Đồ án be tông cốt thép 2 Đại học Kiến trúc TPHCM

Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 1 5701201000880200ĐỒ ÁN MÔN HỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP II TÍNH TOÁN KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG LẮP GHÉP Số liệu cho trước [Số liệu 47 ]: Nhà công nghiệp một tầng ba nhòp lắp ghép, có Nhòp 1 L1 = 24 m Nhòp 2 L2 = 21 m - Chế độ làm việc trung bình, Cả 2 nhòp có cùng cao trình ray R= 7,5 m, ở mỗi nhòp có cầu trục chạy điện, sức trục Q1=20/5T , Q2=20/5T - Bước cột a = 6m - Chiều dài khối nhiệt độ là 60 m, Tường bao che tự chòu lực. - Mái lợp bằng panel [bề rộng tấm mái 1.5m] lợp trên . độ dốc mái i=1/10 . Liên kết giữa kết cấu đở mái và đầu cột là liên kết khớp. - Khu vực xây dựng công trình thuộc đòa hình B, gió vùng III. - Vật liệu: Bê tông mác 250, thép nhóm CI ; CII. I/ LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CỦA CÁC CẤU KIỆN: 1. Chọn kết cấu mái: Với nhòp L1 = 24 m, có thể chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình thang, độ dốc các thanh cánh thượng là 1/10 Chiều cao giữa dàn ][7.24.324].9171[].9171[ mLH  => Chọn H = 3m [lấy cho cả hai loại nhòp]. Chiều cao đầu dàn ][8.1224.10132. mLiHHdd. - Khoảng cách giữa các mắt ở thanh cánh thượng là 3m - Khoảng cách giữa các mắt ở thanh cánh hạ là 6m - Chọn cửa mái đặt ở 3 nhòp: cao 2.1m rộng 12m. Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau: - Hai lớp gạch đá nem kể cả vữa lót dày 5cm - Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm - Lớp bêtông chống thấm dày 4 cm - Panel mái là dạng panel sườn, kích thước 6x1,5m, cao 30cm. Tổng chiều dày các lớp mái: cmt 51304125 . 2. Chọn dầm cầu trục: Với nhòp cầu trục 6m, sức trục 20/5T, chọn dầm cầu trục theo thiết kế đònh hình có: - Chiều cao Hdct =1000 mm - Bề rộng sườn b = 200 mm Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 2 - Bề rộng cánh bc = 570 mm - Chiều cao cánh hc =120 mm - Trọng lượng 4,2T. *. Kích thước cầu trục: Chế độ làm việc của cầu trục Trung Bình. - Đối với nhòp L1 => Nhòp cầu trục Lk = L1 - 2 = 24 – 2x0,75 = 22,5 m Tra bảng với nhòp cầu trục Lk và sức trục Q = 20/5 T ta có B = 6300 mm, K= 4400 mm, Hct = 2400 mm B1 = 260 mm Áp lực bánh xe lên ray: Pmax = 22 T Pmin=6 T Gxe con= 8.5 T G = 36 T - Đối với nhòp L2 => Nhòp cầu trục Lk = L2 - 2 = 21 – 2x0,75 = 19,5 m Tra bảng với nhòp cầu trục Lk và sức trục Q = 20/5 T ta có B = 6300 mm, K= 4400 mm, Hct = 2400 mm B1=260 mm Áp lực bánh xe lên ray: Pmax = 21 T Pmin=5.2 T Gxe con= 8.5 T G = 32.5T 3. Xác đònh các kích thước chiều cao của nhà: Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt 00,0 để xác đònh các kích thước khác. - Cao trình vai cột: ][dctrHHRV  R : cao trình ray đã cho: R=7.5m Hr : chiều cao ray và các lớp đệm lấy Hr = 0.15m Hdct : chiều cao dầm cầu trục Hdct = 1m => mHHRVdctr35.6]115.0[5.7][  - Cao trình đỉnh cột: 1ctD R H a   ctH- chiều cao cầu trục, với chế độ làm việc trung bình sức trục 20/5T tra bảng ta có mHct4.2 1a - khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái chọn 15,01am, đảm bảo 1,01am. => D = 7.5+2.4+0.15=10.05m - Cao trình đỉnh mái: thhDMcm h: chiều cao kết cấu mang lực mái, h =3m cmh: chiều cao cửa mái mhcm1.2 t: tổng chiều dày các lớp mái 51,0tm => M =10.05+3+2.1+0.51=15.66m 4. Kích thước cột: - Chiều cao phần cột trên: mVDHt7.335.605.10  Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 3 - Chiều cao phần cột dưới: maVHd765.035.62 2a khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn 20,65a m *. Kích thước tiết diện cột chọn như sau: a] Cột biên: - Bề rộng b chọn theo thiết kế đònh hình, thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và cột dưới, chọn b = 40 cm. Thỏa mãn điều kiện: 255.174.07bHd - Chiều cao tiết diện phần cột trên :40thcm, thỏa mãn điều kiện : cmcmBhat6926407514 Với  là khoảng cách trục đònh vò [mép ngoài cột biên] đến tim dầm cầu trục. Chọn 75cm. - Chiều cao tiết diện phần cột dưới :60dhcm, thỏa mãn điều kiện mHhdd5.014714 b] Cột giữa: - Bề rộng b chọn theo thiết kế đònh hình, thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và cột dưới, chọn b = 40 cm. Thỏa mãn điều kiện: 255.174.07bHd - Chiều cao tiết diện phần cột trên cột giữa 60thcm, thỏa mãn điều kiện cmcmBhat61926605.0755.014 Với  là khoảng cách trục đònh vò [mép ngoài cột biên ] đến tim dầm cầu trục. Chọn 75cm. - Chiều cao tiết diện phần cột dưới cột giữa 80dhcm, thỏa mãn điều kiện: mHhdd5.014714 *. Kích thước vai cột chọn sơ bộ : hVï = 600 mm, khoảng cách từ trục đònh vò đến mép vai là 100cm, góc nghiêng α = 450 Hình dáng, kích thước mặt cắt ngang và một số chi tiết như hình vẽ. Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 4 4004006004004006005701208801000600400+ 6.350CỘT BIÊN750 5701208801000600600800400600400570750 750+ 6.350CỘT GIỮA2100120018003700700065080037007000650800+ 7.500+ 10.050+ 15.660± 0.000+ 15.660+ 7.500+ 10.050± 0.000240021000MẶT CẮT NGANG12000750750 750Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 5 II/ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 1. Tónh tải mái: Phần tónh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trên 1m2 trên mặt bằng mái xác đònh theo bảng sau: STT Các lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn [Kg/m2] Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán [Kg/m2] 1 2 3 4 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5cm. 1800 Kg/m3 180005,0  Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt, dày 12cm. 3/1200 mKG 120012,0  Lớp bêtông chống thấm, dày 4cm. 2500 Kg/cm3 250004,0  Panen 5,16m, trọng lượng một tấm kể cả bêtông chèn khe 1,7 T 9/1700 90,0 144,0 100,0 189,0 1,3 1,3 1,1 1,1 117,0 187,2 110,0 208,0 5 Tổng cộng 523,0 622,2 - Tónh tải do trọng lượng bản thân dàn mái: Tra bảng 1.2.1 sách “Khung bê tông cốt thép” của Trònh Kim Đạm  Với nhòp L1 = 24m tải trọng bản thân là 9,6T, hệ số vượt tải n =1,1 TG 56,101,16,911 Với nhòp L2 = 21m tải trọng bản thân là 8,4T, hệ số vượt tải n =1,1 TG 24,91,14,812 - Trọng lượng khung cửa mái: Với chiều rộng 12m, cao 2,1m lấy 2,8 T; n =1,1 Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 6 TG 1,31,18,22 - Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 500 Kg/m, với n =1,2 0,55 1,2 0,6kg   T/m - Tónh tải mái quy về lực tập trung: ] 2 [5,021111agGLagGGkm TGm21.55]66,021,3246622,056.10.[5,01 ] 2 [5,022122agGLagGGkm TGm96,48]66,021,3216622,024,9.[5,02 - Các lực 1mG,2mG đặt cách trục đònh vò 0,15m. 2. Tónh tải do dầm cầu trục: [ . ].dct c rG G a g n cG - trọng lượng bản thân dầm cầu trục là 4,2 T rg - trọng lượng ray và các lớp đệm, lấy 150 Kg/m. 1,1 [4,2 6 0,15] 5,61dctGx   T Tải trọng Gdct đặt cách trục đònh vò 0,75m 3. Tónh tải do trọng lượng bản thân cột: Tải trọng này theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột. - Cột biên có: Phần cột trên: TGt63,11,15,27,34,04,0  Phần cột dưới: TGd97,41,15,2]4,0.216,04,076,04,0[  - Cột giữa có: Phần cột trên: TGt44,21,15,27,36,04,0  Phần cột dưới: TGd35,71,15,2]6,0.22,16,04,0278,04,0[  - Tường xây gạch là tường tự chòu lực nên trọng lượng bản thân của nó không gây ra nội lực cho khung. 