Đề tài xây dựng ứng dụng tính toán, thiết kế khung bê tông cốt thép

Với mục đích tạo ra một chương trình tính toán cốt thép cho khung bê tông cốt thép áp dụng các tiêu chuẩn Việt Nam vào trong tính toán, mặt khác cung cấp cho sinh viên một công cụ phục v

PHẦN MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Ngày nay với sự ứng dụng của công nghệ thông tin trong hệ thống sản xuất các sản phẩm và dịch vụ đã và đang càng ngày càng phát triển Với công nghệ thông tin, các tính toán được thực hiện nhanh, tin cậy, chính xác và một phần thay thế sức lao động Đến nay công nghệ thông tin đã xâm nhập hầu hết các lĩnh vực từ kinh tế, chính trị, kỹ thuật, đến việc tự động hóa trong sản xuất

Trong lĩnh vực kỹ thuật công trình cũng không ngoại lệ, việc ứng dụng công nghệ thông tin đã góp phần giảm tải thời gian công việc cho các kỹ sư trong việc thiết

kế xây dựng các công trình, từ đó làm tăng tốc độ và hiệu quả của công việc Mặt khác việc ứng dụng công nghệ thông tin còn giúp các kỹ sư có thể ước lượng được chi phí ban đầu cho công trình

Với mục đích tạo ra một chương trình tính toán cốt thép cho khung bê tông cốt thép áp dụng các tiêu chuẩn Việt Nam vào trong tính toán, mặt khác cung cấp cho sinh viên một công cụ phục vụ trong việc học tập cũng như nghiên cứu nên tác giả đã quyết

định chọn đề tài “ Xây dựng ứng dụng tính toán, thiết kế khung bê tông cốt thép”

STAADPRO, RDsas, Vinasas, MCW, MDW Phần mềm được Cục bản quyền - Bộ

văn hóa thể thao du lịch cấp giấy chứng bản quyền số 4290/2009/QTG và được Cục sở hữu trí tuệ Bộ khoa học và công nghệ ra quyết định số 5252/QĐ-SHTT về việc cấp nhãn hiệu cho sản phẩm Phần mềm gồm 2 mô đun chính:

 RDF (Research and Development Foundation): mô đun phân tích và thiết kế móng (móng đơn, móng băng, móng cọc, móng giằng) Mặt bằng móng có thể nhập trên nền đồ họa của phần mềm, từ file *.DWG hay nhập từ Sap2000, Etabs phân tích móng theo phương pháp quy phạm hay phương pháp đồng thời và phần tử hữu hạn

 RDS (Research and Development Structure): mô đun tổ hợp nội lực, phân tích thiết kế phần thân (dầm, cột, sàn, dàn, vách) tính tải trọng gió tĩnh và động, tải trọng động đất theo TCVN và một số tiêu chuẩn thông dụng lấy kết quả nội lực và phân tích động lực từ Sap, Etabs

RDW:

Được xây dựng và phát triển bởi Công Ty Cổ Phần Tin Học Và Tư Vấn Xây Dựng CIC Là phần mềm phân tích thiết kế kết cấu RDW bổ sung các tiêu chuẩn việt nam về xác định tải trọng, tổ hợp nội lực, thiết kế kiểm tra cấu kiện bê tông và cốt thép Xuất bản vẽ kỹ thuật vào các phần mềm SAP2000, ETABS, STAAPRO Các tính năng chính của RDW như xác định tải trọng gió, tải trọng động đất Tổ hợp nội lực theo TCVN 2737-1995 Thiết kế và kiểm tra cấu kiện bê tông cốt thép theo TCVN 5574-1991 và TCVN 356-2005 Tính toán xác định sơ bộ kích thước cột

2.2 Phần mềm trên thế giới:

Etabs:

