm, bề rộng sườn b = 200mm, bề rộng cánh bc = 570mm, chiều cao cánh hc = 120 mm, trọng lượng 1 dầm 4,2T = 42KN.4. Xác định kích thước đường ray:Từ Q = 15; Lk = 20m; chế độ làm việc nhẹ, tra bảng 1 phụ lục I có: B = 6300mm; K = 4400mm; Hct = 2300mm; B1 = 260mm.Áp lực bánh xe lên ray: Pmaxtc = 17,5T = 175kN. Pmintc = 3,8 T = 68kN.Chọn chiều cao ray và các lớp đệm: Hr = 0,15m.Trọng lượng của ray và các lớp đệm: gr = 200Kg/m = 2kN/m.5. Xác định các kích thước chiều cao nhà:Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt ± 0,00 để xác định các kích thước khác.NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 60060045°6004001000A B1000215003 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGCao trình vai cột: +−=crHHRVR - Cao trình ray đã cho R = 6,1m.Hr - Chiều cao ray và các lớp đệm, Hr = 0,15m.Hc - Chiều cao dầm cầu trục, Hc = 1m.( )6,1 0,15 1 4,95V m= − + =Cao trình đỉnh cột :1aHRDct++=Hct - chiều cao cầu trục, tra bảng 1 phụ lục I với sức trục 15T có Hct = 2,3m. a1 - khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái, chọn a1 =0,15m, đảm bảo a1 > 0,1m.mD 55,815,03,21,6 =++=Cao trình đỉnh máithhDMcm+++=h - Chiều cao kết cấu mang lực mái, h = 2,5m.hcm - Chiều cao cửa mái, hcm = 4,0m.t - Tổng chiều dày các lớp mái, t = 0,51m.- Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái:28,55 2,5 4,0 0,51 15,56M m= + + + =- Cao trình mái ở hai nhịp biên không có cửa mái:18,55 2,5 0,51 11,56M m= + + =6. Kích thước cột :Sức trục nhỏ hơn 30T, nhịp nhà nhỏ hơn 30m nên chọn loại cột đặc có tiết diện chữ nhật.Chiều dài phần cột trên mVDHt6,395,455,8 =−=−=Chiều dài phần dưới cộtmaVHd45,55,095,42=+=+=NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 4 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGa2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn a2 = 0,5m.Kích thước tiết diện cột chọn như sau:- Bề rộng cột b chọn theo thiết kế định hình, thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và cột dưới, cho cả cột biên lẫn cột giữa b = 40 cm, thoả mãn điều kiện 25625,134,045,5<==bHd- Chiều cao tiết diện phần cột trên cột biên ht = 40 cm, thoả mãn điều kiện cmcmBhat6926407514>=−−=−−=λ.ở đây: λ - khoảng cách từ trục định vị ( mép ngoài cột biên ) đến tim dầm cầu trục, λ = 75 cm.B1 - khoảng cách từ tim dầm cầu trục đến mép cầu trục, tra bảng phụ lục 1, B1 = 26 cm.- Chiều cao tiết diện phần cột dưới cột biên hd = 60 cm, thoả mãn điều kiệnmHhdd389,01445,514==>- Cột giữa chọn ht = 60 cm, hd = 80 cm, các điều kiện tương tự như cột biên đều thoả mãn.a) b)3700125506006004008004008850400400400600400600600600600800NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 5 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGKích thước cột biên (a) và cột giữa (b)- Kích thước vai cột sơ bộ chọn hv = 60 cm, khoảng cách từ trục định vị đến mép vai là 100 cm, góc nghiêng 450.60060045°60040010001000* Kiểm tra độ mảnh của cột:- Cột biên:+ Độ mảnh của cột