TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP Đề bài: tính toán khung nhà công nghiệp tầng nhịp khung bê tông cốt thép lắp ghép I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN • Nhà công nghiệp tầng lắp ghép đối xứng BTCT, nhịp nhau, • cửa mái đặt nhịp • Nhịp cầu trục : Lk=29m • Bước cột : a=6m • Cao trình ray : R=9,2m • Chế độ làm việc : Trung bình • Sức trục : Q= 15 tấn=150kN • Móc cẩu : Móc mềm • Địa điểm xây dựng : TX Hải Dương • Vùng gió : III-B • Cấp độ bền bê tông : B20 • Thép : chịu lực CII, cốt đai CI II SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦANHÀ Trục định vị : Với sức trục cầu trục Q = 150 kN ≤ 300 KN, trục định vị xác định sau: Theo phương ngang nhà, trục biên ( trục A,D ) lấy trùng với mép cột biên, trục ( trục B,C ) lấy trùng với trục cột Theo phương dọc trục nhà, trục định vị ( trục 2,3,4,5,6,7,8,9,10 ) vị trí trục trùng với trục cột, với hai trục hai đầu khối nhiệt độ ( trục 1,11 ) trục cột lấy lùi vào 500mm so với trục định vị Khoảng cánh từ ray đến trục định vị cột chọn sơ bộ: λ = 750 mm = 0,75m Nhịp khung ngang – khoảng cách trục định vị : λ L=Lk+ =29 + 2.0,75 =30,5m Các cột biên gọi chung cột A, cột gọi chung cột B TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng 19,2 15,2 13.9 11.70 8,10 ? # # # # ? 0.00 Q=15T 500 800 CAU TRUC Q=15T Hình 1.Mặt mặt đứng nhà Q=15T TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Các số liệu cầu trục Bảng Thông số cầu trục Sức trục Q(kN) Nhịp cầu trục Lk(m) B K Hct B1 F C Pmax C Pmin Xe Toàn cầu trục 29 6300 5000 2300 260 750 210 70 53 410 150 Kích thước cầu trục (mm) Áp lực bánh xe lên ray Trọng lượng (kN) Trong : Q- sức nâng cầu trục: Lk- nhịp cầu trục tính từ khoảng cách hai trục ray: B- bề rộng cầu trục: K- khoảng cách trục bánh xe cầu trục: Hct-chiều cao cầu trục, khoảng cách tính từ đỉnh ray đến mặt xe con: B1-khoảng cách từ trục ray đến đầu mút cầu trục: Pcmax- áp lực tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray xe chạy sát phía ray đó; Pcmin-áp lực tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray xe đứng sát ray bên ; G- trọng lượng xe con; Dầm cầu trục Bước cột a=6m, sức trục nhịp Q=150kN, chọn dầm cầu trục chữ T có số liệu sau: TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Bảng 2.Số liệu dầm cầu trục Kích thước dầm cầu trục Trọng lượng tiêu chuẩn dầm Chiều cao Hc (mm) Bề rộng sườn (mm) Bề rộng cánh (mm) Chiều cao cánh (mm) 1000 200 570 120 C G dam kN 42 Hình 2.Tiết diện ngang dầm cầu trục ray Đường ray: Chọn ray giống cho nhịp: chiều cao ray lớp đệm lấy hr=128mm, trọng lượng tiêu chuẩn ray lớp đệm 1m dài: g rC = 0, 54kN / m TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng kết cấu mang lực mái: Với nhịp L=30,5m, chọn kết cấu mang lực mái dàn mái hình thang: Chiều cao dàn: 1 1 hg =  ÷ ÷L = 3,39 ÷ 4,36m 7 9 hd = hg − i × Chiều cao đầu dàn: hg chọn =3,5m l 30,5 = 3,5 − × = 2, 23m 12 Trọng lượng tiêu chuẩn dàn: chọn hd = 2, 2m C Gdan = 149 kN Chọn cửa mái với L=30,5m>18m, nên bề rộng cửa mái chọn Lcm=12m, hcm=4m Các lớp cấu tạo mái Bảng Cấu tạo lớp mái ST T Các lớp cấu tạo tạo mái δ γ m kN/m3 Hệ số P tc n kN/m2 P kN/m2 Hai lớp gạch men +vữa 0.05 1800 1.3 0.9 1.17 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt 0.12 1200 1.3 1.44 1.87 Lớp bêtông chống thấm 0.04 2500 1.1 1.1 1.1 1.7 1.87 - 5,04 6,01 Panen sườn 6x3x3m 0.3 0.51 - Cao trình khung ngang Lấy cao trình Cao trình vai cột: V = R − ( Hc + Hr ) = 9, − ( + 0,128 ) = 8, 072(m) Cao trình đỉnh cột: Đ = R + Hct + a1 = 9, + 2,3 + 0,15 = 11, 65( m) TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Cao trình đỉnh mái nhịp biên: (không có cửa mái) MĐ 66( ) = h + tg + = 11, 65 + 3, + 0,51 = 15, m Cao trình đỉnh mái nhịp giữa: (có cửa mái) MĐ t + = 11, 65 + 3,5 + + 0,51 = 19,m 66( ) = h + hg + cm Kích thước cột Cột Cột Toàn cột HĐ t = V − = 11, 65 − 8, 072 = 3, m6( ) H d = V + a2 = 8, 072 + 0,5 = 8, 6( m) H = H t + H d = 3, + 8, = 12, 2(m) Trong a2 khoảng cách từ cốt 0,00 đến mặt móng, chọn a2=0,5m Chiều dài tính toán đoạn cột giống cho cột trục A cột trục B (theo bảng 31 TCXDVN 5574-2012) TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng 15,2 13.9 11.70 9,2 8,10 Q=15T ? # # # # 0.00 500 800 Hình Cao trình cột nhà - Phần cột trên, theo phương ngang kể đến tải trọng cầu trục : L0 ht = H t = x3, = 7, 2( m) - Phần cột trên, theo phương ngang không kể đến tải trọng cầu trục : L0 ht = 2,5 H t = 2,5 x3, = 9( m) - Phần cột theo phương dọc với nhà có hệ giằng dọc , kể hay không kể đên tải trọng cầu trục: L obt = 1,5H t = 1,5 x3, = 5, (m) - Phần cột dưới, theo phương ngang kể đến tải trọng cầu trục : TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng L0 hd = 1,5 H d = 1,5 x8,6 = 12,9(m) - Phần cột dưới, theo phương ngang không kể đến tải trọng cầu trục : L0 hd = 1, H = 1, x12, = 14, 64(m) Phần cột theo phương dọc với nhà có hệ giằng dọc , kể hay không kể đến tải trọng cầu trục: L0bd = 0,8 H d = 0,8 x8, = 6,88 (m) * Kích thước tiết diện cột chọn theo thiết kế định sau: + Cột trục A: b=400mm, htA=400mm, hdA=650mm + Cột trục B: b=400mm, htB=600mm, hdB=800mm * Kích thước vai cột: + Cột trục A: hv=600mm, lv=400mm, h=1000mm, + Cột trục B: hv=600mm, lv=600mm, h=1200mm, α = 450 α = 450 Tổng chiều dài cột : a3 ≥ hd Do đoạn ngàm móng phải thỏa mãn điều kiện: nên lấy theo tiết diện cột a3 = 800 mm trục B, chọn - giống cho cột trục A B Tổng chiều dài cột: Hc = H + a3 = 12, + 0,8 = 13( m) TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng 3-3 1-1 4-4 2 2-2 Hình Các kích thước cột trục A,B,C,D • Kiểm tra điều kiện: Do cột A, B có tiết diện chữ nhật, có bề