Chuong 2 - Nguyen tac tinh toan va cau tao BTCT

Nội dung môn học• Chương 1: Đại cương về bê tông cốt thép Ch 2 N ê lý tí h t á à ấ t BTCT • Chương 2: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT • Chương 3: Cấu kiện chịu uốn • Chương 4: Cấu ki

Trang 1

Nội dung môn học

• Chương 1: Đại cương về bê tông cốt thép

Ch 2 N ê lý tí h t á à ấ t BTCT

• Chương 2: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT

• Chương 3: Cấu kiện chịu uốn

• Chương 4: Cấu kiện chịu kéo – Cấu kiện chịu nén

• Chương 5: Tính toán kết cấu BTCT theo TTGH II

• Chương 6: Sàn phẳng

1

http://www.mediafire.com/thang.kcct

2 Nguyên tắc tính toán và

cấu tạo BTCT

 2.2.Nguyên lí cấu tạo BTCT

cấu tạo BTCT

2

Đại Học Thủy Lợi Bộ môn Kết Cấu Công Trình

GVHD: HỒNG TIẾN THẮNG

Trang 2

2.1.Phương pháp tính toán BTCT

1 Phương pháp ứng suất cho phép

2 Phương pháp nội lực phá hoại

3 Phương pháp trạng thái giới hạn (TTGH)

3 http://www.mediafire.com/thang.kcct

1.Phương pháp ứng suất cho phép

 Công thức:   cp

 - Ứng suất trong BT và CT

cp- Ứng suất cho phép của vật liệu

 Giả thiết:

– Vật liệu làm việc trong giai đoạn “đàn hồi”:  =  (ĐL Hooke)

– Tiết diện phẳng (GT Becnuli)

– Qui đổi tiết diệnệ

– Bê tông hoàn toàn không chịu kéo

 Nhược điểm:

– Giả thiết không phù hợp

– Không tiết kiệm vật liệu

Trang 3

2.Phương pháp nội lực phá hoại

 Công thức: kS c ≤ S ph

S – Nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra

Sc – Nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra

Sph– Nội lực làm phá hoại kết cấu

k – Hệ số an toàn, thường lấy k=1,52,5

 Ưu điểm:

– Kể đến biến dạng dẻo của bê tông và cốt thép

– Hệ số an toàn gần với thực tế hơn, tiết kiệm vật liệu hơn

5

p/p ƯSCP

 Nhược điểm:

– Chỉ sử dụng một hệ số an toàn chung k cho cả kết cấu

3.Phương pháp TTGH

còn thoả mãn yêu cầu sử dụng bình thường nữa

còn thoả mãn yêu cầu sử dụng bình thường nữa.

a TTGH I

b TTGH II

c Tải trọng và lực tác dụng

6

d Các loại cường độ

Trang 4

a, Trạng thái giới hạn I

 TTGH về cường độ và ổn định (KNCL)

 Mọi KC được thiết kế đều phải đủ KNCL (thoả mãn TTGH I)

 Điều kiện để KC đủ KNCL tại 1 tiết diện nào đó:

SSgh

S - Nội lực lớn nhất do tải trọng tính toán gây ra trên tiết diện

Sgh- Khả năng chịu lực nhỏ nhất (KNCL) của tiết diện khi nó

làm việc ở TTGH

 Nội dung tính toán theo TTGH I:

7

 Nội dung tính toán theo TTGH I:

 Xác định kích thước tiết diện, tính toán và bố trí cốt thép

cho tiết diện (BT thiết kế)

 Kiểm tra KNCL của tiết diện (BT kiểm tra)

Trạng thái giới hạn về điều kiện làm việc bình thường

 Tính toán biến dạng:f  fgh

f - Biến dạng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra

b, Trạng thái giới hạn II

f Biến dạng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra

fgh- Biến dạng giới hạn cho phép (QP, yêu cầu sử dụng, )

 Tính toán sự hình thành khe nứt:

Điều kiện để KC không bị nứt tại 1 tiết diện: ScSn

Sc- Nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra trên tiết diện

Sn- Khả năng chống nứt của tiết diện

 Tính toán bề rộng khe nứt: Tính toán bề rộng khe nứt:

Đối với KC cho phép xuất hiện khe nứt, bề rộng khe nứt thoả mãn

điều kiện sau: acrc agh

acrc- Bề rộng khe nứt do tải trọng tiêu chuẩn gây ra

agh- Bề rộng khe nứt giới hạn cho phép (theo QP)

