Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép phần 1

+ V ôi câu kiçn bê tông côt thép chju uôn: C ôt thép sè d u o c dât à vùng chiu kéo dê tliam gia chju irng suât kéo, ô vùng nén bê tông sè tham g ia chrn irng suât nén, câch dât thép nhi

LÒI NÓI DÀU

Cìiào trình m on hoc K êt câu bê tô n g côt th ép d u o c biên so a n theo Tiêu chuârt X ây

tiim g Viët N am hiên hành TC V N 5574-2012, d ù n g dé tham khào g ià n g da y và h o c tâp elio Sinh viên ngành X â y dung.

G iâo trình g ô m 9 chirang, trinh bày chu y ê u n h ù n g kiên th ù c c o ban, m ot sô vi du mitili hoa g iù p cho sin h viên näm v ù n g p h á n ly th u yêt và ù n g d u n g tính toan d u o c m ot

sô hô p h â n kêt câu b ê tô n g côt thép tro n g cô n g trinh x â y dung.

N goài ra già o trình con có thè g iù p cho các cà n bô da n g làm cô n g tâc x â y d u n g tham khào khi th u c hiên chuyên d ô i tù tiêu chuârt T C V N 5574-1991 sa n g tiêu chuân

TC VN 5574-2012 hiên hành.

Tâc g ià xin chân thành câm o n TS L ê N goc C ân - H iêu truem g Triràng D ai h o c X â y

D ung M iên Tây c ù n g càc Thây Cô tro n g Kltoa X â y d u n g dà tao d iêu kiên thuân la i và (tông g ôp nliiêu y kiên q u i bâu dê hoàn thiên g iâ o trinh; dâc b iêt câm on càc Thây Cô ThS Làmi Thi X uân Lan, ThS Trân L an P h u o n g Thâo, ThS Thach Sôm Sô H oâch và

KS Làm Van A nh dà g iù p d ò tâc g ià tro n g q uâ trinh biên soan.

Trong quà trinh x u â t bàn lân d âu châc chân s ë kh ô n g thê trânh khôi thiêu sot Tâc nia râ t m o n g nhân d u o c n h ù n g nhân xét, g ôp v p h ê binh, dê tiêp tue chinh sù a cho giâ o trinli d u o c hoàn thiên han M oi d ô n g g ô p xin giri vê: B an biên tâp sâch K H K T - Nlià x u â t bàn X â y d u n g - 37 L ê D ai H ành - H à Nôi.

T âc già Pham M inh Kính

+ V ôi câu kiçn bê tông côt thép chju uôn: C ôt thép sè d u o c dât à vùng chiu kéo dê

tliam gia chju irng suât kéo, ô vùng nén bê tông sè tham g ia 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.

+ V oi câu k iên bê tô n g côt th é p ch ju nén: C ôt th ép d u a c dât chung quanh tict d iên dê tân g kh à n â n g c h iu nén ch o bê tô n g , tir dô c ô th ê giâm bôt kich th u ô c

n e t diôn

1.2 SU LÀM V IÊ C C H U N G G IÜ A BÊ T Ô N G V À C Ô T T H É P

Bê tông và côt thép cô thê làm viêe chung vôi nhau d u g e là vi:

+ Khi dông cù n g xong bê tông và côt thép dinh chat vôi nhau nên cô thê truyên lire cho nhau cùng chiu

+ GiCra bê tô n g và côt th é p k h ô n g xây ra p h àn irng ho â hoc gây hai nhau, mà

n g u g c lai bê tô n g là lôp âo b ào vê ch o cô t th ép trânh tiêp xüc trirc tiêp vôi môi

tr u à n g bên ngoài

+ Bê tông và côt thép cô hê sô giàn n à do nhiêt gân n h u nhau ( a s = 0 ,0 0 0 0 1 2 , côn

a b = 0 ,0 0 0 0 1 0 -^ 0 ,0 0 0 0 1 5 ) Do vây khi nhiêt dô thay dôi trong pham vi thông thircrng (d u ô i 100°C ) sè không làm phâ hông lue dinh g iù a chung

5

1.3 PHÂN LO A I BÊ T Ô N G C Ó T T H É P

1.3.1 T heo phu'o'ng phàp thi công

a) Bê lon g c ô t th ép toàn k iw 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 h u ac diêm : ton nhiêu ván khuôn - cây chông, chiù ành h u à n g cùa th à i tiêt th ài gian thi công kéo dài

c) Bê tô n g côt th ép ban läp gh ép

M ot sô câu kiên chê tao sàn d u a c câu làp vào vi tri th iêt kê rôi g h ép thêm ván khuôn, d ât th êm côt th ép và dô bê tô n g phân con lai (kê câ m ôi n ôi) thành kêt câu hoàn chinh Bê tô n g côt thép bàn làp g h ép khâc phuc d u o c m o t sô n h u a c diêm cùa hai loai trên

1.3.2 T heo tran g thài irng su ât khi ché tao và sir d ung

a ) B ê t ô n g e û t t h é p t h u ù n g

Loai kêt câu bê tô n g duçrc chê tao theo cách th ô n g th u à n g chi ghép ván khuôn, dât côt thép và dô bê tông, không tao tru ó c trang thái û ng suât trong côt thép

b) B ê tô n g c ô t th ép û n g su a t tru ffe

Loai kêt câu bê tông d u ç c chê tao theo cách câng côt th ép dê nén vùng bê tông chiù

k éo (theo s a dô chju tài) nhâm triçt tiêu û ng suât kéo khi chiù tác dung tài trong giúp triêt tiêu hoâc han chê vêt nùt cho kêt câu

1.4 UU NHUQfC D IE M C Ù A BÊ T Ô N G C Ô T T H É P

1.4.1 U u diêm

- Cô khà nâng chiù lue tôt h a n kêt câu gô và kêt câu gach dà C hju tài trong rung

d ô n g và chju lùa tôt C ô c u à n g dô phât triên trong vài nàm dâu tiên

- C'ó tuoi tho cao, it ton tien bao diröng và có thè tao hình thco ÿ m uôn.

- 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 d iêm

- T rong 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 h u a n g cùa thcri tiêt

1.5 S O L U O C V È SU RA D Ö I C Ù A V Â T LIEU BÊ T Ô N G C Ô T T H É P

Vât lieu bê tô n g côt thép ra dôi cách nay h a n 160 näm T ù näm 1849 Lam bot ( Pliàp) làm chiêc thuyên b an g lirai thép trát 2 bên là v ù a xi m äng Sau dó nguòi ta che tao eác ban sàn, d u ò n g ông, bê chira n iró c , bang bê tông cô t thép Ban dâu côt thép dirac dat theo càm tinh näm à vj tri truc trung hoà trên tiêt diên D ên kho àn g näm

1880 kÿ sir K oenen (D u e) là ngircri dâu tiên kiên nghi dät côt thép à vùng bê tông chiù kéo Sang dâu thê kÿ X X các nhà nghiên c ù u bât dâu xây d u n g p h u a n g pháp tính toán kêt câu bê tông cô t thép V ê sau các p h u a n g pháp tính toán ngày càng phát triên và hoàn thiên han

Ö V iêt N am bê tô n g côt thép d u g c du nhâp vào tù dâu thê kÿ X X , lùc dâu dê làm câu dâp niróc, sau dô dên xây d u n g nhà cùa H iên nay bê tông côt thép vân là vât lieu xây du n g chù yêu ó n u à c ta