rộng b, chiều dài tính toán tương λb ≤ 31, λh ≤ 31 ứng với đoạn cột cột nên cần kiểm tra điều kiện Cho đoạn cột trục A có ht hd nhỏ so với trục B λb max = max(l0bt , l0bd ) / b = max(5, 4;6,88) / 0, = 17 < 31 ( thỏa mãn) λh max = max(l0 ht / ht , l0 hd / hd ) = max(9 / 0, 4;14, 64 / 0, 65) = 24, < 31 ( thỏa mãn) TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Hd/14=8,6/14=0.614m=614mm 60mm, ( thỏa mãn) λ − B1 − ht / = 750 − 260 − 600 / = 190(mm) > 60 ( mm ), ( thỏa mãn) III Xác đinh tải trọng: Tĩnh tải mái: Tĩnh tải mái trọng lượng thân lớp cấu tạo mái tác dụng lên 1m2 diện tích mặt xác định theo bảng sau sau: g tc = 5,04(kN / m ) (kN / m ) g=6,01 Tải trọng thân dàn mái nhịp 30,5m: G1C =149 kN, G1 = n × G1C = 1,1x149 = 163,9( kN ) Tải trọng thân tiêu chuẩn khung cửa mái rộng 12m cao 4m G2 = 28 ×1,1 = 30,8( kN ) Trọng lượng kính khung cửa kính: g kC = 5kN / m , suy ra: G2C = 28kN suy g k = 1, × = 6( kN / m) Tĩnh trải mái quy thành lực tập trung nhịp biên( cửa mái) Gm1 = 0,5 ( gaL + G1 ) = 0,5 ( 6, 01× × 30,5 + 163,9 ) = 632, 231( kN ) Tĩnh tải mái quy thành lực tập trung nhịp giữa( có cửa mái) Gm = 0,5 × ( gaL + G1 + G2 + g k a ) = 0,5 × ( 6, 01× × 30,5 + 163,9 + 30,5 + × × ) = 683, 631 (kN ) Vị trí điểm đặt Gm1, Gm2 đỉnh cột cách trục định vị 0.15m Tĩnh tải dầm cầu trục tác dụng lên vai cột: Theo bảng 2.5, trọng lượng thân dầm cầu trục có sức trục 15T G = 42kN , G c = 1,1× 42 = 46, (kN ) c c 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm S: l 10320 δ = 0,5 − 0, 01 − 0, 01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01.11,5 = 0,127 h 400 e0 / h = 355 / 800 = 0, 444 δ e = max(e0 / h, δ ) = max(0, 444;0,127) = 0, 444 ϕP = S= α= cấu kiện bê tông thường, Es 210000 = = 7, 78 Eb 27000 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,3 δe 0, 444 0,1 + 0,1 + ϕP Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng dài hạn: Do M M1 dấu độ lệch tâm e0 thỏa mãn định theo công thức : ϕ1 = + e0 > 0,1h = 80(mm) nên φ1 M + N1 (0,5h − a) 4,86.106 + 1490,9.103.(0,5.800 − 40) = 1+ = 1,53 M + N (0,5 h − a) 488,96.10 + 1490,9.103 (0,5.800 − 40) Lực dọc tới hạn: N cr =  6, 4.27000  0,3.17, 07.109  6, Eb  SI + α I + 7, 78.43,34.107 ÷ = 10901(k N )   S ÷= 2 l0  φl 10320  1,53   Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: η= 1 = = 1,16 N 1490,9 − 1− 10901 N cr 77 xác TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng η e0 = 1,16.355 = 411,8(mm) Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng uốn dọc: Độ lệch e = η e0 + 0,5h − a = 411,8 + 0,5.800 − 40 = 771,8( mm) Xác định chiều cao vùng nén x1= N 1490,9.103 = = 324,11 Rb b 11,5.400 2a ' = 80 ≤ x1 ≤ ξ R ho = 0, 623.760 = 474 thỏa mãn giả thiết , tính toán theo lệch tâm lớn với x=x1=324,11mm Diện tích cốt thép xác định : x = ξ R h0 Lấy để tận dụng hết khả