Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép phần 2

Xâc dinh tài trong tac dung lên bàn thang Gôm cô tài trong tâc dung lên phân bàn nghiêng và bàn chiêu nghi... th eo cóng thirc: kN/m3 Hê sô nTinh tïnh tài cùa lópkN /m 2 b Tài tron g tàc

• Phân llico sô vê: - C âu thang 2 vê

- C âu thang 3 vê

• Phân theo hinh dang: - C âu thang cô vê thang

- C âu thang luçm cong, câu thang xoân ôc

H inh 6 lb : Câu thang dang III va dang IV

■ Phân theo sô lim on (côn thang) (xem hinh 6 1 b):

- Câu thang loai 1 côn bên (dang I)

- Câu thang 2 côn (dang II)

- Câu thang loai 1 côn g iù a (dang III)

- Câu thang không côn, bàn thang chju lue (dang IV)

(.1.2 Câu tao bâc thang

Kich thuôc bâc thang duoc thiêt kê sao cho b u o c chân n g u ài su dung di lai câm thây

ii b àn và thoài mâi Tùy theo chüc nàng cüa m ôi loai công trinh, kich thuôc bâc thang erçc chon n hu sau:

-N h à à g i a dinh: chiêu rông bâc b = ( 2 5 0 + 300), chiêu cao bâc h = (1 5 0 + 1 7 5 )-C ông trinh công công: b = (2 8 0 + 320) và h = (1 4 0 + 1 6 0 )

-N h à tré: b = (2 5 0 + 2 8 0 ) và h = (120 + 1 5 0 )

Bâc thang cô thê duoc xây bàng gach thé hoàc dô bê tông côt thép lien khôi voi bàn tiatg, câu thang xuong câ thucmg thiêt kê bâc bê tông côt thép làp ghép

(.1.3 Xâc dinh tài trong tac dung lên bàn thang

Gôm cô tài trong tâc dung lên phân bàn nghiêng và bàn chiêu nghi

o) Tài Irçng Idc dung lên ph ân bân n gh iên g

Tài trong tâc dung phân bô dêu cô phucrng vuông gôc voi mât nghiêng cüa bàn tlarg, bao gôm: tïnh tài và hoat tài

• Tïnh tài:

Càn cür vào câc lerp câu tao bâc thang dê

xic J i n l i tïnh tài:

- Lôrp lât (lâng) m ât dày h,

- Lôp vùa xi m àng lot dày h2

- Lôp tao bâc rông b, cao h

- Lôrp bàn thang BTC T dày hb

- Lôrp vira xi m äng trat duôi dày h3

Trong dô: D ô doc câu thang:

l O p t a o m a t bAc

I Û P VÖA LÛT BÂC THANG (b x h )

B ÂN THANG

- LO P VÛA TR AT

H inh 6.2: Câc làp câu tao bâc thang

C anh huyên cùa bâc tam giâc: b x =

-c o s aChiêu dày bân thang s a bô chon: h = — + —

Vói Lo là tihip tinh toàn cùa ban nghiêng (lây L„ bang khoàng càch tim näm ngar' giira 2 lien köt).

Do các lóp làt niât và vûra x¡ m äng lót dêu có dang gày khúc, nên khi tinh toàn chiù dày li, cùa mòi lóp d u g c quy dòi ve chièu dày tirong d u an g theo phirang vuòng góc v i mat nghiêng, trong pham vi m ot bàc thang th eo cóng thirc:

(kN/m3)

Hê sô nTinh tïnh tài cùa lóp(kN /m 2)

b) Tài tron g tàc du n g lên p lia it bàn ch ièu n g ltì

Tài trong tàc dung phân bô d êu trên lm2 cùa bàn chiêu nghi, bao gôm: tïnh tài à hoat tai

• Tinh tài:

G ôm trong lu g n g bàn thân các lóp câu tao, xâc dinh nhu bàng sau:

6.1.4 T ín h to an câu th a n g hai vê k h ô n g côn

T ruôc khi tính toán cân vë mât bâng kêt câu câu thang, bô tri lucri côt, dâm chânthang, dâm chiêu nghi, dâm chiêu tôi, dàt tên câc dâm va ghi dây dû các kich thuóc côliên quan dên câu thang (thuàng vè ti le 1/50 hoàc 1/100) Vi du hinh 6.3

H inh 6.3: Mal being kêl câu câu thang không côn

C hièu dày bàn thang: h K = ,

b U 5 3 5 ,Xét ti sò: hd/hb thuòng cho kèt qua nhò han 3, nèn xeni bàn lièn két tua trèn dàm (hình 6.4)

• X àc djnh tài Irong:

Tai trong tàc dung lèn dai bàn thang gòm có:

+ Pliàn tài trong tàc dung lèn bàn nghièng dugc quy vè tài trong tàc dung thàng dùng là: qbl, /c o s a và có kè thèm tài trong Ian can tay vjn lày trung bình: g k = 0,3kN/m

c o sa+ Phàn tài trong tàc dung lèn chièu nghi:

• X àc dinh nói lue:

Nói lue có thè giài bang phuong phàp m àt càt trong món hoc Sire bèn vàt lièu hoàc dùng phàn mèm tinh kèt càu dè giài

• Tinh chon và bó tri thép:

+ Tinh thép chiù m om en cho bàn theo bài toàn càu kièn ehm uón dat cót don, có tièt dicn c h ù nhàt b = 100cm và h = hb (ùng vói già tri momen M max)

+ Do lue càt phàt sinh trong dài bàn tuomg dòi nhó, thuòng:

Q < (pb3 (l + 9 f ) R b,b h 0 : nèn bè tóng dù khà nàng chju càt

Giti cliù: Khi càu thang có thièt kè thèm dàm d ò chièu nghi (dàm lièn kèt giùa bàn

nghièng và bàn chièu nghi), nèu bàn chièu nghi làm vièc 1 phuong, lue này scr dò tinh

có thèm gòi tua ò giùa (hình 6.5a và 6.5b):

103

Hin h 6.5a: Mât häng kêt cáu câu thang có dám Dem

Hin h 6.5b: S a dô khi câu thang có thêm dâm DCN¡

Hoàc tách giâi riêng phân bàn nghiêng và bàn chiêu nghi theo s a dô hinh 6 6

Hinh 6.6

4 — —

>!■-b) Tilth dâm cltiêu n g h i

C'hon kích thiróc tiêt diên dâm:

