Tài Liệu - KT14A2 03. Mai

Tài Liệu - KT14A2 03. Mai tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...

KẾT CẤU MÁI

Môn học: KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Ngành: Kiến trúc-Quy hoạch

1.KHÁI QUÁT

1.1 Yêu cầu của kết cấu mái

- Đủ khả năng chịu lực (tải trọng

1.KHÁI QUÁT

1.2 Phân loại kết cấu mái

b Mái nặng và mái nhẹ

 Mái nặng: kết cấu mang lực mái bằng BTCT hoặc thép

Bản mái BTCT đúc tại chỗ hoặc đúc sẵn

2.1 Mái tồn khối

- Ưu điểm: khả năng chống thấm cao, tạo độ cứng khơng gian lớn cho cơng trình

- Bản cĩ sườn (bản dầm, bản kê bốn cạnh), hoặc bản khơng sườn.

-Lớp cách nhiệt (dày 100150mm), vữa chống thấm (dày 1520mm), gạch lá nem

- Tính tốn bản mái tồn khối: tương tự sàn tồn khối.

3 DầM MÁI BTCT

Thích hợp cho nhịp dưới 18 m; nếu dùng ứng lực trước thì nhịp ≥ 24 m

3.1 Đặc điểm cấu tạo

- Hình dạng: một mái dốc, hai mái dốc, cánh thượng cong.

- Độ dốc mái: 1/12 ÷ 1/8

- Tiết diện: chữ T hoặc I

Chiều cao giữa dầm

Chiều cao đầu dầm

1

1 hay lấy h 1 =80cm

-Hình dạng: một mái dốc, hai mái dốc, cánh thượng cong.

6 Các loại dầm mái

3 DầM MÁI BTCT

-Khi chiều cao dầm lớn  khoét lỗ bản bụng (hình tròn, đa giác) để giảm trọng lượng bản thân Không khoét lỗ ở khu vực gối tựa và chỗ có lực tập trung.

-Lỗ bản bụng được gia cố để tránh nứt do tập trung ứng suất.

8 Hình dáng và bố trí cốt thép trong dầm mái ứng lực trước nhịp

18m

3 DầM MÁI BTCT

3.2 Đặc điểm tính toán dầm hai mái dốc

- Sơ đồ tính: dầm đơn giản kê tự do hai đầu

-Tải trọng: trọng lượng bản thân dầm mái, trọng lượng panen mái và các lớp cấu tạo, hoạt tải sửa chữa, tải trọng của cầu trục treo (nếu có), vv

-Tiết diện cần diện tích cốt thép dọc chịu kéo lớn nhất có thể không phải

ở chính giữa nhịp dầm (nơi có M max ), mà thường cách gối tựa một đoạn

x = (0,350,4)l ; hoặc có thể ở dưới chân cửa mái.

-Tính toán cốt đai, cốt xiên

-Tính toán độ võng

4 Vòm mái BTCT

4.1 Đặc điểm cấu tạo

PVSD: mái nhà nhịp trên 18m; khi nhịp trên 36m thì vòm kinh tế hơn dàn

Sơ đồ kết cấu:

-Vòm ba khớp: lắp ghép từ hai nửa vòm -Vòm hai khớp: thường có thanh căng -Vòm không khớp: thường thi công toàn khối, tựa trên móng và truyền lực ngang xuống móng

Có thể tận dụng các kết cấu ở hai bên để chịu lực xô ngang của vòm.

Vòm hai khớp có thanh căng

(phổ biến trong kết cấu nhà cửa)

4

l

x l fx



Thực tế: vòm chịu tải trọng lệch có moment uốn.

Để định hình hóa và đơn giản cấu tạo lấy trục vòm

là đường tròn khi vòm thoải (f ≤ l/5).

4 Vòm mái BTCT

4.1 Đặc điểm cấu tạo

 Tiết diện vòm: chữ nhật hoặc chữ I, với

 Để thanh căng không bị võng  bố trí thanh treo cách khoảng 4 ÷ 6 m.

