Bài giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép (theo 22TCN 27205): Chương 4 TS. Đào Sỹ Đán

Bài giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép (theo 22TCN 27205): Chương 4 TS. Đào Sỹ Đán Bài giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép (theo 22TCN 27205): Chương 4 TS. Đào Sỹ Đán Bài giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép (theo 22TCN 27205): Chương 4 TS. Đào Sỹ Đán Bài giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép (theo 22TCN 27205): Chương 4 TS. Đào Sỹ Đán

Trang 1

1.Đặc điểm cấu tạo

2.Đặc điểm chịu lực, các giả thiết cơ bản ặ ị ự , g

3.Các giới hạn cốt thép

4.Tính toán tiết diện BTCT thường chịu

uốn

Trang 2

4.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO

4.1.1 Khái niệm về cấu kiện chịu uốn

 Cấ kiệ hị ố ? là ấ kiệ hủ ế hị tá d ủ tải t

 Cấu kiện chịu uốn? là cấu kiện chủ yếu chịu tác dụng của tải trọng

có phương vuông góc với trục cấu kiện

 Mặc dù ckcu có thể đồng thời chịu thêm lực cắt, xoắn, nén hoặc

Ví dụ về cấu kiện chịu uốn

kéo, nhưng theo kn thì các yêu cầu về tttk chịu uốn (mô men) thường khống chế việc lựa chọn hình dạng và kích thước cấu kiện Vì vậy, việc g ệ ự ọ ạ g ệ ậy, ệtttk cấu kiện chịu uốn thường bắt đầu từ việc tt, tk cấu kiện theo điều kiện chịu uốn (mô men) sau đó kiểm tra lại theo các đk chịu lực cắt

kiện chịu uốn (mô men), sau đó kiểm tra lại theo các đk chịu lực cắt, xoắn, kéo, nén cũng như các đk về võng, bề rộng vết nứt, v.v

 Ckcu là ck được sd rất phổ biến Hai loại pb nhất là bản và dầm

Trang 3

 Cấ kiệ bả ? là ột k hẳ ó hiề dà khá hỏ ới hiề

 Cấu kiện bản? là một ck phẳng có chiều dày khá nhỏ so với chiều dài và chiều rộng;

 Bản thường có chiều dày từ 100 – 400 mm Với bmc, TC 05 quy định t >= 175 mm và f’c >= 28 Mpa;

 Theo sơ đồ làm việc, bản được chia thành:

Trang 4

Ví dụ về bản kê 4 cạnh Khi L1/L2 > 2 thì có thể coi

Khi L1/L2 2 thì có thể coi

như bản kê 2 cạnh

Trang 5

 Cốt thé h bả ồ t hị l à ấ t

 Cốt thép cho bản gồm: ct chịu lực và cấu tạo

 Ct chịu lực thường đặt trong vùng chịu kéo do M gây ra (có thể cảtrong vùng chịu nén), số lượng do tt, đk thường chọn >= 10 mm

 Ct cấu tạo thường đặt thẳng góc với ct chịu lực và gần tth hơn Nóthường được bố trí theo kinh nghiệm, đk <= 16 mm, k/c từ 100 đến 300

V i t ò ủ t ấ t

mm Vai trò của ct cấu tạo:

o Giữ vị trí và cự ly giữa các thanh ct chịu lực trong qt thi công;ị ự y g ị ự g q g;

o Phân bố lực tập trung td lên bản ra diện tích rộng hơn;

o Chịu các us phụ do cn, tb và thay đổi nđộ

Trang 6

 Ck dầm? là loại cấu kiện dạng thanh, có chiều rộng và chiều caonhỏ hơn nhiều so với chiều dài

nhỏ hơn nhiều so với chiều dài

 MCN dầm thường có dạng HCN, T hoặc hộp, thỏa mãn 2 đặc điểm:g ạ g , ặ ộp, ặ

 Vật liệu được đưa ra xa tth;

 Mở rộng thêm ở phần td chịu nén

Dầm giản đơn Dầm liên tụcDầm giản đơn Dầm liên tục

Trang 7

 Kí h th ớ tiết diệ dầ h th ộ à tí h t á T hiê ầ

 Kích thước tiết diện dầm phụ thuộc vào tính toán Tuy nhiên, cầnchú ý chọn theo kn và phải xem xét đến yêu cầu về thẩm mỹ, khả năngthi công, đơn giản

 Chiều cao h = (1/8Chiều cao h (1/8  1/20) l; 1/20) l;

Trang 8

Trang 9

Một số hình ảnh cho ck dầm:

Trang 10

Trang 11

Trang 12

Trang 13

Trang 14

Trang 15

4.1.4 Chiều cao tối thiểu của cấu kiện chịu uốn (1/2)

 Biến dạng (độ võng) của dầm phụ thuộc lớn vào chiều cao dầm ?

