Nguyên lý tính toán và cấu tạo

8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO NỘI DUNG: 3.1 Nội dung bước thiết kế kết cấu Bê tông cốt thép 3.2 Tải trọng tác dụng 3.3 Nội lực 3.4 Phương pháp tính tốn BTCT 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.6 Thể vẽ kết cấu BTCT Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.1 Nội dung bước thiết kế kết cấu BTCT Thiết kế KC BTCT = Tính tốn + Cấu tạo Mơ tả làm việc kết cấu Chọn sơ kích thước vật liệu Lập sơ đồ tính tốn: liên kết, nhịp… Xác định loại tải trọng tác dụng Tính tổ hợp nội lực  giá trị bất lợi Tính tốn BTCT: TTGH & Thiết kế chi tiết  vẽ BTCT 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.2 Tải trọng tác dụng (TCVN 2737:1995) Tải trọng lực tác dụng lên cơng trình, nhân tố quan trọng định thành phần bêtông cốt thép cơng trình Khi thiết kế kết cấu cần xác định tải trọng theo tiêu chuẩn tương ứng Với cơng trình DD&CN ta thường dùng tiêu chuẩn tải trọng tác động TCVN 2737-1995 3.2.1 Phân loại tải trọng - Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải) - Tải trọng tạm thời (Hoạt tải) - Tải trọng đặc biệt (Động đất, cháy nổ, …) Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.2 Tải trọng tác dụng (TCVN 2737:1995) 3.2.2 Trị số tiêu chuẩn trị số tính tốn Tải trọng tiêu chuẩn (qtc)  tính tốn trực tiếp (trọng lượng thân, gió,…) hay tra bảng (hoạt tải người sàn, thiết bị, xe máy,…) Tải trọng tính tốn (q)  suy từ tải tiêu chuẩn có xét đến hệ số vuợt tải n (tra bảng theo tiêu chuẩn tương thích với loại cơng trình): q  nqtc 8/19/2021 Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.3 Nội lực 3.1.1 Xác định thành phần nội lực Nội lực bao gồm: - Mô men uốn M, - Lực cắt Q, - Lực dọc N, - Mô men xoắn Mt Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.1.2 Tổ hợp nội lực, hình bao nội lực q12 q11 q22 q21 qg qg n S i  S g    S ij j i = 1, 2… TT: qg S max Các tổ hợp Hình bao nội lực S S n =  g = 1.0 n >  g = 0.9 HT1: q1 HT2: q2 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.4 Phương pháp tính tốn BTCT 3.4.1 Đại cương phương pháp tính - Đầu kỷ 20, người ta dùng rộng rãi phương pháp ứng suất cho phép (Điều kiện an toàn:    cp ) - Giữa kỷ 20, phương pháp nội lực phá hoại thay phương pháp ứng suất cho phép Điều kiện an toàn: kSc  S ph - Ngày nay, toàn giới sử dụng phổ biến phương pháp Trạng thái giới hạn (TTGH) để tính tốn BTCT Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.4 Phương pháp tính tốn BTCT 3.4.2 Phương pháp Trạng thái giới hạn (TTGH) - Theo TTGH 1: Kết cấu đảm bảo độ bền (không bị phá hoại, ổn định, mỏi,…hay yếu tố môi trường) I S  S gh nq i TCi i M  M gh   N  N gh  Q  Qgh  F ( Ab , Rb , As , Rs ) 8/19/2021 Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.4 Phương pháp tính toán BTCT 3.4.2 Phương pháp Trạng thái giới hạn (TTGH) - Theo TTGH 1: Trên tiết diện thẳng góc (chịu M N), tính theo mơ hình biến dạng phi tuyến   b ,max   b ,u   s,max   s,u Và tiết diện nghiêng (chịu Lực cắt): ≤ Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.4 Phương pháp tính tốn BTCT 3.4.2 Phương pháp Trạng thái giới hạn (TTGH) - Theo TTGH 2: Kết cấu đảm bảo làm việc bình thường (khơng xuất khe nứt biến dạng mức) II STC  S gh q TCi  F  Farc ,u  aarc   arc ,u f  f u   F(a, Ab , Rbn, As , Rsn ) i 10 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.4 Phương pháp tính tốn BTCT 3.4.3 Cường độ tính tốn vật liệu - Với bê tông (Mục 6.1.2 TCVN 5574:2018): + Cường độ tiêu chuẩn: Rb,n; Rbt,n + Cường độ tính tốn: Rb ; Rbt ; Rb,ser ; Rbt,ser - Với cốt thép (Mục 6.2.2 TCVN 5574:2018): + Cường độ tiêu chuẩn: Rs,n + Cường độ tính tốn: Rs ; Rsc ; Rs,ser ; Rsw 11 Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Ngun lý cấu tạo (Mục 10 TCVN 5574:2018)  Chọn kích thước tiết diện  Lớp bê tông bảo vệ cốt thép  Khoảng hở cốt thép  Neo cốt thép  Bố trí thép dọc (thép chịu lực)  Bố trí thép ngang (đai, phân bố)  Liên kết hàn cốt thép  Nối chồng cốt thép (nối buộc) 12 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.1 