›
›

Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép-Gạch đá

pdf 124 trang phuongnguyen 4840
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép-Gạch đá", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_ket_cau_be_tong_cot_thep_gach_da.pdf

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép-Gạch đá

  1. Bộ môn: Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá Khoa Xây dựng – Trường đại học Kiến trúc Hà nội Tài liệu học tâp: Giáo trình chính: 1. Giáo trình kết cấu BTCT – phần 1: “Cấu kiện cơ bản” 2. Giáo trình k ếtct cấu BTCT – phần2:n 2: “Cấukiu kiện nhà cửa” Tài liệu tham khảo: 1. TCVN 5574-1991 – Kết cấu BTCT – tiêu chuẩn thiết kế 2. TCVN 356-2005 – Kết cấu BT và BTCT – tiêu chuẩn thiết kế 3. Tiêu chuẩn ACI 318 – Mỹ 4. Lê Văn Kiểm – Hư hỏng, sửa chữa gia cố công trình – NXBĐHQG – TPHCM 5. Vương Hách: Sổ tay xử lý sự cố công trình
  2. Ch−¬ng 1. Kh¸i NiÖm Chung
  3. §1. Thực chất của bª t«ng cèt thÐp 11 Kh¸i niÖm Bªt«nggp cèt thÐp (BTCT) lµ méé¹ËÖt lo¹i vËt liÖu x©y yùgpîp dùng phøc hîp do bª t«n g vµ cèt thÐ p cïng kÕt hîp chÞu lùc víi nhau. Xi m ăng + Đádá dăm(sm (sỏi) + Cát vàng + Nước + Phụ gia Bê tông Cèt thÐp: Lµ mét l−îng thÐp ®−îc ®Æt hîp lý trong BT §Æc ®iÓm: Bª t«ng: ChÞu nÐn tèt, chÞu kÐo kÐm Cèt thep: chÞu nÐn vµ kÐo tèt
  4. ThÝ nghiÖm: Trªn hai dÇm cïng kÝch th−íc, cïng chÕ t¹o tõ mét lo¹i BT + Kh«ng ®Æt c èt thÐthÐp: + Cã ®Æt cèt thÐp thÐ : a) b) 1 1 2 σ b1 σb σt 2 3 σs 1 1 2 σ bt > Rbt ⇒ DÇm nøt σ bt > Rbt ⇒ DÇm nøt P↑=> VÕt nøt lan dÇn lªn phÝa trªn P↑=> lùc kÐo do CT chÞu, CT c¶n trë sù ph¸t triÓn cña khe nøt P↑ = P1 dÇm gÉy ®ét ngét б L·ng phÝ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña BT NÕu P ↑ => dÇm bÞ ph¸ ho¹i P2 ≈ 20P1 NhËn xÐt : Nhê cã cèt thÐp mµ kh¶ n ¨ng lµm viÖc cña vËt liÖu ® −îc khai th¸c hÕt (σb = Rb σs = Rs). Tõ ®ã kh¶ n¨ng chÞu lùc cña dÇm ®−îc t¨ng lªn (P2 ≈ 20P1)
  5. 22 NguyªnNguyªn nh©n ®Ó BT vµ CT kÕt hîp lµm viÖc ®−îc víi nhaunhau:: - Gi÷a BT vµ CT cã lùc dÝnh: nhê nã mµ øng lùc cã thÓ truyÒn tõ BT sang CT vµ ng−îc l¹i. + C−êng ®é cña BT vµ CT ®−îc khai th¸c hÕt; + BÒkhøïkÐ®Ò réng khe nøt trong vïng kÐo ®−îc hhhÕ¹n chÕ. - Gi÷a BT vµ CT kh«ng x¶y ra ph¶n øng ho¸ häc. BT cßn bao bäc b¶o vÖ CT. - BT vµ cèt thÐp cã hÖ sè gi·n në nhiÖt gÇn b»ng nhau => øng suÊt rÊt nhá, kh«ng ph¸ ho¹i lùc dÝnh.
  6. §2. Ph©n lo¹i: 11 TheoTheo ph−¬ng ph¸p thi c«ng ((33lo¹i)lo¹i) a. BTCT toµn khèi (BTCT ®æ t¹i chç): L¾p ®Æt cèt thÐp; cèp pha vµ ®æ BT t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ cña kÕt cÊu .
  7. b. BTCT l¾p ghÐp: Ph©n kÕt cÊu thµnh c¸c cÊu kiÖn ®Ó s¶n xuÊt t¹i nhµ m¸y hoÆc s©n b·i. vËn chuyÓn ®Õn c«ng tr−êng, dïng cÇn trôc l¾p ghÐp vµ nèi c¸c cÊu kiÖn t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ. c. BTCT l¾p ghÐp: L¨p ghÐp c¸c cÊu kiÖn ®−îc chÕ t¹o ch−a hoµn chØnh. ®Æt thªm cèt thÐp, ghÐp cèp pha, ®æ BT phÇn cßn l¹i vµo mèi nèi.
  8. 22 TheoTheotr¹ng th¸i øng suÊt khi chÕ t¹o vµ sö dông ((22lo¹i)lo¹i):: a. BTCT th−êng: Khi chÕ t¹o cÊu kiÖn, ngoµi néi øng suÊt do co ngãt vµ gi·n në nhiÖt trong cèt thÐp kh«ng cã øng suÊt. b. Bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc(BTCT ¦LT): Khi chÕ t¹o, ng−êi ta c¨ng cèt thÐp ®Ó nÐn vïng kÐo cña cÊu kiÖn(BT ®−îc ¦LT) nh»m khèng chÕ sù xuÊt hiÖn vµ h¹n chÕ bÒ réng khe nøt.
  9. §3. ¦u nh−îc ®iÓm, ph¹m vi sö dông cña BTCT: 11 ¦u¦u®iÓm: ®iÓm: - Cã kh¶ n¨ng sö dông vËt liÖu ®Þa ph−¬ng (Xi m¨ng,C¸t,§¸ hoÆc Sái),tiÐt kiÖm thÐp - Kh¶ n¨ng c hÞu lùc lí n h¬ n so ví i k Õt cÊu g¹c h ®¸ vµ gç; C hÞu ® −îc ®én g ®Êt; - BÒn, tèn Ýt tiÒn b¶o d−ìng; - Kh¶ n¨ng t¹o h×nh phong phó; - CCÞhÞu löa tèt. BT«ng b¶o vÖ thÐp kh«n g b Þ nun g nãn g nhanh ®Õn nhiÖ t ®é ng gyuy hiÓm. 22 NhNh−îc vµ biÖn ph¸p kh¾c phôcphôc:: - Träng l−îng b¶n th©n lín, nªn víi BTCT th−êng khã v−ît ®−îc nhÞp lín. Lóc nµy ph¶i dïng BTCT ¦LT hoÆc kÕt cÊ vá máng v .v - C¸ch ©m ,c¸ch nhiÖt kÐm. Khi cã yªu cÇu c¸ch ©m; c¸ch nhiÖt dïng kÕt cÊu cã lç rçng; - Thi c«ng BTCT toµn khèi chÞu ¶nh h−ëng nhiÒu vµo thêi tiÕt + Dïng BTCT l¾p ghÐp, nöa l¾p ghÐp; + C«ng x−ëng ho¸ c«ng t¸c trén BT; v¸n khu«n vµ cèt thÐp; + C¬ giíi ho¸ c«ng t¸c ®æ BT (CÇn trôc, m¸y b¬m BTv.v ) - BTCT dÔ cã khe nøt. + Dïng BTCT ¦LT;
  10. §4. Bª t«ng: 11 ThµnhThµnh phÇn, cÊu tróc vµ c¸c lo¹i Bª t«ng (SGK) 22 CC−êng ®é cña bª t«n g C−êng ®é lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch. + C−êng ®é chÞu nÐn(Rb) + C−ê®éhÞkÐ(Rêng ®é chÞu kÐo( Rbt) v.v C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c−êng ®é ( hiÖn nay): + Ph−¬ng ph¸p ph¸ ho¹i mÉu thö ( ®é chÝnh x¸c cao). + Ph−¬ng ph¸p kh«ng ph¸b ho¹i: Sãng Siªu ©m; sóng b¾n BT( Ðp lâm viªn bi lªn bÒ mÆt BT). A TN x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu nÐn: A 4a h a= 15cm; D = 16cm; h = 2D a A a a a D a
  11. MÉu lÊy tõ kÕt cÊu ®· ®−îc ®æ BT MÉu trô h1h = 1 - 15D1,5D D =5cm; 7,5cm; 10cm; 15cm. ¾ TN: NÐn (2 kG/cm2.s) ®Õn khi mÉu bÞ ph¸ ho¹i. P - Lùc t−¬ng øng lóc mÉu bÞ ph¸ P R m = (Mpa) b A 2 Bµn nÐn 3 1 3 2 + BT th«ng th−êng cã: R = 5 ÷ 30 Mpa ThÝ nghiÖm C−êng ®é chÞu nÐn(Rb) + BT c−êng ®é cao: R > 40 MPa + BT ®Æc biÖt: R≥ 80 Mpa
  12. C¸c nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é cña mÉu ‰ ¶nh h−ëng cña mÆt tiÕp xóc: Kh«ng b«i tr¬n B«i tr¬n 6 5 4 4 6 5 + KÝch th−íc mÉu nhá R  R kh«ng phô kÝch th−íc mÉu m m R m ≈ 0,8R m Rblt ≈ 0,8Rbkv blt bkv Rkh«ng b«i tr¬n > Rcã b«i tr¬n. 9 Khi nÐn BT në h«ng, lùc ma s¸t t¸c dông nh− mét c¸i ®ai ng¨n c¶n sù në h«ng > (Rkh«ng b«i tr¬n > Rcã b«i tr¬n) > T¸c dông cña cèt ®ai trong cét; 9 Cµng xa mÆt tiÕp xóc ¶nh h−ëng cña lùc ma s¸t cµng gi¶m > Quy ®Þnh b−íc ®ai trong cét;
  13. ‰ ¶nh h−ëng cña tèc ®é gia t¶i: Gia t¶i rÊt nhanh: R = (1 ,15 ÷ 12)R1,2)R Gia t¶i rÊt chËm : R = (0,85 ÷ 0,9)R ‰ §iÒu kiÖn tiªu chuÈn cña thÝ nghiÖm: + Kh«ng b«i tr¬n mÆt tiÕp xóc; + Tèc ®é gia t¶i: 2kG/cm2.s TN x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu kÐo: N R = [MPa] bt A Thi nghiÖm C −êng ®é chÞu kÐo( R bt) a) 2P Rbt = []MPa N N πDl P c) D a A a P l
  14. NhNh÷÷ngng nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é cña BT: +L+ L−îng XM nhiÒu Æ R cao (HiÖu qu¶ kh«ng lín, lµm t ¨ng biÕn d¹ng); + XM m¸c cao Æ R cao; + CÊp phèi hîp lý; ®é cøng vµ ®é s¹ch cña cèt liÖu cao Æ R cao; + N/X ↑ Æ R ↑ + ChÊt l−îng thi c«ng tèt ( Trén, ®æ, ®Çm, b¶o d−ìng tèt) Æ R cao. Sù tt¨¨ngng c−êng ®é theo thêi gian: 9 Dïng XM Poocl¨ng, chÕ t¹o vµ b¶o d−ìng b×nh th−êng: R t¨nggg trong 28 nggyµy ®Çu; 9 Dïng XM Puzolan: Thêi gian t¨ng c−êng ®é ban ®Çu lµ 90 ngµy.
  15. 0 9 t γb = 0,9 9 t0 > 0; W lín: C−êng ®é tiÐp tôc t¨ng trong nhiÒu n¨m. 9 Dïng h¬i n−íc nãng ®Ó b¶o d−ìng BT còng nh− dïng phô gia t¨ng c−êng ®é: R rÊt nhanh trongggy,g vµi ngµy ®Çu, BT gißn vµ R cuèi cïn gpg thÊp h¬n > γb < 1
  16. 22 CC−êng ®é trung binh vµ c −êng ®é tiªu chuÈn C−êng ®é trung bb××nhnh (Gi¸ trÞ trung bb××nhnh cña c−êng ®é) Rm Tõ mét lo¹i BT ®óc n mÉu thö vµ thÝ nghiÖm, ®−îc: R1, R2, , Rn R R = ∑ i m n C−êng ®é tiªu chuÈn (Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña c−êng ®é): - C−êng ®é ®Æc tr−ng: (cßn gäi lµ gi¸ trÞ ®Æc tr −ng cña c −êng ®é) lµ c−êng ®é lÊy theo mét x¸c suÊt ®¶m b¶o quy ®Þnh nµo ®ã. Víi BT: C−êng ®é ®Æc tr−ng ®−îc x¸c ®Þnh theo x¸c suÊt ®¶m b¶o quy ®Þnh 95%, Rch=0,78R m -C−êng ®é tiªu chuÈn cña BT (vÒ nÐn: Rbn ; vÒ kÐo: Rbtn) Rbn = γ kc Rch γ kc - hÖ sè kÕt cÊu: = 0,7~0,8 tuú thuéc Rch , nã kÓ ®Õn sù lµm viÖc cña BT (mÉu thö khèi vu«ng). Víi mÉu thö lang trô γ kc =1 Rbn vµ Rbtn cho trong PL 2
  17. 33 CC−êng ®é tÝnh to¸n (vÒ ( vÒ nÐnnÐn::RRb ;;vÒvÒ kÐokÐo::RRbt) - C−êng ®é tÝnh to¸n gèc: Rbn Rbtn Rb = Rbt = γ bc γ bt (Cho trong PL3) - C−êng ®é tÝnh to¸n: Rbn Rbtn Rb = γ bi Rbt = γ bi γ bc γ bt γ bc ,γ bt - Hè®iHÖ sè ®é tin cËy cñ ñBTa BT t−¬ng øng khi n Ðn vµ khi kÐ o. Khi t Ýn h t heo TTGH thø nhÊ t γbc= 1,3 1,5 vµ γbt= 1,3 2,3 tuú lo¹i BT γ i - HÖ sè è®iÒ ®iÒu kiÖ n lµ m viÖ c cñ a BT BT(i ( i = 1 12,2, 10), kÓ ®Õ n kÝ ch th −íc tiÕt diÖ n, tÝ nh chÊt cña t¶i träng, giai ®o¹n lµm viÖc cña kÕt cÊu, (cho trong PL4). - Khi tÝnh to¸n theo TTGH thø hai , c −êng ®é tÝnh to¸n cña BT ký hiÖu lµ R bser vµ ® −îc x¸c ®Þnh víi c¸c hÖ sè γ =1 (trõ tr−êng hîp ®Æc biÖt khi tÝnh kÕt cÊu chÞu t¶i träng trïng lÆp).