 Nếu cc dầm quá nhỏ thì đv của dầm sẽ rất lớn  ảnh hưởng đến

sự khai thác bình thường của kc?

 Các TCTK thường quy định chiều cao tối thiểu của ck chịu uốn đểhạn chế đv của nó;

 TC 05 quy định như sau:

Trang 16

4.1.4 Chiều cao tối thiểu của cấu kiện chịu uốn (2/2)

Chiều cao tối thiểu của kết cấu phần trên (A2 5 2 6 3-1)

Kết cấu phần trên Chiều cao tối thiểu

Chiều cao tối thiểu của kết cấu phần trên (A2.5.2.6.3 1)

Bê tông cốt thép

Bản có cốt thép chủ song song với phương xe chạy

1.2 (S + 3000)

30

S + 3000  165 mm 30

Trang 17

4.1.5 Chiều rộng bản cánh hữu hiệu của dầm tiết diện chữ T (1/2)

 Khi dầm T chịu lực, phần bản cánh tham gia chịu lực cùng sườndầm không đều? Để đơn giản cho tt chúng ta tính với một bề rộng bcnào đó, gọi là bề rộng bản cánh hữu hiệu beff Với bề rộng hh này, us, gọ ộ g ệ ộ g y,trên bc đc coi là phân bố đều beff = ?

Se

B

Trang 18

4.1.5 Chiều rộng bản cánh hữu hiệu của dầm tiết diện chữ T (2/2)

 Với dầm giữa (trong):

 Với dầm biên (ngoài):

leff = cd nhịp hh (= cd nhịp gđ or kc giữa hai điểm đổi dấu của bđ M).ịp ( ịp g g )

Trang 19

4.1.6 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép (1/3)

 Khái iệ ? là k hỏ hất từ bề ặt bt đế bề ặt t

 Khái niệm? là kc nhỏ nhất từ bề mặt bt đến bề mặt ct;

 Cdày lớp bt bảo vệ ct dưl và ct chủ >= cdày qđ như Bảng A5.12.3-1;

 Lớp bt bảo vệ với các tao cáp dưl kéo trước, neo và các lk cơ họccho ct hoặc các tao cáp dự kéo sau phải giống ct;

 Lớp bt bảo vệ ống bọc ct dưl kéo sau phải lớn hơn gtrị lớn hơn của:

Trang 20

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu cho ct chủ không được bảo vệ (A5 12 3 1)

TRẠNG THÁI

LỚP BT BẢO VỆ (mm)

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu cho ct chủ không được bảo vệ (A5.12.3-1)

TRẠNG THÁI

LỚP BT BẢO VỆ (mm)

(mm)

Lộ trực tiếp trong nước muối 100

(mm) Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn

1 Môi trường không ăn mòn 50

hoặc xích mài mòn

Mặt ngoài khác các điều ở trên 50

Lộ bên trong, khác các điều

Cọc đúc tại chỗ

1 Môi trường không ăn mòn

2 Môi trường ăn mòn Ch

50 75

Lộ bên trong, khác các điều

1 thanh tới No36 25

Đáy ván khuôn panen đúc sẵn 20

4 Đúc trong lỗ khoan bằng ống đổ bê tông trong nước hoặc vữa sét

75 Đáy ván khuôn panen đúc sẵn 20 hoặc vữa sét

Trang 21

 Chú ý:

 Lớp bt bảo vệ nhỏ nhất của ct chủ (bao gồm cả những thanh được

bảo vệ bằng keo êpoxy là >= 25 mm;

 Lớp bt bảo vệ cho cthép đai, giằng và ct cấu tạo có thể nhỏ hơn sovới ct chủ 12 mm, nhưng phải >= 25 mm;

 Lớp bọc bảo vệ chống ăn mòn Clorua có thể bằng keo êpoxy hoặc

mạ thanh ct, ống bọc và phần kim loại của neo Lớp bê tông bảo vệcho ct được bọc êpoxy được lấy nhượ ọ p y ợ y Bảng 5.12.3-1g tương ứng vớig gtrường hợp lộ bên trong;

