Hướng dẫn làm đồ án tổ chức thi công

Ta quan niệm các ô sàn làm việc độc lập với nhau : tải trọng tác dụng lên ô sàn này không gây ra nội lực trong các ô sàn lân cận quan niệm này không được chính xác nhưng được áp dụng vì

Hướng dẫn lăm đồ ân tổ chức thi công

CHƯƠNG 1 :TÍNH TOÁN SÀN

1 BỐ TRÍ HỆ LƯỚI DẦM :

∗ Dựa vào bản vẽ kiến trúc + hệ lưới cột ⇒ bố trí hệ lưới dầm :

+ Đảm bảo tính mỹ thuật ( nên “ dấu “ dầm vào trong tường, không nên có nhiều dầm

“ lộ “ trên trần của phòng )

+ Đảm bảo tính hợp lý về mặt kết cấu : các dầm nên bố trí sao cho “ mau “ truyền lực xuống đất, không nên rối rắm về mặt kết cấu ( Vd : Dầm D1 gác lên dầm D2, dầm D2 lại gác lên dầm khung DK, )

+ Kích thước ô sàn không quá nhỏ cũng không quá lớn ( trừ trường hợp yêu cầu về kiến trúc phải thiết kế ô sàn lớn )

∗ Với hệ lưới dầm đã bố trí, mặt bằng sàn được chia thành các ô sàn Ta quan niệm các ô sàn làm việc độc lập với nhau : tải trọng tác dụng lên ô sàn này không gây ra nội lực trong các

ô sàn lân cận ( quan niệm này không được chính xác nhưng được áp dụng vì cách tính đơn giản, nếu không : cần tính và tổ hợp nội lực trong sàn : xem thêm giáo trình KCBTCT )

Vì quan niệm rằng các ô sàn làm việc độc lập nên ta xét riêng từng ô sàn để tính

∗ Tiến hành đánh số thứ tự các ô sàn để tiện tính toán ( các ô sàn cùng loại : cùng kích thước, cùng công năng, cùng sơ đồ tính thì đánh số trùng nhau )

2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN :

2.1 Tĩnh tải : Dựa vào cấu tạo kiến trúc mặt cắt sàn ⇒ xác định tĩnh tải tác dụng lên sàn

∗ Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn :

l m

D = 0,8 ÷ 1,4 phụ thuộc tải trọng

l = l1 : kích thước cạnh ngắn của bản

∗ Trọng lượng riêng vật liệu : lấy theo thực tế hoặc các sổ tay kết cấu

Vd : BTCT : γ = 2500 Kg/m3

Vữa XM : γ = 1600 Kg/m3.Gạch hoa XM ( 200×200×20 ) : 1,8 Kg/viên

Gạch men lấy γ = 2200 Kg/m3 hoặc 17 Kg/m2.Khối xây gạch đặc : γ = 1800 Kg/m3

Khối xây gạch ống : γ = 1500 Kg/m3

BT gạch vỡ : γ = 1600 Kg/m3.Cửa kính khung gỗ : 25 Kg/m2

27

Cửa kính khung thép : 40 Kg/m2.Cửa kính khung nhôm : 15 Kg/m2.Đá mài : γ = 2000 Kg/m3.

∗ Hệ số vượt tải n : Tra bảng 1 trang 10 TCVN 2737 - 1995

∗ Xác định tải trọng : g = Σn.γ.δ ( đơn vị Kg/m2 )

n : hệ số vượt tải

γ : trọng lượng riêng

δ : chiều dày lớp vật liệu

Trường hợp có tường hoặc cửa xây trực tiếp trên sàn ⇒ tính thể tích khối xây, thể tích lớp trát, diện tích cửa ⇒ tổng trọng lượng của tường Sau đó chia cho diện tích ô sàn ⇒ g phân bố ( xem như phân bố đều trên toàn ô sàn : gần đúng )

2.2 Hoạt tải :

Lấy theo TCVN 2737 - 1995 ( Bảng 3 trang 12 ) Để đơn giản xem hoạt tải toàn phần thuộc tải trọng ngắn hạn, bỏ qua thành phần dài hạn

Hệ số vượt tải n lấy theo mục 4.3.3 trang 15 - TCVN 2737 - 1995

Xem thêm mục 4.4 trang 16 để xác định công trình có thuộc mục này hay không ?Hoạt tải ký hiệu là : p (Kg/m2)

