phan mem do an be tong ii

Số liệu đồ án:

Chiều dài nhịp

24 met.

24 met.

Cửa trờiRộng 12 met.Cao 4 met.

Chiều cao giữa dàn, đầu dàn:

3 met.

2 met.

Cao trình ray

R = 7 met.

Chế độ làm việc

chế độ làm việc trung bình

Sức trục Q = 20 tấn.

Bước cột a = 6 met.

Địa điểm xậy dựng

Đà Nẵng

L1= L3=

L2=

hg =

hđ = Q = 20t Q = 20t

2400024000

17.06m

13.06m

9.55m

7m

5.85m

±0.00

-0.5

A B

Đây là chương trình chạy toàn bộ thuyết minh đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép. Người sử dụng đơn thuần chỉ nhập số liệu giảng viên đã cho vào các ô màu hồng và kiểm tra ở các ô màu xanh. Các bạn hoàn toàn thừa hưởng một bộ thuyết minh hoàn chỉnh. Nếu trong quá trình làm việc gặp vấn đề khó khăn hảy liên hệ tác giả.Chúc các bạn thành công!!!

Đây là chương trình chạy toàn bộ thuyết minh đồ án kết cấu nhà bê tông cốt thép. Người sử dụng đơn thuần chỉ nhập số liệu giảng viên đã cho vào các ô màu hồng và kiểm tra ở các ô màu xanh. Các bạn hoàn toàn thừa hưởng một bộ thuyết minh hoàn chỉnh. Nếu trong quá trình làm việc gặp vấn đề khó khăn hảy liên hệ tác giả.Chúc các bạn thành công!!!

Người thực hiện: Dương Tấn ToànNơi sinh: Hiệp Đức - Quảng NamNơi ở: An Khê - Thanh Khê - Đà NẳngSinh ngày: 18/05/1986SĐT: 0935.888.045 & 0983.773.674Yahoo: happyday_httGmail : [email protected]ày viết: 5/3/2010Ngày hoàn thiện: 8/4/2010


NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BA NHỊP MỘT CỬA TRỜINHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BA NHỊP MỘT CỬA TRỜI

Chương trình được thưc hiện dựa trên tài liêu: Thiết kế khung ngang NCN 1 tầng BTCT lắp ghép (tiêu chuẩn 356-2005) Ts. Vương Ngọc Lưu (Chủ biên) Ths. Đỗ Thị Lập - Ths. Doàn Trung Kiên

Chương trình được thưc hiện dựa trên tài liêu: Thiết kế khung ngang NCN 1 tầng BTCT lắp ghép (tiêu chuẩn 356-2005) Ts. Vương Ngọc Lưu (Chủ biên) Ths. Đỗ Thị Lập - Ths. Doàn Trung Kiên

Click

Thuyết minhĐà Nẵng, ngày 23 tháng 5 năm 2011Đà Nẵng, ngày 23 tháng 5 năm 2011

Số liệu cho trước:Nhà công nghiệp một tầng lắp ghép, ba nhịp, L1= L3= 24m, L2= 24m. cùng cao trình ray R = 7m,

ở mỗi nhịp có hai cầu trục chạy điện chế độ làm việc trung bình, sức trục Q = 20t. Bước cột a = 6m.Mặt cắt ngang và một số chi tiết cấu tạo như hình vẽ. Chiều dài khối nhiệt độ là 60m. Mái cứng bằng panel sườn.Tường bao che là tường tự mang bằng gạch xây dày 220mm. Địa điểm xây dựng công trình: Đà Nẵng. Yêu cầu tính toán cột khung ngang

Với sức trục Q ≤ 300kN, các trục định vị được xác định như sau:Theo phương ngang nhà, các trục biên (trục A, D) được lấy trùng với mép ngoài cột biên, các trục giữa (trục B,C)

được lấy trùng với trục cột.Theo phương dọc nhà, các trục giữa (trục 1, 2, 3, 4, 5, 6) vị trí các của các trục trùng với trục cột, với trục ở hai đầu

ở khối nhiệt độ (trục 1, 7) trục cột được lấy lùi vào 500mm so với trục định vị.Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị của cột được chọn sơ bộ: λ = 750mm = 0.75m.

I. Lựa chọn kích thước của các cấu kiện:

1. Chọn kết cấu mái:Với nhịp L1= L3= 24m, L2= 24m, có thể chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình thang dàn gãy khúc

hoặc dạng vòm. Ở đây chọn dàn gãy khúc

= (1/7 ÷ 1/9)L = (3.429 ÷ 2.667)m, 3 m.

= hg - i x (L/2) = 3 - 1/12 x 12 = 2m, 2 m.

Chiều cao giữa dàn: hg ta chọn hg =

Chiều cao đầu dàn: hđ ta chọn hđ =

hình vẽ: Trục định vị của khung ngang

2400024000

17.06m

13.06m

9.55m

7m

5.85m

±0.00

-0.5

Q = 20t Q = 20t

A B



NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BA NHỊP MỘT CỬA TRỜINHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG BA NHỊP MỘT CỬA TRỜI

Trở về hướng dẩn sử dụngTrở về hướng dẩn sử dụng

với độ dốc thanh cánh thượng của dàn: i = 1/12

96 kNVới nhịp L ≥ 18m, chọn cửa trời có nhịp 12m, chiều cao cửa trời 4m.

Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống như sau:

- hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót 5 cm.

- lớp bêtông nhẹ cách nhiệt dày 12 cm.

- lớp bêtông chống thấm bề dày 4 cm.

- panel mái dạng panel sườn, kích thước 6 x 1.5m dày 30 cm.

Tổng chiều dày của lớp mái: t = 5 + 12 + 4 + 30 = 51cm.

2. Chọn dầm cầu trục:Với nhịp dầm cầu trục 6m, sức trục 20t, chọn dầm cầu trục theo thiết kế định hình ở bảng Phụ lục 12.3

sách THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG BẰNG BÊ TÔNG LẮP GHÉP (Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội 2009), của ts: VƯƠNG NGỌC LƯU và th.s ĐỖ THỊ LẬP, Ths: ĐOÀN TRUNG KIÊN. Ta có đượcHc = 1000mm, b = 200mm, bc = 570mm, hc = 120mm, trọng lượng 4.2t

3. Xác định các kích thước chiều cao của nhà:Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt ±0.00 để xác định các kích thước khác.

R - cao trình ray đã cho R = 7m,

0.15 m.

Hc - chiều cao dầm cần trục Hc = 1m V = 7 - (0.15 + 1) = 5.85m.

Hct - chiều cao cần trục tra bảng 2 phụ lục I với sức trục Q = 20t, có Hct = 2.4m

0.15 đảm bảo a1 > 0.1m

Trọng lượng tiêu chuẩn của dàn Gcdan =

Cao trình vai cột. V = R - (Hr - Hc)

Hr - chiều cao ray và lớp đệm, Hr =

Cao trình đỉnh cột. D = R + Hct +α1

α1 - khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái,α1 =

hình vẽ: Tiết diện ngang dầm cầu trục và thanh ray

20

hình vẽ: Dàn mài hình thang

2000

3000

2400020

1000

150

120

570

200

D = 7 + 2.4 + 0.15 = 9.55m.

h - chiều cao kết cấu mang lực mái: h = 3m hcm - chiều cao cửa mái: hcm = 4m t - tổng chiều dày các lớp mái: h = 0.51m

Cao trình đỉnh mái ở nhịp giữa có cửa mái: M2 = 9.55 + 3 + 4 + 0.51 = 17.06 mCao trình đỉnh mái ở nhịp biên không có cửa mái: M1 = 9.55 + 3 + 0.51 = 13.06 m

4. Kích thước cột:

9.55 - 5.85 = 3.7m.

5.85 + 0.5 = 6.35m.

0.5 m.

Kích thước tiết diện cột như sau:

- Bề rộng cột b chọn theo thiết kế định hình thống nhất cho toàn bộ pần cột trên và cột dưới cho cả cột biên lẫn cột

giữa b = 40 cm, thoả mãn điều kiện 6.35 / 0.4 = 15.88 < 25

- Phần cột biên:

40 cm, thoả mãn điều kiện

75 - 40 - 26 = 9cm. > 6cm.λ - khoảng cách từ trục định vị (mép cột biên) đến tim dầm cầu trục, λ = 75 cm.

26cm.


hd > Hd / 14 = 6.35 / 14 = 0.45m

- Phần cột giữa:


75 - 60/2 - 26 = 19cm. > 6cm.λ - khoảng cách từ trục định vị (mép cột giữa) đến tim dầm cầu trục, λ = 75 cm.

26cm.


hd > Hd / 14 = 6.35 / 14 = 0.45m

60 cm, thoả mãn điều kiện ( Với Q = 20, hv ≥ 600 )

khoảng cách từ trục định vị đến mép vai là 100cm, góc nghiêng 45 độ

Cao trình đỉnh mái. M = D + h +hcm + t

Chiều dài cột trên: Ht = D - V =

Chiều dài cột dưới: Hd = V - α2 =

α2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, cho α2 =

Hd / b =

+ Chiều cao tiết diện phần trên ht =

α4 = λ - ht - B1 =

B1 - khoảng cách từ tim dầm đến mép cầu trục, tra bảng phụ lục I ta có B1 =

+ Chiều cao tiết diện phần cột dưới hd =

+ Chiều cao tiết diện phần trên ht =

α5 = λ - hd - B1 =

B1 - khoảng cách từ tim dầm đến mép cầu trục, tra bảng phụ lục I ta có B1 =

+ Chiều cao tiết diện phần cột dưới hd =

- Kích thước vai cột chọn ta hv =

III

45

600

II - II

400

400

400

II

I I

1000600

400

400

1085

0

6350

3700

45

1085

0

6350

3700

II

I - I

1200600

600

III - III

600

400

III

IVIV

IV - IV

400

II. Xác định tải trọng:1. Tỉnh tải mái:

Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân của các lớp mái tác dụng lên một mét vuông mặt bằng mái xác định theobảng sau:

TT Các lớp máiTải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính

vượt tải

1 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa 5 cm

γ = 1800 90 1.3 117

0.05 x 1800

2 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt 12 cm

γ = 1200 144 1.3 187.2

0.12 x 1200

3 Lớp bê tông chống thấm, dày 4 cm

γ = 2500 100 1.1 110

0.04 x 2500

4 Panel 6 x 1.5 m, trọng lượng một tấm kể cả

bê tông chèn khe 1.7 t. 189 1.1 207.9

1700/9

5 Tổng cộng 523 622.1

a. Phần nhịp giữa:

Tỉnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhip giữa có L2 = 24m, lấy theo bảng 1.2.1 là 9.6 tấn, hệ số vượt

tải n = 1.1

9.6 x 1.1 = 10.56 tấn.

Trọng lượng khung cửa mái rông 12m, cao 4m, có trọng lượng (2.2 ÷ 2.8)t,chọn 2.8t, n= 1.1

2.8 x 1.1 = 3.1 tấn.

Trọng lượng kính và kung cửa kính có trọng lượng (gk = 400 ÷ 500 kg/m) chọn 500 kG/m, n = 1.2

500 x 1.2 = 600

= 0.5 x (10.56 + 0.622 x 6 x 24 + 3.1 + 2 x 0.6 x 6) = 55.221 tấn

b. Phần nhịp biên:

Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhip giữa có L1 = L3 = 24m, lấy theo bảng 1.2.1 là 9.6 tấn, hệ số vượt

tải n = 1.1

9.6 x 1.1 = 10.56 tấn.

= 0.5 x (10.56 + 0.622 x 6 x 24) = 50.071 tấn

2. Tỉnh tải do dầm cầu trục:

Trọng lượng bản thân dầm cầu trục là: 4.2 tấn

chuẩn KG/m2 toán KG/m2

KG/m2

KG/m2

KG/m2

G1 =

G2 =

gk =

Tĩnh tải mái quy về lực tập trung Gm2 tác dụng ở nhịp giữa có cửa mái

Gm2 = 0.5 (G1 + g a L + G2 + 2gk a )

G1 =

Tĩnh tải mái quy về lực tập trung Gm2 tác dụng ở nhịp giữa có cửa mái

Gm1 = 0.5 (G1 + g a L)

Các lực Gm1, Gm2 đặt cách trục định vị 0.15 m.

Gd = Gc + α gr

Gc -

gr - Trọng lượng ray và các lớp đệm trên 1 mét dài ( qk = 150 ÷ 200 kG/m ) lấy 200 kG/m

800

hình vẽ: Các kích thước cột A và cột B

600

400

800

A D B C

800

400

1.1 (4.2 + 6 x 0.2) = 5.94 tấn

3. Tỉnh tải do trọng lượng bản thân cột: Tĩnh tải nay tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột.

a. Cột biên có:

= 0.4 x 0.4 x 3.7 x 2.5 x 1.1 = 1.628 tấn

= [0.6 x 0.4 x 6.35 + 0.4 x (0.6 + 1)/2 x 0.4] x 2.5 x 1.1 = 4.543 tấn b. Cột giữa có:

= 0.6 x 0.4 x 3.7 x 2.5 x 1.1 = 2.442 tấn

=[0.8 x 0.4 x 6.35 + 0.4 x (0.6 + 1.2) x 0.6] x 2.5 x 1.1 = 6.776 tấn 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:

-Nhịp biên có L1 = L3 = 24 m

0.5 x 1.3 x 75 x 6 x 24 = 7020 kG = 7.02 tấn -Nhịp giữa có L2 = 24 m

0.5 x 1.3 x 75 x 6 x 24 = 7020 kG = 7.02 tấn

5. Hoạt tải cầu trục: a. Hoạt tải đứng do cầu trục:

Với số liệu cầu trục đã cho Q = 20 tấn. nhịp biên có L1 = L3 = 24m có chiều dài lớn hơn nên ta chọn L = 24)-Nhịp biên có L1 = L3 = 24 m

24 - 2 x 75 = 22.5 m, chế độ làm việc trung bình, tra bảng phụ lục I ta có các số liệu như sau:

Bề rộng cầu trục: B = 6.3 mét.Khoảng cách hai bánh xe: K = 4.4 métTrọng lượng xe con: G = 8.5 tấn

22 tấn.Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 - 1995, n = 1.1

lực như hình sau:

Vậy Gd =

Tải trọng Gd đặt các trục định vị 0.17m.

Cột trên: Gt

Cột dưới: Gd

Cột trên: Gt

Cột dưới: Gd

Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên một mét vuông mặt bằng mái lấy 75 kG/m2, n = 1.3. Hoạt tải này

đưa về thành lực tập trung Pm đặt ở đầu cột.

Pm1 = 0.5 x n x pm x a x L =

Pm2 = 0.5 x n x pm x a x L =

Vị trí từng Pm đặt trùng với vị trí của từng Gm.