 Với các bó cáp dưl trong, có dính bám thì sau khi tạo dưl xong phảiđược bơm vữa xm Với các bó cáp dưl khác, thì phải được thường

Trang 22

4.1.7 Khoảng cách (cự ly) cốt thép (1/3)

) Kh ả á h tối thiể

a) Khoảng cách tối thiểu

 Cự ly tịnh (trống) giữa các thanh ct // trong cùng một lớp phải >=max của:

Trang 23

 Với trường hợp nhiều lớp cốt thép:

Trừ bản mặt cầu, khi ct // được đặt thành 2 hoặc nhiều lớp với cự ly

tịnh giữa các lớp <= 150 mm, thì các thanh ở lớp trên phải được đặt

trực tiếp trên những thanh ở lớp dưới và cự ly tịnh giữa các lớp khôngđược < 25 mm or db

 Với trường hợp bó thanh:

o Số thanh // được bó lại để làm việc như 1 đơn vị <= 4 thanh;

o Với ck chịu uốn, số thanh > D36 trong một bó <= 2 thanh;ị g ộ

o Bó thanh phải được bao bằng bằng ct đai hoặc giằng;

o Khi các thanh trong bó bị gián đoạn thì kc giữa các điểm gđ > 40db;

o Khi các thanh trong bó bị gián đoạn thì kc giữa các điểm gđ 40db;

o Khi xem xét kc tối thiểu giữa các bó thanh, 1 bó được xem như 1

Trang 24

b) Kh ả á h tối đ

b) Khoảng cách tối đa

 Đối với ck vách hoặc bản, kc tối đa giữa các thanh ct không được >1,5 chiều dày ck or 450 mm;

 Với ct đai xoắn của ck chịu nén, thì kc tối đa là 6 đk ct dọc or 150mm;

 Với ct đai thường của ck chịu nén và ct đai của ck chịu uốn thì cự

 Với ct đai thường của ck chịu nén và ct đai của ck chịu uốn, thì cự

kc tối đa là kt nhỏ nhất của ck or 300 mm Khi ct dọc có >= thanh D32

trở lên được bó lại, thì kc tối đa là 1/2 kt nhỏ nhất của ck ỏ 150 mm;

 Với các thanh ct cấu tạo bề mặt chịu us do cn và tđ nhiệt độ cho ckdày < 1200 mm, kc tối đa là 3 cdày ck or 450 mm (300 mm cho ckmóng hoặc tường chắn) và phải tm đk As >= 0,75 Ag/fy.ó g oặc tườ g c ắ ) à p ả t đ s 0, 5 g/ y

Trang 25

Trang 26

Trang 27

4.1.9 Đường kính uốn cong tối thiểu

 Đường kính đoạn uốn cong, đo ở phía bụng thanh, không được nhỏhơn giá trị quy định như sau:

Đường kính uốn cong tối thiểu (A5.10.2.3-1)

Kích thước thanh và ứng dụng Đường kính tối thiểu

N015 đến N016 – chung

N010 đến N016 – đai và giằng

6,0 d b 4,0 d b

N019 đến N025 – chung

N029 đến N032 và N036

6,0 d b 8,0 d b

N 29 đến N 32 và N 36

N043 và N057

8,0 d b 10,0 d b

Trang 28

4.1.10 Cự ly tối thiểu của ct dưl và ống bọc cáp dưl (1/2)

) Với t thé d l ké t ớ

a) Với tao thép dưl kéo trước

 Kc trống giữa các tao thép dưl kéo trước không được < 1,33Dmax Kc từ tim đến tim tối thiểu của chúng được qđ như sau:

Trang 29

4.1.10 Cự ly tối thiểu của ct dưl và ống bọc cáp dưl (2/2)

b) Với các ống bọc cáp dưl kéo sau, không cong, trong mp nằm ngang

 Kc trống (ngang và đứng) giữa các ống bọc thẳng kéo sau không

 Kc trống (ngang và đứng) giữa các ống bọc thẳng kéo sau khôngđược < 38 mm hoặc 1,33 Dmax.ợ ặ ,

c) Với các ống bọc cáp dưl kéo sau, cong

 Kc trống (ngang và đứng) giữa các ống bọc cong kéo sau phải >=

qđ cho ống bọc thẳng và phải bố trí ct neo giữ thêm

Trang 30

4.1.11 Cự ly tối đa của ct dưl và ống bọc cáp dưl cho bản

 Các tao thép dưl kéo trước của bản đúc sẵn phải được đặt đốixứng đều và không được xa nhau > 1 5 chiều dày bản or 450 mm;

