🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép Ebooks Nhóm Zalo GT.0000026010 AM MINH KÍNH GIRO TRÌNtì KET CAU BÊ TÔNG C 0T T H É P " " PHAM MINH KÍNH GIRO TRÌNH KËT CÄU BE TÔ1UG COT THÉP N H À XUÁT BÀN XÂY D l/N G HÀ NÔI-2014 LÒI NÓI DÀU Cìiào trình mon hoc K êt câu bê tông côt thép duoc biên soan theo Tiêu chuârt Xây tiimg Viët Nam hiên hành TCVN 5574-2012, dùng dé tham khào giàng day và hoc tâp elio Sinh viên ngành Xây dung. Giâo trình gôm 9 chirang, trinh bày chu yêu nhùng kiên thùc co ban, mot sô vi du mitili hoa giùp cho sinh viên näm vùng phán ly thuyêt và ùng dung tính toan duoc mot sô hô phân kêt câu bê tông côt thép trong công trinh xây dung. Ngoài ra giào trình con có thè giùp cho các càn bô dang làm công tâc xây dung tham khào khi thuc hiên chuyên dôi tù tiêu chuârt TCVN 5574-1991 sang tiêu chuân TCVN 5574-2012 hiên hành. Tâc già xin chân thành câm on TS. Lê N goc Cân - H iêu truemg Triràng D ai hoc Xây D ung Miên Tây cùng càc Thây Cô trong Kltoa X ây dung dà tao diêu kiên thuân lai và (tông gôp nliiêu y kiên qui bâu dê hoàn thiên giâo trinh; dâc biêt câm on càc Thây Cô ThS. Làmi Thi Xuân Lan, ThS. Trân Lan P huong Thâo, ThS. Thach Sôm Sô Hoâch và KS. Làm Van Anh dà giùp d ò tâc già trong quâ trinh biên soan. Trong quà trinh xuât bàn lân dâu châc chân së không thê trânh khôi thiêu sot. Tâc nia rât m ong nhân duoc nhùng nhân xét, gôp v. phê binh, dê tiêp tue chinh sùa cho giâo trinli duoc hoàn thiên han. M oi dông gôp xin giri vê: Ban biên tâp sâch K H K T - Nlià xuât bàn X ây dung - 37 Lê D ai Hành - Hà Nôi. Tâc già Pham Minh Kính 3 C h u o n g A KHÂI NIÊM VÈ BÊ TÔNG CÔT THÉP 1.1. KHÂI NIÊM - lie tông: là loai vàt lieu cô khà nâng chin nén tuang dôi tôt. nhirng khà nâng chiu kéo rât kém. - Thép: là loai vât lieu cô khà nâng chiu kéo và chju nén dêu rât tôt và tirong d u an g nliau. B ê phât huy khà nâng chju kéo. chiu nén tôt cüa côt thép dông thài khâc phuc nhuçrc diêm chiu kéo kém cüa bê tông, bâng câch dira côt thép vào trong bê tông thi khà nâng chiu lire cüa vât lieu m ai này duçrc tâng lên rât nhiéu lân so vôi bê tông. Vât lieu mai goi là bê tông côt thép. + Vôi câu kiçn bê tông côt thép chju uôn: Côt thép sè duoc dât à vùng chiu kéo dê tliam gia chju irng suât kéo, ô vùng nén bê tông sè tham gia chrn irng suât nén, câch dât thép nhir vây goi là tinli loàn dât côt thép dan. Khi irng suât nén phât sinh lân côt thép cèn ducrc tinh toân dât thêm à cà vùng chju nén dê tro lue cho bê tông goi là tinh totiii dût côt thép kép. + Voi câu kiên bê tông côt thép chju nén: Côt thép duac dât chung quanh tict diên dê tâng khà nâng chiu nén cho bê tông, tir dô cô thê giâm bôt kich thuôc net diôn. 1.2. SU LÀM VIÊC CHUNG GIÜ A BÊ TÔ N G VÀ C Ô T TH ÉP Bê tông và côt thép cô thê làm viêe chung vôi nhau duge là vi: + Khi dông cùng xong bê tông và côt thép dinh chat vôi nhau nên cô thê truyên lire cho nhau cùng chiu. + GiCra bê tông và côt thép không xây ra phàn irng hoâ hoc gây hai nhau, mà ngugc lai bê tông là lôp âo bào vê cho côt thép trânh tiêp xüc trirc tiêp vôi môi tru à n g bên ngoài. + Bê tông và côt thép cô hê sô giàn n à do nhiêt gân nhu nhau ( a s = 0,00 0 0 1 2 , côn a b = 0,000010-^0,000015). Do vây khi nhiêt dô thay dôi trong pham vi thông thircrng (duôi 100°C) sè không làm phâ hông lue dinh giùa chung. 5 1.3. PHÂN LOAI BÊ TÔNG CÓT THÉP 1.3.1. Theo phu'o'ng phàp thi công a) Bê long côt thép toàn kiw i Thi công bang cách ghép ván khuôn, läp dirng côt thép và dô bê tông ngay tai vi tri dât kêt câu dô trong công trinh theo bàn vè thiêt kê. + Uu diêm: do due liên khôi nên kêt câu cô dô cùng 1cm, chju tài trong dông tôt. + N huac diêm: ton nhiêu ván khuôn - cây chông, chiù ành huàng cùa thài tiêt. thài gian thi công kéo dài. b) Bê tông côt thép làp ghép Các phân câu kiên cùa kêt câu d uac sàn xuât tai nhà m ày hoâc dúc sân tai công triràng sau dô duçrc chuyên dên v¡ tri thiêt kê dê làp ghép thành kêt câu. + Uu diêm: cô diêu kiçn kiêm soát chât lirgng bê tông tôt, it ton ván khuôn - cây chông. it chiù ành huàng cùa thài tiêt, thài gian thi công nhanh. + Nhuac diêm: dô cimg cùa kêt câu không bang thi công dô toàn khôi, chât luçng môi nôi tùy thuôc vào nâng lue thi công, chi hiêu quà kinh tê khi sô luçmg läp ghép Ion. c) Bê tông côt thép ban läp ghép Mot sô câu kiên chê tao sàn duac câu làp vào vi tri thiêt kê rôi ghép thêm ván khuôn, dât thêm côt thép và dô bê tông phân con lai (kê câ môi nôi) thành kêt câu hoàn chinh. Bê tông côt thép bàn làp ghép khâc phuc duoc m ot sô nhuac diêm cùa hai loai trên. 1.3.2. Theo trang thài irng suât khi ché tao và sir dung a ) B ê tông eût thép th u ù n g Loai kêt câu bê tông duçrc chê tao theo cách thông thuàng chi ghép ván khuôn, dât côt thép và dô bê tông, không tao truóc trang thái ûng suât trong côt thép. b) Bê tông côt thép û n g suat tru ffe Loai kêt câu bê tông d uçc chê tao theo cách câng côt thép dê nén vùng bê tông chiù kéo (theo sa dô chju tài) nhâm triçt tiêu ûng suât kéo khi chiù tác dung tài trong. giúp triêt tiêu hoâc han chê vêt nùt cho kêt câu. 1.4. UU NHUQfC DIEM CÙA BÊ TÔNG C Ô T TH ÉP 1.4.1. U u diêm - Cô khà nâng chiù lue tôt han kêt câu gô và kêt câu gach dà. Chju tài trong rung dông và chju lùa tôt. Cô cuàng dô phât triên trong vài nàm dâu tiên. 6 - C'ó tuoi tho cao, it ton tien bao diröng và có thè tao hình thco ÿ muôn. - Co vât lieu thành pliân (xi mäng, cát, dá) tircmg dôi phô bien à moi dja phucmg. 1.4.2. N h u o c diêm - Trong lirgng ban thân cùa kêt câu lón. - Cách âm và càcli nhiêt kém, dê xuât hiên vêt nirt khi chju tài. - Thi còng phài qua nhiêu công doan (vàn khuôn, côt thép. dô bê tông) nên ton nhiêu thiri gian và chiù ành huang cùa thcri tiêt. 1.5. SO LUO C VÈ SU RA DÖI CÙA VÂT LIEU BÊ TÔNG C Ô T THÉP Vât lieu bê tông côt thép ra dôi cách nay han 160 näm. T ù näm 1849 Lambot ( Pliàp) làm chiêc thuyên bang lirai thép trát 2 bên là vùa xi mäng. Sau dó nguòi ta che tao eác ban sàn, duòng ông, bê chira niróc,... bang bê tông côt thép. Ban dâu côt thép dirac dat theo càm tinh näm à vj tri truc trung hoà trên tiêt diên. Dên khoàng näm 1880 kÿ sir Koenen (D ue) là ngircri dâu tiên kiên nghi dät côt thép à vùng bê tông chiù kéo. Sang dâu thê kÿ XX các nhà nghiên cùu bât dâu xây dung phuang pháp tính toán kêt câu bê tông côt thép. Vê sau các phuang pháp tính toán ngày càng phát triên và hoàn thiên han. Ö Viêt Nam bê tông côt thép dugc du nhâp vào tù dâu thê kÿ XX, lùc dâu dê làm câu. dâp niróc, sau dô dên xây dung nhà cùa. Hiên nay bê tông côt thép vân là vât lieu xây dung chù yêu ó nuàc ta. 1.6. CÁC T1ÊU CH U ÁN XÂY DyTVG LIÊN Q UAN DÉN CÔNG TÁC THIÉT KÉ VÀ THI CÔ N G KÉT CÁU BÊ TÔNG C Ô T TH ÉP T u yên tâp T ien chuân x â y d im g V içt N a m tâp III b ao gôm : + TCVN 2737 - 1995: Tiêu chuân tài trong và tàc dông. + TCVN 4612 - 1988: Tiêu chuân quy uôc và thê hiên bàn vè kêt câu bê tông côt thép. + TCVN 5572 - 1991: Tiêu chuân bàn vè thi công. + TCVN 6048 - 1995: Tiêu chuân kÿ hiêu côt thép. + TCVN 198 - 1997: Tiêu chuân thiêt kê bê tông côt thép nhà cao tâng. + TCVN 5898 - 1995: Tiêu chuân vê bàng thông kê thép. + TCVN 1651 - 1985: Tiêu chuân thép côt bê tông càn nông. + TCVN 1651 - 2008: Tiêu chuân thép côt bê tông (thay thê TCVN 1651 - 1985). - TCVN 9346 - 2012: Kêt câu bê tông và bê tông côt thép - Yêu câu bào vê chông an mon trong môi truông biên. 7 - TCVN 4453 - 1987: Quy pham thi công và nghiêm thu kêt câu bê tông và bê tông côt thép. - TCVN 5574 - 2012: Tiêu chuân thiêt kê Kêt câu bê tông và bê tông côt thép. 1.7. C Â U IIÔ IÔ N TAP 1. Trinh bày càc yêu tô giùp bê tông và côt thép cô thê cùng kêt hop làm viêc chung vói nhau trong mot kêt câu? 2. Côt thép làm nhiêm vu gì trong kêt câu bê tông côt thép? 3. Trinh bày iru nhiroc diêm cùa kêt câu bê tông côt thép? 4. Nêu mot sô bien phàp cô thê khâc phuc càc nhuçc diêm cùa kêt câu bê tông côt thép? Ch ifang ¿* TiNH CHAT CÖ LY CÜA VÄT LIEU 2.1. B E T Ö N G 2.1.1. C uöng do a) Cuöng dö cü a m au th ir be töng • Tlii nghiem xdc dinh ciräng dö chiu nen cüa ment thir Thucrng sü dung m äu thi nghiem dang khöi läp phirang, canh a = 15cm. düng mäy nen de nen mäu. Goi N p lä lirc nen läm mäu bi phä hoai, dien tich tiet dien mät chiu nen cüa mäu lä A = a x a . Ta cö cu ang dö chju nen cüa mäu lä: N p B, = —^ (M P a) A(2. 1) f f i n h 2. J ■ M a n h r tö n g th ir ctrrrng /ln r h jn non • Thi nghiem xd c dinh circrng dö chiu keo cüa m au thir Mäu be töng düc de läm thi nghiem keo cö tiet dien vuöng canh a = 10cm, chieu däi / = 4a. D üng m äy keo m äu den luc keo N p thi m äu bi phä hoai. Ket quä tinh dirge cuorng dö chju keo cüa m äu lä: 1 = 4a 44 H'inh 2.2: Mäu be töng tliü ciaing dö chju keo 9 b) Mac và câp dò hên cüa bê tông Dê thê hiên chât luong cùa bê tông vê mot tinh chât nào dô, tiêu chuân xây dirng Viêt Nam dura ra khâi niêm mâc và câp dô bên. • Theo T C V N 5574 - 91: Mâc bê tông hay Sô hiêu bê tông là chi tiêu dê dành già chât lirong co bàn cùa bê tông theo yêu câu cùa nguôi thiêt kê kêt câu. Tùy theo tinh chât và nhiêm vu cùa kêt câu. ngirài thiêt kê cân ghi rô quy djnh Mâc theo càc loai cuàng dô nào (Vi du: Mac theo cuàng dô chiù nén: M200. M250, M 300,...; Mâc theo cuàng dô chju kéo: K.10, K15, K.20,...; Màc theo khà näng chông thâm T4, T6, T 8 ,...). • Theo tiêu chuân TCVN 5574 - 2012: Hiên nay theo tiêu chuân TCVN 5574 - 2012 chi tiêu dânh già chât luçmg co bàn cùa bê tông duoc biêu thi bäng câp dô bên cùa bê tông. * Câp dô bên ch¡u nén: cùa bê tông duorc ki hiêu bäng chù B và con sô kèm theo tinh bäng don vj MPa dê chi cuàng dô chiù nén cùa mâu thù khôi vuông canh 15cm. có tuôi 28 ngày duoc dùc - bào duông và tiên hành thi nghiêm trong diêu kiên tiêu chuân và phài thôa màn già tri cuàng dô vài xâc suât dàm bào 95%. B = Bm (1 - l,64v) = 0,7786Bm (2.3) Bê tông côt thép có câp dô bên chju nén là: B12,5, B15, B20, B22,5, B25, B30, B35, B40, B45, B50, B55, B60. Tucmg quan giùa màc bê tông theo cuàng dô chiù nén (M ) và câp dô bên chju nén (B) cùa cùng mot loai bê tông duçc thê hiên theo công thùc: B = aß.M (2.4) Vói: a = 0.1 là hç sô quy dôi tù don vj kG /cm 2 sang MPa: ß = 0,778 là hê sô chuyên dôi tir cuàng dô trung binh Bm sang cuàng dô däc trung. * Câp dô bên chju kéo doc truc B, (thuàng goi là câp dô bên chiù kéo): dùng dê dânh giâ cuàng dô cho càc bô phân kêt câu chù yéu chiù kéo. Bê tông côt thép cô câp dô bên chju kéo là: Bt0,8, Bt 1,2, B, 1,6, B,2,0,... Câp dô bên chju kéo duoc xâc dinh dua vào cuàng dô chiù kéo doc tryc tùc thài cùa bê tông: B, = Bmt(l - l,6 4 v ) = 0,7294Bnll (2.5) Trong dó: già tri trung binh cuàng dô chiù nén (hoàc chiù kéo) tùc thài cùa bê tông duçrc tinh theo oông thúc duôi dây: b „ ( b a ) = a g i ± » A ± ^ i a g . (2.6 ) n, + n , + ... + n„ 10 ti,, n2, n„ là so lugng càc màu thù tièu chuàn có ciròng dò tuong ùng khi nén (kéo) là B |, Bi, ..., B„. v’ là he sò bièn dòng cùa cuòng dò màu thù tièu chuàn phu thuòc vào trình dò sàn xuàt bè tòng: v = 0,135 khi nén và v = 0,165 khi kéo. • Màc theo khà nàng chòng thàm: duoc ki hièu bang chù W và con só kèm theo dé chi àp suàt lón nhàt tinh theo don vi (atm) mà màu bè tòng thù chju duoc dè nuóc khòng thàm qua. Màc theo khà nàng chòng thàm duoc quy djnh cho càc kèt càu có yèu càu chòng thàm. Bè tòng cót thép có càc màc chòng thàm W2, W4, W6, W8, W10, W12. c) Càc n h à n lo unii h u ffng dèn cu ò n g do cùa bè tóng • Tliàiili phàn và càch chè tao bé tóng - Chat lirong và càp phòi cùa vàt lièu thành phàn - Ti le giù nuóc và xi màng - Chàt luomg cùa vièc tròn, dò, dàm và bào duòng bè tóng. • Theo tlìòi gian Bé tòng duoc thi còng và bào duòng trong dièu kièn bình thuóng, cuòng dò cùa nò sè tàng theo thòi gian thè hièn qua dó thj hình 2.3: - Cuòng dò cùa bé tòng theo thòi gian: duoc tinh theo còng thùc thuc nghièm cùa Xkramtaep ùng vói thòi gian t = 7 dèn 300 ngày. Hình 2.3: Dó thj thè hièn cuòng dó bé tóng theo thòi gian Btimc = 0 ,7 B 28lg t (2.7) + Khi thòi gian t con nhò cuòng dò cùa bè tòng tàng rat nhanh, nhim g sau dó chàm dàn vn d ìm g lai sau vài nàm + Khi t > 28 ngày cuòng dò cùa bè tóng có tàng nhung khòng dàng kè. Vi thè có thè xem bè tóng dat cuòng dò 100% ó tuoi 28 ngày (B28 là cuòng dò cùa bè tòng). - Theo cóng thùc cùa V ièn Nghièn cùu bé tòng My ACI tinh: t a + bt(2.8) Khi bè tóng dùng xi m àng thóng thuóng lày a = 4 và b = 0,85. 