1

Nhịp vòm, m 12 15 18 21 24 27 30 Chiều cao h, cm 40 ÷ 45 45 ÷ 50 50 ÷ 60 60 ÷ 70 70 ÷ 75 75 ÷ 80 80 ÷ 85

Chiều rộng b, cm 20 20 ÷ 25 25 25 ÷ 30 25 ÷ 30 30 ÷ 35 30 ÷ 35

Số lượng thanh treo 2 3 4 5

Tiết diện thân vòm và số thanh treo trong vòm

 Thân vòm: cấu tạo như cấu kiện nén (hoặc kéo) lệch tâm.

 Thanh căng: thép hình, thép tròn, BTCT (ứng lực trước).

12 Hình dáng và bố trí cốt thép trong vòm mái nhịp 36m

4 Vịm mái BTCT

Concrete arch bridges combine the compression capacity of concrete to arch over a river with the tension capacity of steel to tie the ends of the arch together This photo is the Wilson River Bridge, the first concrete tied-arch

-Tải trọng: tĩnh tải, hoạt tải đặt ở nửa vòm, hoạt

tải đặt ở cả vòm, tải trọng cầu trục treo vv Khi

nhịp lớn phải xét co ngót và từ biến của bêtông

-Xác định nội lực vòm hai khớp có thanh căng:

xem sách

-Tính toán và cấu tạo cốt thép:

oThân vòm: cấu kiện chịu nén (hoặc kéo)

lệch tâm Chiều dài tính toán l 0 bằng 0,58 S

5.1 Hình dạng dàn vì kèo

5 DÀN THÉP

dàn tam giác công son dàn tam giác có thanh căng

Dàn tam giác

Dàn hình thang

h0

Dàn hình thang một mái dốc

Hình 5.6 Dàn có cánh song song

Dàn có cánh song song 1 mái dốc

Dàn đa giác - cánh cung

a Dàn tam giác

chỉ có thể liên kết khớp với cột, độ cứng ngoài mặt phẳngkhông lớn

không phù hợp biểu đồ moment uốn: nội lực các thanh chênhlệch nhiều, một số thanh bụng chịu nén nhỏ nhưng chiều dàilớn nên tiết diện phải chọn theo độ mảnh giới hạn  lãngphí vật liệu

Sử dụng hợp lý cho mái cần độ dốc lớn (ngói,tole)

 Phù hợp với yêu cầu sử dụng

 Thỏa mãn yêu cầu kiến trúc và việc thoát nước mái

 Kích thước và cách bố trí cửa trời

 Cách liên kết dàn với cột, tạo được kết cấu mái và công trình có đủ độ cứng

 Kinh tế (tiết kiệm vật liệu , dễ gia công chế tạo và dựng lắp)

Yêu cầu chọn hình dạng dàn vì kèo

5.1 Hình dạng dàn vì kèo

b Dàn hình thang

Độ dốc mái nhỏ (tấm lợp là panen BTCT)

Khá phù hợp biểu đồ moment uốn, nội lực các thanh hợp lý hơn

Nhiều ưu điểm về mặt cấu tạo: góc giữa các thanh không quá nhỏ, chiều dài thanh không quá lớn

Chiều cao đầu dàn lớn dễ liên kết cứng với cột  tăng độ cứng công trình

c Dàn cánh song song

 Các thanh cùng loại dài bằng nhau, có nhiều mắt giốngnhau  dễ thống nhất hóa về mặt cấu tạo

 Làm dàn cầu, dàn đỡ kèo, tháp, trụ, cần cẩu,

5 DÀN THÉP

d Dàn đa giác và dàn cánh cung

Rất phù hợp biểu đồ momnet uốn, phân bố nội lực các thanhhợp lý, không chênh lệch nhiều nên số loại thanh ít tiếtkiệm vật liệu

Cánh trên bị gãy khúc hoặc uốn cong nên chế tạo khó chỉdùng khi nhịp khá lớn

5.1 Hình dạng dàn vì kèo

5.2 Hệ thanh bụng

5 DÀN THÉP

5.3 Kích thước chính của dàn

•a Nhịp dàn (L)

bội số của 3m khi L< 18m; bội số của 6m khi L> 18m

dàn thường (tiết diện 2 thép góc): L = 18; 24; 30; 36m

•b Bước dàn (B)

