ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP SỐ 2 THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG LẮP GHÉP Số liệu cho trước Nhà công nghiệp 1 tầng lắp ghép, ba nhịp đều nhau, L k = 20 m, cùng cao trình ray R = 8,3 m mỗi nhịp có 2 cầu trục chạy điện, chế độ làm việc nhẹ. Địa điểm xây dựng: TP. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CỦA CÁC CẤU KIỆN: 1.Chọn kết cấu mái: Với nhịp L = Lk + 2 = 20+2. Lk: nhịp cầu trục, Lk = 20m.
: Khoảng cách từ trục định vị đến trục đỡ cầu trục, = 0,75m. L =21,5m >18m nên chọn kết cấu dàn bê tông cốt thép dạng hình thang. Chiều cao giữa dàn lấy trong khoảng. Chọn h = 2,5 m, đầu dàn cao 1,5m.
Chọn cửa mái chỉ đặt ở nhịp giữa, rộng 9,5m, cao 4m. Các lớp mái được cấu tạo từ trên xuống dưới như sau: - Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa lót dày 5cm; - Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 12cm; - Lớp bê tông chống thấm dày 4cm; - Panel mái là dạng panel sườn, kích thước 6x1,5m, cao 30cm. Tổng chiều dày các lớp mái: t = 5+12+4+30 = 51cm. SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 1- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG Kích thước dàn Mặt cắt ngang nhà 2.
Trục định vị: Cần trục có sức trục Q = 10T < 30T nên trục định vị của cột được xác định như sau: - Đối với cột biên: trục định vị trùng với mép ngoài của cột. - Đối với cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học của cột. SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 2- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG 600 600 Vị trí trục định vị 3.Chọn dầm cầu trục: Với nhịp dầm cầu trục 6 m, sức trục 10t, chọn dầm cầu trục bằng bêtông cốt thép lắp ghép, tiết diện chữ T. Theo thiết kế định hình có chiều cao H c = 800mm, bề rộng sườn b = 200mm, bề rộng cánh bc = 570mm, chiều cao cánh hc = 120 mm, trọng lượng 1 dầm 3,3T = 32KN.
Xác định kích thước đường ray: Từ Q = 10; Lk = 20m; chế độ làm việc nhẹ, tra bảng 1 phụ lục I có: B = 6300mm; K = 4400mm; Hct = 2300mm; B1 = 260mm. SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 3- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG Áp lực bánh xe lên ray: Pmaxtc = 17,5T = 175kN. Chọn chiều cao ray và các lớp đệm: Hr = 0,15m. Trọng lượng của ray và các lớp đệm: gr = 200Kg/m = 2kN/m.
Xác định các kích thước chiều cao nhà: Lấy cao trình nền nhà tương ứng với cốt ± 0,00 để xác định các kích thước khác. Cao trình vai cột: R - Cao trình ray đã cho R = 8,3m. Hr - Chiều cao ray và các lớp đệm, Hr = 0,15m. Hc - Chiều cao dầm cầu trục, Hc = 0,8m.
Cao trình đỉnh cột : Hct - chiều cao cầu trục, tra bảng 1 phụ lục I với sức trục 10T có H ct = 1,9m. a1 - khe hở an toàn từ đỉnh xe con đến mặt dưới kết cấu mang lực mái, chọn a1 =0,15m, đảm bảo a1 > 0,1m. Cao trình đỉnh mái h - Chiều cao kết cấu mang lực mái, h = 2,5m. hcm - Chiều cao cửa mái, hcm = 4,0m.
t - Tổng chiều dày các lớp mái, t = 0,51m. - Cao trình đỉnh mái ở nhịp thứ hai có cửa mái: - Cao trình mái ở hai nhịp biên không có cửa mái: SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 4- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG 6. Kích thước cột : Sức trục nhỏ hơn 30T, nhịp nhà nhỏ hơn 30m nên chọn loại cột đặc có tiết diện chữ nhật. Chiều dài phần cột trên Chiều dài phần dưới cột a2 là khoảng cách từ mặt nền đến mặt móng, chọn a2 = 0,5m.
Kích thước tiết diện cột chọn như sau: - Bề rộng cột b chọn theo thiết kế định hình, thống nhất cho toàn bộ phần cột trên và cột dưới, cho cả cột biên lẫn cột giữa b = 40 cm, thoả mãn điều kiện - Chiều cao tiết diện phần cột trên cột biên ht = 40 cm, thoả mãn điều kiện. ở đây: - khoảng cách từ trục định vị ( mép ngoài cột biên ) đến tim dầm cầu trục, = 75 cm. B1 - khoảng cách từ tim dầm cầu trục đến mép cầu trục, tra bảng phụ lục 1, B 1 = 26 cm. - Chiều cao tiết diện phần cột dưới cột biên hd = 60 cm, thoả mãn điều kiện - Cột giữa chọn ht = 60 cm, hd = 80 cm, các điều kiện tương tự như cột biên đều thoả mãn.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 5- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG - Kích thước vai cột sơ bộ chọn h v = 60 cm, khoảng cách từ trục định vị đến mép vai là 100 cm, góc nghiêng 450. * Kiểm tra độ mảnh của cột: - Cột biên: + Độ mảnh của cột trên theo phương trong mặt phẳng khung: + Độ mảnh của cột trên theo phương ngoài mặt phẳng khung: + Độ mảnh của cột dưới theo phương trong mặt phẳng khung: SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 6- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG + Độ mảnh của cột dưới theo phương ngoài mặt phẳng khung: - Cột giữa: Kiểm tra điều kiện tương tự cột biên, đều thoả mãn. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG: 1. Tĩnh tải mái: Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp mái tác dụng trêm 1m 2 mặt bằng mái xác định theo bảng sau: Tải trọng Hệ số Tải trọng Các lớp mái tiêu chuẩn vượt tính toán kG/m2 tải kN/m2 Hai lớp gạch lá nem kể cả vữa, dày 5 0,9 1,3 1,17 1 cm, = 18kN/m3; 0,05 x 18 Lớp bêtông nhẹ cách nhiệt, dày 12 1,44 1,3 1,872 2 cm, = 12kN/m3; 0,12 x 12 Lớp bêtông chống thấm, dày 4 cm, 1,1 1,1 3 1 = 25kN/m3; 0,04 x 25 Panel mái dạng panel sườn, kích 1,1 4 1,80 1,98 thước 6 x 1,5 m, cao 300mm Tổng cộng 5,14 6,12 Cấu tạo và tải trọng các lớp mái SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 7- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dàn mái nhịp 21,5m là 83,5kN hệ số vượt tải n = 1,1.