trên theo phương trong mặt phẳng khung:2,52,5.3,622,5 300,4o tt tl Hh h= = = <+ Độ mảnh của cột trên theo phương ngoài mặt phẳng khung:2.2.3,618 300,4o tl Hb b= = = <+ Độ mảnh của cột dưới theo phương trong mặt phẳng khung:1,51,5.5,4520,4375 300,6o dd dl Hh h= = = <+ Độ mảnh của cột dưới theo phương ngoài mặt phẳng khung:1,2.1,2.5, 4516,35 300,4o dl Hb b= = = <- Cột giữa: Kiểm tra điều kiện tương tự cột biên, đều thoả mãn.NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 6 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGKích thước cột biênII. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG:1. Tĩnh tải mái:Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trêm 1m2 mặt bằng mái xác định theo bảng sau:Các lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn kG/m2Hệ số vượt tảiTải trọng tính toánkN/m21 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5 cm, γ = 18kN/m30,05 x 180,9 1,3 1,172 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt, dày 12 cm, γ = 12kN/m30,12 x 121,44 1,3 1,872NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 12050950083500.00750260370050080015010001508850133509050757 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNG3 Lớp bêtông chống thấm, dày 4 cm, γ = 25kN/m30,04 x 251 1,1 1,14 Panel mái dạng panel sườn, kích thước 6 x 1,5 m, cao 300mm1,80 1,1 1,98Tổng cộng 5,14 6,12Cấu tạo và tải trọng các lớp máiTĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhịp 21,5m là 83,5kN hệ số vượt tải n = 1,1.183,5.1,1 91,85G kN= =Trọng lượng khung cửa mái rộng 9,5m, cao 4m lấy 28kN; n = 1,1:228.1,1 31G kN= =Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 5kN/m, với n = 1,2:5.1,2 6 /kg kN m= =Tĩnh tải mái quy về lực tập trụng Gm1 tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái:1 10,5( ) 0,5(91,85 6,12.6.21,5) 440,665mG G gaL kN= + = + =Ở nhịp giữa có cửa mái:2 1 20,5( 2 ) 0,5(91,855 6,12.6.21,15 31 2.6.6) 492,165m kG G gaL G g a kN= + + + = + + + =Các lực Gm1, Gm2 đặt cách trục định vị 0,15 m.NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 8 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNG150Gm125Gm1Gm2A B50150 150Sơ đồ xác định điểm đặt tải trọng mái2. Tĩnh tải do dầm cầu trục:rcdagGG +=Gc - trọng lượng bản thân dầm cầu trục là 42kN.gr - trọng lượng ray và các lớp đệm, lấy 1,5kN/m.( )1,1 42 6.1,5 56,1dG kN= + =Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75m. A BGd Gd Gd750 750 750Điểm đặt của tải trọng dầm cầu trục3. Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột:Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột.- Cột biên có :Phần cột trên : 0,4.0,4.3,6.25.1,1 15,84tG kN= =NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 9 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNGPhần cột dưới : 0,6 10,4.0,6.5,45 0,4 0,4 25.1,1 39,492dG kN+ = + = - Cột giữa có :0,4.0,8.3,6.25.1,1 31,68tG kN= =0,6 1,20,4.0,8.5,45 2.0,4 0,6 25.1,1 59,842dG kN+ = + = Tường xây gạch là tường tự chịu lực nên trọng lượng bản thân của nó không gây ra nội lực cho khung.4. Hoạt tải mái:Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên một mét vuông mặt bằng mái lấy 0,75 kN/m2, n = 1,3. Hoạt tải này đưa về thành lực tập trung Pm đặt ở dầu cột.0,5.1,3.0,75. . 