Bài 2. Vật liệu bê tông B20, cốt thép dọc nhóm CII. Cho tiết diện chữ nhật của dầm chịu uốn, được bố trí cốt thép như Hình 2. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ chọn 25 mm. Cho nhận xét về t[r]
Trang 1Bộ môn KCBTCT Khoa Xây dựng Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội
Môn học Kết cấu bê tông cốt thép, phần 1
Biên soạn: P.P.Tình, C.T.Bình
Trang 2Bài tập chương Vật liệu
Bài 1 Các giá trị cường độ chịu nén của các mẫu thử tiêu chuẩn 15x15x15 cm của bê tông
cho trong Bảng 1
Bảng 1: Cường độ chịu nén của mẫu thử
Cường độ mẫu thử (MPa) 28.35 29.70 25.92 25.65 27.27 28.89 24.30 25.65 25.11 Hãy xác định:
a) Cường độ đặc trưng, cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính toán về nén của bê tông theo TCVN 5574-2012 Cho hệ số biến động của bê tông là ν=0,135;
b) Cấp độ bền chịu nén của bê tông
Bài 1* Các giá trị cường độ chịu nén của các mẫu thử tiêu chuẩn 15x15x15 cm của bê tông
cho trong Bảng 1
Hãy xác định:
a) Cường độ đặc trưng, cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính toán về nén của bê tông theo TCVN 5574-2012 trong đó hệ số biến động của bê tông tính theo kết quả thí nghiệm
b) Các giá trị cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông theo tiêu chuẩn ACI 318 ( fc') và
EN 1992-1-1 ( fck)
Ghi chú: * Các Bài* là bài tập bổ sung, không bắt buộc
Trang 3Bài tập phần Dầm chịu uốn, tiết diện thẳng góc
Bài 2 Cho dầm bê tông cốt thép có sơ đồ tính như Hình 1 Dầm tiết diện chữ nhật bxh =
22x50 cm, nhịp dầm L=6m Vật liệu bê tông B20, cốt thép dọc nhóm CII Cốt dọc vùng kéo là 3φ 20
P
P
Hình 1 Sơ đồ tính dầm
Hãy xác định theo TCVN 5574-2012:
a) Mô men thiết kế giới hạn của tiết diện dầm;
b) Tải trọng thiết kế giới hạn P của dầm;
Bài 3 Cho tiết diện chữ nhật của dầm chịu uốn, được bố trí cốt thép như Hình 2 Chiều dày
lớp bê tông bảo vệ chọn 25 mm Yêu cầu:
a) Kiểm tra chiều dày lớp bê tông bảo vệ (dầm trong nhà), kiểm tra khoảng hở giữa các
thanh thép xem có phù hợp với TCVN 5574:2012 không
b) Xác định chiều cao làm việc của tiết diện
c) Kiểm tra tỉ số cốt thép theo TCVN 5574:2012 Cho nhận xét về tỉ số cốt thép này
d) Xác định mô men giới hạn của tiết diện, biết bê tông B20, cốt thép nhóm CII
e) Tiết diện sẽ bị phá hoại vùng nào trước Dầm thuộc loại dẻo hay giòn?