Là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng Đây

là hệ chương trình phân tích và thiết kế kết cấu chuyên dụng trên máy tính cho các công trình dân dụng Được phát triển bởi CSI (Computer and Structures INC) Điểm nổi bật nổi bật của Etabs so với các chương trình khác trong phân tích kết cấu công trình là giảm rõ rệt thời gian yêu cầu trong việc xây dựng mô hình tính, giảm thời gian

xử lý và tăng độ chính xác, sở dĩ như vậy bởi vì Etabs thực hiện đưa vào các tính năng điển hình cho bài toán hệ các công trình dân dụng trong xây dựng mà các chương trình khác có thể chưa nhận ra Các đặt tính này bao gồm :

 Hầu hết các tòa nhà có hình dạng đơn giản với hệ dầm nằm ngang và hệ cột thẳng đứng Một hệ thống lưới đơn giản định nghĩa lưới sàn ngang và cột đứng có thiết lập các hệ hình học tương tự với thời gian nhỏ Một số mức sàn trong hệ công trình là điển hình Hầu hết các chương trình khác không nhận dạng cụ thể yếu tố thực tế này, dẫn đến quá trình tính toán tăng lên nhiều lần không cần thiết

 Hầu hết các công trình thì kích thước của phần tử có liên hệ rất nhiều đến chiều rộng của nhịp và chiều cao tầng Các kích thước này có ảnh hưởng rỏ rệt đến độ cứng của phần tử thanh Chính xác hóa điều này ảnh hưởng đến các công thức tính độ cứng của các phần tử Hầu hết các công trình trên đường cong trọng tâm của kích thước và chính xác độ cứng thường mất nhiều thời gian khi thực hiện

 Trong phân tích các công trình dân dụng thì các thành phần lực của phần tử được tác dụng trên bề mặt ngoài của gối tựa phần tử Các biến đổi tương tự không được tự động tính toán ở các chương trình khác hệ thống tải trọng trong các công trình thường không nhiều

 Tải trọng nói chung đều có ảnh hưởng thẳng đứng và đi xuống (tĩnh tải và hoạt tải) hoặc theo phương ngang (gió hoặc động đất) Tải trọng đứng thường được áp dụng trên sàn và dầm, còn tải trọng ngang thường được áp dụng theo mức tầng Tải trọng trên các ô sàn cần được dồn tự động vào các hệ thanh của công trình Mặt khác các mức tải trọng với yêu cầu thay đổi cần phải có lựa chọn đặc biệt cho phép tạo ra và

tổ hợp tiện lợi đối với các tải trọng đứng , ngang và tải trọng động Một vấn đề rất cần

có đối với việc phân tích công trình bằng máy tính đó là việc xuất kết quả với các định dạng khác nhau

là mốc đánh dấu sự xuất hiện phần mềm tính toán kết cấu có tính thương mại đầu tiên của họ chương trình SAP Phần mềm này được tiếp tục phát triển bởi công ty Computer and Structure Inc ( CSI ) Vào năm 1992, CSI cho ra đời phiên bản tiếp theo

là SAP 90, hiện nay vẫn còn được sử dụng rất rộng rãi SAP 2000 là một bước đột phá của họ phần mềm SAP, mà theo CSI tuyên bố SAP 2000 là công nghệ ngày nay cho

tương lai ( technology today for future ) SAP 2000 đã tích hợp các chức năng phân tích kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn và chức năng thiết kế kết cấu thành một Ngoài khả năng phân tích các bài toán thường gặp của kết cấu công trình, SAP