1.6 C Á C T1ÊU C H U Á N X Â Y DyTVG LIÊN Q U A N D ÉN C Ô N G T Á C T H IÉ T

KÉ V À T H I C Ô N G K É T C Á U BÊ T Ô N G C Ô T T H É P

T u y ê n tâp T ie n c h u â n x â y d im g V iç t N a m tâp III b a o g ô m :

+ TCV N 2737 - 1995: T iêu chuân tài trong và tàc dông

+ TCV N 4612 - 1988: T iêu chuân qu y u ô c và thê hiên bàn vè kêt câu bê tông côt thép

+ T C V N 5572 - 1991: T iêu chuân bàn vè thi công

+ T C V N 6048 - 1995: T iêu chuân kÿ hiêu côt thép

+ T C V N 198 - 1997: T iêu chuân thiêt kê bê tô n g côt thép nhà cao tâng

+ T C V N 5898 - 1995: T iêu chuân vê bàng thông kê thép

+ T C V N 1651 - 1985: T iêu chuân thép côt bê tô n g càn nông

+ TCV N 1651 - 2008: T iêu chuân thép côt bê tông (thay thê TCV N 1651 - 1985)

- TCV N 9346 - 2012: Kêt câu bê tông và bê tô n g côt thép - Y êu câu bào vê chông an

m on trong môi tru ô n g biên

7

- TCV N 4453 - 1987: Q uy pham thi công và nghiêm thu kêt câu bê tông và bê tông côt thép.

- TCV N 5574 - 2012: Tiêu chuân thiêt kê K êt câu bê tông và bê tông côt thép

1.7 C Â U I I Ô I Ô N T A P

1 Trinh bày càc yêu tô giùp bê tông và côt thép cô thê cùng kêt hop làm viêc chung vói nhau trong m ot kêt câu?

2 C ôt thép làm nhiêm vu gì trong kêt câu bê tô n g côt thép?

3 Trinh bày iru nhiroc diêm cùa kêt câu bê tông côt thép?

4 N êu m ot sô bien p h àp cô thê khâc phuc càc n h u ç c diêm cù a kêt câu bê tông côt thép?

Thucrng sü dung m äu thi nghiem dang khöi läp phirang, canh a = 15cm düng m äy nen de nen mäu G oi N p lä lirc nen läm m äu bi phä hoai, dien tich tiet dien mät chiu nen cüa m äu lä A = a x a T a cö c u a n g dö chju nen cüa m äu lä:

Np

B, = — ^ (M P a )

f f i n h 2 J ■ M a n h r t ö n g th ir ctrrrn g /ln r h j n n o n

• Thi n g h ie m x d c d in h circrng d ö c h iu k e o c ü a m a u thir

M äu be tö n g d ü c de läm thi n g h ie m k e o c ö tiet d ien v u ö n g ca n h a = 10cm, chieu däi / = 4a D ü n g m ä y k eo m äu den lu c k eo N p thi m äu bi p h ä h o ai K et quä tin h dirge cuorng d ö c h ju k eo c ü a m äu lä:

44

1 = 4a

H'inh 2.2: Mäu be töng tliü ciaing dö chju keo

9

b) M ac và câp dò hên cüa b ê tông

D ê thê hiên chât luong cùa bê tông vê m ot tinh chât nào dô, tiêu chuân xây dirngViêt Nam dura ra khâi niêm m âc 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 c o 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 M âc theo càc loai c u à n g dô nào (V i du: Mac theo cu à n g dô chiù nén: M 200 M 250, M 3 0 0 , ; M âc theo c u à n g dô chju kéo: K.10, K15, K.20, ; M àc theo khà näng chông thâm T4, T6, T 8 , )

• Theo tiêu chuân T C V N 5574 - 2012:

Hiên nay theo tiêu chuân TCV N 5574 - 2012 chi tiêu dânh g ià 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 ch ù B và con sô kèm theo tinhbäng don vj M Pa dê chi c u à n g dô chiù nén cùa m âu th ù khôi vuông canh 15cm có tuôi

28 ngày duoc dùc - bào d u ô n g và tiên hành thi nghiêm trong diêu kiên tiêu chuân vàphài thôa màn già tri c u à n g dô v ài xâc suât dàm bào 95%

V ói: a = 0.1 là hç sô quy dôi tù don vj kG /cm 2 sang M Pa:

ß = 0,778 là hê sô chuyên dôi tir c u à n g dô trung binh Bm sang cu à n g dôdäc trung

* Câp dô bên chju kéo doc truc B, (th u à n g goi là câp dô bên chiù kéo): dùng dê dânh giâ c u àn g 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 , C âp dô bên chju kéo d u o c xâc dinh dua vào

cu à n g dô chiù kéo doc tryc tùc th ài cùa bê tông:

Trong dó: già tri trung binh c u à n g dô chiù nén (hoàc chiù kéo) tùc th ài cùa

bê tông duçrc tinh theo oông thúc du ô i dây:

n, + n , + + n„

ti,, n2, n„ là so lu g n g càc m àu th ù tièu chuàn có ciròng dò tu o n g ùng khi nén (kéo) là B |, Bi, ., B„

v’ là he sò bièn dòng cùa c u ò n g dò m àu th ù tièu chuàn phu thuòc vào trình d ò 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 ch ù W và con só kèm theo dé chi

àp suàt lón nhàt tinh theo don vi (atm ) mà m àu 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

• Theo tlìòi gia n

Bé tò n g d u o c thi cò n g và bào d u ò n g trong

d ièu kièn bình th u ó n g , c u ò n g dò cùa nò sè tàng

theo thòi gian thè hièn qu a dó thj hình 2.3:

- C uòng dò cùa bé tòng theo thòi gian: duoc

tinh theo còng thùc thuc nghièm cùa X kram taep

ù ng vói thòi gian t = 7 dèn 300 ngày

C u ò n g dò chju nén tièu chuàn (Rbn) cùa bè tò n g p hu thuQC vào càp dò bèn chiù nén

cù a bè tóng C u ò n g dò chiù kéo tièu chuàn (R bm) cùa bè tó n g p hu thuòc vào càp dò bèn

c h iù kéo cùa bè tóng

Ciróng dó chju nén tiéu chuán (R bn) cua bé tóng náng xác dinli theo cóng tlurc:

—— = ( 0 ,7 7 - 0 ,0 0 1 B ) > 0 ,7 2 (2.9)B

Vi du: Bé tóng v ái cáp dó bén chju nén B15 (tircmg úng vói m ác M 200) có c u ó n g do

chiu nén tiéu chuán lá:

R bn = ( 0 ,7 7 - 0 ,0 0 1 x l 5 ) 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 b é tóng

• C u ó n g dó chju nén tinh toan cita bé tóng (Rh)

+ Khi tính theo trang thái giói han th ú nhát (T T G H 1 ):

Y be+ Khi tính theo trang thái giói han th ú hai (T T G H 2):

Y be

T rong dó: ybt - hé só tin cay cüa bé tóng khi nén (khi tính theo TTGH1 láy

ybc = 1,3 khi tính theo TTG H 2 láy ybc = 1)

• Ciróng dó chju kéo tính toan cita bé tóng (RhJ

+ Khi tính theo trang thái giói han th ú nhát (T T G H 1):

T rong dó: yb, - hé só tin cay cúa bé tóng khi kéo (khi tính theo TTGH1 láy

yb, = 1,3 khi tính theo TTG H 2 láy ybl = 1)

