Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép chương 3 nguyễn khắc mạn

NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO BTCTTÍNH TỐN :- Xác định tải trọng và tác động, xác định nội lực và tổ hợp nội lực, xác định khả năng chịu lực của kết cấu hoặc tính toán tiết diện BTCT.CẤU T

CHÖÔNG 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 39 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT TÍNH TOAÙN : - Xaùc ñònh taûi troïng vaø taùc ñoäng, xaùc ñònh noäi löïc vaø toå hôïp noäi löïc, xaùc ñònh khaû naêng chòu löïc cuûa keát caáu hoaëc tính toaùn tieát dieän BTCT CAÁU TAÏO : - Choïn vaät lieäu (maùc beâtoâng, nhoùm coát theùp), choïn kích thöôùc tieát dieän caáu kieän, choïn vaø boá trí coát theùp, giaûi quyeát lieân keát … 40 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.1 TAÛI TROÏNG VAØ TAÙC ÑOÄNG Taùc ñoäng coù nguoàn goác thieân nhieân nhö gioù baõo, ñoäng ñaát, aùp löïc nöôùc ngaàm, aùp löïc ñaát, söï thay ñoåi nhieät ñoä… Taùc ñoäng khaùc nhö troïng löôïng vaät lieäu vaø keát caáu, hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi trong coâng trình, söï vaän haønh cuûa maùy moùc thieát bò, söï coá chaùy noå … 3.1.1 PHAÂN LOAÏI TAÛI TROÏNG Taûi troïng thöôøng xuyeân (tónh taûi) THEO TÍNH CHAÁT Taûi troïng taïm thôøi (hoaït taûi) Taûi troïng ñaëc bieät 41 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.1.1 PHAÂN LOAÏI TAÛI TROÏNG Taûi troïng daøi haïn THEO THÔØI HAÏN TAÙC DUÏNG Taûi troïng ngaén haïn THEO PHÖÔNG, CHIEÀU Taûi troïng ñöùng THEO TRÒ SOÁ Taûi troïng ngang Taûi troïng tieâu chuaån TT DAØI HAÏN Taûi troïng tính toaùn 42 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.1.2 Toå hôïp taûi troïng Tónh taûi thöôøng xuyeân taùc duïng leân keát caáu, trong khi ñoù hoaït taûi coù theå xuaát hieän ôû nhöõng choã khaùc nhau vaøo nhöõng thôøi ñieåm khaùc nhau Toå hôïp taûi troïng : saép xeáp vò trí cuûa hoaït taûi ñeå tìm giaù trò noäi löïc lôùn nhaát ôû moät tieát dieän naøo ñoù Noäi löïc öùng vôùi moãi tröôøng hôïp taûi troïng coù theå ñöôïc xaùc ñònh theo sô ñoà ñaøn hoài hoaëc sô ñoà coù xeùt ñeán bieán daïng deûo trong BTCT 43 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT Moät soá tröôøng hôïp taûi troïng 44 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.2 CÖÔØNG ÑOÄ TIEÂU CHUAÅN VAØ CÖÔØNG ÑOÄ TÍNH TOAÙN 3.2.1 BEÂTOÂNG CÖÔØNG ÑOÄ TIEÂU CHUAÅN Cöôøng ñoä tieâu Maùc BT theo cöôøng ñoä chòu neùn chuaån 200 250 300 350 (kG/cm2) Heä soá An 0,750 0,745 0,740 0,735 112 140 167 195 Neùn R ntc Keùo R ktc 11,5 13 15 16,5 R tc R mb CÖÔØNG ÑOÄ TÍNH TOAÙN k 45 b Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT CÖÔØNG ÑOÄ TÍNH TOAÙN GOÁC : Laø cöôøng ñoä tính toaùn chöa keå ñeán heä soá mb Maùc BT (kG/cm2) 200 250 300 350 Cöôøng ñoä tính toaùn Rn 90 110 130 155 7,5 8,8 10 11 goác (kG/cm2) Rk 46 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.2.2 COÁT THEÙP CÖÔØNG ÑOÄ TIEÂU CHUAÅN Tieán haønh thí nghieäm keùo kieåm tra cöôøng ñoä coát theùp Vôùi coát theùp deûo kieåm tra theo giôùi haïn chaûy, vôùi coát theùp raén kieåm tra theo giôùi haïn beàn Cöôøng ñoä tieâu chuaån (Ratc) laáy baèng giaù trò kieåm tra nhoû nhaát vôùi xaùc xuaát baûo ñaûm95% CÖÔØNG ÑOÄ TÍNH TOAÙN R atc Cöôøng ñoä tính toaùn veà keùo (Ra): R a  ma ka Cöôøng ñoä tính toaùn veà neùn (R’a) -Khi Ra  3600 kG/cm2 , laáy R’a = Ra -Khi Ra > 3600 kG/cm2 ,laáy R’a = 3600 kG/cm2 47 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT Caùc ñaëc tröng cô hoïc cuûa theùp Nhoùm Ñöôøng kính ch b Cöôøng ñoä Cöôøng ñoä coát theùp (mm) ( kG/cm2 ) ( kG/cm2 ) tieâu chuaånRatc tính toaùn Ra CI 6  40 (kG/cm2) (kG/cm2) CII 10  40 CIII 6  40 2200 3800 2200 2000 CIV 10 32 2600 3000 5000 3000 3400 5000 4000 6000 4000 6000 9000 6000 Baûng cöôøng ñoä coát theùp theo TCVN 48 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.3 PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU BTCT Hieän nay, keát caáu BTCT ñöôïc tính toaùn theo phöông phaùp traïng thaùi giôùi haïn (TTGH) Traïng thaùi giôùi haïn laø traïng thaùi maø töø ñoù trôû ñi keát caáu khoâng coøn