Luận văn thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình và dân dụng tính toán dầm bê tông cốt thép theo TCVN 5574 2012, tiêu chuẩn châu âu EN 1992 1 1 và tiêu chuẩn của hoa kỳ ACI 318

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGUYỄN HỒNG BẮC TÍNH TOÁN DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5574-2012, TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU EUROCODE 1992-1-1 VÀ TIÊU CHUẨN HOA KỲ ACI 318 Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng & Công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ THANH HUẤN Hải Phòng, 2015 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn với đề "Tính toán Dầm bê tông cốt thép theo TCVN 5574-2012, tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 và tiêu chuẩn của Hoa Kỳ ACI 318" là của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tác giả luận văn Nguyễn Hồng Bắc 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU:……………………………………………….… ….………………….….…… (6) 1 Tính cấp thiết của đề tài: …………………………………… ….… …… (6) 2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ………………….………… … .…… (7) 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài…………… …… ….… (7) 4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu…………………….….… … (7) 5 Bố cục luận văn……………………………………………… ….……… (7) CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP 1.1 KHÁI NIỆM VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP……………….……………… …… … (8) 1.1.1 Tính chất của bê tông cốt thép…………………….……………….…… (8) 1.1.2 Phân loại: ………………………………………… ………… ……… (8) 1.1.3 Ưu và khuyết điểm của bê tông cốt thép: ………………… ……… (10) 1.1.4 Phạm vi ứng dụng và xu hướng phát triển: ………………………… (11) 1.2 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU……………………………………….… (11) 1.2.1.Tính năng cơ lý của bê tông: ………… ……………… ……… … (12) 1.2.2 Cấp độ bền và mác của bê tông: …… ……………………… …… (14) 1.2.3 Tính năng cơ lý của cốt thép: ……………………………… ……… (15) 1.2.4 Bê tông cốt thép: ………………… …………….…………………… (17) 1.3 DẦM BTCT VÀ CÁC DẠNG TIẾT DIỆN ……………….………………… … (18) 1.4 SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM ………………………… ………… .… (18) 1.4.1 Các hình thức phá hoại của dầm ………………………….………… (19) 1.4.2 Trạng thái ứng suất biến dạng của cấu kiện chịu uốn………………… (20) 3 1.5 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM VÀ CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN 1.5.1 Khả năng chịu cắt của dầm ……………………………………….… (23) 1.5.2 Mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông ……… ….… (25) 1.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM 1.6.1 Ảnh hưởng của nhịp chịu cắt …….……………………………… … (30) 1.5.2 Ảnh hưởng của tiết diện……………………………….……………… (32) 1.6.3 Ảnh hưởng của lực tác dụng dọc trục ……………………………… (32) 1.6.4 Ảnh hưởng của cốt thép dọc …………………………………….….… (33) CHƢƠNG II I TÍNH TOÁN DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO CÁC TIÊU CHUẨN 2.1 TÍNH TOÁN DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN 5574-2012 2.1.1 Nguyên tắc chung (36) 2.1.2 Cấu kiện chịu uốn (38) 2.1.3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền (38) 2.1.4 Cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, chữ T, chữ I và vành khuyên (40) 3.1.5 Điều kiện hạn chế ………… ………………………………………… (44) 2.2 TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU EUROCODE 1992-1-1 2.2.1 Quan hệ ứng suất - biến dạng để thiết kế tiết diện ngang …… … (45) 2.2.2 Cường độ chịu kéo khi uốn: ………………… ……………………… (46) 2.3 TIÊU CHUẨN MỸ ACI 318 2.3.1Cốt thép trong các vùng kéo và nén đạt đến giới hạn chảy … … …… (49) 2.3.2 Cốt thép trong vùng nén chưa đạt đến giới hạn chảy fy …………… (50) II TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN 2.1 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN ACI 318…… ……(51) 2.1.1 Khả năng chịu cắt của bê tông …………………………… … … (51) 2.1.2 Khả năng chịu cắt của cốt thép đai ……………………… …… … (52) 2.2 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN EN:1992-1-1 4 2.2.1 Khả năng chịu cắt của bê tông …………………………….…… … (57) 2.2.2 Điều kiện hạn chế ……………………………………… … ……… (58) 2.2.3 Khả năng chịu cắt của cốt thép đai ………………………………… (59) 2.5 KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN TCVN 5574:2012 2.5.1 Tính toán các dải nghiêng chịu nén giữa các vết nứt xiên ……… … (61) 2.5.2 Tính toán tiết diện nghiêng chịu lực cắt ………………………… … (62) 2.5.3 Tính toán theo giáo trình kết cấu bê tông cốt thép ……… ………… (65) 2.6 NHẬN XÉT ………………………………………………………………………… (69) CHƢƠNG 3 CÁC VÍ DỤ SỐ TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU UỐN CẮT CỦA DẦM BTCT TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN 3.1 TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH CỐT THÉP DẦM BTCT TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 3.1.1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574:2012: ……………………………… (74) 3.1.2 Theo tiêu chuẩn Châu Âu 1992-1-1: ………………………………… (76) 3.1.3 Theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ 318: ………………………………………… (77) Nhận xét: ………………………………………………………………… (79) 3.2 TÍNH TOÁN CHỊU CẮT DẦM BTCT TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT ……………… (80) 3.2.1 Xác định khả năng chịu cắt của bê tông ……………………………… (81) a Theo Việt Nam TCVN 5574 (Lấy C0 =2h0) ………………………… (81) b Tính theo tiêu chuẩn của Mỹ ACI 318-2004 ……………………… (82) c Tính theo tiêu chuẩn của Châu Âu EN 1992-1-1 ……………… (83) Nhận xét: ……………………………………………………………… … (84) 3.2.2 Khả năng chịu cắt của cốt đai a Tính theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 ……………….… (84) b Tính theo tiêu chuẩn của Mỹ ACI 318 ………………………… … (85) c Tính theo tiêu chuẩn của Châu Âu EN: 1992-1-1 ……………… ….(85) Nhận xét: ………………………………………… ……………………… (86) 5 3.2.3 Khả năng chịu cắt của dầm a Tính theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 ………………… (86) b Tính theo tiêu chuẩn của Mỹ ACI 318-2004 ………………… .… (86) c Tính theo tiêu chuẩn của Châu Âu EN:1992-1-1………………… (87) Nhận xét:……………………………………………………………… … … (87) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……….…………………………………….………….… (88) TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………….… …………………….………………….… (90)     max = 0,75 0,85 f 'c 1  6000 fy   6000   f y  =0,75 0,8 5 4200 0,85  6000  4200  = =0,0108       210   Với  max =0,0108, diện tích cốt thép chịu kéo là; Asmax =  maxbd = 0,0108.25.60 = 16,2cm2 Kiểm tra khả năng chị lực của dầm bố trí cốt thép đơn a= As fy  16,2.4200 15,24cm 0,85 f 'c b 0,85.210.25 Mô men danh nghĩa lớn nhất Mn = As.fy(d- a ) = 16,2*4200(60-15,224 ) = 3563935kg.cm 2 Ml =Mu-Mn = 13298600- 3563935 = 9734665kg.cm Diện tích cốt thép chịu kéo bổ sung khi f's = fy (vì Mn