Đồ án bê tông cốt thép - Đầm cầu trục

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 2 I.Số liệu cho trước : -Nhà công nghiệp một tầng lắp ghép . -Nhịp biên: Lk1=Lk3 =20 (m). -Nhịp giữa :Lk2 =26 (m). -Cao trình đỉnh rây : R= 10 (m). -Sức trục : + Sức trục Q1=150 (kN) + Sức trục Q2=200 (kN) -Bước cột : 6 (m). -Vật liệu : BT B20 , cốt thép d 12 dùng thép AII -Tải trọng gió : W =83 (daN/m2). -Cường độ đất nền : Rc= 200 (kN/m2). -Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo mái: +Tĩnh tải mái : gm = 300 (daN/m2) +Hoạt tải mái :pm = 1,3.75 ( daN/m2) II. Kích thước khung ngang : 1.1.Chọn kết cấu mái : -Nhịp của nhà : L1k=L3k=20 (m) , L2k=26 (m) -Chọn l =1000 L1= L3= Lk1 +2l = 20+2.1=22(m) L2= Lk2 +2l = 26+2.1=28(m). -Với nhịp L1=L3=22 (m) , L2=28 (m) chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng gãy khúc . -Chiều cao giữa dàn -Chiều cao giữa dàn 3,4 (m). -Chiều cao đầu giàn : Độ dốc của mái i=1/12 h= H –( i.L) / 2 =3400- (28000)/24 = 2200 (mm). -Chọn cửa mái trên nhịp giữa , rộng 12 (m) , chiều cao cửa mái 4 (m) 1.2. Chọn dầm cầu trục : -Cầu trục chế độ làm việc trung bình. -Chọn kích thước dầm cầu trục cho tất cả nhịp sau : Loại nhịp Q(kN) Lk(m) B(mm) K(mm) Hct(mm) B1(mm) Pmaxc(kN), Pminc(kN), G(kN), Gtot(kN), Nhịp biên 150 20 6300 4400 2300 260 175 40 53 280 Nhịp giữa 200 26 6300 4400 2400 260 235 70 85 410 1.3.Chọn ray : -Chiều cao ray và các lớp đệm :hr = 150 (mm). -Trọng lượng ray và các lớp đệm :gr =150 (daN/m). 1.4. Xác định kích thước chiều cao nhà : -Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt +0,00 (m) để xác định các kích thước khác. -Cao trình vai cột: V= R - (hr +Hc) = 10000-(150+1000) =8850 (mm). -Cao trình đỉnh cột : D= R + Hct + a1 =10000+2400+100 =12500 (mm) . -Cao trình đỉnh mái 2 nhịp biên: M=D + h + t = 12500+3400+510=16410 (mm). -Cao trình đỉnh mái nhịp giữa : M=D+ h + hcm + t = 12400 + 3400 +4000 +510=20410 (mm). 1.5.Kích thước cột : -Chọn chiều dài phần cột trên Ht= D-V = 12500 – 8850 = 3650 (mm) . -Chọn chiều cao phần cột dưới Hd = V+ a2 = 8850 +500 = 9350 (mm). -Kích thước tiết diện cột chọn như sau : -Chiều rộng cột : -Bề rộng cột chọn thống nhất b = 400 (mm) , thỏa mãn điề kiện Hd/ b =9350 / 400 =23.4 <25 + Cột biên : Chọn bề rộng cột b=400 (mm). -Chiều cao tiết diện phần cột trên chọn ht =400 (mm) , thỏa mãn điều kiện : a4 =l - ht - B1 =1000-400-260= 340 > 60 (mm) -Chiều cao tiết diện cột dưới hd =800 (mm) thỏa mãn điều kiện : hd > Hd/14 = 9350 / 14 = 668 (mm) +Cột giữa : Bề rộng cột b=400 (mm) -Chiều cao tiết diện cột trên ht = 600(mm) thỏa mãn điều kiện : a4 =l -0.5 ht - B1 =1000-300-260= 440 > 60 (mm) -Chiều cao tiết diện cột dưới hd = 800 (mm) thõa mãn điều kiện : hd > Hd/14 = 9350 / 14 = 668 (mm) -Cột biên : +Kích thước vai cột sơ bộ chọn thống nhất hv = 600 (mm) , +Khoảng cách từ trục định vị đến mép vai : h < 3hv =1800 (mm). Chọn h =1000(mm). Góc nghiêng α =45o a= 25 (mm) => ho=1000-25 =975 (mm). l = lv+ hd - ht =400+800-400 =800(mm). +Cột giữa : +Kích thước vai cột sơ bộ chọn thống nhất hv = 600 (mm) , +Khoảng cách từ trục định vị đến mép vai : h < 3hv =1800 (mm). Chọn h =1400(mm) Góc nghiêng α =45o a= 25 (mm) => ho=1400-25 =1375 (mm). l = lv+ (hd - ht)/2 =800+(800-600)/2 =900(mm). Kích thước tiết diện cột như sau : 2.XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG : 2.1 Tĩnh tải mái : -Phần tĩnh tải do trọng lượng bản than các lớp mái tác dụng lên 1m2 mặt bằng. -Tĩnh tải do trọng lượng bản than dầm mái lấy theo bảng tra : Nhịp 22 (m) là 86 (kN) , nhịp 28 (m) là 126 (kN) , hệ số vượt tải n=1.1 G1=G.n =86.1,1 =94,6 (kN) G2=G.n =126.1,1 =138,6 (kN) -Trọng lượng cửa mái rộng 12 (m) ,cao 4 (m) lấy 28 (kN) , n=1,1 Gm= 28.1,1 =31 (kN) -Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy bằng 500 (daN/m) , n=1,2 gk= 500.1,2 =600 (daN/m) Tĩnh tải mái quy về thành lực tập trung : Ở nhịp biên : Gm1 =0,5( G1+ g.a.L) = 0,5.(94,6 + 3.6.22)=245,3 (kN) Ở nhịp biên : Gm1 =0,5( G1+ g.a.L+ Gm+2gk.a) = 0,5.(94,6 + 3.6.28+31+2.6.6)=350,8 (kN) 2.2.Tĩnh tải do dầm cầu trục : Gd = Gc + a.gr Gc: Trọng lương bản than dầm cầu trục 42 (kN ) gr : Trong lượng ray và các lớp đệm , lấy 150 (daN/m) Gd = Gc + a.gr =1,1(42+6.1,5) = 56,1 (kN ). 2.3 Tĩnh tải do trọng lượng bản than cột : Cột biên : Gt=0,4.0,4.3.65.25.1,1 =16,06 (kN). Gd=25.1,1.[0,4.0,8.9.35.+0,4.0,4.(0,6+1)/2] =85,8 (kN). Cột giữa : Gt=0,4.0,6.3.65.25.1,1 =24,09 (kN). Gd=25.1,1.[0,4.0,8.9.35.+2.0,4.0,8.(0,6+1,4)/2] =99,88 (kN). 2.4 Hoạt tải mái : -Pm= 75 (daN/m2) , n=1,3 ( đưa về lực tập trung Pm đặt tại đầu cột ). -Nhịp biên : Pm= 0,5.n.pm.a.L=0,5.1,3.75.6.22= 64,35 (kN). -Nhịp giữa : Pm= 0,5.n.pm.a.L=0,5.1,3.75.6.28= 81,90(kN). 2.5.Hoạt tải cầu trục : 1.Hoạt tải đứng do cầu trục : Áp lực thẳng đứng lớn nhất do 2 cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng : + Nhịp biên : y1 = 1 ,y2 = 1,6 / 6 =0.267 , y3 =4,1 / 6 =0.683 Dmax=1,1.175.