Curóng dó tinh toán góc cúa bé tóng Rb vá Rb, (ch u a 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 d ang 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

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 n gól

Là hiên tu g n g 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 m àng bj giàm thè tich) S u co ngót làm thay dòi kich thuóc hinh dang câu kiên và làm cho bê tò n g bi nirt dân dên giàm c u ò n g dò và kha nàng chông thâm

Bien phàp han chê co ngót: sir dung luçmg N /X thich h a p , dô và dâm bê tông düng

kÿ thuât, dat thép câu tao à n h û n g vi tri cân thiêt, tao m ach n g ù n g thi công, tao khe co dân trong kêt câu

b) Bien da n g do tà i tr ç n g Idc du n g ngàn han

Thirc hiên thi nghiêm ncn m âu bê tông, vói m ôi g ià trj cüa P së cô câp ú ng suât crb

và biên dang £b tu o n g irng, ta vë dirac ducmg cong O B C , vói diêm C im g vói lúe m âu

bj phá hoai, ú ng suât dat dên c u ò n g dp R u và biên dang dat dên biên dang eue han e b Khi già trj P con nhô thi doan OB it cong (hinh 2.4)

X

H inh 2.4: Dô thi img suât và bien dang cùa bê tông chiù tài trong tàc dung ngàn hçin

N hân thây khi tàc dung lue P, m âu bi biên

dang A, khi bô lue P m âu phuc hôi biên d an g m ot

doan A, (biên d an g dàn hôi) và doan k hông phyc

hôi là A2 (biên dang déo) Tuomg ú n g cô biên

dang dàn hôi ec|

¿2

S ' =

-/ và biên dang déo (du)

Ta cô biên dang cù a bê tông:

e h = e„, + e,pi (2.14)

T ù thi nghiêm kêt luân: bê tô n g là vât lieu dàn

h ô i - déo.

Hinh 2.5: Dô thi biéu dién quan hé

a - E khi tâng và giàm tài trong

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 é o s p| 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 tà i tron g tdc du n g d à i 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 m ùc dô uôn doc dôi vôi kêt câu chiu nén doc truc

d) M ôdun dàn h ôi cùa b ê tông

Môdun dàn hôi cùa bê tông phu thuôc vào câp dô bên và loai bê tông

- M ôdun dàn hôi ban dâu cùa bê tông là: E b = — = t g a ()

Eh

- Mô dun dàn hôi - déo cùa bê tông là: Eb = — = tg a

ebKhi chiu kéo m ôdun dàn hôi cùa bê tông giông n h u khi chiu nén

- M ôdun chông cât cùa bê tông:

2.2 C Ô T T H ÉP

2.2.1 C âc loai thép dùng làm côt thép

a) Theo thành p h â n 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 m ot lirong nhô câc

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 p h d p c ité tao

- I hép càn nông: là thép dircrc chê tao bâng càch nung chày pliôi thép, rôi cân qua khuôn T h iràn g loai thép ducmg kinh d > 10 cô dang thanh dài / = 1 1,7m, khi d < 10 cô dang euôn tron nâng < 500kG

- T hép 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 d u ô n g kinh nhô dân dé nâng cao cuong dô

- T hép gia công nhiçt: nung thép dên nhiêt dô 950°C trong khoàng m ot phüt và tôi nhanh vào nuôc hoâc dâu, sau dô nung lai dên 400°C rôi làm nguôi tù tir dê g iù cho thcp cô d ô déo cân thiêt

c) Théo hinh dan g

- T hép thanh trôn tron, thanh cô gân bên ngoài dê tâng khà nâng dinh bâm cùa thép

vào bê tông

- T hép din h hinh dang c h ù I, L, U ,

2.2.2 M ot sô tinh chât cüa côt thép

a) Tinh ch û t c a h oc

- Khi chju kéo moi loai côt thép dêu trài q u a giai

doan dàn hôi, giai doan biên dang déo và giai doan

bên G iôi han dàn hôi ( o w) lây bâng im g suât à cuôi

giai doan dàn hôi, gio i han chày (cry) lây bâng ùng

buâl ù d âu g ia i d u a n c lia y , g i ô i h a ll b e n ( o ^ ) lâ y b â n g

im g suât Ion nhât m à m âu th ù chiu d u o c tru ô c khi bi

kéo dirt

- T hép cuômg dô cao không cô giô i han dàn hôi và

giôi han chày rô ràng

- T hép circrng dô thâp cô vùng biên dang déo lern

b) Cuv'ng dô cûa c ô t th ép

• C i/ong dô tiëu chuân:

Diroc lây bâng giôi han chày cüa câc m âu thir vôi xâc suât bào dàm > 95%

R sn = o ™ ( l - S x v ) (M P a ) (2.16)

Hinh 2 7: Câc clçing Ihép gân

(thép thanh vân)

15

VcVi: a " ' : giá tri trung binh giói han chây cùa các m âu thù;

v: hê sô bien dông cùa côt thép v = ,05-^0,08;

S = 1,64 úng vói xàc suât bào dâm > 95%

• C itàng dô tính toán:

* C iràng dô chiu kéo tính toán:

- Khi tính theo trang thái giói han th ú nhât:

T rong dó: ysl: hê sô diêu kiên làm viêc cùa côt thép xem bang 23, 24, 25 và 26

trong T iêu chuân TCV N 5574 - 2012;

ys: hê sô dô tin cây cùa côt thép tra bàng sau:

Nlióm thép CIII và A111

cô dirông kinh d tir:

Il S -i- o 1,07 1,00

- C u ông dô tính toán gôc là giá tri cu ô n g dô tính toán cùa côt thép khi chua kê dên

hê sô ysl C u ô n g dô chiu kéo tính toán gôc Rs và c u ô n g dô chiu nén tính toán gôc Rsc tra bàng 6 phân Phu lue

c) Tính hàn d u p e

Tính hàn d u p e th ê hiên qua liên kêt chàc chân khi hàn nôi thép và môi hàn không cô vêt nùt không khuyêt tât T ính hàn duçrc phu thuôc vào thành phân và cách chê tao thép, các loai thép cô tính hàn d u o c tôt n h u thép cán nông carbon thâp và hop kim thâp

K hông dù n g liên kêt hàn dôi vói thép gia công nguôi và gia công nhiêt

2.2.3 Phân nhôm côt thép

a) Pliân nhôm th eo tiêu chuân Viçt N am

• Phân nhôm thép theo tiêu chuân T C V N 1651-1985:

Dira theo tinh chât c o hoc phân thép thanh cán nóng thành 4 nhôm:

- N hóm Cl: tiêt dièn tròn tran , có c u ó n g dò tính toan gôc Rs = Rsc = 225M Pa,

Nhóm thép CI chi nén dùng trong lirói buóc cùa kêt càu bàn (dale sàn), làm cót dai

và cót thép doc càu tao N hóm 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 tu a n g tr a kinh té C hâu A u gòni càc nhóm AI A ll, AHI AIV tu a n g d u a n g vói càc nhóm CI, C II C III, CIV

• ¡‘I kìii logi thép theo tiêu chuân T C V N 1651-2008:

Tiêu chuân TCV N 1651 -2008: T hép cót bè tóng góm ba phàn T ro n g dó:

- Phàn 1 : TCVN 1651-1-2008: T hép thanh tròn tran , thay thè elio TCV N 1651-1985 Thép thanh tròn tran có m ac C B 240T , C B 300T (CB: viét tat cót bé tóng; 240 và 300 chi giói han chày trèn cùa thép d a n v¡ M Pa; T: vièt tät cho thép thanh tròn tran)

- Phàn 2: TCV N 1651-2-2008: T hép thanh vàn, thay thè cho T C V N 6285-1997

T hép thanh có gân góm càc m ác thép C B 300-V , C B 400-V , C B 500-V (CB: viét tat cót

bè tóng; 300, 400 và 300 chi giói han chày trèn cùa thép d a n vj M Pa; V: viét tät cho thép thanh tròn có gân)

- Phàn 3: TCVN 1651-3-2008: L uói thép hàn

T h e o tiêu ch u â n th iêt k c k et c à u b c t ó n g c ó t th e p T C V N 5 5 7 4 2 0 1 2 : khi tinh toàn

cót thép vàn phàn nhóm thép theo tiêu chuân T C V N 1651-1985

2.3 B Ê T Ô N G C Ó T T H É P

2.3.1 Luc dinh giùa bè tóng và cót thép

Lire dinh là nhàn tó c a bàn bào dàm su làm vièc chung g iù a bè tóng và cót thép,

n h à 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 g iù a

bè tóng và cót thép

- Do cliât keo xi m äng có tàc dung n h u m ót th ù ho dán cót thép vào bè tóng

17

- Do bê m ât côt thép sân sùi (dôi vói thép cô gân) giùp cho phân bê tông nâm dirai càc gân sè chông lai sir tru g t 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:

N

Luc dinh 1cm nhât:

Luc dinh trung binh:

N: lire kéo (nén) Ion nhât làm côt thép tuôt khôi khôi bê tông;

d, I: d u à n g 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

H inh 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 su â t ban dâu do b ê tôn g co n gôt

Khi dông cû n g 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 n guac ra tao nen

ú ng suât kéo trong bê tông, nêu úng suât kéo v u g t 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 la i ú n g su â t do tir bien

Tir biên là hiên tu o n g tài trong không täng nhim g 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 tr à sir tùr biên cùa bê tông, kêt quà làm cho ú ng suât trong côt thép täng lên

và úng suât trong bê tông giàm xuông, dô là hiên tu g n g phân phôi lai úng suât mot càeh cô lgi trong kêt eâu bê tông côt thép

2.3.3 Su- hir h ôn g cùa BTCT do tàc d y n g cùa môi trirô'ng

Q uâ trinh sù dung theo thôi gian kêt eâu bê tông côt thép cô thê b| h u hông do càc tàc dung c o hoc (sir bào m òn cùa n u ó c m ua, dông e h à y , ), sinh hoc (rong rêu, hà, )

hoá hoc (acid, m u ò i ) D o dó viêc báo vê và c h ô n g g i sét cho côt thép là yêu câu cân thiêt m à n g u ài 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 p hông ngùra:

+ C âc côt lieu phài duçrc rüra sach, dùng n u ô c sach dê trôn bê tông

+ Làm sach bê m at côt thép

+ T hiêt kê lá p bê tông bâo vê dùng quy djnh và bào dâm chièu dày lá p bê tông bào

vê khi thi công

+ D ô và dâm bê tông dù n g kÿ thuât

2.4 C Â U H Ô I Ô N T À P

1 Khài niêm M âc, C âp dô bên dê biêu thj vân dê gì cùa bê tông?

2 T rinh bày câc nhân tô ânh h u à n g dên ciràn g dô cùa bê tông?

3 Phân biêt cucmg dô tiêu chuân, c u àn g dô tinh toân cùa bê tông và cùa côt thép?

4 Càc nhân tô tao nên lire dinh g iù a bê tông và côt thép Dê dàm bào lue dinh bàm

tôt khi thiêt kê và thi công kêt câu bê tông côt th ép cân phài chù y n h û n g gì?

19

ytri không gian và hinh khôi kiên truc Vi vây khi tinh toân thiêt kê kêt câu cân quan tâm:

- Chon s a dô tinh phài rô ràng, phân ânh düng sir làm viêc thirc tê cüa kêt câu

- P huong 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 m oi tài tro n g và tac d ô n g có thê xày ra, cân tinh toân eu thê cho tù n g giai doan: chê tao , vân chuyên, câu lâp, s u d u n g và sù a chùa

- Phirang ân kêt câu bào dàm thi công thuân loi, già thành phù hop

3.2 NQ1 D U N G T IN H T O Â N T H IÉ T K É K É T C Â U BÊ T Ô N G C Ó T T H É P

Nôi dung cùa viêc tinh toân thiêt kê kêt câu bao gôm : chon s a dô tinh h a p li, chon

s a bô kich th u àc câc bô phân cô liên quan (chon chiêu dày bàn kich thuoc tiêt diên dâm c ô t, ) , chon vât lieu (câp dô bên cüa bê tông và nhôm thép), xâc djnh câc tai trong, giài nói lire cho tù n g tru ô n g hçrp tài và tô h op 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 s a dây dù chi tiêt dê thi công

3.3 TÂI T R O N G VÀ T Â C D Q N G

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 dô n g T C V N 2737-1995, trong dô tài trong và tâc dông ducrc phân n hu sau:

3.3.1 Phân theo tinh chât

a) Tài trong th u â n g x u yên (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

h) Tái trç n g tant thcfi (h oat ttii)

Là càc tài trong có thè hi thay dôi vê diêm dât p h u a n g 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 tron g d(ic b ièt

T luròng it khi xày ra nhir: âm vang cùa tiêng nò, dông dât, tuyêt rai,

3.3.2 Phân thco phiro'ng tac d ung

a) Tái tron g d ù n g

Là loai tài có tác dung theo p h u a n g thâng dirng nhir trong lirçmg bàn thân kêt câu, nguài sir dung, dô dac, xe cô

h) Tái tro n g ngang

Là loai tái có tác dung theo phirang näm ngang n h u gió, lire hàm cùa x e ,

3.3.3 Phân theo th ó i gian tác dung

a) Tái tr ç n g tá c d u n g d à i han

[Bao góm tái trong thircrng xuyên và tái trong tam thói dài han (trong lu g n g thiét bi gün cô dinh, vât dung và bàn ghê trên s à n , )

b) Tai trç n g tác du n g ngân lian

Là càc tài trong tam theri tác dung ngän han n h u gió, n g u ài di lai, xe c ó ,

3.3.4 Phân theo trj so

a) Tri sô tiêu chuân cù a tà i tr ç n g (goi tat là tài tro n g tiêu chuân)

D uoc q u y djnli ù ng vOri dièu kiên sù du n g blnh tliuùng, láy bàng càc g ià 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 ta t là tà i 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 n h ù n g tinh huông bât n g à, dôt xuât khách quan mà trong quà trinh tính toân n g u à i thiêt kê ch u a lu à n g tru à c d u a c

- D ôi vói thép n = 1,05 V ói bêtông côt thép, gach, dà, gô n = 1,1

- Dôi vói lap vù a trát, láng th u c hiên tai công tru ó n g : n = 1,3

- Dât nguyên thô: n = 1,1 D ât dàp: n = 1,15

- Khi tinh kiêm tra vê ôn dinh, lât, trugt: n = 0,90

- Khi hoat tài tiêu chuân p c < 2kN /m 2 lây n p= l,3 và khi pc > 2 k N /m 2 lây np= l,2

21

3.3.5 C ác 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 PH Á P TÍNH T O A N K Ê T C Á U BÊ T Ô N G C Ó T T H É P

3.4.1 P h u on g 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 D ieu kiên dám bao cho kêt câu làm vièc diroc an toàn là:

a: úng suât do nói lire gây ra; [a]: úng suât cho phép cúa vât lieu.