thoûa maõn nhöõng yeâu caàu ñaët ra cho noù 2 nhoùm TTGH :veà khaû naêng chòu löïc vaø veà ñieàu kieän söû duïng bình thöôøng 49 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.3.1 NHOÙM TTGH THÖÙ NHAÁT : (veà cöôøng ñoä ) Baûo ñaûm khaû naêng chòu löïc cho keát caáu: Khoâng bò phaù hoaïi do taùc duïng cuûa taûi troïng vaø taùc ñoäng Khoâng bò maát oån ñònh veà hình daùng hoaëc veà vò trí Khoâng bò phaù hoaïi vì moûi Khoâng bò phaù hoaïi do taùc duïng ñoàng thôøi cuûa nhöõng nhaân toá veà löïc vaø nhöõng aûnh höôûng baát lôïi cuûa moâi tröôøng Ñieàu kieän tính toaùn : T  Tgh T  Titcnici Baøi toaùn thieát keá Baøi toaùn kieåm tra 50 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT Minh hoaït moät soá hình aûnh maát oån ñònh cuûa keát caáu 51 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT Minh hoaït moät soá giai ñoaïn laøm vieäc cuûa keát caáu 52 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.3.2 NHOÙM TTGH THÖÙ HAI Haïn cheá bieán daïng ñeå baûo ñaûm ñieàu kieän söû duïng bình thöôøng Khi tính toaùn theo TTGH thöù hai thì duøng taûi troïng tieâu chuaån vaø cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa vaät lieäu Kieåm tra bieán daïng : f  fgh Ñoä voõng giôùi haïn cuûa caáu kieän BTCT Loaïi caáu kieän Giôùi haïn ñoä voõng 1 Daàm caàu truïc chaïy ñieän (1/600) L 2 Saøn coù traàn phaúng, caáu kieän cuûa maùi : - Khi nhòp L < 6 m (1/200) L - Khi nhòp 6  L  7,5 m 3 cm - Khi nhòp L > 7,5 m (1/250) L Ghi chuù: L laø nhòp tính toaùn cuûa daàm hoaëc baûn keâ leân 2 goá i Ñoái vôùi console thì duøng L =2L 1 vôùi L1 laø ñoä vöôn cuûa console 53 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT Kieåm tra söï hình thaønh vaø môû roäng khe nöùt Ñoái vôùi caáu kieän cho pheùp nöùt : an  an.gh Ñoái vôùi caáu kieän khoâng cho pheùp nöùt : T  Tn Moät soá tröôøng hôïp caàn thieát phaûi tính toaùn theo TTGH thöù hai: Kieåm tra ñoä voõng cho daàm coù nhòp  7m Kieåm tra nöùt cho daàm coù nhòp  10m ; keát caáu laép gheùp, beå chöùa chaát loûng, chaát khí … 54 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.4 NGUYEÂN TAÉC CAÁU TAÏO BTCT 3.4.1 HÌNH DAÏNG VAØ KÍCH THÖÔÙC TIEÁT DIEÄN Choïn hình daïng vaø kích thöôùc tieát dieän phaûi baûo ñaûm: Khaû naêng chòu löïc Ñoä cöùng Ñoä oån ñònh Tieát kieäm vaät lieäu Thuaän tieän thi coâng Baûo ñaûm myõ quan coâng trình  Haøm löôïng coát theùp  ñaùnh giaù söï hôïp lyù cuûa kích thöôùc tieát dieän 55 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT 3.4.2 CAÁU TAÏO COÁT THEÙP a KHUNG VAØ LÖÔÙI COÁT THEÙP Coát theùp ñaët vaøo trong BT khoâng ñöôïc ñeå rôøi maø phaûi lieân keát chuùng laïi vôùi nhau thaønh khung hoaëc löôùi b THEÙP CHÒU LÖÏC VAØ THEÙP CAÁU TAÏO Theùp chòu löïc : ñöôïc tính toaùn ñeå chòu caùc öùng suaát do taûi troïng Theùp caáu taïo : thöôøng khoâng caàn tính toaùn, ñöôïc ñaët theo qui ñònh cuûa qui phaïm vaø theo kinh nghieäm, ñeå: lieân keát coát chòu löïc thaønh khung / löôùi, giaûm co ngoùt khoâng ñeàu, chòu öùng suaát do nhieät ñoä thay ñoåi, phaân boá taùc duïng cuûa taûi troïng taäp trung, vv… 56 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT c CHOÏN VAØ BOÁ TRÍ COÁT THEÙP Ñöôøng kính coát theùp : Trong cuøng 1 tieát dieän, khoâng neân duøng quaù nhieàu loaïi ñöôøng kính coát theùp Cheânh leäch ñöôøng kính caùc coát theùp trong moät tieát dieän 2    6 mm Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä coát theùp : tính töø meùp ngoaøi beâtoâng ñeán meùp ngoaøi gaàn nhaát cuûa coát theùp C  {max, C0}  C0 : coù qui ñònh cho töøng loaïi caáu kieän Khoaûng hôû coát theùp : t  {max, t0} ñuû roäng ñeå vöõa beâtoâng loït qua vaø xung quanh moãi coát theùp coù moät lôùp beâtoâng ñuû baûo ñaûm ñieàu kieän veà löïc dính baùm 57 Chöông 3 NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO BTCT d NEO COÁT THEÙP Coâng thöùc xaùc ñònh chieàu daøi ñoaïn neo : Lneo   mneo Ra    d  Rn  Theo kinh nghieäm : Trong vuøng keùo : lneo = (30  45) d Trong vuøng neùn : lneo = (15  20) d e NOÁI COÁT THEÙP Noái buoäc (choàng) Noái haøn Noái baèng oáng loàng (phöông phaùp daäp eùp oáng noái) 58