(1+0.267+0.683 ) =375,38 (kN) + Nhịp giữa : y1 = 1 ,y2 = 1,6 / 6 =0.267 , y3 =4,1 / 6 =0.683 Dmax=1,1.235.(1+0.267+0.683 ) =504,08 (kN) 2.Hoạt tải do lực hãm của xe con : +Nhịp biên : Ttc1 =(Q+G) / 40 =(175+ 53) /40 =5,7 (kN). -Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột Tmax = 1,2.5,7.(1+0,267+0,683) = 13,34 (kN). + Nhịp giữa : Ttc2 =(Q+G) / 40 =(235+ 85) /40 =8 (kN). -Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột: Tmax = 1,2.8.(1+0,267+0,683) = 18,72 (kN). -Lực hãm ngang đặt cách vai cột 1 m. 2.6 .Hoạt tải gió : * Tải trọng gió tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình : W=n.Wo.k.C Trong đó W=83 (daN/m2) ( áp lực gió ở độ cao 10 (m) so với cốt chuẩn của mặt đất , phụ thuộc vào vùng phân bố áp lực gió tại Việt Nam , lấy theo tiêu chuẩn thiết kế 2737-1995 đối với khu vực TP.HCM có địa hình xung quanh trống trải (dạng địa hình A) -Hệ số vượt tải : n=1,2 Ở cao trình : +Đỉnh cột : +12,5 (m) hệ số k = 1,209. +Đỉnh mái: +20,41 (m) hệ số k =1,293 +Hệ số ktb = 1,25. -Hệ số khí động : Gio đẩy C=0,8 ; Gió hút = -0,6 Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang từ đỉnh cột trở xuống lấy là phân bố điều : +Gió đẩy : pđ =W.a =1,2.0,83.1,209.6.0,8 = 5,78( kN). +Gió hút : ph =W.a =1,2.0,83.1,209.6 .0,6= 4,33( kN). Tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập trung đặt tại đầu cột S1 ,S2 Với hệ số ktb = 1,25 . -Giá trị Ce1 tính với góc α =5 o ( do mái có độ dốc i=1/12 ) tỉ số -Nội suy được giá trị Ce1 = - 0.156 -Gía trị C’e1 tính với góc α =5 o ( do mái có độ dốc i=1/12 ) tỉ số Với ht’ = 20,41 - [12.tg(5o)]/2 =19,28 (m) Nội suy được giá trị Ce1 = - 0.281. -Gía trị Ce2 tính với góc α =5 o Nội suy được giá trị Ce2 = - 0,4 . -Gía trị S tính theo công thức sau : -Dựa vào hình xác định hi h1 = 14,7 -12,5 =2,2 (m) h2 = 16,41 - 14,7 =1,71 (m) h3 = h1’- 4- 14,7 = 19,89 - 4 - 14,7 = 1,19 (m) h4 = 4(m) h5 =(12.tg(5o ))/2 = 0,52 (m) Vậy : S1 =1,2.1,25.0.83.6.( 0,8.2,2 -0.156.1,71+0,5.1,71 -0.5.1,19 +0,7.4 -0.281.0,52 ) =32,92( kN). S2 =1,2.1,25.0,83.6.