Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Kết cấu xây dựng (Nghề: Xây dựng dân dụng và công nghiệp - Trung cấp) được biên soạn với mong muốn phục vụ kịp thời cho công tác giảng dạy và học tập của giáo viên cũng như học sinh chuyên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp. Giáo trình kết cấu gồm 9 chương và chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: tính toán cấu kiện chịu uốn theo cường độ; tính toán cấu kiện chịu nén và chịu kéo; sàn bê tông cốt thép; tính toán một số bộ phận công trình;... Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CẤU KIỆN CHỊU UỐN THEO CƯỜNG ĐỘ Mục tiêu - Hiểu đặc điểm cấu tạo dầm bê tông cốt thép, làm việc dầm bê tong cốt thép - Biết cách tính tốn, thiết kế cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật, chữ T theo cường độ tiết diện thẳng góc tiết diện nghiêng - Tính tốn, lựa chọn, bố trí cốt thép cho cấu kiện bê tơng cốt thép chịu uốn Nội dung Đặc điểm cấu tạo cấu kiện chịu uốn 1.1 Cấu tạo 1.1.1 Hình dáng Bản phẳng có chiều dày nhỏ so với chiều dài chiều rộng 1 Gọi nhịp l chiều dày h l ; thường có 40 35 h 60 100mm , xác định phụ thuộc vào độ chịu lực điều kiện sử dụng bình thường 1.1.2 Cốt thép Cốt thép chủ yếu có hai loại: Cốt chịu lực cốt phân bố c a c b lo 10d l a Mặt bằng; b Mặt cắt; c Cấu tạo gối tựa Cốt thép chịu lực; Cốt thép phân bố 52 Cốt thép chịu lực thường dùng loại thép C-I A-I có đường kính từ 6÷12mm đặt miền chịu kéo tiết diện, nằm dọc theo phương có ứng suất kéo Số lượng thanh, đường kính khoảng cách trục lấy theo kết tính tốn, không lấy 200mm chiều dày 150mm, không lấy 1,5h h>150mm (h: chiều dày bản) Cốt thép phân bố đặt vng góc với cốt thép chịu lực, buộc với cốt thép chịu lực thành lưới, không cho thép bị dịch chuyển lúc thi công Cốt thép phân bố phải chịu ứng suất co ngót thay đổi nhiệt độ theo phương đặt thép Ngoài thép phân bố cịn có tác dụng phân ảnh hưởng lực tập trung diện rộng Thép phân bố thường có đường kính d = 4÷8mm, khoảng cách thép không lấy 350 mm 1.2 Cấu tạo dầm 1.2.1 Hình dạng Dầm kết cấu chịu uốn có kích thước tiết diện ngang nhỏ so với chiều dài Tiết diện ngang dầm hình chữ nhật, chữ T, chữ I, hình hộp, hình Các dạng tiết diện dầm BTCT Gọi nhịp dầm l; chiều cao tiết diện dầm h; chiều rộng tiết diện dầm b 1 h Thông thường h l; 20 b Khi chọn h b cần xét đến yêu cầu kiến trúc định hình hóa ván khn, kích thước tường cột 1.2.2 Cốt thép Cốt thép dầm gồm có: Cốt dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai cốt xiên Cốt thép chịu lực đặt theo tính tốn để chịu lực, thường thép có đường kính d = 10 40mm Nếu chiều rộng tiết diện b > 150mm phải có hai đặt góc thuộc vùng bê tơng chịu kéo Nếu b < 150mm dùng thép dọc Nếu có nhiều thép dọc chịu lực, phải đặt thành nhiều hàng, nhiều lớp để đảm bảo khoảng cách hở thép 53 Cốt thép dọc cấu tạo dùng để làm giá giữ cho cốt đai không bị dịch chuyển lúc thi công, mặt khác chịu tác dụng bê tơng co ngót có thay