Hình 2 Bố trí cốt thép trong tiết diện ngang
Bài 4 Cho dầm bê tông cốt thép có sơ đồ tính như Hình 1 Dầm tiết diện chữ nhật bxh =
22x50 cm, nhịp dầm L=6m Vật liệu bê tông B20, cốt thép dọc nhóm CII Cốt dọc vùng kéo là 3φ 20, vùng nén là 2φ 16
Hãy xác định theo TCVN 5574-2012:
a) Mô men thiết kế giới hạn của tiết diện dầm;
b) Tải trọng thiết kế giới hạn P của dầm;
Bài 5 Cho dầm bê tông cốt thép có sơ đồ tính như ở Hình 3, tiết diện chữ nhật bxh = 22x50
cm Tải trọng q= 30KN/m, P = 40 KN Yêu cầu:
Trang 4a) Tính toán và bố trí cốt thép dọc chịu lực cho dầm theo TCVN 5574, tiết diện chữ nhật bxh = 22x50 cm
b) Chọn cốt dọc cấu tạo cho dầm theo TCVN 5574
Hình 3 Sơ đồ tính dầm
Bài 6 Cho dầm bê tông cốt thép có sơ đồ tính như ở Hình 1, nhịp dầm L= 6m Tải trọng P =
55 KN Yêu cầu:
a) Xác định mô men lớn nhất trong dầm
b) Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm theo một vài cách
c) Thiết kế cốt thép chịu kéo, chọn tiết diện tiết diện chữ nhật bxh = 22x50 cm, có sẵn cốt thép trong vùng nén '
2 16
s
Bài 7 Thiết kế cốt thép chịu kéo cho tiết diện chữ T như Hình 4, chịu mô men uốn
110 kNm
M = , cánh nằm trong vùng nén, bê tông B20, cốt thép nhóm CII
So sánh với kết quả tính ở Bài 6 và nhận xét
Hình 4 Kích thước tiết diện dầm
Bài 3* Xác định mô men giới hạn của tiết diện BTCT, có b = 220 mm, h = 500 mm, chiều
dày lớp bê tông bảo vệ c0= 25 mm, bê tông B20, cốt thép trong vùng kéo và trong vùng nén bằng nhau, As= A’s= 2φ 16 + 1φ 20, nhóm CII
a) Nếu bị phá hoại thì tiết diện bị phá hoại vùng nào trước?
b) So sánh với kết quả tính ở Bài 3 và nhận xét
Trang 5c) Xác định mô men giới hạn cho tiết diện có dữ liệu như trên song thay đổi kích thước tiết diện thành b = 600 mm, h = 500 mm (do yêu cầu kiến trúc cần hạn chế chiều cao dầm vượt nhịp lớn)
Bài 4* Cho dầm bê tông cốt thép có sơ đồ tính như Hình 1 Dầm tiết diện chữ nhật bxh =
22x45 cm, nhịp dầm L=6m Vật liệu bê tông có số liệu thí nghiệm mẫu như ở Bài 1 Cốt dọc vùng kéo là 3φ 20, vùng nén là 2φ 16, nhóm CII
a) Hãy dự đoán (tính toán) tải trọng thí nghiệm làm phá hoại dầm
b) Nhận xét về tải trọng thí nghiệm và tải trọng thiết kế tính ở Bài 4
Bài 5* Một dầm chịu mô men uốn lớn nhất Mmax =200 kNm Bê tông B20, cốt thép nhóm CIII
Bề rộng tiết diện ngang dầm b=250 mm.Yêu cầu:
a) Chọn chiều cao tiết diện và thiết kế cốt thép cho tiết diện đó, theo tiêu chí tỉ số cốt thép bằng khoảng0,5µmax theo TCVN 5574
b) Chọn chiều cao tiết diện và thiết kế cốt thép cho tiết diện đó,theo tiêu chí chiều cao dầm càng bé càng tốt (nếu cần thiết có thể sử dụng cốt thép chịu nén, nhưng vẫn phải đảm bảo điều kiện αm ≤ 0,5)
c) Chọn chiều cao tiết diện và thiết kế cốt thép cho tiết diện đó, theo tiêu chí dùng càng ít cốt thép càng tốt
Bài 6* Thiết kế dầm theo tiêu chuẩn EN 1992-1-1 như yêu cầu sau đây:
(Trích từ L.H Martin and J.A Purkiss, Concrete Design to EN 1992, Elsevier 2006)
Ghi chú: * Các Bài* là bài tập bổ sung, không bắt buộc
Trang 6Bài tập phần Dầm chịu uốn, tiết diện nghiêng
Bài 8 Cho dầm đơn giản nhịp L = 6m chịu tải phân bố đều q Dầm tiết diện hình chữ nhật
kích thướcb h × = 200 450 mm × và đã được bố trí cốt đai 2 nhánh, cốt thép đai nhóm CI với
