Đang tải... (xem toàn văn)
Phần 1 của giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép cung cấp cho học viên những nội dung về: tổng quan kết cấu công trình; kết cấu bê tông cốt thép; nguyên lý tính toán cấu kiện bê tông cốt thép; cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn; kết cấu bê tông cốt thép chịu nén; kết cấu bê tông cốt thép chịu kéo;... Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH 1.1 Khái niệm kết cấu cơng trình Kết cấu cơng trình phận kết cấu để tạo nên cơng trình xây dựng Kết cấu cơng trình bao gồm từ phận, cấu kiện riêng lẻ sau chế tạo, lắp ghép lại với để tạo nên phận công trình Tùy theo đặc thù, tính chất cơng trình khác mà tính chất, đặc thù cấu kiện cơng trình khác Cơng trình có tuổi thọ cao kết cấu cơng trình phải đảm bảo tính chịu lực cao Trong xây dựng dân dụng cơng nghiệp kết cấu cơng trình phần như: cột, dầm , xà, móng, giằng, tường… Trong xây dựng cơng trình ngầm mỏ kết cấu cơng trình phận kết cấu chống giữ như: cột, xà, vịm, vỏ liền khối, neo, bê tơng phun… Cơng trình xây dựng ngày xây dựng nhiều phát triển quy mô rộng rãi Kết cấu công trình phận khơng thể thiếu thiết kế tính tốn cơng trình Tùy thuộc vào đặc điểm tính chất cơng trình khác mà kết cấu cơng trình khác Những cơng trình có tuổi thọ lớn kết cấu cơng trình phải có tuổi thọ lớn, cơng trình có kiến trúc thẩm mỹ cao việc liên kết lựa chọn dạng kết cấu công trình phải tiến hành cách cẩn thận Các liên kết kết cấu phải xử lý cách triệt để để tạo nên kết cấu có tính thẩm mỹ cao Để đảm bảo độ ổn định làm việc kết cấu chọn lựa phải tính tốn thiết kế cách tỉ mỉ 1.2 Phân loại kết cấu cơng trình 1.2.1 Theo đặc tính cơng trình Tùy theo đặc tính kết cấu cơng trình người ta chia kết cấu cơng trình dân dụng, cơng trình cơng nghiệp, cơng trình ngầm - Kết cấu cơng trình dân dụng cơng nghiệp: Đây cơng trình ta thường gặp đời sống hàng ngày, kết cấu kết cấu nhà dân, nhà công nghiệp Các liên kết phận nhà, cơng trình xây dựng dân dụng khác kết cấu thép, cầu bê tông cốt thép, kết cấu thép xây dựng, kết cấu gỗ xây dựng, kết cấu gạch đá xây dựng dân dụng Đặc điểm loại kết cấu cơng trình xây dựng bề mặt, có điều kiện khơng gian thi cơng rộng rãi, áp dụng máy móc, giới thi cơng Mỗi loại kết cấu có đặc điểm riêng tùy theo cơng trình cụ thể mà kết cấu phù hợp chọn - Kết cấu cơng trình ngầm mỏ: Bao gồm kết cấu để chống giữ đường hầm, đường lị phục vụ khai thác khống sản, thủy lợi, giao thơng vận tải vv Đặc điểm nhóm cơng trình thi công điều kiện chật hẹp tiến hành mặt đất nên chịu tác động điều kiện địa chất, địa chất thủy văn đến kết cấu cơng trình Do đó, phải có u cầu, phương pháp tính tốn riêng biệt 1.2.2 Theo vật liệu - Kết cấu cơng trình kim loại: kết cấu có tính chịu lực tốt theo hai phương nên sử dụng rộng rãi để làm kết cấu xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Thép sử dụng để làm dàn mái, công dàn nhà công nghiệp, làm kết cấu