đổi nhiệt độ Khi chiều cao dầm h < 700 mm cần đặt thép cấu tạo góc tiết diện Khi h > 700 mm phải đặt thêm thép dọc cấu tạo vào mặt bên chiều cao tiết diện Cốt dọc cấu tạo thường có đường kính 10-12 mm Tổng diện tích mặt cắt ngang cốt cấu tạo khơng nhỏ 0,1% diện tích sườn dầm Cốt đai thường thép C-I có đường kính 6-8 mm để chịu lực cắt, buộc với cốt dọc, giữ ngun vị trí cốt dọc lúc thi cơng Cốt xiên đoạn thép đặt nghiêng để chịu lực cắt, thường đoạn thép dọc chịu lực uốn xiên lên mà thành Khi dầm có h < 800 mm lấy góc uốn xiên 450 đai dùng 6 Khi dầm có h > 800 mm lấy góc uốn xiên 600 đai dùng 8 Đối với dầm thấp uốn cốt xiên với góc 300 Sự làm việc dầm bê tơng cốt thép 2.1 Thí nghiệm dầm chịu uốn 54 * Quan sát dầm BTCT từ lúc đặt tải trọng nhỏ tăng dần tải trọng đến dầm bị phá hoại, thấy làm việc dầm sau: - Khi tải trọng nhỏ, dầm bền vững nguyên vẹn - Khi tải trọng tăng dần vùng chịu kéo dầm xuất vết nứt -> Nhận xét: Ở chỗ có mơ men lớn vết nứt có phương vng góc với trục dầm, gọi vết nứt thẳng góc, tiết diện dầm theo phương vết nứt gọi tiết diện thẳng góc Ở chỗ có lực cắt lớn(thường mép gối đỡ) vết nứt có phương nghiêng so với trục dầm, gọi vết nứt nghiêng, tiết diện dầm theo phương vết nứt nghiêng gọi tiết diện nghiêng - Khi dầm có vết nứt mà tiếp tục tăng tải trọng vết nứt ngày mở rộng dầm bị phá hoại Sự phá hoại có trường hợp xảy vết nứt thẳng góc, có trường hợp xảy vết nứt nghiêng * Kết luận: Khi thiết kế dầm phải tính tốn hai loại tiết diện (tiết diện thẳng góc tiết diện nghiêng) nhằm làm cho dầm không bị phá hoại theo tiết diện 2.2 Các giai đoạn trạng thái ứng suất biến dạng tiết diện thẳng góc dầm chịu uốn * Quá trình phát triển ứng suất biến dạng tiết diện thẳng góc xảy liên tục, để nghiên cứu người ta phân làm ba giai đoạn: - Giai đoạn 1: Khi mơ men cịn bé( tải trọng nhỏ) xem vật liệu làm việc đàn hồi, quan hệ ứng suất - biến dạng đường thẳng, sơ đồ ứng suát pháp có dạng tam giác( Hình Ia) Khi mơ men tăng lên, biến dạng dẻo bê tông phát triển, sơ đồ ứng suất pháp có dạng đường cong Lúc sửa nứt, ứng suất kéo bê tông đạt tới giới hạn cường độ chịu kéo bê tông Rk Muốn cho dầm khơng bị nứt ứng suất pháp tiết diện không vượt giới hạn trạng thái Ib 55 b Rn b Rn a Ra k Rk Hình Ia a Ra k Rk Hình Ib - Giai đoạn Khi mô men tăng lên, miền bê tông chịu kéo nứt, khe nứt phát triển dần lên phía Tại khe nứt phần bê tơng chịu kéo khơng làm việc, tồn ứng lực kéo cốt thép chịu Nếu lượng cốt thép chịu kéo nhiều ứng suất cốt thép a < Ra hình IIa Nếu lượng cốt thép chịu kéo khơng nhiều ứng suất cốt thép chịu kéo đạt tới giới hạn chảy thép a= Ra hình IIb b Rn b Rn a Ra (Hình IIa) a Ra (Hình IIb) - Giai đoạn 3: Giai đoạn phá hoại: Tiếp tục tăng mô men uốn lên dầm bị phá hoại Trường hợp lượng cốt thép chịu kéo đặt nhiều, ứng suất thép nhỏ a < Ra ứng suất tronhg bê tông vùng chịu nén lớn, đến đạt Rn bê tơng vùng chịu nén bị ép vỡ, làm cho dầm bị phá hoại hình IIIa Đây tượng phá hoại