Tính toán nội lực dầm chínhCơ học kết cấu

Hướng dẫn tính toán nội lực dầm chính trong kết cấu nhà. Hướng dẫn chi tiết nội lực tác dụng lên dầm chính, cách thức phân bố tải trọng từ bản sàn xuống dầm chính theo một phương và theo hai phương. Kiểm toán nội lực dầm chính

Home  /  Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép

Dầm chính thường liên kết với cột tạo thành khung, tính toán dầm chính như làdầm khung chịu các tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang ( gió, động đất )

Có 1 số trường hợp đặc biệt dầm chính chỉ được tính với tải trọng đứng mà không

kể đển tải trọng ngang. 

Đó là dầm trong kết cấu nhà đã có tường ( vách cứng, lõi cứng ) chịu toàn bộtải trọng ngang 

Là khi dầm chính đặt theo phương vuông góc dọc nhà trong lúc chi xét tácdụng của gió theo phương ngang nhà và một vài trường hợp khác

Khi dầm chính cùng với cột tạo thành khung mà độ cứng chống uốn đơn vị củadầm (EJ/l) >4 lần độ cứng chống uốn đơn vị của cột, dưới tác dụng của tải trọngthẳng đứng có thể xem cột như là các gối tựa bình thường

Kích thước tiết diện dầm chính đã trình bày ở bài viết " Tính toán nội lực dầm sàn" với m=8­12

Nhịp  tính  toán  Lt  của  dầm  chính  lấy  bằng  nhịp  nguyên  L,  bằng  khoảng  cáchgiữa các trục gối tựa

Bản  làm  việc  1  phương  khi  L2>2.L1  (  Lúc  này  xem  bản  kê  lên  dầm  sàn,truyền toàn bộ tải trọng cho dầm sàn, dầm sàn truyền vào dầm chính các tảitrọng tập trung G1, P ). Xác định G1, P với giả thiết bỏ qua tính liên tục củadầm sàn

Với gd, pd: Là tĩnh tải và hoạt tải trên dầm sànL2tr, L2ph: Là nhịp của dầm sàn ( nhịp nguyên ) ở phía bên trái và phía bênphải dầm chính đang xét

L1tr, L1ph: Là khoảng cách giữa các dầm sàn ở phía trái và phía phải vị tríđặt Go

Như  vậy  dầm  chính  được  tính  toán  với  tĩnh  tải  tập  trung  G  và  hoạt  tải  tậptrung trong đó P xác định theo biểu thức:

2. Sàn với bản 2 phương

Bản làm việc hai phương khi L2<2.L1. Lúc này tải trọng từ bản truyền lêndầm sàn theo dạng hình thang và truyền lên dầm chính theo dạng tam giác

Tải trọng tác dụng lên dầm chính gồm trọng lượng bản thân go phân bố đều,tải trọng từ bản truyền vào phân bố tam giác. Tải trọng tập trung G1, P1 từdầm sàn truyền vào.

Go: Xác định theo công thức ở trên ( mục sàn với bản 1 phương )G1*: Toàn bộ tĩnh tải trên sàn truyền vào dầm chính ( truyền trực tiếp

và thông qua dầm sàn )

g*: Trọng lượng bản thân ( một mét dài ) của dầm sànP: Toàn bộ hoạt tải trên bản truyền vào dầm chính đưa về thành các tảitrọng tập trung

Cách a: Tại mỗi tiết diện của dầm lấy Mg từ biểu đồ do tĩnh tải và

chọn trong 6 biểu đồ do hoạt tải một giá trị Max, một giá trị min rồidùng công thức

Để tính và vẽ Mmax và Mmin cho các tiết diện như hình dưới

Cách b: Đem cộng biểu đồ Mg với từng biều đồ Mp sẽ có được 6 biểu

đồ  riên.  Bên  dưới  thể  hiện  các  biểu  đồ  riêng  ấy  cho  nửa  dầm  (  vẽchung 6 biểu đồ riêng này trên cùng 1 trục với cùng 1 tỉ lệ )