chịu nén bê tông As = AS' = Khi đó: N (e + x / − ho 1490,9.103 (771,8 + 324,11 / − 760) = = 1286(mm ) RSC (h0 − a ') 280(760 − 40) Hàm lượng cốt thép : µ =µ'= 1286 100% = 0, 4% > 0, 2% 400.760 µt = µ = 0,8% < 3,5% Hàm lượng cốt thép chênh lệch không lớn lên không cần giả thiết lại b) Tính toán cốt thép với cặp nội lực II-18 Giả thiết hàm lượng cốt thép µt = 1,1% M = −461, 718 ( kNm ) , N = 2219, 005 ( kN ) M dh = −4,86( kNm), N dh = 1490,9 ( kN ) chiều dài tính toán: l0 = 1,5H d = 2.8, = 12,9(m) = 12900(mm) 78 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Momen quán tính tiết diện cốt thép I s = µt bh0 (0.5h − a) = 0, 011.400.760.(0, 5.800 − 40) = 43,34.10 ( mm4 ) I = bh / 12 = 17, 07.109 Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm: δ = 0,5 − 0, 01 l0 12900 − 0, 01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01.11,5 = 0, 063 h 400 e0 / h = 235 / 800 = 0, 294 δ e = max(e0 / h, δ ) = max(0, 294;0,063) = 0, 294 S= 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,379 δ 0, 294 0,1 + 0,1 + e φP Do M M1 dấu độ lệch tâm e0 thỏa mãn định theo công thức : ϕ1 = + e0 > 0,1h = 80(mm) nên φ1 xác M + N1 (0,5h − a) 4,86.106 + 1490,9.103.(0,5.800 − 40) = 1+ = 1,54 M + N (0,5 h − a) 461, 718.10 + 1490,9.103 (0,5.800 − 40) Lực dọc tới hạn:  6, 4.27000  0,379.17, 07.109  6, Eb  SI N cr =  + α I S ÷ = + 7, 78.43,34.107 ÷ = 7864(k N )  l0  φl 12900  1,54   Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: η= 1 = = 1, 39 N − 2219, 005 1− 7864 N cr 79 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng η e0 = 1,39.235 = 326,65(mm) Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng uốn dọc: Độ lệch e = η e0 + 0,5h − a = 326, 65 + 0,5.800 − 40 = 686, 65(mm) Xác định chiều cao vùng nén x1= N 2219, 005.103 = = 482, Rb b 11,5.400 2a ' = 80 ≤ x1 > ξ R ho = 0, 623.560 = 349 không thỏa mãn giả thiết , tính toán theo lệch tâm bé Tính lại chiều cao vùng nén x theo TCXDVN 5547-1991 Với eo = 235 > 0, h0 nên chiều cao vùng nén xác định : x = 1,8(e p − eo ) + ξ R ho = 1,8(211 − 235) + 0, 623.760 = 430, 28 ≥ ξ R ho e p = 0, 4(1, 25 h − ξ R h o ) = 0, 4(1, 25.800 − 0, 623.760) = 211mm Trong độ lệch tâm phân giới: Diện tích cốt thép xác định : As = AS' = Ne − Rbb.x (h o − 0,5.x) 2219, 005.103.686, 65 −11,5.400.430, 28.(760 − 0, 5.430, 28) = = 2209(mm ) RSC (h0 − a ') 280(760 − 40) hàm lượng cốt thép : 2200 100% = 0,73% 400.760 µt = µ ' = 1, 46% µ = µ'= c) Tính toán cốt thép dọc cho cặp II-17 Các số liệu tính toán M= -542,756 kNm N= 1915,743 kN 80 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng M1 = -4,86 kNm N1= 1490,9 kN l0 = 1,5H d = 2.8, = 12,9(m) = 12900(mm) chiều dài tính toán: Momen quán tính tiết diện cốt thép I s = µt bh0 (0.5h − a) = 0, 011.400.760.