• (Juan niêm tinh - s a dô tinh:

Dâm chiêu nghi duçrc tinh n h u dâm don chiù uôn tura trên 2 gôi tu a là côt dô dâm nlijp tinh toân lây bàng khoâng câch tim côt

• Xâc djnh tà i trong:

Tâi trong tâc dung phân bô dêu trên dâm chiêu nghi gôm có:

- T rong luçrng bàn thân dâm

- T rong luçrng tu ò n g xây truc tiêp trên dâm (nêu có)

- Tînh tài và hoat tài tù bàn thang và chiêu nghi truyên vào

• X âc â m h nói lue:

G ôm có m om en uôn và lue cât

• Tinh chon và bô tr i thép:

+ Tinh côt thép doc chju m om en theo bài toân câu kiên chju uôn tiêt diên ch ù nhât.+ Tinh côt dai chiù lue cät

6.1.5 Tinh câu thang hai vê, có con

• Q uan niêm tinh - s a dô tinh:

- Do bàn thang có liên kêt ó 4 canh (dâm chân thang, dâm chiêu nghi, côn thang),

nên thuôc loai bàn kê 4 canh Khi tinh xét ti sô — = — —— dé quyêt dinh tinh thép

B B X c o s a

theo ban chiu lue 1 phuomg, hay chju luc 2 phucmg (/„ la canh theo p huang nghieng cua ban thang, B la be rưng ciia ve thang).

- D ua väo ti so hd/hb de chon loai lien ket ban thang väo eon thang, tir do dua ra so

do tinh cho thich hop

• Xc'ic dm h täi trong:

Täi trong täc dung phän bo deu vuưng gưc vưi mät nghieng ciia ban thang (xem lai muc 6.3.1) T a co:

qbn = gbn + Pbn (kN /m 2)Chü y khi quan niem tinh theo ban chiu luc m ot phuomg, täi trong quy dưi tren däi xet tinh la:

q = qbn x lm (kN /m )

• X äc dinh npi lire:

Mom en uưn trong däi ban thang duoc xäc djnh theo cäc cong thiic tinh ban sail o

ch u an g 5

• Tinh, chon vd bo trl thep:

Thep trong däi ban thang dugc tinh theo bäi tộn cäu kien chju uưn tiet dien chü nhät b = 100cm, h = hb, dät cot thep don

b) Tinh ban chieu n gh i

Bän chieu nghi cư quan ni?m tinh vä cäch tinh toan giưng n h u tinh bän sän

c) Tinh con thang

• Quan niem tinh - s o do tinh:

Con thang duoc quan niem tinh nhu mpt dam chju uưn tua tren cäc gưi tua lä däm thang hay cưt mä con xet tinh gäclen dư, nhip tinh tộn lay bang khộng cäch tim gưi tua

• X äc dinh täi trong:

Täi trong phän bư deu täc dung thäng düng theo p h u o n g nghieng cüa cưn thang (qc = kN /m ) gưm cư:

- T rong luong bän thän cưn vä vüra trät cưn (kN /m )

- T rong luong lan can tay vjn (neu cư)

- T rong luong tu ư n g xäy tren cưn (neu cư)

- Täi trong tir cưn thang truyen sang (d u a väo quan niem khi tinh bän thang de chon

so dư truyen täi cho phü hop)

• X äc dinh nưi lue (xet cưn thang C I)

Gưm cư mom en uưn vä lu c cät:

• Q uan niem tinh:

Dam chieu nghi duorc tinh theo dam don chiu uon, tu a tren 2 goi tira la cot hoSc tirang m a dam gat len, nh ip tinh toan lay bang khoang cach tim cua hai goi tira

• X dc djnh tai trong:

+ Tai trong tac dung phan bo deu tren chieu dai dam gom co:

Tai trong ban than g , , vu a trat quanh dam g 2 , tai tir ban san chieu nghi truygn sang g 3, tai tir ban thang g4 (neu co), tai tuong xay tren dam g 5 (chi co cr dam chieu nghi bien)

=> T ong tai trong: q = Zg| (kN /m )

+ Tai trong tac dung tap trung P (chi co a dam chieu nghi co con thang gac len) do con thang tac dung, chinh bang gia trj phan lire goi tira cua con thang la:

• X d c dinh noi lire va tinh thep:

G om co m om en va lire cat:

107

+ Tài trong phàn bó dèu trèn bè màt ò vàng góm có:

- T inh tài g ( k N / m 2 ) góm: trong lugng lóp v ù a làng m àt trèn và tràt màt duói trong lugng bàn thàn ò vàng

- H oat tài sù dung xét theo truóng h gp phàn bò dèu: p = 0 ,7 5 x 1,3#1 kN / m2 và tru ó n g hgp hoat tài dàt bàt lgi ó dàu mut console là: P = 0 ,7 5 x l,3 # l k N

+ Dè tinh thép, chon già tri m om en M n

tài n h u hình 6.9

m ax( Mm a x M m a x ) t h e 0 h a i S a d ° c h à t

-gxlm (kN/m)

_p x1 m (kN /m )

+ C hú y kiêm tra chông lât cho ô vâng:

T rong dô: lc là chiêu rông cùa cùa; x là chiêu dài phân lanh tô g âclên tiróng.

+ Tai trong phân bô dêu trên lanh tô gôm :

- T rong lu g n g bân thân lanh tô và v ù a trât bao quanh

- T rong lu g n g m àng tu à n g xây trên lanh tô và v ù a trât, xâc dinh theo khôi xâytruyên lue dang tam giâc vuông cân, d u g e q uy dôi thành phân bô dêu, cô chiêu cao xây

h = /c /3 là: g, =y, x 1,1 x / c /3 (vói y, tra bâng 7, dông 14, 15, 16, 17 tucmg ùng)

- H oat tài do nguôi và d u n g cu sù a ch ù a tù ô vâng truyên sang

+ Câch xàc dinh m om en, lue cât và tinh thép n h u ó phân tinh dâm

t = le + X

- 4

H in h 6.10: S a dô tinh lanh tô

* Sé no thucmg thiét ké theo 2 dang:

- D ang 1: có dâm gánh và dâm môi, quan niêm tính n h u à phân bàn sàn

- D ang II: bàn dày sé nô làm viêc dang console, khi tính cät ra dài rông Ini theophucmg vuông góc vói dâm doc sê nô và tính n h u m ot consonle ngàm tai m ép dâm.6.3.2 X ác d in h ta i tr ç n g

a) Tính ta i

- Dang I xác djnh tính tâi giông à phân bàn sàn.