chống, ván khuôn, dây cáp, làm kết cấu cầu thép…Do đặc tính thép có tính dẻo lớn nên kết cấu thép dùng làm kết cấu có tính chịu biến dạng lớn Ngồi cơng trình có nhịp lớn người ta thường sử dụng thép ứng suất trước để tăng khả chịu lực cho kết cấu Trong xây dựng công trình ngầm mỏ, kết cấu thép sử dụng làm khung chống, vỏ chống…Do đặc điểm riêng cơng trình ngầm nên kết cấu thép phải chịu áp lực cao đất đá nên thường sử dụng thép hình chữ I, C hay thép lịng máng làm kết cấu chống - Kết cấu cơng trình bê tơng, bê tông cốt thép:Được sử dụng rộng rãi làm kết cấu chịu lực xây dựng Thành phần kết cấu bê tông bê tông cốt thép cốt liệu hỗn hợp hồ tạo nên nước xi măng Vì bê tơng có tính chịu nén lớn tính chịu kéo lại thấp nên tăng khả chịu kéo chịu lực bê tông người ta thêm cốt thép vào bê tông để tao nên kết cấu bê tông cốt thép Sở dĩ sử dụng bê tơng cốt thép để chịu lực kết cấu bê tông cốt thép mà không dùng vật liệu khác vì: +) Bê tơng có lực dính, dính chặt cốt thép với bê tông Bê tông làm nhiệm vụ truyền lực phân bố lực cho cốt thép kết cấu làm việc +)Bê tông cốt thép phản ứng hóa học với nhau, khơng bê tơng cịn bao bọc bảo vệ cho cốt thép khỏi tác nhân mơi trường bên ngồi +)Hệ số dãn nở nhiệt bê tơng bê tơng cốt thép gần ( hệ số dãn nở nhiệt bê tơng α = (1÷1,5).10-5/độ thép α = 1,2.10-5/độ) Khi nhiệt độ thay đổi 100oC khơng gây ứng suất kết cấu bê tông cốt thép Trong xây dựng cơng trình ngầm mỏ, bê tơng bê tơng cốt thép sử dụng làm vỏ chống tạm thời vỏ chống cố định cho đường lò đường hầm Kết cấu chống bê tông, bê tông cốt thép chế tạo trước lắp dựng đổ chỗ - Kết cấu gỗ: Kết cấu gỗ sử dụng từ vật liệu gỗ tự nhiên, gỗ dùng thường từ nhóm IV đến nhóm VI, gỗ nhóm VII nhóm VIII muốn sử dụng phải qua chế biến Gỗ sử dụng kết cấu chịu lực khung, cột, kèo nhà gỗ sử dụng làm trang trí bậc cầu thang nhà dân dụng, làm sàn nhà nhà dân dụng công nghiệp Trong xây dựng cơng trình ngầm mỏ, gỗ thường sử dụng làm khung chống mỏ hầm lò - Kết cấu khối xây gạch đá: Với cơng trình có đặc tính kỹ thuật khơng q cao, điều kiện sử dụng, trang trí khơng q tốn kém, điều kiện cho phép người ta cịn sử dụng kết cấu khối xây gạch đá Kết cấu khối xây gạch đá thường sử dụng tường bao, sườn đê để tránh tác động sóng, cổng nhà dân dụng, để trang trí bể bơi, tường khu vực cảnh dân sinh… Trong xây dựng cơng trình ngầm mỏ sử dụng gạch đá để xây dựng phần cửa lò hay xây dựng vỏ chống cố định 1.2.3 Theo dạng kết cấu - Kết cấu dạng thanh: Kết cấu dạng kết cấu có kích thước mặt cắt ngang nhỏ nhiều so với chiều dài kết cấu Kết cấu dạng thấy xây dựng nhà dân dụng, chống, liên kết kết cấu khung dàn giáo xây dựng… - Kết cấu dạng vỏ: Kết cấu dạng vỏ thường tấm, ghép sát lại với để tạo nên vỏ bao bọc không gian sử dụng cần thiết phía trong, vỏ kết cấu có tính liên tục, liền kề Kết cấu dạng vỏ vỏ kết cấu mái dạng vòm, lớp kết cấu vỏ chống giữ cơng trình ngầm, vỏ tạo nên từ liền khối tạo