Chuong 2 - Nguyen tac tinh toan va cau tao BTCT

12/22/2013 Nội dung mơn học • • • • • • Chương 1: Đại cương bê tông cốt thép Ch Chương Nguyên 2: N ê lý tính tí h toán t cấu ấ tạo t BTCT Chương 3: Cấu kiện chịu uốn Chương 4: Cấu kiện chịu kéo – Cấu kiện chịu nén Chương 5: Tính tốn kết cấu BTCT theo TTGH II Chương g 6: Sàn p phẳng g http://www.mediafire.com/thang.kcct   Ngun tắc tính tốn cấu tạo BTCT 2.1.Phương pháp tính tốn BTCT 2.2.Ngun lí cấu tạo BTCT Đại Học Thủy Lợi GVHD: HỒNG TIẾN THẮNG Bộ môn Kết Cấu Cơng Trình http://www.mediafire.com/thang.kcct 12/22/2013 2.1.Phương pháp tính tốn BTCT Phương pháp ứng suất cho phép Phương pháp nội lực phá hoại Phương pháp trạng thái giới hạn (TTGH) http://www.mediafire.com/thang.kcct 1.Phương pháp ứng suất cho phép  Công thức:   cp  - Ứng suất BT CT cp - Ứng suất cho phép vật liệu  Giả thiết: – Vật liệu làm việc giai đoạn “đàn hồi”:  =  (ĐL Hooke) – Tiết diện phẳng (GT Becnuli) – Qui đổi tiết diện ệ – Bê tơng hồn tồn không chịu kéo  Nhược điểm: – Giả thiết không phù hợp – Không tiết kiệm vật liệu http://www.mediafire.com/thang.kcct 12/22/2013 2.Phương pháp nội lực phá hoại  Công thức: kSc ≤ Sph Sc – Nội lực tải trọng tiêu chuẩn gây ra Sph – Nội lực làm phá hoại kết cấu k – Hệ số an toàn, thường lấy k=1,52,5  Ưu điểm: – Kể đến biến dạng dẻo bê tông cốt thép – Hệ ệ số an toàn g gần với thực ự tế hơn,, tiết kiệm ệ vật ậ liệu ệ p/p ƯSCP  Nhược điểm: – Chỉ sử dụng hệ số an toàn chung k cho kết cấu http://www.mediafire.com/thang.kcct 3.Phương pháp TTGH  TTGH trạng thái mà vượt qua KC khơng cịn thoả mãn u cầu sử dụng bình thường nữa  nhóm TTGH: TTGH I TTGH II a TTGH I b TTGH II c Tải trọng lực tác dụng d Các loại cường độ http://www.mediafire.com/thang.kcct 12/22/2013 a, Trạng thái giới hạn I  TTGH cường độ ổn định (KNCL)  Mọi KC thiết kế phải đủ KNCL (thoả mãn TTGH I)  Điều kiện để KC đủ KNCL tiết diện đó: SSgh S - Nội lực lớn tải trọng tính tốn gây tiết diện Sgh - Khả chịu lực nhỏ (KNCL) tiết diện làm việc TTGH  Nội dung tính tốn theo TTGH I:  Xác định kích thước tiết diện, tính tốn bố trí cốt thép cho tiết diện (BT thiết kế)  Kiểm tra KNCL tiết diện (BT kiểm tra) http://www.mediafire.com/thang.kcct b, Trạng thái giới hạn II Trạng thái giới hạn điều kiện làm việc bình thường  Tính tốn biến dạng: f  fgh f - Biến dạng tải trọng tiêu chuẩn gây ra fgh - Biến dạng giới hạn cho phép (QP, u cầu sử dụng, )  Tính tốn hình thành khe nứt: Điều kiện để KC khơng bị nứt tiết diện: Sc  Sn Sc - Nội lực tải trọng tiêu chuẩn gây tiết diện Sn - Khả chống nứt tiết diện  Tính tốn bề rộng khe nứt: Đối với KC cho phép xuất khe nứt, bề rộng khe nứt thoả mãn điều kiện sau: acrc  agh acrc - Bề rộng khe nứt tải trọng tiêu chuẩn gây agh - Bề rộng khe nứt giới hạn cho phép (theo QP) http://www.mediafire.com/thang.kcct 12/22/2013 c, Tải trọng lực tác dụng Tải trọng lực tác dụng lên kết cấu Khi thiết kế cần xác định tải trọng theo tiêu chuẩn tương ứng Với kết cấu nhà cơng trình dân dụng cần dùng Tiêu chuẩn tải trọng tác động: TCVN 2737-1995 i Các loại tải trọng g ii Các trị số tải trọng iii Tổ hợp tải trọng http://www.mediafire.com/thang.kcct i, Các loại tải trọng  Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải):  Khơng thay đổi q trình làm việc CT  Ví dụ: TLBT, thiết bị gắn CT, áp lực đất, ứng suất trước…  Tải trọng tạm thời (hoạt tải dài hạn