Tải bản đầy đủ
c Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản bụng của cột trục A.

c Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản bụng của cột trục A.

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



-

kN/cm2

; với

-






Cột trục A thỏa điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng nghĩa là bản bụng không cần gia
cường sườn dọc.

Ngoài ra,

nên cũng không cần gia

cường bản bụng cột trục A với sườn ngang.
3.2.1.3
Kiểm tra khả năng chịu cặp nội lực thứ hai của cột trục A.
Giá trị nội lực M, N, Q.

M( KN.m)
-310,7

Giá trị nội lực
N (KN)
-59,6

Q (KN)
154,1

Đây là cặp nội lực Mmim, Ntu tại chân cột gây ra bởi việc tổ hợp các trường hợp tải trọng
1, 14 của tổ hợp cơ bản 1.



Độ lệch tâm do cặp nội lực M, N gây ra:



Độ lệch tâm tương đối do cặp M, N gây ra:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 56

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Độ lệch tâm tương đối tính đổi do cặp M, N gây ra với cột trục A theo phương x-x

(trong mp uốn)
η là hệ số ảnh hưởng của hình dáng tiết diện, được nội suy từ bảng D9 trang
110TCVN 5575-2012.
Xét tỷ số :
; 0 < λqu(x) = 1,23 < 5
⟹ η = 1,4 - 0,2. λqu(x) = 1,4 - 0,2.0,98 =1,2⟹ me(x) = 1,2.28,32=33,98
a

Kiểm tra điều cột trục A theo điều kiện bền.

Điều kiện bền của cột:
Ta có:




kN/cm2
γc.f = 0,9.230 =207 MPa =20,7kN/cm2
⟹ σ = 9,9 kN/cm2 < 20,7 kN/cm2 ( thỏa mãn điều kiện bền).

a
Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể của cột trục A trong mặt phẳng khung.
Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung : ( theo TCVN 5575-2012,
điều 7.4.2.2 trang 33)

Vì e =33,98 >20 tức là ảnh hưởng của mô men lớn hơn rất nhiều so với ảnh hưởng của
lực dọc nên cột không cần kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung.
Vậy cột trục A thỏa mãn điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung.
b
Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể của cột trục A ngoài mặt phẳng khung.
Độ lớn của mô men Mx':

Trong đó:
 MII giá trị mô men được lấy từ bảng tổ hợp nội lực,
 mô men tại đỉnh cột: MII = -178,70kN.m
 MI tương ứng ở chân cột: MI = -310,7kN.m
Ta tính được giá trị M1, M2 như sau:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 57

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



kN.m



kN.m

⟹ Mx' =max
kN.m
Độ lệch tâm tương đối mx' tính theo mô men uốn Mx' và lực dọc N:

>20
Vì m =24,37> 20 nên ta không cần kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể của cột trục A

x

ngoài mặt phẳng khung:( Theo TCVN5575-2012 điều 7.4.2.4 trang 34)
c

Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản cánh của cột trục A.

Ta có

thì giá trị giới hạn

được xác định theo bảng 35



Điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh cột:
Kết luận: Vậy cột trục A thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh.
d
Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản bụng của cột trục A.
Xác định hệ số kể đến trạng thái ứng suất pháp không đều trên bản bụng cột( theo điều
7.6.2.2 trang 54 TCVN 5575-2012):

Trong đó:
 σ là ứng suất nén ở vị trí tiếp giáp giữa bản bụng với bản cánh:



kN/cm2
σ1 là ứng suất kéo ở vị trí tiếp giáp giữa bản bụng với bản cánh:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 58

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

kN/cm2


Vi α > 1 nên độ mảnh giới hạn

của bản bụng cột được xác định theo công thức:



-

kN/cm2

; với

-






Cột trục A thỏa điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng nghĩa là bản bụng không cần gia
cường sườn dọc.

