intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KHỐI XÂY KHÔNG CÓ CỐT THÉP

Chia sẻ: Nguyen Quoc Duong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

859
lượt xem
66
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn a. Trạng thái giới hạn 1 (theo khả năng chịu lực) - Trạng thái này ứng với lúc kết cấu không thể chịu lực được thêm nữa vì bắt đầu bị phá hoại hay bị mất ổn định : T ≤ Tgh T : nội lực trong kết cấu do tải trọng tính toán gây ra Tgh : khả năng chịu lực bé nhất của kết cấu - Tính toán theo trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực là cần thiết cho mọi kết cấu b. Trạng thái giới hạn 2 (theo...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KHỐI XÂY KHÔNG CÓ CỐT THÉP

  1. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CHƯƠNG 3 KHÔNG CÓ CỐT THÉP ß1. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN 1. Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn a. Trạng thái giới hạn 1 (theo khả năng chịu lực) - Trạng thái này ứng với lúc kết cấu không thể chịu lực được thêm nữa vì bắt đầu bị phá hoại hay bị mất ổn định : T ≤ Tgh T : nội lực trong kết cấu do tải trọng tính toán gây ra Tgh : khả năng chịu lực bé nhất của kết cấu - Tính toán theo trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực là cần thiết cho mọi kết cấu b. Trạng thái giới hạn 2 (theo điều kiện sử dụng bình thường) - Để đảm bảo kết cấu sử dụng bình thường cần hạn chế độ biến dạng, độ mở rộng khe nứt, độ dao động của kết cấu. - Kiểm tra biến dạng : f ≤ f gh f : biến dạng của kết cấu do tải trọng tiêu chuẩn gây ra fgh : trị số biến dạng giới hạn cho phép của kết cấu - Kiểm ra độ võng và khe nứt : Δ ≤ Δ gh Δ : biến dạng lớn nhất ở mép chịu kéo của cấu kiện do tải trọng tiêu chuẩn gây ra Δ gh : biến dạng cho phép trước khi hình thành vết nứt đối với kết cấu không cho phép nứt, với kết cấu cho phép nứt thì đó là độ mở rộng cho phép của khe nứt 2. Tải trọng tác động - Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) - Tải trọng tạm thời (hoạt tải) - Tải trọng đặc biệt Lấy theo TCVN 2737-1995 3. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán của khối xây - Cường độ tiêu chuẩn của khối xây : n ∑ Ri i =1 R=c n - Cường độ tính toán của khối xây : Rc R= k Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 13
  2. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá k : hệ số an toàn xét đến các yếu tố làm giảm cường độ khối xây k=2 khối xây chịu nén k = 2,25 khối xây chịu kéo Để xét ảnh hưởng của phương pháp chế tạo vật liệu, điều kiện thi công và tình trạng làm việc của kết cấu đưa vào hệ số điều kiện làm việc, m được quy định trong tiêu chuẩn. + Khi kiểm tra cường độ của các trụ và mảng tường giữa hai ô cửa có diện tích tiết diện ngang ≤ 0,3m2 lấy m = 0,8 + Khi tính cấu kiện có tiết diện tròn không có lưới thép xây bằng gạch thường (không cong) lấy m = 0,6 + Khi kiểm tra cường độ khối xây chịu nén của những công trình chưa xây xong lấy m = 1,25 + Khi tính các khối xây chịu nén mà tải trọng đặt vào khi khối xây đã khô cứng một thời gian dài lấy m = 1,1 + Khi tính toán khối xây có cốt thép : c Ra Ra = .ma ka ka = 1,1 ÷ 1,25 đối với thép cán nóng ka = 1,5 ÷ 1,75 đối với thép sợi kéo nguội và thép sợi cường độ cao ma = 0,5 ÷ 0,9 : hệ số điều kiện làm việc ß2. TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 