Đang tải... (xem toàn văn)
Phục vụ cho sinBê tông cốt thép (BTCT) là một loại vật liệu composite kết hợp bởi bê tông và thép, trong đó bê tông và thép cùng tham gia chịu lực.Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép xuất phát từ thực tế bê tông là loại vật liệu có cường độ chịu kéo thấp (chỉ bằng từ 120 đến 110 cường độc chịu nén của bê tông 1), do đó hạn chế khả năng sử dụng của bê tông và gây nên lãng phí trong sử dụng vật liệu. Đặc điểm này được khắc phục bằng cách thêm vào trong bê tông những thanh cốt, thường làm từ thép, có cường độ chịu kéo cao hơn nhiều so với bê tông. Cốt do đó thường được đặt tại những vùng chịu kéo của cấu kiện. Ngày nay cốt có thể được làm từ những loại vật liệu khác ngoài thép như polyme, sợi thủy tinh, hay các vật liệu composite khác... Kết cấu xây dựng bằng cách sử dụng bê tông kết hợp với cốt được gọi chung là kết cấu bê tông có cốt 2; kết cấu bê tông cốt thép, với cốt là các thanh thép, là loại kết cấu bê tông có cốt lâu đời và được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng.BTCT là loại vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi trong xây dựng dân dụng và xây dựng công trình giao thông. Trong hầu hết các công trình hiện nay, kết cấu BTCT đóng vai trò là kết cấu chịu lực chính cho cả công trình.h viên đang theo học môn kết cấu bê tông cốt thép
Trường Đại học Giao thông Vận tải Kh Công Khoa Cô trình t ì h – Bộ Bô môn ô Kết Cấu Cấ BÀI GIẢNG MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO 22 TCN 272-05 GIẢNG VIÊN: TS ĐÀO SỸ ĐÁN HÀ NỘI, 2016 Trường Đại học Giao thông Vận tải Kh Công Khoa Cô trình t ì h – Bộ Bô môn ô Kết Cấu Cấ Giới thiệu môn học Giảng viên: Đào Sỹ Đán, Đán Phòng 408-A6, 408-A6 Bộ môn Kết cấu, cấu Khoa Công trình, trình Đại học GTVT E-mail: sydandao@utc.edu.vn Môn học Kết cấu BTCT (theo 22 TCN 272-05) – Reinforced Concrete Structures Structures Thời lượng: tín + BTL môn học Hình Hì h thứ thức thi: thi thi viết iết 90 phút; hút BTL thi vấn ấ đáp đá Tài liệu tham khảo Bài giảng iả môn ô học h kết kế cấu ấ BTCT theo h 22 TCN-272-05 TCN 272 05 tài ài liệu liên quan – bmketcau.net/ Tài liệu tham khảo (bắt buộc) Tiêu chuẩn ẩ thiết ế kế ế cầu ầ 22 TCN 272-05 (tham khảo) Trường Đại học Giao thông Vận tải Kh Công Khoa Cô trình t ì h – Bộ Bô môn ô Kết Cấu Cấ Nội dung Chương Khái niệm chung kết cấu BTCT Chương Vật liệu dùng kết cấu BTCT Chương Nguyên lý tính toán kết cấu BTCT Chương 4 Tính toán thiết kế cấu kiện chịu uốn Chương Tính toán thiết kế cấu kiện chịu cắt Chapter Tính toán thiết kế cấu kiện chịu nén Chapter Tính toán thiết kế kết cấu BTCT theo TTGH sử dụng Chương Kết ế cấu ấ BTCT dự ứng lực CHƯƠNG KHÁII NI KHÁ NIỆ ỆM CHUNG V VỀ Ề KẾT C CẤ ẤU BTCT 1 Đặc điểm chung kết cấu BTCT Sơ lược lịch sử phát triển kết cấu BTCT Đặc điểm chung cấu tạo chế tạo kết cấu BTCT Trường Đại học Giao thông Vận tải University of Transport and Communications 1.