giòn, tượng xảy nhanh đột ngột nên nguy hiểm Khi thiết kế phải tránh cho dầm đạt đến trạng thái giới hạn 56 Trường hợp lượng cốt thép chịu kéo đặt không nhiều, ứng suất cốt thép đạt Ra, tăng mơ men uốn thép bị chảy dẻo, khe nứt tiếp tục phát triển nên phía làm cho vùng bê tông chịu nén bị thu hẹp lại, đến ứng suất nén bê tông đạt tới giới hạn chịu nén Rn dầm bị phá hoại hình IIIb a Ra Hình IIIa a Ra Hình IIIb * Nhận xét: Khi dầm bị phá hoại bê tông vùng chịu nén cốt thép chịu kéo phát huy hết khả làm việc Thép bị chảy dẻo bị phá hoại tượng xảy từ từ, trước bị phá hoại dầm có biến dạng lớn Người ta gọi bị phá hoại dẻo *Kết luận: tính tốn thiết kế cốt thép cho dầm ta phải dựa vào giới hạn trạng thái phá hoại dẻo Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện thẳng góc 3.1 Cấu kiện có tiết diện hình chữ nhật đặt cốt đơn 3.1.1 Sơ đồ ứng suất công thức * Ta có sơ đồ ứng suất cấu kiện đặt cốt đơn sau: - Trong đó: b: Chiều rộng tiết diện 57 h: Chiều cao tiết diện ho: Chiều cao làm việc tiết diện x: Chiều cao vùng bê tơng chịu nén Fa: Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu kéo tiết diện a: Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép Fa đến mép chịu kéo tiết diện - Khi tính tốn tiết diện thẳng góc, lấy sơ đồ ứng suất dựa vào trạng thái giới hạn phá hoại dẻo Để việc tính tốn đơn giản mà bảo đảm xác cần thiết, coi gần sau: + Tại vùng bê tông chịu nén, ứng suất bê tông đạt đến mức cường độ chịu nén Rn + Tại vùng chịu kéo, bê tông bị nứt, coi không làm việc Cốt thép vùng chịu kéo (Fa) phải chịu toàn lực kéo Ở trạng thái giới hạn, ứng suất cốt thép đạt tới cường độ chịu kéo thép Ra * Phương trình cân - Theo sơ đồ ứng suất cho thấy, hệ lực song song cân nên có hai phương trình cân có ý nghĩa độc lập với - Tổng hình chiếu lực lên phương trục dầm được: RaFa = Rn.b.x (1) - Tổng mô men lực qua trọng tâm chung cốt thép chịu kéo ta được: x M gh =R n b.x h o - 2 (2) - Thay Rn.b.x = RaFa vào phương trình (8-2) ta được: x M gh =R a Fa h o - 2 (2’) 3.1.2 Cơng thức tính tốn theo bảng * Từ hệ phương trình (1) (2) ta tính tốn để tìm cơng thức Muốn đơn giản cách giải phương trình, ta đưa dạng có ký hiệu: - Đặt: α= x ;x=α.h o ;A=α.(1-0,5α);γ=1-0,5α ho - Ta có bảng 24 để tra sẵn: Biết α tra A; γ biết A tra α , γ Thay x = α ho vào phương trình (1) được: R a Fa =R n b.α.h o =α.R n b.h o (8-1)a 58 - Gọi giá trị mô men lớn mà cấu kiện phải chịu M Điều kiện cường độ tính tốn theo trạng thái giới hạn M ≤ M gh; đồng thời thay x = α.ho vào phương trình x M R n b.x h o - = R n b.α.h o h o - 0,5α.h o 2 = α.