 Các ống bọc cáp dưl kéo sau trong bản không được đặt cách nhau

> 4 chiều dày bản

Trang 31

a) Chiều dài triển khai cốt thép chịu kéo có gờ (A5.11.2.1)

 Chiều dài triển khai (phát triển lực) ct chịu kéo có gờ ký hiệu là ld =

ldb Cdài ld ko được < 300 mm (trừ trong mn chồng và ct chịu cắt);

 ldb = cd triển khai cơ bản của ct ck có gờ Với thanh ct D <= 36ldb cd triển khai cơ bản của ct ck có gờ Với thanh ct D 36

mm, thì:

ldb 0 02Abf / t(f’ ) 0 06dbf ( )ldb = 0,02Abfy/sqrt(f’c) >= 0,06dbfy (mm)

Trong đó, db = đk thanh (mm); Ab = dtích td thanh (mm2)

  = hệ số hiệu chỉnh, được qđ như sau:

 Ct nằm ngang ở đỉnh or gần nn cách đáy > 300 mm:Ct nằm ngang ở đỉnh or gần nn cách đáy 300 mm:  = 1,4; 1,4;

 Ct có lớp bt bảo vệ <= bd or kc tĩnh với thanh khác <= 2db:  = 2,0;

Trang 32

 Ct đang xem xét đặt cách nhau theo phương ngang >= 150 mmhoặc cách lớp bảo vệ theo phương ngang >= 75 mm:  = 0,8;

 Ct ko cần neo, k cần chảy ht hoặc bố trí > yêu cầu tt:  = Asct/Astt;

 Ct nằm trong các thanh ct xoắn có đk >= 6mm với bước xoắn <=g

100 mm:  = 0,75

b) Chiều dài triển khai cốt thép chịu nén có gờ (A5 11 2 2)

 Chiều dài triển khai (phát triển lực) ct chịu nén có gờ ký hiệu là ld =

Trang 33

Ct k ầ k ầ hả ht h ặ bố t í ê ầ tt A t/A tt

 Ct ko cần neo, k cần chảy ht hoặc bố trí > yêu cầu tt:  = Asct/Astt;

 Ct nằm trong các thanh ct xoắn có đk >= 6mm với bước xoắn <=Ct nằm trong các thanh ct xoắn có đk 6mm với bước xoắn

 Hệ số hiệu chỉnh được tính với xem xét bó thanh là 1 thanh đơn có

đk tương đương với diện tích bó thanh

Trang 34

d) Cdài triển khai cốt thép chịu kéo có gờ có móc tc (A5 11 2 2)

 C/dài triển khai ct ck, có gờ, có móc tc, k/h là ldh là trị số max của:

Trang 35

Trang 36

f) Neo cốt thép đai có gờ, kiểu chân đơn hoặc chữ U (A 5.11.2.6)

 Các đầu của ct đai có gờ kiểu chân đơn hoặc chữ U, phải đượcneo như sau:

 Đối với thanh D <= 16 mm và các thanh D19, 22, 25 có fy <= 275yMPa: sử dụng một móc tiêu chuẩn vòng qua ct dọc chủ;

 Đối với các thanh D19 22 & 25 có fy > 275 Mpa: sử dụng một móc

 Đối với các thanh D19, 22 & 25 có fy > 275 Mpa: sử dụng một mócđai tiêu chuẩn vòng qua ct dọc chủ và kc từ giữa c/cao dầm đến đầumóc phải >= le = 0,17dbfy/sqrt(f’c);

Trang 37

Một vài kiểu cốt thép đaiMột vài kiểu cốt thép đai

Trang 38

h) Triển khai tao thép dưl kéo trước (A5 11 4)

 Có thể giả thiết lực kéo trước thay đổi tt từ 0,0 tại điểm bắt đầu

dính bám và đạt cực đại (lực k/trước) sau một khoảng cd truyền lực;

 Giữa cdài truyền lực và cdài phát triển có thể gs lực của tao cáptăng theo đường parabol và đạt cđộ chịu kéo tại cdài phát triển lực;

