Kết cấu bê tông cốt thép II part 3 pptx

Với dàn BTCT ƯLT trong giai đoạn chế tạo khi cốt thép ƯLT được căng thanh cánh hạ có biến dạng, do đó các mắt dàn ở thanh cánh hạ có chuyển vị gây ra nội lực ban đầu chủ yếu là mô men tr

- Thanh cánh thượng: chịu nén đúng tâm hoặc lệch tâm Cốt dọc ≥ 4∅10 cho mỗi tiết diện

- Thanh bụng: Với thanh kích thước td lớn phải có ≥ 4∅10

Với thanh kích thước td bé có thể 2∅10

* Cấu tạo mắt dàn:

- Mắt dàn toàn khối:

Cốt thép bao quanh mắt và cốt đai có sự làm việc khá phức tạp, và chưa có những nghiên cứu đầy đủ về tính toán Vì vậy khi thiết kế các mắt dàn cần tuân theo một số qui định về cấu tạo

B

A

C

E D

-Mắt dàn lắp ghép:

20

C

D E

2.2.Tính toán dàn mái:

Cần tính toán kiểm tra trong mọi giai đoạn: chế tạo, vận chuyển, cẩu lắp, sử dụng và sửa chữa, mỗi giai đoạn có thể có sơ đồ tính và tải trọng khác nhau

Xét giai đoạn sử dụng:

- Tải trọng: + Trọng lượng bản thân và lớp phủ mái,

+ Hoạt tải sửa chữa mái ,

+ Tải trọng treo phía dưới (nếu có)

- Sơ đồ tính: Xem các mắt dàn là khớp

- Xác định nội lực: Dùng các pp của CHKC (phương pháp mặt cắt, phương pháp giản đồ Crêmôna, phương pháp tách nút )

Nếu tải trọng đặt ngoài mắt: sẽ gây uốn cục bộ trên các thanh cánh Để xác định

mô men uốn cục bộ: xem thanh cánh là 1 dầm liên tục, có nhịp tính toán bằng

- Tính toán tiết diện thanh dàn:

Thanh cánh thượng và thanh xiên chịu nén: tính như cấu kiện chịu nén đúng tâm, nếu có mô men uốn cục bộ thì tính như cấu kiện chịu nén lệch tâm Chiều dài tính toán (trong mp dàn):

+ Thanh cánh thượng và thanh xiên đầu dàn: l0 = l

+ Các thanh bụng khác: l0 = 0.8l

Khi tính kiểm tra theo phương ngoài mp dàn, chiều dài tính toán lấy bằng khoảng cách giữa các liên kết cản trở chuyển vị theo phương ngoài mp dàn

Với dàn BTCT ƯLT trong giai đoạn chế tạo khi cốt thép ƯLT được căng thanh cánh hạ có biến dạng, do đó các mắt dàn ở thanh cánh hạ có chuyển vị gây ra nội lực ban đầu (chủ yếu là mô men) trong các thanh bụng Vì vậy với dàn BTCT ƯLT cần phải tính toán kiểm tra theo các nội lực này

3.VÒM:

3.1 Đặc điểm cấu tạo :

Vòm BTCT thường được dùng làm kết cấu chịu lực mái khi nhịp khá lớn (thường ≥ 18m) Khi nhịp ≥ 36m dùng vòm tỏ ra kinh tế hơn dàn

Các dạng vòm thường gặp: Vòm 3 khớp, Vòm 2 khớp, Vòm không khớp Vòm có thể chế tạo toàn khối hoặc lắp ghép Với vòm 3 khớp thường được lắp ghép từ 2 nửa vòm được chế tạo sẵn, vòm 2 khớp thường có thanh căng

Ngoài ra việc chọn loại vòm còn tùy thuộc vào khả năng truyền lực của gối tựa, tính chất của nền đất Vòm không khớp có độ cứng lớn và phân bố nội lực đều, vòm 2 khớp hoặc 3 khớp nếu gối tựa kém ổn định nên có thanh căng

l

x

f

y

- Độ vồng của vòm f )l

8

1 5

1

=

Như đã biết trong CHKC, với mỗi dạng tải

trọng có thể chọn trục của vòm sao cho M= 0: gọi

là trục không mô men

Với kết cấu BTCT để tận dụng khả năng chịu nén tốt của BT, việc chọn trục vòm sao hạn chế mô men trong vòm là có ý nghĩa Theo quan điểm này, trục vòm hợp lý với tải trọng đã cho là tại td bất kỳ ta có:

Mô men của vòm: Mx = Mdx - H.y = 0

KHOA XÂY DỰNG DD&CN - ĐH BKĐN KẾT CẤU MÁI 10

⇒

H

M

y = dx ; (y gọi là đường cong áp lực)

Trục hợp lí của vòm khi chịu tải trọng phân bố đều là một parabol :

4 (2 )

l

x l fx

Trong quá trình sử dụng, vòm không chỉ chịu tải phân bố đều mà còn có tải lệch,

do vậy vòm sẽ xuất hiện mômen uốn nên trục hợp lí của vòm chỉ làm giảm tới mức thấp nhất mômen uốn

Để định hình hóa kết cấu và đơn giản hóa cho cấu tạo, với vòm thoải )

5

1 l

f ( ≤ , hai

khớp thường lấy trục vòm dạng cung tròn Nếu vòm tương đối cao )

4

1 2

1 l

f ( = ÷ thì

chọn trục vòm dạng parapol

Nếu có thanh căng, bố trí thanh treo cách khoảng < 6m

để thanh căng không bị võng

Thân vòm: cấu tạo theo nguyên tắc các cấu kiện

chịu nén hoặc kéo lệch tâm Tiết diện có thể là chữ

nhật, chữ T hoặc rỗng Chiều cao tiết diện:

l

40

1

30

1

Cốt thép nên bố trí đối xứng: Đặt bên trên và bên

dưới

Thanh căng: Có thể bằng thép (thép tròn, thép hình) hoặc BTCT, với các vòm lớn

nên dùng thanh căng bằng BTCT ƯLT Chú ý neo, hàn thanh căng chắc chắn vào gối tựa

Q

N

l

a

P

f

H

l-a y

q

3.2.Nguyên tắc tính toán vòm:

• Tải trọng: - Toàn bộ tải trọng mái

- Hoạt tải tác dụng lên mái

- Tải trọng do cầu trục treo(nếu có)

Với hoạt tải tác dụng lên mái nên tính với nửa vòm (khả năng gây mô men lớn hơn)

Với những vòm lớn cần xét đến ảnh hưởng của từ biến, co ngót

• Xác định nội lực: theo các phương pháp của CHKC

Diện tích thanh căng xác định theo lực xô ngang:

8f

q.l 9 0

2

=

Với vòm 2 khớp, có kể đến độ giãn dài của thanh căng:

q.l

k

H = với tải trọng phân bố đều

16f

q.l ) 2 5

5

(

2 5 4

2

c c

c

k

8f

5P.l ) 2

H = − + với tải trọng tập trung

Trong đó

l

a

=

c ;

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ +

=

a

F n F k

.

1 f

r 8

15 1

1 2

r, F: bán kính quán tính và diện tích td thân vòm;

Fa: Diện tích td thanh căng bằng thép

Với vòm 3 khớp có gối tựa ngang nhau :

f

Mdmax

=

H

Mdmax: Mô men dầm tại td giữa nhịp;

Có lực căng H, dễ dàng xác định nội lực trong thân vòm:

Mx = Mdx - H.y

Qx = Qdx.cosϕ - H.sinϕ

Nx = Qdx.sinϕ + H.cosϕ

ϕ: Góc giữa tiếp tuyến của trục vòm với phương ngang

• Cốt thép trong vòm xác định như cấu kiện chịu nén lệch tâm, chiều dài tính

toán xác định như sau:

Vòm 3 khớp: l0 = 0.58S Vòm 2 khớp: l0 = 0.54S

Vòm không khớp: l0 = 0.36S S: chiều dài trục vòm;

Trong vòm thường lực cắt không lớn lắm, nếu Q < Rk.b.h0 Nên thường bố trí cốt đai theo cấu tạo

Ngoài ra với các vòm bằng BTCT ƯLT cần kiểm tra khi chế tạo, lắp ghép

*********

KHOA XÂY DỰNG DD&CN - ĐH BKĐN KẾT CẤU MÁI 12

Chương III: KẾT CẤU KHUNG BTCT

1 Khái niệm và phân loại:

Kết cấu khung là hệ thanh bất biến hình nối với nhau bằng các nút cứng hoặc khớp Khung BTCT được dùng rộng rãi và là kết cấu chịu lực chủ yếu của nhiều loại công trình