- D ang II tïnh tâi phân bô dêu xàc djnh n h u à phân ô vâng, và tính thêm phân tïnh tâitap trung là:

G = y V| x b th x h lh x l m x l l (k N ) (6.16)(bth và h,,, là chiêu dày và chiêu cao thành sê nô)

b) H o a t tâ i

- Dang I: lây hoat tài sù dung p # 1 kN / m2

- D ang II: xét hai trucmg hop chât hoat tài tâp trung và phân bô n h u phân ô vàng:+ Tài do nuôc m ua ngâp dây ( h n = 0,2 h- 0,4 m ) khi ông thoàt nuôc tràn bi nghet là:

g n = y nh n x l , l ( k N / m 2 ) vói y n = lOkN / m3 (6.17)

6.3.3 X ác djnh momen

M om en trong bàn dây sê nô d u çc lây theo già tri Ion trong 2 già tri M 'max và M "max

T a c ó : M max = m a x (M nrax, M max) theo 2 trucmg hop chât tài n hu hình 6 12.

rg„ (kN /m )

/

-p (kN /m ) -g (kN /m )

6.4 C Â U H Ò I Ô N T À P

1 Trinh bày nôi du n g xác djnh tài trong tàc du n g lén bàn thang

2 Quan niêm tinh và s a dô tinh câu thang hai vê không côn

3 Trinh bày câch bô tri thép trong bàn thang hai vê không côn

4 Quan niêm tinh và s a dô tinh câu thang hai vê cô côn

5 Trinh bày nôi du n g tinh toân dâm chiêu nghi

6 Trinh bày quan niêm tinh ô vàng và sê nô

/ 1 rinli bay y nghia càc truon g hop chát tai trong len sa dò tinh cua o vang va se no

8 Trinh bày câch bô tri thép trong bàn sê nô và ô väng

1 11

C h ir o n g /TỴNH T ÔN CÂU KIÊN CHIU NÉN, CHIU KÉO

7.1 CAu K IEN C H IU NEN

T rong cưng trinh kien trüc cäu kien chju nen th u ư n g gäp ư cưt nhä, täm tu ư n g vä thanh chiu nen cüa dän m äi, T üy theo vj tri täc dung cüa luc m ä cäu kien läm viec chju nen düng täm hay nen lech täm

+ Nen düng täm chi lä trucmg hop ly tu ư n g it gäp trong thirc te

+ Nen lech täm gưm cư nen lech täm phäng, nen lech täm xien

7.1.1 Mưt so quy dinh cäu tao

a) Hinh dan g tiet dien

+ Nen düng täm thircmg thiet ke tiet d ifn vuưng, trưn, ch ü nhät, da giäc deu

+ Nen lech täm phäng thircmg thiet ke tiet dien c h ü nhät, trưn, dưi khi düng ch ü T,

ch ü I, vänh khän,

V ai tiet dien ch ü nhät thucm g chon h = (1 ,5 -h 2 ,5 )b , trong dư canh h nen bư tri näm theo phucrng m ät phäng täc dung cüa m om en uưn (thirưng goi lä m ät phäng uưn).+ Dien tich tiet dien n gang cư the chon so bư theo cưng thüc:

k là hê sư xét dên änh h u ư n g cüa dp m änh cưt vä giä tri m om en uưn th u an g

d u a c läy theo kinh nghiêm cüa n g u ư i thiêt kê:

k = 0,8 + 1, 0 : dưi vưi cäu kiên chju nén düng täm;

k = 1,2 + 1 ,5 : dưi vưi cäu kiên chju nén lêch täm

N là lue doc do täi trong tinh tộn gay ra

+ Tiêt diên chon phài bào dàm vê khâ näng chju lue vä phài thuàn lai cho viêc thi cưng vän khuưn, läp dàt cơt thép, dơ bê tơng C anh cüa tiêt diên nên chon theo bơi sơ cüa 5cm

+ Chon kich thuơc tiêt diên phài chü ÿ dên diêu kiên ơn djnh, thơng qua dp m ành X\

- Tiêt diên bât kÿ: X - l0 / i < Xgh (i là bân kinh quân tinh cüa tiêt diên).

- Tiêt diên c h ù nhât: X = ln ! b - ^ o b (b là canh nhô cùa tiêt diên).

- Tiêt diçn tròn: X = l0 / D -^•Od

Q uy djnh vói côt k h u n g nhà >.gh = 1 2 0 , X.ob = 3 1 , A.od = 2 6

T rong dô:

/(l là chiêu dài tinh toân cùa câu

kiên tùy thuôc vào d iêu kiên liên kêt ó

hai dâu câu kiên;

/ là chiêu dài hinh hoc cù a câu kiên

xét tinh: là khoàng câch g iù a hai liên

kêt kè nhau hoâc k h oàng câch tù dâu

m ût tu do dên liên kêt gân nhât

- Dôi vói câc so dô cô liên kêt lÿ

tuông, chiêu dài tinh toân l0 cho ö

hinh 7.1

- Dôi vói k hung bê tô n g côt thép dô toàn khôi vói sàn khi quan niêm liên kêt giùa

dâm và côt là nul cirng (nùt cù n g có thè cô chuyên vi ngang và xoay) chiêu dài tinh

toân /(, duorc lây n h u sau:

■ K hung cô m ot nhip, m ot tâng: /0 = 1,3/

■ K hung 1 nhip, nhiêu tâng: - dôi vói côt tân g d u ó i cùng l0 = I

- vói côt câc tân g trên: l0 = 1,25/

■ K hung nhiêu tâng, có hai nhip vói tô n g bê rông hai nhip (B ) nhô hcrn 1/3 chiêu cao k hung (H ):

- dôi vói côt tân g d u ó i cù n g l0 = 0 ,8 5 /.

