Bài giảng đồ án bê tông cốt thép dân dụng

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTTN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI - BÀI GIẢNG ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Người soạn: ThS Bùi Sĩ Mười Bộ môn: Xây dựng Dân dụng Cơng nghiệp Khoa: Cơng trình Hà Nội - 2015 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Bài giảng môn học: KẾT CẤU BTCT DÂN DỤNG Bộ môn: XDDD&CN Thời gian: 15 tiết_1TC -A Tổng quan sàn sườn bêtông cốt thép toàn khối Các phận sàn sườn Sàn sườn bao gồm phận: sàn, dầm, gối đỡ dầm Gối đỡ dầm là: cột, tường D L2 2 2 2 5 C 1 L2 5 5 B L2 1-1 A L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 Hình – Mặt kết cấu sàn sườn toàn khối loại dầm - Bản; - Dầm phụ; - Dầm chính; - Tường đỡ; - Cột Sự làm việc bản, phân biệt loại dầm kê bốn cạnh a Sự làm việc sàn Bản sàn: Bản sàn cấu kiện chịu uốn, có kích thước hai cạnh lớn nhiều so với cạnh lại Bản sàn có nhiệm vụ tiếp nhận tải trọng đặt lên truyền vào dầm xung quanh Trong sàn tồn khối, có vai trị liên kết dầm lại với tạo thành hệ kết cấu sàn có độ cứng theo phương ngang lớn Dầm (sườn): Dầm thường chia thành chữ nhật, có tác dụng đỡ sàn đảm bảo độ cứng tổng thể sàn Dầm phải kê lên gối tựa cách chắn BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG b Phân biệt loại dầm kê bốn cạnh Bản loại dầm: có liên kết hai cạnh song song, bị uốn theo phương vng góc với cạnh liên kết Tưởng tượng cắt thành dải theo phương chịu uốn, dải làm việc dầm, gọi phương loại dầm L2 L1 q M Hình – Sự làm việc làm việc phương Bản kê bốn cạnh: có liên kết bốn cạnh Khi chịu lực, có mơ men uốn theo hai phương L2 L1 q1 M1 q2 M2 Hình – Sự làm việc kê bốn cạnh Với kê bốn cạnh có liên kết nhau, tải trọng từ truyền lên liên kết phụ thuộc vào tỉ số kích thước bản, mơ men uốn theo phương phụ thuộc vào vào tỷ số kích thước Xét có kích thước cạnh l1 , l2 (trong l2 cạnh dài) - Nếu l2 / l1  cho phép tính tốn loại dầm; BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG - Nếu l2 / l1  tính tốn kê bốn cạnh Với có liên kết theo hai cạnh đối diện có cạnh ngàm cịn ba cạnh tự khơng xét đến tỷ số l2 / l1 , loại dầm B Thiết kế sàn sườn có loại dầm I Sơ đồ sàn Trên hình thể mặt sàn toàn khối loại dầm Kích thước l1 , l2 , thỏa mãn điều kiện l2 / l1  Dầm phụ bố trí dọc theo phương cạnh dài l2 , từ trục đến trục Dầm bố trí theo trục B trục C Tường bố trí biên cơng trình L2 D L2 C L2 b1=1m B A L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 L1 Hình – Mặt sàn Lựa chọn kích thước phận sàn a Chiều dày hb Chiều dày hb chọn phụ thuộc chủ yếu vào nhịp tải trọng tác dụng lên Có thể chọn hb theo công thức sau: hb  D l m (1) Trong đó: BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG - l : nhịp (cạnh theo phương chịu lực); - D : hệ số phụ thuộc tải trọng tác dụng lên , D  0,  1, ; - m : hệ số phụ thuộc liên kết + Với loại dầm m  30  35 ; + Với kê cạnh m  35  45 Chiều dày hb phải thỏa mãn : hb  hmin + hmin  4cm với sàn mái; + hmin  5cm với sàn nhà dân dụng; + hmin  6cm với sàn nhà cơng nghiệp b Kích thước tiết diện dầm Chiều cao h tiết diện dầm phụ thuộc