Bài tập chuyên đề bê tông cốt thép

Bài tập chuyên đề bê tông cốt thép

ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP MỤC LỤC PHẦN A: THU HOẠCH TCVN 5574-2012 VỀ BTCT ỨNG LỰC TRƯỚC 1.Các ký hiệu thường gặp 2.Chỉ dẫn dung 3.Vật liệu Các yêu cầu cấu tạo 13 PHẦN B: BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN HỢP 17 LÝ THUYẾT 17 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 33 GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP PHẦN A THU HOẠCH TCVN 5574-2012 VỀ BTCT ỨNG LỰC TRƯỚC Các ký hiệu thường gặp P lực nén trước, xác định theo công thức (8) có kể đến hao tổn ứng suất cốt thép ứng với giai đoạn làm việc cấu kiện;   sp ,  sp tương ứng ứng suất trước cốt thép S S  trước nén bê tông căng cốt thép bệ (căng trước) thời điểm giá trị ứng suất trước bê tông bị giảm đến không cách tác động lên cấu kiện ngoại lực thực tế ngoại lực quy ước Ngoại lực thực tế quy ước phải xác định phù hợp với yêu cầu nêu 4.3.1 4.3.6, có kể đến hao tổn ứng suất cốt thép ứng với giai đoạn làm việc cấu kiện;  bp ứng suất nén bê tông trình nén trước, xác định theo yêu cầu 4.3.6 4.3.7 có kể đến hao tổn ứng suất cốt thép ứng với giai đoạn làm việc cấu kiện;  sp hệ số độ xác căng cốt thép, xác định theo yêu cầu 4.3.5 GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Chỉ dẫn dung 2.1 Những yêu cầu bổ sung thiết kế kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước  tương ứng cốt thép căng S S  cần chọn 2.1.1 Giá trị ứng suất trước  sp  sp với độ sai lệch p cho thoả mãn điều kiện sau đây:  sp  'sp   p  Rs,ser    sp  'sp   p  0,3 Rs,ser  (1)  tương ứng cốt thép căng S S  kiểm soát sau 2.1.2 Giá trị ứng suất  con1   (xem 1.1.1) trừ hao tổn biến dạng neo ma sát căng bệ lấy tương ứng  sp  sp cốt thép (xem 1.1.3) TCVN 5574-2012 Giá trị ứng suất cốt thép căng S S  khống chế vị trí đặt lực kéo căng cốt thép  , giá trị    bê tông rắn lấy tương ứng    tiết diện tính toán Khi  xác định từ điều kiện đảm bảo ứng suất  sp  sp  tính theo công thức:  P e0p ysp   p   I red   Ared  con2   sp    P e0p y sp   p   I red   Ared (3)    sp    (4) Trong công thức (3) (4):  – xác định không kể đến hao tổn ứng suất;  sp ,  sp P , e0p  có kể đến – xác định theo công thức (a) (b), giá trị  sp  sp hao tổn ứng suất thứ nhất; P   sp Asp   sp Asp   s As   s As e0 p   sp Asp ysp   s As ys   sp Asp ysp   s As ys P (a) (b) y sp , y sp , y s , y s tương ứng khoảng cách từ trọng tâm tiết diện quy đổi đến điểm đặt hợp lực nội lực cốt thép căng S không căng S  (Hình 1) mục 2.1.6 bên   Es E b GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Ứng suất cốt thép kết cấu tự ứng lực tính toán từ điều kiện cân với ứng suất (tự gây ra) bê tông ứng suất tự gây bê tông kết cấu xác định từ mác bê tông theo khả tự gây ứng suất S p có kể đến hàm lượng cốt thép, phân bố cốt thép bê tông (theo trục, hai trục, ba trục), trường hợp cần thiết cần kể đến hao tổn ứng suất co ngót, từ biến bê tông kết cấu chịu tải trọng CHÚ THÍCH: Trong kết cấu làm từ bê tông nhẹ có cấp từ B7,5 đến B12,5, giá trị  con2  không vượt giá trị tương ứng 400 MPa 550 MPa  2.1.3 Khi tính toán cấu kiện ứng lực trước, cần kể đến hao tổn ứng suất trước cốt thép căng 