Ngoài ra,

nên cũng không cần gia

cường bản bụng cột trục A với sườn ngang.
3.2.2 Kiểm tra khả năng chịu các cặp nội lực còn lại của cột trục A.
( Được thực hiện kiểm tra trong file excel)
3.3 Nối phần cột trên và cột dưới –Vai cột
3.3.1 Mối nối hai phần cột
Mối nối hai phần cột với cột trên cột dưới
Nội lực tính toán ta chọn tại tiết diện ngay trên vai cột tiết diện cột trên.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 59

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Mmax(KN.m)
364,9

N (KN)
-43

Q(KN)
-129

Ở cột bậc cầu trục đặt lên vai cột ở nhánh cầu trục.
để đơn gian trong tính toán và thiên về an toàn cho phép coi nội lực chỉ truyền theo bản
cánh ở phần cột trên. Từ đó dẽ dàng xác định dược chiều dài cần thiết của đường hàn
lien kết với dầm vai cột.
Để nối liên kết cột trên với dầm vai cột được đảm bảo tin cậy hơn ở bản cánh phần cột
trên thường xẻ rãnh. Nội lực ở hai bản cánh phần cột trên do lực dọc N và momen M là:

(KN)
Chiều dài cần thiết của đường hàn goc Lw được xác định theo công thức:

Chọn Lw =45cm

3.3.2 Chi tiết vai cột.
Vai cột có tác dụng đỡ dầm cầu trục truyền phản lực của dầm cầu trục vào cột.
Chiều dài bản bụng dầm vai được xác định theo điều kiện ép mặt do Dmax và trọng
lượng dầm cầu trục Gct truyền xuống từ gối dầm cầu trục.

Trong đó:
bs: bề rộng sườn gối dầm cầu trục
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 60

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

: chiều dài bản đậy
Rem: cường độ tính toán ép mặt của thép

Chon

= bề dày bản bụng cột dưới (thỏa)

Theo yêu cầu cấu tạo hdv ≥0.5hd =0.5× 90 =45cm
Vậy Lw= 90cm

3.4 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CHÂN CỘT.
3.4.1 Thiết kế chân cột - liên kết cột trục A với móng.
Với chân cột trụ A, ta có tất cả 3 cặp nội lực M, N, Q.
Ta chọn 2 cặp nội lực có giá trị như sau để thiết kế chân cột trục A.

Cặp 1
Cặp 2

M( kN.m)
-1364.1
1602.7

Giá trị nội lực
N(kN)
-694.0
12.7

Q (kN)
128.2
-169.4

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 61

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chọn bề rộng bản đế: Bbđ = bcột A + 2C = 40+2.5 = 50cm
Chọn bề dày dầm đế: tdđ =1,5cm
Chọn bề dày sườn đế: tad =1,5cm
Sơ bộ chiều dài phần mở rộng mỗi bên về phía chiều rộng tiết diện cột trục A là C 1 =5cm.
Giả thiết móng được làm từ bê tông cấp độ bền B20 có R b = 11,5Mpa.




CẤU TẠO CHÂN CỘT
3.4.1.1
Tính chiều dài Lbđ của bản thép.
Cột chịu uốn và nén. Bản đế thép truyền lực từ chân cột vào mặt móng bê tông cốt thép.
Chiều dài của bản đế được xác định từ điều kiện bền của bê tông theo công thức:

Biến đổi công thức trên ta được:
Trong đó:
 ψ =0,75 do mặt móng có ứng suất phân bố không đều( cột chịu uốn và nén).





. Chọn φb =1,2

Với 2 cặp nội lực:
 Cặp 1: M = 1602.7kN.m; N = 12.7kN.
 Cặp 2: M = -1364.1kN.m ; N = -694.0kN
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 62

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ta có 2 bất phương trình bậc 2 lần lượt như sau:
-

Giải 2 bất phương trình trên ta được: Lbđ1≥ 0,40m và Lbđ2≥ 0,006m
Chọn C2 = 13,8cm là phần mở rộng mỗi bên về phía chiều dài tiết diện cột. Ta có chiều
dài bản đế:
Lbđ = hc + 2tdd + 2C2 = 90+2.1,2+2.13,8 =120cm
Với cặp nội lực 1, phản lực do móng tác dụng lên bản đế thép:

kN/cm2

kN/cm2
Với cặp nội lực 2, phản lực do móng tác dụng lên bản đế thép:

kN/cm2

kN/cm2
Ta dùng kết quả σmax; σmin từ cặp nội lực 1 để tính toán bề dày cần thiết của bản thép.
Chân cột có bản đế thép, dầm đế, sườn đế ngắn, sườn đế dài được bố trí như hình vẽ
3.4.1.2
Tính chiều dài tbđ của bản thép.
Mô men trong mỗi ô bản được xác định theo công thức tổng quát sau đây.


αban i là hệ số phụ thuộc loại ô bản và tỉ số chiều dài các cạnh ô ( bản kê chịu lực



theo 2 phương loại 2 cạnh, 3 cạnh, 4 cạnh).
σi là ứng suất nén của bê tông móng tác dụng trở lại ô bản thứ i dưới dạng phản



lực gây uốn ô bản thứ i.
di là nhịp tính toán của ô bản thứ i.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 63

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Cấu tạo liên kết chân cột trục A với móng BTCT
a) Ô bản số 1( bản kê 2 cạnh).

