Bài giảng Bê tông cốt thép 1: Chương 3 - Trường ĐH Kiến trúc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Bê tông cốt thép 1 - Chương 3 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: nội dung và trình tự thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, tải trọng và tác động, các phương pháp tính toán bê tông cốt thép, nguyên lý cấu tạo. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Bê tông cốt thép 1: Chương 3 - Trường ĐH Kiến trúc

1
NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCT TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BTCT NGUYÊN LÝ CẤU TẠO 2
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG NỘI DUNG TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO BTCT • Xác định tải trọng và tác động; TÍNH • Xác định nội lực và tổ hợp nội lực; TOÁN • Xác định khả năng chịu lực của kết cấu hoặc tính toán tiết diện BTCT. • Chọn vật liệu (cấp bê tông, loại cốt thép); CẤU TẠO • Chọn kích thước tiết diện cấu kiện; • Chọn và bố trí cốt thép, giải quyết liên kết … 3
QUY TRÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU  Lựa chọn phương án kết cấu, mô tả giới thiệu về kết cấu, chọn sơ bộ kích thước tiết diện của cấu kiện và vật liệu  Phân tích kết cấu: Lập sơ đồ tính, xác định tải trọng, xác định nội lực và tổ hợp nội lực  Tính toán cấu kiện BTCT (tính cốt thép, kiểm tra khả năng chịu lực, kiểm tra độ võng, khe nứt vv...)  Cấu tạo cấu kiện, các liên kết, thể hiện bản vẽ kết cấu 4
3.2. PP TÍNH THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN - Mục đích của thiết kế là nhằm có một xác suất chấp nhận được về việc kết cấu thỏa mãn những điều kiện đặt ra cho nó. Bất cứ một tình huống nào có thể làm cho kết cấu không còn thỏa mãn những yêu cầu đặt ra cho nó đều là một trạng thái giới hạn (TTGH), và mục tiêu của thiết kế là tránh cho kết cấu đạt TTGH đó trong suốt thời gian sử dụng mong muốn của nó. - Cần thiết kế / kiểm tra theo TTGH cực hạn (ultimate limit state_ ULS) hay TTGH 1, và cả TTGH sử dụng (serviceability limit state_SLS) hay TTGH 2. Mỗi TTGH được tính toán kiểm tra ứng với một cấp tải trọng thích hợp. 5
TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG (THEO TCVN 2737:1995) Phân loại tải trọng Tải trọng thường xuyên: không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình: trọng lượng kết cấu chịu lực và bao che, trọng lượng và áp lực đất, ứng lực trước. Tải trọng tạm thời dài hạn: trọng lượng vách ngăn tạm thời, thiết bị cố định… Tải trọng tạm thời ngắn hạn: trọng lượng người, vật liệu và dụng cụ sửa chữa; một phần hoạt tải trên sàn, tải trọng do cầu trục hoạt động, tải trọng gió… Tải trọng đặc biệt: động đất, cháy, nổ,... 6
Hệ số độ tin cậy của tải trọng  Tải trọng tiêu chuẩn (Ftc): tải trọng sử dụng tác dụng lên kết cấu ở điều kiện sử dụng bình thường, xác định theo các số liệu thực tế, từ nghiên cứu thống kê  Tải trọng tính toán (Ftt): tải trọng xuất hiện trong điều kiện sử dụng bất thường, cũng được xác định từ nghiên cứu thống kê. Ftt = f Ftc f là hệ số độ tin cậy về tải trọng (hệ số vượt tải), tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn. 7
- Tính theo TTGH 2: f = 1 - Tính theo TTGH 1: f = 1.11.3 với tĩnh tải, f = 1.21.3 với hoạt tải. Nếu tải trọng tính toán nhỏ hơn tải trọng tiêu chuẩn sẽ gây nguy hiểm cho kết cấu thì lấy f < 1, ví dụ f = 0.9 cho tĩnh tải. f > 1 Kỷ niệm 50 năm cầu Golden Gate– 1987 8
HỆ SỐ ĐỘ TIN CẬY CỦA VẬT LIỆU BÊ TÔNG • Cường độ chịu nén tiêu chuẩn Rbn: cường độ lăng trụ với xác suất bảo đảm 95%. Rbn = B (0.77  0.001B)  0.72B • Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rbtn: lấy phụ thuộc cấp cường độ B • Cường độ chịu nén tính toán Rb và chịu kéo tính toán Rbt: 9
CỐT THÉP - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rsn lấy bằng giới hạn chảy với xác suất bảo đảm 95%. - Cường độ chịu kéo tính toán theo TTGH thứ nhất Rs: hệ số độ tin cậy s = 1.15 - Lấy s = 1 khi tính theo TTGH 2, tức là Rs,ser = Rsn - Cường độ chịu nén tính toán cũa cốt thép Rsc lấy bằng Rs nhưng không lớn hơn giá trị ứng suất ứng với biến dạng co ngắn của BT bao quanh CT; khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng – không lớn hơn 400 MPa, khi có tác dụng dài hạn của tải trọng – không lớn hơn 500 MPa. 10
