Bài giảng Kết cấu bê tông (Cấu kiện cơ bản): Chương 3 - Hồ Hữu Chỉnh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kết cấu bê tông (Cấu kiện cơ bản)" Chương 3 - Nguyên lý tính toán và cấu tạo bê tông cốt thép, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Nội dung và các bước thiết kế bê tông cốt thép; Tải trọng tác dụng; Nội lực tính toán; Phương pháp tính toán bê tông cốt thép; Nguyên lý cấu tạo bê tông cốt thép. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu bê tông (Cấu kiện cơ bản): Chương 3 - Hồ Hữu Chỉnh

KẾT CẤU BÊ TÔNG (CẤU KIỆN CƠ BẢN) a' Rb A’s RscA’s x RbAb M Ab ho h As RsAs b a BOÄ MOÂN COÂNG TRÌNH GV: Hoà Höõu Chænh KHOA KYÕ THUAÄT XAÂY DÖÏNG Email: chohuu@hcmut.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 5574:2018, Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. (thay thế TCVN 5574:2012) [2] EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2: Design of Concrete Structures - Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings. BOÄ MOÂN COÂNG TRÌNH GV: Hoà Höõu Chænh KHOA KYÕ THUAÄT XAÂY DÖÏNG Email: chohuu@hcmut.edu.vn
CÁC TIÊU CHUẨN ĐỌC THÊM [1] TCVN 2737:2023, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế [2] TCVN 3118:1993, Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén [3] TCVN 1651-1:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 1: Thép thanh tròn trơn [4] TCVN 1651-2:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 2: Thép thanh vằn [5] TCVN 9346:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển [6] QCVN 02:2022/BXD, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng [7] QCVN 06:2022/BXD, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình BOÄ MOÂN COÂNG TRÌNH GV: Hoà Höõu Chænh KHOA KYÕ THUAÄT XAÂY DÖÏNG Email: chohuu@hcmut.edu.vn
Chương 3 Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT 3.1 Nội dung và các bước thiết kế BTCT 3.2 Tải trọng tác dụng 3.3 Nội lực tính toán 3.4 Phương pháp tính toán BTCT 3.5 Nguyên lý cấu tạo BTCT Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_1
3.1 Nội dung và các bước thiết kế BTCT Sản phẩm thiết kế KC = Bản vẽ + Thuyết minh - Độ bền vững công trình - Thoả mãn người sử dụng - Sử dụng vật liệu hợp lý - Thuận tiện thi công - Giá thành Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_2
Các bước thiết kế BTCT Thiết kế KC BTCT = Tính toán + Cấu tạo 1. Mô tả, giới thiệu kết cấu BTCT 2. Chọn sơ bộ kích thước và vật liệu 3. Lập sơ đồ tính toán: liên kết, nhịp… 4. Xác định các loại tải trọng tác dụng 5. Tính tổ hợp nội lực  giá trị bất lợi 6. Tính toán BTCT: TTGH 1 & 2 7. Thiết kế chi tiết  bản vẽ BTCT Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_3