3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC :

∗ Nội lực trong sàn được xác định theo sơ đồ ĐÀN HỒI ( khác với đồ án BTCT1 )

∗ Gọi l1 : kích thước cạnh ngắn của ô sàn

l2 : kích thước cạnh dài của ô sàn

(Do sơ đồ đàn hồi nên kích thước này lấy theo tim

dầm)

∗ Dựa vào tỉ số l2/l1 người ta phân ra 2 loại bản sàn :

• l2/l1≤ 2 : sàn làm việc theo 2 phương ⇒ sàn bản kê 4

cạnh

• l2/l1 > 2 : sàn làm việc theo 1 phương ⇒ sàn bản dầm

∗ Dựa vào liên kết sàn với dầm : có 3 loại liên kết

Có nhiều quan niệm về kiên kết sàn với dầm :

+ Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem đó là liên kết khớp Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là liên kết ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do

+ Lại có quan niệm nếu dầm biên mà là dầm khung thì xem là ngàm, dầm phụ (dầm dọc) thì xem là khớp

+ Lại có quan niệm dầm biên xem là khớp hay ngàm phụ thuộc vào tỉ số độ cứng của sàn và dầm biên

Các quan niệm này cũng chỉ là gần đúng vì thực tế liên kết sàn vào dầm là liên kết có độ cứng hữu hạn (mà khớp thì có độ cứng = 0, ngàm có độ cứng = ∞)

Nên thường thiên về an toàn : quan niệm sàn liên kết vào dầm biên là liên kết khớp để xác định nội lực trong sàn Nhưng khi bố trí thép thì dùng thép tại biên ngàm đối diện để bố trí cho biên khớp ⇒ rất an toàn

28

liªn kÕt gỉi

tù do

liªn kÕt ngµm

VD :

3.1 Xác định nội lực trong sàn bản dầm :

Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn (vuông góc cạnh dài) và xem như 1 dầm

⇒ Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm :

q = (p + g) 1m (Kg/m)Tuỳ liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm :

3.2 Xác định nội lực trong sàn bản kê 4 cạnh :

Dựa vào liên kết cạnh bản ⇒ có 11 sơ đồ (xem sổ tay kết cấu công trình)

VD :

Sơ đồ 1 (4 cạnh khớp) Sơ đồ 9 (4 cạnh ngàm) Xét từng ô bản :

Momen theo phương cạnh ngắn Momen theo phương cạnh dài

• M1, MI, MI’ : dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh ngắn

• M2, MII, MII’ : dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh dài

max

M = 9ql 12128

1 2

M = - qlmin 1221 1

Duøng M ' ñeơ tínhII

Duøng M ñeơ tính2

Duøng M ñeơ tínhII

Với M1 = mi1 (g + p).l1.l2

MI = ki1 (g + p).l1.l2 ( hoặc MI‘ )

M2 = mi2 (g + p).l1.l2

MII = ki2 (g + p).l1.l2 ( hoặc MII‘ ) ( Đơn vị của M : Kg.m/m )

i : chỉ số sơ đồ sàn (4 cạnh khớp i = 1, 4 cạnh ngàm i = 9 )

mi1, mi2, ki1, ki2 : hệ số phụ thuộc i và l1/l2 tra bảng sổ tay kết cấu, nếu l1/l2 là số lẻ thì nội suy Vd : l1/l2 = 1,78 thì nội suy từ 2 giá trị l1/l2 = 1,75 và l1/l2 = 1,8

4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP :

- Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m = 100cm, chiều cao h = chiều dày sàn ( Đổi đơn vị M từ Kg.m/m → Kg.cm/m : nhân với 100 )

=

⇒γ

o a

TT a

h R

M F

γ

=

VD : dùng M1 tính ⇒ Fa1 dùng M2 tính ⇒ Fa2

- Chọn đường kính thép ⇒ khoảng cách giữa các thanh thép :

Từ đẳng thức :

a

f m

o

btri a

h

F

=

- Trong sàn µ = 0,3 ÷ 0,9% là hợp lý và µ > µmin = 0,05% ( thường lấy 0,1% )

- Kết quả tính toán nội lực và thép trong sàn nên lập thành bảng để tiện theo dõi, kiểm tra