4. Hoạt tải mái: Trò số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên 1m vuông mặt bằng mái lấy Pm=75Kg/m2, n =1,3. Hoạt tải này đưa về lực tập trung Pm đặt ở đầu cột. Nhòp biên: TLapnPmm02,7246075,03,15,0.5,011 Nhòp giữa: TLapnPmm14,6216075,03,15,0.5,022 Vò trí từng Pm đặt trùng với vò trí từng Gm. 5. Hoạt tải cầu trục: a] Hoạt tải đứng do cầu trục: - Với số liệu cầu trục đã cho Q = 20/5 T + Nhòp biên: Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 7 Nhòp cầu trục mLLk5,2275,0224.21. Chế độ làm việc trung bình tra phụ lục ta 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 = 8,5T. p lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe cầu trục Pmax = 22 T + Nhòp giữa: Nhòp cầu trục mLLk5,1975,0221.22. Chế độ làm việc trung bình tra phụ lục ta có các số liệu về cầu trục như sau: Bề rộng cầu trục B = 6,3 m Khoảng cách hai bánh xe K = 4,4 m. Trọng lượng xe con G = 8,5 T. p lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe cầu trục Pmax = 21 T - Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 1995, n =1,1 - Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau và có một bánh xe đặt tại tâm vai cột và dầm chữ T truyền lên vai cột Dmax xác đònh theo đường ảnh hưởng phản lực như hình sau: 1,9 4,16,0 6,0K = 4,4 K = 4,4MAXPMAXPMAXPMAXy y = 1 y213PB = 6,3 B = 6,31,6 - Các tung độ yi của đường ảnh hưởng ứng với vò trí các lực tập trung Pmax xác đònh theo tam giác đồng dạng: 11y ; 267,02y ; 683,03y - Công thức xác đònh Dmax : icyPnDmaxmax + Nhòp biên : TD 19,47]683,0267,01[221,11max + Nhòp giữa : TD 05,45]683,0267,01[211,12max - Các điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặt của Gdct. Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 8 b] Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con: - Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm được xác đònh theo công thức sau: Với chế độ làm việc trung bình: TGQT 71,02025,8202021 - Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột được xác đònh theo đường ảnh hưởng như đối với trường hợp của Dmax. TyTnTi52,1]683,0267,01[71,01,11max - Xem lực Tmax đặt lên cột ở mức mặt trên dầm cầu trục, cách vai cột 1,0m và cách đỉnh cột một đoạn : my 7,217,3  6. Hoạt tải gió: *. Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình là: CkWnWo Trong đó: oW : p lực gió ở độ cao 10 m, theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 thì với số liệu đã cho vùng II-B tra bảng 1 phụ lục II có 2/95 mKGWo k : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng đòa hình, tra bảng 2 phụ lục II, ở đâýap dụng dạng đòa hình B. Hệ số k xác đònh tương ứng ở hai mức: - Mức đỉnh cột, cao trình +10,05 m có k = 1 - Mức đỉnh mái, cao trình +15,66 m có k = 1,09 C : Hệ số khí động, C = +0,8 đối với phía đón gió và phía khuất gió có: 5,015,06905,101lh 109,0696lb => C = -0,4 n : Hệ số vượt tải, n = 1,2 *. Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố đều. aCkWnaWpo - Phía đón gió: mTPd/547,068,01095,02,1  - Phía khuất gió: mTPh/27,064,01095,02,1  *. Phần tải trọng tác dụng lên đỉnh mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về lực tập trung đặt ở đầu cột S1, S2 với k lấy trò số trung bình 045,1]09,11.