(0,4.0,52 +0,6.4 +0,5.1,19 -0.5.1,71 +0,5.1,71 +2,2.0,6 ) =33,78 ( kN). Phần 2 : XÁC ĐỊNH NỘI LỰC I.Các đặc trưng hình học : -Cột trục A : Ht = 3.65 (m) ; Hd = 9.35 (m) ; H= 13 (m). -Tiết diện cột trên : b =400 (mm); ht = 400 (mm). Phần cột dưới : b =400 (mm); ht = 800 (mm). Momen quán tính: Các thông số : -Cột trục B : Ht = 3.65 (m) ; Hd = 9.35 (m) ; H= 13 (m). -Tiết diện cột trên : b =400 (mm); ht = 600 (mm). Phần cột dưới : b =400 (mm); ht = 800 (mm). Momen quán tính: Các thông số : -Quy ước chiều dương của nội lực như hình vẽ : II.Nội lực do tĩnh tải mái gây ra : + Cột trục A: -Lực Gm1 gây ra momen ở đỉnh cột . M = - Gm1 .et = -245,3.0,05 = -12,265 (kNm) Tính R2 với M=- Gm1 .a =245,3.0,2 = -49,06 (kNm) R =R1 +R2 = -6.417 (kN) Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI =-12,27 (kNm) MII =-12,27 +6,417.3.65 = 11,16 (kNm) MIII =-245,3 .(0,2+0,05 )+6.417.3,65 = -37,9(kNm) MIV =-245,3 .(0,2+0,05 )+6.417.13 = 22,10 (kNm) N =245,3 (kN) Q =6,42 (kN) + Cột trục B: Gm = Gm1+ Gm2 =245,3 +350,8 =596,1 (kN) M = - Gm1 .et = 245,3.(-0,25) +350,8.(0,25)= 26,38(kNm) Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI =26,38 (kNm) MII =26,38 -3,27.3,65 = 14,44 (kNm) MIII = MII =14,44 (kNm) . MIV = 26,38 -3,27.13 = -16,13 (kNm) N =596,1 (kN) Q =-3,27 (kN) III. Nội lực do tĩnh tải dầm cầu trục : + Cột trục A: Gd đặt cách trục cột dưới một đoạn : M=Gd .ed =56,1.0,6 = 33,66 (kNm) Phản lực đầu cột : Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI =0(kNm) MII =-3,098 . 3,65= -11,3 (kNm) MIII =33,66 - 3,098.3,65 =22,35(kNm) MIV =33,66 - 3,098.13 = -6,61 (kNm) NI=NII = 0 (kN) ; NIII=NIV = 122,2 (kN) ; Q =-3,1 (kN) + Cột trục A: -Do tải trọng đặt đối xứng qua trục nên : MI=MII=MIII=MIV =0 ;Q=0 NI=NII = 0 (kN) ; NIII=NIV = 122,2 (kN) ; IV. Tổng nội lực do tĩnh tải : CỘT A CỘT B MA(kNm) NA(kN) MB(kNm) NB(kN) QIV =+ 3,32 (kN) QIV =- 3,27 (kN) VI. Hoạt tải mái : -Trục A : Sơ đồ tính như tính đối với Gm1 , nội lực xác định bằng cách nhân nội lực do Gm1 với tỉ số Pm/Gm1 = 64,35/245,3 =0,262 MI =-3,22 (kNm) MII =2,93 (kNm) MIII =-9,94 (kNm) . MIV =5,79 (kNm) N =245,3 (kN) Q =1,68 (kN) -Trục B : Tính riêng trường hợp đặt bên phải , bên trái + Trường hợp đặt bên phải : Momen do Pm2 gây ra tại đỉnh cột M = Pm2 .e = 81,9.0,15 = 12,285 (kNm) MI =12,29 (kNm) MII =14,44.0,466 = 6,72 (kNm) MIII = MII =6,72 (kNm) . MIV = -16,13.0,466 = -7,52 (kNm) N =81,9 (kN) Q = -3,27.0,466 = -1,52 (kN) + Trường hợp đặt bên trái : Momen do Pm1 gây ra tại đỉnh cột M = Pm2 .e = 64,35.0,15 = 9,65(kNm) MI =-9,65(kNm) MII =-14,44.0,366 =-5,28 (kNm) CỘT TRÁI CỘT PHẢI MIII = MII = -5,28(kNm) . MIV = 16,13.0,366 =5,92 (kNm) N =64,35 (kN) Q = 3,27.0,366 =1,2 (kN) VI.Nội lực do hoạt tải đứng dầm cầu trục : -Truc A : -Sơ đồ tính giống như tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd , nội lực được xác định bằng cách nhân nội lực do Gd gây ra với tỉ số : MI =0(kNm) MII =-11,3.6,69 =-75,6 (kNm) MIII = 22,35.6,69 = 149,5(kNm) . MIV = -6,61.6,69 =-44,22 (kNm) N =375,38 (kN) Q = -3,1.6,69 =-20,73 (kN) -Truc B : Tính riêng cho từng trường hợp do cầu trục bên trái và bên phải +Trường hợp nội lực do cầu trục phía bên phải : Dmax = 504,08 (kN) M= Dmax .ed =504,08.1 = 504,08 (kNm) Phản lực đầu cột : Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI =0(kNm) MII =-52 . 3,65= -189,8 (kNm) MIII =-52.3,65 + 504,08 =314,28(kNm) MIV =504,08 - 52.13 = -171,92 (kNm) NI=NII = 0 (kN) ; NIII=NIV = 504,08 (kN) ; Q =-52 (kN) +Trường hợp nội lực do cầu trục phía bên trái : Xác định nội lực trong các tiết diện cột : MI =0(kNm) MII =143,34 (kNm) MIII =-234,04(kNm) MIV = 128,03 (kNm) NI=NII = 0 (kN) ; NIII=NIV = 375,38 (kN) ; Q =38,72 (kN) CỘT TRÁI CỘT PHẢI VII.Nội lực do lực hãm ngang : -Lực Tmax đặt cách đỉnh cột một đoạn : y =D-V-Hc =12500-8850-1000 =2,65 (m) Có .Ta có y = 0,7.Ht Phản lực đầu cột là : -Nhịp biên : Tmax =13,34 (kN) -Nhịp giữa : Tmax =18,72 (kN) +Trục A : R = 8,31 (kN). MI =0 (kNm) My = 8,31.2,65 =22,02(kNm) MIII = MII = 8,31.3,65-13,34.1 =16,98(kNm) . MIV = 8,31.13-13,34.(13-2,65) =-30,07 (kNm). Q = 8,31-13,34 =-5,03 (kN). +Trục B : -Ta xét trường hợp cột B chịu tác dụng do lực hãm của cầu trục bên phải và cầu trục bên trái . -Trường hợp lực hãm do cầu trục bên phải Tmax =18,72 (kN) R = 13,07 (kN). MI =0 (kNm) My = 13,07.2,65 =34,63(kNm) MIII = MII = 13,07.3,65-18,72.1 =28,98(kNm) . MIV = 13,07.13-18,72.(13-2,65) =-23,87 (kNm). Q = 13,07-18,72 =-5,65 (kN). -Trường hợp lực hãm do cầu trục bên trái Tmax =13,34 (kN) R = 9,31 (kN). MI =0 (kNm) My = 9,31.2,65 =24,67(kNm) MIII = MII = 9,31.3,65-13,34.1 =20,65(kNm) . MIV = 9,31.13-13,34.(13-2,65) =-17,01 (kNm). Q = 9,31-13,34 =-4,03 (kN). VIII. Nội lực do tải trọng gió gây ra : +Trục A : -Áp lực gió đẩy Pđ = 5,78 ((kN/m) ,áp lực gió hút Ph = 4,33 ((kN/m) S1=32,92(kN). S2= 33,78 (kN). R4 = R1+Ph/Pđ = 19,07 (kN). R = R1+R4+S+S’ = 25,46+19,07 +32,92+33,78 = 111,23 (kN). Phản lực liên kết do đỉnh cột chuyển vị một đoạn D =1 được tính bằng : r = r1 + r2 + r3 + r4 r1 = r4 = r2= r3 = r = 2(r1 + r2) = Phản lực tại các đỉnh cột trong hệ : RA = R1 + r1´D = RD= R4 + r1´D = RB= Rc = r2´D = Nội lực tại các tiết diện : + Cột A: MI = 0 MII= MIII = MIV= NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV= pd´H - RA = 5,78´13 +0,76 = 75,90(kN) + Cột D : MI= 0 MII= MIII = MIV= NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV= ph´H - RD = 4,33´13 - (-7,15 )= 63,44 (kN ) + Cột B,C: MI= 0 MII= MIII = -RB´Ht = 29,39´3.65 = 107,29 kNm MIV= -RB´H = 29,39´13 = 382,11 kNm NI = NII = NIII = NIV = 0 QIV= -RB = 29,39 kN Biểu đồ gió thổi từ trái sang phải TÊN CỘT TD NL TĨNH TẢI HT MÁI HOẠT TẢI CÂU TRỤC GIÓ TỔ HỢP CƠ BẢN 1 TỔ HỢP CƠ BẢN 2 Nhịp biên Nhịp giữa Dmax(T) Tmax(P) Dmax(P) Tmax(P) Trái Phải Mmax_N Mmin_N Nmax_M Mmax_N Mmin_N Nmax_M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A I 4,6 M -12,27 -3,22 0 0 0 0 -15,48 N 245,3 64,4 0 0 0 0 309,65 II 4,11 4,9 4,6 4,6,11 4,9,10,12 4,6,9,10,12 M -0,15 2,93 -75,66 16,98 41,29 -54,94 41.137 -75.808 2.775 39.642 -120.467 -117.833 N 261,36 64,4 0 0 0 0 261.36 261.36 325.71 319.275 261.36 319.275 III 4,9 4,12 4,9 4,9,10,11 4,6,12 4,6,9,10,11 M -15,55 -9,94 149,57 16,98 41,29 -54,94 134.02 -70.492 134.02 171.506 -73.948 162.557 N 317,46 64,4 375,38 0 0 0 692.84 317.46 692.84 655.302 375.375 713.217 IV 4,11 4,12 4,9 4,6,9,1011 4,9,10,12 4,6,9,10,12 M 15,50 5,79 -44,23 -30,07 498,33 -458,84 513.812 -443.357 -28.754 458.362 -454.316 -449.101 N 403,26 64,4 375,38 0 0 0 403.26 403.26 778.64 748.341 690.426 799.017 Q 3,32 1,68 -20,73 -5,03 75,9 -63,44 79.222 -60.121 -17.409 61.14 -73.484 -75.447 B I 4,6 4,5 4,6 4,6 4,5,6 M 26,38 -9,65 12,3 0 0 0 0 0 0 38.66 16.7225 38.66 37.432 28.744 N 596,1 64,35 81,9 0 0 0 0 0 0 678 660.45 678 669.81 727.725 II 4,7 4,9, 4,6 4,6,7,8,11 4,5,9,10,12 4,5,6,7,8,11 M 14,4 -5,28 6,72 141,3 28,98 -189,8 28,98 107,29 -107,29 155.772 -175.373 21.15 247.33 -254.247 242.577 N 620,2 64,35 81,9 0 0 0 0 0 0 620.19 620.19 702.09 693.9 678.105 751.815 III 4,9 4,7 4,9 4,6,9,10, 11 4,5,7,8,12 4,5,6,7,8,9,10,11 M 14,4 -5,28 6,72 -234 28,98 314,28 28,98 107,29 -107,29 328.707 -219.608 328.707 379.625 -288.086 199.345 N 732,3 64,35 81,9 375,4 0 504,08 0 0 0 1236.47 1107.77 1236.47 1191.721 1077.471 1418.075 IV 4,11 4,12 4,9 4,5,7,8,11 4,6,9,10,12 4,5,6,7,8,9,10,12 M -16,18 -5,92 7,53 128 -23,87 -171,93 -23,87 382,12 382,12 365.942 -398.284 -188.101 449.265 -516.64 -419.26 N 832,27 64,35 81,9 375,4 0 504,08 0 0 0 832.27 832.27 1336.35 1177.351 1291.601 1517.955 Q -3,27 1,2 -1,52 38,72 -5,65 -52 -5,65 29,39 -29,39 26.121 -32.666 -55.274 58.207 -75.203 -45.507 TÍNH TOÁN CỘT Chọn vật liệu : -Bê tông B20 có