5 YÊU CẦU CẤU TẠO SÀN :

5.1 Khoảng cách lớp bảo vệ :û abv = khoảng cách từ mép BT đến đáy cốt thép

a= bv + hoặc

2

2 1

d d a

Chú ý : đối với cốt thép chịu momen dương thì a của 2 phương khác nhau Do momen cạnh ngắn > momen cạnh dài nên người ta thường đặt thép cạnh ngắn nằm dưới để tăng ho.5.2 Khoảng cách của cốt thép :

- Đường kính cốt chịu lực từ φ6 ÷φ10 ( không được > h/10 )

- Khoảng cách giữa các cốt thép a = 7 ÷ 20 cm

- Khi chiều dày bản h ≥ 8cm nên dùng các thanh thép uốn đặt xen kẽ nhau, điểm uốn cách mép gối = l/6, góc uốn = 30o khi h ≤ 10cm, = 45o khi h > 10cm (điều này không bắt buộc) Số thép sau khi uốn được neo vào gối F a

3

1

≥ giữa nhịp và không ít hơn 3 thanh/1m

- Cốt thép phân bố không ít hơn 10% cốt chịu lực nếu l2/l1≥ 3; không ít hơn 20% cốt chịu lực nếu l2/l1 < 3 Khoảng cách các thanh ≤ 35cm, đường kính cốt thép phân bố ≤ đường kính cốt thép chịu lực Cốt phân bố có tác dụng :

+ Chống nứt do bêtông co ngót

+ Cố định cốt chịu lực

+ Truyền tải sang vùng xung quanh tránh tập trung ứng suất

+ Chịu ứng suất nhiệt

+ Cản trở sự mở rộng khe nứt

5.3 Chiều dài thép mũ :

31

d (ñöôøng kính lôùp tređn)2

d (ñöôøng kính lôùp tređn)1

l /41

1

l /4

l 1

Tại vùng giao nhau để tiết kiệm có thể đặt 50% Fa của mỗi phương (ít dùng)nhưng không ít hơn 3 thanh/1m dài.

5.4 Phối hợp cốt thép : Do tính toán các ô sàn độc lập (điều này đã nói ở trên) nên thường xảy ra hiện tượng : tại 2 bên của 1 dầm, các ô sàn có nội lực khác nhau

VD :

MII(1) : momen gối của ô (1)

MII(2) : momen gối của ô (2)

Biểu đồ momen tính toán Biểu đồ momen thực tế

Do có sự phân phối momen mà momen tại gối của 2 ô sàn lân cận sẽ = nhau Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy momen lớn nhất bố trí cốt thép cho cả 2 bên gối

VD :

⇒ Bố trí Còn cốt chịu momen dương thì không cần phải làm điều này, nhưng có thể vì lý do cho tiện thi công nên người ta cũng kéo dài (điều này không bắt buộc) cốt thép sang những ô sàn liên tiếp

6.2 Mặt cắt cấu tạo sàn :

Sơ bộ chọn chiều dày sàn :

075,0340

6.3 Xác định tải trọng :

6.3.1 Tĩnh tải : ( của ô sàn phòng học, ô sàn hành lang)

Lớp vật liệu Ch.dà

y (m)

Tr.lượng riêng (Kg/m3)

gtc(Kg/m2)

Hệ số vượt tải n

gtt(Kg/m2)

160025001600

173220024

1,11,31,11,3

18,741,622031,2

⇒ Tổng tĩnh tải tính toán : Σgtt = 311,5 Kg/m2

1,21,2

240480

6.4 Tính toán nội lực và cốt thép ô bản :

6.4.1 Bản (1) :

Sơ đồ tính : l2/l1 = 4/3 < 2 ⇒ bản kê 4 cạnh (thuộc sơ đồ 6)

Tỉ số l2/l1 = 1,333 ⇒ nội suy xác định :

m61 = (0,032 0,0319) 0,031967

3,135,1

3,1333,10319,

−

−+

m62 = (0,0176 0,0188) 0,018

3,135,1

3,1333,10188,

−

−+

k61 = (0,0711 0,0711) 0,0711

3,135,1

3,1333,10711,

−

−+

k62 = (0,0391 0,0421) 0,0401

3,135,1

3,1333,10421,

−

−+

Trong bảng tra có :

* Tính toán cốt thép : Thép AI có Ra = Ra’ = 2100 Kg/cm2 ; BT M200# ⇒ Rn = 90 Kg/cm2