[5,0 k *. Hình dáng mái và hệ số khí động lấy theo hình sau : Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 9 0,8-0,80,7-0,8-0,6-0,6-0,5-0,5-0,5 -0,5-0,5-0,5-0,5-0,5-0,5-0,55-0,550,550,55-0,424000 21000 24000A B C D - Trò số S tính theo công thức: iiiiihChChCaWknS .715,0.6095,0045,12,1 10 6,05,01,26,06,06,06,08,01,27,06,08,08,18,0[715,01S T167,3]68,05,01,255,051,05,0  6,05,01,255,06,05,051,05,01,255,068,05,0[715,02S T203,3]8,14,06,05,01,255,0  S1PđPhS224000 21000 24000A B C D III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: Nhà công nghiệp có mái cứng, cao trình đỉnh mái, đỉnh cột bằng nhau khi tính với tải trọng đứng và lực hãm của cầu trục được phép bỏ qua chuyển vò ngang ở đỉnh cột, và tính với các cột độc lập. Khi tính với tải trọng gió phải kể đến tải trọng ngang ở đỉnh cột. 1. Các đặc trưng hình học: *. Cột trục A: mHt7,3; mHd7; mH 7,1077,3  - Tiết diện phần cột trên 40bcm; 40thcm phần cột dưới 40bcm; 60dhcm - Mômen quán tính: 340 4021333312tJ cm4 7200001260403dJ cm4 - Các thông số: 346,07,107,3HHtt Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 10 01k do cột đặc 098,0]1213333720000.[346,0]1.[33tdJJtk *.Cột trục B: mHt7,3; mHd7; mH 7,1077,3  - Tiết diện phần cột trên 40bcm; 60thcm phần cột dưới 40bcm; 80dhcm - Mômen quán tính: 7200001260403tJ cm4 17066671280403dJ cm4 - Các thông số: 346,07,107,3HHtt 01k do cột đặc 057,0]17200001706667.[346,0]1.[33tdJJtk - Quy đònh chiều dương của nội lực như hình sau: 2. Nội lực do tónh tải mái: a] Cột trục A: *. Sơ đồ tác dụng của tónh tải 1mG như hình sau : - Lực 1mG gây ra mômen ở đỉnh cột là: TmeGMtm76,205,021,551 - Độ lệch trục giữa phần cột trên và cột dưới là: 1,02/]4,06,0[2/][ tdhham Vì a nằm cùng phía với te so với cột trục dưới nên phản lực đầu cột: R = R1+R2 - Tính R1 với M = -2,76Tm: TkHtkMR 452,0]098.01[7,102]346,0/098,01.[376,2]1[.2]/1[31 - Tính R2 với TmaGMm521,51,021,551 TkHtMR 62,0]098.01[7,102]346,01.[3521,5]1[.2]1[3222 TRRR 072,162,0452,021 *. Xác đònh nội lực trong các tiết diện cột: NMQ3,770,1IIIIIIIII IIIIVIVAGm10,15 0,051,2064,3153,1892,76RTrường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 11 TmeGMtmI76,205,021,551 TmHRMMtIII206,17,3072,176,2.  TmHRaeGMttmIII315,47,3072,1]1.005.0.[21,55.].[1 TmHRaeGMtmIV189,37,10072,1]1.005.0.[21,55.].[1 TGNNNNmIVIIIIII21,551 TQIV072,1 Biểu đồ mômen đã vẽ ở trên b] Cột trục B: *. Sơ đồ tác dụng của tónh tải mái 1mG và 2mG như hình sau : - Khi đưa 1mG và 2mGvề đặt ở trục cột ta được lực: 17,10496,4821,5521mmmGGGT Và có mômen: TmM 938,015,096,4815,021,55  - Phản lực đầu cột: TkHtkMR 145,0]057.01[7,102]346,0/057,01.[3938,0]1[.2]/1[3 - Nội lực trong các tiết diện cột: TmMI938,015,096,4815,021,55  TmMII402,07,3145,0938,0  TmMMIIIII402,0 TmMIV614,07,10145,0938,0  TGNNNNmIVIIIIII17,1041 TQIV145,0 Biểu đồ mômen như hình sau : 3.Nội lực do tónh tải dầm cầu trục: a] Cột trục A: - Sơ đồ tính với tónh tải dầm cầu trục dctG như hình sau : 3,770,150,150,9830,4020,614Gm1Gm2IIIIIIIVIIIIIIIVBRTrường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 12 3,770,45G =5,61dctIIIIIIIII IIIIVIVA1,0511,4740,514 - Lực dctG gây ra mômen đối với trục cột dưới, đặt tại vai cột: ddcteGM  45,06,05,075,05,0 ddhem 525,245,061,5 MTm - Phản lực đầu cột: TkHtMR 284,0]098.01[7,102]346,01.