3.2 Tải trọng XDDD&CN (TCVN 2737-2023) Tải thường xuyên Tải tạm thời Tải đặc biệt (tĩnh tải) (hoạt tải) A(x,t) G = const Q(x) = QL+ Qt tải trọng bản thân tải trọng người, tải do động đất, kết cấu, khối xây… tải do gió, xe,… tải do cháy, nổ… ➢ Giá trị tiêu chuẩn Gk ; Qk ; Qk,L ; Qk,t ; Wk ➢ Giá trị tính toán G ; Q ; QL ; Qt ; W ; Ad Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_4
Giá trị tiêu chuẩn và tính toán (TCVN 2737-2023) ➢ Giá trị tiêu chuẩn  tính toán trực tiếp (trọng lượng bản thân Gk , gió Wk ,…) hay tra cứu (Bảng 2 cho hoạt tải kho, Bảng 4 cho hoạt tải người trên sàn Qk , …) ➢ Giá trị tính toán  xác định bằng tích của giá trị tiêu chuẩn với hệ số độ tin cậy về tải trọng gf (tra cứu Bảng 1 cho tải thường xuyên và Bảng 3 cho tải tạm thời dài hạn; riêng với tải tạm thời ngắn hạn theo điều khoản 8.3.5 và tải trọng gió theo điều khoản 10.1.6) 1,3 → tải tạm thời ngắn hạn; 2,1 → tải gió 1,1-1,2 → tải tạm thời dài hạn TCVN 2737-2023: gf = 1,1-1,3 → tải thường xuyên TH bình thường 0,9 → : tải thường xuyên TH bất lợi Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_5
Tổ hợp tải trọng (TCVN 2737-2023) 1) Tổ hợp tải trọng cơ bản Cm gồm các tải thường xuyên Gk,i ; các tải tạm thời dài hạn QkL,j ; các tải tạm thời ngắn hạn Qkt,m 2) Tổ hợp tải trọng đặc biệt Ca gồm các tải thường xuyên Gk,i ; các tải tạm thời dài hạn QkL,j ; các tải tạm thời ngắn hạn Qkt,m và một tải trọng đặc biệt Ad Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_6
Tổ hợp tải trọng (TCVN 2737-2023) Ví dụ 1: công trình cấp C2 gồm trọng lượng kết cấu Gk,1 ; tải thiết bị cố định QkL,1 ; tải trọng người Qkt,1  Tổ hợp tải trọng cơ bản Cm1 Cm1 = 1,1Gk,1 “+” 1,051,0QkL,1 “+” 1,31,0Qkt,1 Ví dụ 2: công trình cấp C2 gồm trọng lượng kết cấu Gk,1 ; tải thiết bị cố định QkL,1 ; tải trọng người Qkt,1 (chính); tải gió Wkt,2 (phụ)  Tổ hợp cơ bản Cm2 Cm2 = 1,1Gk,1 “+” 1,051,0QkL,1 “+” 1,31,0Qkt,1 “+” 2,10,9Wkt,2 Ví dụ 3: công trình cấp C3 gồm trọng lượng kết cấu Gk,1 ; tải thiết bị cố định QkL,1 ; tải gió Wkt,1 (chính); tải trọng người Qkt,2 (phụ)  Tổ hợp cơ bản Cm3 Cm3 = 1,15(1,1Gk,1 “+” 1,051,0QkL,1 “+” 2,11,0Wkt,1“+” 1,30,9Qkt,2) Ví dụ 4: công trình cấp C3 gồm trọng lượng kết cấu Gk,1 ; tải thiết bị cố định QkL,1 ; tải trọng người Qkt,1 ; động đất Ad  Tổ hợp đặc biệt Ca4 Ca4 = (1,1Gk,1 “+” 1,051,0QkL,1 “+” 1,30,5Qkt,1) “+” Ad Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_7
3.3 Nội lực tính toán S = (M ; N ; Q) Qkt,2 Qkt,2 Qkt,1 Qkt,1 Gk Gk Các tổ hợp Hình bao S max nội lực S S min cơ bản (Bê tông 2) yt,1 = 1,0 1,3 → tải tạm thời ngắn hạn i,j,m = 1, 2… yt,2 = 0,9 yt,3 = 0,7 gf = 1,1-1,2 → tải tạm thời dài hạn yL,j  1,0 1,1-1,3 → tải thường xuyên bình thường yt,4 = 0,7 Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_8
3.4 Phương pháp tính toán BTCT PP ỨS cho phép (ASD) PP TTGH (SD hay LRFD) Mu - momen tính toán fall - ỨS cho phép Mn - momen danh nghĩa f - HS giảm sức bền - Phân tích ĐHTT để tính nội lực S - Phân tích ĐHTT để tính nội lực S - BTCT là vật liệu đàn hồi - BTCT là vật liệu đàn hồi dẻo - Chỉ sử dụng một hệ số an toàn cho - Dùng nhiều hệ số độ tin cậy (hệ số toàn bộ kết cấu an toàn) cho các tải trọng & vật liệu. Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_9