Ghi chú: Để tính M và Q của dầm ứng với từng trường hợp tải trọng chỉ đặtcác tải trọng tác dụng ngoài gối tựa. Những tải trọng tác dụng ngay trên gốitựa chỉ gây ra phản lực gối tựa mà không gây ra nội lực ( khi các gối không

có chuyển vị )Tương tự như cách tính vẽ hình bao momen tiến hành tính và vẽ hình bao lựccắt như dưới 

Trong bảng bên dưới có cho một số biểu đồ momen thành phần Mg và Mpicủa dầm có hai, ba, bốn nhịp với 1 số sơ đồ tải trọng. Trong mỗi biểu đồ đãcho giá trị của momen ở một số tiết diện cơ bản, từ các giá trị đó có thể tínhtoán ra momen ở các tiết diện khác. Lực cắt trong từng đoạn lấy bằng độ dốccủa biểu đồ momen

a, cách b) ở trên còn có thể tính toán tung độ của hình bao nội lực theo cácbảng lập sẵn với công thức như sau:

Các hệ số α, β được cho ở bảng tra bên dưới ứng với 1 số nhịp dầm vàmột số sơ đồ tải trọng ( các hệ số này được cho tại những tiết diện đặctrưng )

2. Tính dầm theo sơ đồ dẻo

Trước hết theo sở đồ đàn hồi thành lập các biểu đồ nội lực do tĩnh tải và một

số trường hợp bất lợi của hoạt tải như dưới

Đối với momen dương ở nhịp sẽ đặt hoạt tải cách nhịp Đối với momen âm ở trên gối tựa ­ đặt hoạt tải lên hai nhịp kề sát gốiđó

Như vậy với dầm 4 nhịp cần xét 5 trường hợp hoạt tải như hình dưới ( trong

đó chỉ phải tính toán 3 lần vì sơ đồ số 2 bên dưới có thể suy ra từ sơ đồ thứnhất, và sơ đồ thứ 5 bên dưới có thể suy ra từ sơ đồ thứ 3 )

Cộng Mi với mi sẽ được Mi* như hình dưới

Biểu đồ mi trong các nhịp ấy lấy theo đường thẳng như hình trênMục đích của việc điều chỉnh thường nhằm làm giảm momne âm ở các tiếtdiện gối tựa ( vì tính theo sơ đồ đàn hồi momen này khá lớn )

Vì  vậy  chỉ  điều  chỉnh  các  biểu  đồ  sơ  cấp  nào  có  monen  âm  ở  gối  tựa  lớn,không điều chỉnh các biểu đồ có monen dương lớn hoặc nếu có điều chỉnh thìphải lấy m là momen âm

Khi  hoạt  tải  không  lớn  lắm  (  P<=1,3.G)  có  thể  xây  dựng  hình  bao  momenmột cách đơn giản bằng cách chỉ lấy các biểu đồ sơ cấp ứng với hoạt tải đặtcách nhịp ở các nhịp lẻ và nhịp chẵn mà không cần điều chỉnh gì cả

Làm như vậy là tương tự như đã điều chỉnh momen âm ở tiết diện trên gốitựa trường hợp lớn nhất ( hoạt tải đặt lên hai nhịp liền kề ) cho bằng momen

âm của trường hợp hoạt tải cách nhịp như hình bên dưới

Nhịp tính toán Lt của dầm chính lấy đến trục của gối tựa ( bằng nhịp nguyên L)

vì vậy momen âm ở tiết diện gối là ứng với tiết diện đi qua trục gối. Khi tính toáncốt thép thường chỉ lấy momen ở mép gốc Mmg như hình dưới

Trong đó:

M: Là momen ở tiết diện gối tựahc: Là kích thước tiết diện cột theo phương trục dầmQ: Là lực cắt, lấy bằng độ dốc của biểu đồ momen Mmin ở đoạn gầngối

Tính toán Mmg như trên thường chỉ thực hiện với sơ đồ đàn hồi và trong nhiềutrường hợp ∆M là khá bé nên có thể bỏ qua và lấy Mmg=M

Khi tính theo sơ đồ dẻo, đã điều chỉnh để giảm M ở tiết diện gối tựa nên cũng cóthể bỏ qua ∆M