nên từ việc lắp ghép lại với - Kết cấu dạng khung: Kết cấu dạng khung kết cấu tạo nên từ thanh, tấm, vỏ thông qua việc liên kết chúng không gian Kết cấu dạng khung đa dạng phong phú, dạng khung thép sử dụng nhiều nhà, xưởng công nghiệp nay, kết cấu khung bê tông đúc sẵn - Kết cấu dạng tấm, bản: Kết cấu dạng tấm, kết cấu mà có chiều dày nhỏ chiều rộng nhiều lần, có tính chất liên tục liền kề Kết cấu dạng thường sàn nhà dân dụng, công nghiệp bê tông bê tơng cốt thép, thép lắp ghép đổ liền khối với bê tông bê tông cốt thép, đan bê tông cốt thép… Câu hỏi chƣơng 1, Khái niệm kết cấu cơng trình xây dựng 2, Phân loại kết cấu cơng trình theo đặc tính cơng trình 3, Phân loại kết cấu cơng trình theo vật liệu cơng trình 4, Phân loại kết cấu cơng trình theo kết cấu cụng trỡnh Chơng Kết cấu bê tông cốt thép 2.1 Khái niệm kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) BTCT loại vật liệu xây dựng, đợc chế tạo từ loại vật liệu khác tính bê tông thép cộng tác chịu lực với kết cấu Bản thân bê tông đợc chế tạo từ tổ hợp ba thành phần là: cốt liệu, chất dính kết dung môi Ngoài thành phần hỗn hợp bê tông có thêm chất phụ gia, chất độn để rắn trở thành thứ đá nhân tạo có khả chịu lực cao Cốt liệu dùng để chế tạo bê tông thờng cát, đá dăm, cuội, sỏi Tính chất, hình dạng, mức độ mật độ thành phần hạt cốt liệu có ảnh hởng nhiều đến chất lợng hỗn hợp bê tông Cốt liệu có cạnh sắc nhọn cạnh nh đá dăm khả liên kết với chất dính kết tốt bề mặt cốt liệu trơn, độ nhám nh cuội sỏi Chất dính kết dùng bê tông có tác dụng liên kết hạt cốt liệu truyền lực hạt cốt liệu hỗn hợp bê tông lại với Khi chất dính kết xi măng ta có bê tông xi măng hay bê tông thông thờng, chất dính kết bitum ta có bê tông át phan chất phụ gia đa vào hỗn hợp bê tông làm cải thiện tính chất bê tông, phù hợp với điều kiện thi công làm việc kết cấu bê tông sau này: nh chất phụ gia đông cứng nhanh sử dụng chế tạo cấu kiện bê tông không cho phép kéo dài thời gian đông cứng hỗn hợp bê tông, chất phụ gia siêu dẻo tăng độ dẻo, tính linh động hỗn hợp bê tông, giảm nứt nẻ bê tông, phụ gia ngăn cách nớc chống thấm chế tạo kết cấu bê tông không chịu nớc v.v Ngoài trình đa chất độn nh tro bay, hỗn hợp silika siêu mịn, sỉ nhiệt điện v.v, làm tăng thay đổi tính chất lý khả chịu lực kết cấu bê tông Bê tông xi măng loại vật liệu thông dụng có khả chịu lực cao dễ chế tạo có khả tận dụng đợc nguyên vật liệu địa phơng Tuy nhiên khả chịu kéo bê tông lại thấp so với khả chịu nén, để tăng cờng khả chịu kéo bê tông cho cân với khả chịu nén, tận dụng vật liệu ngời ta tiến hành đa cốt thép vào bê tông từ bê tông cốt thép đời Khác hẳn với tính chất bê tông thép loại vật liệu có khả chịu nén tốt Để tăng khả làm việc kết cấu BTCT chịu kéo, nh tiết kiệm đợc vật liệu bê tông giảm đợc tiết diện ngang kết cấu, ngời ta đà đa cốt thép vào bê tông để bê tông cốt thép đồng thời làm việc kết cấu bê tông cốt thép Thông thờng