- vói côt câc tân g trên /0 = 1,06/

• K hung n h iêu tân g , có hai n h jp v ó i tô n g bê rô n g hai n h ip (B ) ló n hon 1/3 chiêucao k h u n g (H ) và k h u n g n h iê u tâ n g cô > 3 n h jp lây l0 = 0 , 7 / cho cà c ç t cùa

câc tâng

b) Vât lie u s ù d u n g

- Bê tông câp dp bên ch ju nén B 15, B 20, B25.

- C ôt thép gô m 2 loai:

• C ôt th ép doc:

C ôt thép doc cùng vói bê tông chiù ù n g suât nén (dôi vói câu kiçn chiù nén dùng tâm ) V ùa chju ù ng suât nén, v ù a ch ju cà ù n g suât kéo do lue nén lêch tâm gây ra (dôi vói câu kiên chiù nén lêch tâm ) T h u ô n g th iêt kê theo nhóm thép C il, CI1I, và CI

dirüng kinh 4> = 12 -s- 40 (thuưng chon sao cho b / 20 < 4 > < b /1 0 ) Khi canh như cüa tiet dien b > 2 0 0 , nen chon duưng kinh § > 16.

+ T rong cäu kien chju nen düng täm , cot doc dupc dät dưi x ü n g qua hai truc dưi xüng cüa tiet dien (räi deu quanh chu vi tiet dien)

A '

Q uy dinh häm lucmg cot thep M-,(%) = —- x 100 < 3% (7.2)

A b(vưi A ' : di?n tich tiet di?n cot thep chiu nen vä A b : dien tich tiet dien cüa cäu kien)+ T rong cäu kien chiu nen lech täm phäng cư tiet dien c h ü nhät, cot doc duoc bư tri räi deu theo hai canh cư phucmg vuưng gưc vưi phucmg gäy ra m om en lech täm (th u ư n g bư tri theo canh như b) Goi A ' : dien tich tiet dien cot thep chju nen nhieu, A s

lä dien tich cưt thep dät ư phia chju nen it hộc chju keo tren tiet dien, quy dinh häm

lu o n g cưt thep:

H(%) = — — x 100 vä n'(% ) = x 100 , sao cho

n min(% ) < n , (% ) = (Ji + n.0% < Hmax(% ) = (3,5 + 4)%

T rong dư häm luong cưt thep tưi thieu phu thuưc väo dp m änh X cüa cäu kien

(j-niin (% ) = (0,1 + 0 ,2 5 )% , trong thuc te häm luong cot thep toi da cư the den 6%, häm

lu o n g cưt thep tinh tộn tucrng dưi horp ly n t (% ) = 0,5% -h2 %

+ T rong cäu kien chiu nen lech täm xien (cưt nhä tinh npi luc theo khung khưng gian), cưt thep th uưng duoc dät räi deu quanh chu vi tiet dien

+ Q uy djnh khộng cäch giüa 2 cưt doc ke nhau: 50 < t < 400, khi khộng cäch

t > 4 0 0 , phäi dät them cưt doc phu 4>12 <j)l 4 nhäm bäo däm quy djnh t < 400

• C o t d a i:

C ưt dai cư täc dung lien ket vưi cäc cưt doc thänh khung cưt thep, giCr vj tri cäc cưt doc khi thi cưng, täng dp ưn djnh cho cot doc khi chju nen, täng khä näng chiu nen vä chju luc cät cho cäu kien

+ C ưt dai thuưng khưng phäi tinh tộn m ä duoc chon theo kinh nghiem Sur dung nhưm thep CI, CI1, cư d uưng kinh <|>d > 1 / 4<t»doc max vä ij)d > 6 mm

+ K hộng cäch giüa 2 cưt dai s < 15<t>dpc_ min(khi n t % < 3 % ),

s < 10<(>dpc _ min (khi (it % > 3 % ) vä khộng cäch dai s phäi < b

Rieng tai vi tri nưi cưt thep doc quy dinh s < 10(j)doc_ mm vä phäi cư khưng it hon 4 dai.+ C ưt dai duoc thiet ke ưm läy tộn bư cưt doc, sao cho tưi thieu cü cäch m ưt cưt doc phäi cư m ưt cưt doc näm ư chư gưc uưn cưt dai (xem hinh 7.2)

Ngoai lê khi canh cùa tiêt diên b < 400 và h < 500 mà trên canh b dât < 4 thanh thép doc, cho p h cp không theo quy drnh trên.

c

«

» 1 1 1

1

[- 40 0 1 J< 4 0 0 ,

H inh 7.2: Bô tri côt thép doc và côt dai trong eau kiên chju nén

7.1.2 T ín h to á n câu kiên ch ju nén d ù n g tâ m

Câu kiên chiù nén dùng tâm bao gôm câu kiên sù dung côt doc và côt dai th u àn g (phô biên), câu kiên sir dung côt doc thiràng và côt dai lò xo (th u àn g sir dung khi câu kiên cô lue doc N Ion), câu kiên dùng côt cúng (côt thép doc là thép hinh)

Pliam vi g iâo trinh chi nghiên cúru câu kiên sù dung côt doc và côt dai thuòng

a) Sor dô irng suât, cô n g th ù c c a bàn

Khi câu kiên chju tài d at dên trang thài giói han I, toàn

bô tiêt diên chiù nén, ù ng suât trong bê tông dat dên c u àn g

do chiù nén tinh toàn R b, Ung suât trong côt thép dat dén

+ R b : tra bàng 5, chu ÿ xét nhân thêm càc hê sô diêu

kiên làm viêc y bi (bàng 5a);

+ A b : diên tich tiêt diên cùa câu kiên; N: lue doc do tài

trong tinh toân gây ra;

+ (p: hê sô xét dên ành h u àn g cùa uôn doc e dô mành X.

