Introduction to composite construction of buildings KHÁI QUÁT CHUNG CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM CỘT RỖNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM CỘT CHỊU NÉN LỆCH TÂM CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT Chương 4 CỘT THÉP Tiế.
Chương - CỘT THÉP I KHÁI QUÁT CHUNG II CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM III CỘT RỖNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM IV CỘT CHỊU NÉN LỆCH TÂM V CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN CHI TIẾT CỘT IV CỘT NÉN LỆCH TÂM Tiết diện Tính tốn cột đặc chịu nén lệch tâm Tính tốn cột rỗng chịu nén lệch tâm Tiết diện ◆ Tiết diện ĐẶC RỖNG: M không lớn; (N1, M1) (N2, M2) đối xứng gần đối xứng (N1, M1) (N2, M2) chênh nhiều Tiết diện ◆ Cột chịu Mx, để đảm bảo độ cứng mặt phẳng uốn, chiều cao h chọn theo chiều dài cột lc: ◆ 1 h = ÷ ÷lc 14 1 h= ÷ ÷lc 10 15 với cột rỗng với cột đặc Để đảm bảo độ cứng theo phương cịn lại, b lấy b = ( 0,3 ÷ 0,5) h là: 1 b= ÷ lc ÷ 20 30 Tiết diện ◆ Khi cột bị uốn phương với Mx My bố trí cột cho mơmen uốn lớn (Mx) mặt phẳng vng góc với trục x ◆ Cột nén lệch tâm thường có lực cắt lớn dùng hệ bụng – Dùng giằng V < lực cắt quy ước Vf – Bản giằng cấu tạo cột nén tâm – Có thể dùng thép hình [ nội lực uốn Mb lớn Tính cột đặc chịu nén lệch tâm a) Tính tốn Bền ◆ Khơng cần kiểm tra Bền Độ lệch tâm tính đổi me ≤ 20, với: ◆ me = ηm Độ lệch tâm tương đối e M A m= = ρ N Wc η : hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng tiết diện đến phát triển biến dạng dẻo (Bảng II.4, PL II) – Wc : xác định với thớ chịu nén lớn tiết diện Tính cột đặc chịu nén lệch tâm ◆ Điều kiện bền cột là: My N Mx ± y± x ≤ f γc An I nx I ny – N, M : lực dọc momen uốn tính tốn tổ hợp tải trọng – Mx, My : momen uốn mặt phẳng vng góc trục x,y – An, Inx, Iny : diện tích momen quán tính tiết diện thu hẹp Tính cột đặc chịu nén lệch tâm ◆ Khi cột – không chịu trực tiếp tải trọng động τ ≤ 0,5fv – thép làm cột có fy ≤ 5300 daN/cm2 – N/(Anf) > 0,1 Kể đến phát triển biến dạng dẻo, kiểm tra bền theo : nc, cx, cy : hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện (Bảng 4.8) Wnxmin, Wnymin : momen kháng uốn nhỏ tiết diện thu hẹp nc My N Mx + ≤1 ÷ + c x f γ cWnx c y f γ cWny Anf Tính cột đặc chịu nén lệch tâm 10 b) Tính tốn ổn định tổng thể TH1 : Cột chịu N M mặt phẳng đối N ≤ f γc ϕe A xứng – N, Mx ϕe xác định theo PL II.2, phụ thuộc: Mx f m = ηm; m = e = M x A λ = λx e ρ N Wxc E để xác định m phải tổ hợp tải trọng với N, lấy sau: e + Cột dạng congxon: Mngàm không nhỏ M tiết diện ngàm 1/3 chiều dài cột + Cột tiết diện không đổi: Mmax + Cột bậc: Mmax đoạn cột có tiết diện khơng đổi cách Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm b) Chọn tiết diện nhánh: ◆ Xác định nội lực nhánh: N1y M1 + C C Ny M = 1+ C C Nf = Nf - Với y1, y2 xác định sau: y1 = ( 0,4 − 0,6) C ; y = C − y1 M1 + M2 M2C y − + C ÷y1 + =0 N1 − N2 N1 − N2 - Nếu N1 = N2 xác định y1 theo công thức: y1 = M2 C M1 + M2 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 30 ◆ Cột rỗng giằng, nhánh xác định cột đặc chịu NĐT với Nf1, Nf2 ◆ Cột rỗng giằng, nhánh xác định cột đặc chịu NLT với (Nf1, Mf1) (Nf2, Mf2) Mf1 Mf2 mơmen uốn phụ lực cắt gây Mf VAf = a 2A Mf VAf = a 2A Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 31 c) Tính tốn bụng giằng ◆ Các bụng hay giằng tính tốn với nội lực sinh lực cắt lấy là: Max (Vf cột NĐT V thực tế) E N Vf = 7,15.10−6 2330 − ÷ f ϕ ◆ Việc tính tốn bụng, giằng: phần cột rỗng NĐT V CẤU TẠO & TÍNH TỐN CHI TIẾT CỘT 32 Đầu cột – Đỡ kết cấu bên dàn, dầm – Phân phối tải trọng tập trung dàn tiết diện cột – Cấu tạo liên kết cần đảm bảo sơ đồ tính: liên kết cứng hay khớp Chân cột – Dùng để truyền tải trọng từ thân cột xuống móng – Giữ cho chân cột phù hợp với sơ đồ tính ngàm hay khớp Đầu cột 33 Xà ngang đặt đỉnh cột: Dùng cho sơ đồ liên kết Đệm gỗ Đệm gỗ l b≈ 0,6h w khớp Mũ cột l 1≥ 0,6h w a Bản ốp tăng cường Tăng tw bụng Z=b+2t2 Đầu cột 34 b Xà ngang liên kết cạnh bên cột Chân cột 35 a Cấu tạo: Chân cột liên kết khớp Chân cột 36 a Cấu tạo: Bản đế dày ≥ 2cm Chân cột liên kết khớp Chân cột Chân cột liên kết ngàm Chân cột 38 Tính tốn đế: b ◆ Với chân cột chịu nén tâm, diện tích đế: N Abd = LB ≥ ϕb = Am Abd αψϕbRb – N: lực dọc tính toán cột α: hệ số phụ thuộc vào cấp bêtông, với bêtông cấp ≥ B25 – Rb, Rbt: cường độ nén, kéo tính tốn bêtơng ψ= 0,75 1: tải nén phân bố không – Am: diện tích mặt móng α=13,5Rbt/Rb Chân cột 39 ◆ Nếu chân cột có dầm đế – Chọn B theo kích thước chân cột đoạn cơngxơn C=10÷ 12cm – L=Abd/B – Chiều dày đế: B = L = Abd » 6M » b: chiều rộng cột t bd = với M = σ AC 1 bf γ c » A1: diện tích truyền tải vào côngxôn (phần gạch chéo) Côngxôn σ = » C1: N LB khoảng cách từ trọng tâm diện truyền tải hình thang đến tiết diện tính tốn (mép biên cột) Chân cột 40 Nếu tbd>80mm sử dụng chân cột có dầm đế sườn, điều kiện tăng mác bêtơng móng để giảm Abd C1 làm cho tbd≤ 80mm ◆ Với chân cột có dầm đế sườn: Abd với B = b (or h)+2tdd+2C L= – b, h: kích thước cột B – tdd: chiều dày dầm đế, lấy sơ 8÷ 10mm – C: độ nhơ cơngxơn đế, lấy C≤ 100mm Chân cột 41 – Thân cột, dầm đế sườn chia đế thành ô có điều kiện biên khác » Ơ 1: côngxôn, ô 2: tựa khớp cạnh kề nhau, ô 3: tựa khớp cạnh, ô 4: tựa khớp cạnh » Trừ ô 1, ô tính uốn tác dụng phản lực Chân cột 42 – Mômen uốn lớn bản: » d: nhịp tính tốn ô ≈ αb: hệ số lấy theo Bảng 4.11 4.12 ◆ M = α bσ d Ô 1: d=c, αb=1/2 Ô 4: d=a1, αb tra bảng 4.11 theo tỷ số b1/a1 với a1 cạnh ngắn ◆ Ô 3: d=a2, αb tra bảng 4.12 theo tỷ số b 2/a2 với a2 chiều dài biên tự do, b2 chiều dài cạnh liên kết vuông góc với biên tự do; b 2/a2