  18. 44 CÊpCÊp ®é bÒn vµ m¸c cña BTBT:: §Ó biÓu thÞ chÊt l −îng cña BT vÒ mét tÝnh chÊt nµo ®ã ng −êi ta dïng kh¸i niÖm m¸c hoÆc cÊp ®é bÒn. a. M¸c theo c−êng ®é chÞu nÐn: M¸c theo c−êng ®é chÞunÐn (M) lµ tÞtrÞ sè lÊlÊy b»ng c−êng ®é chÞunÐn trung b×nh tÝnh theo ®¬n vÞ KG/cm2 cña c¸c mÉu thö khèi vu«ng c¹nh 15cm , cã tuæi 28 ngµy ®−îc d−ìng hé vµ tiÕn hµnh thÝ nghiÖm trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. Víi BT nÆng: M100 ; M150 ; M200 ; M250 ; M300 ; M350 ; M400 ; M500 ; M600 ; Víi BT nhÑ: M50 ; M75 ; M100 ; M 150 ; M200 ; M250 ; M300. Chó ý: Trong kÕt cÊu BTCT ph¶i dïng m¸c tõ 150 trë lªn. b. CÊp ®é bÒn chÞu nÐn: CÊp ®é bÒn chÞu nÐn (B)lµtrÞsèlÊyb»ngc−êng ®é ®Æc tr−ng tÝnh theo ®¬n vÞ Mpa cña c¸c mÉu thö khèi vu«ng c¹nh 15cm, cã tuæi 28 ngaú ®−îc d−ìng hé vµ tiÕnhµnhthÝ nghiÖm trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. B3,5 ; B5 ; B7,5 ; B10 ; B12,5 ; B15 ; B20 ; B25 ; B30 ; B35 ; B40 ; B45 ; B50 ; B55 ; B60. B = 0,,,1.0,78.M c. CÊp ®é bÒn chÞu kÐo: Bt0,5 ; Bt0,8 ; Bt1,2 ; Bt1,6 ; Bt2,0 ; Bt2,4 ; Bt2,8 ; Bt3,2 ; Bt3,6 ; Bt4,0.
  19. a. BiÕn d¹ng do co ngãt: Congãtãt lµ hiÖn t−îng BT gi¶i¶m thÓ tÝch khi kh« cøng trong kh«ng khÝ do: - N−íc thõa bay h¬i ; - Sau qu¸ tr×nh thuû ho¸ ®¸ xi m¨ng gi¶m thÓ tÝch + Khi ®«ng cøng trong n−íc BT t¨ng thÓ tÝch víi møc ®é t¨ng xÊp xØ b»ng 1/5 ~1/2 møc ®é gi¶m thÓ tÝch khi ®«ng cøng trong kh«ng khÝ. §Æc ®iÓm cña biÕn d¹ng co ngãt: - Co ngãt x¶y ra chñ yÕu ë giai ®o¹n ®«ng cøng ®Çu tiªn vµ trong n¨m ®Çu. Råi gi¶m dÇn vµ dõng h¼n sau vµi n¨m ; - Tõ bÒ mÆt vµo s©u khèi BT, sù co ngãt x¶y ra kh«ng ®Òu,ë ngoµi co ngãt nhiÒu h¬n ; - CÊu kiÖn cã bÒ mÆt lín so víi thÓ tÝch (sµn, t−êng, ) cã ®é co ngãt lín. Nh÷ng nh©n tè chÝnh ¶nh h−ëng ®Õn co ngãt: -Sèl−îng vµ lo¹i xi m¨ng: + BT nhiÒu XM => co ngãt lín ; + BT dïng XM m¸c cao => co ngãt lín ; + BT dïnggg XM Alumilat => co ngãt lín. N + lín => Co ngãt lín. X
  20. - C¸t h¹t nhá, sái xèp => co ngãt lín. - BT dïng chÊt phô gia ®«ng kÕt nhanh => co ngãt lín. - BT ®−îc ch−ng hÊp ë ¸p lùc cao => co ngãt Ýt. - Trong m«i tr−êng kh« co ngãt nhiÒu h¬n trong m«i tr−êng Èm. HËu qu¶ cña co ngãt: - Lµm thay ®æi kÝch th−íc vµ h×nh d¹ng cÊu kiÖn ; - Do co ngãt kh«ng ®Òu hoÆc khi co ngãt bÞ c¶n trë BT sÏ bÞ nøt lµm gi¶m c−êng ®é BiÖn ph¸p h¹n chÕ vµ kh¾c phôc hËu qu¶ cña co ngãt: - Chän cÊp phèi, thµnh phÇn cì h¹t vµ tÝnh n¨ng c¬ häc cña vËt liÖu thÝch hîp ; N - Sö dôôgng lo¹iXMcongãt Ýt, thÝch hîp ; X - B¶o d−ìng ®óng yªu cÇu kü thuËt ®¶m b¶o cho BT th−êng xuyªn Èm ë giai ®o¹n ®«ng cøng ban ®Çu ; - §Çm ®óng kü thuËt ®¶m b¶o cho BT®Æc ch¾c vµ ®ång ®Òu ; - §Æt thÐp cÊu t¹o ë nh÷ng vÞ trÝ cÇn thiÕt ; - T¹o m¹ch ngõng thi c«ng, tæ chøc khe co gi·n trong kÕt cÊu (Khe nhiÖt ®é khi kÝch th−íc mÆt b»ng c«ng tr×nh lín ; khe ph©n c¸ch trªn mÆt ®−êng bé, s©n bay).
  21. b. BiÕn d¹ng do t¶i träng t¸c dông ng¾n h¹n σ a) b) D R P lt 2. . σ 1. B l α * 0 C εb εb ε εpl. ε.el ε.b Mét phÇn biÕn d¹ng phôc håi ®−îc (∆1) - BiÕn d¹ng ®µn håi BT lµ vËt liÖu Mét phÇn biÕn d¹ng kh«ng phôc håi ®−îc (∆2) - BiÕn d¹ng dÎo ®µn håi - dÎo ∆1 BiÕn d¹ng ®µn håi tû ®èi: ε el = T−¬ng øng: ε = ε + ε l b el pl ∆ BiÕn d¹¹gng dÎo tû ®èi: ε = 2 pl l ε ν = el - HÖ sè ®µn håi( §Æc tr−ng cho biÕn d¹ng ®µn håi cña BT vïng nÐn) ε b
  22. c. BiÕn d¹ng do t¶i träng t¸c dông dµi h¹n – TÝnh tõ biÕn cña BT : Tõ biÕn lµ tÝnh biÕn d¹ng t¨ng theo thêi gian trong khi ¦S kh«ng thay ®æi. σ ε a) b) C B C σb εb B 0 εb εc ε 0 t §Æc ®iÓm cña tõ biÕn - Trong vµi ba th¸ng ®Çu biÕn d¹ng tõ biÕn t¨ng nhanh sau chËm dÇn vµ cã thÓ kÐo dµi vµi chôc n¨m (th−êng 3-4 n¨m) - Khi σb ≤70%Rb biÕn d¹ng tõ biÕn cã giíi h¹n ( §å thÞ H×nh b cã tiÖm c©n ngang). - Khi σb ≤70%R biÕn d¹ng tõ biÕn t¨ng kh«ng ngõng vµ dÉn ®Õn ph¸ ho¹i mÉu thö. §ã lµ sù gi¶m c−êng ®é cña BT khi t¶i träng t¸c dông l©u dµi. Gi¶i thÝch: Trong qu¸ tr×nh sö dông kÕt cÊu σb << Rb; σb = Rb khi bÊt lîi nhÊt do c¶ t¶i träng dµi h¹n vµ ng¾n h¹n g©y ra . Trong ®ã phÇn t¶i träng ng¾n h¹n kh«ng g©y ra biÕn d¹ng tõ biÕn.
  23. d. BiÕn d¹ng nhiÖt: BiÕn d ¹ng nhiÖt lµ sù th ay ®æi thÓ tÝ ch cñ a BT khi nhiÖt ® ä th ay ®æi . Nã ph hô th ué c vµ o hÖ sè d·n në v× nhiÖt cña BT (Lo¹i XM ; cèt liÖu ; ®é ¶m cña BT) e. M« ®un ®µn håi cña BT σ Khi nÐn: a) b) σ D b Rlt M« ®un ®µn håi Eb(Mpa): Eb = tgα 0 =P ε el 2. . σ . b B M« dun ®µn håi dÎo (m« ®un biÕn d ¹ng) ) 1 σ l E / = tgα = b b νσ ε b E / = b =νE b b α α0 ε ε ε el * el el 0 C εb εb ε ν = => ε b = ε b ν εpl. ε.el Khi kÐo: ε.b M« ®un ®µn håi: Ebt = Eb / M« ®un biÕn d¹ng: E bt = ν t Eb (νt - HÖ sè ®µn håi khi kÐo) f. M« ®un chèng c¾t G b(Mpa): LÊy hÖ sè në h«ng (HÖ sè Po¸t x«ng) cña BT µb = 0,2 Eb Gb = = 0,4Eb 2(1+ µb )
  24. §4. Cèt thÐp: 11 C¸cC¸clo¹i cèt thÐp Ph©n theo thµnh phÇn ho¸ häc: + ThÐp CT3 ; CT5 ( Tû lÖ c¸c bon lµ 3 vµ 5%0) Tû lÖ c¸c bon t¨ng th× c−ßng ®é cña CT t¨ng, nh−ng ®é dÎo cña CT gi¶m vµ khã hµn. + ThÐp hîp kim thÊp: Trong thµnh phÇn cña nã cßn cã mét l−îng nhá c¸c nguyªn tè kh¸c nh− m¨ng gan, cr«m, silic, ti tan Ph©n theo ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o: + Cèt c¸n nã ng: Lµ cèt ® −îc chÕ t¹o b»ng c¸ch nung ch¶y ph«i thÐp råi c¸n qua c¸c khu«n cã h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc ®Ýnh tr−íc. d ≥ 10 : d¹ng thanh, l = 11,7m d < 10 : d¹¹gng cué n < 500 kG + ThÐp ®−îc gia c«ng nhiÖt ( T«i): Nung CT ®Õn nhiÖt ®é 9500 C mét phót råi t«i nhanh vµo n−íc hoÆc dÇu, nung l¹i ®Õn 4000 C vµ lµm nguéi tõ tõ ®Ó gi÷ cho CT cã ®é dÎo.
  25. + Cèt thÐp ®−îc gia c«ng nguéi( kÐo ;dËp): kÐo c¸c CT víi σs ¦S v−ît qu¸ giíi h¹n ch¶y σs(D) D * σ 〉σ ⇒ R ↑;ε ↓ σs(A) s(D) s( A) s s A Ph©n th eo h ×nhdh d¹ng: + ThÐp h×nh: L, U, C, T, I + ThÐp thanh: tr¬n, cã gê 0 εs
  26. 22 MétMétsè tÝnh chÊt c¬ b¶n cña CTCT:: a. TÝnh chÊt C¬ häc (C −êng ®é, biÕn d¹ng): §Æc ®iÓm chung - Mäi lo¹i CT ®Òu cã: + Giai ®o¹n biÕn d¹ng ®µn håi + Giai ®o¹n biÕn d¹ng dÎo - ThÐp c−êng ®é thÊp cã vïng biÕn d¹ng dÎo lín h¬n vµ cã thÒm ch¶y - TÝnh chÊt c¬ häc cña CT phô thuéc + Thµnh ppähÇn ho¸ häc + C«ng nghÖ chÕ t¹o. C¸c lo¹i giíi h¹n ¦S: - Giíi h¹n bÒn ( σB) LÊy b»ng ¦S lín nhÊt mµ mÉu chÞu ® −îc tr−íc khi bÞ kÐo ®øt; - Giíi h¹n ®µn håi (σel) LÊy b»ng ¦S ë cuèi giai ®o¹n ®µn håi; - Giíi h¹¹y(n ch¶y (σy))y LÊy b»n ggÞg gi¸ trÞ ¦S ë ®Çu g iai ®o¹ n ch¶y .