1. Công thức cơ bản - Cấu kiện chịu nén đúng tâm là cấu kiện chịu lực nén N trùng với trọng tâm - CK gạch đá chịu nén đúng tâm : cột, tường... - Điều kiện cường độ : N N ≤ ϕ .mdh .R.F (3.1) N : lực nén do tải trọng tính toán gây ra R : cường độ chịu nén tính toán của khối xây Khi diện tích tiết diện của khối xây F ≤ 0,3m2 thì R phải được nhân với hệ số điều kiện làm việc mk = 0,8 mdh : hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn làm giảm KNCL của khối R xây, khi cạnh nhỏ nhất của tiết diện < 30cm hoặc bán kính quán tính r < 8,7cm N dh mdh = 1 − η . (3.2) N l0 l0 η : hệ số tra bảng phụ thuộc vào , br l Khi b ≥ 30cm hoặc r ≥ 8,7cm hoặc o ≤ 10 mdh =1 b Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 14
  3. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá l0 : được xác định phụ thuộc vào trường hợp tính toán, liên kết và dạng kết cấu P P P P l 0 =0.7H l 0 =0.5H l0 =H l0 =2H P P P P P l0 =1.5H l 0 =1.25H ϕ : h ệ số u ố n d ọ ctra bảng phụ thuộc vào α và λr hay λh σ th 0 Với VL đàn hồi : ϕ = σ ch σ Khối xây là vật liệu đàn hồi dẻo : ϕ = th c (3.3) 1,1.R ∏ .E0 .r 2 σ th = 0 (3.4) 2 l0 r σ th = ∏ 2 .E.( ) 2 (3.5) l0 σ th Mặt khác : E = E0 (1- (3.6) ) 1,1.R c σ σ r ⇒ σ th = ∏ 2 .E 0 .(1 − th c ).( ) 2 = σ th (1 − th c ) 0 l0 1,1.R 1,1.R σ th 0 ⇒ σ th = (3.7) σ th0 1+ 1,1.R c ϕ0 Chia 2 vế cho 1,1Rc ta có : ϕ = (3.8) 1 + ϕ0 Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 15
  4. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá σ th 0 Trong đó : ϕ 0 = (3.9) 1,1.R c r ∏ 2 .E0 .( ) 2 l0 Từ (3.4) và (3.9) ⇒ ϕ 0 = c 1,1.R Mặt khác ta có : E 0 = α .R c ∏2 r r ⇒ ϕ0 = .α .( ) 2 ≈ 9α ( ) 2 (3.10) 1,1 l0 l0 0,75α (3.10) tính cho tiết diện bất kỳ, với tiết diện CN thì ϕ 0 = λb Trị số ϕ , mdh được xác định phụ thuộc vào dạng liên kết N N N ϕ=1,mdh=1 ϕ=1,mdh=1 ϕ=1,mdh=1 ϕ,mdh ϕ,mdh ϕ,mdh ϕ=1,mdh=1 2. Áp dụng Kiểm tra KNCL của cột nhà một nhịp xây bằng gạch đất sét nung ép dẻo mác 100, dùng vữa hỗn hợp mác 25. Cột cao 3.3m, một đầu liên kết với móng được xem như ngàm, một đầu liên kết với dầm sàn bên trên được xem như gối di động. Cột có TDCN 45x60cm, chịu Ntt = 36T, trong đó Ndh = 20T Bài giải : - Tra phụ lục 2, ứng với mác gạch 100, mác vữa 50 ta có R = P P 15KG/cm2 - Tra phụ lục 1 với mác vữa 50 và khối xây gạch đất sét nung ép dẻo có α = 1000 - Cột có liên kết như hình vẽ : ⇒ lo = 1,5.H = 1,5 x3,3 = 4,95m = 495cm - Kích thước tiết diện bxh = 45x60cm l0 495 ϕ = 0,86 ⇒ λb = = = 11 Tra bảng b 45 Vì cạnh bé của tiết diện b = 45cm > 30cm ⇒ mdh = 1 ⇒ Khả năng chịu lực của cột : [ N ] = ϕ .mdh .R.F = 0,86 x1x15x(45x60) = 34830Kg = 34.83T < 36T ⇒ Cột không đủ khả năng chịu lực Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 16
  5. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá ß3. TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CHỊU NÉN LỆCH TÂM 1. Khái niệm chung - Cấu kiện chịu nén lệch tâm là cấu kiện chịu lực nén N đặt không trùng trọng tâm tiết diện N N - Độ lệch tâm : eo = e01 + eng M Với : e01 = N : độ lệch tâm ngẫu nhiên eng eng = 2cm : tường chịu lực eng = 1cm : tường tự mang eng = 0 khi b > 25cm - Tuỳ theo độ lệch tâm e0 của lực dọc mà trên tiết diện có thể chịu nén hoàn toàn hoặc một phần chịu kéo. Nếu ứng suất kéo lớn hơn cường độ chịu kéo của khối xây thì trong mạch mạch vữa ngang sẽ xuất hiện