Phương Nam Co LTD
Thi công xây dựng phần thô
© 15/11/2018 - Vietnam12h.com Application
 Tính toán giá trị thép tiết diện cột trục B nhà xưởng, nhà ở

Cột trục B có hình dáng bên ngoài đối xứng và nội lực theo hai chiều tương ứng xấp xỉ nhau nên đặt cốt thép đối xứng là thuận tiện và hợp lý nhất.

Phần cột trên

Chiều dài tính toán l0 = 2, 5 Ht = 2, 5 x 370 = 925 cm. Kích thước tiết diện b - 40 cm, h = 60 cm. Giả thiết a = a' - 4 cm, h0 = h - a = 60 - 4 = 56 cm, h0 - a' =56 - 4 = 52 cm.

Độ mảnh λ = 925 / 60 = 15, 42 > 4 nên cần xét đến uốn dọc.

Nội lực được chọn từ bảng tính tổ hợp nội lực nhà xưởng, nhà ở và được ghi chi tiết ở bảng 2.1.5

Độ lệch tâm ngẫu nhiên e'o lấy bằng 2 cm, không bé hơn h / 30 = 2 cm và Ht / 600 = 0, 62 cm.

Để tính lực dọc tới hạn, giả thiết tỉ số cốt thép toàn bộ = 1, 2%, tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép Ja trong thi công xây dựng phần thô nhà xưởng, nhà ở

Ja = μt b ho (0.5 h – a)2 =  0, 012 x 40 x 56 ( 30 - 4 )2 = 18171 cm4 ;

Jb = b h3 / 12 = 40 x 603 / 12 = 720000 cm4

Nội lực nguy hiểm phần cột trên cột trục B

Tính cốt thép đối xứng với cặp 1 dùng trong thi công phần thô nhà ở. Nhà xưởng

e0/h = 24, 8/60 = 0, 413 ;

Kdh = 1+ [Mdh+Ndh(0,5h-a)] / [ M + N ( 0,5 h - a)] = 1 + [0,348+ 107,75 (0,5 x 0,6 - 0,04)

] / [26,027 + 114,068 (0,5 x 0,6 - 0,04 )] = 1,51

s = 0,11 / (0,1 + 0,413) + 0,1 = 0,314 ;

Nth = 6.4/9252 [ (0,314/1.51) x 240.103 x 720.103 + 210.104 x 18171 ) = 554200 kg ;

η = 1 /[1- (N / Nth )] = 1/[1 – (114068/554200)] = 1, 26 ;

e = η e0 + 0, 5 h - a = 1, 26 x 24, 8 + 30 - 4 = 57, 25 cm

Chiều cao vùng chịu nén x

x = N/(Rnb) = 114068 /( 90 x 40) = 31, 69 cm ;

2a' = 8 < x = 31, 69  < ao h0 = 0, 62 x 56 - 34, 72 cm nên tính Fa = F'a theo công thức

Fa = F'a = N(e -h0 + 0,5 x) /[ R'a (ha - a')]= 114068 (57,25 -56 + 0,5 x 31,69 ) /(2600 x 52) = 14,42 cm2

μ = μt  =(14,42 / 40) x 56 = 0,0064 > μmin  = 0,002.

μt  = 2 μ = 2 x 0,0064 = 0,0128 xấp xỉ với giá trị đã giả thiết.

Dự kiến chọn cốt thép mỗi bên 4 Φ22, Fa = F'a = 15,2 cm2.

Tính cốt thép đối xứng với cặp 2.

Tương tự có :

e0/h = 23,3/60 = 0,39,

Kdh = 1+ [Mdh+Ndh(0,5h-a)] / [ M + N ( 0,5 h - a)] = 1,50

s = 0,11/(0,1 + 0,39) + 0,1 = 0,324 ;

Nth = 564600 kg;

η = 1 /[1- (N / Nth )] = 1,271;

e = η e0 + 0, 5 h - a = 55,61 cm

Chiều cao vùng chịu nén x

x = N/(Rnb) = 33,44 cm;

2a' = 8 < x = 33,44 < ao h0 = 34,72 cm nên tính Fa = F'a theo công thức

Fa = F'a = N(e -h0 + 0,5 x) /[ R'a (ha - a')]= 14,52 cm2

Kết quả xấp xỉ với cặp 1, dùng thép 4 Φ22, Fa = F'a = 15,2 cm2 là đủ yêu cầu chịu lực.

