Xem mẫu
- TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC TOÂN ÑÖÙC THAÉNG
KHOA KYÕ THUAÄT COÂNG TRÌNH
----- -----
MOÂN HOÏC
KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
GIAÛNG VIEÂN: KS. Võ Thành Nam
- TRƯ NG I H C TÔN C TH NG
KHOA K THU T CÔNG TRÌNH
B MÔN C U Ư NG
K T C U BÊ TÔNG C T THÉP
1
- 6.1. Khái ni m chung
C u ki n ch u nén là c u ki n ch u tác d ng c a l c
nén N d c theo tr c c a nó.
VD: c t c a khung nhà nhi u t ng, thân vòm, tr c u ho c
các thanh ch u nén trong giàn.
Tùy theo v trí t l c trên ti t di n, c t ư c phân
thành c u ki n ch u nén úng tâm ho c l ch tâm.
C u ki n ch u nén úng tâm ch ch u m t mình l c d c t i
tâm mà không có mômen u n. Xét trên m i m t c t thì l c
nén tác d ng úng tr ng tâm c a nó. Nén úng tâm ch là
trư ng h p lý tư ng, ít g p trong th c t .
C u ki n ch u nén l ch tâm khi l c nén N t l ch so v i tr c
c a c u ki n. Lúc này ngoài l c nén, N còn gây ra u n. Nó
tương ương v i l c N t úng tâm và m t mômen u n
M=N.e
2
- 6.3. C u t o
6.3.2. V t li u
6.3.2.1. Bê tông : thư ng ch n t 20÷28 MPa
6.3.2.2. C t thép
a. C t thép d c ch : tác d ng ch u l c nén
S lư ng và lo i c t thép ư c ch n theo yêu c u
tính toán
B trí c t thép: c t thép ư c b trí i x ng v i tr c
d c c a c u ki n
Kho ng cách gi a các c t thép d c không quá 450mm
S lư ng thanh c t thép d c t i thi u trong c t tròn là 6, c t
ch nh t là 4
B trí c t thép d c quanh chu vi ti t di n
3
- 6.3. C u t o
Di n tích c t thép d ng l c và c t thép thư ng
theo chi u d c c a các c u ki n ch u nén không liên
h p nhi u nh t là:
A ps f pe
A s A ps f pu
+ ≤ 0,08 ≤ 0,30
và
A g f c′
Ag A g fy
Di n tích thép d ng l c và thép thư ng theo chi u
d c c a các c u ki n ch u nén không liên h p t i
thi u là:
Asfy A ps f pu
+ ≥ 0,135
A g f c′ A g f c′
4
- 6.3. C u t o
b. C t thép ai
Liên k t các c t thép d c, t o thành khung khi bê
tông và gi n nh cho các c t thép d c
Ngăn c n các thanh c t thép d c kh i b cong o n
Làm vi c như c t thép ch u c t c a c t
b1. C t thép ai ngang
ư ng kính nh nh t c a thanh là
10 khi c t thép d c ch là #32 ho c nh hơn
15 khi c t thép d c ch l n hơn #36
13 cho các bó thanh
5
- 6.3. C u t o
C ly gi a các c t thép ai ngang
Không vư t quá ho c kích thư c nh nh t c a b ph n
ch u nén ho c 300mm.
Khi hai ho c nhi u thanh #35 ư c bó l i, c ly này
không vư t quá ho c m t n a kích thư c nh nh t c a
b ph n ho c 150mm
u mút c a các c t thép ai ngang ư c neo v i
c t thép d c b ng cách u n 90o ho c 135o quanh
thanh c t thép d c ch ch ng l i chuy n v
ngang c a c t thép d c ch .
6
- 6.3. C u t o
Cách b trí c t thép ai ngang
7
- 6.3. C u t o
b2. C t thép ai xo n
C t ai xo n dùng cho các b ph n
ch u nén g m m t ho c nhi u c t ai
xo n liên t c t cách u b ng c t
thép có ư ng kính t i thi u là 9,5mm.
C t ai ph i ư c t sao cho t t c
các c t thép d c ch n m bên trong và
ti p xúc v i nó.
Kho ng tr ng gi a các thanh c t ai
xo n không ư c nh hơn ho c 25mm
ho c 1.33 l n kích thư c l n nh t c a
c p ph i.
