CHƯƠNG 5 p1 BÊ TÔNG CỐT THÉP 1

BÊ TÔNG CỐT THÉP CHƯƠNG 5 LÀ MỘT TÀI LIỆU MÀ KHÔNG SINH VIÊN NÀO THIẾU ĐƯỢC, GIÚP CHO CÁC BẠN LINH HOẠT TRONG CÁCH HỌC TẬP ĐỄ HIỂU DỄ TIẾP THU 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

Trang 1

Chapter 5: Shear and Torsion in Beams 201

5 CẤU KIỆN CHỊU CẮT VÀ

XOẮN

5.1 Giới thiệu

5.2 Nguyên nhân gây nên kiểu phá hoại theo tiết diện

nghiêng

5.3 Các yếu tố cơ bản quyết định đến kiểu phá hoại theo

tiết diện nghiêng

5.4 Kiểu phá hoại theo tiết diện nghiêng

5.5 Tính toán theo tiết diện nghiêng chịu lực cắt

5.6 Tính toán theo tiết diện nghiêng chịu mô-men

5.7 Tính toán cấu kiện chịu mô-men xoắn

Trang 3

5.2 Nguyên nhân gây nên kiểu phá hoại nghiêng

Ứng suất kéo chính σ 1

Ritter & MŐrscha - 1899

Trang 4

5.3 Các yếu tố cơ bản quyết định đến kiểu phá hoại theo tiết diện nghiêng

a Giá trị của tỉ số a/h o

5.3.1 Chưa xét đến cốt đai và cốt xiên

  Phá hoại do uốn-cắt (flexure-shear failure)

b Hàm lượng cốt thép chịu kéo μ s

Hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo

Phần bê tông giữa các vết nứt xiên có thể bị phá vỡ, góc vết nứt xiên lớn, kiểu phá hoại thiên về uốn-cắt

Có thể tạo ra một số lượng lớn các vết nứt xiên trên

bề mặt cấu kiện, góc vết nứt xiên chủ đạo nhỏ

Trang 5

5.4 Kiểu phá hoại theo tiết diện nghiêng – phá hoại cắt (Modes

of shear failure)

(a) uốn - cắt kết hợp; (b) kéo xiên; (c) cắt kết hợp kéo chẻ; (d) cắt – nén vỡ

kết hợp; (e) kéo xiên – nén vỡ kết hợp; (f) nén vỡ thân dầm – T, I

Trang 6

5.4 Kiểu phá hoại theo tiết diện nghiêng – phá hoại cắt

(shear failure)

Phá hoại theo tiết diện nghiêng do kết hợp uốn-cắt

L

a

Phá hoại theo tiết diện nghiêng do cắt

Trang 7

5.5 Tính toán theo tiết diện nghiêng chịu lực cắt

5.5.1 Cơ chế kháng lực cắt của tiết diện cấu kiện

 Khả năng kháng cắt của cốt ngang (cốt

đai - Q sw và cốt xiên - Q s,inc )

 Khả năng kháng cắt của cốt dọc (dowel

action)

 Khả năng kháng cắt của cốt liệu do cơ

chế cài móc (interlocking force)

Trang 8

Đảm bảo cho vùng bê tông giữa các vết nứt xiên không bị nén vỡ dưới tác dụng

của ứng suất nén chính σ 2

Trong đó:

 Q là lực cắt trong tiết diện

thẳng góc của cấu kiện;

 φ b1 là hệ số kể đến ảnh

hưởng của đặc điểm trạng

thái ứng suất của bê tông

trong dải nghiêng, = 0.3;

φb1

5.5 Tính toán theo tiết diện nghiêng chịu lực cắt

Trang 9

5.5.3 Khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông

 Khả năng kháng cắt của tiết diện

bê tông không cốt đai, Q b , phụ thuộc

vào kích thước tiết diện, cường độ chịu

kéo của bê tông, chiều dài hình chiếu

của vết nứt xiên và ảnh hưởng của cốt

dọc, được xác định như sau:

Trong đó:

 Q b , Q b,1 và Q b,2 lần lượt là khả năng kháng cắt hiện hữu, khả năng kháng cắt nhỏ nhất và lớn nhất của tiết diện không cốt đai;

 C là chiều dài hình chiếu đứng của

vết nứt xiên nguy hiểm nhất;

 φ b2 là hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông chịu nén nằm trên vết nứt xiên, = 1.5;

2 b2 n bt o b

R bh Q

Trang 10

5.5.3 Khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông

 Khả năng kháng cắt của tiết diện

thuần bê tông không cốt đai có thể được

xác định không cần xét đến tiết diện

nghiêng như sau:

 Khi tiết diện đang xét nằm gần gối tựa

Hệ số [2.5/(a/h o )] được nhân thêm nhằm kể đến ảnh hưởng của hiệu ứng vòm (arch action);

 a là khoảng cách từ tiết diện đang xét đến gối tựa gần nhất;

Trang 11

5.5.4 Khả năng chịu cắt của cốt ngang (cốt đai và cốt xiên)

 Khả năng kháng cắt của cốt đai theo

tiết diện nghiêng, Q sw, được xác định như

của cốt đai; và R sw lấy không lớn

hơn 300 MPa;

 s w là khoảng cách giữa các cốt đai;

 Khi tiết diện đang xét nằm gần

gối tựa ở khoảng cách a nhỏ hơn

h o , ct (4.27) cần nhân thêm hệ

số (a/h o) ;

 Khả năng kháng cắt của cốt thép ngang (đai và xiên) chỉ được tính khi q sw ≥ 0.25R bt b

Trong đó:

 φ sw là hệ số kể đến sự thay đổi nội lực

dọc theo chiều dài hình chiếu đứng của

tiết diện nghiêng C, = 0.75;

 q sw là lực cắt trên một đơn vị chiều dài

của cấu kiện, được xác định như sau:

w

sw sw sw

R A q

s

 (4.26)

 Khả năng kháng cắt của cốt đai

không theo tiết diện nghiêng, Q sw,1, được

xác định như sau:

w,1

Q  q h (4.27)

Trang 12

5.5.4 Khả năng chịu cắt của cốt ngang (cốt đai và cốt xiên)

Để chống vết nứt xiên có chiều dài

Trang 13

5.5.5 Chiều dài hình chiếu đứng của vết nứt nghiêng C

(Điều 8.1.3.3, TCVN 5574-2018)

Ghi chú:

 Tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất là tiết

diện có khả năng kháng cắt thấp nhất Chiều

dài hình chiếu đứng C nguy hiểm nhất được

xác định từ điều kiện dầm có khả năng chịu cắt

nhỏ nhất, Q min Khả năng kháng cắt của của

dầm có thể xem như hàm số phụ thuộc vào C

và bằng cách lấy đạo hàm của hàm số này

theo biến C Giá trị biến C làm cho hàm số này

bằng không, chính là chiều dài hình chiếu của

tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất

 Chiều dài nguy hiểm nhất của hình

chiếu đứng của tiết diện nghiêng C crit được

xác định như sau:

2 w

b n bt crit o

Trang 14

5.5.6 Độ bền theo tiết diện nghiêng chịu lực cắt

(4.28) Trong đó:

 Q b là khả năng kháng cắt của tiết diện bê

tông không cốt đai (xem Mục 5.5.3 – BG

Trang 15

thể được bổ sung sao cho thỏa điều kiện:

(4.30)

Trang 16

Trang 17

Xác định chiều dài đoạn cần bố trí cốt xiên:

Xác định diện tích tiết diện cốt xiên cần

Trang 18

 Bước cốt thép ngang tối đa cho phép,

sw,max, được qui định nhằm đảm bảo không

xảy ra trường hợp vết nứt xiên nằm lọt

giữa hai cốt ngang kề nhau, không xét đến

5.5.7 Bước cốt thép ngang (Điều 8.1.3.3, TCVN 5574-2018)

Trang 19

điều kiện sau:

5.6 Độ bền theo tiết diện nghiêng chịu mô-men

phải thỏa điều kiện sau:

Trang 20

5.6 Độ bền theo tiết diện nghiêng chịu mô-men

Trong đó, z s là cánh tay đòn của ngẫu lực,

Trang 21

Bài toán cụ thể

Dầm có kích thước tiết diện và sơ đồ làm

việc như hình Dầm chịu tác dụng bởi hai

lực tập trung tính toán P = 120 kN (đã kể

trọng lượng bản thân của dầm) Cho biết

bê tông có cấp cường độ chịu nén là B25;

cốt thép ngang thuộc loại CB300-T; lớp bê

tông bảo vệ c = 25 mm Tính toán cốt

ngang cho dầm theo tiết diện nghiêng

250 3d20

Trang 22

 Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông

Trang 23

 Tính toán cốt đai (tt)

 Xác định chiều dài hình chiếu đứng của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất

3 2

0.15

b n bt crit o

n bt o b

Trang 24

Tiết diện thiết kế đủ khả năng kháng cắt

 Kiểm tra bước cốt đai

w,

1.05 10 0.25 0.45

0.44 120

n bt o max

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	1,1 MB