2000 đã bổ sung thêm các loại phần tử mẫu và tính năng phân tích kết cấu phi tuyến Giao diện của SAP 2000 làm việc hoàn toàn trong môi trường Toàn bộ qúa trình từ xây dựng mô hình kết cấu, thực hiện tính toán và biểu diễn kết qủa đều có giao diện đồ họa trực quan Thư viện mẫu (Template) cung cấp một số dạng kết cấu thông dụng nhất, từ đây ta có thể dễ dàng sửa đổi để có được kết cấu như mong muốn Các tính năng chính của SAP2000 như : có khả năng tính toán mạnh, hổ trợ nhiều loại kết cấu làm việc ở nhiều trạng thái khác nhau, chịu tác động của nhiều loại tải trọng Có thể sử dụng Sap2000 để giải quyết các kết cấu với các cấu tạo khác nhau như hệ thanh, hệ

thái ứng suất phẳng, biến dạng phẳng, đối xứng trục, biến dạng lớn Về vật liệu có thể

mô tả vật liệu đẳng hướng, trực hướng, dị hướng hay vật liệu với các tính chất phi tuyến Về mặt tải trọng tác dụng, SAP2000 hỗ trợ rất tốt với sự đa dạng về thể loại đó là: tĩnh tải với các loại lực, nhiệt độ, gối lún, dự ứng lực… ; hoạt tải với nhiều loại xe tiêu chuẩn, xe do người dùng tự định nghĩa tác dụng trên nhiều làn phức tạp phù hợp với nhiều quy trình đặc biệt là quy trình AASHTO; Tải trọng động với nhiều dạng có phương pháp tính toán tiên tiến như: tải trọng thay đổi theo thời gian, phổ phản ứng… Kết quả tính toán của chương trình đầy đủ và tin cậy Có thể xuất kết quả ra màn hình

độ hoạ, văn bản hay máy in, hơn nữa có thể xuất kết quả dạng tập tin cho các chương trình thiết kế sau tính toán So với phiên bản trước, SAP2000 đã hoàn thiện và tích hợp phần thiết kế mặt cắt thép và bê tông cốt thép vào chương trình chính giúp việc sử dụng được thuận tiện, nhờ đó kết quả tính toán kết cấu sẽ được sử dụng ngay trong phần thiết kế mặt cắt

2.3 Nhận xét chung:

Các phần mềm kể trên tuy đã đáp ứng được hầu hết các yêu cầu ở nước ta nhưng vẫn có những nhược điểm nhất định Đối với các phần mềm trên thế giới đều được tính theo các tiêu chuẩn thế giới do đó khi áp dụng tại nước ta thường chỉ dừng lại ở bước tính nội lực, còn đối với các chương trình trong nước thì đều ở hình thức thương mại hóa do đó học sinh, sinh viên không áp dụng được cho mục đích học tập

và nghiên cứu

3 Mục tiêu nghiên cứu:

Trong đề tài tác giả tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết và dữ liệu nội lực từ phần mềm Etabs xuất ra để xây dựng phần mềm tính toán và thiết kế khung bê tông cốt thép cho phép người dùng có thể tính được cốt thép hàng loạt

4 Phương pháp nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:

4.1 Phương pháp nghiên cứu:

Qua việc khảo sát các phần mềm trong ứng dụng tính toán cốt thép trong và nước nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu như sau:

Tìm hiểu các tiêu chuẩn Việt Nam về tính toán cốt thép cho dầm, cột Tìm hiểu các phần mềm đã có trong nước

Thiết kế dữ liệu từ việc tìm hiểu các tiêu chuẩn

Tìm hiểu phần mềm xây dựng Etabs, phân tích cấu trúc của file nội lực được xuất ra

Sử dụng ngôn ngữ lập trình Visual Basic Net 2005 để ứng dụng vào việc xây dựng chương trình

Thiết kế giao diện cho chương trình, ứng dụng các công thức tính toán cốt thép vào chương trình

Sử dụng ngôn ngữ lập trình VB.NET 2005 trong việc xây dựng chương trình Lựa chọn và kế thừa các phương pháp phù hợp với chương trình

Tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn đối với tiết diện dầm, tính toán cốt thép tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm phẳng đối với cấu kiện cột

5 Tính mới của đề tài và những vấn đề chưa thực hiện được:

Đề tài là một phần trong chương trình xây dựng công trình thực tế mà Khoa Kỹ Thuật Công Trình đặt ra Công việc chính của chương trình là tính toán cốt thép cho cấu kiện dầm, cột theo tiêu chuẩn Việt Nam