2.1.2. Ciròiig cùa bè tóng u) Cu-òng dg tièu chuàn cùa bé tóng C uòng dò chju nén tièu chuàn (Rbn) cùa bè tòng phu thuQC vào càp dò bèn chiù nén cùa bè tóng. C uòng dò chiù kéo tièu chuàn (Rbm) cùa bè tóng phu thuòc vào càp dò bèn chiù kéo cùa bè tóng. 11 Ciróng dó chju nén tiéu chuán (Rbn) cua bé tóng náng xác dinli theo cóng tlurc: —— = (0 ,7 7 -0 ,0 0 1 B ) > 0,72 (2.9) B Vi du: Bé tóng vái cáp dó bén chju nén B15 (tircmg úng vói mác M200) có cuóng do chiu nén tiéu chuán lá: R bn = (0 ,7 7 -0 ,0 0 1 x l5 ) x 15 = 11,32 lám trón Rbn = llM P a. Ciróng dó Rbn vá Rbln xem báng 6a phán Phu luc. b) Cu'ó'ng dó lililí loan cüa bé tóng • C uóng dó chju nén tinh toan cita bé tóng (Rh) + Khi tính theo trang thái giói han thú nhát (TTG H 1): R b = — Ybi (M Pa) (2.10) Y be + Khi tính theo trang thái giói han thú hai (TTGH2): R b scr= — (M Pa) (2. 11) Y be Trong dó: ybt - hé só tin cay cüa bé tóng khi nén (khi tính theo TTybc = 1,3 khi tính theo TTGH2 láy ybc = 1). • Ciróng dó chju kéo tính toan cita bé tóng (RhJ + Khi tính theo trang thái giói han thú nhát (TTGH1): Rb. = — Yb¡ (M Pa) (2.12) Yb. • Klii tính theo trang thái g iá i han thú hai (T T G H 2): R b,.ser=— (M Pa) (2.13) Yb. Trong dó: yb, - hé só tin cay cúa bé tóng khi kéo (khi tính theo TTyb, = 1,3 khi tính theo TTGH2 láy ybl = 1). Curóng dó tinh toán góc cúa bé tóng Rb vá Rb, (chua xét dén hé só ybl) tra báng 5 phu thuóc váo cáp dó bén chiu nén cúa bé tóng. yhl lá hé só diéu kién lám viéc cúa bé tóng tra báng 5a. 2.1.3. Bien dang cúa bé tñng Bien dang cúa bé tóng tirong dói phúc tap, trong khi khó cúng bé tóng có bién dang ban dáu goi lá bién dang co ngót, dirói tác dung cúa nhiét do mói triróng bé tóng bi co dan thé tích. quá trinh chiu luc phát sinh bién dang dán hói vá bién dang déo, bién dang 12 déo lai tâng theo thòi gian goi là hiên tirong tir bien làm ành hiràng xâu dên trang thài làm viêc cùa kêt câu. a) Biên (lang (lo co ngól Là hiên tugng bê tòng bj giàm thè tich khi khò cùmg trong khòng khí (do nuóc thira hòc hai và sau quà trinh thùy hóa dà xi màng bj giàm thè tich). Su co ngót làm thay dòi kich thuóc. hinh dang câu kiên và làm cho bê tòng bi nirt dân dên giàm cuòng dò và kha nàng chông thâm. Bien phàp han chê co ngót: sir dung luçmg N/X thich hap, dô và dâm bê tông düng kÿ thuât, dat thép câu tao à nhûng vi tri cân thiêt, tao mach ngùng thi công, tao khe co dân trong kêt câu. b) Bien dang do tài trçng Idc dung ngàn han Thirc hiên thi nghiêm ncn mâu bê tông, vói môi già trj cüa P së cô câp úng suât crb và biên dang £b tuong irng, ta vë dirac ducmg cong OBC, vói diêm C im g vói lúe mâu bj phá hoai, úng suât dat dên cuòng dp Ru và biên dang dat dên biên dang eue han eb . Khi già trj P con nhô thi doan OB it cong (hinh 2.4). X Hinh 2.4: Dô thi img suât và bien dang cùa bê tông chiù tài trong tàc dung ngàn hçin Nhân thây khi tàc dung lue P, mâu bi biên dang A, khi bô lue P m âu phuc hôi biên dang mot doan A, (biên dang dàn hôi) và doan không phyc hôi là A2 (biên dang déo). Tuomg úng cô biên dang dàn hôi ec| ¿2 S ' = - /và biên dang déo (du) Ta cô biên dang cùa bê tông: e h = e„, +e,pi (2.14) T ù thi nghiêm kêt luân: bê tông là vât lieu dàn hôi - déo. Hinh 2.5: Dô thi biéu dién quan hé a - E khi tâng và giàm tài trong 13 Dô thi biêu diên quan hê a - £ khi tàng và khi giàm tài trong. trong dô dircrng OB irng vôi quâ trinh tàng tài, durcmg BD ùng vcri quâ trinh giàm tài (xem hinh 2.5). Tÿ sô v = — goi là hê sô dàn hôi. e b Khi P n h ô -» a b nhô: biên dang chù yêu là biên dang dàn hôi v = l , khi P lôn -» o b tàng, biên dang d éo sp| tàng theo, hê sô v < 1. Ô giai doan phà hoai bê tông phât sinh biên dang déo là chù yêu. c) Biên dang do tài trong tdc dung dài h an - Tir biên Thi nghiêm nén mâu vcri tài trong P irng vcri diêm B (a b, £b) a rôi giü nguyên tài trong thoi 0|) gian dài, biên dang tiêp tue tâng thêm mot lirçmg E,b goi là biên dang tù biên. Vây tir biên là liiên tuçmg biên dang tâng theo thài gian nhung ùng suât không tâng. • Tâc liai cùa tù biên: làm Hinh 2.6: Dô thi biêu diên tir biên cùa bê tông tâng dô vông dôi vôi kêt câu chju uôn, làm tàng mùc dô uôn doc dôi vôi kêt câu chiu nén doc truc. d) Môdun dàn hôi cùa bê tông Môdun dàn hôi cùa bê tông phu thuôc vào câp dô bên và loai bê tông. - Môdun dàn hôi ban dâu cùa bê tông là: Eb = — = tg a (). Eh - Mô dun dàn hôi - déo cùa bê tông là: Eb = — = tg a. eb Khi chiu kéo môdun dàn hôi cùa bê tông giông nhu khi chiu nén. - Môdun chông cât cùa bê tông: Gb = 0,4Eb (2.15) 2.2. CÔT THÉP 2.2.1. Câc loai thép dùng làm côt thép a) Theo thành phân hôa hoc Côt thép dùng trong xây dung là loai thép carbon thâp (hàm lirong carbon chiêm tù 3%i,-â-5%„)và thép hçrp kim thâp (ngoài carbon, thép côn cô mot lirong nhô câc 14 ngLiycn tô khâc nhir Cr. Ti. S i,... nhâm nâng cao circrng dô và cài thiên mot sô tinh chât ciia thop). b) Théo phwcrng phdp cité tao - I hép càn nông: là thép dircrc chê tao bâng càch nung chày pliôi thép, rôi cân qua khuôn. Thiràng loai thép ducmg kinh d > 10 cô dang thanh dài / = 11,7m, khi d < 10 cô dang euôn tron nâng < 500kG. - Thép gia công nguôi: dirçrc chê tao bâng câch kéo côt thép vôi üng suât vuçrt quâ gioi han chày, nhâm tâng ciràng dô và giàm biên dang. Vôi côt thép cô d = 3n-8mm thiràng dirçrc kéo chuôt qua khuôn cô duông kinh nhô dân dé nâng cao cuong dô. - Thép gia công nhiçt: nung thép dên nhiêt dô 950°C trong khoàng mot phüt và tôi nhanh vào nuôc hoâc dâu, sau dô nung lai dên 400°C rôi làm nguôi tù tir dê giù cho thcp cô dô déo cân thiêt. c) Théo hinh dang - Thép thanh trôn tron, thanh cô gân bên ngoài dê tâng khà nâng dinh bâm cùa thép vào bê tông. - Thép dinh hinh dang chù I, L, U ,... 2.2.2. Mot sô tinh chât cüa côt thép a) Tinh chût c a hoc - Khi chju kéo moi loai côt thép dêu trài qua giai doan dàn hôi, giai doan biên dang déo và giai doan bên. Giôi han dàn hôi (o w) lây bâng img suât à cuôi giai doan dàn hôi, gioi han chày (cry) lây bâng ùng buâl ù dâu gia i duan clia y , g iô i hall ben (o ^ ) lây bâng img suât Ion nhât mà mâu thù chiu duoc truôc khi bi kéo dirt. - Thép cuômg dô cao không cô giôi han dàn hôi và giôi han chày rô ràng. - Thép circrng dô thâp cô vùng biên dang déo lern. b) Cuv'ng dô cûa côt thép • C i/ong dô tiëu chuân: Hinh 2.7: Câc clçing Ihép gân (thép thanh vân) Diroc lây bâng giôi han chày cüa câc mâu thir vôi xâc suât bào dàm > 95%. R sn = o ™ ( l - S x v ) (M P a) (2.16) 15 VcVi: a "' : giá tri trung binh giói han chây cùa các mâu thù; v: hê sô bien dông cùa côt thép v = ,05-^0,08; S = 1,64 úng vói xàc suât bào dâm > 95%. • Citàng dô tính toán: * Ciràng dô chiu kéo tính toán: - Khi tính theo trang thái giói han thú nhât: = YsA ïï. ( M Pa) (2.17) Ys - Khi tính theo trang thái giói han thú hai: R sscr= — (M Pa) (2.18) Ys Trong dó: ysl: hê sô diêu kiên làm viêc cùa côt thép. xem bang 23, 24, 25 và 26 trong Tiêu chuân TCVN 5574 - 2012; ys: hê sô dô tin cây cùa côt thép. tra bàng sau: Tên nhôm thépHê sô ys khi xét tính theo THGH TTGHI TTGH2 Nhôm thép CI, AI, nhóm thép Cil và Ail 1,05 1,00 Nlióm thép CIII và A111 d = 6 & 8 1,10 1,00 cô dirông kinh d tir: Q.Il -i o1,07 1,00 S Nhóm thép CIV và AIV 1,15 1,00 - C uông dô tính toán gôc là giá tri cuông dô tính toán cùa côt thép khi chua kê dênhê sô ysl. C uông dô chiu kéo tính toán gôc Rs và cuông dô chiu nén tính toán gôc Rsc tra bàng 6 phân Phu lue. c) Tính hàn dupe Tính hàn dupe thê hiên qua liên kêt chàc chân khi hàn nôi thép và môi hàn không cô vêt nùt. không khuyêt tât. Tính hàn duçrc phu thuôc vào thành phân và cách chê tao thép, các loai thép cô tính hàn duoc tôt nhu thép cán nông carbon thâp và hop kim thâp. Không dùng liên kêt hàn dôi vói thép gia công nguôi và gia công nhiêt. 2.2.3. Phân nhôm côt thép a) Pliân nhôm theo tiêu chuân Viçt Nam • Phân nhôm thép theo tiêu chuân TCVN 1651-1985: Dira theo tinh chât co hoc phân thép thanh cán nóng thành 4 nhôm: 16 - Nhóm Cl: tiêt dièn tròn tran, có cuóng dò tính toan gôc Rs = Rsc = 225MPa, dò hàn. - Nhóm C II: tiòt dièn tròn có gân xuôi mot chiêu, cuóng do tinh toàn gòc R, - R,t = 280MPa, de hàn. - Nhóm CHI: tròn có gân ngirac kièu xuang cà. khó hàn. có cuóng dò tinh toàn gòc R, = R ,,= 365M Pa(khi O >10) và Rs = Rs,= 355M Pa (khi O < 10). - Nhóm C1V: tròn có gân ngirgc (hoâc gân vuóng góc), cuóng dò Rs = 510MPa và R„ = 450MPa. khóng hàn duge bang ho quang. Nhóm thép CI chi nén dùng trong lirói buóc cùa kêt càu bàn (dale sàn), làm cót dai và cót thép doc càu tao. Nhóm CII và CHI nén uu tién dùng làm thép doc chju lue trong càc két câu dang dâm và cót. Thép ngoai nhàp tú càc nuóc trong hói dóng tuang tra kinh té Châu Au gòni càc nhóm AI. A ll, AHI. AIV tuang duang vói càc nhóm CI, CII. CIII, CIV. • ¡‘Ikìii logi thép theo tiêu chuân TCVN 1651-2008: Tiêu chuân TCVN 1651 -2008: Thép cót bè tóng góm ba phàn. T rong dó: - Phàn 1 : TCVN 1651-1-2008: Thép thanh tròn tran, thay thè elio TCVN 1651-1985. Thép thanh tròn tran có mac CB240T, CB300T (CB: viét tat cót bé tóng; 240 và 300 chi giói han chày trèn cùa thép dan v¡ MPa; T: vièt tät cho thép thanh tròn tran). - Phàn 2: TCVN 1651-2-2008: Thép thanh vàn, thay thè cho TCVN 6285-1997. Thép thanh có gân góm càc mác thép CB300-V, CB400-V, CB500-V (CB: viét tat cót bè tóng; 300, 400 và 300 chi giói han chày trèn cùa thép dan vj MPa; V: viét tät cho thép thanh tròn có gân). - Phàn 3: TCVN 1651-3-2008: Luói thép hàn. T h eo tiêu chuân thiêt kc ket càu bc tó n g cót thep T C V N 5 5 7 4 2 0 1 2 : khi tinh toàn cót thép vàn phàn nhóm thép theo tiêu chuân TCVN 1651-1985. 2.3. B ÊT Ô N G CÓT THÉP 2.3.1. Luc dinh giùa bè tóng và cót thép Lire dinh là nhàn tó ca bàn bào dàm su làm vièc chung giùa bè tóng và cót thép, nhà lue dinh giùp cho cót thép và bè tóng cùng bièn dang và cùng truyèn lue qua lai cho nliau. Càc liliali là tao nén lire dinh - Khi khó cùng bè tóng co ngót sè óm chat lày cót thép làm täng lue dinh giùa bè tóng và cót thép. - Do cliât keo xi mäng có tàc dung nhu mót thù ho dán cót thép vào bè tóng. 17 - Do bê mât côt thép sân sùi (dôi vói thép cô gân) giùp cho phân bê tông nâm dirai càc gân sè chông lai sir trugt cùa côt thép. Luc dinh phân bô không dêu trên chu vi doan côt thép neo vào trong bê tông và dirgc xâc dinh theo công thirc: Luc dinh 1cm nhât: Luc dinh trung binh: N CJ7td/ N ndl (2.19) (2 .20) N: lire kéo (nén) Ion nhât làm côt thép tuôt khôi khôi bê tông; d, I: duàng kinh và phân chiêu dài thanh thép dât trong khôi bê tông; T3 : hê sô hoàn chinh biêu dô lire dinh tuÿ thuôc vào loai côt thép và bê tông. t t t t t t ____ t t \’N -Tmax Hinh 2.8: Thi nghiêm lire dinh giira bê tông và côt thép 2.3.2. Sur làm viçc chung giira bê tông và côt thép a) U'ng suât ban dâu do bê tông co ngôt Khi dông cûng bê tông co ngôt, côt thép nâm trong bê tông së càn lai sir co dó. Kêt qua cól lliép b¡ be long ép vùo và lig u le lai bc tông bi côt thép dây nguac ra tao nen úng suât kéo trong bê tông, nêu úng suât kéo vugt quá giói han ch¡u kéo cùa bê tông, sê làm cho bê tông bi ran nút do co ngôt ban dâu. b) Su-phân p h o i lai úng suât do tir bien Tir biên là hiên tuong tài trong không täng nhimg biên dang täng theo theri gian. Khi kêt eâu bê tông côt thép chju tài trong tàc dung lâu dài bê tông së bj tir biên, côt thép sè càn trà sir tùr biên cùa bê tông, kêt quà làm cho úng suât trong côt thép täng lên và úng suât trong bê tông giàm xuông, dô là hiên tugng phân phôi lai úng suât mot càeh cô lgi trong kêt eâu bê tông côt thép. 2.3.3. Su- hir hông cùa BTCT do tàc dyng cùa môi trirô'ng Quâ trinh sù dung theo thôi gian kêt eâu bê tông côt thép cô thê b| hu hông do càc tàc dung co hoc (sir bào mòn cùa nuóc m ua, dông eh ày ,...), sinh hoc (rong rêu, hà,...). 