1.1 Phân loại:

Có nhiều cách phân loại khung

a Phân loại theo phương pháp thi công:

- Khung Toàn khối:

Ưu điểm: Độ cứng ngang lớn, chịu tải trọng động tốt

Việc chế tạo các nút cứng tương đối đơn giản

Nhược điểm: Thi công phức tạp, khó cơ giới hóa

Chịu ảnh hưởng thời tiết, thi công chậm

- Khung lắp ghép:

Ưu điểm: Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất lượng

Thi công nhanh, dễ cơ giới hóa

Nhược điểm: Độ cứng của kết cấu không lớn

Thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các nút cứng

Khunglắpghép Khungtoànkhối

b Phân loại theo hình thức:

Khung 1 tầng: - Một nhịp

- Nhiều nhịp

Khung nhiều tầng: - Một nhịp

- Nhiều nhịp

Hệ khung trong nhà là một hệ không

gian Tuỳ trường hợp cụ thể mà có thể

tính khung phẳng hoặc khung không

gian

Với nhà khá dài, khung đặt theo phương ngang nhà sẽ được xem như các khung phẳng Các khung phẳng được giằng với nhau bởi các dầm dọc

Khi mặt bằng của nhà vuông hoặc gần vuông, gió và các tải trọng ngang khác tác dụng theo phương bất kỳ , khi đó khung được tính như một hệ không gian

Với các khung nhiều tầng, yêu cầu độ cứng ngang lớn khi chịu tải trọng ngang (gió), dẫn đến kích thước tiết diện cột và dầm sẽ lớn Thông thường trong nhà còn có các tấm tường (tường đầu hồi, tường khu WC, ô cầu thang) có khả năng chịu tải trọng ngang lớn Do đó khi tính khung cần xét đến yếu tố này

1.2 Chọn hình thức khung:

Hai bộ phận cơ bản của khung là cột và xà ngang

Cột thường làm thẳng, liên kết với móng và xà ngang có thể là khớp hoặc cứng Xà ngang thường thẳng, các xà trên cùng có thể gãy khúc hoặc cong Nhịp dưới 15m dùng xà thẳng, từ 15m - 18m dùng xà gãy, trên 18m nên dùng xà cong

Khung có liên kết cứng, có độ cứng

cao, biến dạng ít, nội lực phân bố tương

đối đều, các thanh làm việc hợp lý hơn

so với khung khớp

Nếu khung yêu cầu có độ cứng ngang

lớn liên kết các cấu kiện bằng liên kết

cứng

2

Nền đất tốt chọn liên kết cứng cột với móng, cấu tạo đơn giản, phân phối nội lực trong khung hợp lý, độ cứng khung lớn Nền đất yếu chọn liên kết khớp với móng, áp lực dưới đáy móng đều, sẽ giảm chuyển vị xoay của móng, giảm kích thước đế móng.

Nếu thi công toàn khối các nút khung nên chọn liên kết cứng Còn thi công lắp ghép các nút có thể là khớp hoặc cứng, tuy nhiên để tạo được các liên kết cứng khá phức tạp, chi phí lớn

2 Cấu tạo khung toàn khối :

Khung gồm từ các thanh và các nút Các thanh là các cấu kiện chịu uốn (dầm, xà ngang) và cấu kiện nén lệch tâm ( cột, xà ngang gãy khúc, xà ngang cong), cũng có khi chịu kéo lệch tâm

Việc cấu tạo các thanh chịu uốn, chịu nén lệch tâm dùng cốt thép mềm với hàm lượng bình thường (<3%) đã được đề cập trong phần cấu kiện cơ bản

Đối với các khung nhà cao tầng, nội lực trong cột khá lớn và nhu cầu giảm nhỏ kích thước tiết diện có thể đặt cốt mềm hàm lượng cao hơn 3% ( tối đa 6- 8%), với cốt đai phải đặt dày hơn và mọi cốt dọc phải có cốt đai giằng; hoặc đặt cốt cứng

Cốt cứng đặt trong dầm làm giảm kích thước tiết diện và chịu tải khi thi công

Cốt đai cột khi hàm lượng thép dọc >3%

Cốt cứng trong cột Cốt cứng trong dầm