chuong4

Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo khả chịu lực Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang I Cấu tạo tác dụng lưới thép ngang Tác dụng lưới thép ngang - Khi chịu nén khối xây có biến dạng ngang - Nhờ có lực dính với vữa => Cốt thép ngăn cản biến dạng khối xây, ngăn cản hình thành mở rộng vết nứt => Tăng khả chịu nén khối xây Khối xây bị phá hoại đến thân gạch đá bị phá hoại - Cấu kiện không bị tách thành nhánh đứng khối xây khơng có cốt thép - Khối xây đặt lưới thép ngang chịu lực nén gấp 1,2÷2 lần so với khối xây khơng đặt cốt thép Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang Điều kiện đặt lưới thép ngang - Đặt lưới thép ngang sử dụng với: -) Khối xây chịu nén tâm -) Khối xây chịu nén lệch tâm với độ mảnh nhỏ (với tiết diện chữ nhật e0 < 0,33y λh < 15) Cấu tạo lưới thép ngang - Lưới thép cấu tạo thép có đường kính 3÷8 mm, khoảng cách 3÷12 mm - Có hai kiểu lưới: -) Lưới vng: gồm ngang dọc đặt vng góc với nhau, thường dùng lưới hàn -) Lưới zích zắc: gồm sợi thép uốn thành hình zích zắc Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang b) S a) c2 c2 c1 c1 a) Lưới ô vuông b) Lưới zích zắc Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang - Cứ hai lưới zích zắc đặt hai mạch vữa ngang kề với hai lưới vng góc với tương đương với lưới ô vuông đặt mạch vữa ngang - Dùng lưới zích zắc có phức tạp mạch vữa lại không cần phải dày lưới ô vng - Khoảng cách lưới (hai lưới zích zắc đặt gần coi lưới) cách từ đến hàng gạch (7÷35cm) V - Hàm lượng thép µ = a 100% chọn khoảng 0,1% đến 1% V đó: -) Va thể tích cốt thép lưới -) V thể tích khối xây phạm vi hai lưới - Vữa dùng khối xây có đặt thép ngang có số hiệu 25 mơi trường khơ ráo; có số hiệu 50 mơi trường ẩm ướt Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang II Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm đặt lưới thép ngang - Điều kiện cường độ: N ≤ ϕ mdhRakF - Trong đó: -) N - Lực nén tải trọng tính toán gây -) ϕ - Hệ số uốn dọc -) mdh - Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn -) F - Diện tích tiết diện cấu kiện -) Rak - Cường độ chịu nén tương đương khối xây có lưới thép ngang * Hệ số uốn dọc ϕ: tra theo bảng phụ thuộc vào đặc trưng đàn hồi khối xây có cốt thép ngang αa độ mảnh cấu kiện λh (hoặc λr) -) αa xác định theo công thức: αa = α Rc c Rak Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang - Trong đó: -) α - Đặc trưng đàn hồi khối xây khơng có cốt thép -) Rc - Cường độ tiêu chuẩn khối xây khơng có cốt thép Rc = kR -) R – Cường độ tính tốn khối xây khơng có cốt thép -) k – Hệ số an toàn, với khối xây chịu nén lấy k = -) Rakc - Cường độ tiêu chuẩn tương đương khối xây đặt lưới thép ngang, xác định theo cơng thức: 2µRac =R + 100 -) Rac - Cường độ tiêu chuẩn cốt thép c Rak c +) Rac = 1,1Ra với thép CI CII +) Rac = 1,25Ra với thép sợi -) Ra - Cường độ tính tốn cốt thép khối xây -) µ - Hàm lượng cốt thép khối xây Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang * Cường độ chịu nén tương đương khối xây đặt lưới thép ngang Rak : - Cường độ xác định theo công thức: -) Khi mác vữa từ 25 trở lên: Rak = R + -) Khi mác vữa nhỏ 25: Rak = R + 2µRa ≤ 2R 100 2µRa R ≤ 2R 100 R25 - Trong đó: -) R - Cường độ tính tốn khối xây khơng có cốt thép -) R25 - Cường độ chịu nén tính tốn khối xây khơng có cốt thép dùng vữa mác 25 -) Ra - Cường độ tính tốn cốt thép khối xây Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang III Tính tốn cấu kiện chịu nén lệch tâm đặt lưới thép ngang - Điều kiện cường độ: N ≤ ϕl mdhRakFcω - Trong đó: -) N - Lực nén tải trọng tính tốn gây -) ϕl - Hệ số uốn dọc -) mdh - Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn -) Fc - Diện tích tiết diện chịu nén cấu kiện -) Rak - Cường độ chịu nén tương đương khối xây có lưới thép ngang -) ω - Hệ số xác định theo công thức thực nghiệm * Hệ số uốn dọc ϕl : Xác định theo công thức thực nghiệm  e  l  ϕl = ϕ 1 −  0,06 − 0,2  h h   Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt lưới thép ngang * Hệ số uốn dọc ϕ: tra bảng phụ thuộc vào đặc trưng đàn hồi khối xây có cốt thép ngang αa độ mảnh cấu kiện λh (hoặc λr) Rc -) αa xác định theo công thức: α a = α c Rak - Trong đó: -) α - Đặc trưng đàn hồi khối xây khơng có cốt thép -) Rc - Cường độ tiêu chuẩn khối xây khơng có cốt thép Rc = kR -) R – Cường độ tính tốn khối xây khơng có cốt thép -) k – Hệ số an toàn, với khối xây chịu nén lấy k = -) Rakc - Cường độ tiêu chuẩn tương đương khối xây đặt lưới thép ngang, xác định theo công thức: c Rak 2µRac =R + 100 c Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt cốt thép dọc II Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm đặt cốt thép dọc - Điều kiện cường độ: N ≤ ϕ mdh(0,85RF + Ra’Fa’) - Trong đó: -) N - Lực nén tải trọng tính tốn gây -) ϕ - Hệ số uốn dọc -) mdh - Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn -) F - Diện tích tiết diện cấu kiện -) R - Cường độ chịu nén tính tốn khối xây -) Ra’ - Cường độ tính tốn cốt thép khối xây -) Fa’ – Diện tích cốt thép dọc * Cường độ tính tốn cốt thép khối xây Ra’: tra theo bảng phụ lục phụ thuộc vào loại thép, nhóm thép đường kính thép Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt cốt thép dọc III Tính tốn cấu kiện chịu nén lệch tâm đặt cốt thép dọc Hai trường hợp lệch tâm - Đối với tiết diện bất kỳ: -) Lệch tâm bé: Sn ≥ 0,8S0 -) Lệch tâm lớn: Sn < 0,8S0 - Đối với tiết diện chữ nhật: -) Lệch tâm bé: x ≥ 0,55 h0 -) Lệch tâm lớn: x < 0,55 h0 - Trong đó: -) Sn, S0 – mơmen tĩnh diện tích phần chịu nén tồn diện tích tiết diện với trọng tâm cốt thép chịu kéo (hoặc chịu nén ít) -) x – chiều cao miền chịu nén tiết diện -) h0 – chiều cao tính tốn tiết diện Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt cốt thép dọc Trường hợp lệch tâm bé - Trong trường hợp này, toàn tiết diện chịu nén tiết diện có phần nhỏ chịu kéo - Sự phá hoại vùng chịu nén nhiều Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt cốt thép dọc * Điều kiện cường độ - Theo phương pháp cân nội - ngoại lực: -) Đối với tiết diện Ne ≤ ϕl mdh (0,85 RS0 + Ra ' Fa ' Z a ) Ne' ≤ ϕl mdh (0,85RS '0 + RaFaZa ) ( ) − a')) -) Đối với tiết diện chữ nhật Ne ≤ ϕl mdh 0,42 Rbh02 + Ra' Fa' (h0 − a') ( Ne' ≤ ϕl mdh 0,42 Rbh'02 + RaFa(h0 -) Trường hợp tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn Ne ≤ ϕl mdh 0,5Rbh02 - Trong đó: -) e- khoảng cách từ điểm đặt lực N đến trọng tâm cốt thép Fa -) e’- khoảng cách từ điểm đặt lực N đến trọng tâm cốt thép Fa’ -) Za – khoảng cách từ cốt thép Fa đến cốt thép Fa’ Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt cốt thép dọc Trường hợp lệch tâm lớn - Trường hợp tiết diện có hai miền kéo nén rõ rệt, phá hoại vùng kéo - Biểu đồ ứng suất vùng nén coi hình chữ nhật, bỏ qua khả chịu kéo khối xây - Ứng suất vùng nén đạt tới giá trị ωR - Để cho ứng suất cốt thép chịu nén đạt đến trị số Ra’ phải thoả mãn điều kiện: -) Tiết diện bất kỳ: Z ≤ h0 – a’ -) Tiết diện chữ nhật: x ≥ 2a’ Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Khối xây đặt cốt thép dọc * Điều kiện cường độ - Theo phương pháp cân nội - ngoại lực -) Đối với tiết diện Ne ≤ ϕl mdh (0,85ωRS n + Ra ' Fa ' Z a ) N ≤ ϕl mdh (0,85ωRFn + Ra ' Fa '− RaFa ) -) Đối với tiết diện chữ nhật x    Ne ≤ ϕl mdh  0,85ωRbx h0 −  + Ra' Fa' (h0 − a') 2    N ≤ ϕl mdh (0,85ωRbx + Ra ' Fa '− RaFa ) -) Trường hợp tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn x  Ne ≤ ϕl mdhωRbx h0 −  2  N ≤ ϕl mdh (ωRbx − RaFa ) Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Gia cố vành đai 1) Khái niệm chung - Trong q trình sử dụng, kết cấu phải chịu thêm tải trọng phát xuất vết nứt => Khối xây cần phải gia cố thêm vành đai vị trí yếu - Thường gia cố vành đai cho cột tường có tỷ số h/b ≤ 2,5 - Có cách gia cố vành đai: -) Gia cố vành đai thép -) Gia cố vành đai bê tông cốt thép -) Gia cố vành đai thép trát vữa Gia cố Gia cố Gia cố vành đai thép vành đai BTCT vành đai thép trát vữa Chương Tính tốn khối xây có cốt thép theo KNCL § Gia cố vành đai 2) Cấu tạo chung - Đối với vành đai thép: -) Kích thước thép: Từ 5×35 đến 12×60 -) Khoảng cách thép: s ≤ 500 (mm) ≤ TD cột - Đối với vành đai bê tông: -) Chiều dày vành đai: 60 đến 100 (mm) -) Cốt thép dọc: 6÷12 (mm) -) Cốt thép đai: φ (mm) -) Bước đai: s ≤ 150 (mm) -) Cấp độ bền bê tơng: B7,5 ÷ B15 - Đối với vành đai thép trát vữa: -) Chiều dày lớp vữa trát: 30 ÷ 40 (mm) -) Cấp độ bền bê tơng: B3,5 ÷ B7,5