Nhịp cầu trục Lk1 = L - 2λ =

Áp lực tiêu chuẩn lên mổi bánh xe cầu trục là: Pcmax =

Áp lực thẳng đứng lên hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng phản

Dmax1 = n x Pcmax x Σyi

Các tung độ yi của đường ảnh hưởng ứng với vị trí các lực tập trung Pcmax xác định theo tam giác đồng dạng:

4.11.9

6 6

1.6

B = 6.3

K = 4.4

B = 6.3

K = 4.4

y1 = 1 ; y2 = 1.6/6 = 0.267 ; y3 = 4.1/6 = 0.683

1.1 x 22 x ( 1 + 0.267 + 0.683 ) = 47.19 tấn

-Nhịp giữa có L2 = 24 m

24 - 2 x 75 = 23 m, chế độ làm việc trung bình, tra bảng phụ lục I ta có các số liệu như sau:

Bề rộng cầu trục: B = 6.3 mét.Khoảng cách hai bánh xe: K = 4.4 métTrọng lượng xe con: G = 8.5 tấn

22 tấn.Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 - 1995, n = 1.1

lực như hình sau:

y1 = 1 ; y2 = 1.6/6 = 0.267 ; y3 = 4.1/6 = 0.683

1.1 x 22 x ( 1 + 0.267 + 0.683 ) = 47.19 tấn

b. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con: - Lực hãm ngang do một banh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm xác định theo công thức:

+ Nhịp biên có L1 = L3 = 24 m

(20 + 8.5) / 40 = 0.713 tấn+ Nhịp giữa có L2 = 24 m

(20 + 8.5) / 40 = 0.713 tấn

Dmax1 =

Điểm đặt của Dmax2 trùng với điểm đặt của Gd

Nhịp cầu trục Lk2 = L - 2λ =

Áp lực tiêu chuẩn lên mổi bánh xe cầu trục là: Pcmax =

Áp lực thẳng đứng lên hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng phản

Dmax2 = n x Pcmax x Σyi

Các tung độ yi của đường ảnh hưởng ứng với vị trí các lực tập trung Pcmax xác định theo tam giác đồng dạng:

Dmax2 =

Điểm đặt của Dmax2 trùng với điểm đặt của Gd

T1c = (Q + G) / 40 =

T1c = (Q + G) / 40 =

hình 1: Sơ đồ xác định Dmax

y2 y1 = 1 y3

K = 4.4

4.11.9

6 6

1.6

B = 6.3

K = 4.4

B = 6.3

y2 y1 = 1 y3

hình 2: Sơ đồ xác định Dmax

+ Nhịp biên có L1 = L3 = 24 m

1.1 x 0.713 x (1 + 0.267 + 0.683) = 1.529 tấn.+ Nhịp giữa có L2 = 24 m

1.1 x 0.713 x (1 + 0.267 + 0.683) = 1.529 tấn.

một đoạn y = 3.7 - 1 = 2.7 mét

6. Hoạt tải do gió :

Giá trị tính toán thành phần tĩnh tải của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:

Trong đó n - Hệ số vượt tải n = 1.2

Áp lực gió ở độ cao 10 mét, theo tiêu chuân TCVN 2737 - 1995 thì Đà Nẵng thuộc vùng III B nên áp lực W0 tra ở bảng 1 phụ lục II là 125 kG/ m2

k - Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào địa hình. Để đơn giản trong tính toán,coi như hệ số k không thay đổi trong phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột và từ đỉnh cột cho đến đỉnh mái. + Mức đỉnh cột có cao trình +9.55 mét có k =0.989+ Mức đỉnh mái có cao trình +17.06 mét có k =1.101

C - Hệ số khi động, được xác định phụ thuộc vào hình dáng bề mặt đón gió, với nhà công nghiệp một tầng 3 nhịp, ởgiữa có cửa trời chạy suốt chiều dài nhà, nhà có tường xây kín xung quanh hệ số khí động C được xác định theo sơ đồ 16bảng 6 trong tiêu chuẩn TCVN 2737 - 95, như hình vẽ dưới đây:

nghiêng α của mái và tỷ lệ giữa chiều cao của đầu mái nghiêng với nhịp giữa nhà (H/L). Với tangα = (3-2)/12 = 0.083

suy ra α = 4.74 độ, tỷ số H/L = (9.55 + 2) / 72 = 0.16, nội suy có -0.142

Xác định chiều cao của các đoạn mái:Chiều cao đầu dàn mái (từ đỉnh cột đến đầu dàn mái):

2 + 0.51 = 2.51m.

- Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với Dmax

Tmax = n x T1c x Σy1 =

Tmax = n x T1c x Σy1 =

Xem lực Tmax đặt lên cột ở mức mặt trên dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1 mét và các đỉnh cột

W = n x W0 x k x C

W0 -

Trong các hệ số khí động tác dụng lên các phần mái thì có hệ số Ce1 chưa biết, hệ số này phụ thuộc vào góc

Ce1 =

hm1 = hd + t =

Hướng gió

-0.4

-0.6 -0.6

hm4

hm5

hm1

C1 = -0.142

-0.4

-0.4-0.5-0.6-0.6 -0.3

+0.8

24 2424

4.74 3

2

A B C D

+0.3 -0.6

hình 3: Sơ đồ xác định hệ số khí động trên mái

Pd

S1

Ph

S2

hm2

hm3

3 - 2 = 1mChiều cao từ đầu dàn mái đến chân cửa trời:

= (3 - 2) x [(24 - 12) / 24] = 0.5m.Chiều dài từ chân của trời đến đầu của trời:

4m.

3 - 2 - 0.5 = 0.5m

cột A, một nửa tập trung ở đỉnh cột D. (Hoặc có thể tính toán toàn bộ thành phần tải trọng gió tác dụng lên mái W và đặt ở một đỉnh cột bất kỳ)

Phía gió đẩy:

= 1.2 x 1.101 x 125 x 6 x [0.8 x 2.51 + (-0.142) x 1 + 0.6 x 1 + (-0.3) x 0.5 + 0.3 x 4 + (-0.6) x 0.5]= 3187 kG = 31.87 kN

Phía gió hút:

= 1.2 x 1.101 x 125 x 6 x [0.6 x 0.5 + 0.6 x 4 + 0.6 x 0.5 + (-0.5) x 1 + 0.4 x 1 + 0.4 x 2.51]= 3868 kG = 38.68 kN

Tải trọng gió tác dụng lên cột trục A và D được quy về thành tải trọng phân bố đều theo chiều dài cột:Phía gió đẩy:

1.2 x 1.101 x 125 x 6 x 0.8 = 793 kG/m = 7.93 kN/mPhía gió hút:

1.2 x 1.101 x 125 x 6 x 0.6 = 595 kG/m = 5.95 kN/m

II. Xác định nội lực:Nhà ba nhịp có mái cứng, cao trình bằng nhau khi tính với tải trọng đứng và lực hãm của cần trục được phép bỏ

qua chuyển vị ngang ở đỉnh cột, tính với các cột độc lập. Khi tính với tải trọng gió phải kể đến chuyển vị ngang đỉnh cột.

1. Các đặc trưng hình học: a. Cột trục A:

Ht = 3.7 m; Hd = 6.35 m; H = 3.7 + 6.35 = 10.05 mTiết diện phần cột trên b = 40cm; ht = 40cmTiết diện phần cột dưới b = 40cm; hd = 60cm

Mômen quán tính

40 x 64000 / 12 = 213300

40 x 216000 / 12 = 720000

3.7 / 10.05 = 0.368

0.0498 x (3.3755 - 1 ) = 0.1183

b. Cột trục B:Ht = 3.7 m; Hd = 6.35 m; H = 3.7 + 6.35 = 10.05 m

Tiết diện phần cột trên b = 40cm; ht = 60cmTiết diện phần cột dưới b = 40cm; hd = 80cm

Mômen quán tính

40 x 216000 / 12 = 720000

40 x 512000 / 12 = 1706700

3.7 / 10.05 = 0.368

0.0498 x (2.3704 - 1 ) = 0.0682

2. Nội lực do tỉnh tải mái: a. Cột trục A:

- 50.071 x 0.05 = -2.504 tm

Chiều cao từ đầu dàn mái đến đỉnh dàn mái M1

hm2 = hg - hd =

hm3 = (hg - hd) x [(L/2 - Lct/2)] / (L/2) = (hg - hd) x [(L - Lct) / L]

hm4 = hct =

Chiều cao từ đấu cửa mái đến đỉnh mái M2 (độ dốc của cửa trời lấy giống như độ dốc của mái)

hm5 = hg - hd - hm3 =

Tải trọng gió tác dụng lên mái được quy về thành lực tập trung W1, W2 đặt ở đỉnh cột, một nửa tập trung ở đỉnh

W1 = n x k x W0 x a x Σ(Ci x hmi)

W2 = n x k x W0 x a x Σ(Ci x hmi)

Pđ = n x k x W0 x a x C =

Ph = n x k x W0 x a x C =

Jt = b x ht3 / 12 = cm4

Jd = b x hd3 / 12 = cm4

Các thông số: t = Ht / H =

k = t3 x ( Jd/Jt - 1 ) =

Jt = b x ht3 / 12 =

Jd = b x hd3 / 12 =

Các thông số: t = Ht / H =

k = t3 x ( Jd/Jt - 1 ) =

Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải Gm1 như hình 4, lực Gm1 gây ra mômen ở đỉnh cột

M = - Gm1 x et =

hình vẽ: Quy ước chiều dương nội lực.

N

M

Q

0.05 m.Độ lệch trục giữa phần cột trên và cột dưới là

(0.6 - 0.4) / 2 = 0.1 m

[3 x ( -2.504) x (1 + 0.1183 / 0.368)] / [2 x 10.05 x (1 + 0.1183)] = -0.442 t

- 50.071 x 0.1 = -5.007 tm

(0.6 - 0.4) / 2 = 0.1 mMômen này đặt ở mức vai cột

[3 x ( -5.007) x (1 - 0.135)] / [2 x 10.05 x (1 + 0.1183)] = -0.578 t

Xác định nội lực trong các tiết diện cột:

- 50.071 x 0.05 = -2.504 tm

-2.504 + 1.02 x 3.7 = 1.27 tm

-50.071 x (0.05 + 0.1) + 1.02 x 3.7 = -3.737 tm

-50.071 x (0.05 + 0.1) + 1.02 x 10.05 = 2.74 tm

50.071 t

1.02 t

b. Cột trục B:

50.071 + 55.221 = 105.292 t

50.071 x (-0.15) + 55.221 x 0.15 = 0.7725 t

0.6 / 2 - 0.15 = 0.15 mPhản lực đầu cột.R = [ 3M x (1 + k/t) ] / [ 2H x (1 + k) ] = [3 x 0.7725 x (1 + 0.0682 / 0.368)] / [2 x 10.05 x (1 + 0.0682)]

= 0.1279 tXác định nội lực trong các tiết diện cột:

0.7725 tm

0.7725 - 0.1279 x 3.7 = 0.299 tm

0.299 tm

0.7725 - 0.1279 x 10.05 = -0.5129 tm

105.292 t

-0.1279 t

với et = ht/2 - 0.15 =

α = ( hd - ht ) / 2 =

Vì α nằm cùng phía với et so với trục cột dưới nên phản lực đầu cột R = R1 + R2

R1 = [ 3M x (1 + k/t) ] / [ 2H x (1 + k) ] =

Tính R2 với

M = - Gm1 x α =

với α = (hd - hd) /2 =

R1 = [ 3M x (1 - k2) ] / [ 2H x (1 + k) ] =

MI =

MII =

MIII =

MIV =

NI = NII = NIII = NIV =

QIV =

Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải Gm1 như hình 5, lực Gm1 gây ra mômen ở đỉnh cột

Khi đưa Gm1 và Gm2 về đặt ở trục cột ta được lực.

Gm = Gm1 + Gm2 =

và mômen. M = Gm1 x et + Gm2 x et =

với et = ht/2 - 0.15 =

MI =

MII =

MIII = MII =

MIV =


QIV =

hình 4: Sơ đồ tính và biểu đồ mômen ơ cột biên do tinh tải mái

-3.7371.27

-2.5041.02

10.0

5

6.35

3.7

IV

III

I I

II II

III

IV

A

0.0550.071

0.1

2.74

3. Nội lực do tỉnh tải dầm cầu chạy: a. Cột trục A:

0.75 - 0.5 x 0.6 = 0.45 m.M = 5.94 x 0.45 = 2.673 t

Phản lực đầu cột

[3 x 2.673 x (1 - 0.135)] / [2 x 10.05 x (1+ 0.1183)] = 0.308 tNội lực trong các tiết diện cột

0

-0.308 x 3.7 = -1.14 tm

2.673 - 0.308 x 3.7 = 1.533 tm

2.673 - 0.308 x 10.05 = -0.422 tm

0

5.94 t

-0.308 t

b. Cột trục B:

11.88 t

Sơ đồ tác dụng của tĩnh tải dầm cầu trục Gd như hình 6

Lực Gd gây ra mômen đối với trục cột dưới, đặt tại vai cột

M = Gd x ed

ed = λ - 0.5 x hd =

R = [3M x (1 - t2)] / [2H x (1+ k)] =

MI =

MII =

MIII =

MIV =

NI = NII =

NIII = NIV =

QIV =

Do tải trọng đặt đối xứng qua trục cột nên M = 0; Q = 0; NI = NII =0; NIII = NIV =

2 x 0.15

55.22150.071

IV

0.299

0.77250.1279

10.0

5

6.35

3.7

IV

III

I I

II II

III

B-0.5129

hình 5: Sơ đố tính và biểu đồ mômen ơ cột giữa do tinh tải mái

0.750.75

-0.422hình 6: Nội lực do tinh tải dầm cầu trục

-1.14

1.533

0.308

10.0

5

6.35

3.7

IVIV

A

0.1 10.0

5

6.35

3.7

B

5.945.945.94

4. Tông hợp nội lực do tinh tải: Cộng đại số nội lực các trường hợp đã tính ở trên cho từng tiết diện của từng cột được kết quả thể hiện ở hình 7,

trong đó lực dọc N còn được cộng thêm trọng lượng bản thân cột đã tính ở phần II.3

5. Nội lực do hoạt tải mái:a. Cột trục A:

với tỷ số: 7.02 / 50.071 = 0.1402

-2.504 x 0.1402 = -0.3511 tm

1.27 x 0.1402 = 0.1781 tm

-3.737 x 0.1402 = -0.5239 tm

2.74 x 0.1402 = 0.3841 tm

7.02 t

1.02 x 0.1402 = 0.143 tBiểu đồ mômen cho trên hình 8a.b. Cột trục B:

gây ra mômen đặt ở đỉnh cột.

7.02 x 0.15 = 1.053 tm

1.053 / 0.7725 = 1.3631

1.053 tm

0.299 x 1.3631 = 0.4076 tm

0.4076 tm

-0.5129 x 1.3631 = -0.6991 tm

7.02 t

-0.1279 x 1.3631 = -0.1743 t

Sơ đồ tính giống như khi tính với Gm1, nội lực xác định bằng cách nhân nội lực do Gm1

Pm1 / Gm1 =

MI =

MII =

MIII =

MIV =


QIV =

Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt lên nhịp phía bên phải và phía bên trái của cột. Lực Pm2 đặt đặt ở bên phải

Mp = Pm2 x et =

Mômen và lực cắt trong cột do mômen này gây ra được xác định bằng cách nhân mômen do tĩnh tải Gm gây ra

với tỷ số: MP / MG =

MI =

MII =

MIII =

MIV =


QIV =

hình 7: Tông nội lực do tinh tải

57.639

126.39

105.292

107.734

119.614

62.182

50.071

-0.5129

Q = -0.1279

0.299

0.7725

2.318

-2.2040.13

-2.504

M N M N

Q = 0.712

51.699

1.053

(-)

0.4076-0.5239

0.157.02

-0.1743

-0.4076

-1.053b) c)

0.1781

-0.3511a)

(+)

lực dọc giữ nguyên. Biểu đồ mômen cho trên hình 8.b.c

6. Nội lực do hoạt tải đưng của cần trục:a. Cột trục A:

47.19 / 5.94 = 7.944

0

-1.14 x 7.944 = -9.056

1.533 x 7.944 = 12.178 tm

-0.422 x 7.944 = -3.352 tm

47.19 tm

-0.308 x 7.944 = -2.447 tmBiểu đồ cho trên hình 9.b. Cột trục B:

Tính riêng tác dụng của hoạt tải đặt trên vai cột phía bên trái và phía bên phải của cột.