Rbt =11,5.103 kN/m2 ; Rbt =900 (kN/m2 ) ;Eb = 27.106 (kN/m2) - Thép AII có Rs = 280000 (kN/m2) ; Es = 2,1.108 (kN/m2) . I.TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỘT TRỤC A : 1.Phần cột trên : -Chiều dài tính toán Lo = 2,5.Ht = 2,5.3,65 = 9,125 (m) -Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h =40 (cm) -Gỉa thuyết chọn a=a’ = 4 (cm) , suy ra : ho= 40- 4 = 36 (cm). ho= 40- 4 = 36 (cm). Độ mảnh: =>Cần xét đến uốn dọc và tải dài hạn . Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất. Cặp M(kNm) N(kN) e01=M/N (m) e0=e01+ea (m) Mdh Ndh 1 -75,81 261,36 0,2901 0,3034 -0,151 261,36 2 -120,47 261,36 0,4609 0,4742 -0,151 261,36 3 -117,83 319,28 0,3691 0,3824 -0,151 261,36 - -Chọn ea =1,33 (cm). a) Tính với cặp 2 : Giả thuyết Suy ra : Ta tính cho trường hợp nén lệch tâm lớn : Chọn cốt thép theo cấu tạo : A’s : 2F16 (4,02 (cm2) ) Kiểm tra Chọn 3F 25+ 3F 28 (As = 33,2 (cm2) ) Kích thước cột đã chọn là hợp lí . Chấp nhận cốt thép đã chọn . Vậy : Cốt thép chịu kéo As : 3F 25+ 3F 28 ( 33,2 cm2 ) nằm bên phải ; cốt thép chịu nén A’s :2 F16 ( 4,02 cm2 ) nằm bên trái cột . b) Tính với cặp 1: -Do cặp 1 có momen cùng dấu với cặp 2 nên cốt thép dung để tính cho cặp 1 như sau : As : 3F 25+ 3F 28 ( 33,2 cm2 ) ; A’s :2 F16 ( 4,02 cm2 ) Suy ra : Ta tính cho trường hợp nén lệch tâm lớn : Tính cốt thép không đối xứng A’s =4,02 (cm2) ( cột đủ khả năng chịu lực ). Chọn As: 3F 25+ 3F 28 (As = 33,2 cm2) ; A’s : 2F16 (4,02 cm2 ) c) Tính với cặp 3: -Do cặp 1 có momen cùng dấu với cặp 2 nên cốt thép dung để tính cho cặp 1 như sau : As : 3F 25+ 3F 28 ( 33,2 cm2 ) ; A’s :2 F16 ( 4,02 cm2 ) Suy ra : Ta tính cho trường hợp nén lệch tâm lớn : Tính cốt thép không đối xứng A’s =4,02 (cm2) ( cột đủ khả năng chịu lực ). Chọn As: 3F 25+ 3F 28 (As = 33,2 cm2) ; A’s : 2F16 (4,02 cm2 ) 2. Phần cột dưới : -Chiều dài tính toán Lo = 1,5.Hd = 1,5.9,35 = 14,024 (m) -Kích thước tiết diện cột chọn : b = 40 (cm) ;h =80 (cm) -Gỉa thuyết chọn a=a’ = 4 (cm) , suy ra : ho= 40- 4 = 36 (cm). ho= 80- 4 = 76 (cm). Độ mảnh =>Cần xét đến uốn dọc và tải dài hạn . Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất. Cặp M(kNm) N(kN) e01=M/N (m) e0=e01+ea (m) Mdh Ndh 1 513.812 403.26 1.2741 1.3008 15.47911 403.26 2 -454.316 690.426 0.658 0.6847 15.47911 403.26 3 -449.101 799.017 0.5621 0.5888 15.47911 403.26 - -Chọn ea =2,67 (cm). a) Tính với cặp 1 : Giả thuyết a) Tính với cặp 2: Giả thuyết Chọn cốt thép cho cột dưới : As= A’s: 2F 25+ 2F 28 (As = 22,13 cm2) Cấu tạo : Cột dưới có h > 500 (mm) , nên giữa cần đặt cốt giá , khoảng cách giữa các cốt dọc theo phương cạnh h là ; Sd=(ho-a’) / 2 = 360 (mm) < 400 (mm) ( thỏa mãn ). Diện tích tiết diện thanh cốt giá không nhỏ hơn : 0,0005.b.sd =0,0005.400.360 = 72 (mm2) . Chọn thép 2F 12 làm cốt giá . 