[525,23]1[.2]1[322 - Nội lực trong các tiết diện cột: 0IM 051,17,3284,0 IIMTm 474,17,3284,0525,2 IIIMTm 514,07,10284,0525,2 IVMTm 0IIINN T 61,5IVIIINNT 284,0IVQT b] Cột trục B: Do tải trọng đặt đối xứng qua trục cột nên M = 0 ; Q = 0 0IIINN ; 2 5,61 11,22III IVN N x   T 4. Tổng nội lực do tónh tải: Cộng đại số nội lực ở các trường hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của từng cột được kết quả trên hình sau trong đó lực dọc N được cộng thêm trọng lượng bản thân cột đã tính ở phần trên Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 13 0,1552,8412,6752,6762,4558,8464,4255,21117,83106,61125,18104,17MT.mNTNT0,9830,4020,614MT.mCỘT A CỘT BQ= 0,788 T Q= 0,145 T 5. Nội lực do hoạt tải mái: a] Cột trục A: - Sơ đồ tính giống như khi tính với 1mG, nội lực xác đònh bằng cách nhân giá trò nội lực do 1mG gây ra với tỷ số: 127,021,5502,711mmGP TmMI35,0127,076,2  TmMII153,0127,0206,1  TmMIII548,0127,0315,4  TmMIV405,0127,0189,3  TGNNNNmIVIIIIII02,71 TQIV136,0127,0072,1  - Biểu đồ mômen như hình sau : b] Cột trục B: Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhòp phía bên phải và phía bên trái của cột. *. Xét lực 1mP đặt ở bên trái gây ra mômen đặt ở đỉnh cột. TmePMtm053,115,002,71 III IIIIVIVAPm10,15 0,050,1530,5480,4050,35R3,770,1IIIIIIT.mMTrường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 14 - Mô men và lực cắt trong cột do mô men này gây ra được xác đònh bằng cách nhân mô men do tónh tải Gm gây ra với tỷ số: 123,1938,0053,1GPMM - Nội lực trong các tiết diện cột: TmMI053,1123.1938,0  TmMII451,0123,1402,0  TmMMIIIII451,0 TmMIV69,0123,1614,0  TPNNNNmIVIIIIII02,71 TQIV163,0123,1145,0  *. Xét lực 2mP đặt ở bên phải gây ra mômen đặt ở đỉnh cột. TmePMtm921,015,014,62 - Mô men và lực cắt trong cột do mô men này gây ra được xác đònh bằng cách nhân mô men do tónh tải Gm gây ra với tỷ số: 982,0938,0921,0GPMM - Nội lực trong các tiết diện cột: TmMI921,0]982,0[938,0  TmMII395,0]982,0[402,0  TmMMIIIII395,0 TmMIV603,0]0982[614,0  TPNNNNmIVIIIIII14,61 TQIV142,0]982,0[145,0  - Biểu đồ mômen như hình sau : 3,770,15Pm2IIIIIIIVIIIIIIIVBR3,770,151,0530,4510,69Pm1IIIIIIIVIIIIIIIVBR0,9210,3950,603BÊN TRÁIBÊN PHẢIMT.m T.mMTrường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 15 6. Nội lực do hoạt tải đứng của cầu trục gây ra: a] Cột trục A: - Sơ đồ tính giống như khi tính với tónh tải dầm cầu trục dctG, nội lực xác đònh bằng cách nhân nội lực do dctG gây ra với tỷ số: 41,861,519,47maxmaxGD - Nội lực trong các tiết diện cột: 0IM 839,841,8051,1 IIMTm 396,1241,8474,1 IIIMTm 323,441,8514,0 IVMTm 0IIINN 19,47IVIIINNT 388,241,8284,0 IVQT - Biểu đồ mômen như hình sau : b] Cột trục B: Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên vai cột phía bên phải và phía bên trái của cột, ta xét trường hợp hoạt tải đặt bên phải cột *. Lực max2D gây ra mômen đối với phần cột dưới đặt ở vai cột phía bên phải: 788,3375,005,452maxdeDMTm - Phản lực đầu cột: TkHtMR 95,3]057.01[7,102]346,01.[788,333]1[.2]1[322 - Nội lực trong các tiết diện cột: 0IM 615,147,395,3 IIMTm 173,19788,337,395,3 IIIMTm 477,8788,337,1095,3 IVMTm 0IIINN 05,45IVIIINNT 1T.mM3,770,45D = 47,19maxIIIIIIIII IIIIVIVA8,83912,3964,323RTrường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 16 95,3IVQT *. Lực max1D gây ra mômen đối với phần cột dưới đặt ở vai cột phía bên trái: - Sơ đồ tính giống như khi tính với hoạt tải đặt bên phải nội lực xác đònh bằng cách nhân nội lực do max2D gây ra với tỷ số: 048,105,4519,472max1maxDD - Phản lực đầu cột: TR 14,4]048,1[95,3  - Nội lực trong các tiết diện cột: 0IM 317,15]615,14[048,1 IIMTm 093,20173,19048,1 IIIMTm 884,8]477,8[048,1 IVMTm 0IIINN 19,47IVIIINNT 14,4IVQT - Biểu đồ mômen như hình sau : 0,75BÊN TRÁIBÊN PHẢI3,77IIIIIIIVIIIIIIIVBD = 45,05max20,753,77IIIIIIIVIIIIIIIVBRD =47,19max1R14,61519,1738,477T.mM15,37120,0938,884T.mM 7. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục: - Lực maxT đặt cách đỉnh cột một đoạn my 7,2, có 73,07,37,2tHy. Với y xấp xỉ bằng tH7,0 có thể dùng công thức lập sẵn để tính phản lực: ktTR1]1[max Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 17 a] Cột trục A: - Phản lực đầu cột: TR 905,0098.01]346,01.[52,1 0IM 444,27,2905,0 yMTm 829,1152,17,3905,0 IIIIIMMTm 477,2852,17,10905,0 IVMTm 0IVIIIIIINNNN; 615,052,1905,0 IVQT - Biểu đồ mômen như hình vẽ b] Cột trục B: - Phản lực đầu cột: TR 94,0057.01]346,01.[52,1 0IM 538,27,294,0 yMTm 958,1152,17,394,0 IIIIIMMTm 102,2852,17,1094,0 IVMTm 0IVIIIIIINNNN; 58,052,194,0 IVQT - Biểu đồ mômen như hình vẽ 2,77T =1,52maxIIIIIIIII IIIIVIVAR = 0,905T.mM11,8292,4442,4777IIIIIIIVIIIIIIIVBT.mMT =1,52maxR = 0,942,711,9582,5382,102Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 18 PđAR1PhR4Dri=18. Nội lực tải trọng gió: - Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ toàn khung có chuyển vò ngang ở đỉnh cột. Giả thiết xà ngang cứng vô cùng và vì các đỉnh cột có cùng mức nên chúng có chuyển vò ngang như nhau. Ở đây dùng phương pháp chuyển vò để tính hệ chỉ cho một ẩn số  là chuyển vò ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản như hình sau: 888S1PđPhS2240002100024000A B C DRgEJ = EJ = EJ = Phương trình chính tắc: 0gRr. trong dó gR- phản lực liên kết trong hệ cơ bản 2141SSRRRg Khi gió thổi từ trái sang phải thì 1Rvà4R xác đònh theo sơ sau : TktkPRd.067,2]098,01.[8]346,0098,01.[7,10547,03]1[8].1.[.31 TPPRRdh.02,1547,027,0067,2.14 TSSRRRg.457,9203,3167,302,1067,22121 Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 19 - Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển dòch một đoạn 1 được tính như sau: 4321rrrrr  EEkHtkJErrd.00161.0]098,01.[1070720000.3]1[].1.[ 33341 EEkHtkJErrd.00395.0]057,01.[10701706600.3]1[].1.[ 33332 EEErrr .0112,0].00395.000161,0[2].[221 EErRg375,844.0112,0457,9 - Phản lực tại các đỉnh cột trong hệ thực: TEErRRA.708,0375,844.00161,0067,2.11 TEErRRD.339,0375,844.00161,002,1.44 TEErRRCB.335,3375,844.00395,0.2 - Nội lực ở các tiết diện của cột: Cột A: 0IM 125,17,3708,07,3547,05,02IIIIIMMTm 737,237,10708,07,10547,05,02IVMTm 0IVIIIIIINNNN 145,5708,07,10547,0 IVQT Cột D: 0IM 102,37,3339,07,327,05,02IIIIIMMTm 083,197,10339,07,1027,05,02IVMTm 0IVIIIIIINNNN 228,3339,07,1027,0 IVQT Cột B,C: 0IM 34,127,3335,3 IIIIIMMTm 685,357,10335,3 IVMTm 0IVIIIIIINNNN 335,3IVQT Biểu đồ nội lực cho trường hợp gió thổi từ trái sang phải như sau: Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 20 A1,12523,7370,708D3,10219,0830,339B12,3435,6853,335C Trường hợp gió thổi từ phải sang trái thì biểu đồ nội lực có chiều ngược lại như sau: D1,12523,7370,708A3,10219,0830,33912,3435,6853,335BC IV/ TỔ HP NỘI LỰC: Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 21 V/ CHỌN VẬT LIỆU: - Mác bêtông 250 có : 110nR Kg/cm2 ; 8,8kR Kg/cm2 ; 25/.1065,2 cmKGEb - Cốt thép dọc dùng thép nhóm CII có : 2600aaRR Kg/cm2 ; 6101,2 aEKg/cm2]. - Theo phụ lục VII với bêtông mác 250, thép nhóm C-II có các trò số 58,0o ; 412,0oA. VI/ TÍNH TIẾT DIỆN CỘT TRỤC A: 1. Phần cột trên: - Chiều dài tính toán: cmHlt.9253705,2.5,20 - Kích thước tiết diện bxh = 40 x 40 cm - Giả thiết chọn 4 aa cm, 36440 ohcm - Độ mảnh:413,23409250hlb cần xét đến uốn dọc. Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ là nguy hiểm nhất ghi ở bảng sau: Kí hiệu cặp nội lực Ký hiệu ở bảng tổ hợp M [Tm] N [T] NMeo/1 [m] 01eeeoo [m] dhM [Tm] dhN [T] 1 2 3 II-13 II-17 II-18 1,28 -10,798 -10,66 58,84 58,84 65,158 0,0218 0,1882 0,1775 0,0368 0,2016 0,1786 0,155 0,155 0,155 58,84 58,84 58,84 - Độ lệch tâm tính toán : ooeNMe / - Với oe là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 1,5 cm thỏa mãn điều kiện oe[ 30/h, 600/tH và 1 cm ] = [ 1,333 cm; 0,617 cm; 1cm ] *. Vì hai cặp nội lực trái dấu nhau có trò số mô men chênh lệch nhau quá lớn và trò số mô men dương lại rất bé nên ta không cần tính vòng, ở đây dùng cặp 3 để tính thép cả Fa và Fa’ sau đó kiểm tra với cặp 1 và 2 a] Tính với cặp 3: M=-10,66Tm ; N= 65,158T ; Mdh=0,155 Tm ; Ndh= 58,84 T Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết %6,1t - Tính mômen quán tính của tiết diện: 33/12 40 40 /12 213333bJ b h    cm4 - Tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép: Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 22 4220.5898]4405,0.[3640016,0]5,0.[ cmahhbJta - Với cặp 3 có 447,040/86,17/0he - Tính Kdh trong đó Mdh ngược chiều với M nên lấy dấu âm 291,1]04,04,05,0.[158,6566.10]04,04,05,0.[84,58155,01].5,0[].5,0[1 ahNMahNMKdhdhdh - Hệ số xét đến độ lệch tâm: 301,01,0]477,01,0/[11,01,0]/1,0/[11,00 heS - Lực dọc tới hạn:  5889101,22133331065,2291,1301,0.9254,6 4,66520aabbththJEJEKSlN KG.191294 517,1191294/6515811/11dhNN - Trò số lệch tâm giới hạn: 65,11]3658,04025,1[4,0].25,1[4,0 oooghhhe cm - Tính cốt thép không đối xứng: cmecmeogh.65,11.09,2786,17517,1.0 => Tính theo trường hợp lệch tâm lớn: cmahee .09,434405,009,27.5,0.0 - Tính aF với 412,0oA 22'0'200'.51,5]436.[26003640110412,009,4365158].[ cmahRhbRAeNFana - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 0038,0364051,5.0''hbFa => 0,38% Với độ mãnh 13,23b có %2,0min, đảm bảo min', đồng thời22'.06,4.51,5 cmcmFa [diện tích của 2Þ16] Nên dùng 2'.51,5 cmFa để tính aF với 0. 2''00.78,1551,5260065158364011058,0. cmFRRRNhbRFaaaana - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: %2,0%2,1012,0364078,15.min0hbFa =>Tổng hàm lượng cốt thép: 015,0364078,1551,5.0'hbFFaat => 1,5% Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 23 MQ %2%1 t => Hợp lý, So với giá trò giả thiết %6,1 là xấp xỉ nhau, có thể không cần tính lại, chọn cốt thép: - Bên phải: 222252: aF].42,17[2cm - Bên trái: 163:'aF].03,6[2cm b] Kiểm tra với cặp 1: M=1,28Tm ; N= 58,84 ; Mdh=0,155 Tm ; Ndh= 58,84 T - Vì cặp 1 có mô men trái dấu với cặp 3 là cặp tính thép nên với cặp 1 có: 222252:'aF].42,17[2cm ; 163: aF].03,6[2cm - Để tính toán uốn dọc ta tính lại Ja với tổng: 2'.45,2342,1703,6 cmFFFa 422'.6003]4405,0.[45,23].5,0].[[ cmahFFJaa - Tính Kdh : 895,1]04,04,05,0.[84,5828,1]04,04,05,0.[84,58155,01].5,0[].5,0[1 ahNMahNMKdhdhdh - Tính hệ số xét đến độ lệch tâm S với 05,0092,040/68,3/0he 673,01,0]092,01,0/[11,01,0]/1,0/[11,00 heS - Lực dọc tới hạn:  7086101,22133331065,2895,1673,0.9254,6 4,66520aabbththJEJEKSlN KG.261484 29,1261484/5884011/11dhNN cmahee .747,204405,068,329,1.5,0.0 - Xác đònh x theo công thức: cmbRFRFRNxnaaaa.56,64011042,17260003,6260058480. '' cmax .8'.2  nên kiểm tra khả năng chòu lực theo điều kiện : ]'['.0ahFReNaa cmahee .253,11436747,20''0 Vì 0'e nên điều kiện trên thỏa mãn c] Kiểm tra với cặp 2: M=-10,978 Tm ; N= 58,84T ; Mdh=0,155 Tm ; Ndh= 58,84 T - Vì cặp 2 có mô men cùng dấu với cặp 3 là cặp tính thép nên với cặp 2 có: 222252: aF].42,17[2cm 163:'aF].03,6[2cm Trái Phải 2 224004002 253 16Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 24 - Để tính toán uốn dọc ta tính lại Ja với tổng: 2'.45,2342,1703,6 cmFFFa 422'.5888]4405,0.