Bài giảng Bê tông cốt thép 1: Chương 4 - Trường ĐH Kiến trúc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Bê tông cốt thép 1 - Chương 4 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: đặc điểm cấu tạo; sự làm việc của dầm; trạng thái ứng suất biến dạng trên tiết diện thẳng góc; tính toán cường độ trên tiết diện thẳng góc; tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng. 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 4 - Trường ĐH Kiến trúc

(TÍNH TOÁN THEO CƯỜNG ĐỘ) 1
NỘI DUNG  ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO  SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM  TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC  TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC  TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG 2
- Các thành phần nội lực xuất hiện trong cấu kiện chịu uốn bao gồm: mômen uốn M và lực cắt Q. - Cấu kiện chịu uốn là cấu kiện cơ bản thường gặp trong thực tế. Ví dụ: dầm và bản sàn, mặt cầu, cầu thang, lanh tô, ô văng, vv… -Về hình dáng có thể phân loại cấu kiện chịu uốn thành: bản và dầm 4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO 4.1.1. Cấu tạo của bản - Bản là kết cấu phẳng: 2 kích thước của cấu kiện (chiều dài, chiều rộng) rất lớn so với kích thước thứ 3 (chiều dày) 3
Ví dụ một trường hợp bố trí cốt thép trong bản 4
Nhà dân dụng, bản sản thường có nhịp trên mặt bằng từ 2 m đến 9m, chiều dày từ 70 mm đến 250 mm; bê tông B15  B25  Cốt thép trong bản thường dùng CB240-T hoặc CB300-T, bao gồm:  Cốt thép chịu lực: đặt trong vùng chịu kéo do moment gây ra, 6-12, số lượng được xác định theo tính toán. Khoảng cách: 70 ÷ 200 khi hb < 150 1,5h khi hb ≥ 150  Cốt thép phân bố: đặt vuông góc với cốt thép chịu lực, thường dùng 6 – 8, cách khoảng 250 – 300 và phải theo yêu cầu cấu tạo: Yêu cầu: tối thiểu 3 thanh / m dài , và có diện tích As.pb  10% As.cl ( As.cl : diện tích cốt thép tại giữa nhịp chịu Mmax ) 5
 Cốt thép phân bố: đặt vuông góc với cốt thép chịu lực, với các vai trò như sau: oGiữ chặt cốt thép chịu lực; phân bố lực cho các cốt thép lân cận; oChịu ứng suất do co ngót và thay đổi nhiệt độ gây ra; oCản trở sự mở rộng vết nứt; Chịu ứng suất tập trung. 6
4.1.2. Cấu tạo của dầm - Dầm là cấu kiện khi có 2 kích thước (chiều cao và chiều rộng) rất bé so với kích thước thứ 3 (chiều dài dầm Ln), - Các dạng mặt cắt ngang của dầm có dạng như sau: b' b'f b'f h'f h'f b h h h h b bf hf b b Các dạng tiết diện của dầm 7
 Kích thước dầm: Chọn kích thước cho dầm phải xét đến yêu cầu kiến trúc, định hình hóa ván khuôn. Có thể chọn sơ bộ kích thước như sau: • Chiều cao: hd = (1/8 – 1/20)L (L: nhịp dầm) • Chiều rộng: bd = (1/2 – 1/4)hd hd = 50n khi hd  600, hd = 100n khi hd > 600 bd = 50n khi bd > 300 (n=1,2,3,…)  Cốt thép: cốt dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai và cốt xiên • Cốt dọc chịu lực: 12-32, được bố trí tuân theo các nguyên tắc cấu tạo (Chương 3); đặt trong vùng kéo (cốt đơn) hoặc cả vùng kéo và vùng nén hay nén (cốt kép). 8
• Cốt dọc cấu tạo: - Cốt giá cấu tạo: dùng để giữ vị trí của cốt đai. - Cốt giá phụ: đặt thêm ở mặt bên của tiết diện dầm (hd > 700), giữ cho khung khỏi bị lệch khi đổ bê tông. 9
• Cốt xiên: chịu nội lực mômen M hoặc / và lực cắt Q, thường là cốt thép dọc chịu kéo uốn từ nhịp dầm lên gối tựa; góc nghiêng với trục dầm  = 300 khi h < 400 mm,  = 450 khi h = 400 - 800 mm,  = 600 khi h > 800 mm • Cốt đai: 6-10, có thể dùng cốt đai kín hay hở, chịu lực cắt. 10
