Cấu kiện chịu uốn (theo ttgh 1)

Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng Chương 4.. - Lúc này cốt thép vùng nén A’s phải được tính toán cùng với cốt thép vùng kéo As không phải chọn theo cấu tạo như trường hợp cốt đơn

Trang 1

Chương 4 CẤU KIỆN CHỊU UỐN (THEO TTGH 1)

NỘI DUNG:

4.1 Đặc điểm cấu tạo

4.2 Sự làm việc của dầm

4.3 Trạng thái ứng suất và biến dạng của tiết diện thẳng góc

4.4 Tính theo tiết diện thẳng góc theo phương pháp sử dụng

mô hình biến dạng phi tuyến vật liệu

4.5 Tính theo tiết diện thẳng góc theo phương pháp Nội lực

giới hạn

4.6 Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng

4.1 Đặc điểm cấu tạo Cấu tạo bản sàn

- Bản là kết cấu phẳng có chiều dày khá bé so với chiều dài và chiều rộng Kích thước mặt bằng của bản thường 2 - 6m, chiều dày 6 - 20 cm

- Bêtông của bản thường có cấp độ bền chịu nén khoảng từ B15 (M200)

- Cốt thép trong bản gồm cốt chịu lực

và cốt phân bố nhóm CI, CII Đường kính từ

6 mm đến 12 mm (không lớn hơn hb/10)

Khoảng cách từ 7 cm đến 20 cm (cốt thép phân cố, cấu tạo thì từ 25 cm đến 35 cm).

1

Trang 2

Cấu tạo bản sàn

4.1 Đặc điểm cấu tạo Cấu tạo dầm

- Mặt cắt ngang chủ yếu

là chữ nhật, chữ T Một số có thể là hình thang, hình hộp.

Kích thước dầm chữ nhật chọn sơ bộ như sau:

+ Chiều cao: hd = (1/8 – 1/15)L (L: nhịp dầm) + Chiều rộng: bd = (1/2 – 1/4)hd

Để định hình hóa chọn:

hd = n.50 mm khi hd £ 600mm, hd = n.100 mm khi hd > 600mm

bd = 100, 150, 200, 250, 300mm, bd = n.50 mm khi bd > 300mm 3

Trang 3

4.1 Đặc điểm cấu tạo Cấu tạo dầm

4.2 Sự làm việc của dầm

5

Trang 4

Giai đoạn I

4.3 Trạng thái ứng suất và biến dạng của tiết diện thẳng góc

Giai đoạn II

7

Trang 5

4.3 Trạng thái ứng suất và biến dạng của tiết diện thẳng góc

Giai đoạn III

4.4 Tính theo tiết diện thẳng góc theo phương pháp sử dụng

mô hình biến dạng phi tuyến vật liệu

9

Trang 6

4.5.1 Cấu kiện chữ nhật đặt cốt đơn

a Sơ đồ ứng suất

Các giả thiết tính toán (Mục 8.1.2.2.1):

- Xem tiết diện tính toán làm việc ở giai đoạn III-1 của TTUS-BD.

Trang 7

b Công thức cơ bản (Phương trình cân bằng)

Để đảm bảo điều kiện chịu lực

Trang 8

R R

s el b

x x

d Tính toán tiết diện

- Biến đổ công thức lại như sau:

trong đó:

0 2 0

Trang 9

2 0 0

BÀI TOÁN 1 Tính cốt thép dọc chịu M

Bước 1 Xác định các thông số đầu vào

-Mômen uốn M (lấy từ biểu đồ nội lực, tại tổ hợp bao);

-Thông số vật liệu: R b ; R s ; R ; R (Theo TCVN);

-Thông số tiết diện: b; h

17

Trang 10

-Giả thiết a (khoản 0,1h);

Bước 2 Thực hiện tính toán theo trình tự sau

-Chọn và bố trí cốt thép, kiểm tra lại với giả thiết a gt ban đầu với a th

Ví dụ áp dụng : Tính thép dọc chịu Mômen; Bê tông M300 (B22,5); Thép CB300-V

Mmax=12T.m

Mmin=15T.m

200

Chương 4 CẤU KIỆN CHỊU UỐN (THEO TTGH 1) 4.5.1 Cấu kiện chữ nhật đặt cốt đơn

19

Trang 11

Bước 1 Xác định các thông số đầu vào

-Nội lực: M=1500000 kGcm

-Thông số vật liệu: Rb=130 kG/cm2

Rs=2600kG/cm2 ;R =0,413; R =0,583;