Phuong pháp này dirge sir dung phô bien vào n ù a dâu cùa thê kÿ XX Nhiroc diêm: chira xét dèn bién dang déo cúa bê tông và côt thép

3.4.2 Phu'ong pháp tính th eo nçi lue phà hoai

Khoang giùa thê kÿ XX phucrng pháp tính theo nói lire phá hoai dirge áp dung ó mót

sô nuóc

Slc: nói lire do tái trong tiêu chuân gây ra: Spi,: nói lire làm phá hoai kêt câu.Phuong phâp nói lire phá hoai vân sù dung các cóng thúc cúa Súc bên vât lieu C o hoc kêt câu dê tini nói lire, có xét dên tính déo cúa vât lieu, nhung chi dùng chung mot

hç sô an toàn k = 1,5 -^-2,5 chua phàn ành dây dû câc yêu tô ành hiróng dên dô tin cây cho kêt câu

3.4.3 P h u on g pháp tính theo trang thái gió i han (T T G H )

Trang thái giói han: là trang thái m à tú dò tró di kêt câu không con thóa man các yêu câu m à ngiròi thiêt kê kêt câu dê ra cho nô K êt câu bê tông côt thép diroc tính theo 2 nhóm trang thái giói han

a) Trang th ái g ió i liait th ir n h â t (T T G H vê kha n ân g ch iù lue)

TTGH1 là trang thái diroc quy djnh úng vói lúe kêt câu không thè chiù thêm tâi diroc nùa Lúe này nêu tâi trong tâng sè dân dên: kêt câu bât dâu bj phá hoai hay kêt câu bât dâu bj mât ôn djnh, hoâc kêt câu bât dâu bj phá hông do mói Vi vây tính theo TTGH1 nhâm bào dàm cho kêt câu không bj ph á hoai, không m ât ôn djnh do tâc dung cúa tâi trong, và không bj phá hóng do mói

Diêu kiên tính:

Tàt ca ềe kèt êu dèu phài tinh tốn theo T T G H thir nhàt a ềe giai doan th è tao

vàn ehuyèn càu lap sir dung và sùra chùa

lì) Trang th à i g iĩ i han th ir h a i (T T G H vê dieu kiên sii' dung hin li thuịng)

Là trang thài nhäm bâo dam su làm viêe binh thuerng éa kët êu Sao cho:

- Khe nùt khơng m à rơng qu á giĩi han cho phép hộc khơng d u p e phép nul

- Khơng bj bien dang quá giĩ i han cho phép (dp vưng, gĩc xoay, )

fgh: biên dang giĩi han cúa kêt êu lây theo quy djn h sau:

- Dâm d ị êu truc chay diên: fgh = ( 1/600)L

- Sàn cơ trân phâng: nhip L < 6m : fgh = (1/200)L

nhjp 6m < L < 7,5m : fgh = 3cm

nh¡p L > 7.5m: f2h = ( 1/250)L

- Sàn cơ su à n và êu thang: nhip L < 5m: fgh = ( 1/200)L

nhjp 5m < L < 10m: fgh = 2,5cm nhjp L > 10m: fgh = (1/400)L

- Dâm console cơ dơ v u a n là L |, lây L = 2L | dê tinh fgh theo quy dinh trên

IJ'u diêm cúa p h u an g phâp tinh theo T l'GH là: dàp úng duçrc câc yêu êu vê chm lue

và sir dung cho kêt êu; dà xét dên biên dang déo cúa bê tơng và cơt thép; dà xét dên hê

sơ dơ tin cây cúa tài trong (n), hê sơ ành h u ĩ n g é a chât luçmg vât lieu (yh„ y j

3.5 NG U YÊN LŸ VÈ C À U T A O BÊ T Ơ N G C Ơ T T H É P

3.5.1 Yêu êu vê hinh d ang và kích th u ơ e êu kiên

Viêe chon hinh dang và kích th u ơ c tiêt diên cho câc bơ phân kêt êu ngồi yêu êu dam bao kha nâng chju lue dơ ơn djnh và dơ cúng con phài quan tâm dên thâm mÿ (su

23

hai hòa vê ti lë, vê hinh d â n g , ) và dieu kiên thi eông (thuân tien cho viêe dât thép, dô

và dâm bê tông, diên hinh hôa dugc vân k h u ô n , )

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 ô n g , ).

Khung và luói thép cô thê d uae liên kêt bâng câch buôc hoâc hàn

Côt dai

Cô't d<?c Côt xiên

Hinh 3 la: Khung côt thép Hinh 3.1b: Luói côt thép

3.5.3 C ôt thép chju lue và côt thép câu tao

Tùy theo vai trò cùa côt thép mà chüng cô tên là côt thép chju lire hay côt thép câu tao

- Loai côt thép cô dugc do kêt quâ tinh toân dê chiù tâi trong tâc dung lên kêt câu

goi là côt thép chju lue.

- Loai côt thép dât vào kêt câu chi dê cùng vói côt chju lue tao thành khung, thành lirói hay chi dê chiù üng suât phât sinh do bê tông bj co ngót ban dâu, do nhiêt dô thay

dôi hoàc dê phân bô üng suât khi kêt câu chiù tâi dât tâp trung d u a e goi là côt thép câu

tao Côt thép câu tao không phài tinh toân, chi dät theo quy dinh, theo kinh nghiçm cho

tùng loai kêt câu

3.5.4 Nôi côt thép

Khi côt thép doc không dü chiêu dài cân phài nói, chon nai nói là nhùng vi tri phât sinh nôi lue nhô trên kêt câu, cân bô tri môi nói so le nhau, tai mot vj tri diên tich tiêt diên côt thép doc chju lue d uae nôi < 50% diên tich toân bô côt thép doc chiù lue (dôi vói côt thép

cô gân) và phài < 25% (dôi vói côt thép trôn tran)

Cô 2 câch nôi là nôi buôc và nôi hàn

a) N ô i buçc

 p dung cho côt thép cô d u àn g kinh d < 32,

khi nôi dât 2 dâu côt thép chông lên nhau m ot

doan là /an, rôi dùng dây thép mêm dê buôc, vói

sô môi buôc phài Ion hem hoâc bang 3 (hinh 3.2)

Chü y không duge phép nôi chông côt thép

nhôm CIV

\ - \

Hinh 3.2: Môi nói buôc

Dè phàt huy hèt k h à nàng chiù lire tai dàu m ut cót thép doc càn dupc neo chàc vào

bè tóng K hi neo càc cót thép tròn trcm trong khung hoàc luói buóc dèu phài uón móc càu ó dàu thép R ièng dói vói cót thép có gàn và cót thép tròn tra n trong khung hoàc

lirói hàn dàu m ut cùa có t thép khóng càn uón m óc càu.