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU BTCT 1.1.1 Thực chất BTCT thường (BTCT) (1/7) - BTCT? vật liệu xd hỗn hợp bê tông thép cách hợp lý lý Hợp lý? - Bê tô tông? ? Là loại đá nhân tạo từ vật liệu thành phần, bao gồm cốt liệu lớ nhỏ, lớn, hỏ chất hất kết dính, dí h nước phụ h gia i (nếu ( ế có) ó) Đặc điểm: nén >> kéo (10 - 20 lần) - Thép? Là hợp kim có thành sắt (Fe) nguyên tố hóa học khác Đặc điểm: nén kéo >> nén BT (10 – 20 lần) - Như vậy, sử dụng BT cho ck có us kéo k hợp lý phải sử dụng ct đặt BT (cốt thép) Đặt nào? xem TN sau: sydandao@utc.edu.vn 1.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU BTCT 1.1.1 Thực chất BTCT thường (BTCT) (2/7) - TN1 (với dầm BT): P P fcc Vïng chÞu nÐn TTH Vïng chÞu kÐo VÕt nøt th¼ng gãc nhÊt fct Thí nghiệm uốn dầm BT không cốt thép Dưới td P fcc & fct (fcc = fct) Khi P tăng, fcc & fct tăng Khi P tăng đến trị số gh Pgh1, Pgh1 fcc = ’y = f’y/Es (6) Chú ý: - Khi Aps = 0, ct quay toán thường; - Khi cho bw=b c= 0,5 fpu, Mu = 9000 kN.m Hãy ktra khả chịu M td đánh giá hàm lượng ct sử dụng? sydandao@utc.edu.vn 18 8.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC 8.4.2 Tính toán tiết diện BTCT dưl chịu uốn (7/12) Giải: Giải Ta có: 1 = 0,85 – 0,05.(40-28)/7 = 0,764 As=5D25 = 2550 mm2, A’s = 3D19=852mm2; Aps p = 6.7.98,7 = 4145,4 mm2 fpy = (0,850,9)fpu lấy fpy = 0,9fpu = 0,9.1860 = 1674 MPa; k = 2.(1,04-fpy/fpu) (1 04-fpy/fpu) = 2.(1,04 (1 04 -0,9) -0 9) = 0,28 28 Giả sử cốt thép hợp lý tth cánh dầm (c fpy = 1674 MPa MP lấy lấ fps f = fpy f = 1674 MPa; MP Tính lại chiều cao vùng bê tông chịu nén c=(As.fy+Aps.fpu–A’s.f’y)/(0,85f’c.b.1) (2550.420 4145,4.1860 852.420)/(0,85.40.1800.0,764) = 180,2 mm < =(2550.420+4145,4.1860-852.420)/(0,85.40.1800.0,764) hf = 200 mm g/s tth qua cánh đúng! sydandao@utc.edu.vn 20 8.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC 8.4.2 Tính toán tiết diện BTCT dưl chịu uốn (9/12) Tính Tí h ktra kt đk hàm hà lượng l ctt chịu hị kéo ké tối thiểu thiể de=(As.fy.ds + Aps.fps.dp)/(As.fy+Aps.fps) = (2550.420.1480+4145,4.1674.1410)/(2550.420+4145,4.1674)=1419,4 mm c/de = 180,2/1419,4 = 0,127 < 0,42 lượng g ct chịu kéo không g nhiều! Tính ktra đk chảy dẻo ct chịu nén ’s s = cu.(c-d cu (c d’s)/c s)/c = 0,003.(180,2-50)/180,2 003 (180 50)/180 = 0,0022 0022 > y = ff’y/Es y/Es = 420/200000 = 0,0021 A’s chảy dẻo hay gsử đúng! Tính ktra đk cường độ Mn=Aps.fps.(dp-a/2)+As.fy.(ds-a/2)+A’s.f’y.(a/2-d’s)=4145,4.1674.(1410180,2.0,764/2)+2550.420.(1480-180,2.0,764/2)+852.420.(180,2.0,764/2-50) = 10825.106 N.mm = 10825 kN.m sydandao@utc.edu.vn 21 8.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC 8.4.2 Tính toán tiết diện BTCT dưl chịu uốn (10/12) = 0,9+0,1(PPR) 9+0 1(PPR) = 0,9+0,1.(Aps.fpy)/(Aps.fpy+As.fy) 9+0 (Aps fpy)/(Aps fpy+As fy) = 0,9+0,1.4145,4.1674/(4145,4.1674+2550.420) = 0,987 Mr M = .Mn M = 0,987.10825 98 1082 = 10684 kN.m kN > Mu M = 10000 kN.m kN Đạt! Đ ! Tính ktra đk hàm lượng ct tối thiểu Mcr = fr.Ig/yct fr = 0,63.sqrt(f’c) = 0,63.sqrt(40) = 3,98 MPa; yct = Ai.yi/Ai =[bw.h.h/2+(b-bw).hf.