2.1.4 Khi xác định hao tổn ứng suất co ngót từ biến bê tông theo mục Bảng cần lưu ý:  Khi biết trước thời hạn chất tải lên kết cấu, hao tổn ứng suất cần nhân thêm với hệ số  l  Đối với kết cấu làm việc điều kiện có độ ẩm không khí thấp 40 %, hao tổn ứng suất cần tăng lên 25 % Trường hợp kết cấu làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, làm việc vùng khí hậu nóng không bảo vệ tránh xạ mặt trời hao tổn ứng suất cần tính tăng lên 50 %  Nếu biết rõ loại xi măng, thành phần bê tông, điều kiện chế tạo sử dụng kết cấu, cho phép sử dụng phương pháp xác để xác định hao tổn ứng suất phương pháp chứng minh có sở theo qui định hành 2.1.5 Trị số ứng suất trước cốt thép đưa vào tính toán cần nhân với hệ số độ xác căng cốt thép  sp : 2.1.6 Ứng suất bê tông cốt thép, lực nén trước bê tông dùng để tính toán kết cấu bê tông ứng lực trước xác định theo dẫn sau:  Ứng suất tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện xác định theo nguyên tắc tính toán vật liệu đàn hồi Trong đó, tiết diện tính toán tiết diện tương đương bao gồm tiết diện bê tông có kể đến giảm yếu ống, rãnh diện tích tiết diện cốt thép dọc (căng không căng) nhân với hệ số  tỉ số mô đun đàn hồi cốt thép E s bê tông Eb Khi tiết diện có bê tông với nhiều loại cấp độ bền khác nhau, phải quy đổi loại cấp dựa tỉ lệ mô đun đàn hồi chúng GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 'sp A'sp y'sp y's 's A's ®-êng ®i qua träng t©m e0p ysp ys tiÕt diÖn quy ®æi P sp Asp s As Hình – Sơ đồ lực nén trước cốt thép tiết diện ngang cấu kiện bê tông cốt thép  cần nhân với cos  Trong trường hợp cốt thép căng có dạng cong, giá trị  sp  sp  cos   , với    tương ứng góc nghiêng trục cốt thép với trục dọc cấu kiện (tại tiết diện xét)  lấy sau: Các ứng suất  sp  sp  Trong giai đoạn nén trước bê tông: có kể đến hao tổn thứ  Trong đoạn sử dụng: có kể đến hao tổn thứ thứ hai Giá trị ứng suất  s  s lấy sau:  Trong giai đoạn nén trước bê tông: lấy hao tổn ứng suất từ biến nhanh theo Bảng  Trong giai đoạn sử dụng: lấy tổng hao tổn ứng suất co ngót từ biến bê tông theo mục 6, Bảng 2.1.7 Ứng suất nén bê tông  bp giai đoạn nén trước bê tông phải thỏa mãn điều kiện: tỷ số  bp Rbp không vượt giá trị cho Bảng 2.1.8 Đối với kết cấu ứng lực trước mà có dự kiến trước đến việc điều chỉnh ứng suất nén bê tông trình sử dụng (ví dụ: lò phản ứng, bể chứa, tháp truyền hình), cần sử dụng cốt thép căng không bám dính, cần có biện pháp có hiệu để bảo vệ cốt thép không bị ăn mòn Đối với kết cấu ứng suất trước không bám dính, cần tính toán theo yêu cầu khả chống nứt cấp GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Vật liệu cho kết cấu Bê Tông kết cấu BTCT 3.1 Bê Tông Bảng 10 – Qui định sử dụng cấp độ bền bê tông kết cấu ứng lực trước Loại nhóm cốt thép căng Cấp độ bền bê tông không thấp Thép sợi nhóm: B-II (có neo) Bp-II (không có neo) có đường kính: B20 Nhỏ mm B20 Lớn mm B30 K-7 K-19 B30 Thép neo, có đường kính: + từ 10 mm đến 18 mm, nhóm + Lớn 20 mm, nhóm  CIV, A-IV B15 A-V B20 A-VI Ат-VII B30 CIV, A-IV B20 A-V B25 A-VI Ат-VII B30 Cường độ bê tông thời điểm nén trước Rbp (được kiểm soát cấp độ bền chịu nén) định không nhỏ 11 MPa, dùng thép nhóm