HE

RscA s

H inh 7.3: Sa dô ùng suât

115

- Khi X = — < 8, hộc X = < 28 : lây (p = 1 (bị qua ành h u ĩ n g cùa uơn doc)

- Khi 8 < Àb < 30 hộc 28 < X < 120, hê sơ (p e X tra bàng 11.

b) B à i tồn tinh cơ t th ép A's

+ T hiêt kê tru ĩ c kích th u ơ c tiêt diên, câp d ơ bên chju nén cùa bê tơng và nhơm thép.Tinh A b , tra bàng tim R sc, tim R b và chù ÿ xét càc hê sơ diêu kiên làm viêc cùa bêtơng ybi

+ Xàc dinh tiêt diên xét tinh —> tim lue doc N x¿t(cĩ kê dén trong luomg bàn thân

câu kiên)

+ Tinh dơ m ành X:

- X = /0 / b < 31 (dơi vĩi tiêt diên c h ù nhât)

- X = /„ / D < 26 (dơi vĩi tiêt diên trơn).

T ù X tra bàng 11 tim hç sơ (p:

V id u 1:

Cơt B T C T dơ tai chơ, chju lue nén dùng tâm

h = 5 0 0 k N (hinh 7.4) Bê tơ n g câp dơ bên B15 C ơt thép

nhơm C il D u kiên khi dơ bê tơng k h ơ n g d u a c bào

du&ng tơt

Yêu câu:

+ T inh, chon và bơ tri thép doc A '

+ C hon và bơ tri cơt dai theo q uy djn h câu tao cho cơt

+ Do dò bè töng tai chò (dò bé tóng theo p h u o n g dü n g ) còt có canh lón cùa tièt dièn

là 250 < 300 —> nhàn hé sò yb5 = 0,85 và do khi dò bè tòng khóng bào d u ó n g tòt nèn nhàn thèm yb2 = 0 ,9 vào ciràng dò R b)

t-+ Chon thèp 4<t»l 6 có A^ch = 8 ,04cm , bò tri thèp nhir hình vè

(K ièm tra: 5 A S(% ) = 2 ,9 8 % và 5 0 < t < 4 0 0 - > thòa m àn)

+ Chon cót dai có diróng kinh <))d = 6m m (thoà màn <(>d > l/4<t)d^ imx)

+ Chon khoàng càch dai s = 200 (th ò a m àn s < 15<t>dpc.min và < b)

Tai vi tri nói th ép doc chon s = 150 (th ò a m an s < 1 0

(^uoc-min)-c) B à i to à n k iè m tra k h à n à n g c h iù lu e

Kièm tra d iè u k ié n : N xét < [N ] = cp(ybiR bA b + R SCA ;)

Vi du 2:

Kièm tra khà nàng chiù lue cho còt bè tò n g due s in , chiù lue nén düng täm

F = 700K N , bè tò n g có cap d ò bèn B 20, thép nhóm A ll T rèn tièt dièn bó tri 4<>20 làmthép doc chiù lue (hình 7.5)

+ Do khi dư be tưng khưng bäo duưng tot nen nhän them

yb2 = 0 ,9 väo cuưng dp R b )

So sänh: N xä = 705,15K N < [N ] = 729kN —> cot du khä näng chju lirc

7.1.3 Tinh tộn cäu kifn chju nen Ifch täm phäng

a) Dp Ifch täm trong nen Ifch täm p h ä n g

Xet tiet dien chju täc dung cüa cäp nưi lirc M vä N

+ Goi e, lä dp l?ch täm cita lirc doc: e, = M /N (cưn goi lä dp l?ch täm tinh hoc).+ Goi ea lä dp lech täm ngäu nhien (do sai lech kich thircrc khi thi cưng, do be tưng khưng dưng nhät, do thi cưng dät thep khưng dưi xirng, ), thirưng läy:

e a > m a x ( // 6 0 0 , h / 3 0 ) (7.5)vưi / lä chieu däi hinh hpc cüa cäu kien vä h lä canh cüa tiet dien theo phirong mät phäng uưn

Tu co d ư lccli täm tinh to an b a u d ä u cu u liu sau:

- Dưi vưi ket cäu tTnh dm h: e0 = e, + e a

b) Cäc trir&ng h pp nen Ifch täm p h ä n g

• Nen lech täm l&n:

X äy ra khi M tu o n g dưi lưn so v ư i N , tirc e, = M /N tu a n g dưi lưn, khi chju täi tren tiet dien ngang cüa cäu k ien x u ät h ien hai vü n g k eo vä n en rư r?t, neu th iet ke vưi m ưt lu o n g th ep h pp ly, sur p h ä hoai se x äy ra tir v ü n g keo g iư n g nhir trong cäukien chm uưn Gpi x lä ch ieu cao vü n g c h iu nen thi d ie u k ien xäy ra nen lech tämlưn lä:

250 4020

H inh 7.5

• Nén lèch tàm bé:

Xày ra khi N tu a n g dói lón so vói M , dò lèch tàm e, = M / N tucmg dói nhò, khi tàc dung tài trèn tièt dièn n gang cùa càu kièn th u ó n g chiù nén toàn bó, hay có m òt phàn nhò chiù kéo S u phà hoai th u ó n g bàt dàu tù vùng nén D ièu kièn xày ra nén lèch tàmnhò là:

• X ét ành h u ó n g cùa s u uón doc:

Khi chiù tài dàt lèch tàm càu kièn có thè bi cong, làm cho dò lèch tàm tinh toàn e0

sè tàng thành r |e 0

+ Khi càu kièn có A.h = — < 8 cho phép bò qua ành h u ó n g cùa uòn doc và cho r| = 1

h+ Khi = — > 8 phài xét dèn ành hu ón g cùa uón doc, hè só xét dèn ành huóng cùa

Vi du: v a i tièt di?n chCr n h at Ib Is = ( A s + A ') ( 0 , 5 h - a ) (7.11)

- S là hè só kè dèn ành h u ó n g cù a dò lèch tàm e 0 , tinh theo còng thùc sau:

0,1 + ^S- h

- <p, là hè sò xét dèn ành h u ó n g tàc du n g dài han cùa tài trong:

M l t + N „ x 0 , 5 h^ 2

M + N x 0 ,5 h

C hù y: h là canh cùa tièt dièn theo phuomg m àt p hàng uòn (th u ó n g h > b)

T rong dư: M|, vä N|, lä cäp npi lire do täi trong täc du n g däi han gäy ra (gưm tai trpng th u ư n g xuyen vä täi trong tarn theri däi han) K hi M h vä M träi d äu nhau (n g u o c chieu), thi M„ d u p e läy däu äm vä n eu ket quä tinh cp, < 0 cho phep läy

