LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

MỤC LỤC LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN 1. Tính toán thép dầm. - Vật liệu sử dụng:  Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb.  Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( 2b γ )  R ξ ; R α  Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es  Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es  Tiết diện b x h  Nội lực: M và Q - Tính thép dọc:  Giả thiết a = 3,5 ÷ 5 hoặc a = h/10 (cm)  h 0 = h – a (cm)  Tính: 2 0 . . . m b b M R b h α γ = ≤ R α (thỏa điều kiện tính cốt đơn) 1 1 2. m ξ α = − − hay 0,5.(1 1 2. ) m ζ α = + −  Tính: 0 . . . . b b s R b h As R ξ γ = hay 0 . . s M As R h ζ =  Hàm lượng cốt thép: min 0,05% µ = ≤ 0 .100 . s tt A b h µ = max . . .100 R b b s R R ξ γ µ ≤ = Ghi chú: nếu µ tt ≤ µ min thì min 0 . .As b h µ =  Chọn thép: => A s ch  Chênh lệch diện tích cốt thép: -3% ≤ .100 ch s s s ch s A A A A − ∆ = ≤10% • Ở gối chịu moment âm, ta tính theo tiết diện chữ nhật. • Ở nhịp chịu moment dương, ta tính theo tiết diện chữ T nhưng để thiên về an toàn ta tính theo tiết diện chữ nhật. - Tính thép ngang:  Điều kiện cần khi tính cốt đai: 3 0 max .(1 ). . . . b f n b bt R b h Q ϕ ϕ ϕ γ + + ≤ (t.d có cánh thuộc vùng chịu kéo: ϕ f = 0; ϕ n = 0)  Chọn đường kính đai (As đai), nhánh đai (n): Asw = As đai . n  Khả năng chịu lực cốt đai: 2 2 2 0 4. . . . . s b b bt Q q R b h ϕ γ =  Khoảng cách cốt đai theo tính toán: . sw sw tt sw R A S q =  Khoảng cách lớn nhất của cốt đai: 4 0 max . . . . b b bt R b h S Q ϕ γ =  Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: Tại gối (đoạn L/4): Tại nhịp (đoạn L/2): Khi h ≤ 450 thì Sct ≤ min (h/2; 150) Khi h > 300 thì Sct ≤ min (3h/4; 500) Khi h > 450 thì Sct ≤ min (h/3; 300)  Chọn khoảng cách đai: Tại gối (đoạn L/4): S gối = min(Stt; Smax; Sct) Tại nhịp (đoạn L/2): S nhịp = Sct Ghi chú: khoảng cách đai làm tròn 5mm [=int(S/5).5]  Khả năng chịu ứng suất nén chính bụng dầm: max 0 0,3. . . . . . wl bl b b Q R b h ϕ ϕ γ ≤ trong đó: . 1 5. . . s sw wl b E A E b S ϕ = + 1 0,01. . bl b b R ϕ γ = −  Khả năng chịu cắt cốt đai: . s sw sw R A q S =  Khả năng chịu cắt cốt đai và bê tông: 2 2 0 4. . . . . wb b b bt Q R b h ϕ γ = So sánh: Q và Q wb => Kết luận 2. Tính thép cột lệch tâm phẳng: - Vật liệu sử dụng:  Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb.  Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( 2b γ )  R ξ ; R α  Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es  Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es  Hệ số chiều dài µ = 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 2  Chiều dài hình học L  Tiết diện b x h  Nội lực: N, M và Q - Tính thép dọc:  Giả thiết a = 3,5 ÷ 5 hoặc a = h/10 (cm)  h 0 = h – a (cm)  Xác định độ mãnh: 0 .L l h h µ λ = =  Xác độ lệch tâm của lực dọc: 1 ( ) M e cm N =  Xác độ lệch tâm ngẫu nhiện: max( , )( ) 600 30 a L h e cm≥  Xác độ lệch tâm tính toán: Kết cấu hệ siêu tĩnh: 0 1 max( ; ) a e e e= Kết cấu hệ tĩnh định: 0 1 a e e e = +  Tính: 3 . 12 b b h I = Giả thiết: µ gt = 1% ÷ 3% 2 0 . . .(0,5. ) s gt I b h h a µ = −  Tính: 0 0,11 0,1 0,1 S e h = + +  Hệ số ảnh hưởng của tác dụng dài hạn: .0,5. 1 2 .0,5. dh dh l M N h M N h ϕ + = + ≤ + (Nếu bỏ qua M dh và N dh thì ϕ l = 2)  Tính: 2 0 6,4. . . .