A-VI, AT-VI, AT-VIK AT-VII, thép sợi cường độ cao neo thép cáp cần định không nhỏ 15,5 MPa Ngoài ra, Rbp không nhỏ 50 % cấp độ bền chịu nén bê tông  Đối với kết cấu tính toán chịu tải trọng lặp, sử dụng cốt thép sợi ứng lực trước cốt thép ứng lực trước nhóm CIV, A-IV với đường kính, nhóm A-V có đường kính từ 10 mm đến 18 mm, giá trị cấp bê tông tối thiểu cho Bảng 10 phải tăng lên bậc (5 MPa) tương ứng với việc tăng cường độ bê tông bắt đầu chịu ứng lực trước  Khi thiết kế dạng kết cấu riêng, cho phép giảm cấp bê tông tối thiểu xuống bậc MPa so với giá trị cho Bảng 10, đồng thời với việc giảm cường độ bê tông bắt đầu chịu ứng lực trước CHÚ THÍCH 1: Khi tính toán kết cấu bê tông cốt thép giai đoạn nén trước, đặc trưng tính toán bê tông lấy cấp độ bền bê tông, có trị số cường độ bê tông bắt đầu chịu ứng lực trước (theo nội suy tuyến tính) GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP CHÚ THÍCH 2: Trường hợp thiết kế kết cấu bao che lớp đặc làm chức cách nhiệt, giá trị tương đối ứng lực nén trước  bp Rbp không lớn 0,3 cho phép sử dụng cốt thép căng nhóm CIV, A-IV có đường kính không lớn 14 mm với bê tông nhẹ có cấp từ B7,5 đến B12,5, R bp cần định không nhỏ 80 % cấp độ bền bê tông  Khi chưa có thực nghiệm riêng, không cho phép sử dụng bê tông hạt nhỏ cho kết cấu bê tông cốt thép chịu tải trọng lặp, cho kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước có nhịp lớn 12 m dùng thép sợi nhóm B-II, Bp-II, K-7, K-19  Khi sử dụng kết cấu bê tông hạt nhỏ, nhằm chống ăn mòn đảm bảo dính kết bê tông với cốt thép căng rãnh bề mặt bê tông kết cấu, cấp độ bền chịu nén bê tông định không nhỏ B12,5; dùng để bơm vào ống sử dụng bê tông có cấp không nhỏ B25 3.2 Phân loại cốt thép phạm vi sử dụng  Theo TCVN 3100:1979 có loại thép sợi tròn dùng làm cốt thép bê tông ứng lực trước  Trong tiêu chuẩn có kể đến loại thép nhập từ Nga  Trong kết cấu bê tông cốt thép, cho phép sử dụng phương pháp tăng cường độ cách kéo thép nhóm A-IIIB dây chuyền công nghiệp (có kiểm soát độ giãn dài ứng suất kiểm soát độ giãn dài) Việc sử dụng chủng loại thép sản xuất cần phải được quan có thẩm quyền phê duyệt 3.2.1 Để làm cốt thép căng cho kết cấu bê tông cốt thép, cần sử dụng loại thép sau đây:  Thép nhóm A-V (A-V, AT-V, AT-VK, AT-VCK), A-VI (A-VI, AT-VI, AT-VIK) AT-VII;  Thép sợi nhóm B-II, Bp-II; thép cáp K-7 K-19  Cho phép sử dụng thép nhóm CIV, A-IV (A-IV, AT-IV, AT-IVC, AT-IVK) A-IIIB làm cốt thép căng  Trong kết cấu có chiều dài không lớn 12 m nên ưu tiên sử dụng cốt thép nhóm AT-VII, AT-VI AT-V CHÚ THÍCH: Để làm cốt thép căng cho kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước làm từ bê tông nhẹ có cấp B7,5 đến B12,5, nên sử dụng loại thép sau đây: CIV, A-IV (A-IV, AT-IV, AT-IVC, AT-IVK) A-IIIB 3.2.2 Để làm cốt thép căng cho kết cấu chịu áp lực hơi, chất lỏng vật liệu rời nên dùng loại thép sau đây:  Thép sợi nhóm B-II, Bp-I thép cáp K-7 K-19;  Thép nhóm A-V (A-V, AT-V, AT-VK, AT-VCK), A-VI (A-VI, AT-VI, AT-VIK) AT-VII; GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM  BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Thép nhóm CIV, A-IV (A-IV, AT-IV, AT-IVK, AT-IVC) Trong kết cấu cho phép