Khoảng cách các dàn trong công trình, thường dùng B = 6m

•c Chiều cao dàn

dàn hình thang và dàn cánh song song

hgiữa dàn = (1/8  1/10) L ; hđầu dàn = (1/15  1/20) L

dàn tam giác: tùy độ dốc cánh trên, khi mái dốc 220 đến 400

hgiữa dàn= (1/4  1/3) L, nếu độ dốc nhỏ hơn (lợp tole) thì làmchiều cao đầu dàn 450mm

5 DÀN THÉP

•d Khoảng cách nút (mắt) dàn

Mái có xà gồ: d = khoảng cách xà gồ (1,5  3 m)

Mái lợp tấm panen BTCT: d = bpanen = 1,5  3 m

Cánh dưới: a= 3  6 m (dàn tam giác)

a = 6 m (dàn hình thang)

•e độ vồng xây dựng (độ vồng cấu tạo)

•Thường fxd=1/200 L  khử bớt độ võng của dàn khi chịu tải

5.4 Hệ giằng không gian

Dàn mảnh theo phương ngoài mặt phẳng  dễ mất ổn định

 Các dàn cần giằng lại với nhau  tạo khối không gian ổn định

 Hệ giằng cánh trên, hệ giằng cánh dưới, hệ giằng đứng

HỆ GIẰNG CÁNH TRÊN

HỆ GIẰNG CÁNH DƯỚI

A

Hệ giằng trong mặt phẳng cánh trên

Gồm các thanh chéo chữ thập và các thanh chống dọc nhà.

Thanh chéo chữ thập bố trí ở hai đầu khối nhiệt độ, nếu khối nhiệt độ quá dài thì bố trí thêm ở khoảng giữa khối sao cho khoảng cách giữa chúng không quá 5060 m.

Thanh chống dọc cố định những nút quan trọng của dàn: nút đỉnh dàn, nút đầu dàn, nút dưới chân cửa trời.

Tác dụng: bảo đảm ổn định cho thanh cánh trên chịu nén, tạo ra những điểm cố kết không chuyển vị ra ngoài mặt phẳng dàn

5.4 Hệ giằng không gian

5 DÀN THÉP

Hệ giằng trong mặt phẳng cánh dưới

 Đặt tại vị trí có giằng cánh trên, cùng với giằng cánh trên tạo thành khối cứng không gian bất biến hình.

 Tại đầu hồi nhà, hệ giằng cánh dưới làm gối tựa cho cột đầu hồi, chịu tải trọng gió thổi lên tường hồi nên còn được gọi là dàn gió.

 Khi nhà có cầu trục lớn thì bố trí thêm hệ giằng dọc để tăng độ cứng dọc nhà.

Hệ giằng đứng

 Đặt trong mặt phẳng các thanh đứng, cùng với các giằng nằm tạo thành khối cứng bất biến hình, giữ vị trí và cố định dàn kèo khi dựng lắp.

Bố trí tại các thanh đứng đầu dàn, thanh đứng giữa dàn (hoặc dưới chân cửa trời), cách 1215m theo phương ngang nhà Theo phương dọc nhà thì giằng đứng bố trí tại các vị trí có giằng cánh trên và giằng cánh dưới.

5 DÀN THÉP

5.5 Một số chi tiết cấu tạo

Nút đỉnh dàn

5 DÀN THÉP

5.5 Một số chi tiết cấu tạo

Nút giữa dàn

1 Bản nối 2 Bản ghép 3 Sườn gia cố

5 DÀN THÉP

5.5 Một số chi tiết cấu tạo

Nút nối thanh cánh

5 DÀN THÉP

5.5 Một số chi tiết cấu tạo

Nút dàn nhẹ

Gối dàn thép vào cột BTCT

5 DÀN THÉP

5.5 Một số chi tiết cấu tạo