- Cốt thép chịu momen dương theo phương cạnh ngắn (lấy a = 1,5cm ⇒ ho1 = 6,5cm)

428,00556

,05,610090

21156

A h

b R

M A

9714,02

0556,02112

211

=

×

−+

=

−+

=

596,15,621009714

,0

21156

TT a

h R

M F

Chọn thép φ6 ⇒ fa = 0,283cm2⇒ 17,7

596,1

283,0100

,09,510090

11912

A h

b R

M A

981,02

038,02112

21

=

98,09,52100981,0

11912

TT a

h R

M F

98,0

283,0100

=

a

a TT

F

f

- Tương tự đối với cốt chịu momen âm MI và MII

6.4.2 Bản (2), (3), (4) : tính toán tương tự (kết quả xem bảng tính)

6.4.3 Bản (5) :

Sơ đồ tính :

25,1

5,15,7918

5,15,7919128

⇒ FaTT (tại gối) = 1,68cm2⇒ chọn φ6 ⇒ aTT = 16,8 cm.

Từ đây ta quyết định phương án bố trí cốt thép trong sàn.

Phương án 1 : Bố trí cốt thép sát với tính toán

Phương án 2 : Bố trí cốt thép thiên về an toàn và đơn giản khi thi công (thường áp dụng

CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN DẦM.

∗ Dựa vào sơ đồ bố trí hệ dầm để phân tích sự làm việc của kết cấu theo sơ đồ hệ dầm hoặc hệ khung (đây thực chất là việc đơn giản, gần đúng sơ đồ không gian thành sơ đồ phẳng)

∗ Sơ đồ tính hệ dầm : dầm liên tục có gối tựa là cột hoặc dầm chính (dầm khung), chịu tải trọng theo phương đứng

7 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM :

∗ Xem gần đúng tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố theo diện chịu tải Từ các góc bản, vẽ các đường phân giác ⇒ chia sàn thành các phần 1, 2, 3, 4

Phần 3 truyền vào dầm D3.

Phần 4 truyền vào dầm D4

∗ Gọi gs là tải trọng tác dụng lên ô sàn

⇒ Tải trọng tác dụng từ sàn truyền vào dầm :

D1, D2 : Tải trọng hình thang D3, D4 : Tải trọng tam giác

Để đơn giản người ta quy đổi các tải trọng h.thang và tam giác đó về p.bố đều (gần đúng)

28

g

( Việc qui đổi này dựa trên cơ sở momen do tải trọng hthang hay tam giác gây ra = momen

do tải trọng qui đổi gây ra)

∗ Đối với sàn bản dầm : xem tải trọng truyền vào dầm theo phương cạnh dài, dầm theo phương cạnh ngắn không chịu tải trọng từ sàn

D1, D2 :

2

1

l g

q TT = s⋅D3, D4 : qTT = 0

∗ Đối với dầm có 2 bên sàn cần tính tải trọng do cả 2 bên truyền vào (cùng tác dụng vào

1 dầm)

7.1.3 Do tường và cửa xây trên dầm :

Trong kết cấu nhà khung chịu lực, tường chỉ đóng vai trò bao che, nó chỉ chịu tải trọng bản thân (tự mang) ⇒ tường chỉ truyền lực vào dầm mà không tham gia chịu lực (điều này để đơn giản trong tính toán và tăng độ an toàn vì thực tế tường có tham gia chịu lực)

38

l2

g l s 12

∗ Đối với mảng tường đặc : để tiết kiệm người ta quan niệm rằng chỉ có phạm vi tường trong phạm vi góc 60o là truyền lực lên dầm, còn lại tạo thành lực tập trung truyền xuống cột.

(Nếu 2 biên tường không có cột thì xem như toàn bộ tường truyền vào dầm)

Gọi gt là trọng lượng 1m2 tường (gạch xây + trát)

tr tr tr g g g

g = γ δ +2 .γ δgọi ht là chiều cao tường ( = chiều cao tầng − chiều cao dầm)

+ Tải trọng lên dầm có dạng hình thang (như hình vẽ) qui đổi về phân bố đều :

Với : a = ht tg30o = ht

33

Với q = d o

t l tg

28

5

⋅

⋅

⋅

∗ Đối với mảng tường có cửa :

