Bài giảng Bê tông cốt thép: Chương 6 - ĐH Kiến trúc TP. HCM

135

NỘI DUNG

6.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU KÉO

6.2. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KÉO ĐÚNG TÂM

6.3. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KÉO LỆCH TÂM BÉ

6.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KÉO LỆCH TÂM LỚN

136

6.5. ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU XOẮN

137

6.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU KÉO

Cấu kiện chịu kéo thường có tiết diện chữ nhật. Cốt thép ngang trong

cấu kiện chịu kéo có nhiệm vụ giữ vị trí cốt thép dọc, khoảng cách không

Kéo đúng tâm

quá 500mm.

Kéo lệch tâm

Cốt thép dọc đặt đều theo chu vi

Gồm: kéo lệch tâm lớn và kéo lệch tâm bé Cốt thép dọc nên đặt tập trung trên cạnh b. Tỉ số cốt thép min=0,05%

138

khi kéo lệch tâm lớn và min =0,06% khi kéo lệch tâm bé.

6.2. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KÉO ĐÚNG TÂM

Điều kiện tính toán:

N  Ntđ = RsAst,

– khả năng chịu lực. – diện tích tiết diện toàn bộ cốt thép dọc

N – lực kéo tính toán ; Ntđ Ast

Đặt

, với cấu kiện kéo đúng tâm nên lấy t = 0,43%.

 t

Ast 100 A

139

6.3. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KÉO LỆCH TÂM BÉ

6.3.1. Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm bé

Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm bé:



e 0

ay

M N

Với:

ya = 0,5h – a

Sơ đồ tính toán tiết diện chịu kéo lệch tâm bé

140

6.3.2. Tính toán cấu kiện chịu kéo lệch tâm bé

1. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực

Ne  [Ne]gh = RsA’sZa

Ne’  [Ne’]gh = RsAsZa

với tiết diện chữ nhật:

e

a



e 0

h  2

e

'

'

0 a e 

h  2

141

2. Bài toán tính toán cốt thép

'

;





' A s

A s

Ne R Z

Ne R Z

s

s

a

a

Công thức tính toán diện tích cốt thép A’s và As

142

Chú ý: Khi tăng giá trị N thì cả As và A’s đều tăng, khi tăng M thì As tăng và A’s giảm. Trong một đoạn cấu kiện có N là hằng số và M thay đổi thì để tính As cần dùng giá trị M lớn nhất còn để tính A’s phải lấy M nhỏ nhất.

6.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KÉO LỆCH TÂM LỚN

5,0

'





ah 

6.4.1. Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm lớn

e 0

M N

Điều kiện:

143

Sơ đồ tính toán tiết diện chịu kéo lệch tâm lớn

6.4.2. Tính toán cấu kiện chịu kéo lệch tâm lớn

1. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực





' s

s

s

Biết b, h, As, A’s. Kiểm tra tiết diện có đủ khả năng chịu cặp nội lực M, N.

x



NARAR sc bR b

Tính x: điều kiện 2a’  x  Rh0

Ne







Kiểm tra khả năng chịu lực

 Ne



gh

hbxR 0

b

ZAR sc

' s

a

x 2

  

  

Khi x > Rh0 lấy x = Rh0.

Khi x < 2a’. Kiểm tra khả năng chịu lực theo công thức

144

Ne’  [Ne’]gh = RsAsZa

2. Bài toán tính toán cốt thép

Ne





b

hbxR 0

x 2

  

Biết b, h, và nội lực M, N. Yêu cầu xác định cốt thép As, A’s. Cho x một giá trị trong khoảng 2a’  x  Rh0



' A s

   ZR sc

a





bxR b



A s

Tính A’s :

' NAR s sc R s

Khi tính được A’s > 0 thì tính As:

)

a





A s

' Ne ZR s

a

( ZeN  ZR s

a

145

Khi tính được A’s < 0 thì giảm x để tính lại. Nếu đã lấy x = 2a’ mà vẫn có A’s< 0 thì chọn A’s theo cấu tạo và tính As theo công thức:

NỘI DUNG

146

6.5. ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU XOẮN

147

Cầu thang xoắn BTCT

148

Một số trường hợp dầm chịu xoắn

6.5. ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU XOẮN

Mômen xoắn, kí hiệu Mt, là mômen tác dụng trong mặt phẳng

 Ít gặp xoắn thuần túy mà chỉ gặp xoắn cùng với uốn (M, Mx, Q).