Càc thanh cót th ép doc chiù lire càn phài kéo dài

thèm qua khòi tièt dièn x ét tinh thép m ót doan > /an,

nhàm giùp cho cót thép khóng bi kéo tuót tru ó c khi

bj kéo durt C hièu dài doan neo xàc dinh theo cóng

Diêu kiên làm viêc

cùa cơt thép

Hê sơ Wan và Xan

Hç sơ Aati

/min(mm)Cơt thép cơ gà Cơt thép trơn trem

Nco cơt thép chiù kéo trong vùng

Nco cơt thép chju kéo hôc chju

Mơi nĩi buơc (nơi chơng) dàt

Mơi nơi buơc (nơi chơng) dât

3.5.6 Lĩp bê tơng bâo vê cơt thép (a0)

C ơt thép cân cơ mot lĩp bê tơng bào vê dê tránh tièp xùc trurc tiêp và chiù tác dơngcùa mơi truịng bên ngồi, dơng thơi bào dàm cho chung quanh cơt thép cơ mot lĩp

bê tơng tơi thiêu dû dê hinh thành lue dinh T rong moi tru ị n g hop lap bê tơng bào vê

a ,,pliai >ctiràng kinh cĩl thép và dơng th à ip h à i làn hart hộc bàng các quy djnh sau:

a) D ui vĩi cơt doc cliju lue

+ a„ > 1 Omm ( 15m m ) dịi vĩi bán và tâm tuịng cơ chiêu dày < 100mm

+ a„ > 15mm (20m m ) dơi vĩi bán và tâm tuịng cơ chiêu dày > 100mm, dơi vĩi dâm

cơ chiêu cao tiêt diên < 250mm

+ a„ > 20m m (25m m ) dơi vĩi cơt và vĩi dâm cơ chiêu cao tiêt diên > ^SOrnm + a(l > 30m m dơi vĩi dâm mĩng và m ơng lâp ghép

+ a(, > 35m m dơi vĩi m ơng dơ tai chơ cơ câu tao lĩp bê tơng lot mơng

+ a,, > 70m m dơi vĩi m ơng dơ tai chơ mà khơng cĩ lĩp bê tơng lot mơng

b) D ơi vài cơ t dai, cơ t th ép d çc câu tao và cơt th ép ph â n hơ

+ a„ > 10mm ( 15m m ) khi chiêu cao tiêt diên h < 250m m

+ a„ > 15mm (20m m ) khi chiêu cao tiêt diên h > 250m m

Ghi chic, các già trj trong ngôc ( ) àp dung cho kêt câu ngồi trịi hộc nhùng noi

âm uĩt Dơi vĩi kêt câu trong vùng chju ánh h uơng cùa mơi truịng biên chiêu dày lĩp

bc tơng bâo vê lây theo quy djnh cùa tiêu chuân hiên hành TCV N 9 3 4 6 -2 0 12

T rong thuc tê khi thiêt kê kêt câu th u àn g chon chiêu dày lĩp bê tơng bào vê cua cơt thép doc chju lue trong dâm và trong cơt là ao = 25mm

f r f t , í 5 °

i

H ình 3.5: Khồng cách giva 2 cịl thép và lap bê tịng bào vé

3.5.7 K hộng cách tơi thiêu giüa các thanh cot thép (kÿ hiçu t)

Kliống cách thơng thùy giCra 2 cơt thép doc dât kê nhau (theo chiêu cao và chiêurơng cùa tiêt diên) phài dû rơng dé khi dơ dâm bê tơng duoc thuân tien và tao cho chung quanh mơi cơt thép cơ m ot lap bê tơng tơi thiêu du dê hinh thành lire dinh

T rong moi triràng hçrp I âêu p h à i > dirịng kinh cùa cơt thép và t p h à i > các tri sơ

theu quy dinh sait:

* Kêt câu cơ c ơ t th ép d ç c dût n am ngan g hay dçit ngliiêng k h i dơ bê tơng (dâm sàn,

cou iliaiig cơl bê lơ n g d ù c s à n , )

+ Dèi vĩi 2 lĩp thép phia dirai cùng: t > 25m m và phài > D nux + 5mm

+ Dơi vĩi lá p th ú 3 tir dirai lên: t > 50mm

+ Dơi vĩi lá p thép phia m ât trên: t > 30m m và phài > D max + 10mm.

Dmax là diràng kinh lá n nhât cùa hat cơt lieu lĩn (dà dâm , soi)

* Kêt câu cơ c ơ t th ép d ç c dçtt d ü n g k h i dơ bê tơn g (c ơ t, )

Q uy dinh: t > 50m m (khi kiêm sồt tơt diêu kiên dâm bêtơng cơ thé lây t = 35mm),

dơng ihai khống cách g iù a 2 truc cùa cơt thép doc phài < 400m m

* Yen câu chung kh i bô tr i còl thép

Côt thép phài dât dúng v¡ tri; bào dàm chiéu dày la p 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 C Â U H Ô I ÔN TAP

1 Trinh bày cách phân loai tài trong theo tinh chât, theo th ài gian tâc dung và theo tri sô?

2 Khài niêm vê trang thài giói han, cô m ây 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 d on 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) g iù a hai côt thép doc?

- Han lä loai cäu kien cư chieu däy khä như so vưi chieu rpng vä chieu däi.

- Däm lä loai cäu kien cư kich thuưc tiet dien ngang như so vưi chieu däi.

H in h 4.1: Cäu kiqn dang Bän vä Däm

4.1 S il LÄM VIEC C lIA DÄM KH1 CHJU UƯN PHÄNG

Xct däm don giän chju täi trong q, khi q cưn như däm nguyen ven, cho q täng dän däm bat däu xuät hien cäc vet nüt, tiep tue täng q vet nüt mư rpng dän dän den däm

bj phä hoai: hộc theo vet nül thäng gưc, hộc theo vet nüt nghieng, hay tren cä hai vet nut:

- \'e t nirt thäng gưc vưi truc däm xuät hien ư vüng chju keo tai khu vue cư momen nưi lire Ion vi väy phäi tinh tộn dät cưt thep doc chju momen uưn de tränh xäy ra phä hoai theo vet nüt thäng gưc (tinh tộn tren tiet dien thäng gưc).

- Vet nirt nghieng vưi truc däm xuät hien ư khu vue gän gưi tua noi cư lue cät lưn,

do väy cän tinh dät cưt thep ngang chiu lire cät de tränh xäy ra phä hoai theo vet nut nghieng (tinh tộn 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 uưn

4.2 MOT SƯ QUY D |N H KHI T H lt T KE DÄM

4.2.1 Hinh dang vä kich th u ưc tiet d ifn dam

Cäu kien dang däm thircmg dupc thiet ke cư tiet dien c h ü nhät, chCr T, chCr I

V ai däm tiet dien chCr nhät, chon so bư kich th u d c tiet dien theo quy dinh sau: + Däm chinh 1 nhip: h = (1/8 -5- 1/12)L vä h cư the giäm cưn (1/15)L dưi vdi däm

chinh nhieu nhjp (L lä nhip cüa däm chinh)

+ Däm p h u I nhip: h = (1/10 + 1/15)L vä h cư the giäm cưn (1/20)L dưi däm phy

nhieu nhip (L lä nhjp cüa däm phy)

+ D äm console: h = (1/5 -5- l/8 )L , v ai L | lä dp v u a n ra cüa console.