ngắn hạn):  Trị số, phương, chiều thay đổi  Ví dụ: Áp lực nước, người đi, áp lực gió…  Tải trọng đặc biệt: Động đất, cháy nổ, thiết bị trục hư hỏng, biến dạng (sụt lở, lún, caxtơ…) http://www.mediafire.com/thang.kcct 10 12/22/2013 ii, Các trị số tải trọng  Trị số tiêu chuẩn tải trọng (tải trọng tiêu chuẩn) qTC:  Trị số thực tế trọng lượng thân thân, áp lực thủy tĩnh tĩnh… lấy theo tiêu chuẩn hành tải trọng sử dụng, áp lực gió  Trị số tiêu chuẩn tải trọng dùng để tính tốn TTGH II  Trị số tính tốn tải trọng (tải trọng tính tốn) q: q = n.q n qTC  qTc -Tải trọng tiêu chuẩn  n - hệ số vượt tải (lệch tải) (TCVN 2737‐95)  Trị số tính tốn tải trọng dùng để tính tốn TTGH I http://www.mediafire.com/thang.kcct 11 iii, Tổ hợp tải trọng  Tổ hợp tải trọng gồm tải trọng đồng thời tác dụng gây bất lợi cho kết cấu  Tổ hợp tải trọng bản:  Tải thường xuyên  Tải tạm thời  Tổ hợp đặc biệt gồm:  Tải thường xuyên  Các tải tạm thời  tải ả đặc biệt  Tổ hợp tải trọng thời gian thi công gồm:  TLBT  Trọng lượng thiết bị máy móc tải trọng khác tác dụng thời gian thi công http://www.mediafire.com/thang.kcct 12 12/22/2013 d, Các loại cường độ   R Giá trị trung bình cường độ Rm: (2-6) Rm  n Giá trị đặc trưng cường độ Rch (cường độ đặc trưng) Được xác định theo xác xuất bảo đảm 95% tính tốn theo cơng thức: (2-7) Rch = Rm(1 – S) i S – Hệ số phụ thuộc vào xác xuất đảm bảo, với xác suất bảo đảm 95% lấy S=1,64  – Hệ số biến động phản ánh không đồng bê tông:  = /Rm  - Độ lệch quân phương:   (R  R i m )2 n 1 Với công nghệ ổn định, kiểm tra chặt chẽ thành phần bê tông, lấy  = 135 0,135  Giá trị tiêu chuẩn cường độ (bê tông): Rbn=KCRch Hệ số KC lấy 0,7-0,8 tùy thuộc Rch Rbn Rbtn cho Phụ lục (giáo trình) Cường độ tiêu chuẩn dùng tính tốn theo TTGH2 (2-8) http://www.mediafire.com/thang.kcct 13 d, Các loại cường độ   Cường độ tiêu chuẩn cốt thép Rsn: Lấy cường độ giới hạn chảy với xác suất đảm bảo không 95% Bê tông: Rsn = ym(1 – S) ym: giá trị trung bình giới hạn chảy S = 1,64 với xác suất bảo đảm không 95%  – Hệ số biến động thép:  = 0,05  0,08 Cường độ tính tốn – Dùng để tính tốn TTGH I – Cường độ tính tốn bê tông chịu nén chịu kéo: Rb   bi Rbn  bc ; Rbt   bi Rbtn  bt (2-9) bc, bc – hệ số tin cậy bê tông chịu nén kéo bi : hệ số điều kiện làm việc bê tông (Phụ lục 4) Rb, Rbt chưa kể ể đến ế bi cho Phụ lục gọi cường độ tính tốn gốc ố bt – Cường độ tính tốn cốt thép chịu kéo Rs: Rs   si Rsn s (2-10) s – hệ số tin cậy cốt thép, lấy s = 1,051,2 tùy loại thép Rs chưa kể đến si cho Phụ lục gọi cường độ tính tốn gốc thép http://www.esnips.com/web/Thamkhao 14 12/22/2013 2.2 Nguyên lí cấu tạo BTCT 2.2.1 Hình dáng kích thước: - Theo yêu cầu sử dụng chịu lực CT - Kích Kí h thước th tiết diện diệ hợp h lí kích kí h th thước tiết diện diệ làm cho h hà hàm lượng cốt thép (=As/A) nằm khoảng qui định - Với tường, thường chọn kích thước tiết diện bội số cm Với dầm cột kích thước chọ bội số 2, hay 10 cm 2 Cốt thép chịu lực cốt thép cấu tạo: 2.2.2 - CT chịu lực: chịu ứng lực phát sinh tải trọng, xác định theo tính tốn - CT cấu tạo: đặt theo kinh nghiệm có nhiều tác dụng khác http://www.mediafire.com/thang.kcct 15 2.2.3 Khung, lưới cốt thép  Cốt thép đặt BT phải liên kết chúng lại thành khung lưới:  Khung: Áp dụng cho cấu kiện dầm, cột http://www.mediafire.com/thang.kcct 16 12/22/2013 http://www.esnips.com/web/Thamkhao 