18 hoá hoc (acid, m u ò i....). Do dó viêc báo vê và chônggi sét cho côt thép là yêu câu cân thiêt mà nguài thiêt kê kêt câu phài quan tâm dên, nhât là khi kêt câu làm viçc trong moi triròng bj xâm thirc và cô dô âm lán. Mût sô bien phap phông ngùra: + Câc côt lieu phài duçrc rüra sach, dùng nuôc sach dê trôn bê tông. + Làm sach bê mat côt thép. + Thiêt kê láp bê tông bâo vê dùng quy djnh và bào dâm chièu dày láp bê tông bào vê khi thi công. + Dô và dâm bê tông dùng kÿ thuât. 2.4. CÂU HÔI ÔN TÀP 1. Khài niêm Mâc, Câp dô bên dê biêu thj vân dê gì cùa bê tông? 2. Trinh bày câc nhân tô ânh huàng dên ciràng dô cùa bê tông? 3. Phân biêt cucmg dô tiêu chuân, cuàng dô tinh toân cùa bê tông và cùa côt thép? 4. Càc nhân tô tao nên lire dinh giùa bê tông và côt thép. Dê dàm bào lue dinh bàm tôt khi thiêt kê và thi công kêt câu bê tông côt thép cân phài chù y nhûng gì? 19 C h iro n g .3 NGUYÊN LY TÎNH TOÂN THIÉT KÉ KÉT CÂU BÊ TÔNG CÓT THÉP 3.1. KHÂI N1ÊM Bât kÿ không gian và hinh khôi kiên trùc nào cüng dêu duoc hình thành tir mot hê kêt câu. Phuong an kêt câu không nhùng dâp ûng tôt câc yêu câu chju lire mà con phài phù hop ytri không gian và hinh khôi kiên truc. Vi vây khi tinh toân thiêt kê kêt câu cân quan tâm: - Chon sa dô tinh phài rô ràng, phân ânh düng sir làm viêc thirc tê cüa kêt câu. - Phuong ân kêt câu phài phù hop vói khà nâng thiêt bj kÿ thuât cho phép. - Vât lieu làm kêt câu phài dira vào diêu kiên thirc tê cho phép và phù hop vói yêu câu cua công trînh. - Kêt câu phài dirpc tinh toân vói moi tài trong và tac dông có thê xày ra, cân tinh toân eu thê cho tùng giai doan: chê tao, vân chuyên, câu lâp, su dung và sùa chùa. - Phirang ân kêt câu bào dàm thi công thuân loi, già thành phù hop. 3.2. NQ1 DUNG TINH TOÂN TH IÉT KÉ KÉT CÂU BÊ TÔNG CÓT THÉP Nôi dung cùa viêc tinh toân thiêt kê kêt câu bao gôm: chon sa dô tinh hap li, chon sa bô kich thuàc câc bô phân cô liên quan (chon chiêu dày bàn. kich thuoc tiêt diên dâm. cô t,...), chon vât lieu (câp dô bên cüa bê tông và nhôm thép), xâc djnh câc tai trong, giài nói lire cho tùng truông hçrp tài và tô hop nôi lire, tinh toân lupng côt thép và vë bàn vë bô tri thép, câu tao thép (dira theo quy chuân xây dung quy djnh) lâp thành bô hô sa dây dù chi tiêt dê thi công. 3.3. TÂI TRO NG VÀ TÂC DQNG Dê xâc djnh tài trong và tâc dông vào kêt câu, khi tinh toân thiêt kê phài dira vào Tiêu chuân tài trong và tâc dông TCVN 2737-1995, trong dô tài trong và tâc dông ducrc phân nhu sau: 3.3.1. Phân theo tinh chât a) Tài trong th u ân g xuyên (tinh tài) Là câc tài trong cô tâc dung hâu nhu không thay dôi vê phucmg chiêu, tri sô, diêm dât trong suôt quâ trînh sù dung kêt câu: nhu trong luçmg bàn thân kêt câu, vâch ngân cô dinh.... 20 h) Tái trçng tant thcfi (hoat ttii) Là càc tài trong có thè hi thay dôi vê diêm dât. phuang chièu. trj sô trong suôt qua tritili sir dung kêt câu nhir: bàn gilè, vât dung, ngiròi di lai, tái trong g ió .... c) Tài trong d(ic bièt Tluròng it khi xày ra nhir: âm vang cùa tiêng nò, dông dât, tuyêt rai,... 3.3.2. Phân thco phiro'ng tac dung a) Tái trong dùng Là loai tài có tác dung theo phuang thâng dirng nhir trong lirçmg bàn thân kêt câu, nguài sir dung, dô dac, xe cô. h) Tái trong ngang Là loai tái có tác dung theo phirang näm ngang nhu gió, lire hàm cùa x e,... 3.3.3. Phân theo thói gian tác dung a) Tái trçng tác dung dài han [Bao góm tái trong thircrng xuyên và tái trong tam thói dài han (trong lugng thiét bi gün cô dinh, vât dung và bàn ghê trên sàn,...). b) Tai trçng tác dung ngân lian Là càc tài trong tam theri tác dung ngän han nhu gió, nguài di lai, xe c ó ,... 3.3.4. Phân theo trj so a) Tri sô tiêu chuân cùa tài trçng (goi tat là tài trong tiêu chuân) Duoc quy djnli ùng vOri dièu kiên sù dung blnh tliuùng, láy bàng càc già tri ihuùng gâp trong thirc tê qua kêt quà thông kê sän lâp thành bàng (xem bàng 7 và bàng 8 phân Phu lue). h) Tri sô tinh toán (goi tat là tài trong tính toán) Dirgc lây bàng tài trong tiêu chuân nhân vói hê sô dô tin cây n (hê sô virçrt tài n). Hè sô dô tin cây là hê sô xét dên nhùng tinh huông bât ngà, dôt xuât khách quan mà trong quà trinh tính toân nguài thiêt kê chua luàng truàc duac. - Dôi vói thép n = 1,05. Vói bêtông côt thép, gach, dà, gô n = 1,1. - Dôi vói lap vùa trát, láng thuc hiên tai công truóng: n = 1,3. - Dât nguyên thô: n = 1,1. Dât dàp: n = 1,15. - Khi tinh kiêm tra vê ôn dinh, lât, trugt: n = 0,90. - Khi hoat tài tiêu chuân pc< 2kN /m 2 lây np= l,3 và khi pc > 2kN /m 2 lây np= l,2. 21 3.3.5. Các loai tac dóng Gòni tác dông do sir thay dó¡ cúa nhiét do, tác dông gáy ra do ncn móng lún không déu. 3.4. PHU'ONG PHÁP TÍNH TOAN KÊT CÁU BÊ TÔNG CÓT THÉP 3.4.1. Phuong pháp tính theo úng suât cho phép l’hirang pháp tính kct cáu theo úng suât cho phép xem bê tóng cót thép là vât lieu dan hói. sú dung các cóng thúrc cúa Súc bên vât lieu dé tính. Dieu kiên dám bao cho kêt câu làm vièc diroc an toàn là: cr<[ 7.5m: f2h = ( 1/250)L. - Sàn cô suàn và eâu thang: nhip L < 5m: fgh = ( 1/200)L. nhjp 5m < L < 10m: fgh = 2,5cm. nhjp L > 10m: fgh = (1/400)L. - Dâm console cô dô vuan là L |, lây L = 2L| dê tinh fgh theo quy dinh trên. IJ'u diêm cúa phuang phâp tinh theo T l'GH là: dàp úng duçrc câc yêu eâu vê chm lue và sir dung cho kêt eâu; dà xét dên biên dang déo cúa bê tông và côt thép; dà xét dên hê sô dô tin cây cúa tài trong (n), hê sô ành huóng eùa chât luçmg vât lieu (yh„ y j. 3.5. NGUYÊN LŸ VÈ CÀU TAO BÊ TÔ N G CÔT TH ÉP 3.5.1. Yêu eâu vê hinh dang và kích thuôe eâu kiên Viêe chon hinh dang và kích thuôc tiêt diên cho câc bô phân kêt eâu ngoài yêu eâu dam bao kha nâng chju lue. dô ôn djnh và dô cúng. con phài quan tâm dên thâm mÿ (su 23 hai hòa vê ti lë, vê hinh dâng,...) và dieu kiên thi eông (thuân tien cho viêe dât thép, dô và dâm bê tông, diên hinh hôa dugc vân khuôn,...). 3.5.2. Khung côt thép và lirói côt thép Côt thép dât vào trong bê tông không dugc dê rài tùng thanh mà phai lien kêt chüng lai thành khung (trong dâm. côt) hoâc thành luói (trong bàn, tâm m ông,...). Khung và luói thép cô thê duae liên kêt bâng câch buôc hoâc hàn. Côt dai m m Cô't d IO). - Hàn dói dàu: dùng dè nói dài càc thanh thép có chènh lèch giùa 2 loai duòng kinh tliép càn nói < 15%. - Hàn có 2 thanh kep: néu hàn'cà 4 dtròng hàn ó 2 bèn: /h > 4d. Nèu chi hàn 2 duòng hàn ó 1 bèn: /h > 8d. - I làn ghép chóng: phài uón vàt dàu cót thép dè cho truc 2 thanh thép khi nói dirgc thàng hàng. N èu hàn cà 2 ben: /h > 5d, néu hàn 1 bèn: /h > lOd. C Jd i |d2 = 0,85d U - 4 8 Lfì= 4d 8 l, = 8d Hình 3.3: Mài nói hàn 3.5.5. Neo cot thép Dè phàt huy hèt khà nàng chiù lire tai dàu mut cót thép doc càn dupc neo chàc vào bè tóng. Khi neo càc cót thép tròn trcm trong khung hoàc luói buóc dèu phài uón móc càu ó dàu thép. Rièng dói vói cót thép có gàn và cót thép tròn tran trong khung hoàc lirói hàn dàu mut cùa cót thép khóng càn uón móc càu. Càc thanh cót thép doc chiù lire càn phài kéo dài thèm qua khòi tièt dièn xét tinh thép mót doan > /an, nhàm giùp cho cót thép khóng bi kéo tuót truóc khi bj kéo durt. C hièu dài doan neo xàc dinh theo cóng thurc sau: / - =Rs A ^an D ai (3.6) vói già trj /an tinh ra khóng nhó hcrn l an = X .^d, và khóng nhó han /m,n (tra bàng sau). 25 Bäng tra các hê sô và xác djnh chièu dài Hê sô Wan và Xan Diêu kiên làm viêc cùa côt thép Nco côt thép chiù kéo trong vùng Côt thép cô gà Côt thép trôn trem Wa„ ^-an Cl)a n Hç sô Aati /min (mm) kéo cua bê tông.0,7 20 1,2 20 1 I 250 Nco côt thép chju kéo hoâc chju nen trong vùng nén cùa bê tông. 0,5 12 0,8 15 8 200 Môi nói buôc (nôi chông) dàt trong vùng kéo cùa bê tông.0,9 20 1,55 20 11 250 Môi nôi buôc (nôi chông) dât trong vùng nén cùa bê tông. 0,65 15 1,0 15 8 200 3.5.6. Lóp bê tông bâo vê côt thép (a0) Côt thép cân cô mot lóp bê tông bào vê dê tránh tièp xùc trurc tiêp và chiù tác dông cùa môi truòng bên ngoài, dông thôi bào dàm cho chung quanh côt thép cô mot lóp bê tông tôi thiêu dû dê hinh thành lue dinh. Trong moi truòng hop lap bê tông bào vê a,,pliai >ctiràng kinh cól thép và dông th à ip h à i làn hart hoäc bàng các quy djnh sau: a) Dui vói côt doc cliju lue + a„ > 1 Omm ( 15mm) dòi vói bán và tâm tuòng cô chiêu dày < 100mm. + a„ > 15mm (20mm) dôi vói bán và tâm tuòng cô chiêu dày > 100mm, dôi vói dâm cô chiêu cao tiêt diên < 250mm. + a„ > 20mm (25mm) dôi vói côt và vói dâm cô chiêu cao tiêt diên > ^SOrnm + a(l > 30mm dôi vói dâm móng và mông lâp ghép. + a(, > 35mm dôi vói mông dô tai chô cô câu tao lóp bê tông lot mông. + a,, > 70mm dôi vói mông dô tai chô mà không có lóp bê tông lot mông. b) Dôi vài côt dai, côt thép dçc câu tao và côt thép phân hô + a„ > 10mm ( 15mm) khi chiêu cao tiêt diên h < 250mm. + a„ > 15mm (20mm) khi chiêu cao tiêt diên h > 250mm. Ghi chic, các già trj trong ngoâc (...) àp dung cho kêt câu ngoài tròi hoäc nhùng noi âm uót. Dôi vói kêt câu trong vùng chju ánh huông cùa môi truòng biên. chiêu dày lóp bc tông bâo vê lây theo quy djnh cùa tiêu chuân hiên hành TCVN 9346-2012. Trong thuc tê khi thiêt kê kêt câu thuàng chon chiêu dày lóp bê tông bào vê cua côt thép doc chju lue trong dâm và trong côt là ao = 25mm. 26 f r f t ,í 5 ° - Dmax + 10 i DAM Hình 3.5: Khoàng cách giva 2 còl thép và lap bê tòng bào vé 3.5.7. Khoäng cách tôi thiêu giüa các thanh cot thép (kÿ hiçu t) Klioáng cách thông thùy giCra 2 côt thép doc dât kê nhau (theo chiêu cao và chiêu rông cùa tiêt diên) phài dû rông dé khi dô. dâm bê tông duoc thuân tien và tao cho chung quanh môi côt thép cô mot lap bê tông tôi thiêu du dê hinh thành lire dinh. Trong moi triràng hçrp I âêu phài > diròng kinh cùa côt thép và t phài > các tri sô theu quy dinh sait: * Kêt câu cô côt thép dçc dût nam ngang hay dçit ngliiêng khi dô bê tông (dâm sàn, cou iliaiig. côl bê lôngdùc sàn,...). + Dèi vói 2 lóp thép phia dirai cùng: t > 25mm và phài > Dnux + 5mm. + Dôi vói láp thú 3 tir dirai lên: t > 50mm. + Dôi vói láp thép phia mât trên: t > 30mm và phài > Dmax + 10mm. Dmax là diràng kinh lán nhât cùa hat côt lieu lón (dà dâm, soi). * Kêt câu cô côt thép dçc dçtt düng khi dô bê tông (côt,...) Quy dinh: t > 50mm (khi kiêm soàt tôt diêu kiên dâm bêtông cô thé lây t = 35mm), dông ihai khoáng cách giùa 2 truc cùa côt thép doc phài < 400mm. * Kêt câu Bàn Quy djnh dôi vói côt thép doc chju lire: 70mm < t < 200mm. Côt thép phân bô 20mm < t < 300mm. 27 * Yen câu chung khi bô tri còl thép Côt thép phài dât dúng v¡ tri; bào dàm chiéu dày lap bê tông bào vê; khoàng cách lot lòng giùa hai côt thép; tuân thù quy djnh vê neo, nói và uôn côt thép. 3.6. CÂU H Ô I ÔN TAP 1. Trinh bày cách phân loai tài trong theo tinh chât, theo thài gian tâc dung và theo tri sô? 2. Khài niêm vê trang thài giói han, cô mây nhóm trang thài giói han? 3. Trinh bày càc quy djnh và tâc dung cûa viçc neo côt thép? 4. Xàc dinh v¡ tri nôi côt thép doc chiù lue trong dâm don và dâm liên tue? 5. Trinh bày tâc dung và càc quy djnh dôi vói lóp bê tông bào vê côt thép? 6. Trinh bày tâc dung và càc quy djnh dôi vói khoàng eàch (t) giùa hai côt thép doc? 28 C huong T 1 T IN H T O A N C A U K IE N C H jU U Ö N T H E O T R A N G T H A l G IÖ I H A N I (T H E O D IE U K IE N C U Ö N G D Q ) Trong cöng trinh xäy dung cäu kien chju uön thucmg gäp lä he däm. bän sän cäc täng lau. sän mäi, bän thang, lanh tö, 6 väng, täm dan,... Dua theo hinh dang chia cäu kien chju uön thänh 2 loai lä: Bän vä Däm. - Han lä loai cäu kien cö chieu däy khä nhö so vöi chieu rpng vä chieu däi. - Däm lä loai cäu kien cö kich thuöc tiet dien ngang nhö so vöi chieu däi. Hinh 4.1: Cäu kiqn dang Bän vä Däm 4.1. S il LÄM VIEC ClIA DÄM KH1 CHJU UÖN PHÄNG Xct däm don giän chju täi trong q, khi q cön nhö däm nguyen ven, cho q täng dän däm bat däu xuät hien cäc vet nüt, tiep tue täng q vet nüt mö rpng dän dän den däm bj phä hoai: hoäc theo vet nül thäng göc, hoäc theo vet nüt nghieng, hay tren cä hai vet nut: - \'et nirt thäng göc vöi truc däm xuät hien ö vüng chju keo tai khu vue cö momen nöi lire Ion. vi väy phäi tinh toän dät cöt thep doc chju momen uön de tränh xäy ra phä hoai theo vet nüt thäng göc (tinh toän tren tiet dien thäng göc). - Vet nirt nghieng vöi truc däm xuät hien ö khu vue gän göi tua noi cö lue cät lön, do väy cän tinh dät cöt thep ngang chiu lire cät de tränh xäy ra phä hoai theo vet nut nghieng (tinh toän theo tiet dien nghieng). 