18 ketcaubetongcotthep1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA MÔN: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Mục đích Tài liệu nhằm hỗ trợ cho học viên hình thức giáo dục từ xa nắm vững nội dung ôn tập làm kiểm tra hết môn hiệu Tài liệu cần sử dụng với tài liệu học tập môn học giảng giảng viên ôn tập tập trung theo chương trình đào tạo Nội dung hướng dẫn Nội dung tài liệu bao gồm nội dung sau: Phần 1: Các nội dung trọng tâm môn học Bao gồm nội dung trọng tâm môn học xác định dựa mục tiêu học tập, nghĩa kiến thức kỹ cốt lõi mà người học cần có hồn thành mơn học Phần 2: Cách thức ôn tập Mô tả cách thức để hệ thống hóa kiến thức luyện tập kỹ để đạt nội dung trọng tâm Phần 3: Hướng dẫn làm kiểm tra Mơ tả hình thức kiểm tra đề thi, hướng dẫn cách làm trình bày làm lưu ý sai sót thường gặp, nỗ lực đánh giá cao làm Phần 4: Đề thi mẫu đáp án Cung cấp đề thi mẫu đáp án, có tính chất minh hoạ nhằm giúp học viên hình dung yêu cầu kiểm tra cách thức làm thi -1- PHẦN CÁC NỘI DUNG TRỌNG TÂM Chương 1: Các khái niệm chung bê tông bê tông cốt thép Bê tông bê tông cốt thép Sự làm việc chung bê tông bê tông cốt thép Phân loại kết cấu bê tông cốt thép: theo phương pháp thi công, theo trọng lượng riêng vật liệu, theo trạng thái ứng suất Ưu nhược điểm vật liệu bê tông cốt thép phạm vi ứng dụng Chương 2: Tính chất lý vật liệu A – BÊ TƠNG Tính chất lý bê tông Cường độ bê tơng: cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính tốn Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông Biến dạng bê tông Module đàn hồi bê tông B – CỐT THÉP Biểu đồ ứng suất – biến dạng thép: giới hạn bền, giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy Cường độ cốt thép: cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính tốn Module đàn hồi cốt thép C – BÊ TÔNG CỐT THÉP Lực liên kết bê tông cốt thép Sự làm việc chung bê tông cốt thép Chương 3: Nguyên lý tính tốn cấu tạo Nội dung bước thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Tải trọng, nội lực (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng tiêu chuẩn, tải trọng tính tốn ) Các phương pháp tính tốn cấu kiện BTCT: phương pháp tính theo ứng suất cho phép, tính theo nội lực phá hoại, tính theo trạng thái giới hạn Nguyên lý cấu tạo cốt thép bê tông: khung lưới thép, cốt thép chịu lực, cốt thép cấu tạo, neo nối cốt thép, lớp bê tông bảo vệ cốt thép, khoảng cách hay lóp cốt thép Chương 4: Cấu kiện chịu uốn Khái niệm đặc điểm cấu tạo -2- Các giai đoạn trạng thái ứng suất - biến dạng cấu kiện chịu uốn Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật theo momen Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T,I theo momen Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, T, I theo lực cắt Chương 5: Cấu kiện chịu nén Khái niệm đặc điểm cấu tạo Sự làm việc cấu kiện chịu nén Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm Tính tốn cấu kiện chịu nén lệch tâm tiết diện chữ nhật: lệch tâm lớn, lệch tâm bé Biểu đồ tương tác Chương 6: Cấu kiện chịu kéo Khái niệm đặc điểm cấu tạo Tính tốn cấu kiện chịu kéo tâm Tính tốn cấu kiện chịu kéo lệch tâm tiết diện chữ nhật: lệch tâm lớn, lệch tâm bé Tính tốn cấu kiện chịu kéo lệch tâm theo lực cắt Chương 7: Tính tốn cấu kiện bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ hai Độ cong dầm BTCT Độ cứng dầm BTCT Độ võng dầm BTCT Tính tốn cấu kiện BTCT theo mở rộng khe nứt thẳng góc với trục dầm -3- PHẦN CÁCH THỨC ÔN TẬP Chương 1: Các khái niệm chung bê tông bê tông cốt thép Bê tông bê tông cốt thép - Thành phần bê tông, khả chịu lực - Bê tông cốt thép - Sự làm việc cấu kiện chịu uốn, chịu nén - Đọc TLHT trang 9-10 Sự làm việc chung bê tông bê tông cốt thép - Các yếu tố ảnh hưởng đến làm việc chung bê tông cốt thép - Đọc TLHT trang 10 Phân loại kết cấu bê tông cốt thép: theo phương pháp thi công, theo trọng lượng riêng vật liệu, theo trạng thái ứng suất - Theo phương pháp thi cơng: kết cấu BTCT tồn khối, lắp ghép, bán lắp ghép - Theo trọng lượng riêng: bê tông nặng, bê tông nhẹ - Theo trạng thái ứng suất: bê tông cốt thép thường, BTCT ứng suất trước - Đọc TLHT trang 10-17 Ưu nhược điểm vật liệu bê tông cốt thép phạm vi ứng dụng: - Ưuđiểm - Nhược điểm - Đọc TLHT trang 17-19 Chương 2: Tính chất lý vật liệu A – BÊ TƠNG Tính chất lý bê tơng - Tính chất học - Tính chất vật lý - Đọc TLHT trang 20 Cường độ bê tông: cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính tốn - Các phương pháp xác định cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo bê tông - Sự phát triển cường độ bê tông theo thời gian - Cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính tốn bê tông - Cấp độ bền bê tông - Đọc TLHT trang 21-31 -4- Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông - Thành phần vật liệu - Chất lượng vật liệu - Phương pháp thi công - Đọc TLHT trang 27 Biến dạng bê tông - Biến dạng tải trọng: tải trọng ngắn hạn, dài hạn, tải trọng lặp - Biến dạng co ngót: nguyên nhân gây co ngot cách khắc phục - Biến dạng nhiệt - Đọc TLHT trang 32-34 Module đàn hồi bê tông - Module đàn hồi ban đầu - Module đàn hồi – dẻo - Đọc TLHT trang 35 B – CỐT THÉP Biểu đồ ứng suất – biến dạng thép: giới hạn bền, giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy - Thành phần phân loại thép - Giới hạn bền, giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy thép dẻo, thép cứng - Đọc TLHT trang 35-37 Cường độ cốt thép: cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính tốn - Đọc TLHT trang 37-39 Module đàn hồi cốt thép - Đọc TLHT trang 40 C – BÊ TÔNG CỐT THÉP Lực liên kết bê tông cốt thép - Các yếu tố tạo nên lực dính - Cơng thức xác định lực dính - Đọc TLHT trang 40-41 Sự làm việc chung bê tông cốt thép - Đọc TLHT trang 41-42 Chương 3: Ngun lý tính tốn cấu tạo Nội dung bước thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Nội dung công tác thiết kế -5- - Trình tự thiết kế - Đọc TLHT trang 43 Tải trọng, nội lực (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng tiêu chuẩn, tải trọng tính tốn ) - Tĩnh tải - Hoạt tải - Tải trọng đặc biệt - Trị số tiêu chuẩn trị số tính tốn tải trọng - Đọc TLHT trang 48-49 Các phương pháp tính tốn cấu kiện BTCT: - Phương pháp tính theo ứng suất cho phép - Phương pháp tính theo nội lực phá hoại - Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn: TTGH1, TTGH2 - Đọc TLHT trang 46-48 Nguyên lý cấu tạo cốt thép bê tông: - Khung lưới thép - Cốt thép chịu lực, cốt thép cấu tạo - Neo nối cốt thép: phương pháp neo, chiều dài đoạn neo - Nối cốt thép: phương pháp nối (buộc, hàn, coupler, U-bolt), chiều dài đoạn nối - Lớp bê tông bảo vệ cốt thép: lớp bê tông bảo vệ cốt dọc, cốt đai - Khoảng cách hay lớp cốt thép - Đọc TLHT trang 49-57 Chương 4: Cấu kiện chịu uốn Khái niệm đặc điểm cấu tạo - Khái niệm cấu kiện chịu uốn, dạng CK chịu uốn thường gặp - Đặc điểm cấu tạo: tiết diện, bố trí cốt thép dọc, cốt đai - Sự làm việc cấu kiện chịu uốn - Đọc TLHT trang 58-60 Các giai đoạn trạng thái ứng suất - biến dạng cấu kiện chịu uốn - Giai đoạn I: momen nhỏ (tải trọng nhỏ) - Giai đoạn II: momen tăng, cấu kiện bắt đầu xuất vết nứt - Giai đoạn III: giai đoạn phá hoại - Đọc TLHT trang 43-46 -6- Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật theo momen - Cấu kiện đặt cốt đơn: giả thiết tính tốn, sơ đồ ứng suất, phương trình cân bằng, điều kiện hạn chế, hàm lượng cốt thép, công thức tính cốt thép, chọn bố trí cốt thép - Cấu kiện đặt cốt kép: giả thiết tính tốn, sơ đồ ứng suất, phương trình cân bằng, điều kiện hạn chế, cơng thức tính cốt thép, chọn bố trí cốt thép - Trình tự tính tốn tốn thiết kế, toán kiểm tra CKtiết diện chữ nhật đặt cốt đơn, đặt cốt kép (sơ đồ trình tự tính toán – sơ đồ 4.1 & 4.2) - Đọc TLHT trang 61-69 - Làm tập 4.1 đến 4.13 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 70-87 Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ T,I theo momen - Cấu kiện đặt cốt đơn: xác định vị trí trục trung hòa, giả thiết tính tốn, sơ đồ ứng suất, phương trình cân bằng, điều kiện hạn chế, hàm lượng cốt thép, cơng thức tính cốt thép, chọn bố trí cốt thép - Cấu kiện đặt cốt kép: xác định vị trí trục trung hòa, giả thiết tính tốn, sơ đồ ứng suất, phương trình cân bằng, điều kiện hạn chế, cơng thức tính cốt thép, chọn bố trí cốt thép - Trình tự tính tốn tốn thiết kế, toán kiểm tra CK tiết diện chữ T, I đặt cốt đơn, đặt cốt kép (sơ đồ trình tự tính tốn – sơ đồ 4.3 & 4.4) - Đọc TLHT trang 88-100 - Làm tập 4.14 đến 4.21 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 101-114 Tính tốn cường độ cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, T, I theo lực cắt - Sự phá hoại tiết diện nghiêng - Điều kiện cường độ tiết diện nghiêng - Tính cốt đai không cốt xiên: tải phân bố cốt đai bố trí - Tính cốt đai khơng cốt xiên: tải phân bố cốt đai bố trí khơng - Tính cốt đai khơng cốt xiên: tải phân bố cốt đai bố trí - Tính cốt đai không cốt xiên: tải tập trung - Khoảng cách lớn cho phép cốt đai - Yêu cầu cấu tạo cốt đai - Đọc TLHT trang 115-126 - Tính cốt xiên: điều kiện bố trí cốt xiên, trình tự cơng thức tính cốt xiên - Qui trình tính cốt đai cốt xiên: sơ đồ tính 4.5, 4.6 4.7 - Đọc TLHT trang 127-132 - Làm tập 4.22 đến 4.29 xem giải để kiểm tra kết -7- - Đọc TLHT trang 133-150 Chương 5: Cấu kiện chịu nén Khái niệm đặc điểm cấu tạo - Khái niệm cấu kiện chịu nén: nén tâm, nén lệch tâm - Đặc điểm cấu tạo: tiết diện, bố trí cốt dọc, cốt đai - Đọc TLHT trang 156-160 Sự làm việc cấu kiện chịu nén - Nén tâm - Nén lệch tâm: độ lệch tâm thiết kế, độ lệch tâm ngẫu nhiên, độ lệch tâm tính tốn, ảnh hưởng uốn dọc - Nén lệch tâm lớn, lệch tâm bé: điều kiện xãy lệch tâm lớn lệch tâm bé - Đọc TLHT trang 167-171 Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm: toán thiết kế toán kiểm tra - Cấu kiện chịu nén cốt đai thường - Cấu kiện chịu nén cốt đai xoắn - Làm tập 5.1 đến 5.3 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 161-167 Tính tốn cấu kiện