Xem gần đúng tải trọng tác dụng lên dầm là toàn bộ trọng lượng tường + cửa phân bố đều trên dầm

c

tc c c t

g

ΣTrong đó : gt : trọng lượng tính toán của 1m2 tường

St : diện tích tường (trong nhịp đang xét)

nc : hệ số vượt tải đối với cửa

tc c

g : trọng lượng tiêu chuẩn của 1m2 cửa

Sc : diện tích cửa (trong nhịp đang xét)

⇒ Tải trọng tường + cửa phân bố đều trên dầm là : q = ΣG/ld

7.1.4 Do dầm phụ khác truyền vào :

Có thể có trường hợp dầm khác được xem là dầm phụ của dầm đang xét (Vd : dầm bo, dầm cầu thang )

Lực truyền từ dầm phụ đó vào là lực tập trung :

P = Pa + Pb (Pa, Pb : lực tập trung do dầm ∈ đoạn la, lb truyền vào)

Xét lực ∈ 1 đoạn dầm truyền vào (Vd : đoạn nhịp la )

+ Xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm phụ trong đoạn nhịp la

qdp = qtrọng lượng bthân + qsàn truyền vào + qtường.+ Xác định lực tập trung truyền vào dầm đang xét :

Pa = qdp .la/2Tương tự đối với lb (xđ qdp⇒ xđ Pb = qdp lb/2)

7.2 Hoạt tải :

Chỉ có 2 loại là do sàn truyền vào và do dầm phụ khác truyền vào (nếu có) Cách xác định tương tự như phần tĩnh tải nhưng thay gs bằng ps (hoạt tải sàn trên 1m2)

Xác định tải trọng trên tất cả các nhịp dầm, cả tĩnh tải lẫn hoạt tải

8 SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC :

8.1 Sơ đồ tải trọng :

8.1.1 Tĩnh tải :

8.1.2 Hoạt tải :

8.2 Tổ hợp nội lực :

Do hoạt tải có tính chất bất kỳ (xuất hiện theo các qui luật khác nhau) ⇒ cần tổ hợp để tìm

ra những giá trị nguy hiểm nhất của nội lực do hoạt tải gây ra Từ đó ta tính toán tiết diện

Có 2 cách tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất do hoạt tải gây ra :

Cách 1 : chất hoạt tải lên dầm theo qui luật gây nguy hiểm

a) Hoạt tải gây nguy hiểm cho tiết diện giữa nhịp : hoạt tải phải đặt cách nhịp

VD :

HT1 :

HT2 :

HT1 gây nguy hiểm cho tiết diện giữa nhịp 1, 3, 5

HT2 gây nguy hiểm cho tiết diện giữa nhịp 2, 4

b) Hoạt tải gây nguy hiểm cho tiết diện gối : hoạt tải đặt 2 bên gối đó + cách nhịp với những nhịp 2 bên gối đó

(6) (5)

(4)

gối nguy hiểm

gối nguy hiểm

Qmax = QTT + max (QHT)

Qmin = QTT + min (QHT)Thường sử dụng bảng tổ hợp để thực hiện việc xác định Mmax, Mmin & Qmax, Qmin

Cách này có ưu điểm là có thể xác định được tổ hợp nào là nguy hiểm cho tiết diện đang xét ⇒

nhanh chóng cho kết quả nếu chỉ kiểm tra tại 1 tiết diện Nhưng có nhược điểm : chỉ cho kết quả chính xác đối với momen dương max tại nhịp và momen âm min tại gối còn momen min tại nhịp và momen max tại gối không chính xác và cũng không chính xác nếu xét tại 1 tiết diện không phải là giữa nhịp hoặc không phải là gối (tiết diện bất kỳ) cũng như tổ hợp lực cắt cũng không chính xác

Cách 2 : (thường sử dụng) : hoạt tải được chia làm các trường hợp, mỗi trường hợp tải trọng chỉ tác dụng lên 1 nhịp VD :

42

gối nguy hiểm

gối nguy hiểm

HT1 : HT2 : HT3 : HT4 : HT5 : HT6 :

Xác định : Mmax = MTT + Σ(MHT+ ) : tổng các momen do hoạt tải gây ra nếu số dương thì

cộng vào âm thì bỏ qua không cộng vào

9 TÍNH TOÁN CỐT THÉP :

Cốt thép trong dầm tính theo cấu kiện chịu uốn Tính toán tiết diện theo trạng thái giới hạn

+ 1955 : Bắt đầu tính toán theo phương pháp mới hơn : gọi là phương pháp tính theo trạng thái giới hạn.