cốt thép đợc bố trí miền chịu kéo kết cấu Tuy nhiên thép có tính chất chịu nÐn rÊt tèt, nªn thùc tÕ tuú theo yªu cầu cấu tạo nh tính chất thi công dễ yêu cầu sử dụng mà nhiều trờng hợp ngời ta bố trí cốt thép miền chịu nén cấu kiện 2.2 u nhợc điểm kết cấu BTCT Ưu điểm: + Có khả tận dụng đợc nguyên vật liệu địa phơng nh: Xi măng, cát, sỏi nhờ tiết kiệm đợc nguyên vật liệu thép + Có khả chịu lực cao hẳn so với kết cấu khối xây gạch đá, gỗ bê tông thông thờng Có khả chịu tải trọng động tốt + Tính kinh tế cao, phải tu bảo dỡng sửa chữa lớn + Có tính chịu lửa tơng đối cao + Dễ tạo hình dáng cấu kiện theo yêu cầu, kiến trúc nhờ hệ thống ván khuôn sử dụng BTCT đổ chỗ đúc sẵn theo yêu cầu Nhợc điểm + Tự trọng thân kết cấu BTCT lớn nên khó chế tạo đợc cấu kiện có nhịp lớn, vật liệu làm ván khuôn phải có tính chịu lực cao Để hạn chế đợc điều ngời ta dùng bê tông nhẹ BTCT dự ứng lực + Tính cách âm, cách nhiệt kém: mà ngời ta hay dùng bê tông có lỗ rỗng, bê tông bọt để tăng khả cách âm cách nhiệt cho kết cấu + Công tác thi công đổ bê tông chỗ khó khăn phức tạp, khó kiểm tra chất lợng nh phụ thuộc nhiều vào yếu tố môi trờng thi công Do đòi hỏi phải có biện pháp tính toán thiết kế đa dự báo sớm điều kiện thi công kết cấu + Bị nứt dới tác dụng tải trọng nên làm giảm chất lợng, khả chịu lực nh làm tính thẩm mỹ, mỹ quan kiến trúc công trình Để hạn chế điều cần phải tính toán, bố trí cốt thép cách hợp lý kết cấu sử dụng BTCT đổ chỗ 2.3 Phân loại kết cấu BTCT Ngày để phân loại kết cấu BTCT ngời ta có nhiều cách phân loại khác Có thể phân loại BTCT theo cách nh sơ đồ dới Bê tông cốt thép Dạng liên kết cốt thép Theo phơng pháp thi công Bê tông cốt thép liền khối Bê tông cốt thép lắp ghép Bê tông cốt thép bán lắp ghép Bê tông phun cốt thép Bê tông cốt thép liền Bê tông cốt thép dạng rời Hình 2.1 Sơ đồ phân loại kết cấu BTCT Theo trạng thái ứng suất cốt thép Bê tông cốt thép thông thờng Bê tông cốt thép ứng suất trớc 2.3.1 Theo phơng pháp thi công Dựa vào phơng pháp thi công chia kết cấu BTCT thành bốn loại nh sau: BTCT liền khối: Là loại kết cấu BTCT mà trình thi côngđợc thực cách đổ chỗ công trờng, trờng thi công có sử dụng ván khuôn Quá trình đổ đợc tiến hành sau lắp đặt cốt thép kết cấu Ưu điểm: Có tính liền khối cao, bị nứt, có khả chịu lực cao Nhợc điểm: Tốn ván khuôn, thi công không liên tục có mạch ngừng, khả chịu lực kém, chất lợng không cao khó quản lí thi công BTCT lắp ghép: loại kết cấu BTCT đợc chế tạo sẵn xởng sản xuất bê tông sau đem đến trờng thi công lắp giáp công trình Ưu điểm: Chất lợng kết cấu cao đợc thi công dỡng hộ điều kiện thuận lợi, khả chịu lực tốt nhiều so với bê tông đổ chỗ Nhợc điểm: Vận chuyển thi công khó khăn, phải xử lý liên kết lắp giáp trình xử lý mối nối lắp giáp khó khăn phức tạp BTCT bán lắp ghép: Ngời ta tiến hành lắp ghép kết cấu BTCT lắp ghép đúc sẵn, sau vị trí có mối nối tiến hành lắp đặt ván khuôn đổ bê tông liền