Tính toán hàng loạt cốt thép cho cấu kiện dầm chữ nhật cốt đơn

Tính toán hàng loạt cốt thép cho hệ cột chịu nén lệch tâm phẳng theo tiết diện chữ nhật đặt thép đối xứng hoặc không đối xứng

Tạo giao diện thân thiện với người dùng, cho phép người dùng có thể in báo cáo tính cốt thép hoặc xuất báo cáo sang file excell

Tuy nhiên, trong khoảng thời gian có hạn nên đề tài vẫn còn một số hạn chế và cần phải được hoàn thiện sau này như chưa tính được cốt thép cho dầm tiết diện chữ nhật đặt cốt kép, dầm tiết diện chữ T,I Chưa thực hiện được cho tiết diện cột chịu nén lệch tâm xiên

6 Sơ lược cấu trúc đề tài:

Luận văn này được chia thành các nội dung chính sau:

Chương 1: Cơ Sở Lý Thuyết

Tóm lược về cách lựa chọn tin học Trình bày cở sở lý thuyết, công thức tính toán cốt thép cho các cấu kiện dầm, cột

Chương 2: Tính Toán Bố Trí Cốt Thép

Mô tả dữ liệu file nội lực từ Etabs xuất ra Cách thức lọc các cặp nội lực Tạo

cơ sở dữ liệu dùng để tính toán cốt thép

Chương 3: Thực Hiện Đề Tài

Giới thiệu các chức năng của chương trình tính toán thiết kế khung bê tông cốt thép sau thời gian nghiên cứu

Kết Luận

Nêu lên nhận xét đánh giá hướng phát triển của đề tài và kết luận

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Lý thuyết tính toán cốt thép:

1.1.1 Bê tông:

1.1.1.1 Cường độ chịu nén của bê tông:

Để xác định được khả năng chịu nén của bê tông người ta sử dụng mẫu nén thí nghiệm để xác định cấp độ bền chịu nén để làm thước đo

Cấp độ bền chịu nén của bê tông ký hiệu là chữ B, là giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén tức thời, tính bằng đơn vị Mpa, với xác suất đảm bảo không dưới 95% xác định trên các mẫu lập phương kích thước tiêu chuẩn (150mm x 150mm

x 150mm), được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở độ tuổi 28 ngày.[6]

A – diện tích tiết diện ngang của mẫu thử

Hình 1.1 Mẫu thử và mô hình thí nghiệm nén

1.1.1.2 Cường độ chịu kéo của bê tông:

Khả năng chịu kéo của bê tông được xác định dựa trên cấp độ bền chịu kéo của

bê tông và mác bê tông theo cường độ chịu kéo

của cường độ chịu kéo tức thời, tính bằng đơn vị Mpa, với xác suất đảm bảo không

dưới 95% , xác định trên mẫu kéo tiêu chuẩn được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở độ tuổi 28 ngày.[6]

a 4a

N P

N P

Hình 1.2 Mẫu thử và mô hình thí nghiệm kéo

A – diện tích tiết diện ngang của mẫu thử

Bit – cường độ chịu kéo của mẫu thử

1.1.1.3 Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén (kéo) của bê tông:

Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén và cường độ chịu nén tức thời của bê tông được xác định theo:

B = B m (1-1,64ν) (1.2)

Tương quan giữa cấp độ bền chịu kéo cường độ chịu kéo tức thời của bê tông được xác định theo:

B t = B mt (1-1,64ν) (1.3) Trong đó: B, B mt là các giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo tức thời được xác định theo:

ν – hệ số biến động của cường độ các mẫu thử tiêu chuẩn, phụ thuộc vào trình

độ sản xuất bê tông

ν = 0,135 ứng với trường hợp khi nén

ν = 0,165 ứng với trường hợp khi kéo

Bảng 1.1: Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông B và mác bê

tông cường độ chịu nén M.[6]