3.4.1 TTGH 1 tính BTCT  TT&KT độ bền ➢ Theo các tiết diện thẳng góc (M + N) của các tiết diện phức tạp  sử dụng mô hình biến dạng phi tuyến ➢ Theo các tiết diện thẳng góc (M + N) của các tiết diện đơn giản (chữ nhật, chữ T, chữ I…)  tính toán theo nội lực giới hạn ➢ Theo tiết diện nghiêng (Q), theo tiết diện không gian (Q + T), chịu nén cục bộ, chọc thủng  tính toán theo nội lực giới hạn ➢ Cấu kiện BTCT ngắn (M + N + Q) như công xôn ngắn và tương tự  sử dụng mô hình thanh-giàn (giàn ảo) ❑ Mô hình “giàn ảo” hữu ích trong thiết kế: ➢ Nút khung chịu mômen. ➢ Dầm cao (ln  4h). ➢ Vai cột chịu tải tập trung. ➢ Vách cứng có lỗ hổng. ➢ Đài cọc không gian. ➢ Phần đầu dầm ULT. Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_10
3.4.1 TTGH 1 tính BTCT  TT&KT độ bền theo nội lực giới hạn ➢ Không bị các lực tính toán gây ra phá hoại giòn, dẻo,… ➢ Không mất ổn định về hình dạng (KC thành mỏng) hoặc không mất ổn định vị trí (trượt, lật, đẩy nổi…) ➢ Không bị phá hoại mỏi (chịu tải trọng động) ➢ Không bị phá hoại do môi trường (xâm thực, hoả hoạn…) SS I gh (nội lực giới hạn) n q i i TCi = F ( Ab , Rb , As , Rs ...) Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_11
Các trường hợp phá hoại công trình EQU = mất cân bằng STR = phá hoại độ bền GEO = mất ổn định nền FAT = phá hoại mỏi Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_12
3.4.2 TTGH 2 tính BTCT  TT&KT nứt + BD ➢ Không có những biến dạng quá mức cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt dao động…) ➢ Không cho phép hình thành khe nứt (KC không nứt) hay mở rộng quá mức cho phép (KC cho phép nứt) (Phụ lục G STC  S II gh – TCVN 2737-2023) (Bảng 17 – TCVN 5574-2018) q i TCi = F (a, Ab , Rbn , As , Rsn ...) Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_13
3.4.2 TTGH 2 tính BTCT  TT&KT nứt + BD Phụ lục G (TCVN 2737-2023) Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_14
3.4.2 TTGH 2 tính BTCT  TT&KT nứt + BD Bảng 17 (TCVN 5574-2018) Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_15
3.5 Nguyên lý cấu tạo BTCT: TCVN 5574-2018 ➢ Chọn kích thước hình học  10.2.1 ➢ Lớp bê tông bảo vệ cốt thép  10.3.1 ➢ Khoảng thông thủy của cốt thép  10.3.2 ➢ Bố trí thép dọc (thép chịu lực)  10.3.3 ➢ Bố trí thép ngang (đai, phân bố)  10.3.4 ➢ Neo cốt thép  10.3.5 ➢ Nối cốt thép  10.3.6 Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_16
3.5.1 Chọn kích thước tiết diện  10.2.1 As Act (cấu tạo) μmin ≤ μ= → μopt ≤ μmax h h0 bh0 (chịu lực) As - Khả năng chịu lực b (b, h, m) = F - Điều kiện thi công - Tính thẩm mỹ Chiều dày bản = {6 → 7 → 8 → 9 → 10 →…} Kích thước dầm = {10 → 15 → 20 → 25 →…} Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT trang III_17