Phần cột dưới

Chiều dài tính toán l0 =1,5 Hd = 1,5 x 735 = 1102,5 cm. Kích thước tiết diện b = 40 cm, h = 80 cm. Giả thiết a= a' = 4 cm, h0 = h - a = 80 - 4 = 76 cm, ha - a' = 76 – 4 = 72 cm.

Độ mảnh = 1102,5 / 80 = 13,8 > 4 nếu cần xét đến uốn dọc.

Nội lực được chọn từ bảng tổ hợp và được ghi chi tiết ở bảng 2.1.6

Bảng 2.1.6. Nội lực nguy hiểm phần cột dưới cột trục B

Độ lệch tâm ngẫu nhiên e'o lấy bằng 3 cm,không bé hơn h / 30 = 2,7 cm và Hd / 600 = 1,23 cm.

Để tính lực dọc tối hạn, giả thiết tỉ số cốt thép toàn bộ μt = 1,4%, tính mômen quán tính của tiết diện cốt thép Ja

Ja = μt b h0 ( 0,5 h –a) 2 = 0,014 x 40 x 76 ( 40 - 4 )2 = 55160 cm4 ;

Jb = b h3 / 12 = 40 x 803 / 12 = 1707000 cm4

Tính cốt thép đối xứng với cặp 1

e0 /h = 30,4/ 80 = 0,38;

Kdh = 1+ [Mdh+Ndh(0,5h-a)] / [ M + N ( 0,5 h - a)] = 1 + [0,498 + 126,67 ( 0.5 x 0,8 - 0.04 )] / [46,38 + 169,09 (0.5 x 0,8 - 0.04 )] = 1,43

s = 0,11 / (0,1 + 0,38) + 0,1 = 0,33 ;

Nth  =  1107700 kg;

η = 1 / [1- (N / Nth )] = 1/[1 – (114068/554200)] = 1, 26 ;

e = η e0 + 0, 5 h - a = 71,87 cm

Chiều cao vùng chịu nén x

x = N/(Rnb) = 46,97cm;

2a' = 8 < x = 46,97 < ao h0 = 34,72 cm nên tính Fa = F'a theo công thức

Fa = F'a = N(e -h0 + 0,5 x) /[ R'a (ha - a')]= 17.48 cm2

μ = μ’  =(17.48 / 40) x 76 = 0,0058 > μmin  = 0,002.

μt  = 2 μ = 2 x 0,0064 = 0,0128 xấp xỉ với giá trị đã giả thiết.

Tính cốt thép đối xứng với cặp 2.

Tương tự có :

e0 /h = 23,0 /80 = 0,29;

Kdh = 1+ [Mdh+Ndh(0,5h-a)] / [ M + N ( 0,5 h - a)] = 1,415

s = 0,11 / (0,1 + 0,29) + 0,1 = 0,382;

Nth  =  1192000 kg;

η = 1 / [1- (N / Nth )] = 1, 2 ;

e = η e0 + 0, 5 h - a = 63,6 cm

Chiều cao vùng chịu nén x

x = N/(Rnb) = 55,2 cm;

x = 46,97 >  ao h0 = 0.62 x 76 = 47,12 cm

eogh = 0,4 (1,25 x 80 - 47,12 ) = 21,2 cm ;

e0 = 23.0 cm > eogh = 21,2 cm. Vì vậy lấy x = ao h0 =  47,12 cm, Ao =0,42 và tính Fa = F'a theo công thức

Fa = F'a = (N e – A0 Rn b h02 ) /  [R’n (ho - a') ] = (198770 x 63,6 - 0,42 x 90 x 40 x 762 ) / (2600 x 72) = 20,88 cm

Tính thép đối xứng với cặp 3

e0 /h = 35,4 / 80 = 0,443 ;

Kdh = 1+ [Mdh+Ndh(0,5h-a)] / [ M + N ( 0,5 h - a)] = 1,532

s = 0,11 / (0,1 + 0,443) + 0,1 = 0,303;