Cấp độ bền

chịu nén B

Cường độ trung bình của mẫu thử tiêu chuẩn, MPa

Mác cường

độ chịu nén

M

Cấp độ bền chịu nén B

Cường độ trung bình của mẫu thử tiêu chuẩn, MPa

M50 M75 M100 M150 M150 M200 M250 M300 M350 M350 M400

B 80

44,95 51,37 57,80 64,22 70,64 77,06 83,48 89,90 96,33 102,75

M450 M500 M600 M700 M700 M800 M900 M900 M1000 M1000

Theo TCXDVN 356-2005; chỉ tiêu chất lượng cơ bản của bê tông được biểu thị

bằng cấp độ bền Cấp độ bền chịu kéo của bê tông ( ký hiệu Bt, Mpa) : Bt 0,4 ; Bt 0,8 ;

Bt 1,2 ; Bt 1,6 ; Bt 2,0 ; Bt 2,4 ; Bt 2,8 ,…

Bảng 1.2 : Tương quan giữa cấp độ bền chịu kéo của bê tông B t và mác theo

cường độ chịu kéo K cho trong bảng.[6]

mẫu thử tiêu chuẩn, MPa

Mác bê tông theo cường

- K10 K15 K20

K25 K30 K35 K40

-

-

1.1.1.4 Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông:

Tương quan giữa cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông và cấp độ bền chịu nén của bê tông được xác định theo công thức:

Đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ và bê tông rỗng:

bê tông tính theo công thức (1.5) đã làm tròn được cho trong bảng 1.3 [6]

Bảng 1.3: các cường độ tiêu chuẩn của bê tông R bn , R btn và cường độ tính toán của bê

tông khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ 2: R b.ser , B bt.ser , Mpa:

cấp độ bền chịu nén của bê tông B7,5 B10 B12,5 B15 B20 B25 B30 B35 M100 M150 M150 M200 M250 M350 M400 M450

b) Ký hiệu M để chỉ mác bê tông TCXDVN: 5574-1991 trước đây

1.1.1.5 Cường độ tính toán của bê tông:

 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông R b :[6]

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 1:

Giá trị Rb khi chưa kể đến hệ số điều kiện làm việc bicho trong phụ lục 2

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 1:

Giá trị Rbt, Rbt.ser khi chưa kể đến hệ số điều kiện làm việc bi cho trong phụ lục 2

Bảng 1.4: hệ số độ tin cậy của một số loại bê tông khi nénbc và khi kéo bt :

Loại bê tông

Giá trị bc và btkhi tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn

Bê tông nặng ,bê tông hạt nhỏ, bê tông tự

ứng suất, bê tông nhẹ và bê tông rỗng

Bảng 1.5: hệ số điều kiện làm việc của bê tông bi

làm việc bi

Ký hiệu Giá trị

và tạm thời ngắn hạn

-Đối với bê tông: nặng, hạt nhỏ, nhẹ đóng rắn tự nhiên và bê tông

được dưỡng hộ nhiệt trong điều kiện môi trường:

+ Đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ theo thởi gian(

môi trường nước, đất ẩm hoặc không khí có độ ẩm trên 75%)

2



1,00

+ Không đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ theo

3



0,85 0,85 3- Đổ bê tông cột theo phương đứng, kích thước lớn nhất của tiết

diện nhỏ hơn 300mm

5

1.1.1.6 Modul đàn hồi của bê tông:[6]

Modul đàn hồi của bê tông được định nghĩa từ biểu thức:

của bê tông lấy theo phụ lục 3

Modul trượt của bê tông  (hệ số Poátxông) lấy bằng 0,2 đối với tất cả các loại bê tông