<Pi = 1 de tinh N cr

c) Tinh todn cäu kien chju nen lech täm p h ä n g cư tiet dien c h ü nhät

Ci Trircrng herp lech täm lem ( x < £,Rh 0j

+ —

t f - N

RsAs

¡fif bp \

H inh 7.6: Sa dư irng suät truemg hop nen lech täm lan

- Khi ket cäu läm vi?c den TTG H , ürng suät trong be tưng vüng nen dat den circmg

d ư R b , irng suut tro n g cưt th ep ch iu n en d at d e n circmg d ư R sc , irng su ät c o t tlicp ch jukeo dat den cucmg dp R s (bư qua s\r läm viec cüa be tưng vüng keo)

- Goi e lä khộng cäch tir diem dät cüa luc doc den trpng täm cüa cưt thep chju keo A s

4 = — < £ R và x = 4 h 0 > 2 a ', h ay 2 a ' < x < 4 Rh 0 (7.17)

Dät u n, = 4(1 - 0 , 5 4 ) tùr (7.15) ta có:

N e = a mR bbhfl + R sc A¡ ( h0 - a ') (7.18)

c_> Tricong h o p lech tarn bc: ( x > 4 Rh0y

T ùy theo dò lèch täm e 0 , trèn tièt dien có thè chju nén toàn bó ( x > h0 ), hay có mót phán nhó chju kéo ( x < h0 )

T h iét ké tru ó c kích th u ó c tièt dièn, càp dò bèn chju nén cùa BT, nhóm thép

• B u ó c 1: X ác djn h càc tham sò vàt lièu R b,E b, R s, R sc,E s ,Ybl,4R « r

C hon càc càp nói lurc cän tinh cho cäu kièn: M ,N ,M u , N h

(7.20)(7.21)(7.22)(7.23)

121

- K iêm tra lai (i, = n + n ' » (i0

- C hon và bô tri thép, kiêm tra lai a, a1 và t

BÀI T OA N TÍNH C Ó T T H É P A s v à A¡ (â â t th é p â o i x im g )

T ù câp dò ben chiù nén cùa bê tông, nhôm th é p = > R b , R s , R sc, E s , E b ,y bí ,ÇR Xác dinh M, N*, M „, N u và già thiêt triróc a, a '

1-Lçch tâm béKhi X > i;Rh0

î

-A A, _ N ( e - h0 +0,5x)

Tinh e0 = —

0 hRsc ( h o - a ')

Vi du 3:

+ T inh va chon cot thep doc dat doi xim g cho cot khung nha nhieu tang, ba nhip Cot

do be tong toan khoi, chieu cao tang nha H = / = 5,2m, tiet dien cot ch u nhat co

b = 25cm va h = 35cm , be tong co cap do ben chiu nen B15, thep nhom CII, khi thi

cong be tong khong duoc bao duong tot

Biat noi luc M = 54kN m , M „ = 7kN m , N = 600kN , N „ = 450kN

+ Chon cot dai theo quy dinh cau tao cho cot

G iai:

+ Be tong B15 -> R b = 8,5M Pa = 0 ,8 5 k N /c m 2, E b = 2 3 x 103MPa

+ T hep CII -> R s = R sc = 280M Pa = 28kN / c m 2, Es = 21 x 104 MPa

+ Tra bang 3: tim £,r = 0,681, a R = 0 ,4 4 9 , tra bang 5a co yb2 = 0 ,9

+ Chon a = a ' = 4 c m - » h0 = h - a = 3 5 - 4 = 31cm

+ Tinh A.h = /„ / h = 0,7 x 5 2 0 /3 5 = 10,4 > 8 : xet den anh htiong cua uon doc

+ Tinh do lech tam cua lure doc: e, = M / N = 5400 / 600 = 9cm

+ 0,1: 0,110,1 + — 35+ 0,1 = 0,408

, Mi + N „ x 0 ,5 h , 7 0 0 + ( 4 5 0 x 0 ,5 x 3 5 ) , ^ ,(p, = 1 + — B “ -= 1 + -* - f- = l,5 4 < 2

1,54

= 1,123

2 3 x 1 0

= 5491kN

2 8 ( 3 1 - 4 )

+ Kiem tra: | i t % = (n + n ')% = x 100 = l ,9 % # n 0% = 2% (thưa man)

bh0Chon thep 3(j>l 8 cư A f 1 = 7,63cm 2 , bư tri nhu hinh ve

06s25O

350

6018

+ Kiem tra a, a' vä t deu thưa man

+ C hon cưt dai cư <|>d > 4)dgc.mm/4 = 4,5 - » Chon <|>6

K hộng cäch dai: s < 15<t>dpC-min vä s < b -> Chpn s = 25cm

Vi d u 4:

T inh v ä c h o n c ư l th ep d o c dät d ư i x im g c h o c ư t nhä k h u n g R T P T d ư tộn k h ư i,

khung nhieu täng, bưn nhjp, chieu cao tang nhä H = / = 5,72m , cư tiSt dien c h ü nhät

b = 25cm , h = 40cm Be tưng cäp dư ben chju nen B l 5, thep nhưm CII Khi thi cưng

be tưng khưng d u o c bäo duưng tot

Biet nưi lire M = 86kNm , M lt = 50kN m , N = 420kN , N „ = 300kN

Giäi:

+ Be tưng B 15 -> R b = 8,5M Pa = 0 ,8 5 k N /c m 2; E b = 2 3 x l 0 3MPa

+ T hep CII -> R s = R sc = 280M P a = 28kN / cm 2; Es = 21 x 104 MPa

+ T ra bang 3: tim 4 r = 0,681, a R = 0,449, tra bäng 5a cư yb2 = 0 ,9

+ C hon a = a ' = 4 c m - > h0 = h - a = 4 0 - 4 = 36cm

+ Tinh Xh = /0 / h = 0,7 x 572 / 40 = 10 > 8 nen phäi xet den änh huưng cüa uưn doc