Nth  =  1192000 kg;

η = 1 / [1- (N / Nth )] = 1,14 ;

e = η e0 + 0, 5 h - a = 76,36 cm

Chiều cao vùng chịu nén x

x = N/(Rnb) = 35,2 cm ;

2a' = 8 < x = 35,2 < ao h0 = 0,62 x 76 = 47,12 cm nên tính Fa = F'a theo công thức

Fa = F'a = N(e -h0 + 0,5 x) /[ R'a (ha - a')]= 12,15 cm2

So sánh diện tích cốt thép yêu cầu của ba cặp, lấy trị số lớn nhất ở cặp 2 có

Fa =F'a = 20,88 cm2,chọn thép 2 Φ 28 + 2 Φ 25 (22,14 cm2) ;

μ = μ’  = 22,14 / 40 x 76 = 0,0073 > μmin  = 0,002. Và μt  = 2 μ = 0,0146 = xấp xỉ với giá trị đã giả thiết, như vậy không cần tính lại.

Để bô trí thép được tiết kiệm,cần tính thêm diện tích thép yêu cầu ỏ tiết diện III-III. Chọn cặp nội lực III-16 trong bảng tổ hợp, có : M = 30,15 tm ; N = 161,39 t ; Mdh = 0,348 tm ; Ndh = 118,97 t.

eo= 3015,0 / 161,39 + 3 = 21.68 cm ; e0 / h =21,68 / 80 = 0,271

Dùng Fa =F'a = 9,82 cm2 (tương ứng 2 Φ 25 )

Ja = 2 x 9,82 x (40 - 4 )2 = 25453 cm4

Kdh = 1+ [Mdh+Ndh(0,5h-a)] / [ M + N ( 0,5 h - a)] = 1,49

s = 0,11 / (0,1 + 0,271) +0.1 = 0,396 ;

Nth  =  855000 kG;

η = 1 / [1- (N / Nth )] = 1,233;

e = η e0 + 0, 5 h - a = 62,73 cm

Chiều cao vùng chịu nén x

x = N/(Rnb) = 44,83 cm ;

2a' = 8 < x = 44,83 < ao h0 = 47,12 cm nên tính Fa = F'a theo công thức

Fa = F'a = N(e -h0 + 0,5 x) /[ R'a (ha - a')]= 7.88 cm2

Như vậy ta chỉ cần kéo suốt 2 Φ 25 ỏ tiết diện IV-IV lên là thỏa mãn. còn 2 Φ 28 thì cắt ở quãng giữa cột giống như ở phần dưới cột biên.

Cốt dọc cấu tạo dùng 2 Φ 12 cho cả cột trên và cột dưới,thỏa mãn > Sd=36 < 40cm và diện tích tiết diện thanh cấu tạo Φ 12 Fa =1,13> 0.0005 x 40 x 36 = 0,72 cm2. Bô trí cốt dọc của cột như hình 2.1.19.

Kiểm tra giá trị chịu lực cột nhà xưởng, nhà ở theo phương ngoài mặt phẳng uốn.

Phần cột trên với Nmax=121,79 t; chiều dài tính toán l0 = 2Ht = 2x370=740 cm,độ mảnh λb = 740 / 40 = 18,5 ; hệ số φ dọc tra ở phụ lục XI được φ = 0,8; diện tích tiêt diện Fb= 40 x 60 = 2400 cm2, tổng diện tích cốt thép Fat =2 x15,2=30,4 cm2.

Tính toán kiếm tra theo công thức

φ (Ru Fb + R'a Fat) = 0,8 (90 x 2400 + 2600 x 30,4) = 236000 kG = 236 t.

Vì Nmax = 121,79 t  < 236 t nên cột đủ khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn.

Phần cột dưới với Nmax = 191,07 t ( ở tiết diện III-III đã cắt 2 Φ 28,còn 2 Φ 25). Chiều dài tính toán lo =1,2Hd = 1,2 x 735 = 882 cm; λb = 882 / 40 = 22,05 ; φ = 0,7 ; Fb = 40 x80 = 3200 cm2 ; Fat = 2 x 9,82 = 19,64 cm2

φ (Rn Fb + R'a Fat) = = 0,7 (90 X 3200 + 2600 X 19,64) = 237300 kG = 237,3 t.