( ) b b s s cr l b E I S E I N l E ϕ = +  Xét ảnh hưởng của uốn dọc: Nếu λ ≤ 8 thì η = 1 Nếu λ > 8 thì: 1 1 cr N N η = −  Tính: 0 . 0,5.e e h a η = + −  Tính: 0 ' . 0,5.e e h a η = − + hay ' 2.e e h a= − +  Tính: 2 0 1 ' 1 50. R R x ξ ξ ε   − = +  ÷ +   trong đó: ε 0 = e 0 /h  Xác định trường hợp lệch tâm: Trường hợp 1: . . b b N x R b γ = > . R h ξ => Trường hợp lệch tâm bé. Diện tích cốt thép: 0 0 . . . '.( 0,5. ') ' .( ') b b s s sc N e R x h x A A R h a γ − − = = − Trường hợp 2: . . b b N x R b γ = ≤ . R h ξ => Trường hợp lệch tâm lớn. Nếu x ≥ 2.a’ Diện tích cốt thép: 0 0 .( 0,5. ) ' .( ') s s sc N e h x A A R h a − − = = − Nếu x < 2.a’ Diện tích cốt thép: 0 . ' ' .( ') s s sc N e A A R h a = = −  Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0,1% 0,4% µ = ÷ ; 0 ' .100 . s s A A b h µ + = ; max 3,5% 6% µ = ÷ Ghi chú: nếu µ tt ≤ µ min thì min 0 . .As b h µ =  Chọn thép: => A s ch ; bố trí thép đối xứng  Chênh lệch diện tích cốt thép: -3% ≤ .100 ch s s s ch s A A A A − ∆ = ≤10% Lưu ý: Khi tính toán cột nén lệch tâm phẳng 2 phương, tính thép theo phương nào thì kích thước cột (bxh) lấy theo phương tương ứng, và tính phương nào bố trí theo phương đó. - Tính thép ngang: Tương tự, tính thép ngang cho cột giống như tính thép ngang cho dầm. Thông thường lực cắt trong cột nhỏ nên thường chọn theo cấu tạo:  Đường kính đai: .max max(6; ) 4 d đai Φ Φ ≥  Khoảng cách đai: .min min(15. ; ) đai d S b ≤ Φ  Khoảng cách đa tại vị trí nốii: .min 10. đai d S ≤ Φ 3. Tính toán thép cột lệch tâm xiên. - Vật liệu sử dụng:  Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb.  Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( 2b γ )  R ξ ; R α  Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es  Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es  Hệ số chiều dài µ = 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 2  Chiều dài hình học L  Tiết diện Cx x Cy  Nội lực: N, Mx, My và Q - Tính thép dọc:  Xác định độ mãnh theo 2 phương: 0 . 1 0,288. . 12 x x x x l L C C µ λ = = 0 . 1 0,288. . 12 y y y y l L C C µ λ = = λ = max(λx; λy)  Tính : 3 . 12 y x x C C I = 3 . 12 x y y C C I = 2 0 2,5. . th b x x E I N l = 2 0 2,5. . b y th y E I N l =  Xét ảnh hưởng của uốn dọc Nếu λ x ≤ 28 thì η x = 1 Nếu λ x > 28 thì 1 1 x th x N N η = − Nếu λ y ≤ 28 thì η y = 1 Nếu λ y > 28 thì 1 1 y th y N N η = −  Tính: M xl = η x .M x M yl = η y .M y  Xác định phương tính toán: Theo phương X Theo phương Y y y x x C M C M 1 1 > x x y y C M C M 1 1 > C x = h; C y = b C x = b; C y = h M 1 = M x1 ; M 2 = M y1 M 1 = M y1 ; M 2 = M x1 max( ; ) 600 30 ax L h e = max( ; ) 600 30 ay L b e = e a = e ax + 0,2.e ay e a = e ay + 0,2.e ax  Giả thiết a = 3,5 ÷ 5 hoặc a = h/10 (cm)  h 0 = h – a (cm)  Z = h – 2.a  Tính: . . b b N x R b γ = Nếu x ≤ h 0 thì 0 0 0,6. 1 x m h = − Nếu x ≤ h 0 thì m 0 = 0,4  Xác định moment tương đương: 1 0 2 . . h M M m M b = +  Tính: 2 0 1 ' 1 50. R R x ξ ξ ε   − = +  ÷ +   trong đó: ε 0 = e 0 /h  Xác độ lệch tâm của lực dọc: 1 ( ) M e cm N =  Xác độ lệch tâm tính toán: Kết cấu hệ siêu tĩnh: 0 1 max( ; ) a e e e= Kết cấu hệ tĩnh định: 0 1 a e e e = +  Tính: 0 . 0,5.e e h a η = + −  Tính: 0 ' . 0,5.e e h a η = − + hay ' 2.e e h a= − +  Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: )2).