khối để xử lý mối nối Kết cấu BTCT loại kết cấu BTCT nửa lắp ghép, kết cấu sau thi công phần việc đổ liền khối tiến độ điều kiện thi công cho phép ngời ta tiến hành lắp ghép kết cấu đúc sẵn phần lại công trình trờng hợp ngời ta gọi kết cấu công trình kết cấu bê tông cốt thép bán lắp ghép Ưu điểm: Xử lý đợc mối nối cho kết cấu, tiết kiệm đợc ván khuôn thi công BTCT đổ chỗ Nhợc điểm: Việc tổ chức lắp ghép phức tạp, có lớp vật liệu khác bê tông cũ bê tông tạo mặt phân cách vị trí mối nối Nên phải xử lý tốt bề mặt trớc thi công đổ bê tông Bê tông phun: Ngày ngời ta thi công bê tông theo phơng pháp dùng khí nén để phun để tạo nên kết cấu bê tông phun, bê tông phun đợc thực sau có đặt cốt thép kết cấu, sau ngời ta tiến hành phun bê tông Quá trình phun bê tông phun khô phun ớt tuỳ theo điều kiện cụ thể Bê tông phun kết hợp với lới thép bê tông phun sợi thép ngời ta cắt đoạn thép nhỏ có đờng kính 4mm chiều dài đoạn thép 5cm để tạo thành kết cấu bê tông cốt thép Ưu điểm: Bê tông phun không cần ván khuôn, thi công giới hoá, công tác thi công nhanh, không cần đầm dùi Tuy nhiên bê tông cốt thép theo phơng pháp phun có nhợc điểm khó có đợc bề mặt nh bê tông liền khối, việc phun phải tiến hành nhiều lần có tính phân lớp mặt sau lần phun Không thể thực đợc với kết cấu có chiều dầy lớn thi công phơng pháp phun 2.3.2 Theo dạng liên kết cốt thép cấu kiện bê tông cốt thép Tuỳ thuộc vào dạng liên kÕt cđa cèt thÐp kÕt cÊu mµ ng−êi ta phân kết cấu bê tông cốt thép làm hai dạng sau: Bê tông cốt thép có cốt thép dạng liền: Là dạng kết cấu BTCT mà cốt thép đợc liên kết liền thành khung với kết cấu Việc liên kết cốt thép dùng liên kết buộc, hàn sau đặt chúng vào kết cấu tiến hành đổ bê tông để tạo kết cấu Kết cấu dạng bê tông cốt thép thi công theo phơng pháp thông thờng thi công theo phơng pháp tạo ứng suất trớc, phun để tạo nên kết cấu Bê tông cốt thép có cốt thép dạng rời: Là dạng kết cấu BTCT mà cốt thép kết cấu không đợc liên kết lại với nhau, kết cấu dạng thờng bê tông cốt thép dạng sợi thép đợc trộn lẫn trình tiến hành đổ bê tông cốt thép Ưu điểm loại kết cấu bê tông dạng có khả chịu lực cao kết cấu bê tông, chống nứt tơng đối cao cốt thép dạng sợi đợc phân bố kết cấu trình trộn, khả chịu biến dạng cao Tuy nhiên chúng có nhợc điểm khó thi công cốt thép đóng rắn với trình trộn, thi công cần thiết phải có thiết bị chuyển định lợng cốt thép 2.3.3 Theo trạng thái ứng suất cốt thép cấu kiện bê tông cốt thép Dựa vào trạng thái ứng suất cèt thÐp kÕt cÊu BTCT ng−êi ta còng cã thể chia BTCT làm loại nh sau: BTCT thông thờng: Khi tiến hành đổ bê tông cốt thép cho cấu kiện cốt thép cha đợc tạo ứng suất Đặc điểm dạng kết cấu tính chịu lực hạn chế, tính liền khối cao, nhiên kết cấu bị hạn chế nhịp chiều dài BTCT dự ứng lực: Là loại kết cấu BTCT mà cốt thép kết cấu đợc tạo ứng suất trớc kết cấu vào làm việc ổn định Việc tạo ứng suất trớc cốt thép có tác dụng chống lại