khe nứt → làm thay đổi chiều cao làm việc của tiết diện, lúc này chiều cao làm việc của tiết diện là hc. Trong khối xây không cho phép lực N đặt lệch ra khỏi phạm vi tiết diện của cấu kiện mà lực N phải đặt trong phạm vi tiết diện và phải thoả : y − e0 ≥ 2cm Đồng thời để đảm bảo sự làm việc an toàn của kết cấu gạch đá thì : e0 ≤ 0.9 y khi tính với tổ hợp cơ bản 1 e0 ≤ 0.95 y khi tính với tổ hợp cơ bản 2 Khi chiều dày tường ≤ 25cm thì : e0 ≤ 0.8 y khi tính với tổ hợp cơ bản 1 e0 ≤ 0.85 y khi tính với tổ hợp cơ bản 2 Khi e0 ≥ 0.7 y : còn phải kiểm tra về nứt Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 17
  6. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá 2. Công thức cơ bản - Bỏ qua khả năng chịu kéo của gạch vì gạch chịu kéo kém, bỏ qua sự làm việc của vùng kéo N - Biểu đồ ứng suất nén có dạng HCN và đạt tới cường độ tính toán về nén cục bộ ω.R N ≤ ϕ e .medh .ω .R.Fn - Điều kiện cường độ : (3.11) N : lực dọc tính toán ϕ e : hệ số uốn dọc dùng trong tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm ϕ + ϕn ϕe = (3.12) 2 ϕ : hệ số uốn dọc tính với toàn bộ tiết diện → tra x bảng phụ thuộc vào λh ,α ϕ n : hệ số uốn dọc tính riêng với phần chịu nén ' l0 → tra bảng phụ thuộc vào λ x = và α x e0 y l 0 : phụ thuộc vào dạng của biểu đồ momen ' h M l'o l'o N dh 1.2e0 dh medh = 1 − η. (13) (1 + ) N h e0 dh : độ lệch tâm của tải trọng tác dụng dài hạn M e0 dh = dh N dh ω : hệ số hiệu chỉnh xác định theo công thức thực nghiệm e ω = 1 + 0 ≤ 1.45 cho tiết diện chữ nhật h e ω = 1 + 0 ≤ 1.45 cho tiết diện bất kỳ 2. y Với khối xây bằng gạch rỗng, tảng bê tông rỗng hoặc bằng đá thiên nhiên → ω = 1 - Để khối xây được cân bằng thì ngoại lực và nội lực phải nằm trên cùng một đường thẳng tức điểm đặt lực phải trùng với trọng tâm tiết diện chịu nén o Với tiết diện chữ nhật thì điều kiện đó được thể hiện : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 18
  7. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá xh (3.14) = − e0 ⇒ x = h − 2e0 22 (3.11) và (3.14) : N ≤ ϕ e. medh .ω.R(h − 2e0 ).b h − 2.e0 ⇒ N ≤ ϕ e .medh .ω .R.( ).b.h h 2.e ⇒ N ≤ ϕ e .medh .ω .R.(1 − 0 ).F (3.15) h O O N N o Với tiết diện chữ T khoảng cách e2 từ điểm đặt lực N tới trục trung hoà và diện tích vùng nén Fn được xác định theo các công thức : Vùng chịu nén về phía cánh : b1 .c e2 = (2.e1 − c) + (e1 − c) 2 b2 Fn = b1 .c + (e1 + e2 − c).b2 c Nếu e1 ≤ : vùng nén nằm gọn trong cánh 2 e1 = e2 Vùng chịu nén về phía sườn : b2 .d e2 = .(2.e1 − d ) + (e1 − d ) 2 b1 Fn = d .b2 + [c − ( y1 + e0 − e2 )].b1 d Nếu e1 ≤ : vùng nén nằm lọt trong phần sườn 2 e1 = e2 3. Trường hợp độ lệch tâm e0 lớn - Lệch tâm lớn khi : e0 > 0.7y với THCB 1 e0 > 0.8y với THCB 2 Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 19
  8. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá N N M=N.e0 σ σ k k σ σ n n - Điều kiện bền : σ k ≤ mn .Rku N F .e e 1 MN Mặt khác : σ k = − = N .( 0 − ) = .