  27. CT dÎo vµ CT r¾n: * CT dÎo: Cã thÒm c h¶h¶y râ rµ ng h oÆ c cã vï ng biÕ n d ¹ng dÎ o ré ng ε s = 15 ÷ 25% CT3 ; CT5 (1,2,3,4 ) * Cèt thÐp r¾n: Cã giíi h¹n ch¶y kh«ng râ rµng vµ gÇn giíi h¹n bÒn, ε s = 5 ÷10% Cèt thÐp qua gia c«ng nguéi vµ gia c«ng nhiÖt (5,6). C−êng ®é cña CT: *C* C−êng ®é tiªu chuÈn (Gi¸ trÞ tiªu chuÈn vÒ c −êng ®é) – Rsn (Mpa) C−êng ®é tiªu chuÈn cña CT ®−îc lÊy b»ng giíi h¹n chảy( thùc tÕ hoÆc quy −íc) víi x¸c suÊt ®ảm bảo ≥ 95% *C* C−êng ®é tÝnh to¸n: C−êng ®é chÞu kÐo tÝnh to¸n Rs (MPa): C−êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n Rsc (MPa): Rs , Rsc ®−îc cho trong PL5( gi¸o tr×nh) M« ®un ®µn håi cña CT : Es(Mpa): (PL7)
  28. b. Mét sè tÝnh chÊt kh¸c cña CT: (SGK) 33 Ph©nPh©nnhãm CTCT:: Theo tiªu chuÈn ViÖt Nam: Theo tÝnh chÊt c¬ häc TCVN 1651 – 1985 ph©n thµnh 4 nhãm CI, CII, CIII, CIV cã c¸c ®Æc tr−ng trong b¶ng:
  29. §5. Bª t«ng cèt thÐp 11 LùcLùcdÝnh giữa BT vµ CT Là nh©n tè c¬ b¶n ®¶m b¶o sù lµm viÖc chung gi÷a BT vµ CT. Nhê nã øng lùc cã thÓ truyÒ n qua l¹ i g i÷a BT vµ vµC,®ågtêµ CT, ®ång thêi lµm c cocógcïgho chóng cïng nhau aubÕd¹g. biÕn d¹ng. a. C¸c nh©n tè t¹o nªn lùc dÝnh (3 nh©n tè): - Khi BT ®«ng cøng nã «m chÆt lÊy CT ; - Do keo xi m¨ng cã t¸c dngdông g¾n chÆt CT víi BT - Do bÒ mÆt CT gå ghÒ (Cèt cã gê lùc dÝnh gÊp 2-3 lÇn cèt trßn tr¬n => cèt trßn tr¬n ph¶i uèn má). b. ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh lùc dÝnh: X¸c ®Þnh ®o¹n neo lan
  30. 22 SùSùlµm viÖc chung giua BT vµ CTCT:: a. ¦Sb®ÇdBT¦S ban ®Çu do BT co ng ãt: - Khi kh«ng ®Æt CT thanh cã ®é co : ε0 1 ε 0 ε - Khi cã ®ÆÆét CT thanh cã ®é co : ε 1 1 εε - 0 ε ¦S nÐn trong CT σ s = ε1 × Es ¦S kÐo trong BT σ t =ν t (ε 0 − ε1 )Eb ε 0 Es ν tε 0 Eb Es As σ s = ;σ t = ( n = ; µ = ) n ν E A 1+ µ 1+ t b b ν nµ * ¦S ban ®Çu trong BT khi co ngãt bÞ c¶n trë phô thuéc: + TrÞ sè co ngãt tù do cña BT ( ε0) : + Lo¹i BT (Eb) + Hµm l−îng CT (µ) µ lín σt lín, khi σt > Rbt => BT nøt Ph©n bè CT kh«ng ®Òu trªn tiÕt diÖn lµm cho BT co ngãt kh«ng ®Òu lµm cho BT nøt.
  31. b. ¦S do ngo¹i lùc: XÐt t r−êh®êng hîp ®¬n g i¶lµthhBThÞÐ(hkÐ)i¶n lµ thanh BT chÞu nÐn (hay kÐo): - Khi BT ch−a nøt: BT cïng chÞu lùc víi CT nªn biÕn d¹ng nh− nhau - Khi BT nøt: Víi thanh chÞu kÐo, sau khi BT nøt phÇn lùc kÐo do BT chÞu ®−îc truyÒn sang cho CT. Lóc ®ã CT chÞu toµn bé lùc kÐo. c. Sù ph©n phèi lai néi lùc do tõ biÕn: N T¶i träng l©u dµi => BT bÞ tõ biÕn, CT c¶n trë tõ biÕn cña BT . T−¬ng tù nh− sù co ngãt biÕn d¹ng tõ biÕn g©y ¦S nÐn trong CT vµ ¦ S kÐo trong BT kÕt qu¶ lµm εc =C.σb σ s ↑;σ b ↓ Sù ph©n phèi l¹i néi lùc mét c¸ch cã lîi.
  32. d. Sù truyÒn lùc qua l¹i gi÷gi÷aa BT vµ CT ë ®Çu mót cÊu kiÖn: N σ0 σ0 τmax 0d 2 σ b σs σb σs Víi c¸c cét chÞu lùc nÐn lín ë ®Çu cét ph¶i ®−îc gia c−êng b»ng c¸c l−íi thÐp hµn.
  33. 33 SùSù ph¸ ho¹i vµ h − háng cña BTCT Sù p h¸ ho¹ i d o chÞ u l ùc: CÊu kiÖn chÞu kÐo : Ph¸ ho¹i khi σ s > Rs CÊu kiÖn chÞu nÐn : Ph¸ ho¹i khi σ b > Rb σ s > Rs CÊu kiÖn chÞu uèn : Ph¸ ho¹i khi σ b > Rb σ s > Rs ;σ b > Rb Sù h− háng hoÆc ph¸ ho¹i do biÕn d¹ng c−ìng bøc Sù h− háng do t¸c dông cña m«i tr−êng
  34. BiÖn ph¸p phßng chèng : + Dïng BT c−êng ®é cao ; b¶Ò¶o vÖ bÒ mÆt c«ng tr×nh b»ng v÷a m¸c cao. + Dïng n−íc s¹ch ®Ó trén BT ; + Lµm s¹ch bÒ mÆt CT ®Ó t¨ng ®é b¸m dÝnh ; + §¶m b¶o chiªï dµy líp BT b¶o vÖ ; + §Çm ®óng kü thuËt ®¶m b¶o cho BT ®Æc ch¾c.
  35. Chương 3 Nguyªn lý tÝnh to¸n vµ cÊu t¹o
  36. §11 NguyªnNguyªn lý chungchung:: 11 QuanQuan hÖ gi÷ gi÷aakiÕnkiÕn tróc vµ kÕt cÊu: cÊu: Cã mèi quan hÖ mËt thiÕt, kh«ng thÓ t¸ch rêi nhau.V× lÏ: - H×nh khèi vµ kh«ng gian kiÕn tróc ®−îc h×nh thµnh tõ mét hÖ kÕt cÊu, vÝ dô: - Ph−¬ng ¸n kÕt cÊu ph¶i ®¸p øng tèt yªu cÇu chÞu lùc, phï hîp víi kiÕn tróc -Ph−¬ng ¸n kiÕn tróc kh¶ thi ph¶i chøa ®ùng néi dung c¬ b¶n cña ph−¬ng ¸n kÕt cÊu kh¶ thi. 2. TÝnh kh¶ thi cña ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ: - Tho¶ m·n c¸c y/c KT, bÒn v÷ng, phßng ch¸y, thi c«ng ®−îc trong ®iÒu kiÖn KT cho phÐp - Gi¸ thµnh c«ng tr×nh kh«ng v−ît qu¸ vèn®Çut−. 3. Tr×nh tù thiÕt kÕ: - §Ò ra mét sè ph−¬ng ¸n - TÝnh to¸n, ph©n tÝch, so s¸nh => quyÕt ®Þnh ph−¬ng ¸n chän - TiÕn hµnh thiÕt kÕ chi tiÕt ®èi víi ph−¬ng ¸n chän.
  37. §22 NguyªnNguyªnt¾c thiÕt kÕ kÕt cÊu BTCTBTCT:: 11 C¸cC¸cyªu cÇu vÒ kinh tÕ kü thuËt: thuËt: VÒ kü thuËt: - KÕKÕt cÊu ph¶ih¶i ®¸®¸p øng ®−îc yªu cÇuvÒ h×nh khèi vµ kh«ng giian kiÕntróc; - S¬ ®å kÕt cÊu ph¶i râ rµng, ph¶n ¸nh ®óng sù lµm viÖc thùc tÕ cña kÕt cÊu; - VËt liÖu lµm kÕt cÊu ph¶i ®−îc chän c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ, yªu cÇu cña c«ng tr×nh; - Ph¶i ®−îc tÝnh to¸n víi mäi t¶i träng, t¸c ®éng, mäi giai ®o¹n: ChÕ t¹o, vËn chuyÓn, cÈu l¾p, sö dông vµ söa ch÷a; - Ph−¬ng ¸n ph¶i phï hîp víi kh¶ n¨ng thiÕt bÞ kü thuËt cho phÐp. VÒ kinh tÕ: - Gi¸ thµnh rÎ; - Thi c«ng thuË n lîi, tiÕn ®é nhhhanh. TÝnh to¸n 22 NéiNéi dung vµ c¸c b −íc thiÕt kÕ kÕt cÊu BTCTBTCT:: CÊu t¹o
  38. Néi dung c¬ b¶n phÇn tÝnh to¸n vµ cÊu t¹o: t¹o: 9 Chän s¬ ®å tÝnh vµ s¬ bé x¸c ®Þnh kÝch th−íc tiÕt diÖnc¸c bé phËhËn; 9 Chän vËt liÖu sö dông thiÕt kÕ kÕt cÊu:M¸c BT, nhãm thÐp.v.v. 9 X¸c ®Þnh t¶i träng vµ t¸c ®éng; 9 X¸c ®Þnh néi lùc do tõng ph−¬ng ¸n t¶i träng vµ tæ hîp néi lùc; 9 TÝnh to¸n tiÕt diÖn: X¸c ®Þnh kÝch th−íc tiÕt diÖn, diÖn tÝch cèt thÐp vµ bè trÝ cèt thÐp 9 CCähän gi¶i ppph¸p b¶o vÖ kÕt cÊu 3. T¶i träng, t¸c ®éng ((TCVNTCVN 2737-2737- 1995) C¸c lo¹i t¶i träng: Theo tÝnh chÊt (3 lo¹i): ‰ T¶i träng th−êng xuyªn (TÜnh t¶i): T¸c dông kh«ng thay ®æi trong qu¸ tr×nh sö dông kÕt cÊu, (träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu, c¸c t−êng ng¨n cè ®Þnh v.v ) ‰ T¶i träng t¹m thêi (Ho¹t t¶i): Cã thÓ thay ®æi vÒ ®iÓm ®Æt, trÞ sè, ph−¬ng, chiÒu t¸c dông, (t¶i träng cña ng−êi, ®å ®¹c, t¶i träng do cÇu trôc, giã, xe cé v.v ) ‰ T¶i träng ®Æc biÖt: Ýt khi x¶y ra, (næ, ®éng ®Êt v.v )
  39. Theo ph−¬ng, chiÒu(2 lo¹i): ‰ T¶i träng th¼ng ®øng: T¸c dông theo phh−¬ng th¼ng ®øng, (träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu; ng−êi; ®å ®¹c v.v ) ‰ T¶i träng n»m ngang: T¸c dông theo ph−¬ng n»m ngang, (nh− giã, lùc h·m cña xe cé v.v ) Theo thêi gian t¸c dông(2 lo¹i): ‰ T¶i träng t¸c dông dµi h¹n (T¶i träng dµi h¹n): T¶i träng th−êng xuyªn vµ mét phÇn cña t¶i träägng t¹m thêi ((ägTräng l−îîgng thiÕt bÞ, vËtË liÖu ). ‰ T¶i träng t¸c dông ng¾n h¹n (T¶i träng ng¾n h¹n): Gåm phÇn cßn l¹i cña t¶i träng t¹m thêi (Ng−êi ®i l¹i, giã, xe, cé ). Theo trÞ sè(2 lo¹i): ‰ T¶i träng tiªu chuÈn (Pc) lÊy b»ng gi¸ trÞ th−êng gÆp trong qu¸ tr×nh sö dông c«ng tr×nh vµ ®−îc x¸c ®Þnh theo c¸c kÕt qu¶ thèng kª. T¶i träng tÝnh to¸n (P): P = γPc γ−HÖ sè ®é tin cËy. (kÓ ®Õn c¸c t×nh huèng bÊt ngê, ®ét xuÊt) Theo TCVN 2737-1995: C¸c t¸c ®éng: Gåm c¸c t¸c dông do nÒn mãng lón kh«ng ®Òu vµ do sù thay ®æi cña nhiÖt ®é.
  40. 4. Néi lùc: M, Q, N, Mt C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh néi lùc trong kÕt cÊu: ™ X¸c ®Þnh néi lùc theo s¬ ®å ®µn håi: Coi VL lµ ®µn håi, dïng c«ng thøc SBVL, c¬ häc kÕt cÊu, lý thuyÕt ®µn håi Nh−îc ®iÓm: - Kh«ng ph¶n ¸nh ®óng b¶n chÊt vËt liÖu( BT lµ vËt liÖu ®µn dÎo) - Trong vïng kÐo cña cÊu kiÖn th−êng cã khe nøt => EIL ¦u ®iÓm: - ThuËt to¸n ®¬n gi¶n, nªn hiÖn t¹i vÉn ®ang ®−îc sö dông nhiÒu. Ph¹m vi sö dông: - TÝnh c¸c kÕt cÊu cã yªu cÇu chèng nøt (bÓ chøa chÊt láng; kÕt cÊu lµm viÖc trong m«i tr−êng cã tÝnh x©m thùc; kÕt cÊu chÞu t¶i träng ®éng); -TÝnh c¸c kÕkÕt cÊuchÞu lùc chñ yÕÕunh− khung nhµ; dÇmchÞut¶i träng lín v.v ™ X¸c ®Þnh néi lùc theo ph−¬ng ph¸p c©n b»ng giíi h¹n (Theo s¬ ®å khíp dÎo): XÐt tíi sù ph©n phèi l¹i néi lùc gi÷a c¸c tiÕt diÖn do cã sù h×nh thµnh khíp dÎo tr−íc khi kÕt cÊu bÞ biÕn h×nh.