Kích thước của ô bản 1 như sau:

;


Nên ta tính ô bản 1 như ô bản conson:
αbản1 =0,5; σban 1 = 0,855kN/cm2; dban 1= b2 = 6cm⟹ Mban1 = 0,5.1,33.122 =23,94kN.cm
b) Ô bản số 2( bản kê 3 cạnh).
Kích thước ô bản số 2 như sau: a2 =292mm; b2 =244mm.

. Tra hệ số αban2 =0,074; σban2 = 0,855kN/cm; dban2 =29,2cm.
⟹ Mban2 = 0,074.0,855.29,22 =51,03kN.cm
Ta có: Mmax= max(Mban1; Mban2) = 51,03kN.cm.
Bề dày cần thiết của bản đế thép chân cột trục A được xác định bởi điều kiện bền uốn
sau đây.

Xét một dải bản đế thép có bề ngang 1cm:
Chọn bề dày bản đế thép có bề dày tbd =4cm.
Vậy kích thước của bản đế chân cột trục A: Lbđ =120cm; Bbđ =50cm; tbđ =4cm.
3.4.1.3
Tính toán dầm đế chân cột trục A.
Dầm đế có bề dày và bề rộng đã chọn lần lượt là: t bđ =1,2cm; Bbđ =50cm.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 64

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sơ đồ tính của dầm đế là dầm đơn giản có đầu mút thừa ở 2 phía, gối tựa chính là mép
biên của bản cánh. Tải trọng tác dụng lên dầm đế chính là phản lực từ mặt móng bê
tông tác dụng vào các ô bản , sau đó truyền vào dầm đế như hình vẽ:
a) Theo điều kiện bền của thép làm dầm đế.

b) Theo chiều dài cần thiết của liên kết dầm đế vào cánh cột.

Lực tác dụng vào đường hàn chính là phản lực gối tựa của dầm đế: N = 15,105kN.
Chọn trước chiều cao đường hàn hđh =1,2cm.
Chiều dài đường hàn cần thiết để liên kết dầm đế vào bản cánh cột trục A:

.
Ta chọn dầm đế có chiều cao hdđ =15cm. Vậy kích thước của dầm đế chân cột biên là :
Bdđ =50cm; hdđ =15cm; tdđ =1,2cm; hđh =1,2cm.
Sơ đồ tính, biểu đồ tải trọng , biểu đồ nội lực của dầm đế
3.4.1.4
a


Tính toán sườn đế.

Tính toán sườn đế dài và sườn đế ngắn chân cột A.
Sườn đế ngắn có bề dày đã chọn là 1,2cm và bề rộng đã chọn là 13,8cm. Sơ đồ
tính của sườn đế ngắn là dầm conson được ngàm vào dầm đế bởi 2 đường hàn
liến kết. Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy chiều dài tính toán của dầm



conson đế ngắn là 15cm.
Sườn đế dài có bề dày đã chọn là 1,2cm và bề rộng đã chọn là 24,4cm. Sơ đồ tính
của sườn đế dài làm dầm conson, được ngàm vào bản bụng cột biên A bởi đường
hàn liên kết. Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy chiều dài tính toán của dầm

conson sườn đế dài là 25cm.
Mô men uốn M và lực cắt Q tại tiết diện ngàm của sườn đế ngắn được xác định theo
công thức:

Mô men uốn M và lực cắt Q tại tiết diện ngàm của sườn đế dài được xác định theo công
thức:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 65

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chiều cao sơ bộ của sườn đế ngắn và sườn đế dài được xác định theo điều kiện chịu uốn:

cm

cm
Ta chọn hsđn =10cm; hsđd = 10cm
a
Kiểm tra tiết diện sườn đế theo điều kiện ứng suất tương đương thép làm
sườn đế.

(thỏa mãn)

(thỏa mãn).
b
Kiểm tra tiết diện sườn đế theo điều kiện chiều dài cần thiết của đường hàn
liên kết sườn đế vào cột.
Chọn trước chiều cao đường hàn hweld, sđn = hweld,sđd = 1,2cm.
 Đường hàn liên kết sườn đế ngắn vào dầm để có diện tích và mô men kháng uốn
như sau:
;
Điều kiện bền của đường hàn chịu uốn và chịu cắt của sườn đế ngắn được xác định theo
công thức:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 66