(0, 5.800 − 40) = 43,34.10 ( mm4 ) I = bh / 12 = 17, 07.109 Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm: δ = 0,5 − 0, 01 l0 12900 − 0, 01Rb = 0,5 − 0, 01 − 0, 01.11,5 = 0, 063 h 400 e0 / h = 310 / 800 = 0,39 δ e = max(e0 / h, δ ) = max(0,39;0,063) = 0,39 S= 0,11 0,11 + 0,1 = + 0,1 = 0,32 δe 0,39 0,1 + 0,1 + φP Do M M1 dấu độ lệch tâm e0 thỏa mãn định theo công thức : ϕ1 = + e0 > 0,1h = 80(mm) nên φ1 M + N1 (0,5h − a) 4,86.106 + 1490,9.103.(0,5.800 − 40) = 1+ = 1, 44 M + N (0,5 h − a) 542, 756.10 + 1915, 743.10 (0,5.800 − 40) Lực dọc tới hạn: N cr =  6, 4.27000  0,32.17, 07.109  6, Eb  SI + α I + 7, 78.43,34.107 ÷ = 7440(k N )   S ÷= 2 l0  φl 12900  1, 44   Hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: 81 xác TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** η= ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng 1 = = 1,35 N 1915, 743 1− 1− 7440 N cr η e0 = 1,35.310 = 418,5(mm) Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng uốn dọc: Độ lệch e = η e0 + 0,5h − a = 418,5 + 0,5.800 − 40 = 779( mm) Xác định chiều cao vùng nén x1= N 1915, 743.103 = = 416 Rb b 11,5.400 2a ' = 80 ≤ x1 < ξ R ho = 0, 623.760 = 473, 48 thỏa mãn giả thiết , tính toán theo lệch tâm lớn x=x1=416mm Diện tích cốt thép xác định : As = AS' = Khi đó: N (e + x / − ho 1915, 743.103 (779 + 416 / − 760) = = 2157(mm ) RSC (h0 − a ') 280(760 − 40) Hàm lượng cốt thép : µ =µ'= 2157 100% = 0, 7% > 0, 2% 400.760 µt = µ = 1, 4% < 3,5% Hàm lượng cốt thép chênh lệch không lớn lên không cần giả thiết lại d) Chọn bố trí cốt thép : Dùng cốt thép tính từ cặp IV-18 để bố trí, As=As’=1983mm2 Chọn cốt thép phía : 2φ 25 + 2φ 28 có As=2214mm2 Chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép : c1=25mm 82 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Khoảng cách a=a’=39500mm nên vị trí cạnh h bố trí thép dọc cấu tạo 4-4 400x800 4 Hình 27.Bố trí cốt thép cột Vẽ biểu đồ tương tác cột a) Xác định khả chịu lực Trường hợp 1: Khả chịu cặp nội lực có M > 2φ 25 + 2φ 28 có As=2214mm2 a=a’ = 39mm; ho= 761 mm × Khi xét đến tải trọng cầu trục: loh=1,5Hd= 1,5 8600 =12900 mm; lob= 0,8 Hd =6880 mm Khi không xét đến tải trọng cầu trục: loh=1,2H = 14640 mm; lob= 0,8 Hd =5480 mm 83 2φ14 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Mômen lớn mà tiết diện chịu tiết diện lực dọc: x4 = Rs As − Rsc As ' = < 2a ' Rbb M o = Rs As ( ho − a ) = 280 × 2214 × 761 = 471, 76 ( kNm ) Lực dọc lớn mà tiết diện chịu mômen : rb = 0,288.b = 0,288 × 400 = 115mm; rh = 0, 288.h = 0.288 × 800 = 230( mm) Chiều dài tính toán lớn theo phương h:loh = 14640 mm Chiều dài tính toán lớn theo phương b: lob= 0,8 Hd =6880 mm λmax = max ( loh / rh ; lob / rb ) = 64 Độ mảnh lớn nhất: ϕ = 1, 028 − 0, 0000288λ − 0, 0016λ ϕ = 1, 028 − 0, 0000288 × 642 − 0, 0016 × 64 = 0,81 Ab = A − At = 400 × 800 − 2214 × = 315572(mm2 ) N o = ϕ ( Rb Ab + Rs Ast ) = 0,81( 11,5 × 315572 + 280 × 2214.2 ) = 3943 ×103 ( N ) N o = 3943 ( kN ) Cho chiều cao vùng nén x biến thiên khoảng: 2a’ ≤ x ≤ h Trong đoạn [2a’;h] lấy giá trị sau: x0 = 2a’; x1 = x0 + [h – 2a’]/10; x2 = x1 + [h-2a’]/10;….; x10 = h +Khi x biến thiên khoảng 2a’ = 78 (mm) ≤ x ≤ ξRh0 = 474 (mm), với giá trị x tính cặp (M* , N) theo nén lệch tâm lớn: 84 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng + Khi x biến thiên khoảng: ξRh0 =474 ≤ x ≤ h = 800(mm), với giá trị x ta tính cặp (M* , N) theo nén lệch tâm bé: Các giá trị tính toán lập thành bảng Bảng cặp giá trị (M*,N) M>0 x (mm) 78 150,2 222,4 294,6 366,8 439 511,2 583,4 655,6 727,8 800 STT 10 σ (Mpa) 280 280 280 280 280 280 280 280 -518 -708 -898 N (kN) 359 691 1023 1355 1687 2019 2971 3303 3637 3969 4302 M* (kNm) 577 672 743 790 813 812 564 515 441 344 223 Nhận xét: cặp nội lựcx9, x10 có N > No loại cặp vẽ biểu đồ tương tác Bảng Giá trị sử dụng để vẽ biểu đò tương tác (M>0) M*(kNm ) 472 577 672 743 790 813 812 564 515 441 N(kN) 359 691 1023 1355 1687 2019 2971 330 3637 85 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Trường hợp 2: Khả chịu cặp nội lực có M < As = As' = 2214(mm ) ; a=a’ = 39mm; ho= 761 mm As = As' = 2214(mm ) Do có nên giá trị tính toán cho trường hợp không thay đổi độ lớn so với trường hợp mà đổi dấu Bảng Giá trị sử dụng để vẽ biểu đò tương tác (M ; M*=N.eo Bảng 4.26 Các cặp nội lực tương đương (M*,N) Cặp M (kNm) N (kN) eo (mm) lo (mm) δe S ϕdh Ncr (kN) η M* (kNm) IV-13 479,24 1490,86 348 14640 0 0 0 IV-16 533,04 1915,74 305 12900 0 0 0 Trường hợp 2: Khả chịu cặp nội lực có M < Bảng 4.27 Các cặp nội lực tương đương (M*,N) 86 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** Cặp M (kNm) IV-14 -488,96 IV-15 -28,38 IV-17 -542,76 IV-18 -461,72 N (kN) 1490,86 2121,49 1915,74 2219,01 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng eo (m m) 355 40 310 235 lo (mm) δe 14640 12900 12900 12900 87 0 S 0 0 ϕdh Ncr (kN) η M* (kNm) 0 0 0 0 0 0 0 0 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Tính toán kiểm tra khả chịu cắt Lực cắt lớn chân cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực Qmax= 69,07kN Lực dọc tương ứng N=1915,74kN 88 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Khả chịu cắt nhỏ tiết diện cột kể đếm tác dụng chịu cắt bê tông Qbmin = 0, 6(1 + ϕn ) R bt b.h o Với cột vật liệu bê tông nặng, tiết diện chữ nhật ϕn = 0,1N / R bt bho = 0,1.1915, 74.103 / (0,9.400.760) = 0, > 0,5 Lấy ϕn =0,5  Qbmin=0,6(1+0,5).0,9.400.760=246kN >69,07kN Vậy bê tông đủ khả chịu lực cắt, cần bố trí cốt đai theo cấu tạo Chọn cốt φ >0,25 φ φ 8s250 chung cho cột cột dưới, cốt đai chọn thỏa mãn điều kiện : ≤ max =0,25.22=5,5mm ; s 15 φ =15.20=300mm Tính toán vai cột Kích thước vai cột chọn theo thiết kế định phần trước (Phần