Bảng 1.6: Modul đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo

Loại bê tông

Cấp độ bền chịu nén và mác bê tông

1.1.2 Cốt thép:

1.1.2.1 Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép R sn :[6]

hạn chảy thực tế hoặc quy ước( bằng ứng suất ứng với biến dạng dư là 0,2%).Cường

Bảng 1.7 Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn R sn và cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép thanh khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai R s.ser :

1.1.2.2 Cường đô tính toán của cốt thép:

Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép:

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 1:

Bảng 1.8 Hệ số tin cậy của cốt thép s :

Giá trị

1 cốt thép chịu

lực cắt

Cốt thép ngang

nhóm cốt thép

3.Tải trọng lặp Cốt thép

dọc và cốt thép ngang

có liên kết hàn

CI; A-I;CII A-II;CIII A-III;CIV A-IV;A-V

l l

Cốt thép dọc

không căng

x an

l l

6 Cốt thép cường

độ cao làm việc

theo điề kiện ứng

suất lớn hơn giới

hạn chảy quy ước

Cốt thép dọc chịu kéo

CIV; A-IV: =1,2 A-V;B-II; BP-II,K-7;K-19: =1,15 A-IV; AT-VII: =1,1

7.Cấu kiện làm từ

bê tông nhẹ cấp

B7,5 và thấp hơn

Cốt thép ngang CI; A-I;BP-I s7 0,8

8.Cấu kiện làm từ

bê tông tổ ong cấp

B7,5 và thấp hơn

Cốt thép dọc chịu nén

Cốt thép ngang

nhóm cốt thép

9

s

không có gờ lớp bê tông bảo vệ

theo các trạng thái giới hạn

Chỉ kiểm soát

độ giãn dài

 Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép:

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 1, 2: RSC tính theo bảng 1.9

Bảng 1.9:Cường độ tính toán của cốt thép thanh khi tính toán theo các trạng thái

giới hạn thứ nhất

Nhóm thép thanh

Cường độ chịu kéo, MPa

Cường độ chịu nén RSC

giãn dài và ứng suất

Chỉ kiểm soát độ giãn dài

Ghi chú: Trong trường hợp, khi vì lý do nào đó, cốt thép không căng nhóm CIII, A-IIII

CIII,A-III

1.1.2.3 Modul đàn hồi của cốt thép E S :

A b =b.x x

Bảng 1.10: Modul đàn hồi của cốt thép

1.1.3 Tính toán cốt thép dầm tiết diện chữ nhật cốt đơn:

1.1.3.1 Tính toán cốt thép dọc dầm có tiết diện chữ nhật cốt đơn:[6]

Nhằm tận dụng hết khả năng chịu lực (tiết kiệm vật liệu) của vật liệu bê tông – cốt thép, lấy trường hợp phá hoại thứ nhất của giai đoạn III ( gai đoạn phá hoại) trạng thái ứng suất - biến dạng làm cơ sở tính toán

1.1.3.2 Các giả thiết tính toán:[6]

Sơ đồ ứng suất của bê tông vùng chịu nén có hình dạng chữ nhật Ứng suất

đô chịu kéo tính toán Rs

Bỏ qua miền bê tông chịu kéo

*Sơ đồ ứng suất:

Hình 1.3: sơ đồ ứng suất của dầm tiết diện chữ nhật cốt đơn

M – mômen

x- chiều cao miền bê tông chịu nén

a – khoảng cách từ mép bê tông chịu kéo đến trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo

As

h0= h – a : chiều cao có ích của tiết diện

b

Zb= h0-x/2: cánh tay đòn ngẫu lực

Phương trình cân bằng momen:

cứu thực nghiệm cho biết rằng trường hợp phá hoại dẻo xảy ra khi:

0

R

x h

=0,75: đối với bê tông hạt nhỏ, nhóm B,C

 =500Mpa: đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ khi hệ số điều kiện làm

việc của bê tông b< 1

.