( 0 − 1) ≤ mn .Rku WF WF FW m .R .F (16) ⇒ N ≤ n ku F .e0 −1 W b.h 2 Với tiết diện chữ nhật : W = ; F = b.h 6 m .R .F (16) ⇒ (17) N ≤ n ku 6.e0 −1 h mn : hệ số điều kiện làm việc của khối xây khi tính toán để hạn chế bề rộng khe nứt của mạch vữa ngang → phụ thuộc vào cấp hay thời hạn sử dụng của công trình Cấp công trình Cấp I Cấp II Cấp III Thời hạn sử 100 năm 50 năm 25 năm dụng mn 1.5 2 3 Rku : cường độ chịu kéo khi uốn của khối xây → tra bảng 4. Ví dụ 1. Kiểm tra khả năng chịu lực của một trụ gạch chịu nén lệch tâm, biểu đồ mômen không đổi dấu với các số liệu sau : • Gạch đất sét nung ép dẻo mác 100 • Vữa XM mác 50 • Độ lệch tâm theo phương cạnh lớn e0h = 8cm • Kích thước tiết diện : b x h = 33cm x 45cm • l0 = 4.2m • Chịu lực nén N = 9.5T BÀI GIẢI - Gạch đất sét nung ép dẻo M100, VXM M50 → Tra phụ lục 1 ta có α = 1000, R = 15kg / cm 2 Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 20
  9. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá - Vì dùng vữa XM nên cường độ tính toán gốc : R = 15 x0.85 = 12.75kg / cm 2 - Kiểm tra khả năng chịu lực theo (15) 2.e0 N ≤ [ N ] = ϕ e .medh .ω .R.F .(1 − ) h ϕ + ϕn • ϕe = 2 l 0 430 = 9.33 → Tra bảng 5.1 với α = 1000; λ h = 9.33 ta λh = = 45 h có ϕ = 0.894 Vì biểu đồ mômen cùng dấu nên l0’ = l0 = 420cm Độ lệch tâm e0 = e + eng Vì b =33cm > 25cm → eng = 0 ⇒ e0 = e = e0 h = 8cm ⇒ x = h − 2.e0 = 45 − 2.8 = 29cm ' l0 420 = 14.48 → tra bảng ϕ n = 0.789 λx == 29 x 0.894 + 0.789 ⇒ ϕe = = 0.841 2 • medh : vì b = 33cm > 30 cm → lấy medh = 1 • R : ta có F = 33 x 45 = 1485cm2 = 0.1485m2 < 0.3m2 ⇒ R = m k .R = 0.8 x12.75 = 10.2kg / cm 2 e0 8 • ω = 1+ = 1+ = 1.17 < 1.45 4 .5 h 2 x8 ⇒ [ N ] = 0.841x1x1.17 x10.2 x1485x(1 − ) = 9604.9 Kg = 9.6T > 9.5T 45 Vậy cột không đủ khả năng chịu lực ß4. TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CHỊU NÉN CỤC BỘ 1. Khái niệm - Nén cục bộ là trường hợp chỉ một phần tiết diện chịu nén - Trong thực tế dầm, sàn, xà gồ, lanh tô, gác lên tường, cột - Ứng suất trong khối xây có thể có các dạng : HCN, hình thang, tam giác, đường cong tuỳ theo vật liệu gác lên khối xây - Fcb Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 21
  10. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá - Không nên kê trực tiếp các kết cấu chịu lực lên tường hoặc cột gạch mà cần dùng tấm đệm bằng bê tông cốt thép, chiều dày các tấm đệm là bội số của chiều dày lớp gạch và không nhỏ hơn 14cm, trong tấm đệm có lưới thép, hàm lượng cốt thép theo mỗi phương μ a ≥ 0.5% - Bản đệm không đặt trực tiếp lên gạch mà phải có một lớp vữa dày ≤ 15mm - Dầm, sàn kê lên bổ trụ thì bản đệm phải đặt sâu vào tường 2. Công thức tính toán - Kiểm tra nén cục bộ theo công thức : N ≤ μ.d .Rcb .Fcb (3.18) • μ : hệ số hoàn chỉnh biểu đồ áp lực của tải trọng cục bộ μ =1 : biểu đồ HCN μ = 0.5 : biểu đồ tam giác • d : hệ số xét đến sự phân phối lại ứng suất trong vùng chịu nén cục bộ d = 1.5 − 0.5μ : khối xây bằng gạch, gạch bê tông đặc d = 1 : khối xây bằng bê tông có lỗ rỗng, bê tông tổ ong • λcb = μ.d : tiêu chuẩn quy định với tải trọng cục bộ phân bố không đều, λcb không phụ thuộc vào dạng biểu đồ áp lực mà chỉ phụ thuộc vào loại khối xây λcb = 0.75 khi kê lên tường, cột gạch λcb = 0.5 khi kê lên tường bê tông có lỗ rỗng, bê tông tổ ong • Rcb : cường độ tính toán của khối xây khi chịu nén cục bộ F ≤ ψ .R Rcb = R.3 Fcb F : diện tích tính toán bao gồm Fcb và một phần xung quanh F được lấy như sau Fcb Fcb Fcb=a.b=a.(2a+bcb) Fcb=a.b=a.(a+bcb) A Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 22