sử dụng thép nhóm A-IIIB Để làm cốt thép căng kết cấu làm việc môi trường xâm thực mạnh nên ưu tiên dùng thép nhóm CIV, A-IV, loại thép nhóm AT-VIK, AT-VK, AT-VCK AT-IVK 3.2.3 Khi lựa chọn loại mác thép làm cốt thép đặt theo tính toán, lựa chọn thép cán định hình cho chi tiết đặt sẵn cần kể đến điều kiện nhiệt độ sử dụng kết cấu tính chất chịu tải theo yêu cầu Phụ lục A B 2.2.4 Chiều dài đoạn truyền ứng suất l p cốt thép căng neo xác định theo công    sp l p   p   p d   Rbp   thức: (11) Trong trường hợp cần thiết, giá trị Rbp cần nhân với hệ số điều kiện làm việc bê  tông, ngoại trừ  b Giá trị  sp công thức (11) lấy bằng:   Giá trị lớn hai giá trị Rs  sp tính toán theo độ bền;  Giá trị  sp tính toán cấu kiện theo khả chống nứt đây,  sp lấy có kể đến hao tổn ứng suất tính theo công thức từ mục đến Bảng  Trong cấu kiện làm từ bê tông hạt nhỏ nhóm B bê tông nhẹ có cốt liệu nhỏ loại rỗng (trừ bê tông cấp B7,5 đến B12,5), giá trị  p  p lấy tăng lên 1,2 lần so với giá trị cho Bảng 27  Trong trường hợp ứng lực nén trước truyền đột ngột vào bê tông, thép có gờ giá trị  p  p lấy tăng lên 1,25 lần Không cho phép truyền ứng lực nén trước đột ngột sử dụng cốt thép có đường kính lớn 18 mm  Đối với thép có gờ tất nhóm, giá trị l p lấy không nhỏ 15d  Đối với thép sợi (trừ thép sợi cường độ cao nhóm Bp-II có neo phạm vi đoạn ngàm) điểm đầu đoạn truyền ứng suất trường hợp truyền ứng lực nén đột ngột vào bê tông lấy từ điểm cách đầu mút cấu kiện khoảng cách 0,25 l p GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Bảng 27 – Các hệ số để xác định chiều dài đoạn truyền ứng suất l p cốt thép căng neo Loại nhóm thép Các hệ số Đường kính p p 0,25 10 1,40 40 1,40 50 1,40 60 15 1,00 25 12 1,10 25 1,25 30 1,40 40 14 1,00 25 mm Thép có gờ (tất nhóm Không phụ thuộc đường thép) kính Thép sợi cường độ cao có gờ nhóm Bp-II K-7 Thép cáp K-19 CHÚ THÍCH: Đối với cấu kiện làm từ bê tông nhẹ có cấp từ B7,5 đến B12,5 giá trị  p  p lấy tăng lên 1,4 lần so với giá trị tương ứng bảng Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo trạn thái giới hạn thứ hai 3.1 Tính toán cấu kiện bê tông theo hình thành vết nứt 3.1.1 Tính toán hình thành vết nứt thẳng góc với dọc trục cấu kiện  Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép có ứng lực trước nén tâm, chịu lực kéo tâm N cần tiến hành theo điều kiện: N Ncrc Trong đó: Ncrc nội lực tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt, xác định theo công thức : Ncrc = Rbt,ser(A+2 As) +P GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP  Tính toán cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm theo hình thành vết nứt thực theo điều kiện: Mr Mcrc Trong đó:  Mr mô men ngoại lực nằm phía tiết diện xét trục song song với trục trung hòa qua điểm lõi cách xa vùng chịu kéo tiết diện cả;  Mcrc mô men chống nứt tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện hình thành vết nứt, xác định theo công thức: Mcrc= Rbt,serW pl Mrp Ở đây: Mrp mô men ứng lực P trục dùng để xác định Mr; Đối với cấu kiện ứng lực trước: ngoại lực nén 3.1.2 Tính toán theo hình thành vết nứt xiên với trục dọc cấu kiện  Việc tính toán theo hình thành vết nứt xiên cần thực theo điều kiện: Rbt,ser Trong đó: hệ số điều kiện làm việc bê tông( theo bảng 15) 3.