(1 – 0,5α).Rn.b.ho2 = A.Rn.b.ho2 (8-2’) - Biến đổi phương trình (2’) được: M R a Fa (h o - 0,5α.h )=(1- 0,5α)R a Fa h o =γR a Fa h (8=2’)a - Tóm lại ta công thức sau: R a Fa =α.R n b.h o M A.R n b.h o M γ.R F h a a o (1)a (2)a (2')a * Điều kiện sử dụng - Điều kiện hạn chế chiều cao vùng bê tông chịu nén: để đảm bảo cấu kiện đến trạng thái giới hạn dẻo, chiều cao vùng chịu nén phải nhỏ giới hạn: x α.h o hay x α o tức α α o ; A ≤ Ao ho Giá trị giới hạn αo phụ thuộc vào mác bê tơng nhóm cốt thép (có bảng 20 để tra αo – Biết αo tra bảng 24 Ao) Với bê tông mác M200 trở xuống thép có Ra ≤ 30 KN/cm2 αo = 0,62 Ao = αo(1-0,5αo) = 0,428 - Về hàm lượng cốt thép: Gọi hàm lượng cốt thép dọc chịu lực μ = Fa b.h o Khi tính tốn phải đảm bảo µmin ≤ µ ≤ µmax Hàm lượng thép tối đa μ max = α o Rn Ra Hàm lượng thép tối thiểu µmin ; lấy µmin= 0,05% 3.1.3 Các toán * Bài tốn 1: Tính cốt thép chịu kéo Fa : Biết trị số mơ men M, kích thước tiết diện (b,h), mác bê tơng, nhóm cốt thép 59 - Tìm số liệu cần thiết : Căn vào mác bê tơng nhóm cốt thép tra bảng Rn, Ra, , A0 Giả thiết a để tính h0 = h - a, thông thường với a = 1,52 cm, với dầm a 0,1h - Tìm A M ; so sánh A với A0 R n b.h 02 Nếu A>Ao khơng thỏa mãn điều kiện tính cốt đơn Nếu A μ Hàm lượng cốt thép: μ Mà μ Từ bảng 25 ta chọn thép: Φ16 + Φ20 có Fa = 4,02 + 3,14 = 7,16 cm2 Bố trí thép chịu lực hình vẽ 61 Tại mép gối đỡ lại Q = ± 0,5(g + p)lo (8-21) Biểu đồ bao mô men lực cắt cho dầm phụ Hình cho cách vẽ biểu đồ bao mô men lực cắt dầm phụ, tiết diện có đánh số cách 0,2 l Các dầm phụ có dạng đối xứng cần tính cho nửa tiết diện (dầm nhịp lấy tiết diện 8, dầm nhịp lấy đến tiết diện 10, dầm nhịp lấy đến tiết diện số 13, dầm nhịp nội lực nhịp bên nhau) Tính cốt thép: Dầm phụ có tiết diện chữ T, cánh chữ T phần Khi tính tốn phải ý phân tích vị trí cánh với thớ căng mơ men gây Với mô men nhịp (căng thớ dưới) tính theo tiết diện chữ T Với mơ men gối đỡ (căng thớ trên) tính theo tiết diện chữ nhật bdp x hdp; tính theo biến dạng dư nên α ≤ 0,3 Chọn bố trí thép phải đảm bảo diện tích thép cần thiết theo tính tốn, đảm bảo u cầu cấu tạo, cần có kết hợp uốn số thép chịu lực nhịp lên làm thép chịu lực gối đỡ 2.2.4 Tính tốn dầm Sơ đồ tính: Dầm gối lên cột tường, tùy theo số lượng gối đỡ mà dầm đơn giản dầm liên tục 95 Một sơ đồ tính tốn dầm nhịp a Sơ đồ kết cấu b Sơ đồ tính Dầm chịu tải trọng từ dầm phụ truyền xuống, phản lực gối đỡ dầm phụ, tải trọng đặt vào dầm lực tập trung Hoạt tải tập trung là: Tĩnh tải tập trung: P = p.ld G = g.ld + nγbbdc(hdc - hb)ln (8-22) (8-23) Trong đó: nγbbdc(hdc - hb)ln : trọng lượng đoạn sườn dầm dài lo Nhịp dầm l khoảng cách hai gối đỡ dầm (dầm chịu lực hình lấy l = ln) Nội lực dầm chính: Dầm phận chịu lực sàn tính theo sơ đồ đàn hồi Có thể dùng bảng lập sẵn để tính vẽ biểu đồ bao mô men, lực cắt Tung độ nhánh dương biểu đồ bao mô men: M oG 1P l (8-24) Tung độ nhánh âm biểu đồ bao mô men: M o G 2 P l (8-25) Tung độ nhánh dương biểu đồ bao lực cắt: Q oG 1P (8-26) Tung độ nhánh âm biểu đồ bao lực cắt: Q o G 2 P (8-27) 96 Các hệ số o , 1 , 2 , 1 , 2 tra theo bảng phụ lục Tính cốt thép: Dầm có tiết diện chữ T cánh nằm phía Với mơ men dương (ở nhịp) tính theo tiết diện chữ T Với mơ men âm (ở gối): Tính theo tiết diện chữ nhật bdc x hdc Chọn bố trí thép cho dầm phải thỏa mãn u cầu tính tốn yêu