Trọng lượng khung cửa mái rộng 9,5m, cao 4m lấy 28kN; n = 1,1: Trọng lượng kính và khung cửa kính lấy 5kN/m, với n = 1,2: Tĩnh tải mái quy về lực tập trụng Gm1 tác dụng ở nhịp biên không có cửa mái: Ở nhịp giữa có cửa mái: Các lực Gm1, Gm2 đặt cách trục định vị 0,15 m. 25 50 Gm1 Gm1 Gm2 150 150 150 A B Sơ đồ xác định điểm đặt tải trọng mái 2. Tĩnh tải do dầm cầu trục: Gc - trọng lượng bản thân dầm cầu trục là 33kN. gr - trọng lượng ray và các lớp đệm, lấy 1,5kN/m.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 8- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG Tải trọng Gd đặt cách trục định vị 0,75m. Gd Gd Gd 750 750 750 A B Điểm đặt của tải trọng dầm cầu trục 3. Tĩnh tải do trọng lượng bản thân cột: Tải trọng này tính theo kích thước cấu tạo cho từng phần cột. - Cột biên có : Phần cột trên : Phần cột dưới : - Cột giữa có : Tường xây gạch là tường tự chịu lực nên trọng lượng bản thân của nó không gây ra nội lực cho khung.
Hoạt tải mái: Trị số hoạt tải mái tiêu chuẩn phân bố đều trên một mét vuông mặt bằng mái lấy 0,75 kN/m2, n = 1,3. Hoạt tải này đưa về thành lực tập trung Pm đặt ở dầu cột. Vị trí từng Pm đặt trùng với vị trí của từng Gm. SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 9- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG 5.
Hoạt tải cầu trục: a. Hoạt tải đứng do cầu trục: Với số liệu cầu trục đã cho Q = 10T. Nhịp cầu trục Lk = 20m, chế độ làm việc nhẹ, tra bảng 1 phụ lục I có các số liệu về cầu trục như sau: Bề rộng cầu trục B = 6,3m. Khoảng cách hai bánh xe K = 4,4m.
Trọng lượng xe con G = 52KN. Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất lên mỗi bánh xe cầu trục Ptcmax = 175kN. Hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 1995, n = 1,1. Áp lực thẳng đứng lớn nhất do hai cầu trục đứng cạnh nhau truyền lên vai cột Dmax xác định theo đường ảnh hưởng phản lực như hình vẽ.
Các tung độ yi của đường ảnh hưởng ứng với vị trí các lực tập trung P cmax xác định theo tam giác đồng dạng: y1 = 1; y2 = 1,6/6 = 0,267; y3 = 4,1/6 = 0,683; Dmax = 1,1. Điểm đặt của Dmax trùng với điểm đặt của Gd. 6300 6300 4400 4400 Pmax Pmax Pmax Pmax 1600 1900 4100 6000 6000 y1 y2 y3 Sơ đồ xác định Dmax SVTH: NGUYỄN ĐỨC TẤM - 10- ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 GVHD: ĐÀO VĂN CƯỜNG b. Hoạt tải do lực hãm ngang của xe con: Lực hãm ngang do một bánh xe truyền lên dầm cầu trục trong trường hợp móc mềm xác định theo công thức Lực hãm ngang Tmax truyền lên cột được xác định theo đường ảnh hưởng như đối với Dmax Xem lực Tmax đặt lên cột ở mức mặt trên dầm cầu trục, cách mặt vai cột 1,0m và cách đỉnh cột một đoạn y = 3,0 - 1 = 2,0m.
Hoạt tải do gió: Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình là Trong đó: Wo - áp lực gió ở độ cao 10m, theo TCVN 2737 - 1995 thì Hòa Bình thuộc vùng I-A nên áp lực Wo tra ở bảng 1 phụ lục II là 0,65 kN/m2. k - hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao phụ thuộc vào dạng địa hình, tra ở bảng 2 phụ lục II, ở đây áp dụng địa hình A. Hệ số k xác định tương ứng ở hai mức : - mức đỉnh cột, cao trình +10,35 m có k = 1,005 - mức đỉnh mái, cao trình +17,36 m có k = 1,104 C - hệ số khí động, C = +0,8 đối với phía gió đẩy và C = - 0,6 đối với phía gió hút; n - hệ số vượt tải, n = 1,2.