Cấu tạo kháng chấn

Cấu tạo kháng chấn cho dầm:

Theo điều 5.4.2.2 TCVN 9386:2012, trong các dầm kháng chấn chính, lực cắt thiết kế phải được xác định phù hợp với quy tắc thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng, dựa trên cơ sở sự cân bằng của dầm dưới tác động của:

tải trọng tác dụng ngang với trục dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất và moment đầu mút Mi,d (với i=1,2 biểu thị các tiết diện đầu mút của dầm), tương ứng với sự hình thành khớp dẻo theo các chiều dương và âm của tải trọng động đất.

Thiết kế cho các khớp dẻo được hình thành tại các đầu mút của dầm (nếu chúng hình thành ở đó trước tiên) hoặc trong các cấu kiện thẳng đứng được nối vào nút liên kết dầm như hình

Áp dụng: Tại tiết diện đầu mút thứ i, cần tính toán hai giá trị của lực cắt tác dụng, tức là giá trị lớn nhất VEd,max,i và giá trị nhỏ nhất VEd,min,i tương ứng với moment dương lớn nhất và moment âm lớn nhất Mi,d tại đầu mút mà chúng có thể phát triển tại các đầu mút 1 và 2 của dầm.

Giá trị đầu mút Mi,d có thể được xác định như sau:

d d , min 1; Rc

i R Rb i

Rb

M M M

  M 

  

 

Với Rd - hệ số tính đến khả năng tăng cường độ có thể xảy ra do biến cứng của thép, trong trường hợp dầm thuộc loại cấp dẻo kết cấu trung bình, nó có thể lấy bằng 1.

d,

MR i- giá trị thiết kế khả năng chịu moment uốn của dầm tại đầu mút thứ i theo chiều moment uốn do dao động theo phương đang xét của tác động động đất.

Giá trị lực cắt lớn nhất tại đầu mút dầm được xác định như sau:

2

d d d

d,

R R R

E i g q

cl

M M

V V

l 

  



  

 

  với 2 0.3

 Tại đầu mút dầm nơi dầm tựa gián tiếp lên một dầm khác, thay vì việc tạo thành khung cùng với cấu kiện thẳng đứng, moment đầu mút dầm Mi,d ở đó có thể lấy bằng moment tác dụng tại tiết diện đầu mút dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất.

 Phạm vi giới hạn vùng kháng chấn chính: các vùng kháng chấn chính có chiều dài lên tới lcr=hw (trong đó hw là chiều cao dầm) tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm - cột, cũng như từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo trong tình huống thiết kế chịu động đất, phải được coi là vùng tới hạn.

 Theo điều 5.4.3.1.2 TCVN 9386:2012, cấu tạo để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ, trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, phải được bố trí cốt đai thoả mãn các điều kiện sau:

+Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6

+Khoảng cách s của các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá min w; 24d ; 225;8dw

4 b bL

s    h  

 

Trong đó: dbL – đường kính thanh thép dọc nhỏ nhất (tính bằng mm);

hw – chiều cao tiết diện của dầm (tính bằng mm).

+ Cốt đai đầu tiên phải được đặt cách tiết diện mút dầm không quá 50mm

 Theo điều 3.3.2 TCVN 198:1997

Trong phạm vi chiều dài 3hd (hd là chiều cao tiết diện của dầm) kể từ mép cột phải đặt các đai dày hơn khu vực giữa dầm. Khoảng cách giữa các đai không được lớn hơn giá trị tính toán theo yêu cầu chịu cắt nhưng đồng thời phải nhỏ hơn 0.25hd và không lớn hơn 8 đường kính cốt thép dọc. Trong mọi trường hợp khoảng cách này cũng không vượt quá 150mm.

Trong khu vực giữa dầm (ngoài phạm vi nói trên), khoảng cách giữa các đai chọn nhỏ hơn 0.5hd và không lớn hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc đồng thời không vượt quá 300mm.

 Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 45o và với chiều dài móc là 10dbw

 Từ những quy định trên, ta đặt cố thép đai trong phạm vì L/4 dầm tính từ mép dầm với khoảng cách  8 100 a , đoạn giữa  8 200 a . Thỏa mãn điều kiện về kháng chấn cũng như đảm bảo chịu cắt của cấu kiện.

Cấu tạo kháng chấn cho cột:

 Tổng hàm lượng cốt thép 1%    4%, trong các tiết diện ngang đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng.

 Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa cá thanh thép dọc theo mỏi mặt để đảm báo tính toàn vẹn của nút dầm – cột.

 Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ hai tiết diện đầu mút của cột kháng chấn phải được xem như vùng tới hạn.

 Khi thiếu những thông tin chính xác hơn, lcr (m) có thể xác định từ biểu thức sau: lcr max( ;h lc cl / 6;0.45)

Trong đó hc là kích thước lớn nhất của tiết diện ngang đang xét.

lcl là chiều cao thông thủy của cột (m)

 Nếu lcl /hc 3, toàn bộ chiều cao cột xem như vùng tới hạn.

 Trong phạm vi các vùng tới hạn của những cột kháng chấn chính, cốt đai kín và đai móc có đường kính ít nhất là 6 mm, phải được bố trí với một khoảng cách sao cho bảo đảm độ dẻo kết cấu tối tiểu và ngăn ngừa sự mất ổn định cục bộ của các thanh thép dọc. Hình dạng đai phải sao cho tăng được khả năng chịu lực của tiết diện ngang do ảnh hưởng của ứng suất 3 chiều do các vòng đai này tạo ra. Những điều kiện tối thiểu này được xem như thỏa mãn nếu đáp ứng những điều kiện sau đây:

Khoảng cách s (mm) giữa các vòng đai không được vượt quá:

min( o/ 2;175;8 bL)

s b d

Trong đó: bo (mm) là kích thước tối thiểu của lõi bê tông, tính tới đường trục của cốt thép đai.

dbL là đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc.

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc cạnh nhau được cố định được cố định bằng đai kín và đai móc không vượt quá Smax = 200 mm (đối với cấp dẻo trung bình)

 Từ những điều kiện trên, kết hợp với quy định về đặt cốt thép ngang trong cột theo 6.8.2.3. Ta đặt cốt thép đai trong cột như sau:

Trong khoảng vùng tới hạn 1 m bố trí  8 100 a Đoạn còn lại bố trí  8 200 a