  41. Khíp dÎo lµ liªn kÕt khíp cã thÓ chÞu ®−îc mét m« men kh«ng ®æi nµo ®ã = Mkd Khíp dÎo SS z Mkd =RsAsZs M<RsAsZs D Khíp dÎo ch−axuÊthiÖn(ch−a xoay); M ≥ RsAsZs D Khíp dÎo xuÊt hiÖn (Xoay). 9 Sù kh¸c nhau gi÷a khíp dÎo vµ khíp th−êng Khíp th−êng: Kh«ng ng¨n c¶n chuyÓn vÞ xoay, taÞ khíp M = 0 Khíp dÎo: Cã ng¨n c¶n chuyÓn vÞ xoay, ®é lín sù ng¨n c¶n b»ng Mkd = RsAsZs 9 DÆc ®iÓm sù ph¸ ho¹i kÕt cÊu khi khíp dÎo hinh thµnh: KÕt cÊu tÜnh ®Þnh: ®Þnh: Khíp dÎo h×nh thµnh D biÕn h×nh tøc thêi D KÕt cÊu ë TT c©n b»ng GH.
  42. KÕt cÊu siªu tÜnh: tÜnh: MA KhíKhíp dÎo h×nh thµnh lµm gi¶i¶m bËcsiªu tÜnh. Néi lùc trong kÕt cÊu ®−îc s¾p xÕp M0 MB Mkd(A) P l¹i, kÕt cÊu chØ bÞ ph¸ ho¹i khi sè khíp Mkd(B) dÎo xuÊt hiÖn ®Çy ®ñ lµm cho kÕt cÊu bÞ biÕn h×nh. A C nh B M 9 Nguyªn t¾c ph©n phèi l¹i néi lùc khi khíp kd(nh) M dÎo h×nh thµnh: §¶¶Ò¶m b¶o ®iÒu kiÖn c©n b» ng tÜnh häc: a b b a l M + M + M = M kd ( A) l kd (B) l kd (nhÞp) 0 Mkd(()A) P1 9 ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p: - Cho phÐp tiÕt kiÖm 20 - 30% cèt thÐp A C B - §iÒu chØnh hîp lý m« men t¹i c¸c tiÕt diÖn. Mkd(A) P2 Mkd(B) +BètrÝcètthÐp®−îc ®¬n gi¶n ; + Lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n vµ cÊu t¹o mèi A C B nèi cña c¸c kÕt cÊu l¾p ggphÐp. P Mkd(A) 3 Mkd(B) A C B Mkd(nh)
  43. C¸c ®iÒu kiÖn khi x¸c ®Þnh néi lùc theo s¬ ®å khíp dÎo:
  44. Chương 4 CÊu kiÖn chÞu uèn (tÝnh theo c−êng ®é)
  45. §1. Kh¸i niÖm: „ CÊu kiÖn chÞu uèn lµ cÊu kiÖn khi chÞu t¶i träng cã c¸c thµnh phÇn néi lùc: M Q N ≤ 01R0,1Rb Ab „ C¸c cÊu kiÖn chÞu uèn th−êng gÆp: DÇm , b¶n , lanh t« , « v¨ng, t−êng ch¾n, mÆt cÇu v.v. Theo h×nh d¹ng: B¶n: h >> b, h
  46. §2. §Æc ®iÓm cÊu t¹o: 1. §Æc §Æc ®iÓm cÊu t¹o b¶n: a) KÝch th−íc: 2 Trong kÕt cÊu nhµ cöa: 1 l1, l2 = 2 ÷ 4m (cã thÓ 8 ÷ 9m) h = 6 ÷ 15cm (cã thÓ 20 ÷ 22cm) Trong c¸c kÕt cÊu kh¸c: b) Cã thÓ lín h¬n hoÆc nhá h¬n. VËt liÖu: 2 1 ‰ Bª t«ng: ‰ Cèt thÐp: - Cèt chÞu lùc (1): d ≤ hb/10 20cm khi hb ≤ 15cm 7cm (dÔ ®æ BT ; Ý t nó t b uéc) ≤ a ≤ 1,5hb khi hb ≥ 15cm (BT,CT kÕt hîp tèt) - Cèt cÊu t¹o (2) + §Þnh vÞ cèt chÞu lùc; + Ph©n phèi lùc tËp trung + ChÞu øng suÊt do co ngãt vµ do Ut
  47. - Cèt cÊu t¹o (2) + Vu«ng gãc víi cèt chÞu lùc: a ≤ 35cm (25 -35cm) C 10 + Víi b¶n kª bèn c¹nh: l2 AS 2 ≥10%AS1 khi > 3 l1 l2 AS 2 ≥ 20%AS1 khi > 2 l1 2. §Æc ®iÓm cÊu t¹o DÇm TiÕt diÖn  1 1  h =  ÷ l  8 20  b(03b = (0,3 – 05)h0,5)h
  48. VËt liÖu 2 3 4 ‰ Bª t«ng: ‰ Cèt thÐp: - Cèt chÞu lùc (1) (2): CII, CIII 1 5 1 2 d = 10-32 b ≥ 150; ≥ 2 thanh a) b) c) b < 150; Cã thÓ 1 thanh 3 - Cèt däc cÊu t¹o (3) (4): CI, CII 4 L ≤ 4m → d = 10 5 L = 5 – 8m → d = 12 2 L ≥ 8m → d = 14 1 µ ≥ µmiin = 0,1% + Lµm gi¸ tùa cho cèt ®ai; + ChÞu øng suÊt do co ngãt vµ do Ut Cèt gi¸ thµnh chØ ®Æt khi h ≥ 70cm
  49. - Cèt ®ai (5): CI, CII + ChÞu lùc c¾t Q; + §Þnh vÞ cèt däc, liªn kÕt BT vïng nÐn víi BT vïng kÐo => t¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc + Sè l−îng(n,d,s) x¸c ®Þnh theo Q vµ c¸c yªu cÇu cÊu t¹o, dd6 = 6 -10 h ≤ 80cm → d ≥ 6mm h > 80cm → d ≥ 8mm b ≤ 15cm → Cã thÓ sö dông ®ai 1 nh¸nh b ≥ 35cm → Cã thÓ sö dông ®ai ≥ 3 nh¸nh - Cèt xiªn (2): chÞu lùc c¾t Q ; ®Æt cèt xiªn khi cèt ®ai kh«ng ®ñ chÞu lùc c¾t Q
  50. §3. Sù lµm viÖc cña dÇm chÞu uèn ThÝ nghiÖm: XÐt dÇm ®¬n gi¶n chÞu q  q - q nhá => dÇm nguyªn vÑn - q (σbt > Rbt )=> Nøt: + Nghiªng ë khu vùc gèi tùa (Q lín); + Th¼ng gãc ë khu vùc gi÷a nhÞp (M lín). Khe nøt th¼nggg gãc Khe nøt nggghiªng - q => Nøt më réng  dÇm bÞ ph¸ ho¹i: (M) + HoÆc trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc; + HoÆc trªn tiÕt diÖn ngiªng; + HoÆc trªn c¶ hai tiÕt diÖn. (Q) => Ph¶i t Ýnh to¸ n sao c ho dÇ m kh« ng bÞ p h¸ ho¹ i : + Trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc + Trªn tiÕt diÖn ngiªng (Tøc lµ tÝnh to¸n theo c −êng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc vµ tiÕt diÖn ngiªng). (DÇm chÞu t¶i träng tËp trung, qu¸ tr×nh x¶y ra t−¬ng tù).
  51. §3. Tr¹ng th¸i ¦S¦S BDBD trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc Giai ®o¹n I: - q nhá (M nhá): VËt liÖu ®µn håi. a) I σb BiÕn d¹ng dÎo trong BT  x Trôc TH - BT s¾p söa nøt: MMcrc σs Đk ®Ó kh«ng nøt: MM M ≤ Mcrc σ σ = R Giai ®o¹n II: s Rbt M > M M g h - q nÕu l−îng cèt thÐp hîp lý gh R s σs>R s σ b < Rb ;σ s = Rs Tr¹ng th¸i IIa
  52. Giai ®o¹n III (Giai ®o¹n ph¸ ho¹i): ‰ Tr¹ng th¸i giíi h¹n(TTGH) vÒ c −êng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc: -q BT chÞu nÐn thu hÑp: σ = R b b Cèt thÐp ®ang ë thÒm ch¶y σ s = Rs Ù TiÕt diÖn ë TTGH vÒ c−êng ®é - TitTai träng: qgh - Néi lùc: Mgh (C¬ së ®Ó tÝnh to¸n theo c−êng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc). ‰ Sù ph¸ ho¹i kÕt cÊu: ¾ Ph¸ ho¹i dÎo (Tr−êng hîp ph¸ ho¹i thø nhÊt): σ b > Rb Khi tiÕt diÖn ®· ë TTGH, nÕu qK ⇒ σ s > Rs ⇒ KÕt cÊu bÞ ph¸ ho¹i. σ b > Rb σ s > Rs ¾ Ph¸ ho¹i gißn (Tr−êng hîp ph¸ ho¹i thø hai):
  53. ¾ Ph¸ ho¹i gißn (Tr−êng hîp ph¸ ho¹i thø hai): 9 Tr−êng h îp cè t thÐp hÐ qu¸ nhiÒ u: σ b >>> Rb Sau khi BT vïng kÐo nøt, qK ⇒ ⇒ KC bÞ ph¸ ho¹i ®ét ngét tõ vïng nÐn. σ S >> RS ngay tøc kh¾c . Tr−êng hîp nµy cÇn tr¸nh v×: . Sù ph¸ ho¹i x¶y ra rÊt ®ét ngét, khã ®Ò phßng; . Kh¶ n¨ng lµm viÖc cña BT vïng nÐn ch−a ®−îc khai th¸c (L·ng phÝ BT). Chó ý: Khi sö dôôgng kÕt cÊu, ¦S th−êng¹g¹g chØ ®¹t ®Õn giai ®o¹n II. Giai ®o¹n II lµm c¬ së ®Ó tÝnh to¸n kiÓm tra sù lµm viÖc b×nh th−êng cña kÕt cÊu (TÝnh ®é vâng vµ bÒ réng khe nøt).
  54. §3 TÝnh to¸n cÊu kiÖn chÞu uèn cã tiÕt diÖn ch÷ch÷ nhËt theo c−êng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc: 1. CÊu kiÖn cã tiÕt diÖn chch÷÷ nhËt ®Æt cèt ®¬n: a. S¬ ®å ø ng suÊt vµ c¸c c« ng t høc c¬ b¶ n: ¾ Gi¶ thuyÕt tÝnh to¸n: - BiÓu §å ¦S ph¸p trong BT vïng nÐn coi gÇn ®óng lµ h×nh ch÷ nhËt (Ss 1,5%); -BT vïng kÐo bÞ nøt ,coi toµn bé lùc kÐo do cèt thÐp chÞu; - Cèt thÐp trong vïng nÐn kh«ng ®−îc kÓ ®Õn trong tÝnh to¸n. ¾ S¬ ®å ¦S Rb σ b = Rb TTGH vÒ c−êng ®é: x x σ S = RS 0 ¾ C¸c c«ng thøc c¬ b¶n 0 h h h h ∑ X = 0 ⇒ Rs .As = Rb.b.x M gh As Rs As a M  x  a ∑ = 0 ⇒ M ≤ M gh = Rb.b.xh0 − As  2  b
  55. b. §iÒu§iÒu kiÖn h¹n chÕ §iÒu kiÖn ®Ó kh«ng x¶y ra ph¸ ho¹i gißn ( cèt thÐp kh«ng ® −îc qu¸ nhiÒu hoÆc qu¸ Ýt). A µ = s ×100% bh0 9 Tr−êng hîp cèt thÐp kh«ng qua Ýt: As ≥ As min ⇔ µ ≥ µmin CÊu kiÖn chÞu uèn: µmiin = 0,05% 9 Tr−êng hîp cèt thÐp kh«ng qóa nhiÒu: As ≤ As max ⇔ µ ≤ µmax ⇔ x ≤ xmax = ξRh0 c. TÝnh t o¸ n tiªt diÖ n x  ξ  ξ §Æt: ξ = ;α m = ξ 1 − ;ζ = 1 − (ξ;α m ;ζ − PL9) h0  2  2 Rs .As = ξ.Rb .b.h0 2 M ≤ M gh = α m.Rb.b.h0 M ≤ M gh = ζ .RS .AS .h0 §iÒu kiÖn h¹n chÕ:  ξ R  µ ≥ µmin ;ξ ≤ ξR hay α m ≤ α R = ξ R 1−   2 
  56. Bµi to¸n 1: BiÕt b,h,vËt liÖu vµ M ; Yªu cÇu tÝnh AS C¸c b−íc gi¶i bµi to¸n: B−íc 1: X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña vËt liÖô - C¨n cø m¸c BT,,p nhãm thÐp tra c¸c b¶n ggg b¶ng PL cã: Rb ; Rs ;ξR ;α R B−íc 2 : Gi¶ thiÕt a, TÝnh h0 1,5 ÷ 2cm ®èi víi b¶n dµy 6 ÷ 12cm agt = 3 ÷ 6cm (Cã thÓ lín h¬n) ®èi víi dÇm h0 = h - a M B−íc 3: TÝnh AS: TÝnh: α m = 2 Rbbh0 HoÆc t¨ng kÝch th−íc tiÕt diÖn (KTTD) ¾ NÕu α m > α R ⇒ TiÕt diÖn bÐ HoÆc t¨ng m¸c vËt liªu HoÆc ®Æt cèt kÐp (xÐt ë phÇn d−íi) ¾ NÕu α m < α R (ξ ≤ ξ R ) M ξ.Rb .b.h0 ⇒ AS = AS = ζ .RS .h0 RS
  57. B−íc 4: KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ: 0 AS 0 µ 0 = 100 0 µ ≥ µmin bh0 ¾ NÕuµ TÝnh l¹i NÕu kh«ng gi¶m ®−îc (do yªu cÇu cÊu t¹o), chän As ≥ µminbh0 µ = 0,3 ÷ 0,6 ®èi víi b¶n; µ =06= 0,6 ÷ 1, 2 ®èi víi dÇm. B−íc 5: Chän vµ bè trÝ cèt thÐp: ∑ ASi × ai a = So s¸nh a víi agtt ∑ ASi NÕu sai kh¸c nhiÒu, gi¶ thiÕt vµ tÝnh l¹i.
