Chng 5: Cấu kiện chịu nén I.4.4.1. Cấu kiện chịu nén đúng tâm chữ nhật Tiết diện cốt thép của cột chịu nén đúng tâm: N Trong đó: N: Lực dọc R n : C-ờng độ chịu nén của bê tông R n : C-ờng độ chịu kéo của thép F b : Diện tích tiết diện ngang của cột. : Hệ số uốn dọc (Tra bảng) Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép 0,4 3,5% I.4.4.2. Cấu kiện chịu nén lệch tâm chữ nhật N e o N M Đặt cốt thép đối xứng Tính độ lệch tâm ban đầu e 0 : e 0 =e 01 +e ng Độ lệch tâm do nội lực: N M e 01 Độ lệch tâm ngẫu nhiên: 25 h e ng (sai số do thi công) nh-ng luôn lớn hơn 2 cm. Hệ số uống dọc: th N N 1 1 Lực kéo tới hạn: ) (.4,6 2 aabb dh oth JEJE K S lN Trong đó: S: Hệ số kể đến độ lệch tâm Khi e 0 <0,05h lấy S = 0,84 Khi 0,05h < e 0 < 5h lấy h e S 0 1,0 11,0 Khi e 0 < 5h lấy S = 0,122 K dh : Hệ số kể tới tính chất dài hạn của tải trọng 2 . 2 . 1 h NM h NM K dhdh dh Nếu không tách riêng M dh , N dh , thì lấy K dh =2 Nếu M dh ng-ợc dấu với M thì M dh lấy dấu âm. Nếu K dh <1 thì lấy K dh = 1. M dh , N dh là Mômen và lực dọc do tải trọng dài hạn gây ra. E a , E b : Modul đàn hồi của thép và bê tông J a : là Mômen quán tính của thép: J a = t .b.h o .(0,5.h a) 2 Giả thiết: t = 0,8 1,2% (Hàm l-ợng thép tổng thể) Xác định độ lệch tâm tính toán: a h ee 2 . 0 a h ee 2 .' 0 Xác định tr-ờng hợp lệch tâm: bR N x n * Nếu x < 0 .h 0 thì xảy ra lệch tâm lớn Nếu x 0 .h 0 thì xảy ra lệch tâm bé Giá trị 0 phụ thuộc vào mác bê tông và nhóm thép. a) Tính toán cốt thép dọc Với tr-ờng hợp lệch tâm lớn (x < 0 .h 0 ) Nếu x> 2.a )''.( 2 1 . ' 0 0 ahR xheN FF a aa Nếu x 2.a )'( '. ' 0 ahR eN FF a aa Kiểm tra hàm l-ợng min max với min = 3,5%; max = 0,4% = o aa hb FF . ' x 100% Nếu khác nhiều với gt thì dùng tính lại N dh và ( à chỉ nên lấy < 0,25%) Với tr-ờng hợp lệch tâm bé (x > 0 .h 0 ) Tính x, kiểm tra: Nếu e 0 0,2h 0 thì: x = h - 0 0 4,1. 2 1 8,1 h h . e 0 Nếu e 0 0,2h 0 thì: x = 1,8 (e 0gh - e 0 ) + 0 .h 0 e 0gh = 0,4 (1,25h - 0 .h 0) ).( 2 ' 0 0 ahR x hbReN FF a xn aa Kiểm tra lại hàm l-ợng cốt thép: b) Cấu tạo cốt thép: Cốt dọc chịu lực có đ-ờng kính từ 12 đến 40mm. Khi cạnh tiết diện lớn hơn 20 cm thì nên dùng cốt thép có đ-ờng kính tối thiểu là 16mm. Trong cấu kiện chịu nén đúng tâm, cốt dọc th-ờng đặt đối xứng với hai trục đối xứng của tiết diện. Gọi F at là tổng diện tích cốt thép dọc, F b là diện tích tiết diện ngang của cấu kiện và b a F F à x 100% thì à t không v-ợt quá 3% và không đ-ợc nhỏ hơn min Trong cấu kiện chịu nén lệch tâm, th-ờng gọi F a là cốt thép đặt trên cạnh chịu nén nhiều, F a là cốt thép đặt trên cạnh đối diện (phía chịu kéo hoặc chịu nén ít). Nếu bố trí cho F a = F a ta có tiết diện đặt cốt thép đối xứng. Tỉ số phần trăm cốt thép tính riêng cho F a và F a là: à = b a F F x 100% t à = b a F F ' x 100% F b diện tích làm việc của tiết diện (tiết diện chữ nhật và chữ T có F b ). Trị số à và t à không đ-ợc nhỏ hơn à min và trì số à t = à + à t không nên v-ợt quá 3,5%. Thông th-ờng à t = 0,5% 1,5%. Tỉ số phần trăm cốt thép tối thiệu à min đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm là nh- sau: à min % Độ mảnh 0,05 17 hoặc h 5 0,1 17 < 35 hoặc h 10 0,2 35< 83 hoặc h 24 0,25 >83 Đối với cấu kiện chịu nén trung tâm, tính độ mảnh theo cạnh bé của tiết diện và giá trị à min lấy gấp đôi giá trị cho ở trên. Khi chiều cao h của tiết diện lớn hơn 50 cm thì đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm, ngoài cốt dọc chịu lực đặt trên cạnh b còn phải đặt cốt dọc cấu tạo trên cạnh h. Đ-ờng kính của cốt này không nhỏ hơn 12 mm và khoảng cách giữa chúng phải nhỏ hơn 40 cm. Cốt thép đai trong cấu kiện chịu nén có tác dụng giữ ổn định cho cốt dọc chịu nén không sai lệch vị trí khi thi công và khi chịu lực. Và cốt đai cũng có tác dụng chịu lực cắt. Ng-ời ta chỉ tính cốt đai khi cấu kiện phải chịu lực. . không nên v-ợt quá 3 ,5% . Thông th-ờng à t = 0 ,5% 1 ,5% . Tỉ số phần trăm cốt thép tối thiệu à min đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm là nh- sau: à min % Độ mảnh 0, 05 17 hoặc h 5 0,1 17. hàm l-ợng min max với min = 3 ,5% ; max = 0,4% = o aa hb FF . ' x 100% Nếu khác nhiều với gt thì dùng tính lại N dh và ( à chỉ nên lấy < 0, 25% ) Với tr-ờng hợp. thép: J a = t .b.h o .(0 ,5. h a) 2 Giả thiết: t = 0,8 1,2% (Hàm l-ợng thép tổng thể) Xác định độ lệch tâm tính toán: a h ee 2 . 0 a h ee 2 .' 0 Xác định tr-ờng hợp lệch tâm: bR N x n * Nếu