Kết cấu BTCT cần thoả mãn những yêu cầu về tính toán theo 2 nhóm trạng thái giới hạn

∗ Nhóm TTGH 1 : nhằm bảo đảm khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể :

+ Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động

+ Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc vị trí

+ Không bị phá hoại vì mỏi

+ Không bị phá hoại do tác dụng đồng thời của nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường

∗ Nhóm TTGH 2 : nhằm bảo đảm sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế: + Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không được xuất hiện

+ Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động)

Tính toán kết cấu theo TTGH 1 được tiến hành dựa vào điều kiện : T ≤ Ttd

Trong đó : T : giá trị nguy hiểm có thể xảy ra của từng nội lực hoặc do tác dụng

đồng thời của 1 số nội lực

Ttd : khả năng chịu lực của tiết diện đang xét khi tiết diện đạt đến trạng thái giới hạn (tiết diện phát huy hết khả năng chịu lực, vật liệu đạt đến giới hạn của khả năng chịu lực)

T : dùng trị số nội lực tính toán

Ttd : dùng các trị số cường độ của vật liệu với 1 xác suất bảo đảm và 1 độ an toàn nhất định

VD : Bêtông Mác 200# có nghĩa cường độ chịu nén trung bình của các mẫu thử chuẩn (15x15x15cm) là Rn = 200 kg/cm2

+ Cường độ chịu nén R xét đến biến động của cường độ bêtông :

).64,11

= R n R

ν : hệ số biến động, xác định theo kết quả thống kê, nếu thiếu số liệu thống

kê lấy ν = 0,15 ⇒ R = 200(1 − 1,64×0,15) = 150 kg/cm2.+ Cường độ tiêu chuẩn về nén : Rnc = An .R

An : phụ thuộc Mác bêtông, M.200# có An = 0,75

⇒ Rnc = 0,75 150 = 112 kg/cm2.+ Cường độ tính toán về nén : bn

bn

nc TT

n

R 90 kg/cm2

44

Do đó bêtông M.200# có nghĩa cường độ chịu nén trung bình của các mẫu thử = 200kg/cm2 nhưng đưa vào tính toán khả năng chịu lực của tiết diện thì dùng Rn = 90kg/cm2 Ơí đây ta tính cốt thép trong dầm theo TTGH 1 với nội lực được lấy từ bảng tổ hợp (tải trọng tính toán).

9.1 Tính toán cốt dọc : (trường hợp đặt cốt đơn)

Sơ đồ ứng suất trong trường hợp phá hoại dẻo (sự phá hoại xảy ra khi ứng suất trong cốt thép đạt đến giới hạn chảy Ra và ư/s trong bêtông đạt đến Rn , trường hợp phá hoại này ta đã tận dụng hết khả năng chịu lực của cốt thép và bêtông)

Ưïng suất trong cốt thép đạt Ra (xem chỉ có cốt thép tham gia chịu kéo, phần chịu kéo của bêtông bỏ qua)

Ưïng suất trong bêtông đạt Rn, chiều cao vùng nén = x

Các nghiên cứu thực nghiệm cho biết rằng trường hợp phá hoại dẻo xảy ra khi x≤αo.h o(αo

phụ thuộc mác bêtông và nhóm cốt thép)

Nếu x>αo.h o⇔ A > Ao{A = α.(1− 0,5α)} ⇒ xảy ra trường hợp phá hoại dòn : phá hoại từ vùng nén bêtông ⇒ nên tránh

Bài toán tính cốt thép : biết M, b, h, Rn, Ra⇒ tính Fa

h R

M F

γ

F

(= 0,05%) (nhưng thường lấy µmin =0,1%÷0,15%)

Đối với dầm µ =0,6%÷1,2% là hợp lý (có tài liệu cho µ hợp lý từ 0,8% ÷ 1,5%)

Ghi chú :

∗ Tại 1 tiết diện ta có 2 giá trị nội lực tổ hợp Mmax & Mmin :

+ Nếu Mmax, Mmin ≥ 0 ⇒ cốt thép dưới tính theo Mmax

cốt thép trên đặt theo cấu tạo (Fa≥µmin b.ho)

+ Nếu Mmax, Mmin ≤ 0 ⇒ cốt thép trên tính theoMmin

cốt thép dưới đặt theo cấu tạo (Fa≥µmin b.ho)

+ Nếu Mmax≥ 0, Mmin≤ 0 ⇒ cốt thép dưới tính theo Mmax

cốt thép trên tính theoMmin

∗ Nếu tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén và trục trung hoà nằm trong cánh (h.vẽ):

Trục trung hòa

⇒ Tính như tiết diện chữ nhật (bc×h).