47.19 x 0.75 = 35.393 tm

Phản lực đầu cột

= [3 x 35.393 x (1 - 0.135)] / [2 x 10.05 x (1+ 0.0682)] = 4.278 t

0

-4.278 x 3.7 = -15.829 tm

-4.278 x 3.7 + 35.393 = 19.564 tm

-4.278 x 10.05 + 35.393 = -7.601 tm

= 47.19 t

-4.278 t

Biểu đồ thiể hiện trên hình 9.

Do Pm1 = Pm2 nên nội lực do Pm1 gây ra được suy ra từ nội lực do Pm2 bằng cách đổi dấu mômen và lực cắt, còn

Sơ đồ tính giống như khi tính với tĩnh tải dầm cầu trục Gd, nội lực được xác định bằng cách nhân nội lực do Gd

gây ra với tỷ số Dmax / Gd =

MI =

MII =

MIII =

MIV =


QIV =

Lực Dmax gây ra mômen đối với phần cột dưới đặt ở vai cột

M = Dmax x ed =

Trường hợp Dmax đặt ở phía phải.

R = [3M x (1 - t2)] / [2H x (1+ k)]

MI =

MII =

MIII =

MIV =

NI = NII = 0 , NIII = NIV

QIV =

Trường hợp Dmax đặt ở phía trái thì các giá trị mômen và lực cắt ở trên sẽ có dấu ngoặc lại.

(-)(+)

-0.6991B

hình 8: Sơ đố tính và biểu đồ mômen ơ cột giữa do tinh tải máia) ơ cột biên, b) ơ bên trái cột giữa, c) ơ bên phải cột giữa

0.6991 Q = 0.17430.3841 Q = 0.143

-15.8290.75

47.19

12.178 -19.564

(+)

(-)

15.829-9.056

4.278

19.564

b) c)a)

7. Nội lực do lực ham ngang của cần trục:

y = 2.7 m 2.7 / 3.7 = 0.73

a. Cột trục A:R = [1.529 x (1 - 0.368)] / [1 + 0.1183] = 0.864 t

0.864 x 2.7 = 2.333 tm

0.864 x 3.7 - 1.529 x 1 = 1.668 tm

0.864 x 10.05 - 1.529 x 7.35 = -2.555 tm

0.864 - 1.529 = -0.665 t Biểu đồ mômen cho trên hình 10.b. Cột trục B:

R = [1.529 x (1 - 0.368)] / [1 + 0.0682] = 0.905 t

0.905 x 2.7 = 2.444 tm

1.82 x 3.7 - 1.529 x 1 = 1.82 tm

0.905 x 10.05 - 1.529 x 7.35 = -2.143 tm

0.905 - 1.529 = -0.624 t Biểu đồ mômen cho trên hình 10.

8. Nội lực do tải trọng gió:Với tải trọng gió phải tính với sơ đồ tính toán khung có chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Giả thuyết xà ngang cứng vô

cùng và vì các đỉnh cột có cùng mức nên chúng có chuyển vị ngang như nhau. Ở đây dùng phương pháp chuyển vị để tính,hệ chỉ có một ẩn số Δ là chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Hệ cơ bản như trên hình 11

Lực Tmax đặt cách đỉnh cột một đoạn có y / Ht =

Với y xấp xỉ 0.7 Ht có thể dùng công thức lập sẳn để tính phản lực

R = [Tmax x (1 - t)] / [1 + k]

MI = 0, My =

MII = MIII =

MIV =

NI = NII = 0 , NIII = NIV = 0

QIV =

MI = 0, My =

MII = MIII =

MIV =

NI = NII = 0 , NIII = NIV = 0

QIV =

(-)

A-3.352

(-)

7.601B

hình 9: Sơ đố tính và biểu đồ mômen ơ cột giữa do tinh tải đứng của dầm cầu trụca) khi Dmax đăt ơ cột trục A, b) khi Dmax đăt bên phải cột trục B, c) khi Dmax đăt bên trái cột trục B,

-7.6011

2.7

1.529

1.82

2.4441.529

0.905

B

hình 10: Sơ đố tính và nội lực do lực hãm ngang của cầu trụca) khi Tmax đăt ơ cột trục A, b) khi Tmax đăt bên cột trục B

-2.143

a) b)

-1.82

-2.444

2.143

1.668

2.333

-2.555

0.864

7.35

A

EJ = ∞ EJ = ∞EJ = ∞S1 S2

= [3x 0.712 x 10.05 x (1 + 0.1183 x 0.368)] / [8 x (1 + 0.1183)] = 2.504 t.

2.504 x (0.534 / 0.712) = 1.878 t.

= 2.504 +1.878 + 3.187 + 3.868 = 11.437 t.Phản lực liên kết do các đỉnh cột chuyển dịch một đoạn Δ = 1 được tính bằng

= [(3 x E x 0.72)] / [1015.075 x (1 + 0.1183)] = 0.001903 E

= [(3 x E x 1.7067)] / [1015.075 x (1 + 0.0682)] = 0.004722 E

= 2 x (0.001903 E + 0.004722 E) = 0.01325 E

- (11.437 / 0.01325 E) = -863.17 / EPhản lực liên kết tại các đỉnh cột trong hệ thức:

2.504 + 0.001903 x (-863.17) = 0.86139 t

1.878 + 0.001903 x (-863.17) = 0.23539 t

0.004722 x (-863.17) = -4.07589 t

Nội lực ở các tiết diện cột.Cột trục A:

0.5 x 0.712 x 13.69 - 0.86139 x 3.7 = 1.686 tm

0.5 x 0.712 x 101.003 - 0.86139 x 10.05 =27.3 tm

0.712 x 10.05 - 0.86139 = 6.294 t Cột trục D:

0.5 x 0.534 x 13.69 - 0.23539 x 3.7 =2.784 tm

0.5 x 0.534 x 101.003 - 0.23539 x 10.05 =24.602 tm

0.534 x 10.05 - 0.23539 = 5.131 t

Phương trình chính tắc: r x Δ Rg = 0

Trong đó Rg - 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 như sau:

R1 = [3x Pd x H x (1 + k x t)] / [8 x (1 + k)]

R4 = R1 x (Ph / Pd) =

Rg = R1 + R4 + W1 + W2

r = r1 + r2 + r3 + r4

r1 = r4 = [(3 x E x Jd)] / [H3 x (1 + k)]

r2 = r3 = [(3 x E x Jt)] / [H3 x (1 + k)]

r = r1 + r2 + r3 + r4 = 2 x (r1 + r2)

Δ = - (Rg / r) =

RA = R1 + r1 x Δ =

RD = R4 + r1 x Δ =

RB = RC = R2 + r2 x Δ =

MI = 0

MII = MIII = 0.5 x Pd x Ht2 - RA x Ht =

MVI = 0.5 x Pd x H2 - RA x H =

NI = NII = NIII = NIV = 0

QIV = Pd x H - RA =

MI = 0

MII = MIII = 0.5 x Ph x Ht2 - RD x Ht =

MVI = 0.5 x Ph x H2 - RD x H =


QIV = Ph x H - RD =

hình 11: Hệ cơ bản khi tinh khung với tải trong gió

Pd Ph

Δ = 1

Pd Ph

R1

A

R1

D

ri

hình 12: Sơ đồ xác định phản lực trong hệ cơ bản

Cột trục B, C:

4.07589 x 3.7 = 15.081 tm

4.07589 x 10.05 = 40.963 tm

4.07589 tBiểu đồ nội lực trường hợp gió thổi từ trái sang phải cho trên hình 13, trường hợp gió thổi từ phải sang trái thì

biểu đồ nội lực được đổi ngược lại.

III. Tổ hơp nội lực:Nội lực trong các chi tiết cột được sắp xếp lại và tổ hợp trong bảng sau:

Bảng tổ hơp nội lực

Tên

Hoạt tải mái Hoạt tải cầu trục Gió Tổ hợp cơ vản 1 Tổ hợp cơ bản 2

Tiết Nội Tĩnh Trái Phải Trái Phải

cột diện Lực tải Trái Trái phải phải sang sang

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

A

4,6

I-I M -2.504 -0.3511 0 0 0 0 -2.8551

N 50.071 7.02 0 0 0 0 57.091

4, 11 4, 9, 10 4, 6 4, 6,11 4,9,10,12 4,6,9,10,12

II-II M 0.13 0.1781 -9.056 ± 1.668 1.686 -2.784 1.816 -8.9854 0.3081 1.808 -10.579 -10.419

N 51.699 7.02 0 0 0 0 51.699 51.699 58.719 58.017 51.699 58.017

4, 9, 10 4, 12 4, 9, 10 4,9,10,11 4, 6, 12 4,6,9,10,11

III-III M -2.204 -0.5239 12.178 ± 1.668 1.686 -2.784 9.5651 -4.988 9.5651 9.906 -5.181 9.434

N 57.639 7.02 47.19 0 0 0 97.7505 57.639 97.7505 93.739 63.957 100.057

4, 11 4, 12 4, 9, 10 4,6,11 4,9,10,12 4,6,9,10,11

IV-IVM 2.318 0.3841 -3.352 ± 2.555 27.3 -24.602 29.618 -22.284 -2.70295 27.234 -24.343 26.624

N 62.182 7.02 47.19 0 0 0 62.182 62.182 102.2935 68.5 98.282 104.6

Q 0.712 0.143 -2.447 ± 0.665 6.294 -5.131 7.006 -4.419 -1.9332 6.505 -6.287 5.142

B

4, 6 4, 5, 6

I-I M 0.7725 -1.053 1.053 0 0 0 0 0 0 1.8255 0.7725

N 105.292 7.02 7.02 0 0 0 0 0 0 112.312 119.332

4, 7, 8 4, 9, 10 4, 5, 6 4,6,7,8 4, 5,9, 10 4,5,6,7

II-II11 12 8,11

M 0.299 -0.4076 0.4076 15.829 ± 1.82 -15.829 ± 1.82 15.081 -15.081 15.30065 -14.70265 0.299 27.74 -27.142 27.373

N 107.734 7.02 7.02 0 0 0 0 0 0 107.734 107.734 121.774 114.052 114.052 120.37

4, 9, 10 4, 7, 8 4, 7, 8, 9 4,6,9,10 4, 5, 7, 8 4,5,6,7

III-III10 11 12 8,9,11

MI = 0

MII = MIII = RC x Ht =

MVI = RC x H =


QIV = RC =

Dmax Tmax Dmax Tmax Mmax Mmin Nmax Mmax Mmin Nmax

Ntư Ntư Mtư Ntư Ntư Mtư

24.60227.3 40.963

4.07589 0.235390.86139

B , C DA

1.686 15.081 2.784

hình 13: Biểu đồ nội lực do gió thôi tư trái sang phải

B

III-IIIM 0.299 -0.4076 0.4076 -19.564 ± 1.82 19.564 ± 1.82 15.081 -15.081 18.4754 -17.8774 2.847 30.598 -30 16.527

N 119.614 7.02 7.02 47.19 0 47.19 0 0 0 159.7255 159.7255 185.68 162.032 162.032 191.709

4, 11 4, 12 4, 7, 8, 9 4,5,7,8 4,6,9,10 4,5,6,7,8

IV-IV10 11 12 9,10,12

M -0.5129 0.6991 -0.6991 7.601 ± 2.143 -7.601 ± 2.143 40.963 -40.963 40.4501 -41.4759 -3.5131 44.437 -45.463 -40.08

N 126.39 7.02 7.02 47.19 0 47.19 0 0 0 126.39 126.39 192.456 168.808 168.808 198.485

Q -0.1279 0.1743 -0.1743 4.278 ± 0.624 -4.278 ± 0.624 4.07589 -4.07589 3.94799 -4.20379 -1.0015 7.447 -7.703 -4.582

Trong bảng ngoài giá trị lực còn ghi ro số thứ tự cột mà nội lực được chọn để đưa vào tổ hợp. Tại các chi tiết I, II, IIIchỉ dựa vào tổ hợp các giá trị M và N ở tiết diện IV còn đưa thêm lực cắt Q, cần dùng khi tính móng, trong tổ hợp cơ bản 1chỉ dựa vào một hoạt tải ngăn hạn, trong tổ hợp cơ bản 2 dựa vào ít nhất 2 hoạt tải ngắn hạn với hệ số tổ hợp 0.9 .Ngoài ra theo TCVN 2737 - 1995, khi xét tác dụng của hai cầu trục (trong tổ hợp có cộng cột 7:8 hoặc 9:10) thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0.85 còn khi xet tác dụng của 4 cầu trung (trong tổ hợp có cộng cả cột 7:8 hoặc 9:10) thì nội lực của nó phải nhân với hệ số 0.7

IV. Chọn vât liệu:

Mác bê tông M250 Tương ứng cấp độ bền B20 11.5 = 0.9

270

Cốt thép dọc dùng nhóm thép C-II 2800 210

210 / 27 = 7.78Do cấu kiên cột lắp ghép được chế tạo trong nhà máy, khi đổ bê tông cột ở tư thế nằm ngang nên hệ số điều kiện làm

0.749 0.612 0.425

V. Tính tiết diện cột A :1. Phần cột trên :Kích thước tiết diện b = 40 cm, h = 40 cm.Giả thiết ta chọn a = a' = 4 cm, ho = 40 - 4 = 36 cm, ho' = 36 - 4 = 32 cmTừ bảng tổ hợp nội lực chọn ra ba cặp nghi ngờ là nguy hiểm nhất ghi ở bảng sau

Các cặp nội lực dùng để tính cốt thép phần cột trên

Ký hiệu Ký hiệu M N các cặp ở bản (kNm) (kN) (mm) (mm) (kNm) (kN)

lực tổ hợp1 II - 16 18.08 580.17 31 46 1.3 516.992 II - 17 -105.79 516.99 205 220 1.3 516.99

3 II - 18 -104.19 580.17 180 195 1.3 516.99

( 1.333 , 0.617 , 1 ) cm

1.5 cm > ( h/30 , Ht/600 , và 1 cm ) thỏa mãn điều kiện.

Vì hai cặp lực trái dấu nhau có trị số mômen chênh lệch nhau quá lớn và trị số dương lại rất bé nên ta không cần tính vòngở đây dùng cặp II-18 để tính As và As' sau đó kiểm tra cặp II-16 và cặp II-17.

a. Tính toán cốt thép với cặp II-18:Các số liệu ban đầu:

M = -104.19kNm, N = 580.17kNm 1.3kNm 516.99kN

2 x 3.7 = 7.4 m. = 740 cm. (Lấy theo bảng 31 TCXDVN 356 - 2005, trong

trường hợp có tải trọng cần trục).

1.1

= 0.011 x 40 x 36 x (0.5 x 40 - 4) = 4055

= 40 x 64000 / 12 = 213333Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm S:

0.5 - 0.01 x (7400 / 400) - 0.01 x 11.5 = 0.2

195 / 400 = 0.488 0.488

1 - với điều kiên bê tông cốt thép thường.