  58. Bµi to¸n 2: BiÕt M vµ vËt liÖu; Yªu cÇu x¸c ®Þnh KTTD vµ tÝnh AS C¸c b−íc gi¶i bµi to¸n: B−íc 1: X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña vËt liÖô B−íc 2 : X¸c ®Þnh KTTD: - Bµi to¸n cã hai ph−¬ng tr×nh, bèn Èn (b,h,ξ, AS ) ¾ C¸ch 1: - Gi¶ thiÕt b vµ ξ Kinh nghiÖm Gi¶ thiÕt b: Yªu cÇu kiÕn tróc vµ yªu cÇu cÊu t¹o; 0,1 ÷ 0,25 ®èi víi b¶n Gi¶ thiÕt ξ: 0,3÷ 0,4 ®èi víi dÇm - TÝnh h:  ξ  M α m = ξ1−  ⇒ h0 ≥  2  α m Rbb h = h0 + a
  59. ¾ C¸ch 2: (®· biÕt s¬ ®å kÕt cÊu sẽ tính được kích thước tiết diện dầm): 1 l - NhÞp dÇm; h = ×l m m = 8 ÷20 b=(03b =(0.3 ÷ 05)h0,5)h B−íc 3: TÝnh AS : Nh− bµi to¸n 1
  60. Bµi to¸n 3: BiÕt KTTD, AS vµ vËt liÖu. Yªu cÇu TÝnh Mgh C¸c b−íc gi¶i bµi to¸n: B−íc 1: X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña vËt liÖô - C¨n cø m¸c BT,,p nhãm thÐp tra c¸c b¶n ggg b¶ng PL cã: Rb ; Rs ;ξR ;α R B−íc 2 : TÝnh h0 = h - a B−íc 3: TÝnh Mgh R A ξ = S S Rbbh0 ¾ NÕu: ξ ≤ ξR → α m (Tra b¶ng) 2 ⇒ M gh = α m.Rb.b.h0 ¾ NÕu: ξ > ξR → CT ®ang bÞ ®Æt nhiÒu , BT miÒn nÐn bÞ ph¸ ho¹i tr−íc, Kh¶ n ¨ng chÞu lùc cña tiÕt diÖn ®−îc x¸c ®Þnh theo kh¶ n¨ng chÞu lùc tèi ®a cña BT vïng nÐn, t−¬ng øng khi: ξ = ξR → α m = α R 2 ⇒ M gh = α R .Rb.b.h0
  61. 2. CÊu kiÖn cã tiÕt diÖn ch÷ch÷ nhËt ®Æt cèt kÐp: M a. §§iÒuiÒu kiÖn ®Æt cèt kÐp: αR <αm = ≤ 0,5 Rbbh0 b. S¬ ®å øng suÊt vµ c¸c c«ng thøc c¬ b¶n: S¬ ®å øng suÊt: ë TTGH: σsc = Rsc, σs = Rs, σb = Rb A's Rb Rsc A's a' x x 0 0 h h -a' h h 0 h Mgh As Rs As a a b C¸c c«ng thøc c¬ b¶n: ' ∑ X = 0 ⇒ Rs .As = Rb .b.x + Rsc .As M  x  ' ∑ = 0 ⇒ M ≤ M gh = Rb.b.xh0 −  + Rsc .As ()h0 − a' As  2 
  62. x  ξ  §Æt: ξ = ;α m = ξ1−  h0  2  ' Rs .As = ξ.Rb.b.h0 + Rsc .As 2 ' M ≤ M gh = α m.Rb .b.h0 + Rsc .As (h0 − a') §§iÒuiÒu kiÖn h¹n chÕ: - §iÒu kiÖn kh«ng x¶y ra ph¸ ho¹i gißn:  ξ R  µ ≥ µmin ;ξ ≤ ξR hay α m ≤ α R = ξ R 1−   2  / / 2a' - §iÒu kiÖn σ s = Rs thì x ≥ 2a'hayξ ≥ h0 2a′ 2a′ * Tr−êng hîp: x < 2a'hayξ < Thiªn vÒ an toµn, lÊy x = 2a';ξ = h0 h0 §iÒu kiÖn c−êng ®é t−¬ng øng: M ≤ Mgh = Rs.As.(h0 -a’)  ξ R  §iÒu kiÖn h¹n chÕ: µ ≥ µmin ;ξ ≤ ξR hay α m ≤ α R = ξ R 1−   2 
  63. c. TÝnh to¸n tiÕt diÖn: Bµi to¸n 1: BiÕt b ,h ,vËt liÖu vµ M ; ’ Yªu cÇu tÝnh A s vµ As C¸c b−íc gi¶i bµi to¸n: B−íc 1: X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña vËt liÖô - C¨n cø m¸c BT, nhãm thÐp tra c¸c b¶ng b¶ng PL cã Rb ; Rs ; Rsc ;ξ R ;α R B−íc 2 : Gi¶ thiÕt a vµ a ’ TÝnh h0 ’ M B−íc 3: TÝnh A s vµ As: TÝnh: α m = 2 Rbbh0 + NÕu: α m ≤ α R ⇒ TÝnh cè t ® ¬n. + NÕu: α m > 0,5 ⇒ T¨ng KTTD hoÆc T¨ng m¸c VL, sao cho α m ≤ 0,5 + NÕu: α R < α m ≤ 0,5 ⇒ §Æt cèt kÐp - §Ó tËn dông hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc cña BT vïng nÐn , chän ξ = ξR ⇔ α m = α R 2 ' Tõ: M ≤ M gh = α R .Rb.b.h0 + Rsc.As (h0 − a') LÊy M = Mgh 2 / M −α R Rbbh0 ⇒ AS = Rsc (h0 − a′)
  64. 2 / M −α R Rbbh0 ⇒ AS = Rsc (h0 − a′) ′ AS ξR Rbbh0 RSC / + NÕu: µ′ = ≥ µ min ⇒ AS = + AS bh0 RS RS ′ ’ + NÕu: µ′ < µmin Chän A s ≥ µ min bh 0 TÝn h As thAheo A s ®· biÕt nh − bµi to¸ n 2 B−íc 4: Chän vµ bè trÝ CT TÝnh a vµ a’, so s¸n h v íi ((gi¶ i¶ t hiÕt) . NÕu sa i kh¸c n hiÒu, gi¶ thiÕ t vµ tÝ nh l ¹i .
  65. ’ Bµi to¸n 2: BiÕt b,h, vËt liÖu, M vµ A s. Yªu cÇu tÝnh As C¸c b −íc g i¶i bµi t o¸ n: B−íc 1: X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña vËt liÖô Rb ; Rs ; Rsc ;ξ R ;α R B−íc 2: TÝnh h0 vµ a’: Gi¶ thiÕt a => h0 = h- a / M − Rsc As (h0 − a′) B−íc 3: TÝnh As: αm = 2 Rbbh0 ’ ’ ’ + NÕu: α m > α R ⇒ A s ®· cho lµ ch −aa®ñ ®ñ =>CoiA> Coi A s lµ ch −abiÕta biÕt tÝnh c¶ A s vµ A s nh− BT1 + NÕu: α m ≤ α R ⇒ Tõ αm tra b¶ng cã ξ 2a′ ξRbbh0 Rsc / + NÕu: ξ ≥ ⇒ As = + As h0 Rs Rs 2a′ M + NÕu: ξ < ⇒ As = h0 Rs (h0 − a′) A 0 S 0 B−íc 4: KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ: µ 0 = 100 0 Yªu cÇu: µ ≥ µmin bh0 HoÆc gi¶m KTTD, gi¶m m¸c vËt liÖu. TÝnh l¹i. +NÕu:+ NÕu: µ < µmin ⇒ TD lín HoÆc lÊy As ≥ µminbh0 ®Ó chän vµ bè trÝ CT B−íc 5: Chän vµ bè trÝ cèt thÐp: TÝnh a. So s¸nh a(gthiÕt).
  66. ’ Bµi to¸n 3: BiÕt KTTD , As , A s vµ vËt liÖu. Yªu cÇu TÝnh Mgh B−íc 1: X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña vËt liÖô Rb ; Rs ; Rsc ;ξ R ;α R B−íc 2: TÝnh a vµ a’: h0 = h- a B−íc 3: TÝnh Mgh ′ R A − R A ξ = s s sc s Rbbh0 2a′ + NÕu: ξ ξ R ⇒ M gh = α R .Rb .b.h0 + Rsc .As ()h0 − a'
  67. §6. TÝnh to¸n cÊu kiÖÖÖn cã tiÕt diÖn ch÷ T theo c−êng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc 1. §Æc ®iÓm: „ TiÕt diÖn ch÷ T gåm cã c¸nh vµ s−ên. C¸nh cã thÓ n»m trong miÒn nÐn hoÆc miÒn kÐo. „ Khi c¸nh n»m trong miÒn nÐn : „ Khi c¸nh n»m trong miÒn kÐo: h hh b b
  68. 2. C¸c d¹ng tiÕt diÖn ®−îc quy ®æi thµnh tiÕt diÖn chữ TT:: a)b'f b) c) d) f h' x S'c S'c h b 3. X¸c ®Þnh bÒ réng c¸nh tÝnh to¸n : „ Đối với dầm độc lập: l (l lµ nhÞp dÇm) 6 / ' 6hf Khi: h ≥ 0,1h ≤ f Sc / ' min 3hf Khi: 0,05 ≤ hf < 0,1h ' 0 Khi: hf < 0,05h
  69. „ Đối với dầm trong sµn sườn toµn khèi : l (l lµ nhÞp dÇm) 6 Khi có dầm ngang nhưng k/c giữa các B0 dầm ngggang kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm däc ' hf < 0,1h b'f f h' x S'c S'c h b
  70. 4. S¬ ®å øng suÊt vµ c¸c c«ng thøc c¬ b¶n: a) b'f a. Tr−êng hîp trôc trung hoµ qua c¸nh: Rb f x h' TÝnh to¸n nh− tiÕt diÖn chữ nhËt (b’fxh) 0 hh hh §ång thêi khi h’f ≤ 0,2h0 (C¸nh máng) As Mgh Rs As Mgh = RsAs(h0- 0,5h’f ) a b b) b. Tr−êng hîp trôc trung hoµ qua s−ên: b'f Rb ff h' ΣX = 0 => C«ng thøc x¸c ®Þnh chiÒu cao vïng nÐn: x 0 h h RSAS = Rbb.x + Rb(b’f – b)h’f As Mgh Rs As a ΣM/AS = 0 ⇒ §§iÒuiÒu kiÖn c−êng ®é: b  x  ' / ' M ≤ M gh = Rbbxh0 − + Rb (bf − b)hf (h0 − 0,5h f )  2 
  71. x  ξ  Đặt: ξ = ;α m = ξ1−  h0  2  ' / Rs As = ξRbbh0 + Rb (bf − b)hf 2 ' / ' M ≤ M gh = α m Rbbh0 + Rb (b f − b)hf (h0 − 0,5h f ) T−¬ng tù vai trß A ’’ S §§iÒuiÒu kiÖn h¹n chÕ §iÒu kiÖn kh«ng x¶y ra ph¸ ho¹i gißn µ ≥ µmin ;ξ ≤ ξR ;αm ≤ α R 5. X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ(TTH): h/ Víi bµi to ¸n t hiÕt kÕ: M = R b/ h/ (h − f ). C b f f 0 2 M ≤ MC ⇒ TTH qua c¸nh. M > M ⇒ TTH qua s−ên. / C h Víi bµi to¸n kiÓm tra: M = R b/ h/ (h − f ). C b f f 0 2
  72. §7. TÝnh to¸n cÊu kiÖn chÞu uèn theo c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng: 1. Sù ph¸ ho¹i theo tiÕt diÖn nghiªng: a) b) σ1 τyx σ3 A τ Q xy σ M A x σx τxy σ1 Q M σ3 τyx B¶n chÊt cña sù ph¸ ho¹i trªn tiÕt diÖn nghiªng lµ do: + HoÆc σ1> Rbt⇒ sÏ lµm xuÊt hiÖn c¸c khe nøt nghiªng + HÆHoÆc σ3 lín ⇒ d¶i BT n »m gi i÷a c¸khøbÞÐì¸c khe nøt bÞ Ðp vì Còng cã thÓ hiÓu sù ph¸ ho¹i trªn tiÕt diÖn nghiªng lµ do: + M« men uèn lµm qqyuay hai phÇn dÇm xun gqg quanh vïn g nÐn. + Lùc c¾t kÐo t¸ch hai phÇn dÇm theo ph−¬ng vu«ng gãc víi trôc dÇm.