cầu cấu tạo Khi tính chống cắt cho dầm: Tính theo tiết diện chữ nhật (chỉ kể phần sườn) Cốt thép gia cường (cốt treo): Tại điểm dầm phụ gác lên dầm chính, có lực tập trung từ dầm phụ truyền vào, để tránh phá hoại cục phải đặt thép gia cường, trường hợp phải gia cường cách đặt cốt treo (chính cốt đai dầm đặt gần lại nhau) Diện tích cốt treo cần thiết: Ftr Số cốt treo m PG Ra (8-28) Ftr n.f d fd: Diện tích nhánh cốt treo n: Số nhánh cốt treo Cần chọn m số chắn bố trì đoạn bdp + 2(hdc hdp) Bố trí cốt treo Sàn bê tơng cốt thép đúc tồn khối có làm việc hai chiều 3.1 Sơ đồ kết cấu sàn Sàn gồm có BTCT dầm đúc liền khối với Dầm chia thành l l nhiều ơ, có tỉ số d Khi d mà lại đúc liền với ln ln tải trọng đặt có ảnh hưởng đến nội lực Để phân tích sơ đồ bản, coi mép gối vào dầm liên kết ngàm, cịn gác vào tường ngồi chu vi sàn khớp 97 3.2 Tính tốn mặt sàn Mặt sàn cấu tạo ô đúc liền khối với nhau, biết mô men uốn cho tiết diện nguy hiểm dải tính cốt thép dễ dàng (như biết) Vậy cần nghiên cứu cách xác định mô men uốn cho dải 3.2.1 Công thức tổng quát để xác định nội lực cho Theo nguyên tắc phải xếp hoạt tải bất lợi sàn Để tìm mơ men dương lớn cho tiết diện nhịp hoạt tải bố trí tiếp tục cách lại đặt hoạt tải khác Như hình dưới, gạch chéo có bố trí hoạt tải Một sơ đồ tính tốn liên tục làm việc chiều Tải trọng tính tốn phân bố mặt sàn gồm: Tĩnh tải g o, hoạt tải po Gọi sơ đồ a chịu tải trọng tổng cộng bố trí bất lợi P Gọi sơ đồ a’ dãy chịu tải trọng phân bố g o o gọi sơ đồ a’’ 2 P dãy chịu tải trọng o hai ô liền hướng ngược Thấy rằng: (sơ đồ a) = (sơ đồ a’) + (sơ đồ a’’) 98 Ở sơ đồ a’ nội lực ô tính riêng tùy theo thuộc vào sơ đồ thứ “i” sơ đồ biết, tính được: p P M 'n ni go o ld l n M ''d di g o o l d l n 2 2 Với sơ đồ a’’ mô men vị trí có dầm đỡ khơng có ( M''g ) làm việc sơ đồ thứ 1, mô men là: M''n ni Po P ld l n M ''d di o ld l n 2 Kết mô men dương cho nhịp xác định theo công thức tổng quát: p p M n M 'n M ''n ni go o ld l n ni o ld l n 2 (8-29) p p M d M d' M d'' di g o o ld l n di o l d l n 2 (8-30) Trị số mô men âm gối đỡ lấy trung bình cộng mơ men gối hai bên gây 3.2.2 Các trường hợp cụ thể Để tính mơ men uốn bản, phải xác định sơ đồ ô Tên sơ đồ ô phụ thuộc vào sơ đồ kết cấu thực tế tồn sàn hình nêu trường hợp: Bản liên tục dãy, liên tục hai dãy, liên tục ba dãy, trường hợp liên tục nhiều dãy tăng số lượng có sơ đồ 7, 8, cịn số sơ đồ khơng tăng Tên ô sàn BTCT làm việc chiều 99 Tên ô sàn BTCT làm việc chiều 3.3 Tính tốn dầm Khi làm việc theo hai chiều, dầm dỡ có hai loại; loại nằm theo cạnh dài loại nằm theo cạnh ngắn Tùy theo số ô số gối đỡ mà dầm hay nhiều nhịp Tải trọng đặt lên dầm gồm có trọng lượng thân dầm lực từ sàn truyền tới Để tính tải trọng từ sàn truyền xuống Từ góc ô người ta kẻ đường chéo 45o chia thành tam giác hình thang Coi lực o nằm sát dầm truyền lên dầm Dầm đặt theo cạnh ngắn bả chịu tải trọng phân bố hình tam giác Dầm đặt theo cạnh dài ô chịu tải trọng