= [0.11 / (0.1 + 0.488/1)] + 0.1 = 0.287Hệ số xét đến ảnh hưởng của trải trọng tác dụng dài hạn:

220 > 0.1 x h = 40 mm.

( Rb = kG/cm2; Rbt kG/cm2

Eb = x 103 kG/cm2 )

( Rs = Rsc = kG/cm2; Es = x 104 kG/cm2 )

Tỷ số môdun đàn hồi: α = Es / Eb =

làm việc của vật liệu bê tông cột γb = 1. Các thông số ω = , ξR = , αR =

e01= M/N e0 = ( e01 + e0' )max Mdh Ndh

Với: e01: Độ lệch tâm ban đầu của lực dọc e01 = M/N

e0': Độ lệch tâm ngẫu nhiên e0' ≥ ( h/30 , Ht/600 , và 1 cm ) =

chọn e0' =

Mdh = Ndh =

Chiều dài tính toán: l0 = 2 x Ht =

Để tính toán ảnh hưởng của uốn dọc tạm giả thiết µt = % tính mômen quán tính tiết diện cốt thép Is :

Is = µ1 x b x h0 x (0.5 x h - a)2 cm4

I = b x h3/12 cm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =

e0/h = δe = max(e0/h, δmin) =

φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1

Do M và Mdh trái dấu nhau và độ lêch tâm e0 thỏa mãn e0 =

nên φdh = 1 (theo điều 6.1.2.5 TCXDVN 356 - 2005)

Lực dọc tới hạn:

= [6.4 x (27000 / 54760000)] x [(0.287 x 2133330000)/1 + 7.78 x 405500] = 1942014 N = 1942.014 kN

Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc:

1 / [1- (580.17 / 1942.014)] = 1.426

= 1.426 x 220 = 314 mm

0.4 x (1.25 x 400 -0.623 x 360) = 110mm

314 (mm) > 110 (mm) => tính toán theo điều kiện lệch tâm lớn

1.426 x 195 + 0.5 x 400 - 40 = 474mm

Khi đó:

= [580.17 x 1000 x 474 - 0.425 x 11.5 x 400 x 129600] / [280 x (360 - 40)] = 241

= 2.41

241 / (400 x 360) = 0.1674 % <

Như vậy diện tích cốt thép vùng nén được chọn theo cấu tạo 2 Φ 16

4.02 (cm2) > 2.41 (cm2) đảm bảo As' = 4.02 cm2. Diện tích cốt thép vùng kéo được tính toán như sau:

= [580.17 x 1000 x 474 - 280 x 402 x (360 - 40)] / [11.5 x 400 x 129600] = 0.401

0.401 (cm2) < 0.425 (cm2) => thỏa mãn giả thiết, tính toán theo nén lệch tâm lớn

ξ = 1 - = 0.555

0.555 x 360 = 200 mm.

[11.5 x 400 x 200 + 280 x 402 - 580.17 x 1000] / 280 =1616

= 16.16

1616 / (400 x 360) = 1.1222 % >

= (1616 + 241) / (400 x 360) = 1.3% > 0.35% => kích thước tiết diện đã chọn hợp lý

Chon và bố trí cốt thép.

Cốt thép vùng nén (phía trái cột) chọn: 2 Φ 16 có As' = 4.02 > = 0.2% x 40 x 36 = 2.88

Cốt thép vùng kéo (phía phải cột) chọn: 3 Φ 25 As = 14.73 xem lại 16.16

25 mm Khoảng cách a = 38mm. a' = 33mm

b. Kiểm tra với cặp II-17:Các số liệu ban đầu:

M = -105.79kNm, N = 516.99kNm 1.3kNm 516.99kN a = 38mm. a' = 33mm

400 - 38 = 362 mm 4.02 As = 14.73

2 x 3.7 = 7.4 m. = 740 cm. (Lấy theo bảng 31 TCXDVN 356 - 2005, trong trường hợp có tải trọng cần trục).

Kiểm tra khả năng chịu lực :Mônen quán tính của tiết diện cốt thép:

(1473 + 402) x (0.5 x 400 - 38) x (0.5 x 400 - 38)

= 4.921Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

220 / 400 = 0.55 max (0.55; 0.2) = 0.55

= [0.11 / (0.1 + 0.55/1)] + 0.1 = 0.269 Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn:

220 > 0.1 x h = 40mm.

Ncr = [6.4 x (Eb / l02)] x [(S x I)/φ1 + α x Is]

η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =

Độ lệch tâm có kể đến ảnh hưởng của uốn dọc: η x e0

Độ lêch tâm giới hạn: ep = 0.4 x (1.25 x h -ξR x ho) =

So sanh thấy η x e0 = ep =

Độ lêch tâm e = η x e0 + 0.5 x h - a =

Để tận dụng hết khả năng chịu nén của bê tông vùng nén lấy: X = ξR x h0 hay αm = αR

As' = [N x e - αm x Rb x b x h02] / [Rsc x (h0 - a')]

mm2

cm2

µ' = As' / (b x h0) = µmin = 0.2%

Có As' =

αm = [N x e - Rsc x As' x (h0 - a')] / [Rb x b x ho2]

αm = αR =

X = ξ x h0 =

As= [Rb x b x X + Rsc x As' - N] / Rs = mm2

cm2

µ = As / (b x h0) = µmin = 0.2%

µt = (As + As') / (b x h0)

Hàm lượng cốt thép µt chênh lệch so với hàm lượng cốt thép đã giả thiết không đáng kể, do đó không cần giả thiết lại.

µmin x b x h0 cm2

cm2

Với cốt thép dọc như trên, chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: C1 =

Mdh = Ndh =

h0 = As' = cm2 , cm2


Is = (As + As') x (0.5 x h - a)2 =

x 107 (mm4)

e0/h = δe = max(e0/h; δmin) =

δp = 1 - Với cấu kiện bê tông cốt thép thường:

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1

Do M và Mdh trái dấu nhau và độ lệch tâm e0 thỏa mãn: e0 =

nên φdh = 1 (theo điều kiện 6.1.2.5 TCXDVN 356 - 2005)

1 2 m


= [6.4 x (27000 / 54760000)] x [(0.269 x 2133330000)/1 + 7.78 x 49210000] = 3019013 N = 3019.013 kN


1 / [1- (516.99 / 3019.013)] = 1.207

= 1.207 x 220 = 265.54 mm

1.207 x 220 + 0.5 x 400 - 38 = 428 mmTính sơ bộ chiều cao vùng nén:

= (516.99 x 1000 + 280 x 1473 - 280 x 402) / (11.5 x 400) = 178 mm

Nhận thấy 2a' = 66 < 178 < 222 mm. => cột chịu nén lệch tâm lớn

N x e = 516.99 x 0.428 = 221.272 kNm

= 11.5 x 400 x 178 x (362 - 0.5 x 178) + 280 x 402 x (362 - 33) = 260.565= 260.565 kNm.

suy ra: N x e = 221.272 kNm < = 260.565 kNm Vậy cột đủ khả năng chịu cặp lực cặp nội lực II-17

c. Kiểm tra với cặp II-16:Các số liệu ban đầu:

M = 18.08kNm, N = 580.17kN 1.3kNm 516.99kN a = 33mm. a' = 38mm

400 - 33 = 367 mm 1473 As = 402

2.5 x 3.7 = 9.25 m. = 925 cm. (Lấy theo bảng 31 TCXDVN 356 - 2005, trong trường hợp có tải trọng cần trục).

Kiểm tra khả năng chịu lực :Mônen quán tính của tiết diện cốt thép:

(402 + 1473) x (0.5 x 400 - 33) x (0.5 x 400 - 33)


0.5 - 0.01 x (9250 / 400) - 0.01 x 11.5 = 0.154

46 / 400 = 0.115 0.154



= 1 + [1300000 + 516990 x (0.5 x 400 - 33)] / [18080000 + 580170 x (0.5 x 400 - 33)]= 1.752


= [6.4 x (27000 / 85562500)] x [(0.533 x 2133330000)/1.752 + 7.78 x 52290000] = 2132350 N = 213.235 kN


1 / [1- (580.17 / 213.235)] = -0.581

= -0.581 x 46 = -27 mm

-0.581 x 46 + 0.5 x 400 - 33 = 140 mmTính sơ bộ chiều cao vùng nén:

= (580.17 x 1000 + 280 x 402 - 280 x 1473) / (11.5 x 400) = 61 mm

Nhận thấy 2a' = 76 xem lại 61 < 225 bở hàng 974 đến hàng 981

N x e = 580.17 x 0.14 = 81.224 kNm

= 11.5 x 400 x 61 x (367 - 0.5 x 61) + 280 x 1473 x (367 - 38) = 228.052


η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X2 = (N + Rs x As - Rsc x As') / (Rb x b)

X2 = ξR x ho =

lấy X = X2 khả năng chịu lực cặp nội lực II-17 của cột được kiểm tra theo điều kiện:

N x e ≤ [Ne]gh = Rb x b x X x (h0 - 0.5 x X) + Rsc x As' x (h0 - a')

[Ne]gh x 106 Nmm

[Ne]gh

Mdh = Ndh =

h0 = As' = cm2 , cm2

Chiều dài tính toán: l0 = 2.5 x Ht =

Is = (As + As') x (0.5 x h - a)2 =

x 107 (mm4)

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1

Do M và Mdh cùng dấu nhau, hệ số φ1 được xác định:

φdh = 1 + [Mdh + Ndh x (0.5 x h -a)] / [M + N x (0.5 x h -a)]


η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X2 = (N + Rs x As - Rsc x As') / (Rb x b)

X2 = ξR x ho =

lấy X = X2 khả năng chịu lực cặp nội lực II-16 của cột được kiểm tra theo điều kiện:


[Ne]gh x 106 Nmm

= 228.052 kNm.

suy ra: N x e = 81.224 kNm < = 228.052 kNm Vậy cột đủ khả năng chịu cặp lực cặp nội lực II-16

Nhận thấy 2a' = 76 > 61 mm. Kiểm tra khả năng chịu lực theo điều kiện bền

N x e = 580.17 x 0.14 = 81.224 kNm

= 280 x 1473 x (367 - 33) = 137754960 Nmm = 137.755 kNm

suy ra: N x e = 81.224 kNm < 137.755 kNmVậy cột đủ khả năng chịu cặp lực cặp nội lực II-16

d. Kiểm tra cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn:Vì đoạn cột trên A có tiết diện vuông, kích thước tiết diện b x h = 400 x 400mm, nên độ mảnh theo phương ngoài

mặt phẳng uốn nhỏ hơn so với độ mảnh theo phương mặt phẳng uốn. Trong tính toán ở phần trên, cột đảm bảo khả năng

2. Phần cột dưới :Kích thước tiết diện: b x h = 400 x 600mmVới cặp nội lực trong tổ hợp có xét đến thành phần hoạt tải cầu trục, chiều dài tính toán của cột được xác định

lo = 1.5 x 6350 = 9525mm, với cặp nội lực trong tổ hợp không xét đến thành phần tổ hoạt tải cần trục: lo = 1.2 x 10050= 12060mm. (Theo bảng 31 TCXDVN 356-2005).

Nhân xét:Trong các cặp nội lực nguy hiểm tại các tiết diện của cột dưới (tiết diên III-III và IV-IV), có các cặp nội lực có

mômen lớn và chênh lệch về giá trị giữa các cặp nội lực có mômen trái dấu tương đối lớn nên trong tính toán sử dụngphương pháp tính vòng cốt thép. Chọn hai cặp nội lực nguy hiểm có mômen trái dấu để tiến hành tính vòng cốt thép, sauđó tiến hành tính toán kiểm tra khả năng chịu lực các cặp nội lực còn lại trong bảng tổ hợp của tiết diện cột dưới trục A.

Các cặp nội lực dùng để tính cốt thép phần cột trên

Ký hiệu Ký hiệu M N các cặp ở bản (kNm) (kN) (mm) (mm) (kNm) (kN)

lực tổ hợp1 IV - 13 296.18 621.82 476 476 23.18 621.822 IV - 17 -243.43 982.82 248 248 23.18 621.82

3 IV - 18 266.24 1046 255 255 23.18 621.82

a. Tính vòng cốt thép:Chọn hai cặp IV-13 và IV-17 có mômen trái dấu để tính vòng.Vòng 1:Tính với căp IV-17:

1.5 x 6350 = 9525mm

0.8 %. Khoảng cách: a = a' = 5 cm

600 - 50 = 550mm

= 400 x 216000000 / 12 = 7.2

= 0.008 x 400 x 550 x (0.5 x 600 - 50) x (0.5 x 600 - 50)

= 11Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

0.5 - 0.01 x (9525 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.226

248 / 600 = 0.413 ; 0.413


= [0.11 / (0.1 + 0.413/1)] + 0.1 = 0.314 Hệ số xét đến ảnh hưởng của trải trọng tác dụng dài hạn:

248 > 0.1 x h = 0.1 x 600 = 60mm.


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.314 x 7200000000)/1 + 7.78 x 110000000] = 5936013 N = 5936.013 kN

[Ne]gh

X2 =

N x e ≤ Rs x As' x (h0 - a)

Rs x As x (h0 - a)

Rs x As x (h0 - a) =

chịu cặp nội lực có N ≈ Nmax (cặp II-15), nên theo phương ngoài mặt phẳng uốn cột cũng đảm bảo khả năng chịu lực.


Tính vòng đầu tiên, để đơn giản, tính toán cốt thép đối xứng As = As' với cặp nội lực IV-17 với Rs = Rsc.

Chiều dài tính toán: l0 = 1.5 x Hd =

Giả thiết hàm lượng cốt thép tổng: µt =

Chiều dài làm việc của tiết diên: ho = h - a =

Mômen quán tính của tiết diện: I = b x h3 / 12 x 109 mm4

Mômen quán tính của tiết diện cốt thép: Is = µt x b x h0 x (0.5 x h - a)2

x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1





1 / [1 - (982.82 / 5936.013)] = 1.198

= 1.198 x 248 = 297 mm

297 x 248 + 0.5 x 600 - 50 = 730 7.3Xác định chiều cao vùng nén:

982.82 x 1000 / (11.5 x 400) = 214mm

So sánh thấy: 2 x a' = 2 x 50 = 100 < 214 < 337 mm. => thỏa mãn

214 mm.Diện tích cốt thép xác định:

[982.82 x 1000 x (547 + 107 - 550)] / [280 x (550 - 50)]

= 730 7.3Hàm lượng cốt thép:

= 730 / (400 x 550) = 0.332 %

2 x 0.332 = 0.664 % > 0.35% => kích thước tiết diện đã chọn hợp lý

Tính với căp IV-13:

7.3

1.2 x 10050 = 12060 mm. (Do căp tô hợp nội lực IV-13 không có tải

trong cần trục)

1.5 %

= 0.015 x 400 x 550 x (0.5 x 600 - 50) x (0.5 x 600 - 50)


0.5 - 0.01 x (12060 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.184

476 / 600 = 0.793 ; 0.793

= [0.11 / (0.1 + 0.793 / 1)] + 0.1 = 0.223 Hệ số xét đến ảnh hưởng của trải trọng tác dụng dài hạn:

= 1 + [23180000 + 621820 x (0.5 x 600 - 50)] / [296180000 + 621820 x (0.5 x 600 - 50)]= 1.396


= [6.4 x (27000 / 145443600)] x [(0.223 x 7200000000)/1.396 + 7.78 x 210000000] = 3307573 N = 3307.573 kN


1 / [1 - (621.82 / 3307.573)] = 1.232

= 1.232 x 476 = 586 mm

1.232 x 476 + 0.5 x 600 - 50 = 836 8.36

= [621.82 x 1000 x 836 - 280 x 730 x (550 - 50)] / [11.5 x 400 x 302500] = 0.3


ξ = 1 - = 0.368

0.368 x 550 = 202 mm. > 2 x a' = 100Diện tích cốt thép:

= (11.5 x 400 x 202 + 280 x 730 - 621.82x 1000) / 280 = 1828 18.28Hàm lượng cốt thép:

1828 / (400 x 550) = 0.831 %

η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =


Độ lệch: e = η x e0 + 0.5 x h - a = mm2 = cm2.