[45,23].5,0].[[ cmahFFJaa - Tính Kdh : trong đó Mdh ngược chiều với M nên lấy dấu âm 307,1]04,04,05,0.[84,58798,10]04,04,05,0.[84,58155,01].5,0[].5,0[1 ahNMahNMKdhdhdh - Tính hệ số xét đến độ lệch tâm S với 05,0504,040/16,20/0he 282,01,0]504,01,0/[11,01,0]/1,0/[11,00 heS - Lực dọc tới hạn:  5888101,22133331065,2307,1282,0.9254,6 4,66520aabbththJEJEKSlN KG.183798 471,1183798/5884011/11dhNN cmahee .65,454405,016,20471,1.5,0.0 - Xác đònh x theo công thức: cmbRFRFRNxnaaaa.2,204011003,6260042,17260058480. '' cmhxcma .88,203658,0 8'200 Nên kiểm tra khả năng chòu lực theo điều kiện: ]'[.]5,0[ 0''0ahFRxhxbReNaan Vế trái: KGcmeN .268604665,4558840.  Vế phải: ]'[.]5,0[ 0''0ahFRxhxbRaan KGcm.2803688]436.[03,62600]2,205,036.[2,2040110  - So sánh vế trái và vế phải thấy rằng bố trí cốt thép như trên là đảm bảo khả năng chòu lực của cặp nội lực 2. d] Kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn: - Vì tiết diện vuông, độ mãnh theo phương ngoài mặt phẳng uốn không lớn hơn độ mãnh theo phương trong mặt phẳng uốn và khi tính toán đã dùng cặp nội lực 3 có Nmax nên không cần kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn. - Kiểm tra về bố trí cốt thép: + Chọn lớp bảo vệ dày 2,5cm => cma .75,35,25,05,2  cmh .25,3675,3400 lớn hơn h0 dùng để tính toán cmh .360 => Như vậy thiên về an toàn. - Khoảng cách cốt thép ở phía đặt 2Þ25+2Þ22 là: cmt .5,8322,225,225,240 => Thỏa mãn các quy đònh về cấu tạo. Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM - Đồ án bê tông cốt thép 2 Svth: Nguyễn Văn Minh - Lớp: XDLTPY08 Trang 25 2. Phần cột dưới: - Chiều dài tính toán: cmHld.10507005,1.5,10 - Kích thước tiết diện cmb .40 ; cmh .60 - Giả thiết chọn 4 aa cm, 56460 ohcm - Độ mảnh:45,176010500hlb cần xét đến uốn dọc. - Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra hai cặp nghi ngờ là nguy hiểm nhất ghi ở bảng sau: Kí hiệu cặp nội lực Ký hiệu ở bảng tổ hợp M [Tm] N [T] NMeo/1 [m] 01eeeoo [m] dhM [Tm] dhN [T] 1 2 3 IV-13 IV-17 VI-18 26,408 -19,702 22,987 64,42 100,52 106,838 0,4099 0,196 0,2152 0,4399 0,226 0,2452 2,675 2,675 2,675 64,42 64,42 64,42 - Độ lệch tâm tính toán : ooeNMe / - Với oe là độ lệch tâm ngẫu nhiên, lấy bằng 3cm thỏa mãn điều kiện oe[ 30/h, 600/dH và 1 cm ] = [ 2cm ; 1,17cm ; 1cm ] *. Dùng cặp 2 và cặp 3 để tính vòng sau đó kiểm tra với cặp còn lại. a] Vòng 1: *. Tính với cặp 3: M= 22,987 Tm ; N= 106,838 T ; Mdh=2,675 Tm ; Ndh= 64,42 T Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc, tạm giả thiết %3,1t - Tính mômen quán tính của tiết diện: 433.72000012/604012/ cmhbJb - Tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép: 4220.19685]4605,0.[5640013,0]5,0.[ cmahhbJta - Với cặp 2 có 409,060/52,24/0he - Tính Kdh trong đó Mdh ngược chiều với M nên lấy dấu âm 428,1]04,06,05,0.[838,106987,22]04,06,05,0.[42,64675,21].5,0[].5,0[1 ahNMahNMKdhdhdh - Hệ số xét đến độ lệch tâm: 316,01,0]409,01,0/[11,01,0]/1,0/[11,00 heS - Lực dọc tới hạn:  19685101,27200001065,2428,1316,0.10504,6 4,66520aabbththJEJEKSlN KG.485233