  11. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá Fcb Fcb=(acb+bcb)(acb+bcb) Fcb=acb.B C Fcb Fcb=bcb.(acb+bcb) Fcb=acb.(2a+bcb) G • ψ : hệ số phụ thuộc vào loại khối xây và vị trí đặt tải trọng cục bộ Tải trọng đặt ở khoảng giữa Tải trọng đặt ở góc khối xây khối xây ( hình a, d, e) (hình b, c) Loại khối xây Tính với tải Tính với tải Tính với tải Tính với tải trọng cục bộ trọng cục bộ trọng cục bộ trọng cục bộ và toàn bộ và toàn bộ - Gạch đất sét và gạch bê 2 2 1 1.2 tông thường - Bê tông đá hộc, tảng bê 1.5 2 1 1.2 tông lớn - Bê tông rỗng, bê tông 1.2 1.5 1 1 tổ ong bằng đá thiên nhiên Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 23
  12. Chương 2 : Khối Xây Gạch Đá ß5. TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CHỊU KÉO, UỐN, CẮT 1. Khối xây chịu kéo - Không cho phép thiết kế kết cấu gạch đá chịu kéo theo tiết diện không giằng mà chỉ được thiết kế KC gạch đá chịu kéo theo tiết diện giằng N ≤ [ N ] = Rk .F Rk : cường độ chịu kéo tính toán của khối xây F : diện tích tiết diện 2. Khối xây chịu cắt a. Theo tiết diện không giằng Q ≤ ( Rc + 0,8.n. f .σ 0 ).F - Điều kiện kiểm tra : • Rc : cường độ chịu cắt tính toán theo tiết diện không giằng (theo bảng phụ lục 3) • f : hệ số ma sát f = 0.7 với khối xây bằng gạch đặc có quy cách f = 0.3 với khối xây bằng gạch rỗng • n : hệ số vượt tải n = 1 với khối xây bằng gạch đặc n = 0.5 với khối xây bằng gạch rỗng • σ 0 : ứng suất nén trung bình được tính với tải trọng nhỏ nhất, với hệ số vượt tải về tải trọng là 0.9 • F : diện tích chịu cắt của khối xây b. Theo tiết diện có giằng - Xảy ra khi số hiệu thấp, cường độ chịu cắt của khối xây do gạch quy định Q ≤ Rcg .Fg Rcg : cường độ tính toán chịu cắt của gạch Fg : diện tích chịu cắt của gạch không kể diện tích mạch vữa 3. Khối xây chịu uốn - Điều kiện về mômen : M ≤ Rku .W Rku : cường độ chịu kéo khi uốn của khối xây (phụ lục 3) W : mômen chống uốn của tiết diện - Kiểm tra theo lực cắt : Q ≤ Rkc .b.z Rkc : cường độ tính toán về ứng suất kéo chính ( phụ lục 3) b : bề rộng tiết diện z : cánh tay đòn nội lực, với tiết diện chữ nhật z = 2.h/3 Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 24
  13. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CHƯƠNG 4 CÓ CỐT THÉP ß1. KHỐI XÂY ĐẶT LƯỚI THÉP NGANG 1. Cấu tạo và tác dụng của lưới thép - Để tăng khả năng chịu lực cho kết cấu gạch đá ta có thể đặt cốt thép vào trong khối xây dựng. - Cách đặt lưới thép ngang được dùng cho khối xây chực nén đúng tâm hoặc nén lệch tâm bé và độ thanh mảnh nhỏ. - Kết cấu chịu nén lệch tâm bé eo ≤ 0,33 y → với tác dụng bất kỳ eo ≤ 0,17 h → CN - CK có độ thanh mảnh nhỏ khi λ b ≤ 15 - Cấu tạo lưới thép d = (3 ÷ 8)mm c1 , c 2 = (3 ÷ 12)cm s ≤ 40cm (4 ÷ 5) lớp gạch phải có 1 lưới thép - Xét một ô khối xây dựng được gạch chéo trên hình vẽ. Hàm lượng cốt thép : Va μ= .100 0 0 Vk fa - Với Va : thể tích cốt thép Va = fa(c1 + c2) Vk = s.c1.c2 : tính tích khối xây f a (c1 + c2 ) dựng đang xét ⇒ μ = .100 0 0 s.c1 .c2 2 fa - Nếu dùng lưới ô vuông c1= c2= c ⇒ μ = .100 0 0 s.c - μ min ≤ μ ≤ μ max μ min = 0,1 0 0 với khối xây dựng có quy cách R Với cấu kiện đúng tâm μ max = 50. Ra Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 25
