Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-2006

Tải trọng gió tĩnh W=W0*k* c *

Trong đó: - W0: Giá trị của áp lực gió, tra theo bảng 4.

Tĩnh Gia-Thanh Hóa thuộc vùng III.B nên W0= 125 kg/m2.

- k: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, tra theo bảng 5.

Biển có độ cao 12.5 m nên k=12.5x1,0815 = 0,900 .

- c: Hệ số khí động lấy theo bảng 6 ( theo sơ đồ 1).

Đón gió c=0,8

Hút gió c=0,6

-: Hệ số tin cậy của tải trọng gió.

=1,2

Wd= 125*0,9*0,8*1,2= 108 kg/m2.

Wh= 125*0,9*0,6*1,2= 81 kg/m2.

* Tải trọng gió tác động lên biển quảng cáo.

Với lực gió đẩy là 108 kg/m2 thì lực gió tác dụng lên xà gồ trên cùng (1) theo phần mềm SAP tính là 44.16 kg/m; xà gồ (2) là 118,76 kg/m; xà gồ (3) là 107,09 kg/m; xà gồ (4) là 107,09 kg/m; xà gồ (5) là 118,76 kg/m và xà gồ dưới cùng (6) là 44.16 kg/m).

Với lực gió hút là 81 kg/m2 thì lực gió tác dụng lên xà gồ trên cùng (1) theo phần mềm SAP tính là 33.12 kg/m; xà gồ (2) là 89.07 kg/m; xà gồ (3) là 80.31 kg/m; xà gồ (4) là 80.31 kg/m; xà gồ (5) là 89,07 kg/m; và xà gồ dưới cùng (6) là 33,12 kg/m.

* Tải trọng gió tác động lên cột thép D600 theo chiều cao.

Wctd= Wd*D= 108*0.8 = 86.4 kg/m (D đường kính thép).

Wcth= Wd*D= 81*0.8 = 64.8 kg/m (D đường kính thép).

* Kiểm toán tiết diện xà gồ:

Lựa chọn Xà gồ là thép hộp 50x50x2.3 theo JIS G 3466 thì ta có

- Trọng lượng đơn vị là gxg= 3.34 kg/m.

- Mô mem quán tính Ix=Iy= 15,9 cm4.

Mô men kháng uốn Wx=Wy= 6.34 cm3.

( 2.5 là khoảng cách từ trọng tâm tới điểm xa nhất của tiết diện theo các trục).

a. Do lực gió gây ra:

Các xà gồ được đặt trên các thanh đứng với khoảng cách là 1 m. Nên sẽ kiểm toán là xà gồ là dầm liên tục chịu lực tác dụng gió lớn nhất 118.76 kg/m.

Ta sẽ có mô mem lớn nhất theo SAP.

Mxmax= 10.82 Kg.m

Ta có ứng suất kép theo phương ngang của xà gồ là

x= Mxmax/Wx= 10.82*102/6.34= 170.662 kg/cm2.

Độ võng

fx= 5*118.76*10-2*1*108/384*2.1*106*15,9= 0.046 cm.

E : mô đun đài hồi của thép 2.1*106 Kg/cm2.

b. Do tải trọng bản thân xà gồ và tôn pano gây ra.Tôn làm pano có độ dầy là 0.8 mm.

Tổng trọng lương tôn một mặt:

f x=5384

×q ytc×l4

EJ x=

P ton= A*B*t*=8*5*0.0008*7850 = 251.2 Kg.

Mỗi xà gồ chịu tải trọng thẳng đứng truyền từ tôn là

gton= Pton/( nxg*Lxg)= 251.2/(6*8)= 5.234 Kg/m.

nxg: Số lượng xà gồ.

Lxg: Chiều dài xà gồ

Tổng tải trọng thẳng đứng truyền lên xà gồ.g= (gxg+gton)*1.05= ( 5.234+3.34)*1.05 = 9.003 Kg/m.1.05 Hệ số vượt tải của thép.

Nên sẽ kiểm toán là xà gồ là dầm liên tục chịu lực tác dụng là 9.003 kg/m.

Ta sẽ có mô mem lớn nhất theo SAP.

Mymax= 0.82 Kg.m

Ta có ứng suất kép theo phương ngang của xà gồ là

y= Mymax/Wy= 0.82*102/6.34= 12.934 kg/cm2.

Độ võng

fy= 5*9.003*10-2*1*108/384*2.1*106*15,9= 0.004 cm.

Kiểm tra: Ứng suất kéo lớn nhất = x+ y= 170.662+12.934 = 183.596 < 2100 Kg/cm2. OK

(0.0462+0.0042)1/2/1*102= 4.62*10-4 < 1/200=5.10-3.