+ Be rqng cüa tiet di?n däm: chpn b = (1/3 2/3 )h

C hü y chpn b l rpng dam phäi như hon hộc bäng bS rưng tiet dien cpt

V i|c chpn kich thuưc tiet dien phäi bäo däm cho ket cäu th ư a m an dieu kien ve dp ben, dp cüng, däm bäo ve my quan vä tiet dien dü rưng de dät cot thep thưa man

khộng cäch t Kich thuưc tiet di?n chpn d u g c läm trưn thänh bpi so cüa 50mm 4.2.2 C ot thep trong dam

Cư 2 loai lä cot thep doc vä cưt thep ngang

a) C ot thep dpc

Gưm 2 loai:

• Cơt th ép d o c chiù lue:

D uoc tinh tôn và dût à vùng chju kéo trên tiêt diên dâm , dè chiù ùng suât kéo do

m om en uơn gây ra: goi là dât cịt thép don (khi dâm chju tài lĩri thép doc con diroc tinh dât ĩ cà vùng nén dê cù n g bê tơng chiù ù ng suât nén, goi là tinh tôn dât cịt thép kép).+ D uịng kinh thép doc 4> = (1 0 -^ 3 0 ), th u ị n g thiét ké (j) = (12 -*• 25)

+ T rong m ot câu kiên nên chon 1 loai nhĩm thép (nhĩm CII hộc CHI) khơng nên chon quâ nhièu loai d u ị n g kinh cĩt thép (< 3 loai), cho phép chénh léch giùa duịng kinh cĩt thép lĩn nhât và n hị nhât là: A(J> = <t»max - (|>m;n < 6 m m

+ Trên tiêt diên ngang cùa dâm , cơt thép phài dât dơi xùng qua m ât phâng tài trong, tùy theo sơ luçmg cơt thép cĩ thè bơ tri thành 1 lĩp ( 1 hàng) hay 2 -h 3 lơp, nhimg phài bào dam khồng câch (t) theo quy djnh Khi bê rơng cùa tiêt diên dâm b > 150 phài cơ it nhât hai cơt thép doc kéo neo vào gơi tua T h u ị n g sơ luçmg cơt thép doc chiù lue duoc kéo neo vào gơi tu a biên > 60% As, neo vào gơi tu a g iù a > 40% A s

• C ơt th ép d o c th i cơng: tùy th eo vai trị cùa cơ t thép m à cơ tên goi n h u sau:

* Cơt doc câu tao: d u o c dàt ị vùng chiù nén trên tiêt diên, cơ tâc dung cùng vĩi cơt dç)c chju lue g iù vi tri cơt dai và tao thành bơ khung cơt thép, dơng thoi chju câc ùng suât do bê tơ n g co ngơt và do nhiêt dơ T h u ị n g chon d u ị n g kinh <j> = 10 h- 12

* C ơt thép phu: d u o c dât thêm vào g iù a chiêu cao cùa tiêt diên khi dâm cơ chiêu cao

tiêt diên h > 700 (th u ị n g d u o c dât thêm khi kho à n g câch thơng thùy g iù a 2 cơt thép

d o c à vùng kéo và vùng nén > 50cm ) cơ tâc du n g dê g iù cho khung cơt thép khơng bi

m ât ơn djnh khi dơ bê tơng và chiù câc ùmg suât do bêtơng co ngơt và do nhiêt dơ

Hinh 4.3: Câc loai cơt thép trên tiêt diçn dâm b) C ơt th ép n gan g

G ơm cơ cơt dai và cơt xiên

• 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 T h u àn g chon nhôm thép CI, d u à n g kinli côt dai

<J)ti = 6, 8, 10 (khi chiëu cao tiêt diên dâm h < 800 nên chon <|>d > 6, khi h > 800 chon

<Ki > 8) K hoàng cách s giùa 2 côt dai duge xàc dinh theo tính toán nhung phài < smax vàpliai thôa quy djnh câu tao (scl) trong pham vi /gl n hu 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 m à 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 C ôt 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 TH Á NG GÔC 4.3.1 T rang 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 ia i doan I

- Khi q nhô (m om en 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)

suât phàp cô dang d u àn g cong (hinh 4.4b) Khi sâp sùa nùt ùng suât kéo trong bê tông

dat tói g iá i han cuóng dô chiu kéo crb, = Rbl, ù ng suât nén trong bê tông a b < Rb, ùng

suât kéo trong côt thép a s < R* Giai doan này là c a s à dê tính toàn không cho phép nùt

b) G iai doan II

T iêp tue tâng tài, a bl > Rbl vùng bê tông chju kéo bj nùt, toàn bô lue kéo do côt thép chiu, ú ng suât trong côt thép tâng lên nhanh và ùn g suât trong bê tông vùng nén tâng dân (nhung a b < Rb) tiêt diên dam cô thê xày ra 2 tru àn g hgp:

- N êu lu g n g 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¡ p h à hoai âôt ngôt.

- N êu 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)

c) G iai dolili I H

T icp tue tàng tài them , dâm sè tien dân dên phâ hoai có thè xày ra 2 triràn g h op phâ hoai sau:

- Nèu lirgng côt thép vira phài ùng suât trong côt thép tâng lên dat dên giài han eu àn g

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 im g là qgh, nôi lire tuong ùng là Mgh D iêu kiên dê kèt câu không phâ hoai trên tiêt dièn thâng góc là: q < q gh và M < M „h

- N êu lirong côt thép quâ nhiêu, trong khi ùng suât trong côt thép ch u a 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 p h â ho a i 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)

H inh 4.4: Câc giai doqn vê Irang thâi Ùng suai - Bien dang

trên liât diên thâng góc

4.3.2 T inh toân câu kiên ehiu uôn có tiét diên c h ù nhât

a) Tinh câu kiên cltiu uôn tiêt diên c h û n hât dût côt thép dan

Khi chi tinh toân dät côt thép doc à vù n g kéo dê chju ùng suât kéo, con ùn g suât nén

sè do bê tông ehiu goi là tinh toân dat côt thép dan (tai vùng nén trên tiêt diên chi dât côt thép doc theo q uy dinh dê tao thành b ô khung côt thép)

33

’ S o dô l'mg suât và càc công tln'rc co bàn:

Rbbx <3

• é

C Th, > 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 nh u bi nirt (không tham gia chju lue), toàn bp ûng suât kéo sè do côt thép chju và dat dên c u àn g

dô chiu kéo tinh toàn Rs Toàn bp ûng suât nén sè do bê tông vùng nén chiu và dat dên

c u à n g dô chju nén tinh toàn Rb (biêu dô ûng suât nén cö dang d u à n g cong, dê d an gian trong tinh toàn xem gân dùng là hinh chu nhât)

T rong do:

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 /cm 2 (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: d an vi là M Pa khi tinhtoân thucmg dôi thành dan vj kN /cm 2;

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);

a: khoáng cách tù m ép ngoài cùa tiêt diên vê phia chiù kéo dên trong tàm cùa câc côt thép doc chiù kéo A s (cm);

A,: diên tich tiêt diên cùa càc côt thép doc chiù kéo (cm ')

Mgh: m om en uôn tôi da m a tiêt diçn xét tinh trên dâm có thè chiù duoc khi datdên T rang 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 cóthè tinh dôi theo các công thúc sau:

Ç = 0 5 (l + x/l - 2cxnl ) hay Ç = 1 -0 5 Ç (4.7)

a m = 4 ( l - 0 , 5 ç ) hay 4 = 1 - ^1 - 2 a m (4.8)

• D iên kiên han chê sic du n g 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:

b h (i+ Khi côt thép không quà it: A s > A s min => |i(% ) > | i min( % )