  14. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép 50 R lệch tâm μ max = ⎛ 2l 0 ⎞ ⎟.Ra ⎜1 − y⎟ ⎜ ⎠ ⎝ R : là cường độ tính toán của khối xây không có cốt thép Ra: cường độ tính toán của lưới cốt thép ( tra phụ lục 9 ) Thông thường μ = 0,1 ÷ 1 0 0 - Vữa : + số hiệu vữa ≥ 25 cho môi trường khô ráo + số hiệu vữa ≥ 50 cho môi trường có độ ẩm lớn - Tiêu chuẩn Việt Nam quy định vữa cho khối xây có cốt thép ≥ 50 + Chiều dày mạch vữa ngang lớn hơn đường lưới cốt thép ít nhất là 4mm 2. Đặc trưng tính toán của khối xây - Đặc trưng đàn hồi của khối xây có cốt thép Rc α a = α. c Rak α : đặc trưng đàn hồi của khối xây không có cốt thép Rc: cường độ tiêu chuẩn của khối xây không có cốt thép Với khối xây bằng đá có quy cách : Rc = 1,5 R đá hộc phẳng đáy. Rc = 2 R ( R : cường độ tính toán gốc chưa kể hệ số điều kiện làm việc mk) Rcak: cường độ tiêu chuẩn của khối xây có gia cường bằng lứơi cốt thép 2 μR a c =R + c c R ak 100 μ :hàm lượng cốt thép của lưới Rca :lưới cốt thép Rca = 1,1Ra với thép AI (CI ), AII (CII ) Rca = 1,25Ra sợi thép kéo nguội 3. Tính toán khối xây chịu nén đúng tâm a. Công thức tính toán a. Điều kiện cường độ : N ≤ [N ] = mdn .ϕ .Rak .F (1) • mdn, ϕ , F : giống như khối xây không có cốt thép nhưng được tính toán với đặc trưng đàn hồi α a . • Rak : cường độ chịu nén đúng tâm của khối xây có gia cường lưới cốt thép. 2 μRa ξ ≤ 2R (2) Rak = R + 100 R: cường độ tính toán của khối xây có kể đến hệ số điều kiện làm việc Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 26
  15. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép ξ : hệ số làm giảm cường độ của khối xây khi dùng vữa số hiệu thấp nếu vữa có số hiệu ≥ 25 → ξ = 1 R Nếu vữa có số hiệu < 25 → ξ = R25 Ra : cường độ tính toán của cốt thép trong khối xây b. Ví dụ : Kiểm tra KNCL của cột gạch đá có kích thước 51x51cm, bằng gạch đất sét ép dẻo có số hiệu 100, vữa ba ta có số hiệu 50 chịu Ndh= 36t, Nng.h =13t. Nếu khối xây không đủ KNCL thì hãy thiết kế lại. lo=420cm Bài giải a.Tra số liệu: Gạch đất sét ép dẻo có số hiệu 100, vữa ba ta có số hiệu 50 → Tra bảng có α = 1000 , R = 15 kg 2 cm b. Kiểm tra khối xây theo công thức: N ≤ [N ] = mdh .ϕ .R.F • Vì cạnh của tiết diện là 51cm > 30cm → mdh = 1 l 0 420 • λb = = = 8.24 < 10 51 h → Tra bảng ta có ϕ = 0.91 • F = 51x51 = 2600cm 2 < 3000cm 2 ⇒ m k = 0.8 • Cường độ tính toán củ a khối xây R = mk R = 0,8.15 = 12 kg cm 2 → [N ] = 1.0,91.12.2600 = 28,5(T ) N = N dh + N ng .h = 36 + 13 = 49T > [N ] → Cột không đủ khả năng chịu lực Vì gạch và vữa có số hiệu tương đối cao → chọn phương án gia cường lưới cốt thép ngang bằng thép AI → Tra bảng ta có Ra = 1500 kg 2 cm 12 R → μ max = 50. = 50. = 0,4 0 0 1500 Ra c. Giả thuyết gia cường lưới cốt thép với hàm lượng μ = 0,35 0 0 < μ max 2 μ .R a 2.0,35.1500 .1 = 22,5 kg 2 ξ = 12 + Rak = R + 100 100 cm < 2 R = 24 kg cm 2 d. Kiểm tra khối xây đã được gia cường lưới cốt thép theo công thức: N ≤ [N ] = m dhϕ .Rak .F Rc • Tính α a : α a = α. c Rak Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 27
  16. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép R c = 2 R = 2.15 = 30⎛ kg 2 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ cm ⎠ 2 μ .R a c Rak = R c + c 100 Với thép AI : Rac = 1,1.Ra = 1,1.1500 = 1650 kg cm 2 2.0,35.1650 = 41,55 kg 2 Rak = 30 + c 100 cm 30 → α a = 1000. = 722 41,55 • Tính ϕ : 0,75α a0,75.722 ϕ0 = = = 7,975 λ 2 8,24 2 b ϕ0 7,975 ϕ= = = 0,888 1 + ϕ 0 1 + 7,975 → [N ] = 1.0,888.22,5.2600 = 51948kg = 51,95T > 49 tấn → Thoả mãn khả năng chịu lực Lưới thép ngang gia cố dùng lưới ô vuông Giả thiết dùng φ 6 có fa= 0,283cm2 s=15cm (thích hợp 3cm ≤ c ≤ 12cm ) 4. Tính toán khối xây chịu nén lệch tâm a. Công thức tính toán tính toán N ≤ ϕ e me dh.Rak .Fnω (3) - Với ϕ e , medh , Fn được xác định như trường hợp khối xây không đặt cốt thép chịu nén lệch tâm - Rak : cường độ tính toán tương đương của khối xây đặt lưới thép ngang chịu nén lệch tâm Khi số hiệu vữa ≥ 25 2μ.Ra ⎛ 2e0 ⎞ ⎜1 − ⎟ ≤ 2R Rak = R + ⎜ y⎟ 100 ⎝ ⎠ Khi số hiệu vữa < 25 2μ.Ra R ⎛ 2e0 ⎞ ⎜1 − ⎟ ≤ 2R Rak = R . 