chịu nén lệch tâm tiết diện chữ nhật: - Lệch tâm lớn: giả thiết tính toán, sơ đồ ứng suất, điều kiện cường độ - Lệch tâm bé:giả thiết tính tốn, sơ đồ ứng suất, điều kiện cường độ - Tính tốn cốt thép đối xứng - Tính cốt thép khơng đối xứng - Trình tự tính tốn tốn thiết kế tốn kiểm tra CK tiết diện chữ nhật chịu nén lệch tâm – sơ đồ 5.1 đến 5.5 - Đọc TLHT trang 171-181 - Làm tập 5.4 đến 5.10 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 184-208 Biểu đồ tương tác - Khái niệm biểu đồ tương tác - Phương pháp vẽ biểu đồ tương tác - Biểu đồ tương tác không thứ nguyên - Trình tự vẽ biểu đồ tương tác biểu đồ tương tác không thứ nguyên – sơ đồ 5.6 5.7 - Đọc TLHT trang 209-215 -8- - Làm tập 5.11 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 215-222 Chương 6: Cấu kiện chịu kéo Khái niệm đặc điểm cấu tạo - Khái niệm cấu kiện chịu kéo: kéo tâm, kéo lệch tâm - Đặc điểm cấu tạo: tiết diện, bố trí cốt dọc, cốt đai - Đọc TLHT trang 223 Tính tốn cấu kiện chịu kéo tâm - Đọc TLHT trang 224 Tính tốn cấu kiện chịu kéo lệch tâm tiết diện chữ nhật: - Lệch tâm bé: sơ đồ ứng suất, phương trình cân bằng, tính cốt thép - Lệch tâm lớn: sơ đồ ứng suất, phương trình cân bằng, tính cốt thép - Trình tự tính tốn tốn thiết kế tốn kiểm tra cho cấu kiện chịu kéo – sơ đồ 6.1 6.3 - Đọc TLHT trang 225-228 - Làm tập 6.1 đến 6.4 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 231-236 Tính toán cấu kiện chịu kéo lệch tâm theo lực cắt - Trình tự tính tốn – sơ đồ 6.2 - Đọc TLHT trang 229-230 - Làm tập 6.2 xem giải để kiểm tra kết quả, trang 232-234 Chương 7: Tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ hai Độ cong dầm BTCT - Trạng thái ứng suất – biến dạng dầm sau xuất khe nứt - Độ cong dầm đoạn có khe nứt vùng bê tông chịu kéo - Đọc TLHT trang 240-249 Độ cứng dầm BTCT - Đọc TLHT trang 249 Độ võng dầm BTCT - Độ võng biến dạng uốn - Độ võng biến dạng trượt - Độ võng tồn phần - Đọc TLHT trang 250-252 -9- Tính toán cấu kiện BTCT theo mở rộng khe nứt thẳng góc với trục dầm - Điều kiện để cấu kiện BTCT thường không bị nứt - Bề rộng khe nứt thẳng góc theo TCVN 5574-2012 - Bề rộng khe nứt nghiêng theo TCVN 5574-2012 - Làm tập 7.1 xem giải để kiểm tra kết - Đọc TLHT trang 252-263 - 10 - PHẦN HƯỚNG DẪN LÀM BÀI KIỂM TRA 1- Hình thức kiểm tra kết cấu đề thi - Đề thi kiểm tra đề thi tự luận - Kết cấu đề thi: đề thi bao gồm hai ba câu tùy theo mức độ khó dễ mà phân phối điểm cho câu Mỗi câu tập trung vào chương đề tập trung vào chương 2- Hướng dẫn làm thi - Phải đọc kỹ đề để nắm rõ yêu cầu đề bài, số liệu đề cho - Làm đủ yêu cầu đề Làm thừa làm sai yêu cầu, sai số liệu không tính điểm - Có thể làm câu dễ trước, câu khó sau, khơng cần thiết phải làm theo thứ tự (trừ trường hợp đề yêu cầu); phải phân phối hợp lý thời gian cho câu hỏi hay tập, tránh trường hợp nhiều thời gian cho câu - Phải tính tốn cẩn thận, đảm bảo số liệu xác trước viết vào giấy làm - Sơ đồ tính, hình vẽ phải rõ ràng, đầy đủ chi tiết - Đơn vị tính phải thống theo tiêu chuẩn qui định - Chép người khác khơng tính điểm - Các làm giống sai giống bị điểm không - 11 - PHẦN ĐỀ THI MẪU VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI MẪU Cho dầm đơn BTCT đặt hai gối tựa, có kích thước mặt cắt ngang sơ đồ tính hình vẽ; chịu tải trọng phân bố điều q(KN/m) bao gồm trọng