vào nhịp dầm, tải trọng tác dụng liên kết: + Với dầm phụ: hdp  ( 1  )l 12 20 (2) 1 )l 12 (3) + Với dầm chính: hdc  (  Trong đó: l: chiều dài nhịp dầm tương ứng Bề rộng tiết diện dầm thường chọn b  (0,  0, 5)h + Với dầm phụ thường lấy bdp = 200mm ; 220mm; + Với dầm thường lấy bdc = 250mm ; 280mm ; 300mm Lựa chọn vật liệu Đối với bêtông: chọn cấp độ bền bêtông theo cường độ chịu nén, thường chọn cấp độ bền bêtông B15, B20, B22,5, B25 Đối với cốt thép: + Với bản: cốt thép chịu lực thép cấu tạo nên chọn nhóm CI AI; + Với dầm: cốt thép dọc chịu lực nên chọn nhóm CII AII, đơi nên chọn nhóm CIII AIII cho dầm Cốt thép dọc cấu tạo cốt đai nên chọn nhóm CI AI BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Từ cấp độ bền bê tơng, nhóm cốt thép tra bảng theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 xác định giá trị: + Cường độ tính tốn chịu nén Rb chịu kéo Rbt bê tông, mô đun đàn hồi E; + Cường độ tính tốn cốt thép, cường độ chịu cắt Rs, Rsc, Rsw; + Các hệ số giới hạn vùng nén tính theo sơ đồ biến dạng dẻo (pl ; pl) theo sơ đồ đàn hồi (R ; R) II Tính tốn sàn 2.1 Sơ đồ tính tốn Để tính tốn, ta tưởng tượng cắt dải theo phương l1 , chiều rộng dải ký hiệu b1 , thường lấy b1  1m (hình 4) Dải cắt làm việc dầm liên tục Bản cần kê lên tường khoảng Sb  (120, hb ) bt hb S b  max(120,hb) C =0,5h b 0,5b dp 0,5b dp 0,5b dp 0,5b dp 0,5b dp l ob lo lo l1 l1 l1 0,5b dp Hình – Nhịp tính tốn sàn Xác định nhịp tính toán sau : + Nhịp biên: lob  l1  bt bdp hb   2 + Nhịp giữa: lo  l1  bdp Tính tốn dầm liên tục có gối biên tường, gối trung gian dầm phụ BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG gb l ob lo pb lo Hình – Sơ đồ tính toán sàn 2.2 Tải trọng tác dụng : gồm tĩnh tải hoạt tải a Tĩnh tải: Là tải trọng trọng lượng thân lớp sàn Giá trị tải trọng tính tốn tĩnh tải phân bố đơn vị diện tích sàn tính sau: g    i hi ni (kN/m2) (4) Trong :  i , hi , ni trọng lượng riêng, chiều dày hệ số tin cậy tải trọng lớp cấu tạo sàn thứ i Trọng lượng tiêu chuẩn hệ số tin cậy n lớp sàn lấy sau: + Lớp gạch lát:   20kN / m2 , n  1, ; + Lớp vữa lót:   18kN / m2 , n  1, ; + Bản bê tông cốt thép:   25kN / m2 , n  1, ; + Lớp vữa trát:   18kN / m2 , n  1, b Hoạt tải: Là tải trọng yêu cầu sử dụng đặt Giá trị hoạt tải tính tốn: p  nptc (kN/m2) (5) Với n hệ số độ tin cậy hoạt tải lấy theo TCVN5574:2012 Tải trọng tác dụng lên dải có bề rộng b1 =1m là: + Tĩnh tải: gb    i hi ni  1m (kN/m) + Hoạt tải: pb  nptc  1m (kN/m) Tải trọng toàn phần: qb  gb  pb (kN/m) 2.3 Nội lực Bản tính dầm liên tục chịu tải trọng phân bố đều, nhịp tính tốn bạn lệch khơng q 10%, tính tốn theo sơ đồ dẻo Các giá trị nội lực (mô men, lực cắt) xác định theo hình đây: BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Hình - Tính tốn nội lực dải a) Sơ đồ tính ; b) Biểu đồ mơmen uốn ; c) Biểu đồ lực cắt a Mômen uốn Giá trị tuyệt đối mômen dương nhịp biên mômen âm gối thứ hai: M nhb  M gb   qblob2 11 (6) Giá trị tuyệt đối mômen dương nhịp mômen âm gối giữa: M nhg  M gg   qblo2 16 (7) b Lực cắt Giá trị lực cắt dải tiết diện bên phải gối thứ nhất: Q1p  0, 4qbl0b ; Giá trị lực cắt dải tiết