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo mở rộng vết nứt 3.2.1 Tính toán theo mở rộng vết nứt thẳng góc dọc trục cấu kiện  Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc, mm, xác định theo công thức: Acrc=  20(3,5-100 ) Trong : hệ số, lấy đối với:  cấu kiện chịu uốn nén lệch tâm: 1.0  cấu kiện chịu kéo: 1,2  Ứng suất cốt thép chịu kéo( số gia ứng suất) thức đối với:  Cấu kiện chịu nén tâm: cần xác định theo công =  Cấu kiện chịu uốn: =   Cấu kiện chịu nén lệch tâm eo,tot Fs: • Trường hợp (b): Trục trung hòa nằm mặt bích thép, xảy Fs> Fc (thuật ngữ dấu ngoặc nhỏ bỏ qua) • Trường hợp (c): Trục trung hòa nằm trang web thép; xảy Fw> Fc M s = p y S x khả thời điểm phần thép Bề rộng có làm việc tính toán sau: B ≤ Be = 0.25L ≤ S GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 26 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Trong : B chiều rộng phần thép S khoảng cách trọng tâm đến trọng tâm dầm conposit(2,5-4,5 m), L (dầm đơn giản) khoảng cách dầm Trường hợp (a) thường xuyên, (b) hơn, (c) Vì vậy, thiết kế thông thường, Fc Fs bắt buộc (bỏ qua hạn dấu ngoặc) Lưu ý Fs> Fc, kiểm tra Fw >/ Fc để đảm bào với trường hợp (b) 1.7 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT (SHEAR CAPACITY): Khả chịu cắt chủ yếu dựa vào thép GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 27 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Pv = 0.6 p y Av với Av = Td 1.8 KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CẮT CỦA KHỚP NỐI (SHEAR CONNECTOR CAPACITY): Các liên kết chịu lực cắt dùng việc xây dựng kết cấu composite thường liên kết đinh tán Một số loại có khác sử dụng, đầu đinh tán phải theo tiêu chuẩn Chúng thi công dễ dàng hơn, chúng bắn cố định hàn thông qua sàn dầm sau sàn lắp vào Ngoài việc chịu lực cắt, đinh tán ngăn chặn phân chia theo phương dọc nâng lên thép bê tông GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 28 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Lưu ý không kể đến lực trượt, thương thiết kế đủ kết nối lực cắt, phần tương tác xẩy Lực cắt truyền nhỏ lực Fc Fs tính trước Chúng ta cần chuyển ngang lực khoảng momen tối đa Do số liên kết nối cần thiết cho nhịp tính theo công thức N p = ( Fc, Fs)/Q p Với Q p lực cắt liên kết Qp≤ 0.8Qk Và Qk đặt tính lực cắt đinh thực nghiệm, trình bày thông bảng Shear Stud Strength, Qk ( kN) Đường kính đinh (mm) 22 19 16 Cường độ Bê tông fcu (N/mm2) Chiều cao (mm) 100 100 75 30 35 40 126 100 74 132 104 78 139 109 82 Từ số liệu này, Khoảng cách dọc theo chiều dài tính: S=L/ (2Np-1) Chú ý: + Đảm bảo khoảng hở đinh tán vùng nén 25 mm + Khoảng giới hạn hai đinh tán ≥4Ds 600 mm theo chiều dọc thể hình GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 29 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.9 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT THEO PHƯƠNG DỌC (LONGITUDINAL SHEAR CAPACITY) Lực cắt truyền qua đinh tán có khả chia bê tông dọc theo mặt phẳng suy yếu Một số mặt cắt sau lưu ý: Perpendicular Deck (mặt cắt dọc) Parallel Deck (mặt căt ngang) Hạn chế mặt cắt a-a, b-b c-c thường quan