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN 4.2. SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM CHỊU UỐN Hình 4.4. Thí nghiệm dầm đơn giản với tải trọng tăng dần  Dầm có thể bị phá hoại tại tiết diện có khe nứt thẳng góc hoặc tại tiết diện có khe nứt nghiêng.  Việc tính toán dầm theo cường độ phải đảm bảo dầm không bị phá hoại trên tiết diện thẳng góc và không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng. 11
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN 4.3. TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA TD THẲNG GÓC 12
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN -Giai đoạn I: Khi moment còn bé, dầm làm việc ở giai đoạn đàn hồi, ứng suất và biến dạng tuân theo định luật Hooke. Khi tải trọng tăng, biến dạng dẻo trong bê tông phát triển. Trước khi nứt, ứng suất kéo trong bê tông đạt tới giới hạn cường độ chịu kéo Rbt (trạng thái Ia). b < b2 b < b2 bt < Rbt s < s0 s < s0 bt = Rbt 13
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN -Giai đoạn II: Khi moment tăng lên thì miền bêtông chịu kéo bị nứt, khe nứt phát triển dần lên trên, gần như lực kéo do cốt thép chịu. Nếu lượng cốt thép không nhiều, khi moment tăng ứng suất trong cốt thép có thể đạt đến giới hạn chảy Rs (trạng thái IIa) b < b2 b < b2 s < s0 s = s0 14
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN Giai đoạn III: moment tiếp tục tăng, ứng suất pháp trong vùng nén đạt đến giới hạn cường độ chịu nén Rb thì dầm bị phá hoại. -Trường hợp sự phá hoại xảy ra khi ứng suất trong cốt thép đạt tới Rs đồng thời bê tông đạt tới Rb gọi là trường hợp phá hoại dẻo (trường hợp 1). -Trường hợp sự phá hoại xảy ra khi ứng suất trong cốt thép chưa đạt tới Rs (cốt thép chịu kéo quá nhiều) gọi là trường hợp phá hoại dòn ( trường hợp 2)  Cần tránh vì không tận dụng được hết khả năng chịu lực của cốt thép, dầm có thể bị phá hoại khi biến dạng còn nhỏ ! b = b2 b = b2 s0 < s  s2 s < s0 15
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN Khi tính toán hoàn chỉnh một cấu kiện chịu uốn sẽ phải tính toán theo TTGH 1 và TTGH 2: • Xác định lượng cốt thép As, A’s (nếu cần) : để chịu moment M; • Xác định số nhánh đai n, đường kính cốt đai, bước đai s, As,inc , để chịu lực cắt Q; • Kiểm tra sự hình thành và phát triển của khe nứt: acrc; • Kiểm tra độ võng f. Theo kinh nghiệm, đối với cấu kiện BTCT nhịp vừa phải (L  6m) thì hầu như chỉ cần tính theo TTGH1, còn điều kiện về độ võng thì thường đạt. 16
4.4. TÍNH CẤU KIỆN CHỊU UỐN CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT THEO CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC 4.4.1. Các trường hợp đặt cốt thép Trường hợp đặt cốt đơn Trường hợp đặt cốt kép Các trường hợp đặt cốt thép 17
TỔNG QUÁT b b2 Rb Rb Cs=’sA’s Cs=’sA’s a’ A’s ’s c2 c Cb x Cb=Rbbx b1 c1 h h0 za zb As s T=sAs a T=sAs Tiết diện Biến dạng Lực Lực (đơn giản hóa) 18
4.4.2 Tính toán tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn Sơ đồ ứng suất của tiết diện có cốt đơn 19
CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN 4.4.2 Tính toán tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn a. Các giả thiết tính toán • Lấy trường hợp phá hoại thứ nhất (phá hoại dẻo) làm cơ sở tính toán. • Ứng suất trong cốt chịu kéo As đạt tới Rs • Ứng suất trong vùng bê tông chịu nén đạt tới Rb • Biểu đồ ứng suất trong miền bê tông chịu nén xem như phân bố đều • Bỏ qua sự làm việc của bê tông vùng kéo (vì đã xuất hiện vết nứt) 20