diện bên trái gối thứ hai: Q2t  0, 6qbl0b ; Giá trị lực cắt dải tiết diện bên phải gối thứ hai bên trái, bên phải gối bằng: Qip  Qit  0, 5qbl0 2.4 Tính tốn cốt thép a Tính cốt thép chịu mơmen uốn - Tính cốt thép chịu mơ men cho dải theo tốn tính cốt đơn, tiết diện hình chữ nhật (b1=1m)xhb ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG hb BỘ MƠN XDDD&CN b=1000 Hình – Tiết diện dầm liên tục Chọn giá trị a, với có hb≤100mm nên chọn a =15mm (lớp bảo vệ c = 10mm), chiều cao làm việc tiết diện: h0 = hb - a Xuất phát từ công thức: M  Rbb1 x  ho  0, 5x  hay M  m Rbb1ho2 Rbb1 x  Rs As Trong x chiều cao vùng nén, hệ số không thứ nguyên  m   1  0, 5    x ho Từ (1) tính hệ số : M Rbb1ho2 m  (8) Nội lực tính theo sơ đồ hình thành khớp dẻo, nên phải kiểm tra điều kiện hạn chế: m   pl  0, 255 với bêtơng có cấp bền B  22,  m   pl  0, với bêtơng có cấp bền B  22, Nếu (3) thỏa mãn, từ  m tính     2 m từ  m tra  ,  từ bảng phụ lục Từ (2), diện tích cốt thép dọc chịu kéo mơmen uốn M gây tính: As  Rb b1. ho Rs hay As  M Rs  ho (9) Trong đó: As diện tích cốt thép tính tốn cho dải rộng b1 b Kiểm tra hàm lượng cốt thép Hàm lượng cốt dọc:  As  min  0, 05% b1h0 (10) Chiều dày chọn hợp lý hàm lượng cốt thép:   (0,  0, 9)% c Kiểm tra khả chịu cắt Bản khơng bố trí cốt đai, lực cắt hồn tồn bê tơng chịu, kiểm tra bê tông chịu cắt theo công thức: Qmax  0, 6qblob  0, 8Rbtb1h0 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG c: chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng lên trục cấu kiện Giá trị c khơng vượt q cmax  3ho Hình 20 – Mô tả phá hoại tiết diện nghiêng c Tính tốn cốt đai chịu lực cắt khơng có cốt xiên  Điều kiện tổng quát đảm bảo cường độ tiết diện nghiêng ghi có lực cắt Q tác dụng: Q  Qb  Qsw  Qs,inc Trong đó: Q: lực cắt tính tốn phía tiết diện nghiêng xét; Qb : lực cắt bê tông chịu; Qsw : lực cắt cốt đai chịu; Qs ,inc : lực cắt cốt xiên chịu Hình 21 – Sơ đồ tính tốn cường độ tiết diện nghiêng 18 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Khi khơng có cốt xiên, điều kiện trở thành: Q  Qb  Qsw (19) Đối với bê tơng nặng cấu kiện có tiết diện hình chữ nhật, Qb xác định sau: Qb  1, 5Rbt bho2 c (20) Qb khống chế khoảng: 0, 5Rbt bho  Qb  Qb  Qb max  2, 5Rbt bho  0, 6ho  c  3ho (21) Qsw xác định theo công thức: Qsw  0,75 Rsw Asw  0,75qswc qsw  Với: Rsw Asw s (22) (23) Trong đó: Rsw : cường độ tính tốn cốt thép đai; Asw : diện tích tiết diện ngang nhánh cốt đai đặt mặt phẳng vng góc với trục cấu kiện; s: khoảng cách cốt đai  Tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: Từ điều kiện cường độ (19), không kể đến lực phân bố phạm vi chiều dài c viết là: Q  Qb  Qsw  QDB  1, 5Rbt bho2  0,75qswc c (24) Sẽ tồn tiết diện nghiên co tiết diện nghiêng có khả chịu lực QDB nhỏ Ta dễ dàng xác định co sau: co  1, 5Rbt bho2 0,75qsw (25) Khả chịu cắt tiết diện nghiêng co , gọi Qdb , xác định cách thay (25) vào (24): 19 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Qdb  4, 5Rbt bho2 qsw (26) Khi có kể đến tải trọng q phân bố phạm vi chiều dài c tính được: Qdb  6Rbt bho2 0,75qsw  q  0, p  (27) Trong đó: q: tải trọng tồn