trọng; mặt cắt d-d không ảnh hưởng lực sàn (nếu có, nhiên bỏ qua điều cách an toàn) Bất kỳ mặt cắt sàn ảnh hưởng đến lực Phản lực đơn vị dài là: GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 30 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Trong s khoảng cách cắt-đinh NT số đinh tán theo chiều ngang dầm (1 2) Và phải thỏa: vr r  (0.03 f cu ) Ls  0.7 Asv f y  (0.8 f cu ).Ls Trong đó: Asv diện tích cốt thép mặt cắt nguy hiểm Ls chiều dài mặt cắt nguy hiểm Với: Mặt cắt a-a c-c Ls =2.Dp A sv = 2.As Mặt cắt b-b Ls = 2h +d +st st khoảng cách ngang hai đinh tán( đinh st =0) Asv = 2(As + Asc ) 1.10 KIỂM TRA ỨNG SUẤT (SERVICEABILITY CHECKS): Phân phối ứng suất đàn hồi GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Phần chuyển đổi Trang 31 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Đối với việc kiểm tra này, ta xác định sau: - Khoảng cách trục trung hòa với cánh dầm - Momen tính thời điểm thứ vật liệu chưa bị phá vỡ: - Các modun thép bê tông: Zs  Ig Zc  D  Ds  xe ; e I g xe Độ cứng tổng hợp 3-5 lần, phần mô đun 1.5 - 2.5 lần so với kết cấu thép a Độ võng (Deflection): Độ võng tính việc thiết kế kết cấu thép thông thường  allow  L 360 Đối với tải trọng phân bố đều:  5wq L4 384 EI g Với wq UDL E = 205 kN/mm2 b Ứng suất đàn hồi (Elastic behaviour): Chúng ta kiểm tra ứng suất thép bê tông đàn hồi theo tải trọng, là: w ser = wg + wq  s ,ser  M ser  py Zs  c,ser  Với M ser w ser  L2  M ser  0.45  f cu Zc c Chuyển động (Vibration): Không kiểm tra phần GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 32 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP VÍ DỤ TÍNH TOÁN Đề bài: + Bê tông có cấp độ bền: B25 - Cường độ chịu nén tính toán bê tông: Rb = 14,5 MPa = 1,45 kN/cm2 - Cường độ chịu kéo tính toán bê tông: Rbt = 1,05 MPa = 1,05 kN/cm2 + Cốt thép: AII - Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 MPa = 28 kN/cm2 - Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280 MPa = 28kN/cm2 - Cường độ chịu cắt tính toán: Rsw = 225 MPa = 22,5 kN/cm2 Bài làm GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 33 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Tải trọng - Trọng lượng thân sàn: - Tải trọng sàn truyền lên dầm: - Trọng lượng thân dầm sắt: - Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên 1m dài dầm: Trong đó: : trọng lượng riêng bê tông ls = 6m : nhịp sàn p = 10kN/m2 : hoạt tải tiêu chuẩn (đề cho) Vậy: + Tải trọng tiêu chuẩn: + Tải trọng tính toán: Trong đó: 1,1 1,2 hệ số vượt tải theo TCVN Nội lực - Momen lực cắt tiêu chuẩn ; - Momen lực cắt tính toán ; Trong đó: L = 9m : Nhịp dầm Kiểm tra khả chịu lực 3.1 Kiểm tra khả chịu momen uốn dầm: - Bề rộng cánh tương đương: GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 34 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP - Lực nén: - Lực kéo: => Ta thấy: nên Trục trung hòa nằm phía nén sàn Vị trí trục trung hòa (P.N.A location) * ( )+ * ( )+ = 1411 kNm > Vậy dầm đủ khả chịu momen uốn 3.2 Kiểm tra khả chịu cắt dầm: > Q = 514,35 kN Trong đó: cường độ chịu cắt thép CT3 theo TCVN Vậy dầm đủ khả chịu lực cắt 3.3 Kiểm tra khả chịu cắt theo chiều dọc dầm: a Tính số bulone cần thiết - Cường