lượng thân dầm g(KN/m) hoạt tải tiêu chuẩn p=60KN/m Bê tông có cấp độ bến B25, hệ số điều kiện làm việc bê tông b 1, 05 ; module đàn hồi Eb 30 x103 MPa Cốt thép sử dụng thép AI 10 ; thép AIII 10 , module đàn hồi Es 20 x104 MPa ; cốt đai cốt xiên lấy Rsw Rs.inc 0.8 Rs ( MPa) Cho biết agt=60mm; hệ số độ tin cậy tĩnh tải ng=1,1; hoạt tải 25 KN / m3 ; Chiều dày lớp bê tông bảo vệ np=1,2; trọng lượng riêng bê tông 30mm Yêu cầu: 1- Vẽ biểu đồ momen M lực cắt Q (1,0 điểm) 2- Tính cốt thép dọc cho dầm, vẽ hình bố trí cốt thép MC dọc MC ngang (4,0 điểm) 3- Tính chọn cốt đai chịu cắt cho dầm, vẽ hình bố trí cốt đai (vẽ chung với câu 2) (5,0 điểm) 600 q 7000 350 *************** HẾT **************** - 12 - ĐÁP ÁN 1- Vẽ biểu đồ moment lực cắt (1,0 điểm) - Trọng lượng thân dầm: g ng b b.h 1,1.25.0,35.0,6 5,775kN / m - Tổng tải trọng lên dầm: q = g +1,2 p =77,775 kN/m - Momen lớn nhịp: M max - Lực cắt lớn gối: Qmax q.L2 q.L 476,372(kN m) 272, 213(kN ) Mmax 7000 Qmax 7000 2- Tính cốt thép dọc cho dầm (4,0 điểm) - Tính 0,557 R sR (1 1,1 sc u ) 0,85 0, 008 b Rb Rs sR 365MPa 400 MPa sc u R R (1 0,5 R ) 0, 402 - Biết agt=60mm; ta có h0 - Tính : M b Rb bh0 m Ta thấy : m 0,307 R 0, 402 Từ - Tính diện tích cốt thép: As Giả sử cấu kiện đặt cốt đơn h a = 600-60 = 540mm - m ta tính 0,307 - m nên điều kiện đặt cốt đơn thỏa 0,378 b Rbbh0 Rs - 13 - 2980,196(mm2 ) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: - As x100 1,577(%) bh0 0.05% Rb x100 2,321(%) s Rs R b max Chọn bố trí cốt thép, vẽ hình bố trí cốt thép (SV chọn đường kính thép, số lượng thép cách bố trí cốt thép khác giống nhau, cho phép sai số diện tích cốt thép tính diện tích cốt thép chọn 5% GV chấm kiểm tra tính hợp lý việc chọn bố trí cốt thép hình vẽ SV) - Tính lại atr sau chọn bố trí cốt thép: atr - So sánh agt với atr Nếu atr x1 As1 x2 As xn Asn (mm) As1 As Asn đạt yêu cầu agt không đạt yêu cầu, cần chọn bố trí lại cốt thép; Hoặc giả thiết lại Nếu atr agt a để tính lại 3- Tính cốt đai cho dầm (5 điểm) - Lực cắt lớn gối: Qmax=272,213KN - Tính khả chịu cắt bê tông: Qb max b3 (1 f n ) b Rbt bh0 125,024( KN ) Q max 272, 213( KN ) - Ta phải tính cốt đai Chọn cốt đai đường kính 6mm, hai nhánh; cốt đai bố trí khơng đoạn nhịp gần gối - Tính: M - Khoảng cách cốt đai theo tính tốn: stt Với q1 g - Tính: qsw1 - Tính: qsw0 - Ta thấy qsw0 - Chọn qsw2 - Tính C01 b2 (1 ptt f n ) b Rbt bh02 225, 042( KN m) nAsw Rsw 41,775( KN / m) nAsw Rsw stt 40,542( N / mm) Q M q1 2h0 72, 494( N / mm) 72, 494( N / mm) qsw0 qsw1 40,542( N/ mm) 72, 494( N / mm) M0 qsw2 q1 q1 0,56 74,598( N / mm) 1403,356(mm) 2h0 1080(mm) - 14 - 407,652mm Q 4M q1 Q 2h0 - Tính qsw4 - Tính lại: stt - Khoảng cách lớn cho phép cốt đai: smax - q1 M0 nAsw Rsw qsw5 1,5(1 f n 41, 735( N / mm) max(qsw2 , qsw4 ) 72, 494( N / mm) 227,98(mm) ) b Rbt bh02 Q 620, 037(mm) Khoảng cách cách cốt đai theo cấu tạo: s ct sct 200mm 200mm Chọn cốt đai: s stt 227,98mm smax - qsw5 200mm 620, 037mm Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính: Q Với 272, 213( KN ) 0,3 w1 Es , Eb b1 w w1 b1 b Rb bh0 751,551( KN ) w Asw bs 0, 01 b Rb Thỏa điều kiện Vậy chọn cốt đai d=6mm, nhánh, s=200mm bố trí đoạn L/4 gần gối tựa Trong đoạn L/2 nhịp cốt đai bố trí theo cấu tạo chon d=6mm, s=(250~500)mm ************* HẾT *************** - 15 -