17 http://www.mediafire.com/thang.kcct 18 12/22/2013 2.2.3 Khung, lưới cốt thép  Lưới: Áp dụng cho cấu kiện dạng sàn, tường chắn, cống http://www.mediafire.com/thang.kcct 19 ‐ http://www.mediafire.com/thang.kcct 20 10 12/22/2013 2.2.3 Khung, lưới cốt thép  Khung, lưới hàn : Tại giao điểm thanh-hàn, thường nhà máy  Khung, lưới buộc: Tại giao điểm thanh-buộc, thường TC công trường nên tiết kiệm TC chậm h ơn so với khung, lưới hàn http://www.esnips.com/web/Thamkhao 21 2.2.4 Nối cốt thép  Khi chiều dài không đủ -> nối chúng lại: Nối chồng(buộc) nối hàn  Nối chồng: hồ lan=(an.Rs/Rb + an), (2-11) không nhỏ lmin lan*=an an, an, anlmin tra bảng trang 60 GT Bảng 36 36, trang 129 TCXD356 TCXD356-2005 2005 http://www.mediafire.com/thang.kcct 22 11 12/22/2013 2.2.4 Nối cốt thép • Nối hàn: Chiều dài nối (lh) ngắn nối b ộ buộc • Một số yêu cầu với nối hàn: – Đường kính thép   10mm – lh khoảng 10d – h = 1/4d  4mm – Hàn đối đầu   20mm http://www.mediafire.com/thang.kcct 23 2.2.5 Neo cốt thép • Để phát huy hết khả chịu lực CT, cần ầ neo hắ đầu đầ mút út ủ CT BT • Thép trịn trơn cần bẻ móc đầu mút • lan xác đinh theo công thức nối CT (2-11): http://www.mediafire.com/thang.kcct 24 12 12/22/2013 2.2.6 Lớp bảo vệ & khoảng cách CT • Lớp bảo vệ (c) có nhiệm vụ bảo vệ CT khỏi phá hoại mơt trường bên ngồi • c: tính từ mép ngồi BT đến ế mép ngồi gần ầ ấ CT : • Yêu cầu c với cốt thép chịu lực: (mục 8.3, trang 125 , TCXD 356) – Luôn  d – Bản, tường: c10mm h100mm c15mm h>100mm – Dầm sườn: c15mm h250mm c20 h>250mm – Cột: c=20mm • Yêu cầu c với cốt thép cấu tạo: xem GT http://www.mediafire.com/thang.kcct 25 2.2.6 Lớp bảo vệ & khoảng cách CT • Khoảng cách thông thuỷ thép t phải đảm bảo TC, vữa BT lọt qua lực dính BT CT (trang 57) • u cầu t: –  max –  25mm đổ BTCT nằm ngang –  50mm đổ BTCT đặt đứng –  25mm với cốt thép đặt –  30mm với cốt thép đặt http://www.mediafire.com/thang.kcct 26 13 12/22/2013 2.4.7 Mối nối KC lắp ghép • Để lk phận KCLG người ta phải hải bố trí t í sẵn ẵ chi hi tiết thép thé • Theo tính chất làm việc, có mối nối cứng mối nối khớp • Theo đặc điểm cấu tạo, có mối nối khơ mối nối ướt ướt http://www.mediafire.com/thang.kcct 27 2.5 Hư hỏng kết cấu BTCT • Do học, hoá học sinh học MT • CT Th Thuỷ ỷ lợi: l i – Hố học – xâm thực axít, muối MT nước – Sinh học: loại rong, rêu, hà Do xâm thực thép gỉ => tăng V => ép BT => nứt Lớ bảo Lớp bả vệ ệ đủ chiều hiề dày dà BT có ó khả ă chống xâm thực Ngồi cịn thiết kế, thi công quản lý http://www.mediafire.com/thang.kcct 28 14 12/22/2013 2.6 Thể vẽ kết cấu BTCT • TCVN 4612-1998 – Ký hiệu qui ước thể vẽ kết cấu BTCT • TCVN 6048-1995 – Ký hiệu cho cốt thép bê tơng Tham khảo giáo trình mục 3.6 (trang 64) http://www.mediafire.com/thang.kcct 29 15 ... an, anlmin tra bảng trang 60 GT Bảng 36 36, trang 129 TCXD356 TCXD356 -2 0 05 20 05 http://www.mediafire.com/thang.kcct 22 11 12/ 22/ 2013 2. 2.4 Nối cốt thép • Nối hàn: Chiều dài nối (lh) ngắn nối... quản lý http://www.mediafire.com/thang.kcct 28 14 12/ 22/ 2013 2. 6 Thể vẽ kết cấu BTCT • TCVN 46 1 2- 1998 – Ký hiệu qui ước thể vẽ kết cấu BTCT • TCVN 604 8-1 995 – Ký hiệu cho cốt thép bê tông Tham... trịn trơn cần bẻ móc đầu mút • lan xác đinh theo cơng thức nối CT ( 2- 11): http://www.mediafire.com/thang.kcct 24 12 12/ 22/ 2013 2. 2.6 Lớp bảo vệ & khoảng cách CT • Lớp bảo vệ (c) có nhiệm vụ bảo