* Kiểm toán tiết diện các thanh trong khung:

- Thanh đứng dùng hộp 100x50x3.2 (JIS G 3466):

f x=5384

×q ytc×l4

EJ x=

fl=

√ f x2+ f y2l

=

Trọng lượng bản thân: 7.01 Kg/m.gtt= 7.01*1.05= 7.361 Kg/m.Ix= 112 cm4, Iy= 38 cm4.Wx= 22.5 cm3, Wy= 15.2 cm3.- Dầm phụ dùng thép C 150x75x9x12.5 (JIS G 3192):Trọng lượng bản thân: 24 Kg/m.gtt= 24*1.05= 25.2 Kg/m.Ix= 1050 cm4, Iy= 147 cm4.Wx=140 cm3; Wy=28.3 cm3.- Dầm chính dùng thép hộp 300x200x12 (JIS G 3466):Trọng lượng bản thân: 86.8 Kg/m.gtt= 86.8*1.05= 91.14 Kg/m.Ix= 13400 cm4, Iy= 7110 cm4.Wx=890 cm3; Wy=711 cm3.- Thanh chống dùng thép hộp 50x50x2.3 ( JIS G 3466):Trọng lượng bản thân: 3.34 Kg/m.gtt= 3.34*1.05= 3.507 Kg/m.Ix= Iy= 15.9 cm4.Wx= Wy=6.34 cm3.- Cột dùng ống thép D600 dầy 18:Trọng lượng bản thân: 258.354 Kg/m.gtt= 258.354*1.05= 271.272 Kg/m.eIx= Iy= 139481.48 cm4.Wx= Wy=4649.383 cm3.- Tải trọng do tôn và trọng lượng bản thân 1 xà gồ là: 9.003 kg/m.- Tải trọng gió đẩy tác dụng ngang lên xà gồ trên cùng (1) là 44.16 kg/m; xà gồ (2) là 118,76 kg/m; xà gồ (3) là 107,09 kg/m; xà gồ (4) là 107,09 kg/m; xà gồ (5) là 118,76 kg/m và xà gồ dưới cùng (6) là 44.16 kg/m).

- Tải trọng gió hút ngang tác dụng lên xà gồ trên cùng (1) là 33.12 kg/m; xà gồ (2) là 89.07 kg/m; xà gồ (3) là 80.31 kg/m; xà gồ (4) là 80.31 kg/m; xà gồ (5) là 89,07 kg/m; và xà gồ dưới cùng (6) là 33,12 kg/m.

Kiểm toán với dầm chính:- Dầm chính dùng thép hộp 300x200x12 (JIS G 3466):

Mxmax= 2069.97 Kg.m (Frame 277)

Mymax=4382.22 Kg.m (Frame 277)

Wx=890 cm3; Wy=711 cm3.

= x + y= Mxmax /Wx + My

max /Wy= 2069.97*102/890+4382.22*102/711

= 848.927 kg/cm2 < 2100 Kg/cm2 OK.

- Dầm phụ dùng thép C 150x75x9x12.5 (JIS G 3192):Mx

max= 380.27 Kg.m (Frame 249)My

max= 320.26 Kg.m (Frame 286)Wx=140 cm3; Wy=28.3 cm3.= x + y= Mx

max /Wx + Mymax /Wy= 380.27*102/140+320.26*102/28.3

= 1360.425 kg/cm2 < 2100 Kg/cm2 OK.

- Thanh đứng dùng hộp 100x50x3.2 (JIS G 3466):Mx

max= 103.66 Kg.m (Frame 126)My

max= 162.08 Kg.m (Frame 114)Wx= 22.5 cm3, Wy= 15.2 cm3.= x + y= Mx

max /Wx + Mymax /Wy= 103.66*102/22.5+162.08*102/15.2

= 1527.027 kg/cm2 < 2100 Kg/cm2 OK.

- Cột dùng ống thép D600 dầy 18:Mx

max= 277.452 Kg.m (Frame 240)My

max= 79948.54 Kg.m (Frame 240)Wx= Wy=4649.383 cm3.= x + y= Mx

max /Wx + Mymax /Wy= (277.452*102+79948.54*102)/4696.383

= 1708.251 kg/cm2 < 2100 Kg/cm2 OK.

Kiểm toán bulong và móng.1. Nội lực tại chân cột.M= 79948.54 Kg.mP= 5427.493 Kg.V=8703.60 Kg.

2. Chọn 16 bulong M42 chân cột.* Kiểm toán chịu cắt: Công thức: V/n≤ [N]minb*c. ( Công thức 2-28, theo sách Kết cấu thép-Cấu kiên cơ bản,trang 91-Phạm Văn Hội).Trong đó:- [N]minb Khả năng chịu cắt của một bulong, là giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị [N]vb và [N]cb. + [N]vb: Khả năng chịu cắt của một bulong.[N]vb= fvb.b.A.nv

- fvb: Cường độ tính toán chịu cắt của vật liệu bulong, lấy theo bảng 1.10 phụ lục 1.fvb= 150 N/mm2.