lực tác dụng bên lên kết cấu từ sớm Do trình kéo cốt thép làm triệt tiêu nội lực lực tác dụng gây kết cấu cha vào chế độ làm việc bình thờng Đồng thời làm giảm tợng nứt co ngót ngoại lực gây kết cấu Tuỳ thuộc vào trình tạo ứng suất cốt thép đợc tiến hành trớc sau đổ bê tông xây dùng cÊu kiƯn mµ ng−êi ta cã BTCT dù øng lực trớc BTCT dự ứng lực sau Quá trình tạo ứng lực đợc thực nhờ kích kéo đầu kết cấu ống đặt sẵn kÕt cÊu t¹o øng lùc sau 2.4 Lùc dính bê tông cốt thép Lực dính bê tông cốt thép yếu tố đảm bảo làm việc bê tông cốt thép, đảm bảo cho biến dạng đồng bê tông cốt thép Các yếu tố tạo lực dính bê tông cốt thép: + Bề mặt cốt thép nhám có gờ + Do keo, hồ vữa xi măng có tác dụng nh thứ keo dán dán chặt cốt thép vào bê tông 10 + Hiện tợng co ngót bê tông làm cho cốt thép dính chặt với bê tông tạo lực ma sát bê tông cốt thép l l Để xác định lực dính bê tông ngời ta tiến hành làm thí nghiệm Để thí nghiệm xác định lực dính ta làm thí nghiệm kéo tụt nÐn tôt cèt thÐp khái kÕt cÊu BTCT theo sơ đồ sau (H2.2) Nk tb m ax Nk tb m ax Hình 2.2 Sơ đồ phân bố lực dính bê tông cốt thép Từ sơ đồ thí nghiệm nh hình vẽ ta thấy cờng độ lực dính kết đợc tính theo c«ng thøc sau: τ tb = N πdl (2.1) Trong ®ã: N - Lùc kÐo (nÐn) tôt cèt thÐp khái mÉu d - §−êng kÝnh cèt thÐp l - Chiều dài phần cốt thép nằm bê tông, nh hình vẽ Thấy lực dính phân phân bố không cờng độ lực dính lớn đợc xác định công thức: max = N = tb ωπdl ω (2.2) Trong ®ã: ω - HƯ sè ®iỊu chØnh biĨu ®å lùc dÝnh ω < C¸c yếu tố ảnh hởng đến lực dính bê tông cốt thép: + Chất lợng bê tông, chất dính kết bê tông + Trạng thái bề mặt cốt thép, bề mặt cốt thép nhám lực dính kết lớn ngợc lại bề mặt cốt thép nhám, trơn giá trị lực liên kết dính kết nhỏ Lực dính kết lớn bê tông cốt thép đợc xác định theo công thøc thùc nghiÖm nh− sau: 11 Fa ho h x a F aR a a e0 e F aR a e b N Fa Hình 6.3: Sơ đồ tính toán cấu kiện chịu kéo lệch tâm lớn * Các công thức tính toán bản: X = N = R F − R bx − R′ F ′ x ∑ M = → Ne ≤ R bx(h − ) + R′ F ′ (h a a F ′a n n a (6.4) a a a − a ′) (6.5) Víi α = x/h nªn ta cã hƯ sau: ⎧ N = Ra Fa − αRn bh − Ra′ Fa′ ⎨ ⎩ Ne ≤ ARn bxh0 + Ra′ Fa′ (h0 − a ′) * Điều kiện áp dụng: x 0h0 x 2a/ 6.2.3.3 Một số toán thờng gặp Dạng 1: Tính toán cốt thép Giả thiết: biết M, N, b, h , Ra, Ra/, Rn KÕt luËn: Fa, Fa/? Cách giải: Từ hệ phơng trình ta thấy hệ phơng trình có phơng trình có ẩn số x, Fa, Fa/ nên ta phải giả thiết trớc ẩn Để tận dụng hết khả chịu lực kết cấu, giả thiết x = α0h0 hay α = α0 (A = A0 ) ®Ĩ tính: Từ phơng trình thứ hệ ta cã diÖn tÝch cèt thÐp Fa/ nh− sau: Fa′ = Ne − A0 Rn bh02 Ra' (h0 − a ′) Trong ®ã: e = e0 – 0,5h + a DiƯn tích cốt thép Fa đợc xác định theo công thức sau: Fa = N + α Rn bh0 + Ra' Fa/ Ra Dạng 2: Tính toán cốt thép Fa Gi¶ thiÕt: biÕt M, N, b, h , Fa/, Ra, Ra/, Rn Kết luận: Fa? Cách giải: + Tính A theo c«ng thøc sau: 70 A= Ne − Ra′ Fa′ (h0 − a ′) Rn bh02 Tõ A tra b¶ng tìm