Trang 5

c, Tải trọng và lực tác dụng

Tải trọng là các lực tác dụng lên kết cấu Khi thiết kế cần xác

định tải trọng theo các tiêu chuẩn tương ứng Với kết cấu nhà

và công trình dân dụng cần dùng Tiêu chuẩn tải trọng và

tác động: TCVN 2737-1995

9

g

i, Các loại tải trọng

 Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải):

 Không thay đổi trong quá trình làm việc của CT

 Ví dụ: TLBT, thiết bị gắn trên CT, áp lực đất, ứng suất trước…

 Tải trọng tạm thời (hoạt tải dài hạn và ngắn hạn):

 Trị số, phương, chiều thay đổi

 Ví dụ: Áp lực nước, người đi, áp lực gió…

 Tải trọng đặc biệt:

10

Tải trọng đặc biệt:

Động đất, cháy nổ,

thiết bị trục hư hỏng,

biến dạng nền

(sụt lở, lún, caxtơ…)

Trang 6

ii, Các trị số tải trọng

 Trị số tiêu chuẩn của tải trọng (tải trọng tiêu chuẩn) q TC:

 Trị số thực tế như trọng lượng bản thân áp lực thủy tĩnh

 Trị số thực tế như trọng lượng bản thân, áp lực thủy tĩnh…

hoặc được lấy theo các tiêu chuẩn hiện hành như tải trọng

sử dụng, áp lực gió

 Trị số tiêu chuẩn của tải trọng dùng để tính toán TTGH II

 Trị số tính toán của tải trọng (tải trọng tính toán) q:

q = n q TC

11

q = n.q TC

 qTc-Tải trọng tiêu chuẩn

 n - hệ số vượt tải (lệch tải) (TCVN 2737‐95)

 Trị số tính toán của tải trọng dùng để tính toán TTGH I

iii, Tổ hợp tải trọng

 Tổ hợp tải trọng gồm những tải trọng có thể đồng thời tác dụng gây

bất lợi cho kết cấu

 Tổ hợp tải trọng cơ bản:

 Tải thường xuyên

 Tải tạm thời

 Tổ hợp đặc biệt gồm:

 Tải thường xuyên

 Các tải tạm thời

ả

 1 tải đặc biệt

 Tổ hợp tải trọng trong thời gian thi công gồm:

 TLBT

 Trọng lượng thiết bị máy móc và các tải trọng khác có thể tác

dụng trong thời gian thi công

Trang 7

d, Các loại cường độ

 Giá trị trung bình của cường độ Rm: (2-6)

 Giá trị đặc trưng của cường độ Rch(cường độ đặc trưng)

Được xác định theo xác xuất bảo đảm 95% và được tính toán theo công thức:

R ch = R m (1 – S ) (2-7)

i m

R R n



S – Hệ số phụ thuộc vào xác xuất đảm bảo, với xác suất bảo đảm 95% thì lấy

S=1,64.

 – Hệ số biến động phản ánh sự không đồng nhất của bê tông:  = /Rm

 - Độ lệch quân phương:

Với công nghệ ổn định, kiểm tra chặt chẽ thành phần bê tông, có thể lấy  =

0 135

2

1

i m

n





13

0,135.

 Giá trị tiêu chuẩn của cường độ (bê tông):

R bn =KC R ch . (2-8)

Hệ số KC được lấy bằng 0,7-0,8 tùy thuộc Rch

Rbnvà Rbtncho ở Phụ lục 2 (giáo trình).

Cường độ tiêu chuẩn được dùng trong tính toán theo TTGH2

d, Các loại cường độ

 Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép Rsn:

Lấy bằng cường độ giới hạn chảy với xác suất đảm bảo không dưới 95%.

Bê tông: R sn = y m (1 – S )

ym : giá trị trung bình của giới hạn chảy.

S = 1,64 với xác suất bảo đảm không dưới 95%.

 – Hệ số biến động của thép:  = 0,05  0,08.

 Cường độ tính toán

– Dùng để tính toán TTGH I

– Cường độ tính toán của bê tông khi chịu nén và chịu kéo:

(2-9)

bc , bc – hệ số tin cậy của bê tông khi chịu nén và kéo

bi: hệ số điều kiện làm việc của bê tông (Phụ lục 4)

bi bn bi btn

Rb, Rbtchưa kể đến biđược cho ở Phụ lục 3 được gọi là cường độ tính toán gốc của bt

– Cường độ tính toán của cốt thép chịu kéo Rs:

(2-10)

s – hệ số tin cậy của cốt thép, lấy s = 1,051,2 tùy loại thép

Rschưa kể đến siđược cho ở Phụ lục 5 được gọi là cường độ tính toán gốc của thép

si sn s s

R

R 





Trang 8

2.2 Nguyên lí cấu tạo BTCT

2.2.1 Hình dáng và kích thước:

- Theo yêu cầu sử dụng và chịu lực của CT

Kí h th ớ tiết diệ h lí là kí h th ớ tiết diệ là h hà

- Kích thước tiết diện hợp lí là kích thước tiết diện làm cho hàm

lượng cốt thép (=As/A) nằm trong khoảng qui định

- Với bản và tường, thường chọn kích thước tiết diện là bội số của 1

hoặc 2 cm Với dầm và cột kích thước chọ là bội số của 2, 5 hay

10 cm

2 2 2 Cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo:

15

2.2.2 Cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo:

- CT chịu lực: chịu các ứng lực phát sinh do tải trọng, được xác định

theo tính toán

- CT cấu tạo: được đặt theo kinh nghiệm và có nhiều tác dụng khác

2.2.3 Khung, lưới cốt thép

 Cốt thép đặt trong BT phải liên kết chúng

lại thành khung hoặc lưới:

 Khung: Áp dụng cho cấu kiện dầm, cột.

Trang 9

http://www.esnips.com/web/Thamkhao 17

Trang 10

 Lưới: Áp dụng cho cấu kiện dạng bản như

sàn, tường chắn, cống

‐

Trang 11

 Khung, lưới hàn : Tại các giao điểm của

các thanh-hàn, thường trong nhà máy

 Khung, lưới buộc: Tại các giao điểm của

các thanh-buộc, thường TC tại công

trường nên tiết kiệm nhưng TC chậm h ơn

so với khung, lưới hàn

2.2.4 Nối cốt thép

chồng(buộc) và nối hàn.

Nối hồ

Bảng 36 trang 129 TCXD356 2005

22 Bảng 36, trang 129 TCXD356-2005

Trang 12

2.2.4 Nối cốt thép

• Nối hàn: Chiều dài nối (lh) ngắn hơn nối

b ộ

buộc.

• Một số yêu cầu với nối hàn:

– Đường kính thép   10mm.

– lh khoảng 10d.

–  = 1/4d và  4mm

23

– h= 1/4d và  4mm

– Hàn đối đầu thì   20mm.

2.2.5 Neo cốt thép

• Để phát huy hết khả năng chịu lực của CT,

ầ hắ đầ út ủ CT à BT

cần neo chắc đầu mút của CT và BT

• Thép tròn trơn cần bẻ móc ở đầu mút

• lan xác đinh theo công thức nối CT (2-11):

Trang 13

2.2.6 Lớp bảo vệ & khoảng cách CT

• Lớp bảo vệ (c) có nhiệm vụ bảo vệ CT khỏi sự phá

hoại của môt trường bên ngoài.

• c: tính từ mép ngoài BT đến mép ngoài gần nhất của

CT :

• Yêu cầu c với cốt thép chịu lực: (mục 8.3, trang 125 ,

TCXD 356)

– Luôn d

– Bản, tường: c10mm khi h100mm c15mm khi

h>100mm

25

– Dầm và sườn: c15mm khi h250mm c20 khi h>250mm

– Cột: c=20mm

2.2.6 Lớp bảo vệ & khoảng cách CT

• Khoảng cách thông thuỷ giữa các thanh thép t phải đảm

bảo TC, vữa BT lọt qua và lực dính giữa BT và CT.

bảo TC, vữa BT lọt qua và lực dính giữa BT và CT

(trang 57)

• Yêu cầu t:

Trang 14

2.4.7 Mối nối trong KC lắp ghép

• Để lk các bộ phận của KCLG người ta

hải bố t í ẵ á hi tiết thé

phải bố trí sẵn các chi tiết thép.

• Theo tính chất làm việc, có mối nối cứng

và mối nối khớp.

• Theo đặc điểm cấu tạo, có mối nối khô và

mối nối ướt

27

mối nối ướt.

2.5 Hư hỏng của kết cấu BTCT

• Do cơ học, hoá học và sinh học của MT

CT Th ỷ l i

• CT Thuỷ lợi:

– Hoá học – xâm thực của axít, muối trong MT

nước

– Sinh học: các loại rong, rêu, hà

Do xâm thực thép gỉ => tăng V => ép BT => nứt

Lớp bảo vệ đủ chiều dày và BT có khả năng

chống xâm thực.

Ngoài ra còn do thiết kế, thi công và quản lý.

Trang 15

2.6 Thể hiện bản vẽ kết cấu BTCT

• TCVN 4612-1998 – Ký hiệu qui ước thể hiện bản vẽ kết

cấu BTCT

• TCVN 6048-1995 – Ký hiệu cho cốt thép bê tông

Tham khảo giáo trình mục 3.6 (trang 64)

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	578,09 KB