Bài giảng Bê tông cốt thép 1: Chương 6 - Trường ĐH Kiến trúc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Bê tông cốt thép 1 - Chương 6 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: đại cương về cấu kiện chịu nén; tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm; sự làm việc của cấu kiện chịu nén lệch tâm; tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm phẳng có tiết diện chữ nhật. 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 6 - Trường ĐH Kiến trúc

1
NỘI DUNG  ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU NÉN  TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM  SỰ LÀM VIỆC CỦA CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM  TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM PHẲNG CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 2
6.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU NÉN 6.1.1 Nén đúng tâm và nén lệch tâm Cấu kiện chịu nội lực chủ yếu là lực nén dọc trục, ngoài ra có thể có thêm mômen uốn. Phân biệt hai trường hợp Nén đúng tâm (N) Nén lệch tâm (N, M) N a) b) eo c) d) N N N M My Mx x y 3
6.1.2. Cấu tạo a. Tiết diện  Nén đúng tâm: vuông, chữ nhật, tròn, đa giác đều…  Nén lệch tâm: chữ nhật chữ T, chữ I, tròn, vành khuyên, rỗng 2 nhánh… Với tiết diện chữ nhật (hoặc vuông) cần phân biệt chiều cao và chiều rộng. Chiều cao h là cạnh trong phương mặt phẳng uốn, chiều rộng b là cạnh vuông góc với mặt phẳng uốn. Thông thường nên chọn (h/b =1.5÷3) Sơ bộ kích thước tiết diện kN A Trong đó: Rb Rb – cường độ tính toán về nén của bê tông; k – hệ số, với trường hợp nén lệnh tâm lấy k = 1.1 ÷1.5 4
 5
CHƯƠNG 6: CẤU KIỆN CHỊU NÉN Chiều dài tính toán Chiều dài tính toán lo được xác định: l L0 = l  - hệ số phụ thuộc vào liên     kết ở hai đầu cột Hệ số  ứng với các liên kết lý tưởng Với các liên kết thực tế cần Đối với cột khung nhà nhiều tầng phân tích khả năng ngăn cản có từ 3 nhịp trở lên, có liên kết cứng chuyển vị của nó để đưa về giữa dầm và cột các trường hợp gần với liên - Sàn đổ toàn khối:  = 0.7 kết lý tưởng. - Sàn lắp ghép:  = 1.0 6
CHƯƠNG 6: CẤU KIỆN CHỊU NÉN b. Cốt thép Cốt thép dọc - Cốt thép dọc chịu lực  Đường kính cốt thép:  = 12÷40,  ≥ 16 khi b ≥ 250  Khoảng hở các thanh cốt thép: to = 50 ÷ 400  Lớp bê tông bảo vệ co: lớn hơn  và 20 khi h ≥ 250 As,tot As,tot Các cách đặt cốt thép dọc chịu lực 7
CHƯƠNG 6: CẤU KIỆN CHỊU NÉN  Cốt thép dọc cột thường đặt theo chu vi tiết diện, khi lượng thép lớn có thể bố trí bên trong tiết diện.  Cột nén lệch tâm phẳng: cốt dọc chịu lực tập trung về 2 mép tiết diện vuông góc với mặt phẳng uốn, phía chịu nén nhiều là A’s, phía chịu nén ít hoặc kéo là As. Bố trí đối xứng (As=A’s) hoặc không đối xứng (AsA’s).  Hàm lượng cốt thép không nhỏ hơn hàm lượng tối thiểu:  = As/(bh0)  min ’ = As/(bh0)  min min = 0.1% khi L0/i  17 (hoặc L0/h  5 đối với tiết diện chữ nhật) min = 0.25% khi L0/i  87 (hoặc L0/h  25 đối với tiết diện chữ nhật) (nội suy tuyến tính khi 17 < L0/i < 87) Khi cốt thép dọc bố trí đều theo chu vi: t = As,tot/A  2min với As,tot là diện tích toàn bộ cốt dọc 8
CHƯƠNG 6: CẤU KIỆN CHỊU NÉN  Hàm lượng cốt thép dọc chịu lực không nên vượt quá max = 4% Theùp caáu taïo - Cốt thép dọc cấu tạo Theùp caáu taïo Đường kính:  = 12÷16 s  's  s  's b b Khi đặt cốt thép chịu lực theo cạnh b mà h > 500 thì phải đặt      cốt thép dọc cấu tạo để cho h  h  khoảng cách giữa các thanh cốt thép không vượt quá 500. 9