X1 = N / (Rb x b) =

X1 = ξR x ho =

giả thiết, tính toán theo nén lệch tâm lớn với X= X1 =

As = As' = [N x (e + X/2 - h0)] / [Rsc x (h0 - a')] =

mm2 = cm2

µ = µ' = As / (b x h0)

µt = 2 x µ =

Hàm lượng cốt thép µt chênh lệch so với hàm lương cốt thép đã giả thiết không đáng kể nên không cần giả thiết lại.

Tính toán tiết diện As khi biết As' = cm2

Chiều dài tính toán: l0 = 1.2 x H =



x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =


S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1

Do M và Mdh cùng dấu nhau nên hệ số φdh được xác định



η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



Xác định chiều cao vùng nén X thông qua αm:


αm = αR =

X = ξ x h0 =

As= [Rb x b x X + Rsc x As' - N] / Rs

mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) =

1 2 m

(1828 + 730) / (400 x 550) = 1.163 %

Vòng 2:

Tính với căp IV-17: Tính As khi biết As' = 18.28

1.5 x 6350 = 9525mm


600 - 50 = 550mm

= 400 x 216000000 / 12 = 7.2

= 0.015 x 400 x 550 x (0.5 x 600 - 50) x (0.5 x 600 - 50)


0.5 - 0.01 x (9525 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.226

248 / 600 = 0.413 ; 0.413



248 > 0.1 x h = 0.1 x 600 = 60mm.


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.314 x 7200000000)/1 + 7.78 x 206250000] = 7362258 N = 7362.258 kN


1 / [1 - (982.82 / 7362.258)] = 1.154

= 1.154 x 248 = 286 mm

1.154 x 248 + 0.5 x 600 - 50 = 536 5.36

= [982.82 x 1000 x 536 - 280 x 1828 x (550 - 50)] / [11.5 x 400 x 302500] = 0.195


ξ = 1 - = 0.219



289 / (400 x 550) = 0.131 % <

0.2% x 400 x 550 = 440 4.4

(440 + 1828) / (400 x 550) = 1.031 %


1.5 x 6350 = 9525mm

1.5 %.

600 - 50 = 550mm

= 400 x 216000000 / 12 = 7.2

= 0.015 x 400 x 550 x (0.5 x 600 - 50) x (0.5 x 600 - 50)


0.5 - 0.01 x (9525 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.226

µt = (As + As') / (b x h0) =


cm2






x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



Xác định chiều cao vùng nén X thông qua αm :


αm = αR =

X = ξ x h0 =


mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) = µmin = 0.2%

Vậy lấy theo cấu tạo, As = µmin x b x h0 = mm2 = cm2, để tính toán tiếp

µt = (As + As') / (b x h0) =

cm2






x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =

1 2 m

476 / 600 = 0.793 ; 0.793



476 > 0.1 x h = 0.1 x 600 = 60mm.


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.223 x 7200000000)/1 + 7.78 x 206250000] = 6114335 N = 6114.335 kN


1 / [1 - (621.82 / 6114.335)] = 1.113

= 1.113 x 476 = 530 mm

1.113 x 476 + 0.5 x 600 - 50 = 780 7.8

= [621.82 x 1000 x 780 - 280 x 440 x (550 - 50)] / [11.5 x 400 x 302500] = 0.304


ξ = 1 - = 0.374



1604 / (400 x 550) = 0.729 %

(1604 + 440) / (400 x 550) = 0.929 %Vòng 3:


1.5 x 6350 = 9525mm


600 - 50 = 550mm

= 400 x 216000000 / 12 = 7.2

= 0.015 x 400 x 550 x (0.5 x 600 - 50) x (0.5 x 600 - 50)


0.5 - 0.01 x (9525 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.226

248 / 600 = 0.413 ; 0.413



248 > 0.1 x h = 0.1 x 600 = 60mm.


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.314 x 7200000000)/1 + 7.78 x 206250000] = 7362258 N = 7362.258 kN


1 / [1 - (982.82 / 7362.258)] = 1.154

= 1.154 x 248 = 286 mm

1.154 x 248 + 0.5 x 600 - 50 = 536 5.36


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =




αm = αR =

X = ξ x h0 =


mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) =

µt = (As + As') / (b x h0) =

cm2






x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



Xác định chiều cao vùng nén X thông qua αm :

1 2 m

= [982.82 x 1000 x 536 - 280 x 1604 x (550 - 50)] / [11.5 x 400 x 302500] = 0.217


ξ = 1 - = 0.248


= (11.5 x 400 x 136.4 + 280 x 1604 - 982.82x 1000) / 280 = 335 3.35Hàm lượng cốt thép:

335 / (400 x 550) = 0.152 % <

0.2% x 400 x 550 = 440 4.4

(440 + 16.04) / (400 x 550) = 0.929 %


1.5 x 6350 = 9525mm

1.5 %.

600 - 50 = 550mm

= 400 x 864161578125 / 12 = 7

= 0.015 x 400 x 550 x (0.5 x 600 - 50) x (0.5 x 600 - 50)


0.5 - 0.01 x (9525 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.226

476 / 600 = 0.793 ; 0.793



476 > 0.1 x h = 0.1 x 600 = 60mm.


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.223 x 7200000000)/1 + 7.78 x 206250000] = 6114335 N = 6114.335 kN


1 / [1 - (621.82 / 6114.335)] = 1.113

= 1.113 x 476 = 530 mm

1.113 x 476 + 0.5 x 600 - 50 = 780 7.8

= [621.82 x 1000 x 780 - 280 x 440 x (550 - 50)] / [11.5 x 400 x 302500] = 0.304


ξ = 1 - = 0.374



1604 / (400 x 550) = 0.729 %

(1604 + 440) / (400 x 550) = 0.929 %Nhân xét:Quá trình tính toán sẽ tương tự như ở vòng 2 vì cốt thép một phía cột được bố trí theo hàm lượng cốt thép tối thiểu


αm = αR =

X = ξ x h0 =


mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) = µmin = 0.2%

Vậy lấy theo cấu tạo, As = µmin x b x h0 = mm2 = cm2, để tính toán tiếp

µt = (As + As') / (b x h0) =

cm2






x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =




αm = αR =

X = ξ x h0 =


mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) =

µt = (As + As') / (b x h0) =

µmin nên lấy diện tích cốt thép tính toán theo bài toán xác định As và As' theo căp IV-13 như ở vòng 2 để bố trí.

1 2 m

1 2 m

As = 16.04 4.4

Chọn cốt thép vùng nén (bên phải) : 2 Φ 18 5.09 đảm bảo

Chọn cốt thép vùng kéo (bên trái) : 4 Φ 25 19.63 đảm bảo

1.124 %

30 mm, thỏa mãn yêu cầu

Xác định được các khoảng cách thực tế: a = 43 < 50 mm, thỏa mãn yêu cầu thiên về an toàn a' = 39 < 50 mm, thỏa mãn yêu cầu thiên về an toàn

Khoảng cách thông thủy giữa hai thanh cốt dọc trong

80 mm thỏa mãn yêu cầu cấu tạo. Do cạch tiết diện h = 600 mm > 500 nên tại

vị trí chính giữa h bố trí thêm thép dọc cấu tạo 2Φ 14.

b. Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực IV-18:Các số liệu ban đầu:

M = 266.24 kNm, N = 1046 kN 23.18 kNm 621.82 kN a = 43 mm. a' = 39 mm

600 - 43 = 557 mm 1963 As = 509

1.5 x 6350 = 6350 mm. (Do căp IV-18 có kể đến tải trong cần trục)Kiểm tra khả năng chịu lực:Mômen quán tính của tiết diện cốt thép:

Is = 1963 x (0.5 x 600 - 43) x (0.5 x 600 - 43) + 509 x (0.5 x 600 - 39) x (0.5 x 600 - 39)

Is = 164327776 16.433Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

0.5 - 0.01 x (9525 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.226

255 / 600 = 0.425 ; 0.425

= [0.11 / (0.1 + 0.425 / 1)] + 0.1 = 0.31 Hệ số xét đến ảnh hưởng của trải trọng tác dụng dài hạn:

= 1 + [23180000 + 621820 x (0.5 x 600 - 43)] / [266.24 + 1046 x (0.5 x 600 - 43)]= 1.342


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.31 x 7200000000)/1.342 + 7.78 x 206250000] = 6224022 N = 6224.022 kN


1 / [1 - (1046 / 6224.022)] = 1.202

= 1.202 x 255 = 307 mm

1.202 x 255 + 0.5 x 600 - 43 = 564 5.64Tính sơ bộ chiều cao nén lún.

(1046 + 280 x 1963 - 280 x 509) / (11.5 x 400) = 316 mm.

Nhận thấy: 2a' = 78 < 316 < 0.612 x 557 = 341 mm. Cột chịu nén lệch tấm lớn, lấy X = X2, để tính toán kiểm tra Khả năng chịu cặp lực II-18 của cột được kiểm tra theo điều kiện.

cm2 , As' = cm2

ta có As' = cm2

ta có As = cm2

Có hàm lượng cốt thép µt =

Chọn lớp bê tông bảo vệ c1 =

vùng chịu kéo: t0 =

Mdh = Ndh =

h0 = As' = cm2 , cm2


Is = As x (0.5 x h - a)2 + As' x (0.5 x h - a)2

mm4 = x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0 / h) - 0.01 x Rb =


S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1

Do M và Mdh cùng dấu nhau nên hệ số φdh được xác định



η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X2 = (N + Rs x As - Rsc x As') / (Rb x b) =

X2 = ξR x ho =


302 Φ 14

30

As': 2 Φ 18As: 4 Φ 25

600

518

400

340

540

3943

30

600

80

N x e = 1046 x 0.564 = 589.944 kNm

= 11.5 x 400 x 316 x (557 - 0.5 x 316) + 280 x 509 x (557 - 39) = 653.812= 653.812 kNm.

suy ra: N x e = 589.944 kNm < = 653.812 kNm Vậy cột đủ khả năng chịu cặp lực cặp nội lực IV-18

Kết luân:Khả năng chịu lực của cột được xác định như hình vẽ. Các cặp nội lực trên tiết diện đều nằm phía trong miền

chịu lực của cấu kiện, như vậy cột đảm bảo khả năng chịu tất cả các cặp nội lực nguy hiểm có thể xảy ra.

3. Tính toán kiểm tra khả năng chịu cắt :Lực cắt lớn nhất ở chân cột được xác định từ bảng tổ hợp nội lực:

70.06 kN với giá trị lực dọc tương ứng N = 621.82 kNKhả năng chịu cặt nhỏ nhất của cột khi chỉ kể đến tác dụng chịu cắt của bê tông.

- Với cột làm bằng bê tông nặng, tiết diện chữ nhật.

(0.1 x 621.82 x 1000) / (0.9 x 400 x 557) = 0.31 < 0.5 thỏa mãn yêu cầu

0.6 x (1 + 0.31) x 0.9 x 400 x 557 = 157609 N = 157.609 kN > 62.182 kN thỏa mãn yêu cầu Φ 8 s 200 chung cho cả cột trên

và cột dưới, cốt đai chọn thỏa mãn điều kiện.

Φ ≥ 0.25 x 25 = 6.25 mm

s ≤ = 15 x 16 = 240 mm

4. Tính toán cốt đai :Kích thước vai cột được chọn theo thiết kế định hình như ở phần trước.

Giả thiết chọn khoảng cách a = 40 1000 - 40 = 960 mm

400 < = 0.9 x 960 = 864 mm => vai cột thuộc kiểu côngxôn ngắn Lực tác dụng lên vai:

= 471.9 + 59.4 = 531.3 kN

< 2.5 x 0.9 x 400 x 960 = 864000 N = 864 kN

[Ne]gh x 106 Nmm

[Ne]gh

QIV max =

Qbmin = φb3 x (1 + φn) x Rbt x b x h0 = 0.6 x (1 + φn) x Rbt x b x h0)

φn = 0.1 x N / (Rbt x b x h0) =

Qbmin = Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, chỉ cần bố trí cốt đai theo cầu tạo. Chọn

0.25 x Φmax =

15Φmin

mm. => h0 = h - a =

Với lv = 0.9 x h0

Qv = Dmax + Gd

Qv 2.5 x Rbt x b x h0 =

3 Φ

25

2 Φ

14

2 Φ

18

4 Φ

25

2 Φ

16

3 Φ 252 Φ 16

4 Φ 25 2 Φ 18

2 Φ 14

hình vẽ: Bố trí cốt thép doc cột biên.

A D

II

I I

1000600

400

400

1005

0

6350

3700

45

II

II - II

600

400

400

400

I - I

Khoảng cách:

750 - 600 = 150 mm

h = 1000 mm > = 3.5 x 1000 = 525 mmVậy chỉ cần bố trí cốt đai tại vai không càn bố trí cốt xiên. Chọn cốt đai vai cột có đường kính cùng với đường

cốt đai trong cột Φ 8 , chọn bước đai tại vai cột s 150 bố trí trên đoạn 1000 mm, tính từ vai cột tình xuống, cần tổng cộng 8 thanh cốt đai

s = 150 ≤ min( 150mm ; h/4 = 250mm)Kiểm tra điều kiện bền trên dải nghiêng chịu nén giữa vùng đặt tải trọng

tác dụng vào gối.

Tính toán góc θ.Bề rộng vùng đặt tải trọng vai cột lấy bằng bề rộng sườn dầm cầu trục.

200 mm.

1000 / (750 - 600 + 200/2) = 4 suy ra: θ = 75.964 độ.

