Cấu kiện chịu nén đúng tâm chữ nhật Tiết diện cốt thép của cột chịu nén đúng tâm: N Trong đó: N: Lực dọc Rn: C-ờng độ chịu nén của bê tông Rn: C-ờng độ chịu kéo của thép Fb: Diện tích ti
Trang 1Chương 5: Cấu kiện chịu nén
I.4.4.1 Cấu kiện chịu nén đúng tâm chữ nhật
Tiết diện cốt thép của cột chịu nén đúng tâm:
N
Trong đó:
N: Lực dọc
Rn: C-ờng độ chịu nén của bê tông
Rn: C-ờng độ chịu kéo của thép
Fb: Diện tích tiết diện ngang của cột
: Hệ số uốn dọc (Tra bảng)
Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép 0,4 3,5%
Trang 2I.4.4.2 Cấu kiện chịu nén lệch tâm chữ nhật
N
Đặt cốt thép đối xứng
Tính độ lệch tâm ban đầu e0: e0=e01+eng
Độ lệch tâm do nội lực:
N
M
e01
Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
25
h
e ng (sai số do thi công) nh-ng luôn lớn hơn 2 cm
Hệ số uống dọc:
th
N
N
1 1
Trang 3Lực kéo tới hạn: 6 , 4 2 ( )
a a b b dh o
K
S l
Trong đó:
S: Hệ số kể đến độ lệch tâm
Khi e0<0,05h lấy S = 0,84
Khi 0,05h < e0 < 5h lấy
h e
S
0
1 , 0
11 , 0
Khi e0 < 5h lấy S = 0,122
Kdh: Hệ số kể tới tính chất dài hạn của tải trọng
2 2
1
h N M
h N M
Nếu không tách riêng Mdh, Ndh, thì lấy Kdh=2
Nếu Mdh ng-ợc dấu với M thì Mdh lấy dấu âm Nếu Kdh<1 thì lấy Kdh = 1.
Mdh, Ndh là Mômen và lực dọc do tải trọng dài hạn gây ra
Ea, Eb: Modul đàn hồi của thép và bê tông
Ja: là Mômen quán tính của thép: Ja= t.b.ho.(0,5.h – a)2
Giả thiết: t = 0,8 1,2% (Hàm l-ợng thép tổng thể)
Xác định độ lệch tâm tính toán:
Trang 4h e
e
2 0
a
h e
e
2 ' 0
Xác định tr-ờng hợp lệch tâm:
b R
N x
n*
Nếu x < 0.h0 thì xảy ra lệch tâm lớn
Nếu x 0.h0 thì xảy ra lệch tâm bé
Giá trị 0 phụ thuộc vào mác bê tông và nhóm thép
a) Tính toán cốt thép dọc
Với tr-ờng hợp lệch tâm lớn (x < 0.h0)
Nếu x> 2.a’
) ' '.(
2
1
'
0
0
a h R
x h e N F F
a a
Nếu x 2.a’
) ' (
' '
0 a h R
e N F
F
a a
Kiểm tra hàm l-ợng min max với min = 3,5%; max = 0,4%
=
o
a a
h b
F F
'
Trang 5Nếu khác nhiều với gt thì dùng tính lại Ndh và ( à chỉ nên lấy < 0,25%)
Với tr-ờng hợp lệch tâm bé (x > 0.h0)
Tính x, kiểm tra:
Nếu e0 0,2h0 thì: x = h -
0
4 , 1 2
1 8 ,
h
Nếu e0 0,2h0 thì: x = 1,8 (e0gh - e0) + 0.h0
e0gh = 0,4 (1,25h - 0.h0)
) (
2
'
0
0
a h R
x h b R e N F F
a
x n a
Kiểm tra lại hàm l-ợng cốt thép:
b) Cấu tạo cốt thép:
Cốt dọc chịu lực có đ-ờng kính từ 12 đến 40mm Khi cạnh tiết diện lớn hơn 20 cm thì nên dùng cốt thép có đ-ờng kính tối thiểu là 16mm
Trong cấu kiện chịu nén đúng tâm, cốt dọc th-ờng đặt đối xứng với hai trục đối xứng của tiết diện Gọi Fat là tổng diện tích cốt thép dọc, Fb là diện tích tiết diện ngang của cấu kiện
và
b
a
F
F
à x 100% thì à t không v-ợt quá 3% và không đ-ợc nhỏ hơn min
Trang 6Trong cấu kiện chịu nén lệch tâm, th-ờng gọi Fa’ là cốt thép đặt trên cạnh chịu nén nhiều, Fa là cốt thép đặt trên cạnh đối diện (phía chịu kéo hoặc chịu nén ít) Nếu bố trí cho
Fa= Fa’ ta có tiết diện đặt cốt thép đối xứng Tỉ số phần trăm cốt thép tính riêng cho Fa và Fa’ là:
à =
b
a
F
F x 100%
t
à =
b
a
F
F 'x 100%
Fb – diện tích làm việc của tiết diện (tiết diện chữ nhật
và chữ T có Fb) Trị số àvà à t không đ-ợc nhỏ hơn àmin và trì
số àt = à + àt không nên v-ợt quá 3,5% Thông th-ờng àt = 0,5% 1,5% Tỉ số phần trăm cốt thép tối thiệu àmin đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm là nh- sau:
Trang 7Đối với cấu kiện chịu nén trung tâm, tính độ mảnh theo cạnh bé của tiết diện và giá trị àmin lấy gấp đôi giá trị cho ở trên
Khi chiều cao h của tiết diện lớn hơn 50 cm thì đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm, ngoài cốt dọc chịu lực đặt trên cạnh b còn phải đặt cốt dọc cấu tạo trên cạnh h Đ-ờng kính của cốt này không nhỏ hơn 12 mm và khoảng cách giữa chúng phải nhỏ hơn 40 cm
Cốt thép đai trong cấu kiện chịu nén có tác dụng giữ ổn
định cho cốt dọc chịu nén không sai lệch vị trí khi thi công và khi chịu lực Và cốt đai cũng có tác dụng chịu lực cắt Ng-ời
ta chỉ tính cốt đai khi cấu kiện phải chịu lực