100 R25 ⎜ y⎟ ⎝ ⎠ e0 :độ lệch tâm của lực dọc y : khoảng cách từ trong tâm tác dụng đến mép chịu nén Chú ý: khi xác định các hệ số uốn dọc ϕ và ϕ n phải lấy theo điểm trùng đàn hồi của khối xây đặt lưới thép ngang α a . Rc α a = α. c Rak α : đặc trưng đàn hồi của khối xây không có cốt thép Rcak : cường độ tiêu chuẩn của khói xây đặt lưới thép ngang Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 28
  17. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép 2 μ .R a c Rak = kR + c 100 k : hệ số an toàn, với khối xây chịu nén Rac : cường độ tiêu chuẩn của cốt thép Rca = 1,1Ra với thép CI, CII Rac = 1,25Ra sợi thép b. ví dụ Xác định khả năng chịu lực của trụ có tiết diện 51 x 64 cm xây bằng gạch đất sét ép dẻo. Chiều dài tính toán của cột l0 = 3,2m, độ lệch tâm của lực dọc e0=5cm theo phía cạnh lớn. Mác gạch là 100. Vữa xi măng M75. Trong cột đặt lưới thép hàn bằng sợi thép φ 5 (fa = 0,196cm2) khoảng cách các thanh c=4cm, khoảng cách giữa lưới s = 21cm Bài giải e. Tra bảng với gạch M100 và vữa M75 có : R = 17 kg ,α = 1000 cm 2 Với lưới thép dùng sợi thép φ 5 : Ra = 2000 kg cm 2 f. Vì h = 64cm > 30cm nên medh = 1 g. Vì dùng lưới ô vuông nên hàm lượng cốt thép 2f 2.0,196 Va μ= .100 0 0 = a .100 0 0 = .100 = 0,467 0 0 4.21 V cs h. Khoảng cách từ trọng tâm tác dụng đến mép chịu nén y = 0,5h = 0,5.40 = 32cm i. Cường độ tính toán tương đương Ra ⎛ 2l 0 ⎞ Rak = R + 2μ. ⎜1 − ⎟ 100 ⎜ y⎟ ⎝ ⎠ Với F = 51 x 64 = 3264cm2 > 3000cm2 → mk =1 ⇒ R = mk R = 1.17 = 17 kg cm 2 2000 ⎛ 2.5 ⎞ kg < 2 R = 34 kg 2 ⎟ = 29,84 → Rak = 17 + 2.0,467. ⎜1 − cm 2 100 ⎝ 32 ⎠ cm j. Cường độ tiêu chuẩn của khối xây có lưới thép 2 μ .R a c Rak = KR + c 100 Với Rac = 1,25Ra = 1,25.2000 = 2500 kg cm 2 Khối xây chịu nén K = 2 R = 0,85R = 0,85.17 = 14,45 kg cm 2 2.0,467.2500 = 52,25 kg 2 → Rak = 2.14,45 + c 100 cm Đặc trưng đàn hồi của khối xây có cốt thép Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 29
  18. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép 28,9 Rc αa = α = 1000 = 553 52,25 c Rak (Với R c = KR = 2.14,45 = 28,9 kg ) cm 2 l 0 320 = 5 → tra bảng ϕ = 0,95 (phụ thuộc vào Độ mảnh : λ h = = 64 h λ h ,α a ) k. Xác định ϕ e : có thể xác định giống như khối xây không có cốt thép chịu nén lệch tâm hoặc ta có thể dùng cốt thép thực như sau ; ⎡ ⎞⎤ e⎛ l ϕ e = ϕ ⎢1 − 0 ⎜ 0,06 0 − 0,2 ⎟⎥ ⎣ h⎝ ⎠⎦ h ⎡ ⎞⎤ 5⎛ 320 = 0,95⎢1 − ⎜ 0,06. − 0,2 ⎟⎥ 64 ⎣ 64 ⎝ ⎠⎦ = 0,943 l. Diện tích vùng nén : Fn = b(h − 2e0 ) = 51(64 − 2.5) = 2754cm 2 5 e m. Tính ω : ω = 1 + 0 = 1 + = 1,078 15 hoặc λ r >53) hoặc các trụ và tường chịu tải trọng rung động - Có hai cách đặt cốt thép dọc + Đặt bên trong: thép được bảo vệ tốt nhưng khó thi công và khó kiểm tra chất lượng, hiệu quả chịu lực không cao (do gần trục trung hoà ) cách đặt này ít được dùng trong thực tế. Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 30