125

+ Tinh dö lech täm cüa luc doc: e, = M / N = 8600 / 420 = 2 0 ,5cm

+ C hon e a > m ax (/ / 600, h / 30) = m ax(572 / 600, 4 0 /3 0 ) -> e a = 1,5cm + C öt khung lä ket cäu sieu tinh: e0 = m ax(e| vä ea) = e, = 20,5cm

b h3+ T inh

R Sc ( h o - a ') 2 8 ( 3 6 - 4 )+ Kiêm tra:

+ K iêm tra a, a1 và t dêu thôa màn

e) B à i toàn k iêm tra kh â n à n g ch iù lire (dût th ép d o i xirng)

Biêt truóc kich th u ô c tiêt diên, câp dô bên cüa BT, nhóm th ép và M, N, M u, N|,, As,

A ' Y êu câu kiêm tra khâ nâng chju lue

127

• B u á c 1: Xác djnh các tham sô vât liéu

+ Khi X < 2 a ' và khi X < 0 (côt thép A ' c h u a d a t d ê n R sc)

K iêm tra diêu kiên:

BÀI TOÁ N K IÉM T R A K H À NÄNG C H IÙ L l/C (d a l ih é p d ò ix i m g )

Tir càp dò bèn chiù nén cùa bè tòng, n h ó m thép= > R b, R s , R sc, E s , E b,y bl , ^ R Xàc dinh M, N , M lt, N h , A s , A ', a và a'

Khi 2a’ < x < ÇRh0 Tính X = N / R bb

Lech tàm bé

X > 4 Rh0Khi X < 2a' và khi X < 0

( A's chira dat dèn )

Kiém tra Ne < R bb x (h 0 - 0 ,5 x ) + R KA '( h # - a ’)

129

Vi d u 5:

Cưt khung tän g hai, cüa nhä nhieu täng m ưt nhip dư be tưng tộn khưi, chieu cao

täng H = I = 3,6m , be tưng cäp dư ben chju nen B20, cưt thep doc nhưm CII Cưt cư tiet

dien chir nhät (250 x 350), cưt thep doc bư tri sän A s = A^ = 9 ,4 2 c m 2 (3<j>20)de chju cäp nưi lirc gưm : M = 105kNm , N = 485kN , M„ = 60kN m vä N h = 370kN

Kiem tra khä näng chju lue cho tiet dien cưt, biet lưp be tưng bäo ve cưt thep doc

lä a0 = 2,5cm

G iäi:

+ Be tưng B20 -> R b = 1 l,5 M P a = l,1 5 k N /c m 2; E b = 27 x 103 MPa

+ Thep CII -> R s = R sc = 2 80M P a = 28kN / c m 2; Es = 21 x 104 MPa

+ Tra bang 3, tim 4r = 0,623, a R = 0,429

+ Tinh a = a ' = a0 +<t>/2 = 2,5 + 2 / 2 = 3,5cm —> h 0 = h - a = 3 5 - 3 ,5 = 31,5cm+ Tinh Xh = /„ / h = 1 ,2 5 x 3 6 0 /3 5 = 12,85 > 8 : xet den änh hirưng cüa uưn doc+ Tinh dư lech täm cüa lirc doc: e, = M / N = 1 0 5 0 0 /4 8 5 = 21,65cm

+ T ính X = — = — 4- - — = 16,87cm

R bb 1 ,1 5x25

V ài x = 16,87cm < 4 Rh0 = 0 ,6 2 3 x 3 1 ,5 = 19,62cm : côt lêch tâm Ion

Và do 2 a ' = 7cm < x < ÇRh0 nên diêu kiên kièm tra là:

N x e < R bb x ( h0 - 0 , 5 x ) + R scA '( h 0 - a ')

+ Ta có: N e = 485 x 39 = 18915kN >

1,15 x 2 5 x 1 6 ,8 7 ( 3 1 ,5 - 0 ,5 x 1 6 ,8 7 ) + 2 8 x 9 , 4 2 ( 3 1 , 5 - 3 , 5 ) = 18572kN

18572 — 18915nhirng vàn näm trong pham vi: -13572 -= không quà -3%)

Kêt luân tiêt diên côt duorc xem n h u dù khà näng chju lire

j ) B à i toàn tin h c ô t th é p dàt k ltô n g d ô i x ir n g ( A s * A ' )

T hiët kè tru ó c kich th u ô c tiêt diên, câp dô bên ch ju nén cùa b êtông, nhôm thép

• B itàc 1 :

- Xác dinh các tham sô vât lieu R b, E b, R s , R sc, E s,Ybi, 4 R, a R

- C hon các cap nôi lue cân tinh cho câu kiên: M ,N ,M u , N |t

- G ià thiêt tru ó c a = a ' - > h0 = h - a (cm )

- T inh các dô lêch tâm : ei = M /N , ea , e0 = e| + ea

- T ính X néu X < 8 —>r| = 1 (bò buôc 3, tinh b u ôc 4)

- T inh dô lêch tâm phân gió i e p = 0 ,4 ( 1 ,2 5 h - 4 R h 0 ) (7.33)

- Xét tru ô n g horp lêch tâm thông q u a e p và r|e0

• Khi r|e0 > e p : Lêch tâm lón

- C ho x = £ Rh0 và xem x > 2 a'

Nèu N < N b : Bè tóng dù khà näng chiù lire, chi càn dät còt thép doc A s và A '

theo quy djnh càu tao;

N èu N > N b : chon A s th eo càu tao và tinh e 0 = e0 / h

Còt dai lò xo dupc uòn thành vòng lièn tue vói buóc dai:

s- ( K ) d°

I h uóng chon s < 0,2Do, duóng kinh còt dai <t><ja, > 0,3<j)dw

(7.40)

7.2.1 Bai to a n tin h co t th e p chju keo A s

Khi tinh toan bo qua phan tham gia chiu lire cua be tong, toan bo lire keo se do cot thep chiu Ta co:

\ ' i du 6:

Be chira n u a c be tong cot thep, be tong cap do ben chju nen B15, cot thep nhom Cl Thanh be day 12cm, canh A = 5m, B = 4m

Be chiu ap lire nirac tinh toan p„ = 24kN /m (hinh 7.9)

T inh, chon thep chiu lire keo vong cho thanh be:

H inh 7.9

G ia i:

T h eo chu vi be cat dai cao lm de tinh noi luc

133

chon thép 0 6 , a 2 0 0 , bó tri 2 lóp nàm hai bên thành

kêt hop làm thép phân bô cho thép bàn thành, vói

A sch = 2 x 1 ,4 1 = 2 ,82cm 2

Vi du 7:

Ô ng bê tông côt thép cô tiêt diçn hình vành khan, d u ô n g kinh trong cùa ông là

D = 6 0 cm , chiù áp lue nuóc p = 0,0032kN /cm 2 (hình 7.10) Bê tông câp dô bên chiù nén B 15, côt thép nhôm CI

Tính côt thép chju kéo cho thành ông

5 T rong nén lêch tâm phàng khi nào cân phài xét tính dên hê sô uôn doc r| ?

6 Phân tich uu nhupc diêm cùa viçc tính và bô tri thép doc dät dôi xùng, dât không dôi xùng trong câu kiên chju nén lçch tâm phäng?