0,5.1,3.0,75.6.21,5 62,89mP a L kN= = =Vị trí từng Pm đặt trùng với vị trí của từng Gm.5. Hoạt tải cầu trục:a. Hoạt tải đứng do cầu trục:Với số liệu cầu trục đã cho Q = 15T.Nhịp cầu trục Lk = 20m, chế độ làm việc nhẹ, tra bảng 1 phụ lục I có các số liệu về cầu trục như sau:Bề rộng cầu trục B = 6,3m.Khoảng cách hai bánh xe K = 4,4m.Trọng lượng xe con G = 52KN.Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe cầu trục Ptcmax = 175kN.Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 1995, n = 1,1.Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng phản lực như hình vẽ.icxyPnD Σ= maxmaxNGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 10 [...]... toán e1 = M/N = 1, 85mm eo = max(e1; ea) = max (1, 85 ;15 ) = 15 mm Hệ số kể đến độ lệch tâm S= 0 ,11 + 0 ,1 δe 0 ,1 + ϕp Trong đó: ϕp = 1 Hệ số kể đến cấu kiện BTCT δ min = 0,5 − 0, 01 δ e = max( → S= lo 9,25 − 0,01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01. 11, 5 = 0 ,15 4 h 0,4 eo 15 ; δ min ) = max( ;0 ,15 4) = max(0,0375;0 ,15 4) = 0 ,15 4 h 400 0 ,11 + 0 ,1 = 0,533 0 ,15 4 0 ,1 + 1 Lực dọc tới hạn N cr = 6,4.27000 0,533. 213 333 .10 4 ... 213 333cm 4 12 12 Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn: ϕl = 1 + M dh + N dh 0,5h 2 ,15 + 5 81, 17.0,5.0,4 = 1+ = 1, 51 > 1 M + N 0,5h 10 1,83 + 652,27.0,5.0,4 Hệ số xét đến độ lệch tâm: S= 0 ,11 + 0 ,1 δe 0 ,1 + ϕp Trong đó: ϕp = 1 Hệ số kể đến cấu kiện BTCT δ min = 0,5 − 0, 01 δ e = max( lo 9,25 − 0,01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01. 11, 5 = 0 ,15 4 h 0,4 eo 15 ,6 ; δ min ) = max( ;0 ,15 4) = max(0,39;0 ,15 4) =... Phản lực liên kết trong hệ cơ bản Rg = R1 + R4 + S1 + S2 Khi gió thổi từ trái sang phải thì R1 và R4 xác định theo sơ đồ dưới đây: R4 R1 Pd ∆ =1 Ph A R1 Pd D Sơ đồ xác định phản lực trong hệ cơ bản R1 = R4 = 3 pd H ( 1 + kt ) 8 (1 + k ) = 3.4, 48.9, 05 ( 1 + 0 ,14 9.0,398 ) 8 ( 1 + 0 ,14 9 ) = 14 , 02kN ; R1 ph 14 , 02.3,36 = = 10 , 515 kN ; pd 4, 48 Rg = 14 , 02 + 10 , 515 + 19 , 679 + 21, 117 = 65,331kN NGUYỄN HUY... + α I s = + 7,78.4 516 ,096 .10 4 = 19 18209 N 2 2 ϕ 1, 9 lo l 9250 Ncr = 19 18,209KN Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η= 1 1 = = 1, 515 N 652,27 1 1 N cr 19 18,209 e = η eo + h 400 − a = 1, 515 .15 + − 40 = 18 2,725mm 2 2 Xác định x theo công thức x= N + Rs As − Rsc A ' s 652270 + 280 .13 62 ,1 − 280.402 = = 200,24 mm Rb b 11 ,5.400 NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 31 ĐỒ ÁN BTCT 2 GVHD : TH.S... As: 1 22 + 2φ25 (13 ,621cm2); As’ : 2 16 (4,02cm2) Để tính toán uốn dọc ta tính lại Is với tổng (As + As’) = 13 ,6 21 + 4,02 = 17 ,641cm2 Is = (As + As’)(0,5h – a)2 = 17 ,6 41. (0,5.40 - 4)2 = 4 516 ,096cm4 Tính ϕl theo công thức: ϕl = 1 + M dh + N dh 0,5h 2 ,15 + 5 81, 17.0,5.0,4 = 1+ = 1, 54 M + N 0,5h 10 2,78 + 5 81, 17.0,5.0,4 Độ lệch tâm tính toán e1 = M/N = 17 7m eo = max(e1; ea) = max (17 7 ;15 ) = 17 7mm Hệ số kể... min = 0,5 − 0, 01 δ e = max( → S= α= lo 13 ,275 − 0,01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01. 