  73. - Cèt däc, cèt ®ai, cèt xiªn cã t¸c dông chèng l¹i sù quay cña hai phÇn dÇm. - Cèt ®ai,,ôgg¹ùp cèt xiªn cã t¸c dông chèng l¹i sù kÐo t¸ch cña hai phÇn dÇm. Sù ph¸ ho¹i x¶y ra khi: + HoÆc d¶i BT n»m gi ÷a c¸c khe nøt bÞ Ðp vì + HoÆc c¸c CT kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc + HoÆc c¸c CT bÞ kÐo tuét do neo kh«ng chÆt. - TÝnh to¸n trªn tiÕt diÖn nghiªng t¸ch riªng theo lùc c¾t vµ theo m« men. 2. §iÒu kiÖn ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu ¦S nÐn chÝnh: Q ≤ 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 ϕw1- H/s xÐt ®Õn ¶/h cña cèt ®ai ®Æt vu«ng gãc víi trôc cÊu kiÖn ϕw1= 1+ 5 αµw ≤ 131,3 Es Asw α = ;µw = Eb b.s Asw- DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña mét líp cèt ®ai . b - ChiÒu réng cña TD CN; chiÒu réng s−ên cña TD ch÷ T vµ ch÷ I. s - Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cèt ®ai theo ph−¬ng trôc cÊu kiÖn.
  74. Q ≤ 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 ϕb1- H/s xÐt ®Õn k/n ph©n phèi l¹i øng suÊt cña c¸c lo¹i BT kh¸c nhau. ϕb1= 1- β.Rb β- HÖ sè phô thuéc lo¹i bª t«ng cho trong b¶ng 4 .1 NÕu kh«ng tho¶ m·n ph¶i t¨ng b, h, Rb sao cho §k tho¶ m·n råi tÝnh to¸n tiÕp 3. TÝnh to¸n theo c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng 3.1. S¬ ®å tÝnh to¸n vµ ®iÒu kiÖn c−êng ®é: Gia thiÕèÕt néi lùc trong c¸c cèt thÐp lµ lùc kÐo däc theo trôc cñ ñëa nã. ë TTGH T¹i ®Çu tiÕt diÖn nghiªng σs= Rs T¹i cuèi tiÕt diÖn nghiªng σ s ≈ 0,8Rs Rsw cho trong PL6
  75. Q- Lùc c¾t tÝnh to¸n ë vÒ mét phÝa cña TD nghiªng c .in ®ang xÐt. z s M- M« men uèn tÝnh to¸n t¹i tiÕt diÖn th¼ng gãc ®i Nb qua ®iÓm cuèi cña tiÕt diÖn nghiªng ®ang xÐt x θ s s Asw ; Asincs,inc -DiÖÖÖggépn tÝch tiÕt diÖn ngang cña mét líp Q b cèt ®ai vµ cèt xiªn. s Rsw A sw z Qb- Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña BT vïng nÐn: Rsw A sw 2 Rs A s RARsw Asincs.inc ϕb2 (1+ϕ f +ϕn )Rbtbh0 Qb = Rsw A sw C Q zsw1 Qb ≥ Qb min = ϕb3 (1+ϕ f +ϕn )Rbt bh0 zsw2 c Qb ≤ 2,5Rbtbh0 ϕb2 : = 2 với bt nặng và bt tổ ong; = 1,7 với bt hạt nhỏ ϕb3 : = 0,6 với bt nặng và bt tổ ong; = 0,5 với bt hạt nhỏ ϕn - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña lùc däc N N Khi N nÐn: ϕn = 0,1 Rbtbh0 N ϕ = −0,2 ≥ −0,8 Khi N kÐo: n Rbtbh0 (Trong kÕt cÊu BTCT ¦LT th× N lµ lùc nÐn tr−íc P)
  76. ϕ (1+ϕ +ϕ )R bh2 Q = b2 f n bt 0 b C ϕf - H/s xÐt ®Õn ¶/h cña c¸nh tiÕt diÖn ch÷ T vµ ch÷ I khi c¸nh n»m trong vïng nÐn, ®ång thêi c¸nh ph¶i ®−îc neo vµo s−ên : ' ' (bf − b)hf ϕ f = 0,75 ≤ 0,5 (b’f≤ b+ 3h’f ) bh0 Trong mäi tr−êng hîp : (1+ ϕf+ ϕn) ≤ 1,5 C- H×nh chiÕu cña tiÕt diÖn nghiªng trªn ph−¬ng trôc cÊu kiÖn c in s. ϕb2 ϕb 2 z (1+ ϕ f + ϕ n )h0 ≤ C ≤ h0 2,5 ϕb3 Nb x C ≤ Cmax= 2h0 θ s s §iÒu kiÖn c −êng ®é: s Rsw A sw z ∑Z=0 ⇒ Q ≤ Q + ∑R A + ∑R A sin Rsw A sw b sw sw sw s,inc R A s s R A ∑M/nÐn = 0 sw s.inc Rsw A sw Q zsw1 ⇒ M ≤ RsAsZs + ∑RswAswZsw + ∑RswAs,inc Zs,inc zsw2 c
  77. 3.2.TÝnh to¸n theo c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng chÞu lùc c¾t Q: 3321.2.1: T r−êng h îp dÇ m ®Æt cèt ® ai (kh« ng ®Æt cèt xiª n) c ¾ X¸c ®Þnh b−íc ®ai s: .in z s Cèt ®ai ® −îc ®Æc tr −ng bëi 4 yÕu tè: Nb x - Nhãm thÐp θ s s - Sè nh¸nh ®ai: n ss Rsw A sw z -§−êng kÝnh: dsw Rsw A sw Rs A s - B−íc ®ai: s Rsw As.inc Rsw A sw Q a1 z lx c Th−êng chän tr−íc nhãm thÐp, sè nh¸nh vµ ®−êng kÝnh ®ai, sau ®ã x¸c ®Þnh b−íc ®ai s. B−íc ®ai ®ånggp thêi ph¶i tho¶ m·n c¸c y ªu cÇu:
  78. + §Ó®¶Ó ®¶m b¶ o ch o bª bª« t«ng gi i÷a ha i líp lí cè t ® ai ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾ t: s ≤ smax + §Ó bª t«ng vµ cèt ®ai kÕt hîp chÞu c¾t tèt s ≤ sct + §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu lùc c¾t Q: s ≤ stt B−í®ihiÕkÕíc ®ai thiÕt kÕ : s = mi i(n(smax, sct, stt)
  79. * X¸c ®Þnh b−íc ®ai lín nhÊt (smax) ϕ (1+ϕ )R bh2 s = b4 n bt 0 max Q ϕb4 = 1,5 với bt nặng và bt tổ ong; = 1,2 với bt hạt nhỏ * X¸c ®Þnh b−íc ®ai cÊu t¹o (sct) + §o¹n ®Çu dÇm: • Khi h ≤ 450: s ct = min(h/2, 150) • Khi h > 450: sct = min(h/3, 500) + Trªn phÇn dÇm cßn l¹i: s ct = min(3h/4, 500) q P P a=l/4 a=l/4 a=l/4 l l
  80. * X¸c ®Þnh b−íc ®ai tÝnh to¸n (stt) Tr−êng h îp dÇ m chÞ u t¶i ph© h©n bè ®Ò u cèt ® ai ®Æt ®Ò u t rª n t oµ n dÇ m Gäi q lµ tæng t¶i träng ph©n ®Òu t¸c dông lªn cÊu kiÖn s s s s s s q p q = q = g + Qb 1 2 + DiÒu kiÖn c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng C: q Z = 0 ⇒ sw ∑ q ϕ (1+ϕ +ϕ )R bh2 sw b2 f n bt 0 R A Qmax − q1C ≤ Qu = + qswC s s C Rsw Asw 2 Z sw1 Đặt ϕb2 (1+ϕ f +ϕn )Rbtbh0 = M b Qmax Zsw2 M ⇒ Q ≤ Q = b + (q + q )C C max u C sw 1 Kh¶o s¸t hµm Qu, kÕt hîp víi kq TN ®−îc gi¸ trÞ C0 ®Ó Qu(C=C0) cã gi¸ trÞ bÐ nhÊt M b M b ∗q1 ≤ 0,56qsw :C0 = ∗q1 > 0,56qsw;C0 = q1 qsw + q1 q1 nhá, Co kh«ng phô thuéc vµo cèt ®ai . M b Qmax ≤ Qu min = + ()qsw + q1 Co C0
  81. §ång thêi ®Ó kh«ng x¶y ra ph¸ ho¹i g×on, cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: Qbmin ϕb3 (1+ ϕn )Rbtbh0 qsw ≥ = 2h0 2h0 ¾ Tõ ®ã cã thÓ thùc hiÖn bµi to¸n thiÕt kÕ cèt ®ai d−íi d¹ng bµi to¸n kiÓm tra: - Bè trÝ cèt ®ai tho¶ m·n c¸c yªu cÇu cÊu t¹o, naswRsw -TÝnh q = kiÓm tra ®iÒu kiÖn trªn; c¨n cø t−¬ng quan gi÷a q1 víi qsw sw s tÝnh C0; tÝnh Mb - Sau ®ã kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn c−êng ®é Qmax ≤ Qumin Chó ý r»ng víi c¸ch nµy cã thÓ ph¶i tÝnh ®i tÝnh l¹i nhiÒu lÇn. * Trong thiÕt kÕ, qsw ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: 2 2 Q Q − Q Qmax − Qb1 Q ≤ b1 Q = 2 M q q max b1 (1) - Khi: max Víi: b1 b 1 ⇒ sw = ≥ 0,6 4M b 2h0 2 M b Qb1 (Qmax − Qb1 ) Qmax − Qb1 - Khi: + Qb1 > Qmax > ⇒ qsw = ≥ (2) h0 0,6 M b 2h0 Q − Q M b max b1 (3) - Khi: Qmax ≥ + Qb1 ⇒ qsw = h0 h0
  82. Qb min * Chó ý: NÕu tÝnh ®−îc qsw < kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn chèng ph¸ ho¹i gißn, tÝnh l¹i 2h0 2 2 Q ϕ  Q ϕ   Q  max b2  max b2   max  qsw = + q1 −  + q1  −   2h0 ϕb3  2h0 ϕb3   2h0  Rsw Asw ⇒ stt = qsw Bµi to¸n tÝnh (thiÕt kÕ) cèt ®ai trong tr−êng hîp t¶i träng ph©n bè ®Òu, cèt ®ai ®Æt ®Òu: B−íc 1: + X¸c ®Þnh c¸c tham sè vËt liÖu: ϕb1;ϕb2 ;ϕb3;ϕb4 ;R; Rb ;R; Rbt ;R; Rsw ;E; Es ;E; Eb ; + Chän sè nh¸nh ®ai (n), ®uêng kÝnh cèt ®ai (dsw), tÝnh Asw = nasw. 2 1,5Rbtbh0 B−íc 2: TÝhÝnh smax = Qmax B−íc 3: X¸c ®Þnh b−íc ®ai cÊu t¹o (sct);
  83. B−íc 4: KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : + X¸c ®Þnh h0 Asw Es + TÝnh : Chän s = min (smax ; sct), µw = ;α = bs Eb ϕw1 = 1+ 5αµw ≤ 1,3 ϕb1 = 1− 0,01Rb + KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ : Q max ≤ 0,3ϕ w1ϕ b1 Rbbh 0 NÕu kh«ng th o¶ m· n ph¶i t¨ng bhRb, h, Rb B−íc 5: X¸c ®Þnh b−íc ®ai tÝnh to¸n(stt) theo tr×nh tù: ϕ (1+ϕ ).R b.h2 KiÓm tra ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n: Q ≤ Q = b4 n bt 0 b.0 C TH bÊt lîi nhÊt C = 2h0 ; víi cÊu kiÖn chÞu uèn th«ng th−êng ϕn = 0 ®−îc chÕ t¹o tõ bª t«ng nÆng bª t«ng nÆng ϕb4 = 1,5; ⇒ Q ≤ Qb.0 = 0,75Rbtbh0 ϕb3 (1+ϕn ) = Qb3 ≤ Qb.0 ≤ 2,5Rbtbh0 - NÕu tho¶ m·n th× riªng bª t«ng ®· ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t,®Æt cèt ®ai theo cÊu t¹o: (s=sct)
  84. - NÕu kh«ng tho¶ m·n th× ph¶i tiÕn hµnh tÝnh to¸n cèt ®ai: M = ϕ (1+ϕ +ϕ )R bh2 Q = 2 M q Q = ϕ (1+ϕ )R bh b b2 f n bt 0 b1 b 1 bmin b3 n bt 0 - Víi cÊu kiÖn chÞu uèn th«ng th−êng ⇒ϕn = 0 -§−îc chÕ t¹o tõ bª t«ng nÆng ⇒ ϕb2 = 2; ϕb3 = 0,6 - TiÕt diÖn CN hoÆc ch÷ T cã c¸nh trong vïng kÐo ⇒ϕf = 0 2 Q = 0,6R bh ⇒ M b = 2Rbtbh0 bmin bt 0 + X¸c ®Þnh b−íc ®ai cho toµn dÇm (s): - Tuú thuéc tõng tr−êng hîp tÝnh qsw Rsw Asw ⇒ stt = qsw Trong đó, qsw tính theo (1) hoặc (2) hoặc (3), trong trường hợp tổng quát thì: 2 Qmax ⇒ qsw = 4M b B−íc 6: X¸c ®Þnh b−íc ®ai thiÕt kÕ (s): s = min(stt ; smax ; sct) ,chó ý lµm trßn cm. Tr−êng hîp t¶i ph©n bè ®Òu, cèt ®ai ®Æt kh«ng ®Òu (SGK) X¸c ®Þnh b−íc ®ai tr−êng hîp dÇm chÞu t¶i träng tËp trung (SGK)
  85. Bµi to¸n kiÓm tra kha n¨ng chÞu lùc trªn tiÕt diÖn nghieng tr−êng hîp t¶i träng ph©n bè ®Òu, cèt ®ai ®Æt ®Òu: B−íc1: KiÓm tra c¸c yªu cÇu cÊu t¹o (®−êng kÝnh, sè nh¸nh, b−íc ®ai); B−íc2: X¸c ®Þnh c¸c tham sè vÒ vËt liÖu: ϕb1;ϕb2 ;ϕb3;ϕb4 ;R; Rb ;R; Rbt ;R; Rsw ;E; Es ;E; Eb ; 2 Mb =ϕb2(1+ϕf +ϕn)Rbtbh0 Qbmin = ϕb3 (1+ϕ f + ϕn )Rbtbh0 B−íc3: KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ: Qmax ≤ 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 B−íc4: KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t Q : Rsw Asw qswi = si Qbmin KiÓm tra ®iÒu kiÖn chèng ph¸ ho¹i gißn cho ®o¹n ®Çu dÇm: q sw1 ≥ 2h0 X¸c ®Þnh C 0 cho tõng trªn c¸c ®o¹n dÇm cã b −íc ®ai b»ng nhau: M M b b q > 0,56q → C = q1 ≤ 0,56qsw : C0i = sw 0i q1 qswi + q1 M Q = Q + q + q C = b + q + q C u min(i) b()C=C0i ()ws 1 0i ()swi 1 0i C0i
  86. 3.2.2: Tr−êng hîp dÇm ®Æt cèt xiªn ‰ §o¹n dÇm cÇn bè trÝ cèt xiªn (S x); Khi bè trÝ cèt ®ai hîp lý, ®o¹n dÇm cÇn bè trÝ cèt xiªn lµ ®o¹n trong ®ã: Q > Qu ‰ CÊu t¹o c¸c líp cèt xiªn: + Trong mçi líp, cèt xiªn ®−îc bè trÝ ®èi xøng trªn tiÕt diÖn. 0 θ = 30 §èi víi b¶n cã hb 80 cm d <smax <smax <smax <smax 2 ϕb4 (1+ ϕn )Rbt bh0 si ≤ si max = Qi 323.2. KiÓmtracKiÓm tra c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng theo m«men (SGK):
  87. Uèn, c¾t bít cèt däc chÞu kÐo: ‰ BiÓåÓu ®å bao vËt liÖu (B§BVL) : - BiÓu ®å bao vËt liÖu cña dÇm lµ biÓu ®å thÓ hiÖn kh¶ n¨ng chÞu m« men trªn c¸c tiÕt diÖn th¼ng gãc cña dÇm. -B§BVL ®−îc vÏ theo trôc dÇm, tung ®é cña nã lÊy b»ng Mgh - B§BVL cña dÇm BTCT ch÷ nhËt ®Æt cèt ®¬n nh− sau : DÇm ®· biÕt b , h , A s Rs As ξ = → α m Rbbh0 2 M gh =αmRbtbh0 = MVL VÏ Mgh trªn trôc cïng víi B§BMM cïng mét tû lÖ, B§BVL ph¶i n»m bao ngoµi B§BMM.