-Thông số tiết diện: b=20 cm; h=50 cm

-Giả thiết a=5,5cm

0

50 5, 5 44, 51500000

Bước 2 Thực hiện tính toán

21

Trang 12

2 0

min

0 max

15, 70,1% % % 100% 1, 76%

b s

s

R b s

R bh

R

A bh R

9, 42.3, 5 6, 28.8, 5

5, 5

9, 42 6, 28

si i th

si

A a a

Trang 13

-Giả thiết a=5,5cm

0

50 5, 5 44, 51200000

0, 233130.20.44, 5

min

0 max

12

b s

s

R b s

R bh

R

A bh R

si

A a a

Chọn 4f20 (As.ch=12,56cm2) bố trí như hình vẽ

Chọn a0=2,5cm; t0=2,5cm

Ta có: ath > agt nên bài toán thiếu an toàn.

Nhưng As.ch > As.t nên bài toán an toàn.

Kết luận: Có thể chấp nhận kế quả tính toán.

(Có thể kiểm tra khả năng chịu lực của mặt cắt

để có kết luận chính xác) Bài toán kiểm tra.

25

Trang 14

BÀI TOÁN 3 Tính [M] (Phục vụ cho bài toán kiểm tra)

1 Xác định các thông số đầu vào (theo thiết kế)

Từ mặt cắt thiết kế:

Ta tính: As; ath; b; h; Tính h0=h-athThông số vật liệu: Rb; Rs; R; R (Theo TCVN);

Trang 15

Ví dụ áp dụng:

Cho dầm có mặt cắt thiết kế như sau, chịu moment kéo thớ dưới BT B20, Thép CB300-V

Yêu cầu:

Bỏ qua sự làm việc (chịu lực) của thanh thép số 1, Tính [M]; Chiều dày lớp bêtông bảo vệ t 0 = a 0 = 2,5 cm.

0, 216

s s b

Trang 16

2m 4m 2m 700

300

-Bê tông M300 -Thép CII

12, 57.4 15, 21.(3 2 2, 5 1,1)

12, 57 15, 21

6, 52

si i th

si

th

A a a

Bài tập 1 Bài toán tính cốt thép dọc chịu Moment cho dầm sau.

Giả thiết agt = 7 cm, tính toán được As = 28,7 cm 2

Nhận xét: Giả thiết a gt = 7 cm > a th

31

Trang 17

Bài tập 2 Kiểm tra khả năng chịu lực dầm trong ví dụ 1.

4Ø20

300

4Ø22 2Ø12 2Ø20

Bê tông M300; Thép CB300-V

( )

6, 52

si i th

0, 292.(1 0, 5 ) 0, 249

s s

R b

Trang 18

Khi nào phải tính cốt kép?

- Khi BT vùng nén không đủ khả năng chịu nén, ta phải sử dụng thêm cốt thép ở vùng nén (A’s) Có nghĩa là khi tính cốt đơn xảy ra trường hợp sau:

0

R

x h

   hay:

2 0

- Tuy nhiên: khi am > 0,5 nên tăng kích thước tiết diện (hay Mác BT).

- Lúc này cốt thép vùng nén A’s phải được tính toán cùng với cốt thép vùng kéo As (không phải chọn theo cấu tạo như trường hợp cốt đơn).

4.5.2 Cấu kiện chữ nhật đặt cốt kép

35

Trang 19

R

x h

Trang 20

' 0

bh

Điều kiện:

1 Xác định các thông số đầu vào

-Mômen uốn M (lấy từ biểu đồ nội lực, tại tổ hợp bao);

-Thông số vật liệu: Rb; Rs; R; R (Theo TCVN);

-Thông số tiết diện: b; h

39

Trang 21

2 Trình tự tính toán

-Giả thiết a (khoản 0,1h);

s sc m

0 '

'

2 :

R bh R a

Chọn và bố trí cốt thép; Kiểm tra lại giả thiết a gt ban đầu với a th

: Tăng A’s và tính lại

41

Trang 23

2 Trình tự tính toán (Tiếp cận theo bài toán cốt đơn)

Không thỏa điều kiện đặt cốt đơn

-Cho trước thép chịu nén: A’ s =6,28cm 2 ; a’=3,5cm

0 2 0

2

2200000 6, 28.2600.(44 3, 5)

0, 306130.20.44

s sc m

Trang 24

A a a

Trang 25

b b s sc s

s

R bh A R A

Giả thiết trước a’gt và agt Tính h0 = h - agt

Kiểm tra hàm lượng cốt thép A’s Chọn và bố trí cốt thép Kiểm tra lại a’gt và agt.