độ chịu cắt tính toán bulone: - Số bulone cần thiết : Vậy dùng 36 bulone, phân bố theo chiều dài dầm Mỗi bên 18 bulone GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM Trang 35 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Khoảng cách bulone: chọn s = 250 mm Khoảng cách hàng bulone: 5d = 22 = 110 mm b Xét mặt cắt pha hoại Bề rộng mặt cắt Ls: - Mặt a-a: - Mặt b-b: (với h = 100mm : chiều cao bulone) – bề rộng nhỏ bao quanh liên kết => Lực cắt tiết diện b-b: ( - Khả chịu lực: √ ) ( = √ ) = Vậy : OK 3.4 Kiểm tra bền: độ võng  Tỷ lệ diện tích:  Momen quán tính tiết diện: Ig  Ix  A( D  DS  Dp ) 4(1   e r )  45700 104  GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM  Be ( Ds  Dp )3 12 e 125 100  (467,  250  0) 1500(250  0)3  4(1  10  0, 033) 12 10 Trang 36 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP  1861106 mm4  Độ võng dầm :  pc L4  60  90004   384 EI g 384  e 1861106  Độ võng cho phép: [ ]  Vậy:   [ ] L 9000   25mm 360 360 Thỏa mãn 3.4 Kiểm tra bền: độ đàn hồi  Ta có: Momen tiêu chuẩn M c  997kNm  Khoảng cách từ mép tiết diện chịu nén đến trục đàn hồi: hb  hp xe  D  250   467,    e r   hb   10  0, 033    250  2     er  10  0, 033  214 mm  Mô đun đàn hồi: Zs  Zc  Ig D  hb  xe e I g xe  1861106  3, 106 mm3 467,  250  214 10 1861106   87 106 mm3 214  Kiểm tra ứng suất:  s , ser M c 997 106    269,5 N / mm2  275 Zs 3, 10  c ,ser  M c 997 106   11,5 N / mm2  0, 45  30 Zc 87 106 GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM OK OK Trang 37 [...]... Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 5 BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Trang 22 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Vấn đề thi công: a Thi công có sử dụng cột chống b Thi công không sử dụng cột chống Dầm thép được đỡ tại vị trí giữa nhịp Các dầm thép phải tự gánh lấy trọng hoặc ¼ nhịp cho tới khi sàn bê tông lượng của bê tông tươi Trong thời gian xây đông cứng đủ để... Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 5 Trang 32 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Đề bài: + Bê tông có cấp độ bền: B25 - Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 14,5 MPa = 1,45 kN/cm2 - Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 1,05 MPa = 1,05 kN/cm2 + Cốt thép: AII - Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 MPa = 28 kN/cm2 - Cường độ chịu... Trang 18 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Do không liên kết với phần cốt cứng nên sàn bê tông chịu lực độc lập Vì sàn chịu uốn kém theo chiều dọc, nên làm biến dạng cong phần thép và hình thành trục trung hòa riêng Bề mặt dưới của tấm sàn bê tông được tự do trượt trên mặt bích phía trên của phần thép và trượt xảy ra Khả năng chịu uốn của sàn bê tông thường rất nhỏ nên được bỏ... loại cốt thép thanh và không nhỏ hơn 30 mm đối với cốt thép dạng cáp Cho phép lớp bê tông bảo vệ cốt thép căng có neo hoặc không có neo tại tiết diện ở gối được lấy giống như đối với tiết diện ở nhịp trong các trường hợp sau:   Đối với cấu kiện ứng lực trước có các lực gối tựa truyền tập trung, khi có các chi tiết gối tựa bằng thép và cốt thép gián tiếp (cốt thép ngang bằng lưới thép hàn hoặc