  88. 1-1 2-2 3-3 3 3 3 2 1 4 4 I II III IV 1 2 3 N h0 23 3 1 > 2 332 N2 N 1 12 1 N2 4 A B 12I II III IV 3
  89. I II ‰ Uèn cèt däc chÞu kÐo N h0 1 > 2 ë II-II thÐp sè 2 ®−îc tËn dông hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc. s §Ó ®¶m b¶o c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng N1-N1 z Z ≥ Z s,inc s I II N h 1 ⇔ K/c tõ II-II ®Õn I-I (®iÓm uèn cèt xiªn) ≥ o 2 Z B s .i nc ‰ C¾t cèt dääÞc chÞu kÐo §Ó tiÕt kiÖm thÐp, ta cã thÓ c¾t bít cèt thÐp M ≤ RsAsZs + ∑RswAswZsw + ∑RswAs,inc Zs,inc III-III ®−îc gäi lµ tiÕt diÖn c¾t lý thuyÕt theps sè 2, III IV Nh−ng nÕu c¾t thÐp ngay t¹i ®ã thi ko ®¶m b¶o §K trªn zw TD nghiªng v×: N2 Mnghiªhiªng(III) (III) >M> Mth¼ng gã ãc (III-III). ss z ⇒ KÐo cèt thÐp W. Víi dÇm tiÕt diÖn kh«ng ®æi: N2 III IV Q w W = + 5d ≥ 20d c 2qsw
  90. Q W = + 5d ≥ 20d 2qsw Q- lùc c¾t t¹i ®iÓm c¾t lý thuyÕt (lÊy b»ng ®é dèc B§MM) d- ®−êng kÝnh cèt däc bÞ c¾t bít 5d- ®o¹n ®¶m b¶o cho cèt thÐp ®−îc neo ch¾c ch¾n ‰ Khi trong vïng c¾t thÐp cã cèt xiªn th× : Q − Q W = s,inc + 5d ≥ 20d 2qsw Qs,inc = ∑ RsAs,incsinθ, ∑Asincs,inc lµ diÖÖpn tÝch líp cèt xiªn c¾t qua tiÕt di Öýy(gypÖn c¾t lý thuyÕt (n»m ngay phÝa tr−íc tiÕt diÖn c¾t lý thuyÕt), mµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®Çu líp cèt xiªn ®ã ®Õn tiÕt diÖn c¾t Q − Q lý thuyÕt ≤ s,inc 2qsw
  91. Chương 5: CẤU KIỆN CHỊU NÐn
  92. §1. Kh¸i niệm: Cấu kiện chịu nén là cấu kiện chịu lực nén N tác dụng theo phương trục của nó. e0 N N G − Trọng tâm tiết diện N ≡ G: Cấu kiện chịu nén đúng tâm N ≠ G: Cấu kiện chịu nén lệch tâm N = G G N e0 NÐn ®óng t©m NÐn lÖch t©m Nén đúng tâm chỉ là trường hợp lý tưởng vì trong thực tế khó tránh khỏi sự liệch tâm ngẫu nhiên của lực dọc.
  93. Các c ấu kiện chịuéu nén thườnggg gặp l à các c ột của khu ng, các tha nh né n c ủadà,a dàn, thân vòm B N N M N M N A C A B C
  94. §2. Cấu tạo chung: 1. Chiều dài tính toán: -Chiều dài thực của cấu kiện (l): là khoảng cách giữa hai liên kết cạnh nhau hoặc kho ảng cách t ừ nút t ự do đến liên k ếtgt gầnnhn nhất. -Chiều dài tính toán (l0 = Ψl) N N N N ll ll =2 =1 =0.7 =0.5
  95. -Với các liên kết thực tế: cần phân tích sơ đồ biến dạng để xác định Ψ. Ví dụ: Ψ =1,5 n(số nhịp) ≥ 2: n=1: +Sàn toàn khối: Ψ =0,7 + Sàn toàn khối: Ψ =1 +Sànlắp ghép: Ψ =1 +Sànlắp ghép . Tầng 1: Ψ =1,2; . Các tầng trên: Ψ = 1,5
  96. 22 TiTiếttdidiện: CácCáclo ạitii tiếttdidiệnthn thường dùng: dùng: - Cấukiệnchịunénđúng tâm: ah a b - Cấukiệnchịunénlệch tâm: MÆt ph¼ng uèn
  97. SSơ bộ chọnnkíchkíchth ướcctitiếttdidiệnn:: - Theo điềukiệncường độ: N 0,9÷ 1,1 -Nénđúng tâm AK= K = R  - Nén lệch tâm b 121,21÷ 15,5 - Theo điềukiện ổn định: +Cấukiệncótiếtdiệnbấtkỳ: - Đối với cột nhà l0 120 λ =≤=λ0  rmin 200 -Với các cấukiệnchịu nén khác +Cấukiệncótiếtdiệnchữ nhật: - Đối với cột nhà l0 31 λλbb=≤0 = b 52 -Với các cấukiệnchịu nén khác
  98. 33 CCấuuttạooccốttthépthép:: Quy định về bố trí cốtthép: -Nénđúng tâm: 1- Cốtdọcchịulực; 2- Cốt đai chính; 3- 1 4 1 Cốt đai phhụ; 4- Cốt dọccấutạo. -Yêucầu: + Cốt đai phải bao quanh toàn bộ cốt dọc 400 + Cách mộtcốtdọcphảicómộtcốtdọcnằm ở góc đai. - Nén lệch tâm: 1 1 4 3 3 2 2 h 1000 Tr−êng hîp:b≤400, đồng thờitrênb≤4 thanh, cho phép không dùng đai phụđốivới các cốtdọctrênb.
  99. ‰ Cốtdọcchịulực: Φ =÷12 40mm;b > 20cm Nªn dï ng Φ ≥16mm -TrongcấukiệnchịunÐnlệch t©m: ’ A S - Đặttrêncạnh chịu nén nhiều AS - Đặttrêncạnh chịukéohoặcchịunénít(cạnh đốidiện) ’ AS =AS - Đặtthépđốixứng. Đặtthépđốixứng khi: + Mô men theo hai chiềuxấpxỉ nhau: (M()(+) ≈ M(-)) +Cấukiệnlắpghépcóhìnhdangđốixứng. 100A 100A' µ% = s µ ' % = s Ab Ab Ab -Diện tích làm việccủatiếtdiện. Chữ nhậtvàchữ T: Ab =b.h0 Yêu cầu: µ ≥≥µµµmin;' min 3% Khi cÇn tiÕt kiÖm thÐp µt = µ + µ'≤ µmax = 6% §¶m b¶o kÕt hîp lµm viÖc gi÷a BT vµ CT Thông thường: µt = 0,5÷ 1,5%
  100. µmin ∈λ l l 83 λ = 0 ;λ = 0 r h h 24 µmin (%) 0050,05 010,1 020,2 0250,25 -Trongcấukiệnchịunénđúng tâm: 100A µ %;2==st µµ t A 0min µ0 ≤ µt ≤ µmax = 3÷ 6% Thông thường: µt = 0,8÷ 1,5% ‰ Cốtdai + Giữ ổn định cho cốt dọc chịu nén. +Giữ vị trí cho các thanh cốtdọc khi đổ bê tông. +Tăng cường khả năng chịu nén và chịucắtchocấukiện.
  101. CÊu t¹o Trong khung cèt buéc: + Nhóm thép: Thường sử dụng nhóm CI; CII. + Đường kính đai: 1 Φ≥dmmmmax Φax ;5 4 +Bước đai: Trong đoạn nối chồng cốt dọc: a = 10dmin Ngoài đoạn nối chồng: a ≤ min(Kdman, a0) ƒ Khi Rsc ≤ 400 Mpa lấyK=15vàa0 = 500mm ƒ Khi Rsc > 400 Mpa lấy K=12 và a0 = 400mm ' ƒ Khi µ >1, 5% hoặc khi toàn bộ tiết diện chịu nén va µt > 3% K = 10; a = 300, đồng thời mọi cốt dọc đều phải nằm ở góc đai.
  102. §§3.3. Cấu kiện chịu nén đúng tâm: 1. Sự làm việccủacấukiện: Để kể đến ảnh hưởng của λ đốivi vớikhi khả năng chịulu lựccc củaca cấukiu kiệnngn, ngườitai ta đưa vào tính toán hệ số φ ≤ 1 φ_ Hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc trong cấu kiện chịu nén đúng tâm (Gọi tắt là hệ số uốn dọc). l  λ = o ≤ 28 r  Khi: min  ϕ =1 l λ =≤o 8  b b  28<≤λ 120 2 Khi:  ϕ =−1,028 0,0000288λλ − 0,0016 852<≤λb 
  103. 22 PhânPhânlo ại ((33lo¹i) : -Cấukiện dùng cốtdọcmềm, cốt đai thường (phổ biến); -Cấukiện dùng cốtdọcmềm, cốt đai lò xo (Dïng khi N lớn); - Cấu kiện dùng cốt cứng (Thép hình) 33 TÝnh to¸n cÊu kiện dùng cốttddọccmmềm, cốt đai thườngng:: N gh a. Sơđồứng suất (hình vẽ): b. Các công thức cơ bản: ∑ Z = 0 => N = ϕ(R A + R A ) ϕ gh b b sc st R b ¾ Điều kiện cường độ: N ≤ N gh ϕ Rsc Ast NRAR≤+ϕ ( bb scAst ) Ast
  104. N ≤ N gh = ϕ(Rb Ab + Rsc Ast ) N gh Trong đó: N – Nội lực do tải trọng tính toán gây ra Ngh -Khả năng chịunéncủatiếtdiện ở TTGH R -Cường độ tính toán chịu nén của cốt thép sc ϕ R b Rb –Cường độ tính toán chịu nén của bê tông R = R γ b bgôc bi ϕ Rsc Ast (γbi Hệ số điềukiệnlàmviệccủa bêtông -PL4). Ast -Diện tích tiếtdiệncốtthépdọc Ab -Diện tích tiếtdiện phần bêtông Ast lấyA =A µt ≤ 3% b µt > 3% lấy Ab = A - Ast
  105. cc TínhTínhtoán ti ếttdidiện(n (33loloạiibàibàitoán): toán): * Bài tátoán 1: Biết: kích th ướctic tiếttdi diện, mác bê tông (R b), nhóm thép (R sc); N Yêu cầu: Tính Ast ? Giải: -Bước 1: Xác định các tham số của vật liệu và γbi Từ mác bê tông, nhóm thép, tra các PL có: Rb,Rsc, γbi -Bước2:Xácđịnh φ: Xác định lo→ λ → φ -Bước3:TínhAst N − R A ϕ b Coi Ab = A, tính Ast: Ast = Rsc A Tính: µ = st 100 % (Đặt µ =2µ ) Nếu: t A 0 min • µ 0 ≤≤⇒µ t %3% Sử dụng kếtquả trên - Hoặc giảm kích th ước tiếttdi diện • µ t % ⇒3% Tính lạiAst theo Ab =A–Ast • µtm>⇒µ ax Tiếtdiệnbé.Cầntăng kích thướctiếtdiệnhoặcmácvậtliệurồi tính lại. -Bước4:Chọnvàbố trí cốt thép.