phân bố hình thang 100 Sơ đồ tính tải trọng dầm đỡ sàn làm việc chiều Gọi tải trọng phân bố mặt sàn gồm: Tĩnh tải go, hoạt tải po Giá trị lớn tĩnh tải phân bố đặt vào dầm g g o l n Giá trị lớn hoạt tải phân bố đặt vào dầm p pol n Tổng tải trọng phân bố: q g p go po l n Tính mơ men tiết diện nguy hiểm dầm theo sơ đồ biến dạng dẻo gd l2 Mô men nhịp thứ M1 0,7M o 11 (8-31) gd l2 Mô men gối thứ (gối B): M g 0,7M o 11 (8-32) gd l2 Mô men nhịp bên trong: M 0,5M o 11 (8-33) gd l2 Mô men gối bên trong: M g 0,5M o 16 (8-34) Trong đó: gd : Trọng lượng thân dầm quy phân bố theo chiều dài l : Nhịp dầm tính tốn (tải tam giác ln ; tải hình thang ld) 101 Mo : Mơ men uốn lớn đoạn dầm hai gối đỡ đoạn dầm dầm đơn giản ql 2n - Với tải trọng phân bố hình tam giác: M o 24 q 3.ld2 l 2n 24 Lực cắt dầm xác định theo công thức sau: - Với tải trọng phân bố hình thang: M o - Tại gối A: QA Qo MB l (8-35) (8-36) (8-37) - Tại bên trái gối thứ (trái gối B): QTB Qo MB l - Tại mép gối giữa: Q Q o (8-38) (8-39) Qo : Lực cắt gối đỡ đoạn dầm coi đoạn dầm đơn giản Tải trọng phân bố hình tam giác: Qo Tải trọng phân bố hình thang: Qo ql n gd l n gl q 2ld ln d d (8-40) (8-41) 102 CHƯƠNG IX: TÍNH TỐN MỘT SỐ BỘ PHẬN CƠNG TRÌNH Mục tiêu - Biết chuyển từ sơ đồ kết cấu thực sơ đồ tính kết cấu cầu thang, lanh tơ, văng, máng nước - Tính tốn thành thạo tải trọng, nội lực, cốt thép cho phận cầu thang Nội dung Tính tốn cầu thang 1.1 Khái niệm Cầu thang phận đảm bảo giao thơng theo phương đứng cho cơng trình Có nhiều loại cầu thang, loại có sơ đồ tính riêng, tính tốn phải phân tích đề sơ đồ thích hợp Thực tế thường dùng cầu thang hai đợt, cầu thang gồm có: Bậc thang, đan thang, cốn thang, chiếu nghỉ, chiếu tới, dầm đỡ, lan can tay vịn Bậc thang cao hb; rộng bb; xây gạch đúc bê tông Đan thang BTCT dày hd rộng l1 đặt nghiêng góc α Cốn thang: Đỡ cho cạnh đan thang, diện tích cốn b c x hc, dài l2 cos Chiếu nghỉ: Bản BTCT dày hch, dài l4, rộng l3 Dầm đỡ chiếu nghỉ cốn: Đỡ cạnh chiếu nghỉ cốn, tiết diện dầm bd x hd Mặt bậc có trát lớp vữa dày vt Mặt bê tơng có lớp vữa dày vd 1.2 Tính tốn phận cầu thang thường a Tính đan thang Sơ đồ tính: Đan thang BTCT chữ nhật có liên kết cạnh, cạnh l1 đặt vào dầm, cạnh xiên đặt vào cốn tường Tùy theo tỷ số cạnh ld mà áp dụng sơ đồ tính cho ln Tải trọng đan thang gồm tĩnh tải hoạt tải - Hoạt tải tiêu chuẩn lấy theo quy phạm ptc (KN/cm2) - Hoạt tải tính tốn mặt đan: p1 n.p tc (9-1) 103 - Trọng lượng lớp trát gây ra: g vt n. v bb h b vt lb (9-2) - Trọng lượng lớp trát gây ra: g vd n. v vd (9-3) - Trọng lượng thân đan gây ra: g d n. b h b (9-4) bb h b 2.l b (9-5) - Trọng lượng bậc gạch quy ra: gb n. G - Tổng tĩnh tải phân bố mặt đan là: g1 g vt g vd gd g b (9-6) - Tải trọng tổng cộng: q1 g1 p1 (9-7) - Phần tải trọng tổng cộng hướng vng góc với mặt đan q, q1.cos (9-8) Cốt thép đan: Thường dùng 6 8 đặt cách Thép chịu lực vào đoạn gần tường cốn uốn lên nửa số b Tính cốn thang Cốn thang dầm