3. Tính toán các điều kiện khác : a) Kiểm tra khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn : -Chiều dài tính toán Lo =1,2.Hd =1,2.9,35 = 11,22 (m)l Độ mãnh :l = = 28,05 Vậy :Cột đủ khả năng chịu lực ngoài mặt phẳng uốn . b) Kiểm tra khả năng chịu cắt : -Vậy :Bê tông đủ khả năng chịu cắt. -Chọn cốt đai theo cấu tạo F8a200 c) Kiểm tra về nén cục bộ : Đỉnh cột chịu nén do mái truyền vào : Bề rộng dầm mái kê lên cột 24 (cm) và dài 26 (cm) Hệ số tăng cường độ : Cường độ nén tính toán cục bộ của bê tông : Ta có : N = 309,65 (kN) <y.Rb.loc .Fcb =0,75.12834.0,0624 = 600,63 (kN) (thỏa mãn điều kiện về khả năng nén cục bộ ). +Theo cấu tạo ta gia cố đầu cột bằng 4 lưới ô d6 , kích thước ô lưới 60 x 60 (mm). d) Tính toán vai cột : -Chiều cao làm việc : ho = 1000-40 = 960 (mm) - Kích thước vai cột :hv = 600(mm) ; lv = 400(mm). -Lực tác dụng lên vai cột : a.Kiểm tra kích thước vai cột : -Sơ đồ tính công conson ngắn -Chọn cốt đai d8 , khoảng cách 150 (mm) , thỏa mãn không quá h/4 =250 (mm) . Kích thước vai cột đạt yêu cầu . -Cầu trục chế độ làm việc trung bình , Kv =1 -Khoảng cách từ lực P đến mép cột dưới av = 1000-800 =200 (mm) (đạt ) b. Tính cốt dọc : Momen uốn tại tiết diện mép cột 1-1 : Tính cốt thép với momen tăng 25 % -Chọn 2d16 (4,02 cm2 ). c.Tính cốt đai ,cốt xiên : P =431,48 (kN). Phải tính cốt đai và cốt xiên h=1000 (mm) > 2,5.av =500 (mm) chọn cốt xiên và cốt đai ngang . -Chọn cốt đai d8a150 , thỏa mãn điều kiện Diện tích cốt xiên cắt qua phân nửa trên vai cột không bé hơn : -Chiều dài đoạn cốt xiên :L =1000 (mm) . -Chọn 2d18 + 1d20 đặt thành 2 lớp , thõa mãn lớn hơn 25 và Lx =1000 / 15= 67 (mm) d) Tính kiểm tra ép mặt lên vai : Lực nén lớn nhất một dầm truyền vào vai là: N=0,5.Gd +Dmax1 Dmax1 tính tương tự phần vai cột của cột giữa Dmax1 = Pmax.(y1 +y3 ) = 1,1 .175.(1+0,683 ) = 323,98 (kN) => N=0,5.56,1 + 323,98 = 463,11 (kN) Bề rộng cánh dưới dầm cầu trục là 400( mm), đoạn gối dầm lên vai là 180( mm) Aloc.1 = 400.180 =72000 (mm2) Aloc.2 =580.180 =104400(mm2) Hệ số tăng cường độ : Cường độ nén tính toán cục bộ của bê tô