-b Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bulong, lấy theo bảng 2.8b = 0.9

- A Diện tích tiết diện ngang của thân bulong ( phần không bị ren).A= .d2/4= 3.14*422/4= 1384.74 mm2.

- nv Số lượng mặt cắt tính toán của bulong.Nv=1.

[N]vb= 150*0.85*0.9*1384.74*1= 1588988 N= 15889.88 Kg.+[N]cb Khả năng chịu ép mặt của bulong.

+[N]cb= d(t)min *fcb* b.

- d đường kính lỗ bulongd= 46 mm

-(t)min: Tổng chiều dày nhỏ nhất của các bản thép cùng trượt về một phía.-(t)min:18 mm

- fcb Cường độ tính toán chịu ép mặt. Tra bảng 1.11 phụ lục I.fcb= 395 N/mm2.

- b Hệ số điều kiện làm việc.b = 0.9 ( Tra bảng 2.8) [N]vb= 46*18*395*0.9= 294354 N=29435.4 Kg.

[N]minb= 15889.88 Kg.- cHệ số điều kiện làm việc của kết cấu tra bảng I.14 phụ lục 1.

c= 0.85 V/n= 8703.6/16= 543.975 < [N]minb *c= 15889.88*0.85= 13506.398 Kg.

Bulong đảm bảo điều kiện chịu cắt.* Kiểm toán chịu kéo:

P= 5.427 Tấn

M=79.949 Tấn.

V= 8.704 Tấn

Fba= 150 N/mm2= 1500 Kg/cm2. (Tra bảng 12 TCXDVN 338-2005).

Độ lệch tâm của lực gió e= M/P= 79,949/5,427= 14,732 m=14732 mm

Tỉ số modun m= Es/Ec= 2,1e8/2,7e7=7.78

Es: Modun đàn hồi của thép = 2,1 e8 Kpa ( Tra bảng phụ lục A.5 TCXDVN 338-2005).

Ec: Modun đàn hồi của bê tông =2,7 e7 Kpa Bê tông mác 250 (Tra bảng 17 TCXDVN

356-2005).

Số lượng bulong xa nhất bị ảnh hưởng bới mô mem M: N=5.

Sử dụng 16 bulong M42.

Diện tích một bulong An= 3,14*(42/2)2= 1384.74 (mm2)

Mã chân cột kích thước 950 x950 mm

B=L=950 mm

Vị trí của bulong so với mép bản mã chân cột de= 75 mm

Khoảng cách giữa tâm bản mã tới bulong f=B/2-de=950/2-75=400 mm

0 = x3 + K1*x2 + K2*x + K3.

K1 = 3 * (e - L/2) = 3*(14732-950/2)= 42771 (mm)

K2 = ((6 * m * N * An)/B) * ( f + e ) = ((6 * 7.78 *

5*1384.74)/950)*(400+14732)=5148039 (mm2)

K3 = - K2 * ( L/2 + f ) = -5148039*(950/2+400)= -4504534125 mm3

Vùng chịu nén

x= 269.186 mm

Lực kéo tác dụng lên 1 bulong.

T=(x/3+e-B/2)*P/(B/2+f-x/3)

= (269.186/3+14732-950/2)*5.427/(950/2+400-269.186/3

= 99150 Kg.

Số bulong bị kéo là 5.

k=T/(N*S)=99150/(5*1384.74)=14.320 Kg/mm2= 143.200 N/mm2

Cường độ chịu kéo tính toán của bulong neo

kblCT38= 150 N/mm2 ( Tra bảng 12 TCXDVN 338-2005).

k< kblCT38 OK

3. Kiểm toán độ ổn định của móngCấu trúc này có trọng lượng nhẹ và bề mặt rộng, vì vậy các trường hợp gió sẽ rất quan trọng. ( Mô men lật và và kháng lật tính tại điểm "A")

Chọn móng hình bát giác có kích thước bao là 4x4x1 m

Tổng tĩnh tải=Trọng lượng móng+Tải trọng kết cấu+Trọng lượng đất nềnTrọng lượng móng= B*L*H*bt= 4.5*4.5*1*2,5 = 50.625 Tấn.

Trọng lượng cổ cột= b*l*h*bt = 1.2*1.2*1,6*2,5= 5.76 Tấn

Trọng lượng đất nền= (SM-SCT)*h*d= (4.5*4.5-1.2*1.2)*1,2*1,6= 36.115 Tấn

Tổng tĩnh tải

Pk= 50.625+5.76+5.427+36.115= 97.927 Tấn.

Mô men lật

ML= M+V*hm= 79,948+8,703*2,6= 102.576 Tấn.m

Mô men kháng lật

Mk= Pk*(B/2)= 97.927*4.5/2= 220.336 Tấn.m (B: Bề rộng móng)

K=M k

M l

=230.336102.576

= 2.15 > [K] =1,5

[K] hệ số ổn định lật cho phép