I mục 8) Giả thiết khoảng cách a=40mm, ho=1200-40=1160mm Vậy lv=600 h = 1200 > 2,5av = 2,5.350 = 875mm Nên cần bố trí cốt đai ngang vai cột bố trí cốt xiên, chọn cốt đai có đường kính φ với cốt đai cột chọn bước đai vai cột s=150 thỏa mãn : s = 150 ≤ (150 mm; h/ = 250 mm) φ Chọn cốt xiên 18 bố trí làm hai lớp nghiêng góc 45o, cách 100mm Cốt thép chọn thỏa mãn : As,inc=1018mm2>0,002.400.1160=928mm2 φ ≤ inc=18mm (25mm ; linc) Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ dải nghiêng chịu nén vùng đặt tải trọng tác Qv ≤ 0, 8.ϕ w.2 Rb b.lb sin θ dụng gối Tính toán góc nghiêng : Bề rộng vùng đặt tải trọng vai cột lấy bề rộng sườn dầm cầu trục : Lsup=200mm tgθ = h 1200 = = 2, 67 λ − 0,5hd + lsup / 750 − 0,5.800 + 100 θ = arctg 2, 67 = 69, 40 θ Chiều rộng dải nghiêng chịu nén lb=lsupsin =200sin 69,4o=187mm Tính toán hệ số ϕ w.2 φ Cốt đai vai cột 8s150 diện tích tiết diện nhánh cốt đai nằm mặt phẳng ngang cắt qua dải nghiêng chịu nén Asw=2.50,3=100,6mm2 90 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng ϕ w.2 = + 5αµ w1 = + 5.7, 78.100, / (400.150) = 1, 07 Vậy Qv = 499,89 ≤ 0,8.ϕ w.2 Rb b.lb sin θ = 0,8.1, 07.0,9.400.187 sin 69, = 687,3kN Thỏa mãn điều kiện hạn chế Mômen uốn tính toán vai cột tiết diện tiếp giáp với mép cột : M=1,25Qv.av=1,25.499,89.0,35=218,7kNm Tính toán cốt thép dọc : αM = M 218, 7.106 = = 0, 035 < α R = 0, 429 Rb bho2 11,5.400.11602 Thỏa mãn ξ = − − 2α M = − − 2.0, 035 = 0, 036 Diện tích cốt thép As = Rb bξ ho 11,5.400.0, 044.1160 = = 838,5mm Rs 280 Hàm lượng thép µ= Chọn thép : φ 838 = 0,18% > µ 400.1160 = 0, 05% 20 có As=9,42cm2 Bố trí lớp , chiều dày lớp bảo vệ c1=20mm, a=30mm[...]... ứng với cao trình đỉnh cột Đ=11,65m: k=1,026trong phạm vi từ đỉnh cột đến đỉnh mái, hệ số k lấy ứng với cao trình đỉnh mái ở giữa nhịp (có cửa mái) M2=19,66m: k=1,127 -C – hệ số khí động được xác định phụ thuộc vào hình dáng bề mặt đón gió, với nhà công nghiệp một tầng, 3 nhịp, ở giữa có cửa trời chạy suốt chiều cao nhà, nhà có tường xây kín xung quanh, hệ số khí động C được xác định dựa theo sơ đồ sau,... THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng -Trong đó hệ số vượt tải n=1,2 -W0-giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực Công trình được xây dựng tại TX.Hải Dương nằm trong vùng gió III.B có W0=125 daN/m2 -k- hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào dạng địa hình Để đơn giản trong tính toán và thiên về an toàn coi như... nghiêng α của mái và tỉ lệ giữa chiều cao của đầu mái nghiêng với nhịp nhà (H/L) với: α=arctangi=4,870 H/L=(12,2+2,2)/91,5=0,157=> Ce1= -0,1397 e1 +0.8 A C -0.6 +0.3 -0.6 -0.3 30,5m B -0.6 -0.6 -0.6 30,5m -0.5 C Hình 6.Sơ đồ để xác định hệ số khí động 13 -0.4 30,5m -0.4 D TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng a) Tải trọng gió tác