BÀI TOÁN 2 Tính [M]

1 Xác định các thông số đầu vào

-Tính As và As’ (lấy từ mặt cắt thiết kế);

-Thông số vật liệu: Rb; Rs; R; R (Theo TCVN);

-Thông số tiết diện: b; h;

- Tính ath; ath’ từ mặt cắt thiết kế Từ đó tính h0.

49

Trang 26

Tính h 0 = h-a th

'

0 '

' 0 0

h a

Yêu cầu: Tính thêm sự làm

việc (chịu lực) của thanh thép số 1, Tính [M];

51

Trang 27

' ( ) 9, 42.3, 5 6, 28.8

0

' 0

0,111

2 2.3, 4

0,124

54, 7 [ ] ( ) 15, 71.2600.(54, 7 3, 4)

s s s sc b

s s

R bh a h

Bài tập 1 Tính cốt thép dọc chịu M=13 Tm (kéo thớ trên)

Tiết diện: (20x40)cm; Vật liệu: M250; Thép CB300-V

Bài tập 2 : Cho dầm có mặt cắt thiết

kế như sau, chịu moment kéo thớ dưới

4Þ25 6

9 1

400

4Þ20 8

53

Trang 28

Sự làm việc của các dạng tiết diện

1 Đặc điểm cấu tạo và tính toán

Trong thực tế

1 Đặc điểm cấu tạo và tính toán

Chú ý: những yêu cầu khi xác định độ vươn của cánh Sc

4.5.3 Cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T

55

Trang 29

2 Sơ đồ ứng suất

TTH qua cánh

TTH qua sườn

57

Trang 30

Để phân biệt trường hợp trục trung hòa (TTH) đi qua cánh hay qua sườn ta so sánh momen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh Mf với momen ngoại lực M

0( 0, 5 )

Trang 31

4 Tính toán tiết diện

Tính cốt thép chịu kéo Astính:

Chú ý: Cốt thép đặt trong phần sườn nên hàm lượng cốt thép được tính như sau:

0 2 0

4 Tính toán tiết diện

Tính khả năng chịu lực [M] (kiểm tra cường độ)

Trang 32

Tính khả năng chịu lực [M] (kiểm tra cường độ)

chịu Moment cho dầm trên (Cho a=5cm)

M cho dầm trên trong trường hợp này (Cho a=5cm)

63

Trang 33

VÍ DỤ ÁP DỤNG

1 Vẽ biểu đồ nội lực (như SBVL)

18T 39T

Trang 34

4.6 Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng

1 Điều kiện cường độ

Sử dụng điều kiện theo Lực cắt

để tính cốt đai và cốt xiên Điều kiện

theo Mô men tự thỏa với những yêu

cầu cấu tạo

67

Trang 35

2 Tính cốt đai không cốt xiên chịu lực cắt Q

Trang 36

a Cơ sở lý thuyết

Tại tiết diện nguy hiểm nhất sẽ có sức chống cắt:

0 0

Trang 37

b Các bài toán tính cốt đai không cốt xiên trong thực hành thiết kế

- Bài toán tính bước cốt đai (cho trước dsw và số nhánh n)

- Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực

Bài toán này là cốt đai được chọn bố trí trước (thường là theo cấu tạo), lúc này ta sẽ tính được khả năng chịu lực cắt

của Bê tông và cốt thép đai Q wb =Q b +Q sw như Mục 2 (theo bài toán kiểm tra)

Điều kiện phải đặt cốt xiên khi: Q wb < Q max

3 Tính cốt xiên chịu Q

a Điều kiện tính cốt xiên

73

Trang 38

Sơ đồ tính cốt xiên

b Trình tự tính cốt xiên

- Bố trí trước cốt đai cho dầm (thường theo cấu tạo)

- Xác định đoạn dần cần đặt cốt xiên x (Q > Qsw+Qb)

- Xác định số lớp cốt xiên cần bố trí dựa vào điều kiện:

Khoảng hở cốt xiên xi ≤ smax (i= 1,2,3 và 4) Góc nghiêng cốt xiên

75

Trang 39

Trong thiết kế, thiên về an toàn và đơn giản tính toan,

tiêu chuần cho phép tính toán với giả thiết: “tiết diện nghiêng

nguy hiểm có hình chiếu là c 0 luôn luôn cắt qua một lớp cốt xiên” Từ đó suy ra công thức tính diện tích lớp cốt xiên thứ i

R 





b Trình tự tính cốt xiên

77

Tiêu đề	Cấu kiện chịu uốn (theo ttgh 1)
Trường học	Trường Đại Học Xây Dựng
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	Chương
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	2,5 MB