29 n i i i t i i i i i i i i i q N i m T m w Hinh 4.2: Suläm vi?c cüa däm khi chiu uön 4.2. MOT SÖ QUY D|NH KHI T H ltT KE DÄM 4.2.1. Hinh dang vä kich thuöc tiet difn dam Cäu kien dang däm thircmg dupc thiet ke cö tiet dien chü nhät, chCr T, chCr I. Vai däm tiet dien chCr nhät, chon so bö kich thudc tiet dien theo quy dinh sau: + Däm chinh 1 nhip: h = (1/8 -5- 1/12)L vä h cö the giäm cön (1/15)L döi vdi däm chinh nhieu nhjp (L lä nhip cüa däm chinh). + Däm phu I nhip: h = (1/10 + 1/15)L vä h cö the giäm cön (1/20)L döi däm phy nhieu nhip (L lä nhjp cüa däm phy). + Däm console: h = (1/5 -5- l/8)L , vai L| lä dp vuan ra cüa console. + Be rqng cüa tiet di?n däm: chpn b = (1/3 2/3 )h. Chü y chpn b l rpng dam phäi nhö hon hoäc bäng bS röng tiet dien cpt. V i|c chpn kich thuöc tiet dien phäi bäo däm cho ket cäu thöa man dieu kien ve dp ben, dp cüng, däm bäo ve my quan vä tiet dien dü röng de dät cot thep thöa man khoäng cäch t. Kich thuöc tiet di?n chpn dugc läm trön thänh bpi so cüa 50mm. 4.2.2. Cot thep trong dam Cö 2 loai lä cot thep doc vä cöt thep ngang. a) Cot thep dpc Göm 2 loai: 30 • Côt thép doc chiù lue: D uoc tinh toân và dût à vùng chju kéo trên tiêt diên dâm, dè chiù ùng suât kéo do momen uôn gây ra: goi là dât còt thép don (khi dâm chju tài lóri thép doc con diroc tinh dât ó cà vùng nén dê cùng bê tông chiù ùng suât nén, goi là tinh toân dât còt thép kép). + D uòng kinh thép doc 4> = (10-^30), thuòng thiét ké (j) = (12 -*• 25). + Trong mot câu kiên nên chon 1 loai nhóm thép (nhóm CII hoäc CHI) không nên chon quâ nhièu loai duòng kinh cót thép (< 3 loai), cho phép chénh léch giùa duòng kinh cót thép lón nhât và nhò nhât là: A(J> = m;n < 6 m m . + Trên tiêt diên ngang cùa dâm, côt thép phài dât dôi xùng qua mât phâng tài trong, tùy theo sô luçmg côt thép có thè bô tri thành 1 lóp ( 1 hàng) hay 2 -h 3 lôp, nhimg phài bào dam khoàng câch (t) theo quy djnh. Khi bê rông cùa tiêt diên dâm b > 150 phài cô it nhât hai côt thép doc kéo neo vào gôi tua. Thuòng sô luçmg côt thép doc chiù lue duoc kéo neo vào gôi tua biên > 60% As, neo vào gôi tua giùa > 40% As. • Côt thép doc thi công: tùy theo vai trò cùa côt thép mà cô tên goi nhu sau: * Côt doc câu tao: duoc dàt ò vùng chiù nén trên tiêt diên, cô tâc dung cùng vói côt dç)c chju lue g iù vi tri côt dai và tao thành bô khung côt thép, dông thoi chju câc ùng suât do bê tông co ngôt và do nhiêt dô. T huòng chon duòng kinh = 10 h- 12 . * Côt thép phu: duoc dât thêm vào giùa chiêu cao cùa tiêt diên khi dâm cô chiêu cao tiêt diên h > 700 (thuòng duoc dât thêm khi khoàng câch thông thùy giùa 2 côt thép doc à vùng kéo và vùng nén > 50cm) cô tâc dung dê giù cho khung côt thép không bi mât ôn djnh khi dô bê tông và chiù câc ùmg suât do bêtông co ngôt và do nhiêt dô. T huòng chpn duòng kinh (fi = 10^-14 . Thép doc câu tgo Cflt thép phuVI § r Thép dpc chju lÿc □ u Dai 2 nhành Dai 2 nhânh hà IH Dai 1 nhénh Dai 3 nhânh Hinh 4.3: Câc loai côt thép trên tiêt diçn dâm b) Côt thép ngang Gôm cô côt dai và côt xiên. 31 • Côt dai: Có tác dung chju lue càt. liên kêt vùng bê tông chju kéo và chju nén vôi nhau, dông tluri gÎLï vi tri côt doc khi thi công. Thuàng chon nhôm thép CI, duàng kinli côt dai d > 6, khi h > 800 chon 8). Khoàng cách s giùa 2 côt dai duge xàc dinh theo tính toán nhung phài < smax và pliai thôa quy djnh câu tao (scl) trong pham vi /gl nhu sau: - Khi dâm cô h < 450: quy dinh sct < min (h/2 và 150). - Khi dâm cô h > 450: quy djnh sc, < min (h/3 và 300). Tùy thuôc già trj cùa lue cât và sô lugng côt thép doc bô tri mà côt dai duge thiêt kê thành 1 nhành, 2 hay 3 nhành. Tùy theo hinh dang tiêt diên câu kiên. côt dai duge thiêt kê cô chu vi kin hoâc hà. • Côt xiên: Tham gia chju lue cât cùng vôi côt dai và bê tông. Côt xiên cô thê dât rcri tù ngoài vào hay do côt thép doc chju lue uôn thành. Côt xiên duge dât nghiêng so vôi truc dâm gôc u = 45° khi h < 800 và a = 60° khi h > 800. Dôi vôi bàn và dâm bep a = 30°. 4.3. TÍNH TOÁN CÁU KIÊN CHJU UÔN TRÊN TIÊT DIÊN THÁNG GÔC 4.3.1. Trang thái úng suât bién dang trên tiêt diçn thâng gôc Thi nghiêm dâm chiu uôn cho tài trong q tâng dân dên khi dâm bj phà hoai, nhân thây su thay dôi úng suât và bien dang trên tiêt diên thâng gôc trài qua 3 giai doan sau: a) G iai doan I - Khi q nhô (momen uôn côn nhô), vât lieu làm viêc trong giai doan dàn hôi, quan hê giùa ùng suât và biên dang là ducrng thâng (hinh 4.4a). - T 3ng tài q (m om en uôn tâng) bien dgng dèo trong bê tông phât triên. biêu dô ùng suât phàp cô dang duàng cong (hinh 4.4b). Khi sâp sùa nùt ùng suât kéo trong bê tông dat tói giái han cuóng dô chiu kéo crb, = Rbl, ùng suât nén trong bê tông a b < Rb, ùng suât kéo trong côt thép a s < R*. Giai doan này là c a sà dê tính toàn không cho phép nùt. b) G iai doan II Tiêp tue tâng tài, a bl > Rbl vùng bê tông chju kéo bj nùt, toàn bô lue kéo do côt thép chiu, úng suât trong côt thép tâng lên nhanh và ùng suât trong bê tông vùng nén tâng dân (nhung a b < Rb) tiêt diên dam cô thê xày ra 2 truàng hgp: - Nêu lugng côt thép quà it làm cho ùng suât kéo trong côt thép nhanh chông dat dên giói han ehày, côt thép dôt ngôt dût, dâm së b¡ phà hoai âôt ngôt. - Nêu lugng côt thép vùa phài, ùng suât kéo trong côt thép tâng chua dat dên giái han ehày (crs < Rs), dông thài úng suât trong bê tông vùng nén tâng theo, biên dang déo pliât triên (hinh 4.4c). 32 c) Giai dolili IH Ticp tue tàng tài them, dâm sè tien dân dên phâ hoai. có thè xày ra 2 triràng hop phâ hoai sau: - Nèu lirgng côt thép vira phài. ùng suât trong côt thép tâng lên dat dên giài han euàng dò ehju kéo (a , = R,), ùng suât trong hê tông vùng nén dat dên gioì han ciròng dô ehiu nén (a,, Rb), dâm hi phâ hoai goi dô là phâ liogi déo. Phâ hoai déo tân dung hêt khâ nâng làm vièe eua bê tông va côt thép (hinh 4.4d). Kèt câu BTCT dirçrc tinh toân theo tririmg hop phâ hoai déo. Tai trong tuong img là qgh, nôi lire tuong ùng là Mgh. Diêu kiên dê kèt câu không phâ hoai trên tiêt dièn thâng góc là: q < q gh và M < M„h. - Nêu lirong côt thép quâ nhiêu, trong khi ùng suât trong côt thép chua dat dên Rs, còti ùng suât bê tông vùng nén nhanh chông dat dên Rh, dâm bi phâ hoai dôt ngôt lir vùng nén goi là phâ hoai dc)n. Phâ hoai dòn rât nguy hiêm, nhirng không tân dung dirge hêt kha nâng ehiu lire cùa côt thép (xem trên hinh 4.4e). £^b-f*b • 0 ’C cts = Rs Hinh 4.4d Hinh 4.4e W . CTS Rh, Hlnh 4.5: Sa dô l'mg suât trên tiêt diên dût côt thép dan Khi dat dên trang thâi gicrï han vê cuàng dô, bê tông vùng kéo xem nhu bi nirt (không tham gia chju lue), toàn bp ûng suât kéo sè do côt thép chju và dat dên cuàng dô chiu kéo tinh toàn Rs. Toàn bp ûng suât nén sè do bê tông vùng nén chiu và dat dên cuàng dô chju nén tinh toàn Rb (biêu dô ûng suât nén cö dang duàng cong, dê dan gian trong tinh toàn xem gân dùng là hinh chu nhât). Lâp: ZX = 0 => RSAS = Rbbx (4.1 ) Lâp: IM /A S = 0 => Mgh = Rbbx (h - 0,5x) (4.2) Lâp: ZM/Ab = 0 => Mgh = RSAS (h0 - 0,5x) (4.3) Dê tien cho viçc tinh toân. dât: x = Çh0, a m = 4( 1 - 0,5Ç) và Ç = ( 1 - 0,54) Thê vào (4.1 ) ta dupe: RSAS = £,Rbbh0 (4.4) (4.2) (4.3) Trong do: M : a mR kbh,o M gh : Ç R s A s h 0 (4.5) (4.6) Rh: cuàng dô chju nén tinh toàn gôc cùa bê tông, tra bâng 5, dan vi MPa khi tinh toân thucmg dôi thành dan vj kN/cm2 (chu ÿ trong tim g irircmg hçrp eu thé pheii xét dên hé sô dieu kiên làm viêc cùa bê tông yb( - xem bàng 5a); Rs: cucrng dô chiu kéo tinh toân cùa côt thép, tra bâng 6: dan vi là MPa khi tinh toân thucmg dôi thành dan vj kN/cm2; x: chiêu cao cùa vùng bê tông chju nén trên tiêt diên (cm); b và h là chiêu rông và chiêu cao cùa tiêt diên dâm xét tinh (cm); h„: chiêu cao làm viêc cùa tiêt diên dâm xét tinh: h0 = h - a (cm); 34 a: khoáng cách tù mép ngoài cùa tiêt diên vê phia chiù kéo dên trong tàm cùa câc côt thép doc chiù kéo As (cm); A,: diên tich tiêt diên cùa càc côt thép doc chiù kéo (cm '). Mgh: momen uôn tôi da ma tiêt diçn xét tinh trên dâm có thè chiù duoc khi dat dên Trang thái giói han I (kN.cm); a m. 4 va Ç: là ba hê sô có môi quan hê vói nhau, tra bàng 4 phân phu lue. Hoâc có thè tinh dôi theo các công thúc sau: Ç = 0 .5 (l + x/l - 2cxnl ) hay Ç = 1-0.5Ç (4.7) a m = 4 ( l - 0 ,5 ç ) hay 4 = 1 - ^1 - 2 a m (4.8) • Diên kiên han chê sic dung các công thúc (4.4), (4.5), (4.6) là: Dé câu kiên chju uôn không xây ra phà hoai dòn hàm luong côt thép n(% ) không qua nhicu hoâc quà it. Dât: |i(% ) = — 3 -x l0 0 (4.9) bh(i + Khi côt thép không quà it: A s > A s min => |i(% ) > |imin(% ). + Khi côt thép không quà nhiêu: As < A smax => n(% ) < |i max(% ). hay: A s = ^ x < A smax = ^ x max -> x < x mas = 4 Rh0 (4.10) Ks Ks Vâv dieu kiên han chê là: n min (% ) < n(% ) = A - 100 < n max (%) (4.11) bhn hoâc: H (% )> |imin(% ) và x < 4 Rh0 (tûc a m < a R hay 4 < 4 r ) (4.12) T rong câu kiên chju uôn hàm luçmg côt thép tôi thiêu |imin(%) = 0 ,l% (khi bê tông cô câp dô bên < B 1 5 ) và p.min(%) = 0,15% (khi bê tông cô câp dô bên tir B20 dén B30). Vói dâm hàm lugng côt thép hop lÿ: |i(% ) = (0,6-5-1,5)% Hàm luçmg côt thép tôi da: Um« (% ) = 4 « ^ 100. (4.13) s a K và 4r là càc hç sô không chê, tra bàng 3: phu thuôc hê sô dieu kiên làm viêc cùa bê tông yb2 (xem bàng 5a), câp dô bên chiù nén cùa bêtông và nhôm côt thép. 35 (i/. Bài loan tí nil diên tich côt thép A, - Dê thirc hiên bài toán phâi thiêt kê truóc kích thuôc tiêt diên b và h cho dâm (dan v¡ cm), chon câp dô bên chiù nén cùa bê tông (tra bàng 5 tim Rh dan vj MPa và dôi MPa thành don vi kN/cm2: vói lM Pa = 0,lkN /cm 2) và chú y xàc dinli hé sô diêu kiên làm viêc yb2: tra bàng 5a). - Chon nhôm côt thép (tra bàng 6 tim Rs và dôi M Pa thành don vj kN/cm ). Tra bàng 3: tim hê sô a R và Çr Xàc djnh momen uôn tai tiêt diên cân xét tinh trên dâm là: Mxiil (kN/cm) thuông M xét = IM max I • - Chon truóc a và tinh h0 = h - a(cm). M ■ - Cho Mxél = Mgh, tù (4.6) => a m = — < a R (4.14) Rbbho Nêu a m > a R : tiêt diên nhô -» táng kích thuôc tiêt diên hoâc tâng câp dô bên bê tông hay xét tinh dât côt thép kép (xét ó mue b phân 4.3.2). - Khi cô a m < a R : tù a m tra bàng 4 tim Ç hoac £, (hay cô thê tinh truc tiêp: Ç = 0,5^1 + ^1 - 2 a m j, hoac tinh Ç = 1 - ^1 - 2 a m ) -T inh: A = - ^ - ( c m 2) (4.15) ÇRsho hoâc tinh: A = (cm2) (4.16) Rs - Kiêm tra hàm luçrng côt thép tôi thiêu: ù (% ) = x 100 — Mmin (%) (4.17) bh0 Khi n(% ) < |imin(%) : tiêt diên dà chon lôn cân giâm bot hoâc giâm câp dô bên bê tông. Nêu do yêu câu câu tao không thê giâm thi chon A s > n mlll(%) x bh(). - T ù As tra bàng 1 dê chon côt thép, vói duóng kinh và sô luang thép cô diçn tich A j1’ tuang duang vói As , sao cho: A ch - A -3 % < 8AS(%) = s ch s X100 < +5% và Ai|) < 6mm (4.18) A s - Vè hinh bô tri thép trên tiêt diên ngang. tinh kiêm tra lai khoàng câch t, và khoàng câch a, so vói a dà chon ban dâu. 36 Trong dò: a,^ A s, xa, A Cl'(vài Asl là diên tich cùa thanh thép tliù i, a, là khoàng câcli tir mép ngoài cua tiêt diçn vê phia chju kéo dên trong tâm cùa côt thép doc thír ¡ xét tinh). Vi du 1: Dâm BTCT cô sa dû chju lue và kích thuâc tiêt diçn nhu hinh 4.6. Bê tông cô câp dò ben chju nén B20. côt thép nhôm C il. Du kiên bê tông không dàm bào tiêp tue tâng ciròng dò theo theri gian. Hày tinh, chon và bô tri côt thép doc chju lue trên tiêt diên ngang elio dâm. Biêt truóc láp bê tông bào vê côt thép: a (l = 2,5cm. 2020 1 1 V 24kN/m 1 L = 2,5m 4 Hinh 4.6 Giai: + Buóc 1 : Xâc djnh sô lieu tinh toân. Tiêt diên xét tinh tai ngàm cô: qL2 _ 2 4 x (2 ,5 )2 R b = 1 1,SMPa = 1,1 5 kN /rm 2 Bê tông không dâm bào tiêp tue tàng cuàng dô cô yb2 = 0,9. Thép nhóm C il tra bàng 6 => R s = 280M Pa = 28kN /cm 2. Tra bang 3 ta cô £,R = 0,656 và a R = 0,441 Chon a = 3,5cm => h () = h - a = 4 0 - 3 ,5 = 36,5cm + Buóc 2: Tinh ^xél ____ 7500 R bbho 0 ,9 x l,1 5 x 2 0 x (3 6 ,5 )20,272 < a R =0,441 Tir a nl tra bang 4 và nói suy, hoäc tinh truc tiêp: Ç = 0 ,5 (l + y j l - 2 a m ) = 0,838 37 . „ . , T . . . M vòl 7500 2 + Birac 3: Tinh A = — i£L- = ----------------------- = 8,76cm ÇRsh 0 0 ,8 3 8 x 2 8 x 3 6 ,5 Kiém tra: (.