đợc + Nếu 2a /h0 < α0 th× Fa = / αRn bh0 + Ra' Fa/ + N Ra + NÕu α ≤ 2a//h0 th× ta lÊy x = 2a/ ®Ĩ tÝnh Fa Ta lÊy tỉng m« men víi cèt thÐp Fa/ ta cã: ∑M Fa = → Fa = Ne ′ ; víi e/ = e0 + 0,5h – a/ Ra (h0 − a ′) + NÕu α > α0 cã nghÜa lµ cèt thép Fa cho trớc cha đủ, cần phải tăng thêm Khi tốt quay lại tính toán cốt thép nh dạng Dạng 3: Kiểm tra bền Giả thiÕt: biÕt Fa, Fa/, b, h , Fa/, Ra, Ra/, Rn Kết luận: Kiểm tra cấu kiện có chịu đợc M, N? Cách giải: Tính x = Ra Fa Ra′ Fa′ − N Rn b + NÕu 2a/ ≤ x < 0h0 thay x lại công thức tính để kiĨm tra c−êng ®é: x Ne ≤ Rn bx(h0 − ) + Ra′ Fa′ (h0 − a ′) + Nếu x < 2a/ kiểm tra cờng độ theo ®iỊu kiƯn sau: Ne/ ≤ RaFa(h0 –a/) + NÕu x > 0h0 lấy x = 0h0 để tính Do ®ã ta cã: Ne ≤ A0Rnbh02 + R/a Fa/(h0 –a/) 6.3 Tính cấu kiện chịu kéo lệch tâm theo lực cắt Đối với cấu kiện chịu kéo lệch tâm, phá hoại theo lực cắt Q cần đợc xét đến lực kéo kết hợp với lực cắt gây vết nứt nghiêng Để bảo đảm cờng độ tiết diện nghiêng theo ứng suất nén cần đảm bảo điều kiện sau: Q k0Rnbh0 Đồng thời: Q k0Rkbh0 0,2N (*) Thì không cần tính toán theo lực cắt mà cần đặt cốt đai theo cấu tạo nh kết cấu chịu uốn k1 Hệ số đợc lấy nh sau: k1 = 0,6 Víi cÊu kiƯn d¹ng k1 = 0,8 Víi cÊu kiện có dạng Khi điều kiện (*) không thoả mÃn cần tính toán cốt đai theo điều kiện sau: Q ≤ 2,8 (Rk bh0 − 0,2 N )h0 q d Trong ®ã qd tÝnh nh− ®èi víi cÊu kiện chịu uốn 6.4 Một số dẫn đặt cốt thép cho khung, móng cọc xây dựng ắ Quy định đặt cốt thép cột liên kết với tờng gạch đá 71 Trong thiết kế tùy thuộc vào vị trí tơng đối tờng với cột để đặt thép liên kết, nhng yêu cầu phải đảm bảo mặt liên kết cột với tờng dầy 220 phải có mét φ6, t−êng 335 vµ t−êng 450 hai 6, tờng 565 phải có Hình 6.4: Quy định đặt cốt thép cột liên kết với tờng gạch đá a), b) Khi tờng dầy 220 c) Tờng dầy 335 d) Tờng dầy 450 e) Tòng dầy >450 72 Trờng hợp cốt thép đặt đầu vai cột nơi vai cột dùng để đỡ kèo v.v dẫn đặt thép cấu tạo nh hình vẽ 6.5 Hình 6.5: Một số dẫn đặt thép vai cột ắ Cấu tạo cho khung: - Cấu tạo mắt khung tầng 73 Hình 6.6: cấu tạo mắt khung e0/h5% r 15d Chiều dài đoạn La , La1 không đợc nhỏ 30d - Cấu tạo thép cho khung tầng trung gian: Do đặc điểm mắt khung tầng trung gian có dầm bên dầm hai bên nên cần ý đến cách cấu tạo thép cho hợp lý Hình 6.9 giới thiệu cách bố trí thép mắt có cột biên cột dầm, cột hai bên 74 Hình 6.9: Giới thiều cách bố trí cốt mắt khung tầng trung gian a) mắt cột bên b) Mắt cột trung gian hai bên có dầm - Cấu tạo dầm khung gẫy: Trong xây dựng nói chung dầm tầng cùng, trung gian có vị trí dầm, khung chỗ góc, gẫy khúc Nên cần ý cấu tạo cốt thép vị trí Hình 6.10: Sơ đồ cấu tạo dầm khung gẫy Khi bố trí cốt ngang chiếu lên đờng phân giác góc (∑ Ra f ad cos β ) Bè trÝ đoạn S nh hình vẽ 6.10 không đợc nhỏ P1 P2 Khi thép chịu kéo đợc neo đầy đủ vùng nén đặt dầy đai đoạn S Dầm khung gẫy mà góc lâm n»m vïng kÐo cã cèt däc giao phải có thép đai đủ chịu lực Hợp lực