cốt thép. .. đối với cốt thép được kéo trên bê tông, cũng như đối với cốt thép được kéo trên bệ, khi không đủ lực bám dính với bê tông (sợi trơn, cáp nhiều sợi), khi đó thiết bị neo cần đảm bảo giữ chặt cốt thép trong bê tông ở tất cả các giai đoạn làm việc của cốt thép  Khi sử dụng thép sợi cường độ cao có gờ, cáp bện một lần, cốt thép thanh có gờ cán nóng được gia công nhiệt làm cốt thép căng kéo trên bệ, thì không... từ bê tông nhẹ cấp B7,5 đến B12,5 có bước là 5 cm trên chiều dài không nhỏ hơn lp (xem 2.2.4) và không nhỏ hơn 20 cm đối với cấu kiện sử dụng cốt thép không có neo, còn GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 5 Trang 15 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP khi có cơ cấu neo – trên đoạn bằng hai lần chiều dài cơ cấu neo Đặt neo ở đầu cốt thép là bắt buộc đối với cốt thép. .. TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.2.3 Tính toán theo sự mở rộng vết nứt xiên với trục dọc cấu kiện  Bề rộng vết nứt xiên khi đặt cốt thép đai vuông góc với trục dọc cấu kiện cần được xác định theo công thức:  acrc = Es dw  0,15 Eb 1  2   w  h0 Trong đó:  là hệ số kể đến tải trọng  dw là đường kính cốt thép đai;  = Es/Eb; =As / bs 3.3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo... và sắt liên hợp Bê tông cốt thép – gỗ Bê tông và cốt thép trong kết cấu liên hợp Kết cấu composite nhằm mục đích tận dụng tối đa chức năng của mỗi vật liệu, hoặc tăng cường khả năng chịu lực của các vật liệu chịu lực kém hơn Tên và giải thích một số loại kết cấu liên hợp GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 5 Trang 17 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.2 KHẢ NĂNG... được lấy theo đường kính danh định không kể đến các gờ thép GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 5 Trang 14 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 4.3 Bố trí cốt thép dọc cho cấu kiện (*)Trong các bản ứng lực trước có lỗ rỗng (lỗ rỗng tròn) làm từ bê tông nặng, có chiều cao nhỏ hơn 300 mm, khoảng cách giữa các cốt thép căng đưa vào gối cho phép tăng đến 600 mm, nếu trên... 5.2.2.5) cần được lấy không nhỏ hơn: Đối với thép thanh nhóm CIV, A-IV, A-IIIB:…………………… 2d Đối với thép thanh nhóm A-V, A-VI, AT-VII:………………… 3d Đối với cốt thép dạng cáp:……………………………………… 2d GVHD: Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 5 Trang 13 ĐẠI HỌC KIẾN TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP (ở đây, d tính bằng milimét (mm)) Ngoài ra, chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở vùng nói trên cần phải ... TRUC TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Vật liệu cho kết cấu Bê Tông kết cấu BTCT 3.1 Bê Tông Bảng 10 – Qui định sử dụng cấp độ bền bê tông kết cấu ứng lực trước Loại nhóm cốt thép căng... TP.HCM BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP VÍ DỤ TÍNH TOÁN Đề bài: + Bê tông có cấp độ bền: B25 - Cường độ chịu nén tính toán bê tông: Rb = 14,5 MPa = 1,45 kN/cm2 - Cường độ chịu kéo tính toán bê tông: ... cốt thép bắt buộc cốt thép kéo bê tông, cốt thép kéo bệ, không đủ lực bám dính với bê tông (sợi trơn, cáp nhiều sợi), thiết bị neo cần đảm bảo giữ chặt cốt thép bê tông tất giai đoạn làm việc cốt