Chọn kích thước tiết diện - Yêu cầu kích thước tối thiểu - Đảm bảo tính kinh tế - Sự cần thiết thống hóa ván khn cách đặt cốt thép, điều kiện công nghệ sản xuất cấu kiện 13 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.2 Khung lưới cốt thép - Khung: cho dầm, cột, kết cấu - Lưới: cho sàn, kết cấu 14 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Ngun lý cấu tạo 3.5.3 Cốt thép chịu lực cốt thép cấu tạo - Cốt thép chịu lực: dùng để chịu lực phát sinh kết cấu tải trọng Số lượng cốt thép lớn, tính tốn cụ thể (gọi cốt thép tính tốn) - Cốt thép cấu tạo: dung để cấu tạo thành khung lưới, chống co ngót, …Số lượng thường thép chịu lực, khơng cần tính tốn mà đặt theo kinh nghiệm dẫn Tiêu chuẩn 15 Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Ngun lý cấu tạo 3.5.4 Lớp BT bảo vệ cốt thép - Khoảng cách từ mép BT đến mép cốt thép gần - Lớp bê tông bảo vệ cho cốt thép chịu lực cần đảm bảo làm việc đồng thời cốt thép bê tông giai đoạn làm việc kết cấu, bảo vệ cốt thép khỏi tác động khơng khí, nhiệt độ tác động tương tự 16 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Ngun lý cấu tạo 3.5.4 Lớp BT bảo vệ cốt thép i  1,2  ci  max(i , c0i ) b A’s Chiều dày tối thiểu bê tông bảo vệ h As c1 Thép chịu lực Thép đai, cấu tạo c01 (mm) c02 (mm) Trong & tường 10  20 10  15 Trong dầm & sườn 15  25 10  20 c2 c2 c1 Trong cột 20  25 10  20 Trong móng 30  70 10  20 17 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.5 Khoảng hở cốt thép - Khoảng cách thông thủy cốt thép (hoặc vỏ ống đặt cốt thép căng) theo chiều cao chiều rộng tiết diện cần đảm bảo làm việc đồng thời cốt thép với bê tơng lựa chọn có kể đến thuận tiện đổ đầm vữa bê tông 18 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.6 Neo cốt thép - Đối với cốt thép có gờ, cốt thép tròn trơn dùng khung thép hàn lưới hàn đầu mút để thẳng, khơng cần uốn móc Những cốt thép tròn trơn chịu kéo dùng khung, lưới buộc cần uốn móc đầu, móc dạng chữ L chữ U 19 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.6 Neo cốt thép 20 10 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.6 Neo cốt thép - Chiều dài đoạn neo: Các cốt thép dọc chịu kéo cốt thép chịu nén cần kéo dài thêm qua tiết diện vng góc với trục dọc cấu kiện mà chúng tính với tồn cường độ tính tốn, khoảng khơng nhỏ Lan xác định theo công thức: Lan   L0,an As ,cal As ,ef Chú ý: Trong trường hợp nào, chiều dài neo thực tế lấy không nhỏ 15ds 200 mm 21 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Ngun lý cấu tạo 3.5.7 Nối cốt thép (Mục 10.3.6) Khi chiều dài cấu kiện lớn để thuận tiện thi công, kết cấu xuất mối nối cốt thép dọc Nối buộc Nối ống ren Nối hàn 22 11 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.7 Nối cốt thép Lưu ý nối buộc - Không nối chồng thép đường kính f > 40 mm - Khơng nên nối chồng thép vùng chịu kéo gần vị trí có nội lực (M, N, Q) lớn - Tại mặt cắt ngang cấu kiện, không nên nối chồng vượt 50% As - Chiều dài đoạn nối phải theo quy định 23 Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.6 Thể vẽ KC BTCT Thể vẽ KC BTCT cần phải tuân thủ theo tiêu chuẩn hành sau: Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6084:2012 Bản vẽ xây dựng - Thể cốt thép bê tông Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5572:2012 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Bản vẽ thi công 24 12 ... dạng chữ L chữ U 19 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.6 Neo cốt thép 20 10 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.6 Neo cốt thép - Chiều... xuất cấu kiện 13 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo 3.5.2 Khung lưới cốt thép - Khung: cho dầm, cột, kết cấu - Lưới: cho sàn, kết cấu 14 8/19/2021 Chương NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ... 5574:2018): + Cường độ tiêu chuẩn: Rs,n + Cường độ tính tốn: Rs ; Rsc ; Rs,ser ; Rsw 11 Chương NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.5 Nguyên lý cấu tạo (Mục 10 TCVN 5574:2018)  Chọn kích thước tiết