200 x sin(75.964) = 194 mm

Cốt đai trong vai cột θ8 s 150, diện tích tiết diện của các nhanhnằm trong mặt phẳng ngang cắt qua dải nghiên chịu nén:

2 x 8 x 5.3 = 84.8

1 + 5 x 7.78 x 84.8/(400 x 150) = 1.0389

0.8 x 1.0389 x 11.5 x 400 x 194 x 0.97 = 899301 N = 899.301 kN

899.3 kN > 531.3 kN => thỏa mãn yêu cầu điều kiện hạn chế Mômen uốn tính toán của vai cột tại tiết diện tiếp giáp với mép cột dưới:

1.25 x 531.3 x 150 = 99619 Nm = 99.619 kNmTính toán cốt thép dọc:

= 99.619 x 1000000/(11.5 x 400 x 921600) = 0.023 < 0.425 => thỏa mãn điều kiện hạn chế

ξ = 1 - = 0.023

11.5 x 400 x 0.023 x 960/280 = 363 3.63Hàm lượng cốt thép:

363 / (400 x 960) = 0.095 % >

Chọn thép: Chọn 2 Φ 16 có As = 4.02 đảm bảo yêu cầu

av = λ - hd =

3.5 x av

Qv ≤ 0.8 x φw2 x Rb x b x lb x sinθ

lsup =

tgθ = h / (λ - hd + lsup/2) =

Chiều rộng dải nghiêng chịu nén lb:

lb = lsup x sinθ =

Tính toán hệ số φw2:

Asw = mm2

φw2 = 1 + 5 x α x µw2 =

Vậy: 0.8 x φw2 x Rb x b x lb x sinθ =

0.8 x φw2 x Rb x b x lb x sinθ = Qv =

M = 1.25 x Qv x av =

αm = M / (Rb x b x h02) αR =

As = Rb x b x ξ x h0/Rs = mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) = µmin = 0.05 %

cm2

Hình vẽ: Kích thước vai cột

150

θ

hh0

Q

lsup

l

lb

1 2 m

2 Φ

16

400

2 Φ

18

3 Φ 25

2 Φ

14

600

400300300

III

CỐT THÉP CHỊU LỰC CỦA VAI CỘT

2 Φ 18

2 Φ 14

4 Φ 25

3 Φ 25

Φ 8 s 150

Φ 8 s 200

30 d

CỐT ĐAI

CỐT ĐAI

CỐT ĐAI

2 Φ 16

2 Φ 16

III 2 Φ 16

400

1000

4 Φ

25

III - III

5. Kiểm tra cột khi vận chuyển, cẩu lắp :

Khi vận chuyển, cẩu lắp, cột bị uốn. Tải trọng tính toán lấy bằng tải trọng bản thân và có hệ số động lực: n = 1.5

1.5 x 0.4 x 0.4 x 25 = 6 kN/m

1.5 x 0.4 x 0.6 x 25 = 9 kN/m

a. Khi vận chuyển:Cột được đặt nằm theo phương ngang kê tự do trên hai gối tựa hoặc được treo lên bằng hai móc. Vị trí đặt các

khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ nhất, khoảng cách giữa hai gối kê và khoảng cách từ gối kê thứ hai đến chân cột.

khi đó:

;

Với số liệu bài toán ta tính được:

= 10850 / (1.225 + 2.828 + 1) = 2.147 m

= 1.225 x 2.147 = 2.63 m

= 2.828 x 2.147 = 6.072 m

2.6 m 6.1 m 2.15 m

Đoạn cột trên: g1 = n x (b x h)cột trên x γbt =

Đoạn cột trên: g2 = n x (b x h)cột dưới x γbt =

gối của cột được lực chọn trên cơ sở mômen uốn của cột ở hai gối và ở nhịp xấp xỉ nhau. Gọi l1, l2, l3 lần lược là

Để xác định các đoạn l1, l2, l3, có thể tính toán gần đúng bằng cách cho mômen âm ở hai gối (M1, M2) và mômen

dương tại vị trí chính giữa đoạn l2 (Mnb) bằng nhau, coi như g1 phân bố đều trên l1, g2 phân bố đều trên đoạn l2 + l3

M1 = g1 x l12/2 = M3 = g2 x l3

2/2 = Mnh = 0.5 x M0 = 0.5 x (g2 x l22/8)

Suy ra:

Vậy ta chọn khoảng cách l1 = l2 = l3 =

21 3

1

gl l

g

2 32 2l l

BA

hình vẽ: Sơ đồ xác định vị trí các gối kê

l3l2

HC

l1

RBRA

0.5l2

M3M1

M

g1

g2

Mnh

2 21 2 3 3 3 3 3

1 1

2 2 ( 2 2 1)C

g gH l l l l l l l

g g

23

1

/( 2 2 1)C

gl H

g

21 3

1

gl l

g

2 32 2l l

400300300

1000Φ 8 s 200

CỐT ĐAI

hình vẽ: Bố trí cốt thép tại vị trí vai cột

Tính mômen uốn với khoảng cách đã chọn và sơ đồ tải trọng thực tế.

0.5 x 6 x 6.76 = 20.28 kNm

0.5 x 9 x 4.623 = 20.801 kNmĐể xác định mômen dương lớn nhất, xác định:

= [-0.5 x 6 x 6.76 + 0.5 x 9 x (10.85 - 2.6) x (10.85 - 2.6) - 0.5 x (9 - 6) x (3.7 -2.6) x (3.7 -2.6) ] / 6.1 =46.604 kN

Khoảng cách X từ gối thứ hai đến vị trí mômen dương lớn nhất:

46.604/9 - 2.15 = 3.028 m

46.604 x 3.028 - 0.5 x 9 x (3.028 + 2.15) x (3.028 + 2.15) = 20.464 kNm

Tại gối kê 1:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 400mm.

Diện tích cốt thép vùng kéo: 1 Φ 16 + 1 Φ 25 có As = As' = 6.92 692Khoảng cách: a = a' = 38mm, ho = 362mm.Khả năng chịu lực của tiết diện:

= 280 x 692 x (362 - 38) = 62778240N.mm = 62.778kN.mTại gối kê 2:Kích thước tiết diện: b = 600mm, h = 400mm.

Diện tích cốt thép vùng kéo: 1 Φ 18 + 1 Φ 25 có As = As' = 7.454 745.4Khoảng cách: a = a' = 43mm, ho = 357mm.Khả năng chịu lực của tiết diện:

= 280 x 745.4 x (357 - 43) = 65535568N.mm = 65.536kN.m

62.778kN.m > 20.28kN.m , 65.536kN.m > 20.801kN.mSuy ra cột đảm bảo khả năng chịu lực khi vận chuyển.

b. Khi cẩu lắp:Khi cẩu lắp cột được lật theo phương nghiêng rồi mới cẩu. Điểm đặt móc cẩu nằm tại vai cột cách mặt vai 200mm,

M1 = 0.5 x g1 x l12 =

M3 = 0.5 x g2 x l32 =

RB = [-0.5 x g1 x l12 + 0.5 x g2 x (Hc - l1)2 - 0.5 x (g2 - g1) x (Ht - l1)2] / l2

X = RB/g2 - l3 = (Tính x bằng cách đạo hàm M2)

M2 = RB x X - 0.5 x g2 x (X + l3)2 =

cm2 = mm2

Mtd1 = Rs x As x (h0 - a')

cm2 = mm2


Vậy Mtd1 = M1 = Mtd3 = M1 =

g2 = 9 kN/m

1 Φ 25

g1 = 6 kN/m

1 Φ 251 Φ 16

400

400

10.85 m

2.15 ml3 =6.1 ml2 =2.6 ml1 =

3.028M1 = 20.28

BA

hình vẽ: Sơ đồ tính toán mômen của cột khi vận chuyển

HC =

RBRA

X =M3 =

M

20.801

M2 = 20.464

1 Φ 251 Φ 18

400

600

1 Φ 18

400

600

chân cột tì lên mặt đất.Xác định mômen của tiết diện cột:Mômen âm của phấn cột trên tại vị trí tiếp giáp với vai cột:

0.5 x 6 x 3.7 x 3.7 = 41.07kN.mĐể xác định thành phần mômen dương lớn nhất, ta cần tính toán:

[-0.5 x 6 x 3.7 x 3.7 - 0.5 x (9 - 6) x 0.2 x 0.2 + 0.5 x 9 x 6.95 x 6.95] / 6.95 = 25kNKhoảng cách từ gố B đến tiết diện có mômen dương lớn nhất:

25 / 9 = 2.778m

25 x 2.778 - 0.5 x 9 x 2.778 x 2.778 = 34.722kNmTính toán khả năng chịu lực:Tiết diện cột trên nằm sát vai cột:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 400mm.

Diện tích cốt thép vùng nén: 2 Φ 16 có As' = 4.02 402

Diện tích cốt thép vùng nén: 3 Φ 25 có As = 14.73 1473

Khoảng cách: a = 38mm, a' = 33mm, ho = 362mm.Xác định chiều cao vùng nén:

(280 x 1473 - 280 x 402) / (11.5 x 400) = 65mmSo sánh thấy: 2 x a' = 66mm > X = 65mm

= 280 x 1473 x (362 - 33) = 135692760Nmm = 135.693kNm

135.693kNm > 41.07kNm => Tiết diện đảm bảo khả năng chịu lực. Tiết diện cột dưới:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 600mm.

Diện tích cốt thép vùng nén: 2 Φ 18 có As' = h0 5.09 509

Ml =

RB =

X = RB/g2 =

M2 =

cm2 = mm2

cm2 = mm2

X = (Rs x As - Rsc x As') / (Rb x b) =

Vậy: Mtd1 = Rs x As x (h0 - a')

Nhận thấy: Mtd1 = M1 =

cm2 = mm2

hình vẽ: Sơ đồ tính và mômen uốn của cột khi cẩu lắp.

M2 = 34.722

10850

69503900

M1 = 41.07x = 2778

200

200

g1 = 6 kN/m g2 = 9 kN/m60

0

3 Φ 25

2 Φ 16

400

4004 Φ 25

400

2 Φ 18

Diện tích cốt thép vùng nén: 4 Φ 25 có As = 19.63 1963Khoảng cách: a = 43mm, a' = 39mm, ho = 557mm.Xác định chiều cao vùng nén:

(280 x 1963 - 1963 x 509) / (11.5 x 400) = 89mm

So sánh thấy: 2 x a' = 78mm < X = 89mm < = 341mm

=11.5 x 400 x 89 x (557 - 0.5 x 89) + 280 x 509 x (557 - 39) = 283642860Nmm = 283.643kNm.

283.643kNm > 34.722kNm => Tiết diện đảm bảo khả năng chịu lực. Kết luân:Cột hoàn toàn đảm bảo điều kiên chịu lực khi cẩu lắp.

6. Tính toán ép cục bộ và các chi tiết liên kết :

a. Tại đỉnh cột:Tải trọng đứng lớn nhất do mái truyền lên đỉnh cột:

= 50.071 + 7.02 = 570.91kNKích thước chi tiết bản mã của dàn mái kê lên đỉnh cột: b x l = 240 x 260mm.

Sơ đồ tính toán nén cục bộ tại vị trí đỉnh cột được lấy theo sơ đồ hình 16f của tiêuchuẩn TCXDVN 356-2005.

Xác định khả năng chịu nén cục bộ của đỉnh cột khi không kể đến ảnh hưởngcủa cốt thép ngang.

= 240 x 260 = 62400

400 x 300 = 120000Hệ số: ψ = 0.75 - Với bê tông nặng và tải trọng cục bộ đỉnh cột phân bố

không đều.Hệ số:α = 1 - Với bê tông cột có câp độ bền B20.

1.244 < 2.5

Cường độ chịu nén cục bộ tính toán của bê tông đỉnh cột:

1 x 1.244 x 11.5 = 14.306Mpa

= 0.75 x 14.306 x 62400 = 669521N = 669.521kN

= 669.521kN > N = 570.91kN Vậy tại vị trí đỉnh cột bê tông đảm bảo khả năng chịu lực phá hoại cục bộ

b. Tại vai cột:

1.1 x 220 x (1 + 0.683) = 407.286kN

0.5 x 59.4 + 407.286 = 436.986kNSơ đồ tính toán nén cục bộ tại vai cột được lấy theo sơ đồ hình

16h của TCXDVN 356-2005.Xác định khả năng chịu nén cục bộ của vai cột khi không kể đến

ảnh hưởng của cốt thép ngang:Diện tích chịu nén cục bộ:

200 x 180 = 36000Diện tích tính toán chịu nén cục bộ:

500 x 180 = 90000Hệ số: ψ = 0.75 - Với bê tông nặng và tải trọng cục bộ đỉnh cột phân

bố không đều.Hệ số:α = 1 - Với bê tông cột có câp độ bền B20.

1.357 < 2.5


1.357

= 0.75 x 15.606 x 36000 = 421362N = 421.362kN

cm2 = mm2


ξ x h0

Vậy Mtd2 = Rb x b x X x (h0 - 0.5 x X) + Rsc x As' x (h0 - a')


N = Gm1 + Pm1

Diện tích chịu nén cục bộ: Aloc1 mm2.

Diện tích tính toán chịu nén cục bộ: Aloc2 = mm2.

Hệ số: φb =

Rb.loc = α x φb x Rb =

Vậy: [N]loc = ψ x Rb.loc x Aloc1

Suy ra: [N]loc

Lực nén lớn nhất từ một đầu dầm cầu trục truyền vào vai cột: N = 0.5 x Gd + Dmax. Trong đó: Dmax do Pmax gây

ra cho một đầu dầm cầu trục, Dmax được xác định theo đường ảnh hưởng:

Dmax = Pmax(y1 + y3) =

N = Gd + Dmax =

Aloc1 = mm2

Aloc2 = mm2

Hệ số: φb =



3 2

1

loc

loc

A

A

hình vẽ: Sơ đồ tính toán nén cục bộ đỉnh cột

8080

240

20 20260

400

Aloc2Aloc1

400

4 x

100

420

20

150

400

100 150 150200

180

400

400 600

Aloc1 Aloc2

hình vẽ: Sơ đồ tính toán nén cục bộ vai cột

3 2

1

loc

loc

A

A

= 421.362kN < N = 436.986kN Không đảm bảo khả năng chịu lực cục bộ, phải gia cường thêm lưới thép Sử dụng 1 lưới thép Φ 6 s 200 x 200mm, bố trí trong đoạn vai cột đến mút vai đảm bảo khoảng cáchXác định khả năng chịu nén cục bộ của vai cốt sau khi gia cố lưới thép ngang.

3 thanh.

600 - 20 = 580mm

28.3Diện tích bê tông nằm trong phạm vi lưới thép lấy gần đúng.

580 x 580 = 336400

1.357 < 3.5

[2 x (3 x 28.3 x 580)] / 33640000 = 0.003

(0.003 x 280) / (11.5 + 10) = 0.039φ = 1 / (0.23 + ψ) = 1 / (0.23 + 0.039) = 0.23

4.5 - 3.5 x (36000 / 336400) = 4.125

336400 > 36000 90000Cường độ lăng trụ quy đổi của bê tông khi tính toán chịu nén cục bộ:

11.5 x 1.357 +0.23 x 0.003 x 280 x 4.125 = 16.402Mpa

16.402 x 36000 = 590472N = 590.472kN

590.47 > 436.986kN Vậy tại vị trí vai cột bê tông đảm bảo khả năng chịu lực

VI. Tính tiết diện cột B :Do cột trục B xó hình dạng bề ngoài đồi xứng, để tránh nhầm lẩn trong quá trình thi công, lắp ghép, tính toán cốt

thép đối xứng cho cột.

1. Tính toán tiết diện phần cột trên :Kích thước tiết diện: b x h = 40 x 60mm. Chiều dài lo giống như cột trục A

2 x 3.7 = 7.4 m. = 740 cm. (Lấy theo bảng 31 TCXDVN 356 - 2005, trong trường hợp có tải trọng cần trục).

Các cặp nội lực nguy hiểm

Ký hiệu M N ở bản (kNm) (kN) (mm) (mm) (kNm) (kN)tổ hợpII - 16 305.98 1140.52 268 288 2.99 1077.34II - 17 -271.42 1140.52 238 258 2.99 1077.34

II - 18 273.73 1203.7 227 247 2.99 1077.34

a. Tính toán cốt thép với cặp II-18:

( 2 , 0.617 , 1 ) cm

2 cm > ( h/30 , Ht/600 , và 1 cm ) thỏa mãn điều kiện.


600 - 40 = 560mm

= 400 x 216000000 / 12 = 7.2Mônen quán tính của tiết diện cốt thép:

= 0.008 x 400 x 560 x (0.5 x 600 - 40) x (0.5 x 600 - 40)

= 12.1

Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

0.5 - 0.01 x (7400 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.262

247 / 600 = 0.412 0.412



Suy ra: [N]loc

Số thanh thép trong một lưới là: nx = ny =

Chiều dài một thanh trong lưới thép: lx = ly =

Diện tích một thanh trong lưới thép: Asx =Asy = cm2.