  106. * Bài toán 2: Biết: N, vật liệu Yêu cầu: Xác định kích thướccti tiếttdi diệnnvàA và Ast Giải: -Bước1:Xácđịnh các tham số vậtliệu: Rb,Rsc -Bước2:Sơ bộ chọnkíchthướctiếtdiện: N Cách 1: AK= (với k = 0,9÷1,1) Rb Cách 2:Giả thiết φ =0,8÷1 ⇒ A =µA µt =0,8÷1,5% st t Xác định A: Từ điều kiện cường độ: N ≤ φ(RbAb + RscAst) ⇒ Coi A b =A= A N ≤ φ(RbA+RscµtA) ⇔ N ≤ φA(Rb+Rscµt) N ⇒ A≥ ϕ()RRbsct+ µ Từ A, căn cứ yêu cầu cấu tạo, căn cứ điều kiện ổn định chọn b x h. -Bước 3: Tính φ Giống bài toán 1 - Bước4c 4:TínhA: Tính Ast -Bước5:Chọnvàbố trí cốtthép
  107. * Bài toán 3: Biết kích thước tiết diện; Ast, l0, vật liệu. Yêu cầu: Tính (ho ặccki kiểmmtra)kh tra) khả năng chịuul lựccc củaac cấuuki kiện. Giải: -Bước1:Xácđịnh các tham số vậtliệuvàđiềukiệnlàmviệcRb;Rsc; γbi -Bước 2: Tính φ l Từ l ;b→ λ = 0 → φ o b -Bước3:TínhNgh 100A • Tính µ = st % t A µ t ≤⇒3% Ab =A µtm>⇒µ ax Ab=A-Ast •TínhNgh= φ(RbAb +RscAst) (Nếu là bài toán kiểmtrakhả năng chịulực thì so sánh Ngh vớiNđể kếtluận).
  108. §§4.4. Cấu kiện chịu nén lệch tâm: 11 SSự làm vi ệccc củaaccấuukikiệnchn chịuunénnén lệch tâm: tâm: aa Độ lệch tâm c ủaallựccddọcc:: M e1 N N • Độ lệch tâm tĩnh học (e1) M e = - Độ lệch tâm tĩnh học của lực dọc. 1 N • Độ lêch tâm ngẫu nhiên (ea) - Do thi công không chính xác Trọng tâm tiết Khoảng cách từ vị trí đặt lực đến trọng - Do bê tông không đồng nhất diện bị sai lệch tâm tiết diện bị sai lệch. -Do cốt thép không đối xứng Để kể đến ảnh hưởng trên, trong tính toán đưa vào độ lệch tâm ngầu nhiên ea 11 elha = max ; (l và h - chiều dài cấu kiện và chiều cao tiết diện) 600 30 • Độ lệch tâm ban đầu (e0) -Trong kết cấu siêu tĩnh: e0 = max (e1, ea) -Trong kết cấu tĩnh định: e0 = e1 + ea
  109. bb Ảnh h ưởng c ủaauuốnnddọcc:: η e0 e0 f N đặt lệch tâm e0 M = N.e0 → f N Độ lệch tâm ban đầu e0→ ηe0. Trong đó: η ≥ 1 gọi là hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc trong cấu kiện chịu nén lệch tâm. Theo kết quả tính toován về ổn định,có:, ta có: 1 η = N 1− N cr Ncr -Lực dọc tới hạn. Với cấu kiện BTCT, Ncr được xác địnhbh bằng côhông thức thực nghiệm (SGK ) Chú ý: Cho phép b ỏ qua ảnh hưởng củaua uốndn dọc(lc (lấy η =1) khi: l 0 ≤ 28 -Với tiết diện bất kỳ r l 0 ≤ 8 - Vớitii tiếtdit diện chữ nhật h r, h – Bán kính quán tính và cạnh tiết diện theo phương mặt phẳng uốn.
  110. cc HaiHaitr ường h ợppllệchtâm: tâm: Căn cứ chiều cao vùùéng nén x, phâ hâhitn ra hai trường hợp lệchhtâ tâm: ' As As ¾ Lệch tâm lớn: x ≤ ξRh0 ξR và h0 được định nghĩa như trong cấu kiện chịu uốn. b Đặc điểm: -Trêntiếtdiện ngang củacấukiện có hai vùng kéo, x nén rõ rệt. a h 0 -Nếutađặtcốtthéphợplýthìσs =Rs .Sự phá hoại h thường xảyratừ vùng kéo (phá hoạidẻogiống cấu kiệnchịuuốn). ¾ Lệch tâm bé: x > ξRh0 Đặc điểm: Tuỳ thuộc độ lệch tâm và sự bố trí cốtthéptrêntiếtdiệnmàcóthể: -Hoặctoànbộ tiếtdiệnchịunén; -Hoặc có một vùng chịu kéo nhỏ. (As có thể chịunénhoặcchịu kéo và σs<<Rs.Sự phá hoạibắt đầutừ mép bê tông chịunénnhiều)
  111. Chú ý:Trường hợpchưa đủ số liệuxácđịnh chiều cao vùng nén x, căncứđộlệch tâm phân giới ep để xác định hai trường hợp lệch tâm: ehhpR=−0, 4( 1, 25 ξ 0 ) -Lệch tâm lớn: ηe0 ≥ ep -Lệch tâm bé: ηe0 < ep
  112. 22 TínhTínhtoán c ấuukikiệnchn chịuunénnén lệch tâm có ti ếtdit diệnchn chữ nhậtt:: aa Trường hợp lệch tâm lớnn:: e •Sơđồứng suất: ηe0 ' Ở TTGH: σ =R ; σ =R e s s b b Ngh Bỏ qua sự làm việccủa bê tông vùng kéo a a' h '' ee=+−η a eeha= −+ 0 2 00 h = ηea−+' 0 2 • Các công thứccơ bản: ' Rs As Rsc As ' Σ=⇒Z 0 NRbxRARAghb=+ scsss- + ' As As ΣM =⇒0 Điềukiệncường độ: As x / / Ne ≤ N e = R bx(h − ) + R A (h − a ) b gh b 0 2 sc s 0 x ξ Đặt: ξ = ;α m = ξ (1− ) h0 2 x a h 0 / N gh = ξRbbh0 + Rsc As − Rs As h 2 / / Ne ≤ N ghe = α m Rbbh0 + Rsc As (h0 − a )
  113. • Điềukiệnhạnchế: - Điều kiện không xảyrapháhá hoại giòn: x ≤ξRh0 hay ξ≤ξR ; αm ≤αR - Điều kiện để: σsc = Rsc; x ≥ 2a’ Nếux≤ 2a’. Thiên về an toàn, coi x = 2a’. ΣM ' =⇒0 Điều kiện cường độ: Ne’ ≤ Nghe’ = RsAs(h0 –a’) As
  114. bb TrTrường h ợppllệchtâm bé: bé: e e' η e o • Sơ đồ tíhính: Ngh Ở TTGH: σ b = Rb σ sc = Rsc a a' σs thường nhỏ và được xác định bằng công thức thựcnghiệm: - Bê tông ≤ B30 ;cốtthépR ≤ 365Mpa: s Rb 2x 2 − As RscA' s h s σ =−0 1 R s s ' 1−ξR As As   - Bê tông > B30 và cốt thép Rs > 365Mpa (SGK) • Các công thứccơ bản: b ∑ Z = 0 => N = Ngh = Rbbx + RscA’s - σsAs x h ∑ M = 0 => Điều kiện cường độ: a 0 As h x Ne ≤ N e = R bx(h -+) RA’ (h -a’) gh b o 2 sc s 0 • Điềukiệnhạnchế: ξ Rho < x ≤ h
  115. cc TínhTínhtoán ti ếttdidiện:n: Nh÷ng ®iÓm cÇ n ®Æ c biÖt chú ý: Chiều M để xác định đúng vị trí As và A’s Rb = γbi Rb(gốc). Bài toán 1 (Tínhthépđốixứng): Biết b*h , l0 , vật liệu , M và N Yêu cầu: Tính thép đối xứng As = A’s Giải: -Bước 1: Xác định các tham số của vật liệu Rb, Rs, Rsc, ξ R ,α R ,γ bi - Bước 2: Giả thiết a = a’ → h = h – a. 0 M Tính các loại độ lệch tâm: e = ; e ; e = e + e 1 N a 0 1 a -Bước3:Tính e l o ≤ 8 →η = 1 h l o > 8 → Tính η (SGK) h h ⇒ e =ηe + − a. 0 2
  116. BBướcc44:: Tính A s ==A’A’s e ηe *T* Trường hợp dùng thép R s # Rsc (SGK) 0 e' Ngh *Trường hợpRs =Rsc - Cho rằng: 2a'≤ x ≤ξ Rho a a' N Từ N = Rbbx + RscA’s-RsAs → x = Rbb ¾ Trường hợp: 2a'≤ x ≤ξ Rho → Lệcctâlh tâm lớn ' Rs As Rsc As x / / Từ Ne ≤ R bx(h − ) + R A (h − a ) với chú ý là N = R bx, ta có: ' b 0 2 sc s 0 b As As  x:  Ne + − ho '  2  b As = As = R sc (ho − a') ¾ Tr−êng hîp x < 2a’ x a h 0 / h / TÝnh: e = ηe − + a h 0 2 / / / / Ne Tõ: Ne ≤ Rs As (h0 − a ) ⇒ As = As = / Rs (h0 − a )
  117. ¾ Trường hợp: x >ξ Rho → Lệch tâm bé Tính đúng dần:  x  Ne + − ho  '  2  * N - Sử dụng công thức As = Để tính g ần đúng A ’s và đătlàAt là A s với x = R sc (ho − a') Rbb * * -Từ N = Ngh = Rbbx + RscA s – σsA s  * 1  N + 2Rs As ( −1)h0 2x 1−ξ 2 − ⇒ x = x =  R  h 1 * σ =−0 1 R 2Rs As s s Rbbho + 1−ξR 1−ξ  R  -Sử dụng x1 để tính As = A’s  x  Ne + − ho '  2  As = As = R sc (ho − a')
  118. 100A Bướcc55::XXử lý k ếttququả: - Tính µ = s bho Yªu cÇu: µmin ≤ µ ≤ µmax ■ Tr−−êng hîp: µ ≤ µmin (cả khi As < 0) → tiết diện lớn. • Hoặc giảm kích thước tiết diện • Hoặc giảm mác vật liệu Tính lại ' • Hoặcchc chọn As = As ≥ µminbh0 Để bố trí ■ Tr−−êng hîp: µ ≥ µmax → tiết diện bé. • Hoặctc tăng kích thướccti tiếttdi diện Tính lại • Hoặc tăng mác vật liệu Bướcc66::ChChọnvàn vàb ố trí c ốtthépt thépcho tiếttdidiệnn:: -Căncứ yêu cầucấutạo, Chọn và bố trí cốt thép -Căn cứ kết quả tính toán ∑ Asiai - Tính a = Kiểm tra a ~ agt. Nếu sai khác nhiều thì giả thiết và tính lại. ∑ Asi
  119. VD: TÝnh to¸n cèt thÐp AS vµ AS’ ®èi xøng cho cét chÞu nÐn lÖch t©m, tiÕt diÖn ch÷ nhËt, cã kÝch th−íc: bxh = 30x50cm ( h lµ c¹nh theo ph −¬ng mÆt ph¼ng uèn) . ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét L0 = 4,0 m. VËt liÖu sö dông: bªt«ng B15, cèt thÐp nhãm CII. Néi lùc t¸c dông: N = 80T, M = 25Tm, η =1.
  120. Chương 7 Sµn PH¼NG bª t«ng cèt thÐp
  121. §§1.1. Khái niệm chung 11 ưuunhnhược điểmvàm và phạmmvivis ử dụng Ưu điểmm:: - Bềntn, tốníttin ít tiềnbn bảood dưỡng. - Có khả năng chống cháy cao hơn kết cấu gỗ, độ cứng cao hơn. -Dễ thoả mãn yêu cầu vệ sinh và cơ giới hoá việc xây dựng Nhược điểm:m: -Nặng. - Cách âm, nhiệt kém. Phạmmvivis ử dụngng:: - TXâdTrong Xây dựng dân d ụng, côhiông nghiệp: Sàn tầng, sàáiàn mái - Trong giao thông: các mặt cầu -Trong các kết cấu móngg, bè, tường chắn, thành bể
  122. 22 PhânPhânlo ại Theo phhương pháháp thi côngng:: - Sàn toàn khối. -Sàn lắp ghép và nửa lắp ghép. Theo s ơơđồđồ kếttccấu:u: - Sàn sườn: bản kê lên dầm (sàn có dầm): + Sàn sườn toàn khối loại bản dầm. + Sàn sườn toàn khối loại bản kê 4 cạnh. + Sàn ô cờ. + Sàn lắp ghép bằng panen. +Sàns+ Sàn sườnnn nửaal lắp ghép. - Sàn không sườn (Không có dầm) – sàn nấm: bản kê lên các đầu cột
  123. §§2.2. Sàn sườn toàn khối 11 SànSàn sườn toàn khốiicócób ảnnddầm Lµ lo¹i b¶n mµ t¶I träng truyÒn vÒ lªn kÕt theo 1 ph−¬ng l 2 > 2 l1