 Khả năng chịu xoắn của cấu kiện BTCT rất kém so với chịu uốn

vuông góc với trục cấu kiện.

 Phá hoại uốn-xoắn: các vết nứt nghiêng xuất hiện ở tất cả các mặt

 dễ xuất hiện khe nứt ngay cả khi moment xoắn còn nhỏ .

của cấu kiện. Các vết nứt tạo nên tiết diện vênh gồm 3 phía chịu

149

kéo và 1 phía chịu nén. 0

6.5.1. Đặc điểm cấu tạo

a. Tiết diện

Tiết diện đặc hoặc rỗng. Thường dùng hình vuông, chữ nhật, chữ T.

Khi moment xoắn lớn thì nên tăng chiều rộng b của tiết diện.

b. Cốt thép









150

Mt  0,1 Rbhb2 Cốt dọc đặt theo chu vi tiết diện, neo chắc vào gối. Khoảng cách giữa hai cốt dọc không quá 200 mm Cốt đai khép kín. Đoạn chập đầu của cốt đai (khung buộc) không nhỏ hơn 30 đai . Đai vòng kín trong cả sườn và cánh của cấu kiện T, I

6.5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU XOẮN

 Đầu tiên, tính như cấu kiến chịu uốn  cốt dọc và cốt đai

 Tăng cốt dọc, bố trí thêm cốt dọc theo phương cạnh h.

 Giảm bước đai, tăng đường kính đai.

 Với cốt thép đã có, kiểm tra theo 2 sơ đồ : (M, Mt) và (Q, Mt).

Điều kiện về ứng suất nén chính

Điều kiện theo tiết diện vênh

Mt  0,1 Rbhb2

Mt  Mgh

151

Mgh được tính toán theo từng sơ đồ

152 152

Sơ đồ vị trí vùng nén của tiết diện vênh

6.5.1. Tính toán theo sơ đồ M, Mt

Sơ đồ M, Mt

153

6.5.1. Tính toán theo sơ đồ 1 - M, Mt

(1

x 0,5 )





h 0

R A s s

M



gh

2 )(  w   

trong đó:

;









;



  w

2

c b

b bh 

b s

R A sw sw R A s s

xác định x từ điều kiện

hạn chế w: wmin  w  wmax





' R bx R A R A s s

sc

b

s

;





2a’  x  Rh0

 w

max

min

 w

M M

u

 1,5 1  

  

1



M

5,0 M 2  w

u

C  C0=2h+b

nếu w < wmin thì cần nhân tỉ số khi tính RsAs

 w 

minw

154

155

6.5.2. Tính toán theo sơ đồ 2 - Mt , Q

(1

)

2   1 1 1

Z 1

R A 1 s s

M



gh

 w  1 q

xác định x từ điều kiện

sw

x

1  w

h s

AR sw AR 1 s s

Rbhx = RsAs1 – RscA’s1

với b0 = b – a

2a’  x  Rb0

0,5  w1  1,5 Nếu w1 < 0,5 thì giá trị RsAs1

Z





1

b 0

x 2

cần được nhân với

1w 5,0

Nếu xảy ra x < 2a’ (x < 0) lấy Z1 như sau

1

q

Qb M 2

t

max

Z

Z

;' Za











a

b

1

b 0

b 0

x 1 2

  

  

;





 1

 1

; C1  2b + h

C 1 h

h hb 2 

156

 Trường hợp đặc biệt

Khi thỏa mãn điều kiện

Mt  0,5 Qb

3

t

QQ 





Q b

sw

M b

157

thì việc tính toán theo sơ đồ 2 được thực hiện theo điều kiện

MM t 

2

6.5.3. Tính toán theo sơ đồ 3 – M, Mt

Cần tính theo sơ đồ 3 khi b bh 

Z

)

AR s s

M



gh

2 1(   w  

Kiểm tra điều kiện2a’  x  Rh0 Tính Mgh

Giá trị M trong biểu thức tính , wmin và wmax được lấy với giá trị âm.

158

Chú ý: vai trò cốt thép đã được hoán vị