BTCT đặt nghiêng để đỡ cạnh đan thang Tải trọng từ đan thang truyền vào quy thành tải trọng phân bố theo chiều dài l cốn q1 , trọng lượng thân cốn quy thành tải trọng phân bố theo chiều dài g c n. b bc h c Tổng trọng tải phân bố cốn là: l1 n. b bc h c Tính thép cho cốn theo mơ men lớn nhịp q q1 q l 22 M 8cos (9-9) (9-10) q 2l 2 Tiết diện cốn theo hình chữ nhật bc xh c Lực cắt lớn đầu cốn Q Cốt thép cốn cần neo vào dầm, cần đặt thép chờ để sau liên kết lan can Cốt thép cấu tạo, ngồi chịu uốn cịn phải chịu lực nén 104 Cấu tạo cầu thang hai đợt sơ đồ tính kết cấu phận 105 c Tính đan chiếu nghỉ Ở hình trên, đan chiếu nghỉ BTCT hình chữ nhật có liên kết l cạnh (cạnh dài l4 cạnh ngắn l3) Căn tỷ só để chọn cách tính mơ men uốn l3 Tải trọng chiếu nghỉ gồm có trọng lượng thân lớp cấu tạo nên chiếu nghỉ hoạt tải phân bố mặt cầu thang Đặt thép: Theo cách đặt cho d Tính dầm đỡ chiếu nghỉ Sơ đồ tính: Là dầm đơn giản nhịp l4, chịu tải trọng từ chiếu nghỉ truyền vào trọng lượng thân dầm thành lực phân bố q4 Lực từ cốn truyền vào thành lực tập trung S đặt đầu cốn phản lực gối đỡ cốn Căn sơ đồ tính tải trọng tính nội lực Tính bố trí thép cho dầm theo trình tự biết e Chú ý Khi tính chiếu tới phải phân tích sơ đồ tính cụ thể giống tính tốn chiếu nghỉ Dầm đỡ chiếu tới tính tốn giống dầm đỡ chiếu nghỉ khơng làm cốn thang lên tầng dầm phải chịu lực từ chiếu tới cốn (1 lực S) Với cầu thang khác với cầu thang hình phải phân tích xác định sơ đồ tính khác Lanh tơ, văng, máng nước 2.1 Lanh tô 2.1.1 Khái niệm Lanh tô kết cấu chịu lực ô trống tường (trên cửa đi, cửa sổ, ô trống…) Lanh tô thường làm BTCT lắp ghép đúc tồn khối, kết hợp lanh tô với giằng tường Lanh tơ có tiết diện chữ nhật, chiều rộng b chiều dày tường, chiều cao h lấy theo chịu lực nên lấy bội số chiều cao hàng gạch xây Chiều dài lanh tô lấy chiều rộng cửa (l) cộng theo đoạn gối lên tường (c) hay lấy c 200 300 mm 2.1.2 Tính tốn Sơ đồ tính: Coi lanh tơ dầm đơn giản đầu gối lên tường, nhịp tính tốn: lo l c (9-11) Tải trọng: Gồm trọng lượng thân lanh tô mảng tường bên gây 106 - Trọng lượng thân lanh tô quy lực phân bố: n. b b.h - Trọng lượng mảng tường bên cửa xác định theo thực tế Nếu khơng có lanh tơ, mảng tường bên bị nứt tách khối hình tam giác vng cân mà đỉnh gần mép cửa - Trọng lượng khối tường đặt lên lanh tơ có dạng hình tam giác, trị số lớn nhất: lo l n. v o v (9-12) 2 Trong đó: gmax n. G b v G : Là trọng lượng riêng vữa trát khối gạch xây v : Tổng chiều dày lớp vữa trát trát tường Sơ đồ tính tốn lanh tơ Để tính tốn: Quy tải trọng dạng phân bố theo chiều dài lanh tô: q gmax n. b b.h Căn vào sơ đồ tính tải trọng tính M (9-13) q.l 2o q.l ,Q o Tính thép cho tiết diện chữ nhật bxh * Chú ý: lo tải trọng khối tường truyền vào lanh tơ lấy tồn khối tường hình chữ nhật Tải trọng quy phân bố là: Nếu khối tường lanh tơ có chiều cao H q n. v b.H n. v v n. b b.h (9-14) Nếu tường vị trí ô cửa có đặt dầm sàn cách mặt lanh tơ khoảng a xét