((%) = A - x 100 = —8’-7-7 ■ x 100 = 1,2% > u min(%) = 0,15% bh0 20x36,5 Kiém tra diêu kiên han chê: |i(% ) > p.mln(%) và a m < a R thóa màn, tire dâm không bj phâ hoai dòn. + Buóc 4: Chon và bô tri thép: chon 2<|>20+1<(>18 cô A '1’ = 8,83cm 2 . Bô tri thép nhir hinh vè. + Buóc 5: Kiém tra lai câc quy djnh vê viéc chon và bô tri thép: - A = 20 — 18 = 2mm < 6mm 8 83 — 8 76 - 8A S(%) = -----------— x 100 = 0,8% thóa quy djnh -3% < 5AS(%) < +5% 8,83 b — 2a0 — 2c))20 —1<()18 2 0 - 2 x 2 , 5 - 2 x 2 - 1 , 8 . , , - t = -------- ------m = ----------------------2----------------— = 4,6cm : thoa màn 2 2 - a, = a 0 +(j>/2 = 2,5 + 2 / 2 = 3,5cm = a : thòa màn. Kêt luàn chon còt thép 220 + 14>18 và bô tri thép ó vùng phàt sinh óng suât kéo trén tiét dién dàm nhu hình ve. a. Bài loan kiém tra khà nàng chju lue Dày là bài toàn có trinh tu giài nguac lai so vói bài toân tinh còt thép As . + T ù sa dò tinh xàc djnh tiét dién xét tinh và tinh M xél (k N m ). I T ù cap dò bell chju min cùa bc tòng —> R b và xóc djnh liç so + T ù nhóm thép => R s (M Pa-> kN/cm2) và tra bàng 3 tìm he so a R và £R . + T ù sô luçng côt thép doc chju lue dà biét tra bàng 1 => A s (cm 2 ). ' y /\ • x 3 • + T ù câch bô tri thép tinh duac: a = ---- SJ-----1 => h0 = h - a (cm). A s + Tinh £ = RsAs (4.19) R bbh0 Khi £, < 4 r : ttr £, tra bàng 4 tim cxn, hoàc tinh a m = ^(1 — 0 ,5£,). + Xàc dinh khà nàng chju momen uòn tai tiét dién xét tinh là: [M ] = a mR bbh2 . (kNcm -> Bòi thành kNm) (4.20) 38 • So salili [M ] va M vil và dira ra kèt luàn. ' Tnròng hop £ > £ R : còt thép A, qua nhièu, he tòng vùng nén se hi phà hoai triróc. Ncii kha nàng chili lire cùa lièt dièn dirge xàc dinh theo khà nane chiù lire tòi da cùa bè tòng vùng nén, lùc này % = £ ,r . tue a m = a R và tinh: [M ] = u KR bb h 2 (4.21) V ich i 2: Däm BTCT có sa dò tinh và tièt dièn duge bò tri thép doc chiù lue nhir hình 4.7. Uè tòng có càp dò bèn chiù nén B15. thép nhóm CII. Diéu kién dàm bào eho bè tòng tièp tue läng euòng dò tòt theo thòi gian. Cho truóe lórp bètòng bào ve còt thép a0 = 2 ,2 ein . llày kièm Ira kha näng chili momen non cho dàm. Hình 4.7 Giai: + BiriVe 1 : Xàc djnh so liéu tinh toàn. - Tièt dièn xét tinh tai giùa nhjp dàm: S E .a17x(4): 34kNm - Bè tòng có càp dò bèn chju nén B15 => R b = 8,5M Pa = 0,85kN /crrf. - Dàm bào bè tòng tièp tue täng euòng dò theo thòi gian: yb2 = 1,0. - Nhóm thép CII => R s = 280M Pa = 28kN /e m 2 - Tra bàng 3 ta có a R = 0,439 và <|r = 0,650 - Tir sò lugng còt thép doc chju lue 3l 6 , tra bàng 1 => A s = 6,03cm 2 - Tinh: a = a 0 +/2 = 2,2 + l,6 /2 = 3em => h0 = h - a = 3 0 - 3 = 27em + Buòc 2: - Tinh £ = R SA S R bbh,) 2 8 x 6 ,0 3 0 ,8 5 x 2 0 x 2 7= 0,367 < £ r = 0 ,6 5 0 39 - Tinh a m = 4(1 - 0,5^) = 0.367 x (1 - 0,5 x 0,367) = 0,30 + Birae 3: Tinh [M ] = a mR bbho = 0 ,3 x 0 ,8 5 x 2 0 x (2 7 )2 = 3717,9kN cm + Buoc 4: So sänh thäy [M ]= 3717,9kN cm > M x6l = 3400kNcm Ket luän tai tiet dien xet tinh däni du khä näng chju momen uön. b) Tinh toän cäu kien cliiu uön tief dien c h ü nhat dal cot tltep kep Trong bäi toän tinh cot thep dom neu ctm > a R : giäi quyet bäng cäch täng kich thircrc tiet dien, täng cäp dp ben chju nen cüa be töng hay giäm täi de cho a m < a R . Hoäc ngoäi viec tinh cöt thep doc chju keo A s,phäi tinh them cöt thep doc chju nen dät (V vüng be töng chju nen. goi lä tinh cöt thep kep. Vciv dien kien de tinh cöt thep kep lä: a B 0,5 nên tâng kich thiróc tiêt diên hoâc tâng câp dô bèn chiu nén cüa bê tông de cô a,,, <0,5 rôi tinh côt thép kép sê cho kêt quà lirpng côt thép chiu nén A' không quà nhiêu. • Sa dô im g suât và càc công thûc ca bàn: Khi dat dên trang thâi gioi han vê cucrng dô, bê tông vùng kéo xem nhu bj ntrt (không tham gia chju lue), toàn bô ûng suât kéo sè do côt thép chju và dat dên cucrng dp chju kéo tinh toàn R s.U ng suât trong bê tông chju nén dat dên cuàng dô chju nén tinh toàn R b(cô kê dên hé sô yb2), ùng suât trong côt thép chju nén dat dên cucrng dp chiu nén tinh toân R c„. Qf~ RsçAs Rbbx ■ 4 = « A s ± RsAs m CTbt> ^bi Hinli 4.8: Sa dô ùng suât trên tiêt diên dàt côt thép kép 40 - L a p I X = 0 => RSA S = R bbx + R SCA' - Lap IM / A s = 0 => M gh = R bb x (h 0 - 0 ,5 x ) + R scA '( h (l - a') - Dat x = £h(l va a nl = 4(1 -0 ,5 4 ), the vao (4.23) va (4.24) ta co: R SA S = 4R b*A> + R scA s M gh = a m R bbho + R scA s(h o - a ') • Dieu kien hgn che sic dung cac cong thuc (4.25) va (4.26) Id: + De bao dam xay ra pha hoai deo: n '(% ) = 7^ 100 > n mln (%) va x < 4r h0 turc 4 < 4R hay a m < a R. bh0 + De irng suat trong cot thep doc chiu nen A ' dat den R sc th i: x > 2a'. /?,. Bcii loan tinh cot thep A s va A ’ . Gia thiet truoc a va a’ , tinh ho = h - a (4.23) (4.24) (4.25) (4.26) . . M I inh truoc a n R bbho neu co ket qua a m > a R va a m < 0,50 (thoa man dieu kien tinh cot thep kep) —> Cho: 4 = va a m = a R de tan dung het kha nang chju lire cua be tong viing nen, the vao (4.25) va (4.26) de tinh: .2 v M xc!— < *R R b b h o R s c ( h « - a ' ) va A,4 RR bbh0 + R scA; R. sau do tra bang 1 chon va b6 tri thep, sao cho thoa man cac quy djnh ve viec chon va b o tri thep da h oc (ncu kct qua tinh A ' qua n h o -> lay A ' — Mniinhh 0 ) Vi du 3: Dam BTCT co so do chiu lire va kich thuoc tiet dien nhu hinh 4.9. Be tong co cap dp ben chiu nen B15, biet dieu kien bao duong khi thi cong khong tot, cot thep nhom A ll. Hay tinh, chon va bo tri thep doc chiu lire cho dam, biet a 0 = 2,5cm. £q = 80kN/m |P = 25kN Ff 2012 i n ■ *1 Hinh 4.9 41 m 250 3022 3022 Giài: + Buóc 1: Xàc djnh càc só lièu tinh toàn. - Tièt dièn xét tinh tai giùa nhjp có: M xél= ^ - + - ^ = 185kNm - Bè tòng càp dò ben chiù nén B15: -» R b = 8,5M Pa = 0,85 kN/cm2 và yb2 = 0,9 - Thép nhóm A ll -> R s = 280MPa = 28 kN/cm2. - Tra bang 3 ta có: a R = 0 ,4 4 9 và =0,681 - Chon a = 6cm => h0 = h - a = 50 - 6 = 4 4 cm . + Buóc 2: Tinh M *ct 1 8 5 0 0 a = -----i£L- = ------------------------------= 0 499 m R bbhy 0 ,9 x 0 ,8 5 x 2 5 x (4 4 )2 Vói a R = 0,449 < a™ = 0,499: thòa dièu kièn tinh còt thép kép. Chon a 1 = 3,5cm + Buóc 3: 4, M xét- a RR bbh,2, 18500 - 0,449 x 0,9 x 0,85 x 25 x (4 4 )2 2 A< = — —-------—5— - = --------------------— ----------------------------= l,65cm Rsc(h 0 - a ') 2 8 x (4 4 -3 ,5 ) + B uóc 4: 4 RR bbh0 + R A ' 0 ,6 8 1 x 0 ,9 x 0 ,8 5 x 2 5 x 4 4 + 28x1,65 2 A . = ——-— —L = ------------------------------------------------------= 22, lem “ R s 28 Kiém tra n'(% ) = -^ - 1 0 0 = - ^ - 1 0 0 = 0 ,1 5 % > n min(%) = 0,10% : thóa màn. bh0 25x44 - Tir A^ = l,65cm 2 tra bang 1: chon thép 2<(>12 có A 'ch = 2,26cm 2 - Tir As = 22, lem 2 tra bang 1: chon thép 6<|>22 có A 'h = 22,81cnr + Biróc 5: Bò tri thép nhu hình vè và kiém tra lai: A 2a' = 2 x 3,5 = 7cm. hi. Bài loàn biét truàc A's , tinh A, Bài toàn duac thirc hién khi biét truóc só luemg còt thép doc A ' bó tri trén tièt dièn xét tinh, càp dò bèn chju nén cùa bè tòng, nhóm còt thép. + Tir càch bó tri thép, tinh khoàng càch a", già thièt a và tinh h() 42 M xél- R scA ;(h 0 - a ') - Tinh ■ a„, = — ^ ---------------------------------------------------------- se s: 11-- (4R bbhn kêt qua có thè xáy ra các triròng hap: - Nêu a ni > a R : cho biêt luong côt thép có trirác A ' chua dú. Lúe náy xem nhu chira biêt A ' và thirc hien theo bài toán tính côt thép A s và A ' tai muc b|. - Néu u nl 2 a ': tính As = ^ R feb.h» +. R scAs (4 28) R s Khi x < 2 a ' (irng suât trong côt thép chju nén A¡ chua dat dén Rsc) tính: A = — Lüsei----- (4 29) R s ( h o - a ') h ,. Bài loan kiêm tra khà näng chiù lue Bài toán dutre thirc hiên khi biêt trucrc so luong thép A s và A ' bô tri trên tièt dièn xét tinh, câp dò bên chju nén cùa bê tông, nhôm côt thép. + Tir câch bô tri thép, tính khoàng câch a v à a ’= > h0 = h - a p A - R A* + Tinh: E = - ^ -------^ (4 30) R b b h (l - Khi 4 > 4 r : vùng bêtông chiù nén bi phà hoai dòn, cho Ç = Ì ; R , tùc a m = a R ròi tinh khà näng chju lire: [M ] = a RR bbh2 + R scA ;(h 0 - a ’) (4.31) - Khi £, < —— (tùc x < 2 a') và cà khi i; < 0 h <> =>Tinh [M ] = R sAs(h 0 - a') (4.32) 2a ' - Khi £, > — (tue x > 2a ') và £, < ÇR , tù Ç tra bàng tìm a m. h(i + Tinh khà näng ch¡u momen uòn: [M ] = a mR bbhg + R scA '( h 0 - a 1) (4.33) + So sành M và M xél => két luán. 4.3.3. Tính toán câu kiên chiù uôn có tiêt diên chîr T Tiêt diên chù T gôm có cânh và sirôn. Theo yêu câu cùa kiên trùc cánh chù T có thè nani trong vùng kéo hoâc vùng nén, vê mât chju lire nên thiêt kê cânh näm à vùng nén 43 de dien tich vüng be töng chju nen duoc täng them so vöi tiet dien chü nhät (b x h), tü dö kliä näng chju momen uön cüa tiet dien se täng len. Hinh 4.10: Tiet dien chü T cö cänh thuöc vüng nen a) M öt so quy dinh k h i tinh toän däm tiet dien chü• T • Quy dinh ve be röng cänh tham gia chiu nen khi tinh toän: Khi cänh cüng tham gia chju luc vöi sirön. üng suät nen tir sircm truyen sang cänh, tuy nhien vöi phän cänh cäng xa sircm üng suät cäng giäm dän. Vi väy tieu chuän thiet ke quy djnh be röng phän däu cänh ( Sf ) duge ke trong tinh toän nhu sau: * Döi vöi däm döc läp (däu cänh cö dang console): + Sr < — L vä döng thai phäi thöa man quy dinh sau: 6 -K h i: h'r > 0 ,lh = > S r < 6 h f =>bf <12h'r + b - Khi- O .O S h < h [ ^-o.lh - > s r -> h; < 6h'f + h - Khi: h'r < 0,05h => Sr # 0 (bö qua phän däu cänh). * Döi vöi däm düc lien sän (däm trong sän sirön toän khoi): + Quy djnh: Sr < — L vä döng thöi Sf < — Lskhi hj- > 0,1h . Sr <6h'f khi h'r < 0 , Ih . 6 2 Kinh nghiem khi tinh toän däm düc lien sän thuöng chon S, M : truc trung hoà di qua cânh, vùng bê tông chju nén cô tiêt diên chù nhât ( b'r x x ) —> tinh theo tiêt diên chù nhât ( bj- x h ). - Nêu M r < M : truc trung hoà di qua sircm, vùng bê tông chiu nén cô tiêt diên chù T —» tinh theo tiêt diên chù T (duçc trinh bày à mue b, phân 4.3.3). h) Tinh toân tiêt diên ch ù T dût côt thép dffn • S a âô irng suât và câc công thùc ca bàn: Khi dat dên trang thâi giôi han vê cirông dô, bê tông vùng kéo xem nhu bi nùt (kliông tham gia chju lue), toân bô ùng suât kéo së do côt thép chju và dat dên cuômg dp chiu kéo tinh toân R s. Toàn bô ùng suât nén sê do bê tông vùng nén chju và dat dên ciràng dô chju nén tinh toân R b. 45 1t— V XÜi © JZ A, ■C 1 1 1---sr 1 U b , s . L RsAs H'mh 4.13: Sa dô ùng suât trên tiêt diên dàt cól thép dan - Lâp IX = 0=> R SAS = R bbx + R b(bJ- — b)hJ- (4.35) IM / As = 0 => M gh = R bbx(h0 - 0 ,5 x ) + R b(b'r - b)h'r (h 0 -0 ,5 h 'r ) (4.36) Dê tien cho viêc tinh toân, dàt: x = Çh0, a m = £,(1 — 0 ,5£,) • The vào (4.35) ta dupe: R sAs = ÇRbMi0 + R b( b f - b ) h 'r (4.37) Thé vào (4.36) =î> M gh = a mR bbhg + R b(bJ- - b)hj-(hu -0 ,5 h p ) (4.38) • Dieu kiên hart chê sù d u n g câc công thûc (4.37) và (4.38) Dê bào dàm xày ra phà hoai déo (không xày ra phâ hoai dòn) thi: ^ H% = -^ -> 0 0 và x < ^ Rh 0 tùc %< f,R hay a m < a R bh0 b,. Bài loàn tinh côt thép As . - Tìm vi tri xét tinh trên dàm -> tinh M xét(k N cm ). - Trên ca sà tiêt diên cho truac, xâc dinh cânh chu T thuôc vùng ùng suât kéo hay nén dê chon tiêt diên tinh toân hop lÿ và xâc dinh lai bê rông gicri han cùa cânh tham gia chju nén. Khi cânh thuôc vùng ùng suât nén và cô M f < M xél tiên hành tinh theo tiêt diên chù T. -C h o M xét = M gh : (4.38) => „ M xé, - R b(bf -b )h j-(h u -0 ,5 h 'f ) - < a „ (4.39) R bbho - T ù a m -> tra bàng 4 tim £, thê vào (4.37) dê tinh: (4.40) 46 As = ^ k [^bho + (b ' r - b )h 'f] (CIT|2) ■v Tinli kicm tra ham lugng cot thep: bh„-100 - i ir As tra bang I chon va bo tri thep tren tiet dien ngang. - Kicm tra cho thoa man cac quy djnh ve chon va bo tri thep da hoc. Vi du 4: Dam BTCT co so do chjii tai va tiet dien chu I nhu hinh 4.14. Be tong co cap do ben chiu non B20. cot thep doc nhom CIII. cho triroc a 0 = 2,5cm. Tinh, chon va bo tri thep doc chiu lire A <. iq = 4 4 k N /m TUI 4-5 mi4- G iai: + Tiet dien tai gitra dam co: M xct = M m a x L0_____ 1 ® r 1 1 0 0 . 