11, 5 = 0 ,16 4 h 0,6 eo 250 ; δ min ) = max( ;0 ,16 4) = max(0, 417 ;0 ,16 4) = 0, 417 h 600 0 ,11 + 0 ,1 = 0, 313 0, 417 0 ,1 + 1 E s 210 000 = = 7,78 Eb 27000 Lực dọc tới hạn N cr = 6,4.27000 0, 313 .720000 .10 4 6,4 Eb S I + α I s = + 7,78.22 714 .10 4 = 3339920 N 2 2 ϕ 1, 375 lo l 13 275 Ncr = 3340KN Hệ số xét đến... 4 6,4 Eb S I + α I s = + 7,78.4 516 ,096 .10 4 = 15 57279 N 2 2 ϕ 1, 54 lo l 9250 Ncr = 15 57,279KN Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η= 1 1 = = 1, 595 N 5 81, 17 1 1 N cr 15 57,279 e = η eo + h 400 − a = 1, 595 .17 7 + − 40 = 442, 315 mm 2 2 Xác định x theo công thức N + Rs As − Rsc A ' s 5 811 70 + 280 .13 62 ,1 − 280.402 x= = =18 4,782 mm Rb b 11 ,5.400 → 80mm = 2a’ < x < ξRho = 0,623.360... lệch tâm S= 0 ,11 + 0 ,1 δe 0 ,1 + ϕp Trong đó: ϕp = 1 Hệ số kể đến cấu kiện BTCT δ min = 0,5 − 0, 01 δ e = max( lo 9,25 − 0,01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01. 11, 5 = 0 ,15 4 h 0,4 eo 17 7 ;δ min ) = max( ;0 ,15 4) = max(0,4425;0 ,15 4) = 0,4425 h 400 NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 32 ĐỒ ÁN BTCT 2 → S= GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNG 0 ,11 + 0 ,1 = 0,303 0,4425 0 ,1 + 1 Lực dọc tới hạn N cr = 6,4.27000 0,303. 213 333 .10 4 6,4... NGUYỄN HUY THÔNG 2005X1 Trang: 28 ĐỒ ÁN BTCT 2 → S= α= GVHD : TH.S ĐÀO VĂN CƯỜNG 0 ,11 + 0 ,1 = 0,324 0,39 0 ,1 + 1 E s 210 000 = = 7,78 Eb 27000 Lực dọc tới hạn 6,4.27000 0,324. 213 333 .10 4 6,4 Eb S I N cr = 2 + 7,78.4423,68 .10 4 = 16 19 518 N ϕ + α I s = 9250 2 1, 51 lo l Ncr = 16 20KN Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc η= 1 1 = = 1, 674 N 652,27 1 1 N cr 16 20 Trị số lệch tâm... -1, 91 a) 440,655 -16 ,905 M 19 ,2465 Q = 6,64 459,505 515 ,605 N b) 7,725 932,83 2,577 948,67 10 60,87 M 555,095 N -5, 217 Q = -1, 43 11 00,36 Tổng nội lực do tĩnh tải 5 Nội lực do hoạt tải mái: a Cột trục A: Sơ đồ tính giống như khi tính với Gm1, nội lực xác định bằng cách nhân nội lực do Gm1 với tỷ số Pm / Gm1 = 63 / 440,665= 0 ,14 M I = −22.03.0 ,14 = −3, 0842kNm; M II = 12 ,926.0 ,14 = 1, 81kNm; M III = − 31, 14.0 ,14 . CƯỜNGĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP SỐ 2THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG LẮP GHÉPSố liệu cho trướcNhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép, ba nhịp đều nhau, Lk =. toánkN/m 21 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5 cm, γ = 18 kN/m30,05 x 18 0,9 1, 3 1, 172 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt, dày 12 cm, γ = 12 kN/m30 ,12 x 12 1,44 1, 3 1, 872NGUYỄN