dụng lên... 1,51 1,01 5 Hình 12.biểu đồ nội lực của cột trục A do hoạt tải mái gây ra b cột trục B Do cột trục B chịu tác dụng của 2 thành phần hoạt tải mái ở nhịp biên và nhịp giữa do 2 thành phần này có thể xuất hiện không đồng thời nên phải tính toán nội lực do từng hoạt tải gây ra 24 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng - trường hợp hoạt tải... hiện đồng thời nên trong tính toán phải xét riêng từng trượng hợp Do cầu trục ở 2 nhịp có các thông số như nhau nên chỉ cần tính toán cho 1 bên, bên kia lấy đối xứng Hoạt tải Dmax gây ra momen đối với cột dưới ở tiết diện sát vai cột là: M= Dmax λ = 450, 45.0, 75 = 337,84 (kNm) Thành phần phản lực tại liên kết đỉnh cột do momen vai cột gây ra: 27 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** R= ĐỒ ÁN. .. THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Ðv:KN-m 11,6 6,13 408,44 Cột A 484,1 Cột B,C 39,65 4,36 142,85 39,61 327,8 Cột D Hình 22 Biểu đồ nội lực cột trục do gió thổi từ trái sang phải gây ra b Gió thổi từ phải sang trái: Biểu đồ nội lực của các cột trục B, C được đổi dấu so với trường hợp gió thổi từ trái sang phải, biểu đồ nội lực của cột trục A và... Hình 11 Biểu đồ nội lực của cột trục B do tổng tĩnh tải gây ra 6 Nội lực do hoạt tải mái: a cột trục A: Sơ đồ tính giống như trường hợp hoạt tải mái Gm1, do đó có thể xác định các thành phần nội lực do Pm1 gây ra, chỉ cần nhân nội lực do Gm1 gây ra với tỉ số: Pm1/Gm1=89,21/632,231=0,141 23 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng Các thành... đỉnh cột trục D Xác định chiều cao các đoạn mái: - chiều cao đầu dàn mái ( từ đỉnh cột đến đầu dàn mái) hm1=hd+t=2,2 +0,51=2,71m - chiều cao từ đầu dàn mái đến đỉnh mái M1: hm2=hg-hd=3,5-2,2=1,3m - chiều cao từ đầu dàn mái đến cửa mái: hm3=( hg-hd) L Lcm − 2 2 = (3,5 − 2, 2) 30,5 − 12 = 0, 79m L 30,5 2 - chiều cao từ chân cửa mái đến đầu cửa mái: h m4=hcm=4m - chiều cao từ đầu cửa mái đến đỉnh cửa... (Pm1) Do Pm1 đối xứng với Pm2 qua trục cột B nên biểu đồ momen do Pm1 gây ra được lấy từ biểu đồ momen và lực cắt do Pm2 gây ra nhưng đổi dấu, thành phần lực dọc giữ nguyên: MI= -13,42 kNm, MII = -6,96kNm, MIII= - 6,96 kNm, MIV = 8,46 kNm 25 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng QIV =1,79 kN Thành phần lực dọc NI= NII= NIII= NIV=... 2 = 35, 46(kNm) N I = N II = N III = N IV = Gm1 = 632, 231 (kN ) 16 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH ****** ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ BTCT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Vĩnh Sáng QIV = − R = 10,68 (kN ) Ðv:KN-m 632,231 7,13 632,231 31,61 10,68 7,13 56,39 632,231 Hình 7.Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực của cột trục A do tĩnh tải mái gây ra b) Cột trục B: Tĩnh tải mái của nhịp biên và nhịp giữa tác dụng lên