CHƯƠNG 6: CẤU KIỆN CHỊU NÉN Cốt đai Nhiệm vụ của cốt đai: • Giữ ổn định cho cốt dọc chịu nén; • Tạo thành khung thép, cố định vị trí các cốt dọc khi đổ bê tông; • Chống lại sự nở ngang, hạn chế co ngót của bê tông; • Chịu lực cắt. Cấu tạo cốt đai 1 Đường kính cốt thép đai: w ≥ max và 6 mm 4 Khoảng cách cốt đai: s ≤ kmin và a* trong đó: max , min - đường kính cốt thép dọc lớn nhất và bé nhất; k = 15 và a* = 500 mm Khi hàm lượng cốt dọc chịu nén > 1.5% thì k = 10 và a* = 300 mm 10
CHƯƠNG 6: CẤU KIỆN CHỊU NÉN     Một số hình thức của cốt thép đai 11
6.2. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM Tính toán độ bền tiết diện chữ nhật Thực tế đều có độ lệch tâm nhất định do sai số thi công. Với cấu kiện có tiết diện chữ nhật có độ mảnh L0/h  20, chịu nén đúng tâm hoặc chịu nén lệch tâm với e0 = M/N  h/30: N ≤ Nu =  (Rb Ab + Rsc As,tot)  Khi chỉ có tác dụng dài hạn của tải trọng Cấp cường Giá trị  khi L0/h bằng RscAs,tot độ BT 6 10 15 20 B20  B55 0.92 0.90 0.83 0.70 As,tot B60  B70 0.91 0.89 0.80 0.65 B80  B90 0.90 0.88 0.79 0.64 B100 0.89 0.87 0.78 0.63 12
 Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: xác định theo quy luật tuyến tính với  = 0.9 khi L0/h = 10 và  = 0.85 khi L0/h = 20 Bài toán tính cốt thép 13
6.3. SỰ LÀM VIỆC CỦA CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM 6.3.1. Độ lệch tâm ban đầu e0 - Với kết cấu siêu tĩnh: e0 = max(e1, ea) - Với kết cấu tĩnh định: e0 = e1 + ea N N N e1 – độ lệch tâm tĩnh học M e1 e0 M e1  N ea – độ lệch tâm ngẫu nhiên ea  {L/600 ; h/30; 10 mm} 6.3.2. Ảnh hưởng của uốn dọc Cần xét tới ảnh hưởng của uốn dọc khi độ mảnh L0/i > 14 bằng cách nhân độ lệch tâm ban đầu e0 với hệ số uốn dọc  > 1 14
Tính hệ số xét đến ảnh hưởng uốn dọc: Lực dọc tới hạn: Độ cứng cấu kiện ở TTGH độ bền: ks = 0,7 Đơn giản và an toàn: lấy L = 2 Công thức tính nhanh (gần đúng) do GS Nguyễn Đình Cống đề xuất 2,5 Eb I 0 ,2 e0  1,05 h N cr   l02 1,5 e0  h
6.3.3. Lệch tâm lớn và lệch tâm bé  Nén lệch tâm lớn: x  ξRh0 - CT vùng kéo chảy dẻo trước khi BT vùng nén bị phá hoại, tương tự cấu kiện chịu uốn - Ứng suất trong As đạt Rs, ứng suất trong BT nén đạt Rb đồng thời ứng suất trong A’s đạt Rsc  Nén lệch tâm bé: x > ξRh0 - BT vùng nén bị phá hoại khi CT trong vùng kéo (nếu có) chưa chảy dẻo  phá hoại giòn, tương tự cấu kiện nén đúng tâm - As (chịu kéo hoặc nén ít) chưa đạt cường độ tính toán, ứng suất trong BT nén đạt Rb đồng thời ứng suất trong A’s (nén nhiều) đạt Rsc 16
6.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM PHẲNG CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 6.4.1. Điều kiện cường độ (Trạng thái giới hạn I) (hoặc sAs) Ne  Rbbx(h0  0.5x) + RscA’s(h0  a’) e = e0 + 0.5(h0  a’) 17
6.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM PHẲNG CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT Phương trình cân bằng lực N = Rbbx + RsA’s  sAs  Khi ξ = x /h0 ≤ ξR s = Rs và x tính theo công thức  Khi ξ = x /h0 > ξR Rsc < s < Rs và x tính theo công thức
6.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM PHẲNG CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 6.4.2. Bài toán tính cốt thép đối xứng  Biết: Kích thước tiết diện b h; chiều dài tính toán Lo, vật liệu, nội lực tính toán (M, N) trong đó phần dài hạn là (Mdh,Ndh).  Yêu cầu: tính cốt thép As = A's  Chuẩn bị số liệu Rb, Eb , Rs, Rsc ,Es ,R Giả thiết a, a’ để tính h0 = h  a ; Za = h0 a’  Tính độ lệch tâm ban đầu e0  Hệ số uốn dọc  Cần xét ảnh hưởng của uốn dọc khi L0/i > 14 (hay L0/h > 4) Giả thiết hàm lượng cốt thép tổng t để tính Is = tbh0(0.5h  a)2
6.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM PHẲNG CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT Bài toán tính cốt thép đối xứng 2N x 1  2  h0  t s  x 1  2 e  ts   0 Rb b Rsc Z a với ts  Rs  Rsc 20