Trục trung hoà đi qua cánh khi M ≤ Mc với )

2.(

o c c n c

h h h b R

1

khoảng cách giữa 2 mép trong dầm này với dầm bên cạnh // với nó.Nếu tiết diện chỉ có 1 bên cánh :

⇒ Tính như tiết diện chữ nhật b×h (bỏ qua sự làm việc của cánh)

9.2 Tính toán cốt ngang : (cốt đai)

(Tính cốt đai chịu toàn bộ lực cắt, nếu trường hợp cốt đai không đủ chịu ⇒ đặt thêm cốt xiên)

+ Kiểm tra điều kiện có cần tính toán cốt đai :

Q ≤ k1.Rk.b.hoĐối với dầm : k1 = 0,6

Đối với sàn : k1 = 0,8

Nếu thỏa mãn ⇒ bêtông đủ chịu lực cắt ⇒ không cần tính toán cốt đai chỉ cần đặt theo cấu tạo

Nếu không thỏa mãn ⇒ cần tính toán cốt đai để tham gia chịu lực cắt cùng bêtông.+ Kiểm tra điều kiện bêtông có bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do ứng suất nén chính

Q ≤ ko.Rn.b.ho (ko = 0,35 đối với bêtông Mác ≤ 400)

Nếu không thỏa mãn : bêtông bị phá hoại do ứng suất nén chính ⇒ cần tăng tiết diện, hoặc tăng Mác bêtông

Nếu thỏa mãn ⇒ đạt yêu cầu ⇒ tiến hành tính toán cốt đai

+ Tính toán khoảng cách cốt đai :

Chọn đường kính cốt đai ⇒ diện tích 1 nhánh cốt đai = fđ (tra bảng thép)

Tính khoảng cách tính toán utt :

46

b

2

8

Q

h b R f n R

d ad

-Nếu c càng lớn ⇒ khả năng chịu lực cắt của bêtông ↓, số cốt đai ↑⇒ khả năng chịu lực cắt của đai ↑

-Nếu c càng nhỏ ⇒ k.năng chịu Q của bêtông ↑, k.năng chịu Q của đai ↓

⇒ c đạt giá trị

d

o k o

q

h b R c

2

2

= thì k.năng chịu Q của bêtông + cốt đai là min (gọi là Qđb : Q đai-bêtông)

u

f n R

d

= : khả năng chiu lực cắt của 1 cốt đai

(Xem thêm giáo trình BTCT 1)

Tính khoảng cách cực đại giữa các cốt đai umax :

Q

h b R

max

5,1

=Bố trí u phải ≤ umax để đảm bảo dầm không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng đi qua giữa 2 cốt đai

Tính khoảng cách cấu tạo uct : chia làm 2 phần

-Đoạn gần gối tựa (1/4l) :

Q

c tiết diện nghiêng (khi chịu lực cắt bêtông sẽ phá hoại trên tiết diện nghiêng)

mặt cắt phá hoại (đi giữa

2 cốt đai nếu u > u )max

u max đồng thời lấy chẵn cm để dễ thi công

* Ghi chú : chính vì uct khác nhau trong 2 đoạn dầm nên trong dầm, đối với mỗi nhịp cần tổ hợp Qmax, Qmin tại 4 tiết diện

Vì : Qmax tại tiết diện 1 dùng để tính utt , umax trong đoạn 1-2 kết hợp với uct của tiết diện gần gối để có được ut.kế trong đoạn 1-2

Qmax tại tiết diện 2, 3 dùng để tính utt , umax trong đoạn 2-3 kết hợp với uct của tiết diện giữa nhịp để có được ut.kế trong đoạn 2-3

Qmax tại tiết diện 4 dùng để tính utt , umax trong đoạn 3-4 kết hợp với uct của tiết diện gần gối để có được ut.kế trong đoạn 3-4

VD : Ta có biểu đồ bao lực cắt Q trong nhịp (1) như sau :