phần; p: hoạt tải phân bố phân bố tương đương theo mơ men Cần tính tốn với hàng loạt tiết diện nghiêng co phạm vi chiều dài cấu kiện phải thỏa mãn co  2ho c Khoảng cách (s) lớp cốt đai  Khoảng cách theo tính tốn lớp cốt đai (stt): Khi dầm chịu tải trọng phân bố đều, kết hợp (23) (24) ta có: qsw  Q   q  0, p  4, 5Rbt bho 0,75 (28) Ta chọn trước đường kính cốt đai sw số nhánh đai “ n ” lớp  diện tích nhánh cốt đai asw  stt  sw nasw Rsw qsw (29)  Khoảng cách lớn cốt đai (smax) Để tránh phá hoại tiết diện nghiêng nằm hai cốt đai, có bê tơng chịu cắt Điều kiện cường độ là: Q  Qb  s 1, 5Rbt bho2 c 1, 5Rbt bho2 Q (30) Để thiên an toàn, tiêu chuẩn thiết kế quy định: smax Rbt bho2  Q (31)  Khoảng cách cốt đai lấy theo yêu cầu cấu tạo (sct): 20 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Trong cấu kiện bê tông cốt thép cần phải đặt cốt thép ngang để chịu cắt khoảng cách cốt đai không lớn 0, 5ho không lớn 300mm Trong cấu kiện mà lực cắt bê tơng chịu cần đặt cốt đai với khoảng cách không lớn 0,75ho không lớn 500mm  Bố trí cốt đai Cốt đai phải tạo thành khung kín ơm lấy tồn cốt dọc Đối với dầm chịu tải trọng phân bố đều, đoạn chiều dài ¼ nhịp dầm tính từ mép gối tựa khoảng cách bố trí cốt đai s = (stt , sct , smax) 3.6 Kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng theo mơ men Dầm bị phá hoại mô men theo tiết diện nghiêng cốt dọc chịu lực không neo chắn vào gối tựa, cốt dọc chịu kéo giảm đột ngột cắt uốn Để đảm bảo cường độ tiết diện nghiêng theo mô men, cần phải kiểm tra với tiết diện nghiêng nguy hiểm theo điều kiện: M  M s  M sw  M s ,inc (32) Trong đó: M: mơ men nội lực tiết diện nghiêng trục qua hợp lực vùng nén vng góc với mặt phẳng uốn M s , M sw , M s,inc tương ứng mô men nội lực cốt dọc, cốt đai, cốt xiên trục nói IV Tính tốn dầm 4.1 Sơ đồ tính tốn Dầm với cột tạo thành khung, thơng thường tính dầm xà ngang khung, lúc nội lực xà lấy theo tổ hợp tải trọng đứng tải trọng ngang tác dụng vào khung Tuy nhiên số sơ đồ kết cấu nhà xem dầm dầm liên tục kê lên cột tường Sơ đồ chấp nhận có điều kiện sau: (i) Trong kết cấu nhà có tường, vách cứng chịu tải trọng ngang (gió) khung chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng 21 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG (ii) Dầm kê tự lên cột đúc liền với cột độ cứng đơn vị dầm lớn gấp lần độ cứng đơn vị cột Xem điều kiện thỏa mãn tính tốn dầm dầm liên tục Tại gối dầm kê lên cột, gối biên dầm kê lên cột kê lên tường chịu lực Khi dầm tính theo sơ đồ đàn hồi, lấy nhịp tính tốn sau: Nhịp biên: l0b = 3l1 Nhịp giữa: l0 = 3l1 hb bt P P P P P P G G G G G G 3l1 3l1 Hình 22 – Sơ đồ tính tốn dầm 4.2 Xác định tải trọng Dầm chịu tải trọng từ dầm phụ truyền vào tải trọng thân dầm Tải trọng từ dầm phụ truyền vào tải trọng tập trung đặt chỗ dầm phụ kê lên dầm 22 BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DN DNG T-ờng Dầm phụ l1 Dầm l1 Đang xÐt Cét l1 Hình 23 – Sơ đồ truyền tải từ dầm phụ lên dầm a Tĩnh tải gdp tĩnh tải phân bố dầm phụ, truyền vào dầm thành lực tập trung G1 : G1  gd l2 Trọng lượng thân dầm phân phối để đơn giản tính tốn ta đem thành lực tập