(h-hf/2)]/[bw.h+(b-bw).hf] =[200.1600.1600/2+(1800-200).200.(1600-200/2)]/[200.1600+(1800-200).200] =1150 mm; Ig g= Igi g = bw.h3/12+(yct-h/2) (y )2.bw.h+(b-bw).hf ( ) 3/12+(h-yct-hf/2) ( y )2.(b-bw).hf ( ) =200.16003/12+(1150-1600/2)2.200.1600+(1800-200).2003/12+(1600-1150200/2)2.(1800 (1800-200).200 200).200 = 1.4773.1011 mm2 sydandao@utc.edu.vn 22 8.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC 8.4.2 Tính toán tiết diện BTCT dưl chịu uốn (11/12) Mcr = 3,98 1.4773.1011 /1150=511.106 N.mm = 511 kN.m 1,2Mcr =1,2.511 1,2.511 = 613,2 kN.m 1,33.Mu = 1,33.10000 = 13300 kN.m Mr = 10684 kN.m > min(1,2Mcr; 1,33Mu) = 613,2 kN.m Hàm lượng ct chịu hị kéo ké không khô ít! Vậy ậy tiết diện ệ cho đủ khả g chịu ị lực ự hàm lượng ợ g cốt thép p cho hợp lý! sydandao@utc.edu.vn 23 8.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC 8.4.2 Tính toán tiết diện BTCT dưl chịu uốn (12/12) Bài tập tậ nhỏ hỏ số ố (tuần (t ầ sau nộp ộ bài) Cho tiết diện chữ T, BTCT dưl có dính bám, kéo sau, biết: kt mặt cắt h = 1100 mm, b = 2000 mm, bw = 200 mm, hf = 200 mm; bt có f’c = 50 Mpa; ct thường theo ASTM A615M cấp 420, có fy = ff’yy = 420 MPa, As = 4D22, ds = 1040 mm, A’s = 3D19, d’s = 50 mm; ct dưl theo ASTM A416M cấp ấ 1860, 1860 có ó fpu f = 1860 MPa, MP Aps A = bó, bó ỗi bó tao t 12,7 12 mm, dp = 960 mm Giả sử fpe >= 0,5 fpu, Mu = 4600 kN.m Hãy ktra khả chịu M td đánh giá hàm lượng ct sử dụng? sydandao@utc.edu.vn 24 The end! Thank you ve very y much uc for o attention! e o ! Trường Đại học Giao thông Vận tải University of Transport and Communications [...]... phng sydandao@ utc.edu.vn 15 1.1 C IM CHUNG CA KT CU BTCT 1.1.2 Thc cht ca BTCT DL (UST) (5/5) PVSD: PVSD S dng cho cỏc kt cu vt nhp ln, chu ti trng ln v ng (> 10 20 m), nh cỏc cụng trỡnh cu Mt s hỡ hỡnh h nh h cho h kt cu BTCT DL DL: sydandao@ utc.edu.vn 16 1 2 S LC LCH S PHT TRIN KT CU BTCT 1.2 Xem ti liu tham kho khỏc (internet), cn chỳ ý: 1 Thi im ra i (Lambot Phỏp); BTCT: 1849 (Lambot, BTCT. .. CU BTCT 1.1.1 Thc cht ca BTCT thng (BTCT) sydandao@ utc.edu.vn (7/7) 11 1.1 C IM CHUNG CA KT CU BTCT 1.1.2 Thc cht ca BTCT DL (UST) (1/5) - Nh Nh trờn t ờ tta thy, th BTCT th thng (khụng (khụ DL) cú ú n l ln l xh h vt t nt sm hay kh nng chng thm thp TN cho thy: khi fs = 20 30 Mpa bt u nt, khi fs = 200 250 MPa wn = 0,2 0 2 0,3 0 3 mm = [wn] ca cỏc tiờu chun TK TK Nu sd ct thộp CC (fpy = 100 0... ct CC t kkn chu tng h lc l ca dm? d ? S S d dng BTCT DL DL BTCT DL? - KN kt cu DL v BTCT DL: sydandao@ utc.edu.vn 12 1.1 C IM CHUNG CA KT CU BTCT 1.1.2 Thc cht ca BTCT DL (UST) (2/5) Kt cu DL núi chung: khi ch to, to ra TTUS ban u >< vi TTUS do ti trng khi sd gõy ra hn ch s bt li do kh nng chu kộm ca vt liu tng g kn chu lc ca dm lc Kt cu BTCT DL: khi ch to, to ra TTUS nộn trc cho nhng vựng... thi cụng ti ch u im ca pp ny l ct CC cú th t theo ng cụng bt k ca ng