8
- 6.4. Các gi thi t tính toán
Bi n d ng t i m t th i m ti t di n t l thu n v i
kho ng cách t i m ó n tr c trung hòa
Khi ch u nén, bi n d ng l n nh t c a bê tông l y
b ng 0,003
B qua s c kháng kéo c a bê tông
ng su t trong vùng bê tông ch u nén phân b theo
quy lu t hình ch nh t
9
- 6.5. Tính toán c t ng n
6.5.2. Tính toán c u ki n
6.5.2.1. Kh năng ch u l c c a c t ng n ch u nén
úng tâm
S c kháng tính toán c a c u ki n bê tông c t thép
ch u nén i x ng qua các tr c chính ph i ư c xác
nh như sau :
Pr = ϕ Pn
i v i c u ki n có c t thép ai xo n :
Pn = 0,85 [0,85 f'c (Ag - Ast) + fyAst]
i v i c u ki n có c t thép ai thư ng :
Pn = 0,8 [0,85 f'c (Ag - Ast) + fy Ast]
10
- 6.5. Tính toán c t ng n
6.5.2.2. Kh năng ch u l c c a c t ng n ch u nén l ch
tâm, ti t di n ch nh t
a. Sơ ng su t
11
- 6.5. Tính toán c t ng n
b. Các phương trình cân b ng
Phương trình cân b ng l c d c
Pn = 0,85f’ca.b + A’sf’s – Asfs
Phương trình cân b ng mômen v i tr ng tâm ti t
di n
h a h h
M n = Pn e = 0,85 f ' c ab − + As f s d s − + A' s f ' s − d ' s
2 2 2 2
Chú ý r ng, l c d c Pn không th vư t quá s c kháng
nén danh nh c a c t ch u nén úng tâm
12
- 6.5. Tính toán c t ng n
Tùy thu c vào l ch tâm e, ng su t trong c t thép
ch u nén A’s ho c ch u kéo As s t t i giá tr gi i
h n ch y f’y và fy.
C t thép ch u nén t n gi i h n ch y khi bê tông
vùng ch u nén b v , n u c u ki n b phá ho i t
vùng ch u kéo, giá tr fs s ư c thay b ng fy.
Trong trư ng h p f’s < f’y và fs < fy, ng su t th c t
trong c t thép ư c tính t sơ bi n d ng như sau
0,003(c − d ' s )
f 's = Esε 's = Es ≤ f 'y
c
0,003(d s − c)
f s = Esε s = Es ≤ fy
c
13
- 6.5. Tính toán c t ng n
c. i u ki n cư ng
Mr = ϕMn ≥ Mu
Pr = ϕPn ≥ Pu
ϕ : h s s c kháng ư c l y như sau
0,75Pn Pn
ϕ = 0,9 − 0,15 = 0,9 − 0,1125 ≥ 0,75
0,1 f 'c Ag 0,1 f 'c Ag
Pn s c kháng nén (N)
εs : bi n d ng t c t thép ch u kéo
0,003(d s − c) f y
εs = ≤
c Es
14
- 6.5. Tính toán c t ng n
d. Các bài toán
d1. Bài toán duy t m t c t :
Cho trư c kích thư c ti t di n b×h
Cho s li u v c t thép và cách b trí c t thép (cho
A’s, As, d’s, ds, Es, fy, f’y),
Cho cư ng ch u nén c a bê tông, cho giá tr t i
tr ng tác d ng Mu và Pu.
Yêu c u duy t m t c t theo TTGH cư ng .
15
- 6.5. Tính toán c t ng n
Phương pháp s d ng bi u tương tác M-P, bi u
di n các giá tr mômen và l c d c danh nh c a c u
ki n tương ng v i các trư ng h p phá ho i v i
n ∞. Các i m n m trong
l ch tâm thay it 0
bi u tương tác xem như an toàn, c u ki n kh
năng ch u l c)
Trư ng h p ch u nén úng tâm Tính Pr
Trư ng h p phá ho i cân b ng: Tính Mr và Pr
Ch n 1 vài giá tr ccb tìm mi n phá ho i nén
Trư ng h p ch u u n thu n túy: Tính Mr
V bi u tương tác M-P và so sánh
16
- 6.5. Tính toán c t ng n
Phương pháp tính g n úng
Gi thi t chi u cao tr c trung hòa c
Tính Pr và Mr
Tính l ch tâm e=Mr/Pr
So sánh l ch tâm tính toán v i l ch tâm ã
cho, n u không t ti p t c tính l i cho n khi
h it
Quá trình l p như trên cũng gi ng như vi c xác
nh bi u tương tác mômen-l c d c (bi u
tương tác M-P)
17
- 6.5. Tính toán c t ng n
d2. Bài toán thi t k m t c t
Cho
Giá tr Mu và Pu
S li u c t thép: Es, fy, f’y
S li u bê tông : f’c
Yêu c u
Ch n kích thư c m t c t
Tính và b trí c t thép d c ch u l c
18
- 6.5. Tính toán c t ng n
Trình t gi i
Tính l ch tâm e = Mr/Pr
L a ch n sơ b kích thư c c t
Pu
h Ag ≥
Khi e < thì 0,45( f ' c + f y ρ st )
2
Ast
: hàm lư ng c t thép trong c t, sơ b 1÷4%
ρ st =
Ag
Pu
N u s d ng c t ai xo n thì Ag ≥
0,55( f ' c + f y ρ st )
h
Khi e ≥ 2 thì s 0,45 trong công th c trên thay
b ng 0,3÷0,4 19
nguon tai.lieu . vn