  19. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép + Đặt bên ngoài: cốt thép được ép ở bên ngoài khối xây có lớp vữa bảo vệ. Cách đặt này dễ thi công, cốt thép đặt xa trục trung hoà nên chịu lực tốt - Vữa: phải có số hiệu ≥ 25 khi khối xây làm việc trong môi trường khô ráo và có độ ẩm bình thường, ≥ 50 khi khối xây làm việc trong môi trường ẩm ướt hoặc sâu dưới đất - Cốt thép : • Cốt thép dọc: chịu nén d ≥ 8mm , chịu kéo d ≥ 3mm • Cốt đai: d = ( 3 ÷ 8 ) mm khoảng cách đai u = bội số của chiều cao hàng gạch ( kể cả vữa ) u ≤ 50cm u ≤ 15d : khi cốt thép đặt bên ngoài ≤ 20d : khi đặt cốt thép bên trong Trong đoạn nối cốt thép : u ≤ 10d Với d là đường kính cột dọc • Hàm lượng cốt thép : μ ≥ 0,1 0 0 với cốt thép chịu nén ≥ 0,5 0 0 với cốt thép chịu kéo - Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc 10mm đối với tường khi ở môi trường khô ráo 15mm đối với tường khi ở ngoài trời 20mm đối tường khi khối xây ở dưới đất Với trụ, cột : 20mm khi khối xây ở môi trường khô ráo 25mm khi khối xây ở ngoài trời 30mm khi khối xây ở dưới đất - Khi gần đến trạng thái phá hoại do khối xây có cốt thép b/d lớn làm khối xây và cốt chép chịu nén sẽ bị tách rời ra, không làm việc cùng nhau nữa. Do đó cường độ của khối xây không sử dụng hết mà chỉ 85 0 0 so với khối xây không có cốt thép. - Khi khối xây có cốt thép chịu nén thì ta nhân với hệ số điều kiện làm việc mk = 0,85 - Khi khối xây chỉ đặt cốt thép chịu kéo thì lấy mk = 1 2. Tính toán chịu kéo, chịu nén đúng tâm N ≤ ϕm dh (0,85 RF + Ra Fa, ) (4 ) , • ϕ , mdh : xác định như trường hợp khối xây không đặt cốt thép •R : cương độ tính toán chịu nén của khối xây •F : diện tích tiết diện của khối xây , • Ra :C.độ tính toán của cốt thép trong khối xây=>tra phụ lục 9 , • Fa : diện tích tiết diện cốt thép dọc 3. Tính toán chịu kéo chịu nén lệch tâm a. Trường hợp lệch tâm bé - Điều kiện để xảy ra trường hợp lệch tâm bé Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 31
  20. Chương 4 : Tính toán khối xây có cốt thép (5) S n ≤ 0. 8 S 0 S n , S 0 : mômen tĩnh của diện tích phần chịu nén và toàn bộ diện tích tiết diện đối với trọng tâm cốt thép chịu kéo (hoặc chịu nén ít) - Với tiết diện chữ nhật thì công thức có thể viết lại : x ≥ 0.55h0 x : chiêu cao vùng nén h0 : chiều cao tính toán của tiết diện - Lệch tâm bé có 2 trường hợp : toàn bộ tiết diện chịu nén, trên tiết diện có một phần nhỏ chịu kéo - Cả 2 trường hợp trên thì sự phá hoại bắt đầu từ vùng nén nhiều - Sơ đồ ứng suất như hình vẽ N N RaFa D Ra'Fa' RaFa D Ra'Fa' ∑M / F ⇒ Ne ≤ ϕ e .medh (0.85.ω.R.S 0 + R F Z ) ' ' ' a a a a ∑M / F ⇒ Ne ' ≤ ϕ e .medh (0.85.ω.R.S 0 + Ra Fa' Z a ) ' ' ' ' a e : khoảng cách điểm đặt lực N đến trọng tâm cốt thép Fa với tiết diện chữ nhật e = 0.5h + e0 − a e’ : khoảng cách điểm đặt lực N đến trọng tâm cốt thép Fa' với tiết diẹn chữ nhật e = h0 − a ' − e ϕ e , medh : xác định như đối với khối xây không có cốt thép chịu nén lệch tâm S 0 , S 0 : mômen tĩnh của toàn bộ tiết diện lấy đối với trọng tâm cốt ' thép Fa , Fa' Za : khoảng cách giữa 2 trọng tâm Fa , Fa' Với tiết diện chữ nhật thì hai công thức trên có thể viết lại Ne ≤ ϕ e .medh [0.42.ω.R.b.h02 + Ra Fa' ( h0 − a ' )] ' Ne ' ≤ ϕ e .medh [0.42ω .R.b.h02 + Ra Fa ( h0 − a ' ) Trường hợp đặt cốt đơn thì điều kiện cường độ là : Ne ≤ ϕ e .medh 0.5.R.b.h02 Phần 1 : Kết Cấu Gạch Đá Và Gạch Đá Cốt Thép 32
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2