trung: G0  b(h  hb )l1    n Trong đó: b, h bề rộng chiều cao dầm chính; n hệ số vượt tải, n  1, ;  trọng lượng riêng bê tông,   25  kN / m3  Tổng tĩnh tải tập trung: G = G1 + G0 b Hoạt tải pdp hoạt tải phân bố dầm phụ Hoạt tải dầm phụ truyền vào cho dầm thành lực tập trung: P  pd l2 23 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG 4.3 Xác định nội lực Có cách để xác định nội lực dầm chính: trực tiếp tổ hợp Sử dụng cách trực tiếp đơn giản hơn, nên dùng cách tổ hợp, tính tốn có phức tạp thấy rõ chất biểu đồ bao nội lực a Cách trực tiếp Tung độ nhánh dương biểu đồ bao mômen: Mmax  0Gl  1Pl (33) Tung độ nhánh âm biểu đồ bao mômen: M  0Gl  2 Pl (34) Tung độ nhánh dương nhánh âm biểu đồ bao lực cắt: Qmax  0G  1P (35) Qmin  0G  2 P (36) Trong đó: i , i cho bảng lập sẵn phụ thuộc vào số lượng nhịp dầm sơ đồ đặt tải nhịp b Cách tổ hợp  Biểu đồ bao mơmen: Đặt tĩnh tải G lên tồn dầm vẽ biểu đồ MG Xét trường hợp bất lợi hoạt tải Pi, ứng với trường hợp vẽ đươc biểu đồ mômen Mpi (i = 1,2,3…): 24 BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Hình 24 – Các trường hợp tải trọng tác dụng lên dầm nhịp Trong đó: MG  Gl ; M p   Pl (37)  : cho bảng lập sẵn, phụ thuộc sơ đồ dầm (số nhịp), vào dạng tải trọng nhịp (vị trí số lượng lực tập trung) vào sơ đồ chất tải lên nhịp Tiến hành tổ hợp cách tiết diện dầm tính hai giá trị mômen: M max  MG  max M P (38) M  MG  M P (39) Trong nhịp dầm cần tính tốn cho số tiết diện đặc trưng Đưa giá trị M max M lên biểu đồ, nối điểm tương ứng có nhánh M max M Một cách làm khác đem cộng biểu đồ M G với biểu đồ M pi có biểu đồ M i Vẽ chung tất biểu đồ M i lên trục, tỷ lệ Nối 25 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG liền đoạn nằm ngồi hai phía nhánh M max nhánh M biều đồ bao  Biều đồ bao lực cắt: Để lập biểu đồ bao lực cắt tiến hành bước tương tự lập biểu đồ bao mômen Lực cắt G P gây tiết diện : QG   G ; Qpi   P (40) Trong đó: hệ số  cho bảng lập sẵn hệ số  Hình 25 – Hình bao mơmen lực cắt dầm cho nhịp đầu 4.4 Tính tốn cốt thép dọc 4.4.1 Mômen mép gối tựa Các giá trị mơmen mép gối tựa lấy theo hình bao có giá trị tuyệt đối lớn trục gối tựa Để tính cốt thép thường người ta khơng dùng giá trị lớn mà dùng mơmen mép gối tựa, gọi mômen mép gối M mg Sự phá hoại dầm vùng gối tựa thường xảy theo tiết diện mép gối tựa Xác định M mg dùng phương pháp tam giác đồng dạng: Nhánh M có đỉnh A trục gối tựa Lấy điểm C nhánh M mà AC thẳng Thường chọn điểm C điểm chỗ biểu đồ gãy khúc Xác định tiết diện E ứng với điểm C, có giá trị mơmen M E (chính tung độ EC) 26 BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Hình 26 - Sơ đồ tính Mmg Tiết diện B tâm gối tựa, ứng với B có mơmen Mg - xác định đoạn dài BE M mg  M g  M (41) Tính M theo tam giác đồng dạng M  ( M g  M E ) 0, 5b0 BE (42) M mg bên trái bên phải khác nhau, cần tìm M mg có giá trị lớn để tính Thơng thường M mg phía lớn 4.4.2 Tính cốt thép dọc Tính dầm theo sơ đồ đàn hồi, tính cốt thép, ngồi cường độ tính tốn Rb , Rs , Rsc cần thêm hệ số  R  R ,  R   R 1  0, 5 R  a Với tiết diện chịu mômen âm Chiều cao làm việc h0  h  a , cốt thép dọc mặt dầm thường