Nmax = 191,07 t < 237,3 t nên cột đủ khả năng chịu lực theo phương ngoài mặt phẳng uốn.

Tính toán giá trị cột trục B trong thi công xây dựng phần thô nhà xưởng, nhà ở theo các điều kiện khác

Kiểm tra giá trị chịu cắt của cột nhà xưởng, nhà ở

Ở phần cột dưới lực cắt 1Ớ11 nhất xác định được từ bảng tổ hợp Qmax = 7,09 t.

K1 Rk b h0 = 0,6 x 7,5 x 40 x 76 = 13680 kG = 13.68 t > Qmax = 7.09 t nên bêtông đủ khả năng chịu cắt,đặt cốt đai theo cấu tạo. Chọn cốt đai Φ 8, khoảng cách 30 cm,thỏa mãn các yêu cầu cấu tạo cốt đai trong cột.

Kiểm tra vê nén cục bô

Tính toán về nén cục bộ ở đỉnh cột trục B hoàn toàn titơng tự như ở cột trục A. Kết quả sau khi gia cố mút cột bằng bốn lưới ô vuông Φ 6, ô lưới 6x6 cm thì khả năng chịu lực cục bộ ở đầu cột được đảm bảo.

Tính toán vai cột

Tính toán ép mặt lên vai cột lioàn toàn giống như đối với vai cột trục A.

Kích thước và sơ đồ tính cốt thép trong vai thể hiện trên hình 2.1.20.

Chiều cao làm việc h0 = 116 cm ; lực tác dụng lên vai P = 52,8 t. Kiểm tra kích thước vai cột theo các điều kiện (1.4.26) và (1.4.27) :

P = 52,8 t < 2,5 Rk b ho = 2,5 x 7,5 x 40 x 116 = 87000 kG = 87.0 t

nên điều kiện (1.4.26) được thỏa mãn.

Cầu trục có chế độ làm việc trung bình, Kv =1. Khoảng cách từ lực P đên mép cột dưới av = 75 - 40 = 35 cm,

P = 52,8 < 1,2 Kv Rk b ho2/av = 1,2 x 1 x 7,5 x 40 x 1162/ 35 = 138000kG = 138t nên điều kiện (1.4.27) được thỏa mãn.

Tính cốt dọc

Mômen uốn tại tiết diện mép cột 1-1

M1= P av = 52,8 x 0,35 = 18,48 tm.

Tính cốt thép với mômen tăng 25%

M = 1,25 M1= 1,25x18,48 =23,1 tm ;

A = M / (Rn b ho2) = 2310000 /( 90 x 40 x 1162) = 0.0477

tra bảng có γ =0,975

Fa = M/ (Ra γ  ho) = 7,86 cm2

chọn 2 Φ 25, Fa = 9,82 cm2.

Tính giá trị cốt đai và cối xiên cho thi công xây dựng phần thô nhà ở, nhà xưởng

Vì P= 52,8 t > Rk b h0 = 7,5 x 40 x 116 = 34800 kG = 34,8 t và h =120 cm> av = 2,5 x 35 = 87,5 cm nên trong vai cột dùng cốt xiên và cốt đai ngang.

Cốt đai chọn Φ 8, khoảng cách 15 cm,thỏa mãn không quá h / 4 = 30 cm.

Diện tích cốt xiên cắt qua nửa trên đoạn Lx (Lx = 125 cm) không bé hơn 0,002 b h 0 = 0,002 x 40 x 116 = 9,28 cm2, chọn 3 Φ 20 đặt thành hai lớp.

Kiểm tra khi chuyên chở, cẩu lắp đến vị trí thi công xây dựng nhà xưởng, nhà đẹp

Tiên hành tính toán tương tự như đối với cột trục A.

Theo cả hai sơ đồ như trên, cột trục A,cột đều đủ khả năng chịu lực.

Thiết kế thi công khung ngang nhà xưởng một tầng ba nhịp

Xác định nội lực

Tổ hợp nội lực

Tính toán cột trục A theo các điều kiện khác

Tính toán tiết diện cột trục B

 


Link Đọc file PDF hoặc tải file pdf về máy tính
XDTC