C h in rn g öTÍNH TOA N CÁU KIÊN BÊ TÔNG CÓT THÉP

T H E O T R AN G THÁI GIÓI HAN II

8.1 TÍNH D Q V Ö N G CIJA C Á U K IÊN C H IÙ UÓN

8.1.1 Khái nifrn

Cáu kièn có dò vöng quá lón së ánh h u ó n g dên diêu kien sir dung bình th u à n g cho kêt câu, gây tâm lÿ sçr hâi cho n g u ò i su dung và làm m ât vé mÿ quan công trình Do dô tiêu chuân xây du n g qu y dm h dô vông do tài trong tiêu chuân gây ra không d u a c vuat quá giói han sau:

+ Dâm d ö câu truc chay dien: fgh = (1 / 600)L

+ San có trän phäng nhjp L <6 m: fg h = ( l / 2 0 0 ) L

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

L > 7,5m : fgh = (1 / 250)L+ Sán có sucm và câu thang nhjp L < 5 m : fg h = ( l / 2 0 0 ) L

5 m < L < 1 0 m : fg h = 2 ,5 c m

L > 10m: fgh = (1 / 400)L+ Dâm console có dô vucrn là L, thi lây L = 2L , dê tinh fgh theo quy djnh trên

8.1.2 Tinh dô vôn g cüa dâm

D ô vông cùa dâm tuÿ thuôc vào dô c û n g cùa vât lieu, trong kêt câu bê tông côt thép

dô einig El d u a c thay bäng B

+ D ô vông toàn phân: f = f, - f2 + f 3 < fgh (cm ) (8.1)

T rong dô:

f, là dô vông do tàc du n g ngân han cùa toàn bô tài trong (cm );

f2 là dô vông do tàc dung ngân han cùa tài trong dài han (cm );

f, là dô vông do tàc du n g dài han cùa tài trong dài han (cm )

+ C ông thûc tông quât tinh dô vông do bien dang uôn:

135

f| _ p M l /

B,

(8.2)

M |iiax : mom en uòn lón nhât trên dâm hay doan

dâm xét tinh, do tài trong tiêu chuân gây ra irng

vói tirng tru ô n g ho p tinh fj, f2, f3

/ : nhip tính toán cùa dâm

ß : hê sô tùy thuôc vào s a dô chju tài trong

n hu hinh 8 1

B, : dô cùng cùa dâm Dôi vói dâm cô tiêt diên

ch u nhât dô cùng d u a c tinh theo công thùrc:

S a dô chju tài

1

4 : 1 1 1 1 1 1 i i

E s A s (<Pr + 4 )v E bbh0

T rong dô:

y b = 0,9 là hê sô xét dên su làm viêc không dông dêu cùa bê tông;

y s là hê sô xét dên su làm viêc cùa bê tông vùng chiù kéo trên cô vêt nùt

Khi chju tàc dung ngán han cùa tài trong lây: (p,s = 1,0 (vói thép thanh trôn trom)

(Pis = 1,1 (v ói thép thanh cô gân)

Khi chju tàc dung dài han cùa tài trong lây (p,s = 0 ,8 (không tùy thuôc bè mât côt thép)

R W

- Hê sô (pm = ——— ^ < 1 (néu tinh kêt quà cpm > 1 thi lây cp = 1)

- M om en chông uôn cùa tiêt diên quy dôi cô kê dên biên dang không dàn hôi cùa

bê tông vùng kéo, duçrc tinh theo công thùc gân dùng:

.b h2

- Rhn là cu à n g dô chju nén tiêu chuân cùa bê tông, tra bàng 6a

- V : hê sô dâc tru n g dàn hôi - d éo cùa bê tông vù n g nén:

Lây V = 0,45 khi tinh vói tàc dung ngán han cùa tài trong (khi tinh vói f, và f 2)

Lây V = 0,15 khi tinh vói tàc dung dài han cùa tài trong (khi tinh vói f3)

c2

1 Tinh thep doc cho dam

2 Tinh do vong toan phan f

□nnm

6m

4

I Tinh thep do c cho dam

- Be tong B I5 : R bser = R bn = 1 IM Pa = l l k N / c m 2(bang 6a)

- C hon thep 3<j>20 ( A s = 9 ,4 2 c m 2) bo tri cho nhip (d$t a vung keo) va chon thep

2<(>14 (A ' = 3 ,0 8 cm 2) lam thep thi cong (dat a vung nen).

Khi tinh do vong co the xet cot thep 2<}>14 lam thep chiu nen (hoac bo qua thi cho A ' =0)

137

2 Tinh dò vòng toàn p h â n f :

a) Tinh dô vông do tâc dung ngán han cùa toàn bô tài trong: (f|)

- Tinh càc tài trong tiêu chuân: g tc = g / n = 9 /1 ,1 5 = 7,8kN / m

p|,c = p l t / n = 3 /l ,1 5 = 2 ,6 k N /m và p “ = p s t/ n = 1 0 /1,15 = 8, 7 k N /m

Ç = (7 ,8 + 2 ,6 + 8 , 7 ) ^

T hép CU (thép cô go): chon (p|S = 1,1

- Tinh m om en chông uôn dàn hôi déo cùa tiêt diên:

10n a

1 + 5 ( 0 ,1 8 1 + 0 ,0 3 4 ) = 0,2451,8 +