Đoạn 1-2 (gần gối) : dùng Q = 5000 để tính utt , umax rồi kết hợp uct đoạn gần gối để ⇒ ut.kếĐoạn 2-3 (giữa nhịp) : dùng Q = max (Q2 , Q3) = 5500 để tính utt , umax rồi kết hợp uct giữa nhịp để ⇒ ut.kế

Đoạn 3-4 (gần gối) : dùng Q = 7000 để tính utt , umax rồi kết hợp uct đoạn gần gối để ⇒ ut.kếNhưng cũng nên bố trí cốt đai sao cho đơn giản dễ thi công (Vd : ut.kế đoạn 1-2 và đoạn 3-4 thường lấy = nhau)

Nếu lực cắt trong dầm khá nhỏ thì lấy 1 giá trị Qmax của toàn dầm tính utt , umax , nếu utt , umax

≥ uct thì bố trí cốt đai trong dầm theo uct (điều này thường xáy ra trong dầm phụ)

* Tại vị trí có lực tập trung tác dụng vào dầm (nếu có) do dầm phụ khác truyền vào :

Cần đặt cốt thép chống dật đứt (góc phá hoại 45o từ đáy dầm phụ) có 2 kiểu cốt thép chống dật đứt.

+ Dùng cốt dạng đai (còn gọi là cốt treo) :

Từ điều kiện cân bằng lực của phần phá hoại tính số lượng cốt treo :

d

a n f R

P N

=Số cốt treo này được bố trí 2 bên dầm phụ trong phạm vi 45o, mỗi bên có N/2 cốt đai (cốt treo) :

+ Dùng cốt treo dạng xiên : (góc xiên γ)

Từ điều kiện cân bằng ΣY = 0 ⇒ P = 2Ra.Fx.sinγ

⇒ Diện tích : 2. .sinγ

a x

R

P

F = ⇒ chọn đường kính cốt thép thích hợp

Chú ý mặt cắt phá hoại góc 45o phải cắt qua nhánh cốt xiên không được để trường hợp như sau (hình vẽ) :

(Cốt xiên trong trường hợp này không có tác dụng gì)

9.3 Một số yêu cầu về cấu tạo :

+ Lớp bêtông bảo vệ : để đảm bảo sự làm việc chung của bêtông và cốt thép, bảo vệ cốt thép khỏi bị tác dụng xấu của môi trường, khí hậu bên ngoài,…

Những vùng chịu ảnh hưởng của hơi mặn cần tăng lên 5mm nữa.

+ Khoảng cách các cốt thép :

+ Đường kính cốt thép : dầm phụ thường chọn d = 12 ÷ 20 (12, 14, 16, 18, 20) Dầm chính có thể dùng đến 32 (12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32) Để tiện thi công, mỗi dầm không nên dùng quá 3 loại đ.kính cho cốt chịu lực Và để cho sự chịu lực được tốt, tại cùng 1 tiết diện không nên dùng các cốt có đ.kính chênh nhau quá 6mm

+ Cốt cấu tạo : khoảng cách giữa trục các cốt dọc không được ≥ 400mm Nếu không thoả mãn ⇒ cần bố trí cốt cấu tạo

Diện tích 1 thanh cốt cấu tạo ≥ 0,001a1.b1

a1 : khoảng cách các cốt dọc

b1 = b/2 (nếu b > 400mm thì lấy b1 = 200mm)+ Đường kính cốt đai :

hdầm≤ 800mm thì φđai≥ 6mm

hdầm > 800mm thì φđai≥ 8mm

+ Neo cốt chịu kéo tại gối tự do :

lneo ≥ 10d khi Q ≤ k1.Rk.b.ho

lneo≥ 15d khi Q > k1.Rk.b.ho (nếu bêtông mác ≥ 200 thì lấy lneo = 10d)

+ Cắt thép chịu momen âm tại gối theo kinh nghiệm :

2φ cắt tại l/2 ở nhịp biên & l/3 ở nhịp giữa.

còn lại 1φ cắt tại l/3 ở nhịp biên & l/4 ở nhịp giữa

+ Cắt thép chịu momen dương theo kinh nghiệm :

(Xem chi tiết sổ tay kết cấu công trình)

CHƯƠNG 3 :TÍNH TOÁN KHUNG

Thường bố trí hệ khung theo phương ngang nhà, khung là kết cấu chính chịu tải trọng đứng và ngang của công trình

VD : có mặt bằng nhà như sau :

c b

3 2

Khung