tiếp: - Khi a lo : Coi tải trọng từ dầm sàn không đặt vào lanh tô 107 - Khi a ứng lo : Coi tải trọng dầm sàn đặt vào lanh tô vị trí tương 2.2 Ơ văng Ơ văng phần BTCT nằm ngang nhơ khỏi mặt ngồi để tránh bớt mưa nắng tạo dáng đẹp cho cơng trình Nó thường đặt cửa cửa sổ ngồi Sơ đồ tính: Ơ văng BTCT ngàm cạnh vào tường tính theo làm việc chiều Tải trọng gồm tĩnh tải hoạt tải Tĩnh tải trọng lượng thân ô văng lớp trát Hoạt tải lấy theo tiêu chuẩn tải trọng tác động (tiêu chuẩn thiết kế) TCVN 2737-90 lấy theo trọng lượng thân người (có dụng cụ) đứng để sửa chữa, nguy hiểm người đứng ngồi mép văng Khi tính tốn lấy mét chiều dài mép, văng có người đứng Trọng lượng tiêu chuẩn người 0,75KN, hệ số vượt tải 1,4 Cốt thép cho văng: Tính theo cấu kiện chịu uốn Đặt thép theo cấu tạo bản, mô men căng thớ phải đặt thép chịu lực gần mặt Sơ đồ kết cấu ô văng a Mặt ô văng; b Sơ đồ tính; c Tính chống lật Tính chống lật văng: Ơ văng bị lật quanh mép ngồi tường Mơ men tải trọng đặt ô văng gây Mô men chống lật tạo trọng lượng khối tường bên đè xuống Khối tường tính hình thang, đáy nhỏ chiều rộng cửa mở rộng bên góc 30o Trọng 108 lượng tường nhẹ dễ bị lật, tính mơ men chống lật lấy hệ M số vượt tải 0,9 Để an toàn lấy thêm hệ số an toàn giu 1,3 1,5 M lat 2.3 Máng nước 2.3.1 Khái niệm Máng nước phận để dẫn nước mưa mái nhà đến ơng nước, máng nước bố trí bên bên ngồi tường biên ngơi nhà 2.3.2 Tải trọng Tải trọng máng nước gồm có tĩnh tải hoạt tải Tĩnh tải lớp cấu tạo nên máng nước gây ra, xác định theo thực tế Hoạt tải người thi công sửa chữa nước mưa đầy đến lỗ trống tràn (theo TCVN 2737 - 90) Khi thiết kế phải chọn tổ hợp tải trọng, tổ hợp gây nội lực lớn lấy để tính tốn Tổ hợp tải trọng 1: Tĩnh tải cộng với hoạt tải người thi công Tổ hợp tải trọng 2: Tĩnh tải cộng với hoạt tải nước đầy đến lỗ tràn * Xác định nội lực Máng nước nhà: Tính theo dầm tiết diện chữ U Trong đoạn máng làm việc panen sườn ngửa, đúc bê tông liền qua nhiều tường máng dầm liên tục Máng nước bên ngồi nhà mà có dầm đỡ Phải tỷ lệ ld mà dầm đỡ ln thành máng tạo nên cho để sơ đồ tính 2.3.3 Biện pháp chống lật cho máng nước Máng đặt nhà dễ bị lật quanh mép tường Để chống lật dùng biện pháp: - Dùng panen làm đối trọng để gây mô men giữ - Neo thép máng nước vào lớp bê tôn chống thám mái - Neo máng nước vào bu lông thép chờ vào khối tường bên - Làm dầm công xôn đỡ 109 ... diện Mô men (KNm) M A R n bh o2 Rn bh o Ra Chọn thép (cm ) Fa Giữa nhịp biên Ml - - - - Trên gối biên Mb - - - - Giữa nhịp Mn - - - - Trên gối Mg - - - - 92 Bố trí cốt thép a Khi hb < 8cm... 0, 428 .0,9 .25 .4 52 1,96cm2 ; - Thép F ' R a h0 a ' 28 (45 3) ' a 64 Chọn thép Fa’ 2? ? 12 có diện tích 2, 26 cm2 R 'a ' Rn 0,9 28 - Thép Fa 0 bh0 Fa 0, 62 .25 .45 1,96 24 ,36cm2... o - 2? ?? (2) - Thay Rn.b.x = RaFa vào phương trình ( 8 -2 ) ta được: x M gh =R a Fa h o - 2? ?? (2? ??) 3.1 .2 Công thức tính tốn theo bảng * Từ hệ phương trình (1) (2) ta tính tốn để tìm công