Aef = lx x ly = mm2.

φb =

µxy = (nx x Asx x lx + ny x Asy x ly) / Aef = [2 x (nx x Asx x lx)] / Aef =

ψ = (µxy x Rsxy)/(Rb + 10) =

φs = 4.5 - 3.5 x (Aloc1 / Aef) =

(Do Aef = Aloc1 = => Aef = Aloc2 = mm2 để tính )

Rb.red = Rb x φb + φ x µxy x Rs.xy x φs =

[N]loc = Rb.red x Aloc1 =

Vậy [N]loc =





chọn e0' =





x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1



x

580

580

y

= 1 + [2990000 + 1077340 x (0.5 x 600 - 40)] / [273730000 + 1203700 x (0.5 x 600 - 40)]= 1.483


= [6.4 x (27000 / 54760000)] x [(0.315 x 7200000000)/1.483 + 7.78 x 121000000] = 7796551 N = 7796.551 kN


1 / [1- (1203.7 / 7796.551)] = 1.183

= 1.183 x 247 = 292 mm


1203.7/ (11.5 x 400) = 262 mm

So sánh thấy: 2a' = 80mm < 262 mm < = 343mmThỏa mãn yêu cầu giả thiết, tính toán theo lệch tâm lớn

262mm. Diện tích cốt thép được xác định:

[1203.7 x 1000 x (552 + 131 - 560)]/[280 x (560 - 40)]


= 1017 / (400 x 560) = 0.454 % > => Kích thước tiết diện hợp lí

2 x 0.454 = 0.908 %

b. Tính toán cốt thép với cặp II-16:


600 - 40 = 560mm

= 400 x 216000000 / 12 = 7.2Mônen quán tính của tiết diện cốt thép:

= 0.008 x 400 x 560 x (0.5 x 600 - 40) x (0.5 x 600 - 40)

= 12.1

Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm:

0.5 - 0.01 x (7400 / 600) - 0.01 x 11.5 = 0.262

288 / 600 = 0.48 0.48

h0 = - với điều kiên bê tông cốt thép thường.


= 1 + [2990000 + 1077340000 x (0.5 x 600 - 40)] / [305980000 + 1140520 x (0.5 x 600 - 40)]= 1.47


= [6.4 x (27000 / 54760000)] x [(1.19 x 7200000000)/1.47 + 7.78 x 121000000] = 21363178 N = 21363.178 kN


1 / [1- (1140.52 / 21363.178)] = 1.056

= 1.056 x 288 = 304 mm


1140.52/ (11.5 x 400) = 248 mm

So sánh thấy: 2a' = 80mm < 248 mm < = 343mmThỏa mãn yêu cầu giả thiết, tính toán theo lệch tâm lớn

1077.34mm. Diện tích cốt thép được xác định:


η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X1 = N / (Rb x b) =

X1 = ξR x ho

Với X = X1 =


mm2 = cm2

µ = µ' = As / (b x h0) µmin = 0.2%

µt = 2 x µ =






x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X1 = N / (Rb x b) =

X1 = ξR x ho

Với X = X1 =

[1140.52 x 1000 x (564 + 124 - 560)]/[280 x (560 - 40)]


= 1003/(400 x 560) = 0.448% > => Kích thước tiết diện hợp lí

2 x 0.448 = 0.896 %

Nhân xét:Do tính toán cốt thép đối xứng nên khi chọn các cặp nội lực nguy hiểm để tính toán, không cần quan tâm nhiều đến

giá trị tuyệt đối của mômen trong cặp nội lực. Do cặp nội lực II-17 có giá trị xấp xỉ cấp II-16 nên ta không cần tính toán cho cặp nội lực này.

c. Chọn và bố trí cốt thép:

Dùng cốt thép tính toán được từ cặp II-16 để bố trí. As = As' = 10.03

Chọn cốt thép 1 phía: 1 Φ 25 + 2 Φ 22 có As = As' = 10.82

đảm bảo yêu cầu cốt thép

25 mm, thỏa mãn yêu cầu.

Khoảng cách a = a' = 37.5mm , 600 - 37.5 = 562.5mm > 560mm thiên về an toàn Khoảng cách thông thủy: c = 128mm > 50mm, thỏa mãn yêu cầu cấu tạo. Do h = 600mm > 500 Nên tại giữa vị trí h cần phải bố trí cốt đai 2 Φ 14

2. Tính toán tiết diện phần cột dưới :Kích thước tiết diện: b x h = 40 x 80mm. Chiều dài lo giống như cột trục A

Các cặp nội lực nguy hiểm

Ký hiệu M N ở bản (kNm) (kN) (mm) (mm) (kNm) (kN)tổ hợpIV - 14 -414.76 1263.9 328 355 -5.129 1263.9IV - 17 -454.63 1688.08 269 296 -5.129 1263.9

IV - 18 -400.8 1984.85 202 229 -5.129 1263.9

a. Tính toán cốt thép với cặp IV-14:

1.2 x 10050 = 12.06 m. = 12060 mm. (Cặp IV-14 không kể tải trọng cầu trục)

( 0.617 , 2.667 , 1 ) cm



800 - 40 = 760mm

= 400 x 512000000 / 12 = 17Mônen quán tính của tiết diện cốt thép:

= 0.007 x 400 x 760 x (0.5 x 800 - 80) x (0.5 x 800 - 80)


0.5 - 0.01 x (12060 / 800) - 0.01 x 11.5 = 0.262

355 / 800 = 0.444 0.444



= 1 + [5129000 + 1263900 x (0.5 x 800 - 40)] / [414759000 + 1263900 x (0.5 x 800 - 40)]= 1.529


= [6.4 x (27000 / 145443600)] x [(0.302 x 17000000000)/1.529 + 7.78 x 276000000] = 6540468 N = 6540.468 kN


mm2 = cm2

µ = µ' = As / (b x h0) µmin = 0.2%

µt = 2 x µ =


cm2.

cm2


h0 =


Chiều dài tính toán: l0 = 1.2 x H =



chọn e0' =





x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1





1 / [1- (1263.9 / 6540.468)] = 1.24

= 1.24 x 355 = 440 mm


1263.9/ (11.5 x 400) = 275 mm

So sánh thấy: 2 x a' = 80mm < X = 275mm < = 465mmThỏa mãn giả thiết, tính toán theo nén lệch tâm lớn Với X = X1 = 275mm

[1263.9 x 1000 x (800 + 137.5 - 760)]/[280 x (760 - 40)]



2 x 0.366 = 0.732 %

b. Tính toán cốt thép với cặp IV-17:

1.5 x 6.35 = 9.525 m. = 9525 mm. (Cặp IV-17 có kể tải trọng cầu trục)

( 2.667 , 0.617 , 1 ) cm



800 - 40 = 760mm


= 0.007 x 400 x 760 x (0.5 x 800 - 40) x (0.5 x 800 - 40)


0.5 - 0.01 x (9525 / 800) - 0.01 x 11.5 = 0.381

296 / 800 = 0.37 0.381



= 1 + [5129000 + 1263900 x (0.5 x 800 - 40)] / [454630000 + 1688080 x (0.5 x 800 - 40)]= 1.433


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.329 x 27600000000)/1.433 + 7.78 x 276000000] = 16158839 N = 16158.839 kN


1 / [1- (1688.08 / 16158.839)] = 367

= 1.117 x 296 = 331 mm


1688.08/ (11.5 x 400) = 367 mm


[1688.08 x 1000 x (691 + 183.5 - 760)]/[280 x (760 - 40)]

= 959 9.59

η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X1 = N / (Rb x b) =

ξ x h0


mm2 = cm2

µ = µ' = As / (b x h0) µmin = 0.2%

µt = 2 x µ =





chọn e0' =





x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X1 = N / (Rb x b) =

ξ x h0


mm2 = cm2

Hàm lượng cốt thép:


2 x 0.315 = 0.63 %

c. Tính toán cốt thép với cặp IV-18:

1.5 x 6.35 = 9.525 m. = 9525 mm. (Cặp IV-18 có kể tải trọng cầu trục)

( 2.667 , 0.617 , 1 ) cm



800 - 40 = 760mm


= 0.007 x 400 x 760 x (0.5 x 800 - 40) x (0.5 x 800 - 40)


0.5 - 0.01 x (9525 / 800) - 0.01 x 11.5 = 0.377

229 / 800 = 0.286 0.377



= 1 + [5129000 + 1263900 x (0.5 x 800 - 40)] / [400800000 + 1984850 x (0.5 x 800 - 40)]= 1.413


= [6.4 x (27000 / 90725625)] x [(0.331 x 17000000000)/1.413 + 7.78 x 276000000] = 11674680 N = 11674.68 kN


1 / [1- (1984.85 / 11674.68)] = 1.205

= 1.205 x 229 = 276 mm


1984.85/ (11.5 x 400) = 431 mm


[1984.85 x 1000 x (1984.85 + 215.5 - 760)]/[280 x (760 - 40)]



2 x 0.296 = 0.592 %

d. Chọn và bố trí cốt thép:So sánh diện tích cốt thép tính từ 3 cặp nội lực trên, cốt thép cột được chọn theo tính toán từ cặp nội lực IV-14

có giá trị As = As' = 11.13

Chọn thép 1 phía: 2 Φ 20 + 2 Φ 20 có As = As' = 12.52

đảm bảo yêu cầu cốt thép Do tiết diện: h = 800 > 500 nên cần bố trí cốt thép dọc như cột biên 2 Φ 14

20 mm, thỏa mãn yêu cầu.

Khoảng cách a = a' = 30mm , 800 - 30 = 770mm > 760mm thiên về an toàn

µ = µ' = As / (b x h0) µmin = 0.2%

µt = 2 x µ =





chọn e0' =





x 107 mm4

δmin = 0.5 - 0.01 x (l0/h) - 0.01 x Rb =


φp =

S = [0.11 / (0.1 + δe/φp)] + 0.1




η = 1 / [ 1- (N / Ncr)] =



X1 = N / (Rb x b) =

ξ x h0


mm2 = cm2

µ = µ' = As / (b x h0) µmin = 0.2%

µt = 2 x µ =


cm2

cm2


h0 =

Khoảng cách thông thủy: c = 93mm > 50mm, thỏa mãn yêu cầu cấu tạo.

Kết luân:Các cặp nội lực trên tiết diện đều nằm phía trong miền chịu lực của cấu kiện, như vậy cột đảm bảo khả năng chịu

tất cả các nội lực nguy hiểm có thể xay ra.

3. Tính toán kiểm tra chịu cắt :

= 77.03kN, nội lực tương ứng N = 1688.08kN.Khả năng chịu lực cắt nhỏ nhất của tiết diện cột khi chỉ kể đến tác dụng chiu cắt của bê tông:

0.1 x 1688.08 x 1000 / (0.9 x 400 x 770) = 0.609 > 0.5

= 0.5

0.6 x (1 + 0.5) x 0.9 x 400 x 770 = 249480N = 249.48kN

249.48kN > = 77.03kN Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt, chỉ cầnbố trí cốt đai theo cấu tạo. Chọn Φ 8 s 250 cho cả cột trên và cột dưới, cốt đai chọn phải thỏa mãn điều kiện:

= 0.25 x 25 = 6.25mm Thỏa mãn yêu cầu

15 x 20 = 300mm Thỏa mãn yêu cầu

4. Tính toán vai cột :Kích thước vai cột được chọn theo thiết kế định hình như hình vẽ ở phần trên ( Phần VI mục 3)

Giả thiết khoảng cách a = 4 1200 - 40 = 1160mm

600mm > = 0.9 x 1160 = 1044mm => Vai cột thuộc kiểu côngxôn ngắn.Lực tác dụng lên vai lấy đối với nhịp giữa có tải trọng lớn hơn:

= 471.9 + 59.4 = 531.3kN

2.5 x 0.9 x 400 x 1160 = 1044000N = 1044kNKhoảng cách :

= 750 - 0.5 x 800 = 350mm

Lực cắt lớn nhất tại chân cột được xác định từ tổ hợp nội lực QIVmax

Qbmin = 0.6 x (1 + φn) x Rbt x b x h0 - Với cột bằng vật liệu bê tông nặng, tiết diện chữ nhật.

φn = 0.1 x N / (Rbt x b x h0) =

nên ta lấy giá trị φn

Qbmin = 0.6 x (1 + φn) x Rbt x b x h0 =

Nhận thấy Qbmin = QIVmax

Φ ≥ 0.25 Φmax

s ≤ 15 x Φmin =

cm, => h0 = h -a =

Vậy: lv = 0.9 x h0

Qv = Dmax + Gd

Qv < 2.5 x Rbt x b x h0 =

av = λ - 0.5 x hd

2 Φ

22

2 Φ

14

2 Φ

20

2 Φ 20

2 Φ

14

1 Φ 25

1 Φ 25

2 Φ

22

30d

2 Φ 20 + 2 Φ 202 Φ 20 + 2 Φ 20

800

hình vẽ: Bố trí cốt thép doc cột giữa.

1085

0

6350

3700

1200600

600I - I

600

400

I

45

600

B C

I

IIII

II - II

800

400

2 Φ 14

2 Φ 14

1 Φ 25 + 2 Φ 221 Φ 25 + 2 Φ 22

2 Φ

20

2 Φ 20

Do chiều cao vai cột thỏa mãn điều kiện:

350 = 1225mm > h = 1200mm > 2.5 x 350 = 875mmNên cần bố trí cốt đai ngang tại vị trí vai cột và bố trí cốt xiên. Chọn cốt đai vai cột có đường kính cùng cốt đai

trong cột Φ 8 , chọn bước đai tại vai cột s 150 thỏa mãn điều kiện : s 150 ≤ 150mm

h/4 = 300mm

Chọn cốt xiên: 4 Φ 18 , bố trí trong hai lớp nghiêng một góc 45 độ, cách nhau 100mm

Cốt thép chịu lực thỏa mãn:

10.18 > 0.002 x 400 1160 = 9.28

18mm ≤ 25mm.

Kiểm tra các tiết diện đảm bảo độ bền trên dải nghiêng chịu nén giữa vùng đặt tải trọng tác dụng và gối:

Tính toán góc θ.Bề rộng vùng đặt tải trọng vai cột lấy bằng bề rộng

sườn dầm cầu trục.

200 mm.

=1200 / (750 - 400 + 100) = 2.667 suy ra: θ = 69.446 độ.