phải đặt xuống phía xen vào cốt thép dọc dầm phụ, cẩn giả thiết trị số a tương đối lớn (nên chọn a = 50÷70mm) Tính:  m  M , kiểm tra m   R Rbb1ho2 Nếu thỏa mãn điều kiện trên, từ  m xác định  , sau tính diện tích thép: As  (43) M Rs ho Nếu R  m  0, tăng kích thước tiết diện để tính lại dùng tiết diện đặt cốt kép; 27 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Nếu m  0, nên tăng chiều cao h dầm b Với tiết diện chịu mơmen dương Tính thêm phần tham gia chịu lực với sườn, tiết diện chữ T, cánh vùng nén, bề rộng cánh: bf =b+2Sf + Nếu hb < 0,1 hdc lấy Sf ≤ 6hb; + Nếu hb ≥ 0,1 hdp lấy Sf khơng vượt q ½ khoảng cách thơng thủy dầm chính; + Đồng thời Sf ≤ 1/6 nhịp dầm Tính giá trị so sánh với Mf với kích thước dầm Nếu M  M f , tính cốt thép trường hợp trục trung hòa qua cánh (tương tự phần dầm phụ) Nếu M  M f , trục trung hịa qua sườn tính  m m  M  Rb (b'f  b)h'f (h0  0, 5h'f ) Rbbh02 Khi m   R , từ  m tra bảng ta  Xác định As theo công thức: As  Rb  bh0  (b'f  b)h'f  Rs  Khi m   R , chứng tỏ tiết diện bé cần tăng kích thước tính lại tính theo tiết diện chữ T đặt cốt kép Kiểm tra hàm lượng cốt thép so với µmin =0,05% max 4.5 Tính tốn bố trí cốt thép ngang Kiểm tra điều kiện (16) Nếu thỏa mãn, tiến hành tính tốn cốt đai Đặt QDB  Tính 1, 5Rbt bho2  0,75qswco c (44) dQDB dQDB  ta được: cho dc dc 2Rbt bho2 co  qsw (45) Thay c  co vào (21) ta có QDB  Qdb Qdb  4, 5Rbt bho2 28 (46) BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Cho Q  Qdb , suy ra: qsw  Q 4, 5Rbt bho2 (47) Nhưng đồng thời phải lấy qsw  0, 25Rbt b Nếu Co  2ho chọn đường kính cốt đai  , số nhánh n, khoảng cách lớp cốt đai: stt  Rsw Asw qsw (48) Nếu Co  2ho lấy Co  2ho , tính Qdb theo (28) với C  2ho Cho Q  QDB , suy qsw : qsw  Q  0,75Rbt bho 1, 5ho (49) Nhưng đồng thời phải lấy qsw  0, 25Rbt b Tiến hành chọn đường kính cốt đai  , số nhánh n, khoảng cách tính toán lớp cốt đai: stt  Rsw Asw qsw Cốt đai bố trí với khoảng cách s= (stt , sct , smax) Chú ý: với dầm thường dùng cốt đai có đường kính lớn (8 10mm) bề rộng dầm lớn cốt dọc nhiều cần dùng cốt đai đến ba bốn nhánh Khi bố trí cần đặt cốt đai dày đoạn từ gối tựa đến tiết diện có lực tập trung 4.6 Tính tốn cốt treo Tại chỗ dầm phụ kê lên dầm cần có cốt treo để gia cố cho dầm (tránh tập trung ứng suất làm chọc thủng phá hoại dầm chính) Lực tập trung dầm phụ truyền lên dầm là: F = G1 + P (50) Chiều cao tháp chọc thủng là: hs = h0 - hdp Diện tích cốt treo cần thiết thỏa mãn:  h  F   s    Rsw Asw  ho  Gọi số lượng cốt treo bố trí “m” có số nhánh “n” thì: 29 (51) BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG m  hs  1  n  asw  Rsw  ho  F (52) Nếu tính số cốt đai q nhiều tăng đường kính cốt đai thêm cốt vai bị 4.7 Tính tốn cắt cốt thép biểu đồ bao vật liệu Biều đồ bao mơmen thể mơmen lớn có dầm, tải trọng gây ra, mơmen dầm phải chịu Ta dựa vào hình bao mơmen để tính tốn bố trí cốt thép Để đánh giá đắn mức độ hợp lý việc bố trí cốt thép cần vẽ hình bao vật liệu Hình bao vật liệu thể khả chịu lực dầm, có trục ngang trục dầm tung độ lấy Mtd Hình bao vật liệu có hai nhánh, nhánh dương tính với As cốt chịu kéo đặt