+ Khi côt thép không quà nhiêu: A s < A smax => n(% ) < | i max(% )

hay: A s = ^ x < A smax = ^ x max -> x < x mas = 4 Rh 0 (4.10)

Vâv dieu kiên han chê là:

n min (% ) < n (% ) = A - 100 < n max (% ) (4.11)

b h nhoâc: H ( % ) > |imin(% ) và x < 4 Rh0 (tûc a m < a R hay 4 < 4 r ) (4.12)

T ro n g câu k iên ch ju uôn hàm luçmg côt th ép tôi th iêu |i min(% ) = 0 ,l% (khi

bê tô n g cô câp dô bên < B 1 5 ) và p.min(% ) = 0 ,1 5 % (k h i bê tông cô câp dô bên tir B 20

d én B30)

Vói dâm hàm lu g n g côt thép hop lÿ: |i(% ) = (0 ,6 -5-1,5)%

H àm luçmg côt thép tôi da:

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 (d an v¡ cm), chon câp dô bên chiù nén cùa bê tông (tra bàng 5 tim Rh dan vj M Pa và dôi

MPa thành don vi kN /cm 2: vói lM P a = 0 ,lk N /c m 2) và chú y xà c 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 mom en uôn tai tiêt diên cân xét tinh trên dâm là: M xiil (kN /cm ) th u ô n g

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 )

bê tông N êu 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 d u ó n g kinh và sô lu an g thép cô diçn tich

A j1’ tu an g d u a n g vói A s , sao cho:

T rong dò: a, ^ A s, x a ,

A Cl' (v ài A sl là diên tich cùa thanh thép tliù i, a, là khoàngcâcli tir m ép ngoài cua tiêt diçn vê phia chju kéo dên trong tâm cùa côt thép doc thír ¡ xét tinh)

Vi du 1:

Dâm B T C T cô s a dû chju lue và kích th u âc tiêt diçn n hu hinh 4.6 Bê tông cô câp

dò ben chju nén B20 côt thép nhôm C il D u kiên bê tông không dàm bào tiêp tue tâng ciròng dò theo theri gian H ày tinh, chon và bô tri côt thép doc chju lue trên tiêt diên ngang elio dâm Biêt tru ó c láp bê tông bào vê côt thép: a (l = 2,5cm

+ B uóc 1 : X âc djnh sô lieu tinh toân

Tiêt diên xét tinh tai ngàm cô:

Rê tông R ?0 tra bang S => R b = 1 1,SM Pa = 1,1 5 k N /rm 2

Bê tông không dâm bào tiêp tue tàng c u à n g dô cô yb2 = 0 ,9

„ , 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 ,5Kiém tra: (.((%) = A - x 100 = — 8’-7-7 ■ x 100 = 1,2% > u min(% ) = 0,15%

b h 0 2 0 x 3 6 ,5Kiém tra diêu kiên han chê: |i(% ) > p.mln(% ) và a m < a R thóa m àn, tire dâm không

bj phâ hoai dòn

+ B uóc 4: Chon và bô tri thép: chon 2<|>20+1<(>18 cô A '1’ = 8 ,8 3 cm 2

Bô tri thép nhir hinh vè

+ B uóc 5: K iém tra lai câc quy djnh vê viéc chon và bô tri thép:

D ày là bài toàn có trinh tu giài n g u ac lai so vói bài toân tinh còt thép As

+ T ù s a 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 P a-> kN /cm 2) 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 )

+ Xàc dinh khà nàng chju m om en uòn tai tiét dién xét tinh là:

[M ] = a mR bb h 2 (kN cm -> B òi thành kN m ) (4.20)

• So salili [M ] va M vil và dira ra kèt luàn.

' T nròng 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:

V i c h i 2 :

Däm BTCT có s a 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 eu ò n g dò tòt theo thòi gian Cho truóe lórp bètòng bào ve còt thép

Hình 4.7

Giai:

+ BiriVe 1 : X àc djn h so liéu tinh toàn

- T ièt dièn xét tinh tai g iù a nh jp dàm :

S E a

- Tir sò lugng còt thép doc chju lue 3<j>l 6 , tra bàng 1 => A s = 6 ,0 3 cm 2

- Tinh: a = a 0 +<j>/2 = 2 ,2 + l , 6 / 2 = 3em => h0 = h - a = 3 0 - 3 = 27em

- Tinh a m = 4(1 - 0,5^) = 0.367 x (1 - 0,5 x 0,367) = 0 ,3 0

+ Birae 3:

Tinh [M ] = a mR bbho = 0 ,3 x 0 ,8 5 x 2 0 x ( 2 7 ) 2 = 3 717,9kN cm

+ Buoc 4: So sänh thäy [M ]= 3 717,9kN cm > M x6l = 3400kN cm

Ket luän tai tiet dien xet tinh däni du khä näng chju m om en uưn

b) Tinh tộn cä u kien cliiu uưn tief dien c h ü n h a t dal cot tltep kep

T rong bäi tộn 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 tưng hay giäm täi de cho a m < a R Hộc ngội viec tinh cưt thep doc chju keo A s,p h äi tinh them cưt thep doc chju nen dät

(V vüng be tưng chju nen goi lä tinh cưt thep kep.

Vciv dien kien de tinh cưt thep kep lä:

a B < a „ Mxé,

R b b h 5

(4.22)

Khi tinh ra a„, > 0,5 nên tâng kich thirĩc tiêt diên hôc tâng câp dơ bèn chiu nén cüa

bê tơng de cơ a,,, < 0,5 rơi tinh cơt thép kép sê cho kêt quà lirpng cơt thép chiu nén A' khơng quà nhiêu

• S a dơ im g suât và càc cơng thûc c a bàn:

Khi dat dên trang thâi gioi han vê cucrng dơ, bê tơng vùng kéo xem n hu bj ntrt (khơng tham gia chju lue), tồn bơ ûng suât kéo sè do cơt thép chju và dat dên cucrng

dp chju kéo tinh tồn R s.U n g suât trong bê tơng chju nén dat dên c u àn g dơ chju nén tinh tồn R b (cơ kê dên hé sơ yb2), ùn g suât trong cơt thép chju nén dat dên cucrng dp chiu nén tinh tôn R c„

- L a p I X = 0 => R SA S = R bbx + R SCA '

- Lap I M / A s = 0 => M gh = R bb x (h0 - 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 = 4 R b*A> + R scA s

M gh = a m R bb h o + R scA s (h o - a ')

• D ieu kien hgn che sic du n g cac cong thuc (4.25) va (4.26) Id:

+ De bao dam xay ra pha hoai deo:

n '(% ) = 7 ^ 100 > n mln (% ) va x < 4 r h 0 turc 4 < 4R hay a m < a R

b h0+ 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 ’

G ia thiet tru o c a va a’ , tinh ho = h - a

I inh tru o c a n

(4.23)(4.24)

(4.25)(4.26)

R bbhoneu 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:

b o tri th e p da h o c (n c u k ct q u a tin h A ' q u a n h o -> la y A ' — Mniinh h 0 )

Vi du 3:

Dam B TC T co so do chiu lire va kich th u o c tiet dien n h u hinh 4.9 Be tong co cap

dp ben chiu nen B15, biet dieu kien bao d u o n g khi thi cong khong tot, cot thep nhom

A ll H ay tinh, chon va bo tri thep doc chiu lire cho dam , biet a0 = 2,5cm