BIỂU ĐỒ BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG 11
BIỂU ĐỒ BIẾN DẠNG CỦA CỐT THÉP Cốt thép có giới hạn chảy thực tế Cốt thép có giới hạn chảy quy ước CB240-T, CB300-T, CB300-V, CB400-V, Theo TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991), CB500-V (TCVN 1651:2008), dây thép vuốt TCVN 6284-2:1997 (ISO 6394-2:1991), nguội (TCVN 6288:1997(ISO 10544:1992)) TCVN 6284-4:1997 (ISO 6934-4:1991) s2 = 0.025 s2 = 0.015 Es = 2105 MPa 12
TÍNH TOÁN THEO TTGH 1 Bảo đảm khả năng chịu lực cho kết cấu:  Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động;  Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc về vị trí;  Không bị phá hoại vì mỏi;  Không bị phá hoại do tác dụng đồng thời của những nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường. 13
Tính toán theo cường độ trên tiết diện thẳng góc - Tính theo mô hình biến dạng phi tuyến [8.1.2.7 - TCVN 5574:2018] - Cho phép tính toán trên cơ sở nội lực giới hạn đối với các cấu kiện tiết diện chữ nhật, chữ T và chữ I có cốt thép nằm ở biên vuông góc với mặt phẳng uốn của cấu kiện khi có tác dụng của nội lực trong mặt phẳng đối xứng của tiết diện thẳng góc. - Ví dụ với cấu kiện chịu uốn: * Tính theo mô hình biến dạng phi tuyến * Tính theo nội lực giới hạn 14
TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 - Tính toán hình thành vết nứt: F  Fcrc,u - Tính toán theo sự mở rộng vết nứt: acrc  acrc,u - Tính toán biến dạng: f  fu Khi xác định f và acrc thì dùng các giá trị tiêu chuẩn của tải trọng. Cường độ vật liệu khi tính theo TTGH 2 là Rb,ser và Rs,ser 15
3.3. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ CẤU TẠO Hình dáng và kích thước tiết diện Chọn hình dạng và kích thước tiết diện phải bảo đảm:  Khả năng chịu lực  Độ cứng  Độ ổn định  Tiết kiệm vật liệu  Điều kiện thi công  Bảo đảm mỹ quan công trình Hàm lượng cốt thép  đánh giá sự hợp lí của kích thước tiết diện 16
Khung và lưới thép Cốt thép đặt vào trong bê tông không được để rời mà phải liên kết chúng lại với nhau thành khung hoặc lưới. Cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo Thép chịu lực Được xác định hoặc hoặc kiểm tra bằng tính toán để chịu các ứng suất do tác dụng của tải trọng. Thép cấu tạo: thường không cần tính toán, được đặt theo quy định, theo kinh nghiệm, có tác dụng •Liên kết cốt chịu lực thành khung / lưới; •Giảm co ngót không đều; •Chịu ứng suất do nhiệt độ thay đổi; •Phân bố tác dụng của tải trọng tập trung, vv… 17
Lớp bê tông bảo vệ cốt thép C  (max, C0) (mm) 18
Khoảng hở của cốt thép t  (max, t0) Khoảng hở (khoảng cách thông thủy) t phải đủ rộng để vữa BT lọt qua và xung quanh mỗi CT có một lớp BT đủ bảo đảm điều kiện về lực dính bám. • 25 mm – đối với các thanh CT dưới được bố trí thành một hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ BT; • 30 mm – đối với các thanh CT trên được bố trí thành một hoặc hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ BT; • 50 mm – đối với các thanh CT dưới được bố trí thành ba lớp trở lên (trừ các thanh của hai lớp dưới cùng) và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ BT, cũng như đối với các thanh nằm theo phương đứng khi đổ BT. 19
Neo cốt thép Đề truyền lực qua lại giữa CT và BT, phần đầu cốt thép tròn trơn chịu kéo phải có móc uốn (U, L), CT có gờ không càn uốn móc. CT phải được kéo dài qua tiết diện mà ở đó chúng được tính với toàn bộ cường độ tính toán. Chiều dài neo cơ sở: Cường độ bám dính tính toán: Rbond = 12Rbt Chiều dài neo tính toán yêu cầu: - CT không ứng suất trước: 1 = 1.5 với thép trơn và 1 = 2.5 với thép gân cán nóng; 2 = 1 khi ds  32 mm và 2 = 0.9 khi ds  36 mm; α1 = 1 với thanh chịu kéo và α1 = 0.75 với thanh chịu nén - Chiều dài neo thực tế không nhỏ hơn {15ds, 200 mm , 0.3L0,an} 20