phía dưới, nhánh âm với cốt chịu kéo đặt phía Hình bao vật liệu có tính chất sau: + Trong đoạn tiết diện cốt thép không đổi HBVL đoạn nằm ngang; + Ứng với tiết diện cắt lý thuyết cốt thép, quy ước vẽ HBVL thành bước nhảy; + Trong đoạn uốn cốt thép, quy ước vẽ HBVL thành đoạn xiên có mút ứng với điểm đầu điểm kết thúc đoạn uốn Đánh giá mức độ hợp lý việc bố trí cốt thép cần vẽ HBVL biểu đồ bao mômen trục, tỷ lệ HBVL phải trùm ngồi hình bao mơmen, khoảng hở hai hình bao thể mức độ dư thừa khả chịu lực HBVL sát với biểu đồ bao mômen tiết kiệm vật liệu a Xác định tiết diện cắt lý thuyết Tiến hành cắt cốt thép, xác định Mtd tiết diện sau cắt Dựa vào biểu đồ bao mômen Mtd, dùng phép tốn hình học, xác định tiết diện cắt lý thuyết b Xác định tiết diện cắt thực tế Kéo dài đoạn W so với tiết diện cắt lý thuyết để đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện nghiêng Xác định đoạn kéo dài W: W Q  5d  20d 2qsw 30 (53) BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Trong đó: d: đường kính thép cắt Q: lực cắt điểm cắt lý thuyết 5d: đảm bảo để cốt thép neo chắn V Cấu tạo cốt thép dầm phụ, dầm 5.1 Lớp bê tơng bảo vệ, khoảng hở cốt thép dọc Lớp bê tông bảo vệ phải đảm bảo đủ dày đặc Đối với cốt thép dọc chịu lực, chiều dày lớp bê tông bảo vệ C phải đảm bảo C   Co , max  Khi chiều cao tiết diện h  250  mm  , ta lấy Co  15  mm  lấy Co  20  mm  cấu kiến đặt nơi ẩm ướt Đường kính thép chịu lực chọn không nên vượt 1/10 bề rộng dầm (   b / 10 ), thớ đường kính lệch không 6mm Khoảng cách thông thủy t thép thỏa mãn t   to , max  Trong to  30  mm  với cốt thép lớp dầm; to  25  mm  với cốt thép lớp dầm Dầm phụ với b = 200÷220mm nên bố trí tối đa lớp Kiểm tra chiều cao làm việc thực tế (hot = h - a) sau bố trí thép: a   Asi /  Asi t t t t t C1 C2 t C2 C2 C1  50 t C1 t  50 t t  1,5Ø t Hình 27 – Khoảng cách thơng thủy cốt thép Tính tốn khả chịu mô men tiết diện Mtd   Rs As h0t so sánh với tung độ biểu đồ bao mômen M Phải thỏa mãn tiết diện M  Mtd Kiểm tra hàm lượng cốt thép   As  min , với µmin =0,05% bh0 31 BỘ MƠN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG 5.2 Neo cốt thép dọc Cốt thép phía sau cắt phải đảm bảo số lại neo vào gối thỏa mãn As,neo 30% As Đoạn neo cốt thép dọc vào gối tựa bên lan xác định theo công thức:   R lan   an s  an   Rb   Các giá trị an , an tra theo phụ lục Đoạn neo cốt thép dọc vào gối tựa tự xác định sau: lan  5 (  - đường kính cốt dọc neo) Q  Qb lan  10 Q  Qb 32 (54) ... MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG 2.5 Bố trí cốt thép cho Cần ý thớ căng biểu đồ mơmen để bố trí cốt thép chịu lực Diện tích cốt thép bố trí diện tích cốt thép tính từ giá trị mơmen tác dụng tiết... XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Trong đó: d: đường kính thép cắt Q: lực cắt điểm cắt lý thuyết 5d: đảm bảo để cốt thép neo chắn V Cấu tạo cốt thép dầm phụ, dầm 5.1 Lớp bê tông bảo vệ, khoảng hở cốt thép. ..  Khoảng cách cốt đai lấy theo yêu cầu cấu tạo (sct): 20 BỘ MÔN XDDD&CN ĐỒ ÁN BTCT DÂN DỤNG Trong cấu kiện bê tông cốt thép cần phải đặt cốt thép ngang để chịu cắt khoảng cách cốt đai khơng lớn