cốt dọc chịu kéo không neo vùng chịu nén: P1= 2Ra.Fa1.cos(/2) Hợp lực tất cèt däc chÞu kÐo P2 b»ng 35% Hay: P2 = 0.7Ra.Fa.cos(/2) Một số sơ đồ bố trí cốt thép dầm khung gẫy nh hình 6.11: 75 a) Góc 1600 c) Khi më réng gãc d) Khi h 0,2h0, LH = 35d (B150) - LH=30d (B200), d đờng kính thép lớn Khi thi công cốt thép phần cột móng Tùy thuộc vào đặc điểm công trình, chiều rộng tờng loại móng nh kÝch cì mãng mµ ng−êi ta bè trÝ cèt thÐp cột vào móng khác Vị trí nối thép cột với thép móng khác tùy thuộc vào dạng cốt thép kích thứơc hình học loại móng Ngoài cần ý đến đặc điểm cột có bu lông neo vào cột chiều sâu móng so với mặt nền: 80 Hình 6.17: Chỉ dẫn neo cốt thép cột vào móng a Trờng hợp thép gờ b Trờng hợp thÐp cã gê c Khi chiỊu cao H≤ 30d H×nh 6.18: Khi cét cã neo bu l«ng d Khi cã bu lông lắp cột e Khi có bu lông lắp cột chiều cao H lớn Vị trí nối cốt thép cột móng đợc thực hai vị trí: mặt nền, nền, cột móng đợc thực vị trí phía dầm móng đợc thể nh dới sơ đồ dới đây: 81 Hình 6.19: Các vị trí nối cốt thép cột thép móng a) Vị trí nối thép mặt b) Thép nối mặt dầm móng c, d) Nối mặt dầm móng Ngoài có qúa trình liên kết, cấu tạo cốt thép móng lắp ghép số quy định bố trí cốt thép cho móng cột móng vị trí có khe lún Xin xem thêm " Cấu tạo bê tông cốt thép" - Bộ xây dựng- Công ty t vấn xây dựng công nghiệp Việt Nam ắ Cấu tạo cốt thép cho cọc: Trong xây dựng ngày dùng nhiều loại cọc khác có thĨ lµ cäc khoan nhåi, cän èng, cäc më réng đáy, cọc hình nêmv.v loại cọc có cấu tạo cốt thép cọc khác Tùy theo điều kiện kỹ thuật xây dựng, đặc tính cọc điều kiện thi công loại cọc khác Ví dụ với cọc khoan nhồi với cốt thép chịu kéo cần đợc bố trí dọc trục theo chiều dài cọc, trờng hợp lực nhỏ cọc nhỏ cốt thép dọc đợc bố trí đến độ sâu cần thiết lực kéo đợc triệt tiêu hoàn toàn ma sát đất với thành cọc 82 Khi cọc chịu nén dọc trục đờng kính cốt thép nên lấy 10mm đợc bè trÝ ®Ịu theo chu vi cäc, cèt thÐp ®ai thờng dùng cốt có đờng kính từ6-10mm khoảng cách u = 200-300mm dùng đai đơn hàn đai xoắn ốc liên tục Nếu chiều dài lồng thép > 4m cần bổ sung thép đai 12mm thép đai dầy 6mm Chiều dầy lớp bê tông bảo vệ thép dọc yêu cầu phải lớn hơn50mm nhng không nên 10mm Hình 6.20: Ví dơ cÊu t¹o cèt thÐp cho cäc khoan nhåi 83 Hình 6.21: Một số cấu tạo cốt thép cho cäc cã mòi nhän 84 ... thép lòng máng làm kết cấu chống - Kết cấu cơng trình bê tơng, bê tông cốt thép:? ?ược sử dụng rộng rãi làm kết cấu chịu lực xây dựng Thành phần kết cấu bê tông bê tông cốt thép cốt liệu hỗn hợp hồ... đồ dới Bê tông cốt thép Dạng liên kết cốt thép Theo phơng pháp thi công Bê tông cốt thép liền khối Bê tông cốt thép lắp ghép Bê tông cốt thép bán lắp ghép Bê tông phun cốt thép Bê tông cốt thép... nở nhiệt bê tơng α = (1? ?1, 5) .10 -5 /độ thép α = 1, 2 .10 -5 /độ) Khi nhiệt độ thay đổi 10 0oC khơng gây ứng suất kết cấu bê tông cốt thép Trong xây dựng công trình ngầm mỏ, bê tơng bê tơng cốt thép