 Chiều dài truyền lực có thể gs là 40db;

 Cdài phát triển lực của tao thép có dính bám được xđ như sau:

ld >= (0,15fps – 0,097fpe)db( p p )

 T/số tao cáp bị mất dính bám từng phần ko được > 25% tổng số;

 T/số tao cáp bị mất dbtp trong 1 h/ngang ko được > 40% hàng đó;T/số tao cáp bị mất dbtp trong 1 h/ngang ko được 40% hàng đó;

 Các tao cáp mất db phải đx qua tim ck và các tao phía ngoài củamỗi hàng ngang phải được dính bám hoàn toàn

mỗi hàng ngang phải được dính bám hoàn toàn

Trang 39

i) Triển khai cốt thép cho cấu kiện chịu uốn

 Trừ t/hợp tại gối của dầm gđ và đầu tự do của dầm hẫng, cốt thépphải được kéo dài qua điểm cắt lý thuyết một đoạn lớn hơn của:

 Chiều cao có hiệu của ck;

Trang 40

 Một số nguyên tắc khác khi cắt cốt thép chịu kéo trong ck chịu uốn:

 Cắt từ trên xuống dưới, từ trong ra ngoài;

 Các thanh ct bị cắt đi phải đx với nhau mp chịu uốn của dầm;

 Số thanh cắt đi cho mỗi lần cắt nên là ít nhất;

 Không cắt các thanh ct ở góc ct đai;

 Khi chiều dài đoạn cắt đi quá nhỏ (< 1000 mm) thì không cắt nữa.c ều dà đoạ cắt đ quá ỏ ( 000 ) t ô g cắt ữa

Trang 41

7084/2=3542 10292/2=5146

12452/2=6223

L/2 = 7500mm (200 300)

1747.6(kN.m) 1704.2

1514.1 1170.9

668.2

1100 600

1100 600 (>= 150)

963.70

600 600

1100 600

u

M

1275.2 1585.0 600

M r 1874.1

Trang 42

4.1.13 Mối nối thanh cốt thép (1/6)

a) Các phương pháp nối cốt thép

 Mn chồng? hai thanh ct cần nối được đặt chồng lên nhau trên mộtcdài nhất định;

 Mn cơ khí? hai thanh ct được nối với nhau thông qua các thiết bị

chồng

Trang 43

Ví dụ về mối

ố

nối cơ khí

Trang 44

b) Các yêu cầu chung

 Không nên sd mn chồng cho bó thanh và ct có D > 36 mm;Không nên sd mn chồng cho bó thanh và ct có D 36 mm;

 Hai ct sd mn chồng không tiếp xúc trong ck chịu uốn, thì chúng kođược đặt xa nhau quá 1/5 cdài mn chồng yêu cầu or 150 mm;

 Cđộ ủ ột khí hải > 125% độ hả ủ th h đ

 Cđộ của một mn cơ khí phải >= 125% cđộ chảy của thanh đượchàn Biến dạng trượt của mn cơ khí ko quá lớn (<= 0,25 mm cho cốtthép có D <= 43 mm);

 Ko được sd mn hàn ở bmc Các mn hàn khác phải tuân theo AWS;

 Cđộ của mn hàn phải >= 125% cđộ chảy của thanh được hàn

 Cđộ của mn hàn phải > 125% cđộ chảy của thanh được hàn

Trang 45

c) Mối nối chồng chịu kéo

 Chiều dài chồng của mn chồng chịu kéo phải >= 300 mm và

A C

B C

Trang 46

d) Mối nối cơ khí và mối nối hàn chịu kéo

 Khi As thực tế/As yêu cầu < 2, thì mn cơ khí hoặc mn hàn chịu kéophải là các mn cơ khí hoặc mn hàn đầy đủ (>= 125%);

 Khi As thực tế/As yêu cầu >= 2 và các mn được đặt so le >= 600ự y ợ ặ

mm, thì mn cơ khí hoặc mn hàn chịu kéo có thể được thiết kế để chịuđược >= 2 lần lực kéo yêu cầu hoặc 1/2 cđộ chảy của thanh kéo;

Trang 47

e) Mối nối chồng chịu nén

 Cdài mn chồng chịu nén phải >= 300 mm và >= lc như sau:

e) Mối nối cơ khí và mn hàn chịu nén

 Mn ck hoặc mn hàn chịu nén phải là các mn ck or mn hàn đầy đủ

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	2,82 MB