2 5 0 M H'wh 4.14 qL2 4 4 x (5 ,0 )2 Dua vS 137,5kNm + Chon a = 3,5cm => h 0 = h - a = 40 - 3,5 = 36,5cm + Be tong B 2 0 -> R b = 1 l,5M Pa = 1,15kN / cm 2, lay yb2 = 1,0 (de khong cho dieu kien lam viec). + Thep nhom CIII —> R s = 365M Pa = 36,5kN / cm 2 + Tra bang 3 ta co: = 0,590 va a R = 0,416 + Phan canh thuoc viing keo bo qua, phan canh thuoc viing nen co dau canh S r = 10cm , va h'r = 8cm > 0,1 h = 0,1 x 40 = 4cm , thoa quy dinh: [S r < 1 /6 L = (1 /6 )x 5 0 0 = 83,33cm Sr < 6hJ- = 6 x 8 = 48cni b'r = b + 2Sr = 2 5 + 2 x 1 0 = 45cm + Tinh: M r = R bb'rh'r (h 0 -0 ,5 h 'r ) = I,1 5 x 4 5 x 8 x ( 3 6 ,5 -0 ,5 x 8 ) = 13455kNcm + Do M f < M x(;t : true trung hoa di qua sucrn -> tinh theo bai toan tiet dien chu T. 47 Ta có: + Ta có: M xéi -R b (b f - b ) h f ( h 0 -0 ,5 h f) Rbbho 1 3 7 5 0 -1 ,1 5 (4 5 -2 5 )8 (3 6 ,5 -0 ,5 x 8 ) 1,15x25(36,5)2 0,203 a m = 0 ,2 0 3 < a R = 0,416 => Ç = 1 - ^ 1 - 2 a m = 1 - - 2 x0,203 = 0,229 + Tinh: As = ^ [ Ç b h 0 +(b'f - b)h'r ] = = ^ | [ 0 , 2 2 9 X 25 X 36,5 + (45 - 25)8] = 11,62cm2 + Kiêm tra hàm hirçxng côt thép: r t%> = é r - x 1100 = 27% (%) = 0,15% bh0 + Dieu kiên xáy ra phà hoai dèo p.min(%) < |i(% ) và a m < a R : thôa màn. + Tra báng chon 322 2 5 - 2 x 2 ,5 - 3 x 2 ,2 , , , . t = -------- ------= — --------------- —-------- - = 6,7cm thoa man. 2 2 = a 0 + <|>/2 = 2, 5 + 2 , 2 / 2 = 3 ,6 cm thôa màn Vi du 5: h0 = h - a = 40 - 3,5 = 36,5cm + Bc tông B 2 0 —» R b = I l,5M Pa = 1,15 kN /c m 2, lay yb 2 = 0 ,9 + Thép nhóm CHI R s = 365M Pa = 36,5kN / cm 2 + Tra bang 3 ta cô: ÇR = 0,628 và a R =0,431 + Phân cánh thuôc vùng kéo bò qua, phân cánh thuôc vùng nén cô dâu cánh Sr = 10cm , và h'f = 8cm > 0, lh = 0,1 x 4 0 = 4 c m , thoà màn quy djnh: [ Sr < 1 / 6L = (1 / 6) X 480 = 80cm S(- < 6h¡- = 6 x 8 = 48cm• b f = b + 2Sr = 25 + 2 X 10 = 45cm + Tinh: M, = R bb¡-h'r (h 0 -0 ,5 h 'f ) = 0 ,9 x 1,1 5 x 4 5 x 8 x (3 6 ,5 - 0 ,5 x 8 ) = 12109kNcm + D o M r > M XIÎI : truc trung hòa di qua cánh —> tinh theo bài toán tiêt diên chù nhât (b¡- x h) = (45 x 4 0 )cm . + Tinh a = M f = ------------ ------------------ 7 = 0,187 < a R = 0,431 R bb rh 2 0 ,9 x l,1 5 x 4 5 x (3 6 ,5 ) + Ta cô: a n) < a R —> tinh: C, = U,5(l + J ) = 0 , 5 x ( l + yj 1 - 2 x U , 1 8 / J = U , 8 9 3 -x- • i . M xci 11638 2 + Tinh: A = ----- s£i- = --------------------------= 9,76cm s ¿;Rsh 0 0 ,8 9 5 x 3 6 ,5 x 3 6 ,5 + Kiêm tra hàm lirong côt thép: ^ X 1 00 = 1 ’07% > ^n„n (%) = 0,15% bh 0 + Diêu kiên xày ra phà hoai déo |imin(%) < n(% ) và a m < a R : thôa màn. + Tra bàng chon 2(j>20+ l(j)22 cô A '11 = 10,08cm2, bô tri nhu hinh 4.15 + Kiém tra: -3 % < ÔA,(%) = As ~ As x 100 = 1Q’0 8 ~ 9 ’76 x 100 = 3,17% < 5% A 10,08 49 b - 2a0 - 2,0 - 1<)>22 2 5 - 2 x 2 , 5 - 2 x 2 , 0 - 2 , 2 , „ . . _ t = -------- ------232---- — = ------------- 2----------- :-------— = 6,9cm : thoa man 2 2 a, = a 0 + <|>/2 = 2,5 + 2 ,2 /2 = 3,6cm : thòa man b,. Bài toan kiêrn tra khà näng chiù lue Bài toán dirçrc thirc hiên khi bièt truóc sô luçmg còt thép doc bò tri trên tiêt diên. càp dò bên chju nén cùa bè tòng, nhóm còt thép. + Tir sa dò chiù lire: xàc djnh tiêt diên xét tinh và tim M xé(. + Tir càp dò bên, nhóm thép tim R b, R s, yb2, ÇR và a R . + Tir sô luçmg thép doc dà bièt tra bàng tìm As và tinh. + Dira vào càc quy djnh xàc djnh bé ròng giói han cùa cành chù T ( Sf và b'r ). + Xàc djnh vi tri truc trung hòa: - Khi: R SAS < R bbfhf —> truc trung hòa di qua cành —> kièm tra theo bài toàn càu kièn chili uòn có tiêt diên chù nhât (b¡- x h ) . - Khi: RSAS > R bb¡-h¡- —» truc trung hòa di qua sucm —> kiém tra theo bài toàn càu kièn chju uòn có tiêt diên chù T nhu sau: , T . u E R sAs - R b (b 'r- b )h ^ . + Tinh £ = s s------ — '■---------L v a x e tE : R bbh0 - Néu ^ < ^ R tù \ tra bàng tìm a m và tinh: [M ] = a mR bbh¿ + R b(bf - b)h¡-(h0 - 0 ,5 h f ) (4.41 ) - Néu % > 4 r cho % = và a m = a R , ròi tinh: [MJ = ctRR bbho + R b(bf - b)h'f (h 0 - 0 ,5 h f ) (4.42) + So sành [M ] và M xél => két luàn. 4.4. TÍNH TOÀN CÂU KIÈN C H |U UÓN TRÊN TIÉT DIÊN NGHIÊNG 4.4.1. Su- phà hoai theo tiêt difn nghiêng cùa dâm chiù uòn Tai càc v¡ tri có lue cat lón trên dâm, ùng suât pháp do mom en uòn và ùng suât tiêp do lue cät së gây ra nhùng ùng suât kéo chinh nghiêng vói truc dâm mòt góc a nào dó (thuòng a = 45°) có thè làm xuât hiên nhùng vêt nùt nghiêng. Càc vêt nùt nghiêng xày ra là do: + Momen uòn làm quay hai phân dâm xung quanh vùng nén. + Luc cät kéo tách hai phân dâm theo phuemg vuòng góc vói truc dâm. 50 Hinli 4.16: Su phü hoai trên tiêt ilién nghiêng Càc côt thép doc. côt dai và côt xiên di ngang qua vêt nùt nghiêng sè chông lai sir quay cüa hai phân dâm. Dông thài côt thép ngang (côt dai và côt xiên) cô tâc dung chông lai sir kéo tâch cùa hai phân dâm. Su phâ hoai së xày ra khi: + Hoac dâi bê tông giùa câc vêt mit bj ép vô. + Hoac do câc côt thép không du khà nâng chju lue. + Hoac do câc côt thép bj kéo tuôt khi neo không chat. Su phâ hoai trên tiêt diên nghiêng cô liên quan dông thài cüa momen và lue cât. Nhung liién nay tiêu chuân thiêt kê vân tâch viêc tinh toân trên tiêt diên nghiêng theo riêng lue cât và theo momen (pham vi giâo trinh chi xét tinh côt ngang dé chju lue cât). 4.4.2. Dieu kiên han chê khi tinh toân côt ngang 0,5 thi lây cpf = 0,5 ). b h 0 0,3(pwlcpblR bbh0 : lire cát quá lón. không dàm bào dô bên trên dài nghiêng giùa càc vêt nirt nghiêng (không dàm bào khà näng chiù irng sudi nén chính) nên phài täng kích thuóc tiêt dien hoäc täng câp dô bên chju nén cùa bê tông hay giam tài dê cho Q xél < 0,3(pwl(pblR bbh0 roi meri tinh côt ngang. 4.4.3. Thiêt lâp càc công thirc tinh toán Khi dâm bi phà hoai theo lire cât, ùng suât trong càc côt thép ngang dat dên ciràng dô chiù kéo doc truc tinh toán trung binh (côt dai dat dên circmg dô RS1V = 0 ,8 R S, côt xiên dat dên ciràng dô Rs inc = 0 ,8 R .).Hinh 4.17: Sa dû tinh toan trên tiêt diên nghiêng + Lâp: I Y = 0 => Q < Q b + Qsw + Qs inc = Q b + Z R SW A sw + I R S lnc As ,nc, sin a (4.44) Trong dô: - Khà näng chju lire cât cùa vùng bê tông con lai phia trên vêt nùt nghiêng dirac xàc djnh theo công thùc: Q b . . . ‘Pb^ 1 -t-'Pi ) R u1bhu (4.45) (vói Q < + q c (4 .4 7 , c + Gui vê phài cùa (4.47) là khà nâng chju lire cât cùa côt dai và bê tông trong pham \ i vêt nirt nghiêng xct tinh, kÿ liiêu là: Q (4.4 8 | c + Nhân thày Q wb phu thuôc vào c, nên dao hàm Q wb theo c và cho bang không dê tim eue tri c. goi già tri dô là c0; - e() : hinh chiêu cùa vêt nùt nghiêng nguy hiêm nhât, ùng vài khà nâng chju lue cât bc nhât eua côt dai và bê tông: t .. dQ«b _ -bho . _ _, n _ _ .. / Q < îb ilL lV rl^ b tk Îlo Sniav ’ Smax (pb2(l+ (p f )R b,b h2 Q + Dê an toàn khi tinh toân quy pham cho phép lây khoàng câch côt dai lôn nhât: s max = (p h 4 ( | + (P r)R bibho ^ _ 1>5 d ^j V(5rj bê tông ngng) (4.50) 4.4.4. Bài toân tinh côt dai (xét tinh vô’i bê tông nâng) + Tù càp dô bên chju nên cùa bêtông: tra bàng 5 tim R b và R bt ( M Pa) dôi thành don vj k N /cnr, tim module dàn hôi cùa bê tông E b(M Pa), và hê sô diêu kiên làm viêc yb2. + T ù nhôm thêp: tra bàng 6 tim R sw(M P a) dôi thành kN /c m 2 và module dàn hôi cùa thép Es (M Pa). 53 + Xâc dinh tiêt diçn xét tinh => Q xét (k N ). + Kiêm tra dieu kiên tinh côt dai: + Chon duàng kinh côt dai d và sô nhânh dai n, tra bàng 1 tim diën tich mot nhânh a s» • Ta cô A sw= n x a sw (cm2). + Cho: Qxé, = Qwb => qSw - , „ Q \ - uu2 (kN / cm) (4.52) 4 450 thi scl < min (h/3 và 300). (/fl là doan dâm trong dô lire cât cô giâ trj Icm, dira vào biêu dô lire cât dê xâe djnh). Dâm chju tài phân bô dêu: /gt = L/4 (tinh tir gôi tua trà ra giîra nhjp). Dâm chi chju tài tâp trung: /gl là khoàng câch x tir gôi tira dên tài tâp trung dâu tiên. Dâm vira chju tài phân bô, vira chju tài tâp trung: /gI = max (1/4 và x). Chu y: trên dâm ngoài doan /g„ câc doan côn lai à giîra nhjp (non cô lire cât nhô) quy djnh dât khoàng câch dai theo câu tao: sc, < min (3h/4 và 500 ). * Chon khoàng câch côt dai s = m in(s,, smax, scl ) -> làm trôn 5mm dê dê thi công. + Kiêm tra lai khà nâng chju ûrng suât nén chinh cùa bung dâm: Q xé, <0,3(pwl R sw = 175MPa = 17 ,5 k N /cm 2 vä Es = 21 x 104 MPa - Kiem tra dieu kien can thiet tinh cot dai: (däm tiet dien cln'r nhät ipr = 0 ). tpb, (1 + 450: =>scl = min(h /3 , 300) = m in(500/3, 300) « 16,5cm + Chon khoang cach: s = m in(s,, sniax, scl) = s, = 11,55cm , lam tron s = ll,5 c m bo tri trong pham vi 1/4 nhjp ke tir goi tira (nai co lire cat Ion). 55 Trong pham vi 1/2 nhip côn lai à giCra (nai co lire cât nhô) bô tri khoang câch dai: s = min(3h / 4, 500) —> chon s = 25cm + Kiêm tra lai khà nàng chju ùng suât nén chinh cüa bung dâm: , , E A 21 x 104 x 2 x 0,283 , (p.., = 1 + 5 — - = 1 + 5-----------;---------2----- = 1,095 Eb x b x s 27x10 x 2 0 x l 1,5 cpbl = l - p x R b = 1 -0 ,0 1 x 0 ,9 x 1 1 ,5 = 0,896 ( R b = 1 l,5M Pa) Q xét = 150kN <0,3 Két luân. Vi du 7: Dâm tiêt diên chù nhât cô b = 20cm, h = 45cm. Bê tông câp dô bên chju nén B15. Trên tiêt diên cüa dâm bô tri sän thép dai (|)6 , 2 nhânh, khoâng câch dai s = 13cm, thép nhôm CI. Kiêm tra xem cô cân tinh côt xiên dê chju lue càt cho dâm không? Biêt lire cat Q = 120kN, chiêu cao làm viêc h0 = 40cm. Giài: + Xâc djnh câc sô lieu tinh: - Bê tông B15: —> R b = 8,5M Pa = 0,85kN / cm 2 và R b, = 0,75M Pa = 0 ,0 7 5 k N /cm 2 Eb = 23 x 103M P a , bê tông dirge bào dir&ng tôt: yb2 = 1 56 lïiép dai nhóm CI -> R sw = 175MPa = 17,5kN/ c m 2 và Es = 2 l x l 0 4 MPa - Thép dai 4>6 có asw = 0 ,2 8 3 cm \ n = 2 ■ Kièm tra lai khoáng cách dai s < smax và s < sc, : . scl < (h /2 và 150)=> scl < (4 5 0 /2 và 150) —> s < scl = 15cm + Kièm tra dièu kièn ben chiù ûng suât nén chinh: . . ESA SW , 21 X IO4 x 2 x 0 ,2 8 3 d, hoäc nói rông khoáng cách dai ( s < scl ) và tinh côt xiên dê chiù phân lue cät con lai: Q xíl - Q wb. a) Quy djnh cñu tao thép xiên + Doan cán dät côt xiên là doan X mà tai dô lue cät Q xét > Q wb (X duçrc xàc dinh dua vào biêu dô lue cät sau khi dà tinh duçrc Q wb ). + D u kiên sô lóp côt xiên cân bô tri trong doan X. Theo kinh nghiêm: - Khi X < h : bô tri 1 lóp côt xiên. - Khi 1,5 h < X < 2,5h : bô tri 2 lóp côt xiên. + Goi X| là khoáng cách hinh chiêu lên phucmg truc dâm kê tù mép gôi tua dên diêm dàu eùa lóp côt xiên thù nhàt. 57 Hìnli 4.19: Câu tao cùc lóp cól xiên + Goi x 2 là khoàng càch hình chiêu lên phuang truc dâm kè tir diém cuòi cüa lóp côt xiên thü nhât dên diêm dâu cùa lóp côt xiên thü 2. + Goi x, là khoàng càch hinh chiêu lên phuang truc dâm kê tù diêm cuòi cüa lóp côt xiên cuòi cùng dên vi tri mà tai dó tró di cô Q xét < Q wb. + Quy djnh x ,, x 2, x 3, X;dêu phài < smax - ^ 0 +(Pf )^ b il3^1<> ¡¡pj, Q\ci vói khoàng càch x nào thi lây Q xi;i bang già tri lue cât Ion nhât trong doan x dó dê tinh) + Goi C], c2, c3 lân luat là hinh chiêu bàng cùa vêt nirt nghiêng cât qua lóp côt xiên thu nhât, thü hai và thir ba. + Khi dâm dô bê tông liên vói côt, phài câu tao diêm dâu cüa lóp côt xicn câch mép cól môt doan nhu hinh 4.20. Hinh 4.20: a) Côt xiên chiù lue cât; b) Côt xiên chiù momen; c) Côt xiên chiù lire cât và momen. + Tinh diên tich câc lóp côt xiên thü i (A s inc t ) : Dê dan giàn và thiên vê an toàn, khi tinh toân xem môi vêt nirt nghiêng chi cât qua mot lóp côt xicn (vêt nirt 1 càt qua lóp 1, vêt nüt 2 cât qua lóp 2, ...). 