sc u

 =400Mpa: đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ khi hệ số điều kiện làm

việc của bê tông b≥ 1

cốt thép không nhỏ hơn khả năng chịu momen của dầm bê tông (cùng kích thước)

Vậy hàm lượng cốt thép trong tiết diện cấu kiện phải thoả điều kiện:

R R

Biết kích thước tiết diện sơ bộ và momen,chủng loại vật liệu Yêu cầu xác định cốt thép chịu lực As

Vì chưa biết cấu tạo của cốt thép nên chưa thể tính được khoảng cách a mà phải giả thiết a để tính h0

so với giá trị A S tính được

quá 8mmm và không bé hơn 2mm

 Về hàm lượng cốt thép: nên chọn =0.6%÷1.2% đối với dầm

b h

  (1.25)

Nếu thoả điều kiện (1.21) đủ hàm lượng cốt thép

ch

s s S

Kiểm tra lại a: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đấn mép bê tông bảo vệ

 Nếu aa gt thì bài toán thoả điều kiện

 Nếu aa gtthì phải giả thiết lại a và tính lại bài toán cho tới khi thoả điều kiệnaa gt thì dừng lại

Cốt thép đai đặt thành từng lớp, số nhánh đứng trong mỗi lớp phụ thuộc vào bề rộng b và số lượng cốt thép dọc Khi b ≤ 150mm có thể dùng đai một nhánh

Với b không lớn và cốt thép dọc vừa phải thường dùng đai hai nhánh

Khi b khá lớn và có nhiều cốt thép dọc cần cấu tạo cốt thép đai có số nhánh nhiều hơn

Khoảng cách giữa các lớp cốt đai là s có thể đều hoặc không đều trong toàn nhịp dầm Đặt cốt thép đai đều sẽ thuận tiện cho thi công nhưng không hợp lí về mặt sử dụng tiết kiệm thép Tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 chia dầm ra các đoạn để quy định

Trong đoạn giữa dầm, khi h > 300mm thì khoảng cách s không lớn hơn 3/4h và 500mm Khi h ≤ 300mm và nếu theo tính toán không cần đến cốt thép đai thì có thể không đặt

Các bước tính toán cốt đai:

 2=1,7: đối với bê tông hạt nhỏ

Khoảng cách cấu tạo của cốt đai:

Trong đoạn dầm gàn gối tựa (lực cắt lớn):

min150

ct

h S

ct

h S

500

ct

h S

1.1.4 Tính toán cốt thép cột tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm phẳng:

1.1.4.1 Tính toán cốt thép dọc cột tiết diện chịu nén lệch tâm phẳng:

i : bán kính quán tính của tiết diện:

0.288*

( nén đúng tâm tiết diện chữ nhật thì lấy 0.288b; nén lệch tâm thì lấy 0,288h)

với l0: chiều dài tính toán của cột (phụ thuộc vào liên kết 2 đầu):

 Liên kết 1 đầu ngàm, 1 đầu tự do: l0  2H

Khi tính toán thì dùng công R*b để tính

với l là chiều dài cấu kiện (chiều cao cột)

h là chiều cao tiết diện cột

+ Xét x nếu x1  2 'a thì cho x = x1 sau đó tính As:

- Khi tính được AS = AS‟< 0 chứng tỏ kích thước tiết diện quá lớn nên không cần đến cốt thép mà chỉ đặt cốt thép theo cấu tạo:

Nếu t  2min: giảm kích thước tiết diện (bxh)

* khi As ≤ 0: kích thước tiết diện quá lớn, phải giảm bớt kích thước hoặc mác bê tông

rồi tính lại Còn nếu vẫn giữ nguyên thì cần bố trí cốt thép theo cấu tạo [3]

chọn trước x để tính AS và A‟S sao cho x thoả điểu kiện 2 'a  x R.h0

+ Nếu A‟S < 0: cần giảm x để tính lại

A‟S theo cấu tạo và tính AS theo công thức:

1

1 50

R R

 