to l sydandao@ utc.edu.vn 30 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.3 Mt s hỡnh nh v kt cu BTCT DL sydandao@ utc.edu.vn (1/2) 31 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.3 Mt s hỡnh nh v kt cu BTCT DL sydandao@ utc.edu.vn (2/2) 32 CHNG 2 VT LI LIU DNG DNG TRONG K KT C C U BTCT 1.Bờ tụng 1 Bờ tụ 2.Ct thộp p 3.Bờ tụng ct thộp Trng i hc Giao thụng... VD sau: sydandao@ utc.edu.vn 13 1.1 C IM CHUNG CA KT CU BTCT 1.1.2 Thc cht ca BTCT DL (UST) P (3/5) P ft fc N Aps e + fc = fc or N fc ft Do DUL Do P ft DULHT DULKHT Thớ nghim hi un dm d BTCT DL - Ta thy, do cú DL us kộo ó b trit tiờu hon ton (DL HT) hoc b trit tiờu mt phn (DL KHT) TTUS ban u cú th c thay i bng vic thay i lc nộn trc (N) v v trớ ca nú (e) ta cú th tớnh toỏn thit k c kt cu BTCT DL mt... cu BTCT th theo phng h phỏp hỏ thi cụng ụ (3 loi) l i) Ton khi Lp ghộp Bỏn lp ghộp sydandao@ utc.edu.vn 25 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.2 c im chung v ch to (thi cụng) (2/6) b) Phõn Phõ loi l i kt cu BTCT th theo TTUS khi ch h tto (2 loi) l i) BTCT th thng: khi ch h tto, ct t thộp thộ trng t thỏi khụ khụng ng sut t Trong BT v CT ch cú ng khi cú ti trng tỏc dng hoc do cn, tb, n, cv BTCT. .. BTCT DL mt cỏch hp lý nht khụng nt v tng kn chu lc ca dm dm sydandao@ utc.edu.vn 14 1.1 C IM CHUNG CA KT CU BTCT 1.1.2 Thc cht ca BTCT DL (UST) (4/5) im: u i Khụng nt, tng kh nng chng thm; Cho phộp sd hp lý CT v BT CC gim kt v giỏ thnh ck; Tng cng, cng vt nhp ln hn (> 10 20 m); Chu ti trng i du (mi) tt hn; Tng kn ỏp dng ca kt cu BTCT lp ghộp Nhc im: Gõy us kộo nhng th i din gõy nt trong... sydandao@ utc.edu.vn 19 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.1 c im chung v cu to a) (3/7) b) w w L L Lctthộptdctrc p2 wL /8 cukin,theobMv M cngxaTTHcngtt 2 wL /2 M Cốt thé thép d dọc chịu hị ké kéo d do M c) Cốt thé thép d dọc chịu hị kéo ké d do M w M sydandao@ utc.edu.vn Ct thộp chu kộo do M 20 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.1 c im chung v cu to (4/7) in hỡnh v b trớ ct thộp trong dm gin n sydandao@ utc.edu.vn... gõy õ ra Nh vy, kc k t tng kkn chu h lc l v kn k chng thm sydandao@ utc.edu.vn 26 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.2 c im chung v ch to (thi cụng) (3/6) c)) Phõn Phõ loi l i kt cu BTCT UST theo th phng h phỏp hỏ to t ST (2 loi) l i) B1) Cốt thép CĐC Bệ kéo đặc biệt Bê tông B2) Bê tông B3) Cỏc bc thi cụng ca phng phỏp thi cụng kộo trc sydandao@ utc.edu.vn 27 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.2 c... IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.1 c im chung v cu to cốt đai xoắn (5/7) cốt đai thờngg B trớ ct thộpp cho ct chu nộn ỳngg tõm sydandao@ utc.edu.vn 22 1.3 C IM CHUNG V CU TO V CH TO 1.3.1 c im chung v cu to (6/7) Vi kt cu BTCT DL: DL Ngoi ct thng c b trớ theo ntc trờn, kt cu BTCT DL cũn cú ct CC c cng trc trong vựng bt s chu kộo do td ca tt khi s dng Nguyờn tc: Cu kin chu nộn t: ct ai Ms th, kộo