58 Tir (4.44) = > Q : < Q wb + R swAs.incjs in a Dièn tich làp còl xièn tliir i là: R0, s in a(4.55)T f iq = 54kN /mX A, _ Q, -Q w b b) I / du fi: Dàm có sa dò chju tài nhir hinh 4.2 1. Bè tòng có càp dò ben chju nén B20. thép dai và thép xièn nlióm CI. Tinh thcp xièn elio gòi A. Bièt h0 = 45cm Giài: 6m,M4 Hình 4.21 - Xét tai gòi tira có: Q xit = |Qmax| = q L /2 = 5 4 x 6 /2 = 162kN - Uè tòng B20 -> R b = 1 l,5M Pa = l,1 5 k N /cm \ R bl = 0,9M Pa = 0 ,0 9 kN/cm2. - Eb = 27 x 10 M Pa , bè tòng duge bào duòng tòt: y b2 = 1,0. - Thép dai nhóm CI -> Rsw = 175MPa = 17,5kN/cm2 và Es = 2 1 x l0 4 MPa - Kièm tra dièu kièn càn thièt tinh còt ngang: ‘PhiO + (Pr ) R t>t t’ho = 0,6 x 0,09 x 2 0 x 4 5 = 48,6kN < Q xòl : thoà dièu kièn tinh còt ngang - Chpn dai có t|>j = 6mm => Asw = 0,283cm 2 và dai 2 nhành (n = 2), khoàng càch dai s < min(h / 3 & 300) = min(166, 300) —> chon s = 15cm - Klià nàng chju lue càt eùa còt dai: 1 7 ,5 x 2 x 0 ,2 8 3 15 - Klia nàng chiù lire càt cùa còt dai và bè tòng: = 0,66k N /c m . Q wb = 7 4 lP b 2 ( 1 + (P f ) R btb h oclsw = V8 x °,09 x 20 x 452 x 0,66 = 138,7kN . - Nhàn thày Q wb < Q xét nèn phài tinh còt xièn dè chju phàn lire càt: Q xòl - Q wb - Xàc djnh doan càn bò tri thép xièn: Qxci -Q w t, 1 6 2 -1 3 8 ,7 X :0,43m q 54 Do X < h : dir kièn bò tri 1 lóp còt xièn trong doan X - Thièt kè: x, = 5cm < s„l,5 R btbh() Qxc ,5 x 0 ,0 9 x 2 0 x 4 5 162: 33,7cm 59 162-138,7 __ 2 - Tinh dièn tich còt xièn: Asinc, =R e s i n a 17,5 x sin 45 l(j)l 6 có Aj |nc = 2,01cni2, bó tri thép xièn nhir hình 4.22. H ình 4.22: Bó tri cól dui và cól xièn vi dii N 4.5. PHAN DQC THEM 4.5.1. Chgn khoang cach a l,88cm , chon Khi thuc hien bai toan tinh dien tich cot thep trong cac muc 4.3.2 va 4.3.3, can phai chon trirac a va tinh h0 = h - a De viec chon a tirang doi chinh xac, co the xac djnh so bo dien tich cot thep theo cong thirc: A*b - —-x- -- , ti'r A*b tra hang I dir kien so 11 ran p. cot thep ho tri thanh mot 0 ,7Rsh lop thep hay hai lop cot thep, de lam co so chon a: - Khi bo tri 1 lop thep: chon a = 3cm, 3,5cm hoac 4cm. - Khi bo tri 2 lop thep: chon a = 5cm, 5,5cm hoac 6cm. 4.5.2. Tinh kiem tra iai khoang cach a Sau khi tinh thep, chon va bo tri cot thep tren mat cat ngang cua dam. Can phai tinh Iai khoang cach a, va so sanh voi khoang cach a da chon ban dau, sao cho a, * a la tot nhat. + Khi a, = a -* h0t = h0 : viec chon khoang cach a ban dau la hop ly. + Khi a, < a -> h0l > h 0: chieu cao lam viec cua tiet dien tang, kha nang chm lire cua dam dam bao. Nhung neu chon a Ion hon a, kha nhieu se thieu chuan xac, dan den lirang cot thep tinh tang len gay lang phi (co the a, < a tir 0,5cm den 1cm). 60 -t Khi a, > a —>h(ll < h 0 : ehicu cao làm vièc thurc té d ia tict dién giàm. dàm có thè khòng dàm bào khà näng chili lire. Lue này nèn àp dung bài toàn kièm tra lai khà näng chiù lue, sao cho M vct< [M ], chù y trong • • at < a a, = a a, > a (h0, > ho) (hot = h0) (hot < h0) Hình 4.23: So sùnh khoàng càch a, và a cóng thire tinh [M ] lày chièu cao làm vièc cùa tièt dién dàm là h0t = h -a ,. Trong [ M ] - M x triròng hirp M xét > [M ] khòng nhièu. nèu dièu kièn: -3 % < -[M]- x 100 thóa cho phcp chàp nhàn dù khà näng chju lire. 4.6. SO DÒ KHÓI CAC DANG BÀI TOÀN TINH CÀU KIÈN C H |U LÓN BÀI TOÀN TÌNH CÓT THÉP DOC TIÉT DIÉN CHÙ' NHÀT DÄT CÓT DON Tir sa dò chiù tài xàc dinh raomen xét tinh M., Tir càp dò bèn chiù nén cùa bè tòng - Tir dièu kièn phàt trièn ciròng dò BT Nhóm còt thép doc TB* R , - Già thièt truóc a => h0 = h - a 61 -> Ri- -Vb2 -> CXd BÀI TOÀN KIÉM TRA KHÀ NÀNG CHIÙ LlTC TIÉT DIÉN CHÌT NHÀT DÀT CÓT THÉP DON Tir càp dò bèn chju nén cùa bè tóng— ■ ■> R b ] ——13—> a R Tù dièu kièn phàt trièn ciròng dò BT — ——>yb2 J t ' TB Nhóm còt thép doc ---------> R s T ù só Iirgng còt thép doc — TB-- > A s Tù càch bò tri thép doc trèn tièt dién tinh a, => h0 = h - a BÀI TOÀN TÍNH CÔT THÉP KÉP TIÉT DIEN CHÜ' NHÀT 63 BÀI TOÁN TÍNH CÓT THÉP DÖN TIÉT DIÊN CHÜ' T - Tir câp dô bën B T ---------> Rb’ïb 2'| a R>^R - Nhóm thép — > Rs l - ChQn triróc a => h0 = h - a J ______________ i ■ ZI Xét tai tiét diçn xét tính cánh thuôc vùng ùng suât nào Cánh thupc vùng kéo, bô dâu cánh —* tính theo TD c h i nhât (b x h) Cánh thupc vùng ùng suât nén phài xét cánh tham già chiù nén Xàc djnh bê rông cánh tham gia cliiu nén - Dâm dpc lâp: 1. S f < 1 /6 L (L: nhjp dâm) 2. S r < 6h; khi hf > 0 ,lh S f < 3hf khi 0,05h < h¡- < 0,lh - Dâm lien sàn: 1. Sf < 1/6L (L: nhjp dâm) M, > M xé, M ,< M xel Tryc trung hòa qua cánh —> tính Truc trung hòa qua suòn —> theo TD chtf nhât (b¡- x h) tính theo TD chù T M , é , - R b ( b ; - b )h ; (hu -0 ,5 h ; ) Rkbhn< a „ 4 = \ - J \ - 2 a m l ' : A s = ^ [ ^ b h O -*-(b i - b ) hV H min( % ) S H ( % ) = - ^ x l 0 0 bh„ 64 M„ - < a K I I A. = -M, ç x R sh0 Chpn thép và vê hinh bô tri côt thép trên TD A ch - A Kiêm tra: -3% < — -s- x 100 < +5% Tinh và kiêm tra a, * a . Tinh và kiêm tra t BÀI TOÁN KIÉM TRA KHÂ NÄNG CHIÙ LU'C TIÊT DIEN CHÜ' T - DAT CÔT THÉP DON 65 BÀI TOÁN TÍNH CÔT DAI 06 BÀI TOAN TÍNH CÒT DAI VÀ CÔT X1ÊN C m U Ll/C CÁT 67 4.7. CÂU HÔI ÔN TÀP 1. Trinh bày sir làm viêc cùa dâm khi chju uôn phâng? 2. Quy djnh vê chon sa bô kich thuâc tiêt diên dâm chù nhàt? 3. Co mây loai côt thép doc trong dâm? Trinh bày tâc dung cùa tùng loai côt thép doc. Nêu câc quy djnh vê viêc chon và bô tri côt thép doc trong dâm? 4. Cô mây loai côt thép ngang trong dâm? Trinh bày tâc dung cùa tùng loai côt thép ngang. Nêu câc quy djnh vê viêc chon và bô tri côt thép dai trong dâm. 5. Vi sao côt thép doc chju lue duge dât à vùng phât sinh ùng suât kéo trên tiêt diên xét tinh cùa dâm? Khi nào cân dât thêm côt thép doc chju lue à vùng chju nén? 6. Giài thich tai sao tinh côt thép doc không dê xày ra truông hop phâ hoai don khi dat dên trang thâi giôi han vê circmg dô (TTGH 1 ). Giài thich su cân thiêt phài tinh thép theo truôrng hop phâ hoai déo? 7. Nêu câc diêu kiên han chê khi tinh toân côt thép doc? 8. Nêu câc quy djnh vê bô tri khoàng câch côt dai trong dâm? 9. Trinh bày câch xâc djnh dang tiêt diên tinh toân hop lÿ dôi vôi dâm chù T? 10. Trinh bày câc quy djnh vê chon và bô tri côt thép dai cho dâm? 68 Chuong rilNH TO AN KET CAU SAN BE TONG COT THEP 5.1. K11AI N IE M VA PHAN LO A I 5.1.1. k h a i niem Ket eau san gom co Ban san va he Dam san, chung chiu tac dung cua nhirng tai trong co phuong vuong goc vai be mat Ban, nen do la nhirng ket cau chiu uon. Trong ngoi nha ket cau san dong vai tro rat quan trong, vi no dugc xem nhu mieng cumg nam ngang lien ket vai cac cot, tu an g tao thanh mot khoi khong gian vimg chac chong lai cac tac dong nhu gio, dong dat,... Do vay khi thiet ke ket cau san ngoai viec bao dam do ben, can phai bao dam do cirng de gop phan tang on dinh cho cong trinh. 5.1.2. Phan loai san be tong cot thep a) Theo p h u o n g phu p llii cong + San toan khoi: ban san va he dam san dugc do be tong toan khoi tai vi tri thiet ke. + San lap ghep: loai san dugc che tao sin thanh tam, van chuyen den lap dat vao vi tri thiet ke (san tam Panel, san tam Sanwich, san tam BubbleDeck, ...). + San be tong ban lap ghep (san gach h'ourdis, san B ubbleD eck,...). b) Theo so' do kel cau • Scm co dam (san suan): Loai san co cau tao Ban lien ket vai cac dam doc va dam ngang tao nen cac o san, tai trong tac dung tren san phai thong qua he dam mai truyen vao dau cot. Bao gom: + San suan toan khoi co ban loai dam + San suan toan khoi co ban ke bon canh + San suan kieu o ca: co he dam doc va ngang true giao +- San nhieu suan (san gach h'ourdis, ...). • Sdn khong sucrn: Loai ket cau san khong co he dam, ban san tua true tiep len dau cot (san tam phang: Jlat plate floor) hoac tua len mu cot (san nam: fla t slab floor). Pham vi giao trinh chi nghien ciru 2 loai: san suan toan khoi co ban loai dam va san suan toan khoi co ban ke bon canh. 69 5.1.3. Cácli nhân biêt bàn chiù lue mot phirong hay hai phirong Dira vào sô luçmg liên kêt chung quanh môi ô bàn dê phân biêt bàn làm viêc 1 phuerng hay 2 phuang khi chiù tái. + Khi bàn chi có liên kêt à I canh hay 2 canh dôi diên, bàn së làm viêc 1 phuong, theo phuang vuông góc vói canh bi liên kêt (goi là bàn làm viêc kiêu dâm). H'utlt 5.1: Bàn liên kêt à 1 canh Bàn liên kêt a 2 canh dôi diên + Khi bàn có liên kêt à 2 canh kê, à 3 canh hay à 4 canh, bàn së làm viêc theo hai phuang. Trong dô theo phuang canh ngân bàn làm viêc nhiêu han theo phuang canh dài. Vi vây dê don giân trong tinh toàn cân xét thêm ti sô /2 / /,. Hinh 5.2: Bàn liên kêt à 2 canh kê Ban liên kêt à 3 canh + Vói ô bàn cô /2 //, > 2 : hâu nhu bàn làm viêc theo phuang canh ngân, su tham gia chiù lue theo phuang canh dài không dàng kê, nên duge quan niêm tinh nhu bàn làm viêc mot phuang: theo phuang canh ngân (chi tinh thép theo phuang /,, con phuang l2 chon và bô tri thép theo quy dinh câu tao, nên cüng duge goi là bàn kiêu dâm). + Vói ô bàn có /2 / /, < 2 : m ai thirc su duge tinh toàn theo bân làm viêc 2 phuang (con goi là bân kê 4 canh). 5.1.4. Phuong pháp xàc djnh nôi lire trong kêt câu sàn Nôi lue trong kêt câu sàn thuông duge xâc dinh theo 2 dang sa dô: a) So1dô dàn hôi Theo sa dô này xem vât lieu là dàn hôi dê dùng câc công thùrc cua mon hoc Sue bên vât lieu, C a hçc kêt câu, Lÿ thuyêt dàn hôi xâc dinh nôi lue cho kêt câu. 70 + l lu diêm: thuât toan don giân, nèn dugc sir dung phô bien. <- Nhirgc diêm: chira phàn únh dúng bàn chât vât lieu (vi bê tông là vât lieu dàn hôi - déo). t Pham vi àp dung: tinh cho các kêt câu cô yêu câu vê chông nút (bê chira, kêl câu làm viçc trong môi truông de bi xâm thire. kêt câu chiù tai trong dông). và dê tinh các kèt câu chju lire chinh trong công trinh (khung nhà, dâm chiù tâi trong lón). h) S a dò kh ó p lieu (sa dt5 có x é t d in su pittili p h ò i lai nói lue) Là plurang phàp xét dên su phân phòi lai noi lire giùa các tiêt diên trong kêt câu do có su hình thành khóp dèo, truóc khi kêt câu biên hình. • Sir hìnli thành khóp dèo trong kêt câu chiù uón Tai tiêt dièn chju m om en lón, vùng bê tông chju kéo bj nút, ting suât trong còt tliép dat dên giói han chày, biên dang déo trong côt thép phât triên, vêt nút m ó rông, vùng nén bi thu hep, biên dang eùa bê tông vùng nén tàng lên, xuât hiên vùng cô bien dang eue bô lón, vùng dó goi là khóp déo, tai khóp dèo sè xuât hiên momen khóp deo M kd. TTTTT Khóp dèo un Khôp dèo i p : ± - 4 I finii 5.3: Sir hin h thành khóp dea Trong kêt câu bê tông côt thép khóp déo là khóp có thè chju dirge momen khi bê tông vùng kéo bj nút M kd = R SA SZ (khi M < M kdkhôp déo chua xuât hiên, khi M > M kd khóp déo xuât hiên). (Khóp dèo ngân cân chuyên vj xoay, dô lón sir ngan cân bang M kd; khóp thuóng không ngân cân chuyên vj xoay, tai khóp M = 0). • Sirph â hoçti kêt câu khi khóp dèo hiuh thành: + Dôi vói kêt câu tinh djnh: khi khóp déo hình thành kêt câu lâp túc trô thành hê biên hình túc thói, lúe này kêt câu ó tra n g thài cân bâng giói han (TTCBGH). (Trang thâi cân bâng giói han eùa kêt câu là trang thái úng vói thói diêm sô khóp déo xuât hiên dây dù làm cho kêt câu trô thành hê biên hình. Khi kêt câu ó TTCBGH, nêu tâi trong tàng kêt câu nhanh chông bj sup dô). 71 + Dòi vói kêt câu siêu tînh: khi khôp déo hinh thành së làm giàm bâc siêu tïnh. nôi lire trong kêt câu duge sàp xêp lai và kêt câu chi bi phà hoai khi sô khôp déo xuât hiên dây dii làm cho kêt câu bi biên hinh Khôp déo làm thay dôi nôi lire giùa câc tiêt diên, goi dô là sir phân phôi lai nôi lire, thé hiên qua hinh vë 5.4a. Xét dâm siêu tïnh chiù lire P. Tang P —> P ,, tai B (già sú là noi it côt thép nhât) së xuât hiên khôp déo, tao ra momen khôp déo M g . Tàng P, —> P2 xuât hiên tiêp khôp déo tai A, tao momen khôp déo M Ad . Nêu tiêp tue tàng P lên nùa, khôp déo së xuât hiên tai vj tri dat lire P, tao ra m om en khôp déo . Lúe này kêt câu bj biên hinh, dân dên phâ hông. Tùy theo sa dô kêt câu và sir bô tri thép trên càc tiêt diên mà trinh tir hinh thành khóp déo co thè khàc nhau, song su phân phôi lai nôi lire phài luôn luôn dàm bào diêu kiên cân bâng tînh hgc. Ggi M 0 là momen uôn cùa dâm don giàn co hai dâu khôp, theo hinh vë momen à nhip duge tînh theo công thirc: Và luôn luôn: M nh = M 0 - ,kd b M , X — - M b X — A L B L (5.1) (5.2) M0 = M ‘Aa f + M kBd f + M “ ip I ° L Vi du: Dâm cô sa dô chju lire nhu hinh 5.4b. Nêu theo sa dô dàn hôi, dê tînh thép cho dâm dùng ngay càc tri sô M A,M B và M nh . Khi dùng sa dô cô kê dên biên dang déo phài thirc hiên phân phôi lai nôi lire nhu sau: T I v 'U J M ^ - - - " 7 1 ÍV OA P = 50kN CD ( • V \ 3m 1 2m 1 T T T MA 24kNm M6 = £ 0 .