200 x sin(69.446) = 187 mm

Cốt đai trong vai cột Φ 8 s 150, diện tích tiết diện của các nhanh nằm trong mặt phẳng ngang cắt qua dải nghiên chịu nén:

2 x 9 x 5.3 = 95.4

1 + 5 x 7.78 x 95.4/(400 x 350) = 1.027

0.8 x 1.027 x 11.5 x 400 x 187 x 0.936 = 826886 N = 826.886 kN

826.89 kN > 531.3 kN => thỏa mãn yêu cầu điều kiện hạn chế Mômen uốn tính toán của vai cột tại tiết diện tiếp giáp với mép cột dưới:

1.25 x 531.3 x 350 = 232444 Nm = 826.886 kNmTính toán cốt thép dọc:

232.444 x 1000000/(11.5 x 400 x 1345600) = 0.038 < 0.425 => thỏa mãn điều kiện hạn chế

ξ = 1 - = 0.0388

11.5 x 400 x 0.0388 x 1160/280 = 739 7.39Hàm lượng cốt thép:

739 / (400 x 1160) = 0.159 % >

Chọn thép: Chọn 3 Φ 20 có As = 9.42 Bố trí 1 lớp, (đảm bảo hàm lượng yêu cầu)

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: c = 20 => a = 30mm < 40 mm => Thiên về an toàn

3.5 x av = 3.5 x 2.5 x av =

As,inc = 0.002 x b x h0 = cm2

Φinc = linc / 15

Qv ≤ 0.8 x φw2 x Rb x b x lb x sinθ

lsup =

tgθ = h / (λ - 0.5 x hd + lsup/2)

Chiều rộng dải nghiêng chịu nén lb:

lb = lsup x sinθ =

Tính toán hệ số φw2:

Asw = mm2

φw2 = 1 + 5 x α x µw2 =

Vậy: 0.8 x φw2 x Rb x b x lb x sinθ =

0.8 x φw2 x Rb x b x lb x sinθ = Qv =

M = 1.25 x Qv x av =

αm = M / (Rb x b x h02) = αR =

As = Rb x b x ξ x h0/Rs = mm2 = cm2

µ = As / (b x h0) = µmin = 0.05 %

cm2

lb

lsup

Q

Hình vẽ: Kích thước vai cột

350

θ

hh0

Q

lsup

l

lb

l

1 2 m

III

2 Φ 20 + 2 Φ 20

2 Φ 18

CỐT XIÊN

3 Φ 20

CỐT THÉP CHỊU LỰC NÉN

1 Φ 25 + 2 Φ 22

2 Φ 20 + 2 Φ 20

1 Φ 25 + 2 Φ 22

Φ 8 s 250

30 d

CỐT ĐAI

III

CỐT XIÊN

5. Kiểm tra cột khi vận chuyển, cẩu lắp :

Khi vận chuyển, cẩu lắp, cột bị uốn. Tải trọng tính toán lấy bằng tải trọng bản thân và có hệ số động lực: n = 1.5

1.5 x 0.4 x 0.6 x 25 = 9 kN/m

1.5 x 0.4 x 0.8 x 25 = 12 kN/m

a. Khi vận chuyển:Cột được đặt nằm theo phương ngang kê tự do trên hai gối tựa hoặc được treo lên bằng hai móc. Vị trí đặt các

khoảng cách từ đỉnh cột đến gối kê thứ nhất, khoảng cách giữa hai gối kê và khoảng cách từ gối kê thứ hai đến chân cột.

khi đó:

;

Với số liệu bài toán ta tính được:

= 10.85 / (1.155 + 2.828 + 1) = 2.177 m

= 1.155 x 2.177 = 2.514 m

Đoạn cột trên: g1 = n x (b x h)cột trên x γbt =

Đoạn cột trên: g2 = n x (b x h)cột dưới x γbt =

gối của cột được lực chọn trên cơ sở mômen uốn của cột ở hai gối và ở nhịp xấp xỉ nhau. Gọi l1, l2, l3 lần lược là

Để xác định các đoạn l1, l2, l3, có thể tính toán gần đúng bằng cách cho mômen âm ở hai gối (M1, M2) và mômen

dương tại vị trí chính giữa đoạn l2 (Mnb) bằng nhau, coi như g1 phân bố đều trên l1, g2 phân bố đều trên đoạn l2 + l3

M1 = g1 x l12/2 = M3 = g2 x l3

2/2 = Mnh = 0.5 x M0 = 0.5 x (g2 x l22/8)

Suy ra:

2 Φ 20 + 2 Φ 20

2 Φ 14

Φ 8 s 150

Φ 8 s 250

CỐT ĐAI

CỐT ĐAI

hình vẽ: Bố trí cốt thép tại vị trí vai cột

2 Φ 18

CỐT XIÊN

21 3

1

gl l

g

2 32 2l l

BA

hình vẽ: Sơ đồ xác định vị trí các gối kê

l3l2

HC

l1

RBRA

0.5l2

M3M1

M

g1

g2

Mnh

2 21 2 3 3 3 3 3

1 1

2 2 ( 2 2 1)C

g gH l l l l l l l

g g

23

1

/( 2 2 1)C

gl H

g

21 3

1

gl l

g

= 2.828 x 2.177 = 6.157 m

2.514 m 6.157m 2.177 mTính mômen uốn với khoảng cách đã chọn và sơ đồ tải trọng thực tế.

0.5 x 9 x 6.32 = 28.125 kNm

0.5 x 12 x 4.739 = 27.735 kNmĐể xác định mômen dương lớn nhất, xác định:

= [-0.5 x 9 x 6.32 + 0.5 x 12 x (10850 - 2.514) x (10850 - 2.514) - 0.5 x (12 - 9) x (3.7 -2.514) x (3.7 -2.514) ] / 6.157 = 62.589 kN

Khoảng cách X từ gối thứ hai đến vị trí mômen dương lớn nhất:

62.589/12 - 2.177 = 3.039 m

62.589 x 3.039 - 0.5 x 12 x (3.039 + 2.177) x (3.039 + 2.177) = 26.968 kNm

Tại gối kê 1:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 600mm.


= 280 x 7.602 x (400 - 38) = 68965344N.mm = 68.965kN.mTại gối kê 2:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 800mm.


Vậy ta chọn khoảng cách l1 = l2 = l3 =

M1 = 0.5 x g1 x l12 =

M3 = 0.5 x g2 x l32 =

RB = [-0.5 x g1 x l12 + 0.5 x g2 x (Hc - l1)2 - 0.5 x (g2 - g1) x (Ht - l1)2] / l2

X = RB/g2 - l3 = (Tính x bằng cách đạo hàm M2)

M2 = RB x X - 0.5 x g2 x (X + l3)2 =

cm2 = mm2


cm2 = mm2

21 3

1

gl l

g

2 32 2l l

1 Φ 201 Φ 20

1 Φ 14

g2 = 12 kN/mg1 = 9 kN/m

10.85 m

2.15 ml3 =6.2 ml2 =2.5 ml1 =

3.039M1 = 28.125

BA

hình vẽ: Sơ đồ tính toán mômen của cột khi vận chuyển

HC =

RBRA

X =M3 =

M

27.735

M2 = 26.968

1 Φ 201 Φ 20

400

800

400

800

1 Φ 221 Φ 22

400

600

1 Φ 14 1 Φ 14

= 280 x 6.284 x (370 - 30) = N.mm = 59.824kN.m

68.965kN.m > 28.125kN.m , 59.824kN.m > 27.735kN.mSuy ra cột đảm bảo khả năng chịu lực khi vận chuyển.

b. Khi cẩu lắp:Khi cẩu lắp cột được lật theo phương nghiêng rồi mới cẩu. Điểm đặt móc cẩu nằm tại vai cột cách mặt vai mm,

chân cột tì lên mặt đất.Xác định mômen của tiết diện cột:Mômen âm của phấn cột trên tại vị trí tiếp giáp với vai cột:

0.5 x 6 x 3.7 x 3.7 = 41.07 kN.mĐể xác định thành phần mômen dương lớn nhất, ta cần tính toán:

[-0.5 x 6 x 3.7 x 3.7 - 0.5 x (12 - 9) x 0.2 x 0.2 + 0.5 x 12 x 6.95 x 6.95] / 6.95 = 36kNKhoảng cách từ gố B đến tiết diện có mômen dương lớn nhất:

36 / 12 = 3 m.

36 x 3 - 0.5 x 12 x 3 x 3 = 54 kN.mTính toán khả năng chịu lực:Tiết diện cột trên nằm sát vai cột:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 800mm.

Diện tích cốt thép vùng nén: 1 Φ 25 + 2 Φ 22 có As' = 10.82 1082

Diện tích cốt thép vùng nén: 1 Φ 25 + 2 Φ 22 có As = 10.82 1082

Khoảng cách: a = 30mm, a' = 30mm, ho = 570mm.Xác định chiều cao vùng nén:

(280 x 10.82 - 280 x 10.82) / (11.5 x 400) = 0mmSo sánh thấy: 2 x a' = 60mm > X = 0mm


Vậy Mtd1 = M1 = Mtd3 = M1 =

Ml =

RB =

X = RB/g2 =

M2 =

cm2 = mm2

cm2 = mm2


2 Φ 20 + 2 Φ 20

1 Φ 25 + 2 Φ 22

hình vẽ: Sơ đồ tính và mômen uốn của cột khi cẩu lắp.

M2 = 54

10850

69503900

M1 = 41.07x = 3000

200

200

g1 = 9 kN/m g2 = 12 kN/m

800

1 Φ 25 + 2 Φ 22

600

4002 Φ 20 + 2 Φ 20

400

= 280 x 1082 x (570 - 30) = 163598400Nmm = 163.598kNm

163.598kNm > 41.07kNm => Tiết diện đảm bảo khả năng chịu lực. Tiết diện cột dưới:Kích thước tiết diện: b = 400mm, h = 800mm.

Diện tích cốt thép vùng nén: 2 Φ 20 + 2 Φ 20 có As' = 12.52

Diện tích cốt thép vùng kéo: 2 Φ 20 + 2 Φ 20 có As' = 12.52Khoảng cách: a = 30mm, a' = 30mm, ho = 770mm.Xác định chiều cao vùng nén:

(280 x 1252 - 280 x 1252) / (11.5 x 400) = 0mmSo sánh thấy: 2 x a' = 60mm > X = 0mm

= 280 x 1252 x (770 - 30) = 259414400Nmm = 259.414kNm.

259.414kNm > 54kNm => Tiết diện đảm bảo khả năng chịu lực. Kết luân:Cột hoàn toàn đảm bảo điều kiên chịu lực khi cẩu lắp.

6. Tính toán ép cục bộ và các chi tiết liên kết :

a. Tại đỉnh cột:Tải trọng đứng lớn nhất do mái truyền lên đỉnh cột:

= 55.221 + 7.02 = 622.41kNKích thước chi tiết bản mã của dàn mái kê lên đỉnh cột: b x l = 240 x 260mm.

Sơ đồ tính toán nén cục bộ tại vị trí đỉnh cột được lấy theo sơ đồ hình 16f của tiêuchuẩn TCXDVN 356-2005.

Xác định khả năng chịu nén cục bộ của đỉnh cột khi không kể đến ảnh hưởngcủa cốt thép ngang.

= 240 x 260 = 62400

400 x 300 = 120000Hệ số: ψ = 0.75 - Với bê tông nặng và tải trọng cục bộ đỉnh cột phân bố

không đều.Hệ số:α = 1 - Với bê tông cột có câp độ bền B20.

1.244 < 2.5


1 x 1.244 x 11.5 = 14.306Mpa

= 0.75 x 14.306 x 62400 = 669521N = 669.521kN

= 669.521kN > N = 622.41kN Vậy tại vị trí đỉnh cột bê tông đảm bảo khả năng chịu lực phá hoại cục bộ

b. Tại vai cột:

1.1 x 220 x (1 + 0.683) = 407.286kN

0.5 x 59.4 + 407.286 = 436.986kNSơ đồ tính toán nén cục bộ tại vai cột được lấy theo sơ đồ hình

16h của TCXDVN 356-2005.Xác định khả năng chịu nén cục bộ của vai cột khi không kể đến

ảnh hưởng của cốt thép ngang:Diện tích chịu nén cục bộ:

200 x 180 = 36000Diện tích tính toán chịu nén cục bộ:

500 x 180 = 90000Hệ số: ψ = 0.75 - Với bê tông nặng và tải trọng cục bộ đỉnh cột phân

bố không đều.Hệ số:α = 1 - Với bê tông cột có câp độ bền B20.

Vậy: Mtd1 = Rs x As x (h0 - a')


cm2

cm2


Vậy Mtd2 = Rsc x As' x (h0 - a')


N = Gm2 + Pm2

Diện tích chịu nén cục bộ: Aloc1 mm2.

Diện tích tính toán chịu nén cục bộ: Aloc2 = mm2.

Hệ số: φb =



Suy ra: [N]loc

Lực nén lớn nhất từ một đầu dầm cầu trục truyền vào vai cột: N = 0.5 x Gd + Dmax. Trong đó: Dmax do Pmax gây

ra cho một đầu dầm cầu trục, Dmax được xác định theo đường ảnh hưởng:

Dmax = Pmax(y1 + y3) =

N = Gd + Dmax =

Aloc1 = mm2

Aloc2 = mm2

3 2

1

loc

loc

A

A

hình vẽ: Sơ đồ tính toán nén cục bộ đỉnh cột

8080

240

20 20260

400

Aloc2Aloc1

600

4 x

100

420

20

150

600

Aloc1

100 150 150200

180

400

800 600

Aloc2

hình vẽ: Sơ đồ tính toán nén cục bộ vai cột

3 2

1

loc

loc

A

A

1.357 < 2.5


1.357

= 0.75 x 15.606 x 36000 = 421362N = 421.362kN

= 421.362kN < N = 436.986kN Không đảm bảo khả năng chịu lực cục bộ, phải gia cường thêm lưới thép Sử dụng 1 lưới thép Φ 6 , bố trí trong đoạn vai cột đến mút vai đảm bảo khoảng cáchXác định khả năng chịu nén cục bộ của vai cốt sau khi gia cố lưới thép ngang.

3 thanh.

600 - 20 = 580mm

28.3Diện tích bê tông nằm trong phạm vi lưới thép lấy gần đúng.

580 x 580 = 336400

1.357 < 3.5

[2 x (3 x 28.3 x 580)] / 33640000 = 0.003

(0.003 x 280) / (11.5 + 10) = 0.039φ = 1 / (0.23 + ψ) = 1 / (0.23 + 0.039) = 0.23

4.5 - 3.5 x (36000 / 336400) = 4.125

336400 > 36000 90000Cường độ lăng trụ quy đổi của bê tông khi tính toán chịu nén cục bộ:

11.5 x 1.357 +0.23 x 0.003 x 280 x 4.125 = 16.402Mpa

16.402 x 36000 = 590472N = 590.472kN

590.47 > 436.986kN Vậy tại vị trí vai cột bê tông đảm bảo khả năng chịu lực

Hệ số: φb =



Suy ra: [N]loc

Số thanh thép trong một lưới là: nx = ny =

Chiều dài một thanh trong lưới thép: lx = ly =

Diện tích một thanh trong lưới thép: Asx =Asy = cm2.

Aef = lx x ly = mm2.

φb =

µxy = (nx x Asx x lx + ny x Asy x ly) / Aef = [2 x (nx x Asx x lx)] / Aef =

ψ = (µxy x Rsxy)/(Rb + 10) =

φs = 4.5 - 3.5 x (Aloc1 / Aef) =

(Do Aef = Aloc1 = => Aef = Aloc2 = mm2 để tính )

Rb.red = Rb x φb + φ x µxy x Rs.xy x φs =

[N]loc = Rb.red x Aloc1 =

Vậy [N]loc =

Đà Nẵng, ngày 23 tháng 5 năm 2011

THE ENDTHE END

Trong quá trình thực hiện việc thiếu sót là điều không tránh khỏi, mong quý vị và các bạn góp ý và phê bình. Chúc các ban thành công !

Trong quá trình thực hiện việc thiếu sót là điều không tránh khỏi, mong quý vị và các bạn góp ý và phê bình. Chúc các ban thành công !

x

3 2

1

loc

loc

A

A

580

580

y

phan mem do an be tong ii

Documents