(5.0( 1 εε γ +− = e  Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: 3,0 ).1( εϕ ϕϕ − += e  Tính: Khi λ ≤ 14 thì: ϕ = 1 Khi 14< λ < 104 thì: ϕ = 1,028 – 0,0000288λ 2 – 0,0016λ  Xác định trường hợp lệch tâm: Trường hợp 1:Khi 30,0 0 0 ≤= h e ε tính theo trường hơp nén lệch tâm rất bé. Diện tích toàn bộ cốt thép A st : st . . . . . e b b e sc b b N R b h A R R γ γ ϕ γ − ≥ − Trường hợp 2: Khi 30,0 0 0 >= h e ε và x 1 >ξ R .h 0 tính theo trường hợp nén lệch tâm bé. Diện tích toàn bộ cốt thép A st : 0 st ' . . . . '.( ) 2 . . b b SC x N e R b x h A k R Z γ − − = với k =0,4 Trường hợp 3:Khi 30,0 0 0 >= h e ε và x 1 ≤ ξ R .h 0 tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép A st : 0 st .( 0,5. ) . . S N e x h A k R Z + − =  Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0,1% 0,4% µ = ÷ ; .100 . s A b h µ = ; max 3,5% 6% µ = ÷ Ghi chú: nếu µ tt ≤ µ min thì min . .As b h µ =  Chọn thép: => A s ch ; bố trí thép theo chu vi  Chênh lệch diện tích cốt thép: -3% ≤ .100 ch s s s ch s A A A A − ∆ = ≤10% - Tính thép ngang: Tương tự, tính thép ngang cho cột giống như tính thép ngang cho dầm. Thông thường lực cắt trong cột nhỏ nên thường chọn theo cấu tạo:  Đường kính đai: .max max(6; ) 4 d đai Φ Φ ≥  Khoảng cách đai: .min min(15. ; ) đai d S b ≤ Φ  Khoảng cách đa tại vị trí nốii: .min 10. đai d S ≤ Φ 4. Tính toán thép sàn. - Vật liệu sử dụng:  Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb.  Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( 2b γ )  R ξ ; R α  Cốt thép chịu lực thép nhóm: CI, A-I có: Rs; Rsc; Es  Tiết diện b x h (b là bề rộng dãy cắt qua; h là chiều dày sàn)  Nội lực: M - Tính thép:  Giả thiết a = 1,5 ÷ 2 hoặc a = h/10 (cm)  h 0 = h – a (cm)  Tính: 2 0 . . . m b b M R b h α γ = ≤ R α (thỏa điều kiện tính cốt đơn) 1 1 2. m ξ α = − − hay 0,5.(1 1 2. ) m ζ α = + −  Tính: 0 . . . . b b s R b h As R ξ γ = hay 0 . . s M As R h ζ =  Hàm lượng cốt thép: min 0,05% µ = ≤ 0 .100 . s tt A b h µ = max . . .100 R b b s R R ξ γ µ ≤ = Ghi chú: nếu µ tt ≤ µ min thì min 0 . .As b h µ =  Chọn thép: => A s ch  Chênh lệch diện tích cốt thép: -3% ≤ .100 ch s s s ch s A A A A − ∆ = ≤10% 5. Tính toán thép vách . - Vật liệu sử dụng:  Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb.  Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( 2b γ )  R ξ ; R α  Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es  Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es  Hệ số chiều dài µ = 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 2  Chiều dài hình học L  Tiết diện b x h  Nội lực: N, M và Q - Phương pháp 1: tính thép theo phương pháp nén lệch tâm phẳng.  Giả thiết a = 3,5 ÷ 5 hoặc a = h/10 (cm)  h 0 = h – a (cm)  Xác định độ mãnh: 0 .L l h h µ λ = =  Xác độ lệch tâm của lực dọc: 01 ( ) M e cm N =  Xác độ lệch tâm ngẫu nhiện: max( ,2)( ) 25 ng h e cm≥  Xác độ lệch tâm tính toán: Kết cấu hệ tĩnh định: 0 01 ng e e e= +  Tính: 3 . 12 b b h I = Giả thiết: µ gt = 1% ÷ 3% 2 0 . . .(0,5. ) s gt I b h h a µ = −  Tính: 0 0,11 0,1 0,1 S e h = + +  Hệ số ảnh hưởng của tác dụng dài hạn: .0,5. 1 2 .0,5. dh dh l M N h M N h ϕ + = + ≤ + (Nếu bỏ qua M dh và N dh thì ϕ l = 2)  Tính: 2 0 6,4. . . .( ) b b s s cr l b E I S E I N l E ϕ = +  Xét ảnh hưởng của uốn dọc: Nếu λ ≤ 8 thì η = 1 Nếu λ > 8 thì: 1 1 cr N N η = − . MỤC LỤC LY THUYẾT TÍNH TOÁN 1. Tính toán thép dầm. - Vật liệu sử dụng:  Bê tông cấp độ bền