= = 28,8kNm Hinh 5.4a Hinh 5.4b 72 - Tinh: M|, = M n,, + M . x — + M n x — = 28.8 + 24 x — + 36x — = 60kNm = nh A L L 5 5 L - Phân phôi lai nôi lue bàng câch tàng 6kNm dè M A = 3 0 k N m v à giàm M B xuông côn 3 0kN m , lue này: M nh = M 0 - M a x ^ - M b x — = 6 0 - 3 0 x | - 3 0 x - = 30kNm - N hu vây M A = M B = M nh, nên chi cân tinh thép mot lân dât tai câ ba vj tri (giüp eho viêe tinh toân và bô tri thép duçrc don giân). • Càc âiêu kiên khi xâc âinh nôi lue theo sa dô kh&p dèo: + Dè han chê bê rông vêt nût chi eho phép phân phôi lai nôi lue mot lugng không quâ ±30% giâ tri momen M xâc dinh duge theo sa dô dàn hôi. + Dê bê tông không bj ép v à truôc khi üng suât trong côt thép dat dên R^, thirc nghiêm eho thây khi tinh toân phài thôa mân diêu kiên han chê sau: - Bê tông cô câp dô bên < B25 lây \ < ÇD = 0,37<=>am < a D = 0,302 - Khi câp dô bên B30 lây £, < £,D = 0,36<=>am < a D = 0,295 ; câp dô bên B35 lây £, < E,D = 0,35<=>am < a D = 0,289. 5.2. TiNH KÉT CÂU SÀN CÔ BÀN CHIU Ll/C MOT PHUONG Kêt câu sàn chiu lue mot phuang cô uu diêm do hê dâm phu bô tri dày, giücùng sàn tàng, nên thuàng duge thiêt kê eho kêt câu sàn chiu tài trong dông và rung dông lân. N hirac rliêm: do hê dâm thiêt kê dày nên thi công phùc tap. vê mât chiu lue không tân dung duge su làm viêe theo cà hai phuang. 5.2.1. Mot sô quy djnh câu tao a) h ich Ih u â c ô bân: thuàng thiêt kê: /, = 2,0m + 3,0m, l2 = 4,0m + 6,6m + Chiêu dày bàn toi thiêu (hmm) theo tiêu chuân TCVN 5574-2012 quy dinh: - h mjn = 4cm dôi vài sàn mai. - h min = 5cm dôi vài sàn lâu nhà dân dung. - h min = 6cm dôi vài sàn câe tâng nhà công nghiêp. Khi thiêt kê thuàng chgn: 73 Riêng ô bân dang conson: = (ï^) ^^"5 / ' (5-4) Nên làm trôn chiêu dày hb theo bôi sô 10mm + Chiêu cao cùa tiêt diên dâm phu: h = i -h 1/ (/là nhip cüa dâm phu) (5.5) + Chiêu cao tiêt diên dâm chinh: h = — h- — L (L là nhip cüa dâm chinh) (5.6) VIO 12J Bê rông tiêt diên dâm b = ^ (b và h duge làm trôn theo bôi sô 50mm). b) Vâl lieu s u dung • Bê long: thuông thiêt kê bê tông cô câp dô bên chju nén B 15, B20. hoâc cô thê lôn hem. • Côt thép trong bàn: gôm 2 loai • Thép chju lue: cô tâc dung chiu irng suât kéo do mômen uôn gây ra, duge tinh dât ô vùng chiu kéo, xa truc trung hôa hon côt thép phân bô. Thuông dùng nhôm thép Cl (dôi khi nhôm Cil), duông kinh (J) = 6, 8,1 0 , 12 (thuông chon duông kinh <)>>8 ) khoàng càch giùa câc côt thép chiu lire kê nhau là: a = 100n-200(khi hb< 15cm), và a < l,5 h b (khi hb >15cm). Hàm lugng côt thép hgp lÿ trong bàn là: |i(% ) = (0,3 + 0,9)% (5.7) • Thép phân bô: cô tâc dung giù vj tri cho thép chiu lue khi thi công, dông thài phân phôi lue dên câc côt thép bên canh và tham gia chju câc irng lue khi bê tông co ngôt, khi nhiêt dô thay dôi. Thép phân bô dùng nhôm thép Cl (dôi khi C il), duông kinh (j>6, 8 , dirçrc ct§t bên trong và vuông goc voi thép chju lire, cô khoàng cach a = 200 + 300 (thuong chgn a = 200 + 250 ). 5.2.2. Tinh ô bàn don Bàn don bê tông lâp ghép nhu bàn nâp hô nuôc, tâm dan nàp rành thoât nuôc, tâm dan bê bêp,... thuông cô liên kêt à 2 canh dôi diên, bân ô vâng (liên kêt 0 1 canh). Bàn don bê tông côt thép dô toàn khôi nhu bàn ô vâng, bàn dây sênô, bàn dày và bân nâp hô nuôc, bàn thang,..., thuông cô liên kêt ô 1 canh hay 2 canh dôi diên (thuôc bàn chju lue 1 phuong: theo phuong vuông gôc voi canh bj liên kêt), hoâc bân cô liên kêt ô 2 canh kê nhau, à 3 canh, 4 canh nhung cô ti sô l2 11\ > 2 (duge tinh nhu bàn chju lue 1 phuorng: theo phuong canh ngàn /|). • Quan niêm tinh: theo phuong chju lue, càt ra dài rông b = lm dê tinh (khi phuong càt > lm ), nêu < lm thi lây b bâng kich thuôc thirc cô dê tinh . 74 • Xác âinh lai trong: gòni có tình tài gb (kN/m2) và hoat tài ps (kN/m2) cách xác djnh nhir ô phàn tình bàn lièn tue (muc 5.2.3). Ngoài ra tùy theo truòng hop can xét them hoat tai dät tâp trung ô vi tri bât lai P = 0,75x 1,3 = lkN (xem muc 6.2). • Moiuen nói lire: cách xác dinh nhu trong Súc bên vât lieu. C a hoc kêt câu. • Tinh thép: tinh theo bài toán câu kiên chiù uôn có tiêt diên chü nhât dàt côt thép don. 5.2.3. Tinh bân liên tue a) Quan niêm tinh, s a dô tinh b = 1m i i i i i Hinh 5.5: Mal bang sàn và sa dô tinh bàn liên tue + Xét thây tùng ô bàn dêu có liên kêt cr 4 canh và cùng có ti sô /2// 1>2 nên quan niêm tinh theo bàn liên tue chju lire 1 phucrng: theo phircmg canh ngân. + Theo phucrng canh ngân tucmg tuang cât bàn thành dài rông lm dê tinh nhu dâm liên tue chju uôn (có tiêt diên chü nhât b = lm và h = h b ), tua trên các gôi tua là các dâm phu hoac tucmg mà nó gâc lên. + Nhjp tinh toán: - Nêu tinh theo sa dô dàn hôi, lây bàng khoàng cách tim cùa dâm phu ( / = /,). - Nêu tinh theo sa dô có kê dên biên dang dèo, lây bâng khoàng cách mép trong cùa dâm phu / = /, — bdp(dôi vói các nhip giùa). Vói nhip biên khi bàn kê lên tuông chju lue thi: 75 / = /, — b.dp 1 , 1 u - b . + —h b , 2 ' 2 b Khi bàn liên kêt vói dâm phu biên vân tinh: / = /, - b Jp b) Ttii trong tac dung lên bàn san Tai trong tác dung phân bô dêu cô phirang vuông góc vói mât bàn bao gôm tînh tái và hoat tái. • Tînh tái: Gôm trong luçmg ban thân bàn sàn, các lôp vûa lót, trát, lát, láng, dirge xác dinh nhir sau: + Trong lugng lôp vùa láng hay gach lát (có (5.8) (5.9) Lcfp gach lát Lôp vûa lót Bàn bê tông cot thép Lôp vûa trât trçng lugng riê n g y ,, dày h, ) là: g, =Y |h,n (k N /m 2) Hinh 5.6: Cáu tqo các lâp sim (5.10) + Trong lugng lôp vùa lót (có trgng lugng riêng y2, dày h 2) là: g 2 = y2h2n (k N /m 2) + Trong lugng lôp vùa trât mat duôi bàn (trgng lugng riêng y , , dày h 3 ) là: g3 = y3h3n ( k N /m 2) + Trgng lugng bàn thân bàn BTCT (trgng lugng riêng yb,dày h b) là: ë b = Y b h bn (k N /m 2) Vây tông tînh tái tác dung phân bô dêu trên 1 don vi diên tich mat bàn là: g s = g i + g 2 + g 3 + ë b ( k N /m 2) • Hoat tái: (5.11) (5.12) (5.13) (5.14) Là tâi trgng sù dung trên sàn nhu nguòi di lai, dô dac, dung cu, thiêt bi máy m ó c,... ps = p c x n p (k N /m 2) (5.15) Trong dô: y ,, y2,y 3 (kN / m ’){xem bàng 7); pc : hoat tâi tiêu chuân phân bô trên sàn lây theo TCVN 2737-95, và các hê sô dô tin cây n ,n p (xem bàng 8). c) X á c dinh nôi lue Do quan niêm cat bàn thành dài rông lm dê tînh nhu dâm liên tue, nên tái duge quy dôi vê dang phân bô dêu trên dây bàn là: q = ( g s + ps)x 1,0m (k N /m ) (5.16) 76 I 1 I 1 I ' I ' I M Do lire eat trong bàn thiràng rät nhò. riêng bê tông dà dû suc chiu. nên chi xác dinh momen noi lire dé tính thép. Có 2 phuong pháp xác dinh momen: • Theo sa do déo: - Ap dung cho ban sàn nhà dán dung có nhip déu nhau hay chénh nhau < 10%: Al = — írm!ix io o % < 10% , vói tri sô momen lón nhât ó môi nhip và môi gôi Anni dirge xác djnh theo công thùc sait: + Momen nhip biên và gôi thù 2: + Momen các nhjp giura và các gôi giùa: Trong dó: I = l,b = (/, + /, + ... + /„)/ n m u I M = + 1 1 m a x — M = + 1 1 m a x —3 L16 (5.17) (5.18) ql2 ql2 ql: 16 A 16 ql2 nSÜ16 16 16ÜÍ111 Hin h 5.7: Momen uôn theo sa dô dèo • Theo sa dô dàn hôi: + Khi dài bàn cô nhip dêu nhau hay chênh lêch nhau < 10%, tim tri sô momen lôn nhât ô môi nhjp và môi gôi dirge tra ô bâng 9, úng vói côt 3. + Khi dài bàn có nhip chênh lêch nhau >10%, dùng phucmg trinh Ba momen dê tinh nôi lire. 77 d) Tilth, chon và bô tri thép + Thép dirge tinh riêng cho timg nh¡p và tirng gôi mot. tuang úng vái momen lán nhât ô nhip hay ô gôi dó. Tinh thép theo bài toán câu kiên chiù uôn cô tiêt diên chu nhât b = lm và h = h bdât côt thép don, trong dô chon: a = 1,5cm => h0 = h - a Tinh M . 100Rbhg i a D (theo so dô déo) (5.19) Tinh thép M -> tra bàng 2 dé chgn và bô tri thép (5.20) (vièc bô tri thép phài tuân theo các quy dinh tai mue 5.2.1 ). + Theo phuong canh dài ô nhjp chon bô tri thép phân bô 5g. a In aLp M « u M aL(i «Lu S * S Z L S 3 } r ~ 7 T ■ bj , t—ÛÎL o Hinh S. 8: Mât cal bô tri thép ban sàn ,L/4 L + Ngoài ra tai vj tri bân sàn liên kêt vói dâm chinh cân dât thêm thép up mû câu tao O M *06a15O 4>6, a= 150 + 200, vuông gôc vói dâm chinh dê chju momen âm tai dô chua duge tinh dên I■— 1 1 (hinh 5.9). 5.2.4. T inh toán dâm phu J ” J' a) Quan niêm tinli, so- dô tinh Dâm phu duge tinh nhu mot dâm liên tue. tua trên các gôi tua là các dâm chinh hay tuông mà nô gâclên. Nhip tinh toán duge lây nhu sau: » t t Hinh 5.9 • + Tinh theo sa dô dàn hôi, lây bang khoâng câch tim cùa dâm chinh (/ = /2) . 78 t Néu tính theo so dó có ké den bien dang déo, láy báng khoáng cách mép trong cúa dám chính ( / = /2 — b dc). -4i K H Hmh 5.10: Sa dó linh dám phu b) X ác djnh tái trong Tai trong táe dung phán bó déu tren dám phu góm có: • Tính tái: + TTnh tái tú bán sán truyén sang: g ls = g s(/|r +/,ph) /2 (k N /m ) + Trong luong bán thán dám phu: g b ( = Y b b d p (h dp - h b ) n (k N /m ) + Trong luong lóp vúa trát dám phu: g v = y vh v [ b dp+ 2(h dp- h b) ] n (k N /m ) (5.21) (5.22) (5.23) + Trong luong tucmg xáy truc tiép tren dám phu, bé dáy b t , chiéu cao h, (néu có): có): g, = Y,h,n (k N /m ) Vói 7 , (kN /m 2) tra báng 7, dóng 14, 15, 16 hay 17. => Tóng tính tái lá: gd = g t5 + g bl + g v + g, (kN/m) • Hoat tái: Lá hoat tái sú dung tren bán sán truyén sang dám: (5.24) (5.25) = ps(/,tr + / lph) / 2 (k N /m ) (5.26) c) X ác djnh nó i luc Góm có mom en uón vá lúe cát, vói hai cách xác dinh nhu sau: • Theo sa dó déo: Ap dung khi dám có nhip déu nhau hoac chénh nhau < 10%, có tái tác dung gióng nhau vé tri so tren các nhjp vá tiét dién khóng thay dói tren suót chiéu dái dám, nói luc lón nhát ó nhip hay ó gói duoc xác dinh nhu hinh 5.11, vói q = gd + pd (kN/m). 79 • Theo so dö dan höi: + Khi dam cö nhjp deu nhau hoäc chenh nhau < 10%, co täi täc dung giöng nhau ve tri so tren cäc nhip vä tiet dien khöng thay döi tren suöt chieu däi däm, nöi lue 1cm nhät ä nhjp hay ö goi dugc xäc dinh theo cöng thuc ö cöt 3, bang 9 (hinh 5.12). + Khi däm cö nhjp chenh nhau >10%, hoäc cö täi trong hay tiet dien khäc nhau tren cäc nhip, tim nöi lue theo phucmg trinh 3 momen, hoäc düng phän mem tinh ket cäu (Sap, Etab, ...) de giäi: Md = Mb A ______ k M 3t = M 21 M 41 - M , Hinh 5.12: Bieu dö hao nöi lue theo so dö dein höi d) Tinlt, chon vä bö tri thep Göm cö tinh cöt thep doc chju momen vä cöt thep ngang chiu lue cät. • Tinh cöt thep doc: Thep dugc tinh rieng cho tüng nhip vä timg göi mot, tuong ting vöi momen lön nhät ö nhip hay ö göi dö. * Tinh thep cho nhip: tinh theo bai toan cau kien chiu uon co tiet dien chu T (rieng dam phu bien tinh theo tiet dien chu nhat bdp x h llp). * Tinh thep cho goi: tinh theo bai toan cau kien chiu uon co tiet dien chu nhat < bj P x !\iP )• * Tinh tlic/) ngang: Cot thep ngang dugc tinh rieng cho tirng goi mot. Tai moi goi can xet tinh lan luot cho tirng gia tri luc eat ben trai (Q lr),b e n phai (Q ph). Thuang ap dung bai toan tinh cot dai de tinh. vai dieu kien tinh la: < Pb3(1 + ( P r ) R b .b h ( ) < 0 x c . v a Q x c . ^ °.3 < P w i« P b iR b b h o ( 5 .2 7 ) E A Trong do: ([\vi =1+5-EbbSva cpbl = 1 -0 ,0 1 R b . 5.2.5. T in h dam ehinh a) Quan nieni tin h , so' do tinh Dam chinh ganh vac toan bo tai trong tren ket cau san de truyen xuong cot. Dam ehinh cung vai cot tao thanh he khung chiu luc, do do phai giai khung de xac dinh noi lire trong dam chinh. Trong pham vi chuang 5 sir dung gia thiet ban dau xem do cirng dim vi cua dam Ian han hoac bang 4 lan do cimg dan vi cua cot: Ek1,■ > 4-H„(dam cirng han cot gap 4 lan) luc nay momen noi luc tai nut khung se truyen het vao dam, non co the xem dam chinh lam viec nhir mot dam lien tuc chiu uon tua tren cdc goi tua hi diiu cot, nhip tinh toan lay bang khodng cdch tim giua 2 true cot ke nhau. (Khi thiet ke thuang xac dinh noi lire trong dam chinh bang cach giai khung. dugc trinh bay a chuang 9). j s : T - 4 - "X - 4 IImil 5.13: Sir do tinh dam chinh 81