khoảng cách đai đoạn đầu dầm là φ 6a150, đoạn giữa dầm là φ 6a300 Bê tông B20
Yêu cầu: Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm theo TCVN 5574.Nếu dầm không đủ khả
năng chịu cắt, hãy thiết kế lại cốt đai cho dầm
a) trường hợp 1: q = 20 kN/m,
b) trường hợp 2: q = 60 kN/m
Bài 9 Cho dầm bê tông cốt thép có sơ đồ tính như Hình 1, nhịp dầm L=6m Vật liệu bê tông
B20, cốt đai nhóm CI Tải trọng P=60KN
P
P
Hình 1 Sơ đồ tính dầm
Hãy thiết kế cốt đai cho dầm cho 3 trường hợp sau:
c) trường hợp 1: tiết diện b h× =100 300 mm×
d) trường hợp 2: tiết diện b h× =200 450 mm×
e) trường hợp 3: tiết diện b h× =350 450 mm×
Bài 8*
Tính toán và bố trí cốt đai cho dầm có sơ đồ tính như Hình
5, tiết diện ngang b h× =220 300 mm× , bê tông B20, cốt đai
nhóm CI
Hình 5 Sơ đồ tính dầm Bài 9* Cho dầm đơn giản như Hình 6, q= 40 kN/m
tiết diện ngang b h× =100 300 mm× , bê tông B20
Yêu cầu:
a) Thiết kế cốt đai cho dầm
b) Tính khả năng chịu cắt của dầm có kể ảnh
hưởng của lực dọc
H
Hình 6 Sơ đồ tính dầm
Ghi chú: * Các Bài* là bài tập bổ sung, không bắt buộc
Trang 7Bài tập chương Cột
Bài 10 Cho các cột chịu nén đúng tâm tiết diện như Hình 7
(a) A st =4 16φ (b) A st =8 18φ (c)* A st =6 18φ (d) A st =24 20φ
Hình 7 Tiết diện cột Chiều cao cột là H= 3,6m Liên kết hai đầu cột là : Khớp khớp, Khớp- Ngàm, Ngàm -Ngàm, Ngàm - Đầu tự do, lần lượt cho các hình a,b,c,d
Yêu cầu:
a) Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo TCVN 5574
b) Kiểm tra tỉ số cốt thépµt theo TCVN 5574
c) Chọn cốt đai cho cột theo TCVN 5574
d) Kiểm tra khoảng hở giữa các thanh thép theo TCVN 5574, biết bê tông được đổ theo phương đứng
e) Tính khả năng chịu nén đúng tâm của các cột
Bài 11
Cột cao 3,6m, một đầu ngàm, một đầu khớp, chịu lực N=1600 kN, nén đúng tâm
Yêu cầu thiết kế cột, gồm các nội dung sau:
a) Chọn vật liệu
b) Chọn kích thước tiết diện ngang cột
c) Thiết kế cốt thép dọc
d) Chọn và bố trí cốt đai theo TCVN 5574
Bài 12
Cột tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm, chiều cao cột là H= 3,6m, cột của nhà khung toàn khối Tiết diện ngang b h× =220 400 mm× Bê tông B25 (lấy γb = ), cốt thép nhóm CIII Tiết 1 diện chịu cặp nội lựcN =490 kN, M =130 kNm, trong đó phần dài hạn là
a) Tính toán và bố trí cốt thép đối xứng, '
s s
b) Chọn và bố trí cốt đai cho cột, theo TCVN 5574
c) Tính toán cốt thép bằng cách sử dụng biểu đồ tương tác*
Trang 8Bài 13
Cột tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm, chiều cao cột H= 3,6m, hai đầu ngàm Tiết diện ngang b h× =300 700 mm× Bê tông B25 (lấy γb = ), cốt thép nhóm CIII Tiết diện chịu cặp 1 nội lực N =2500 kN, M =400 kNm, trong đó phần dài hạn là N l =1500 kN, M l =100 kNm Yêu cầu:
a) Tính toán và bố trí cốt thép đối xứng, '
s s
A = A (tính tay) b) Chọn và bố trí cốt đai cho cột, theo TCVN 5574
c) Tính toán cốt thép bằng cách sử dụng biểu đồ tương tác
Bài 12* Cho cột tiết diện chữ nhật b h× =220 400 mm× chịu nén lệch tâm, chiều cao cột là 3,6m, một đầu ngàm, một đầu khớp Bê tông B20, cốt thép đối xứng, '
3 18
s s
nhóm CIII Yêu cầu vẽ biểu đồ tương tác thông qua 5 điểm đặc biệt (tính toán và vẽ bằng tay-hand calculation)
Ghi chú: * Các Bài* là bài tập bổ sung, không bắt buộc
