VI. THIẾT KẾ DẦM PHỤ
6.6. Bố trí cố thép
a. Đường kính uốn cho phép đối với thanh thép uốn
- Ở dầm phụ, cốt thép dọc sử dụng có đường kính là 25mm, đối với thanh thép có đường kính lớn hơn 16mm thì đường uốn tối thiểu của trục uốn là 7𝜙.
Ta có đường kính trục uốn:
𝑑𝑚 ≥ 7𝜙 = 4 × 25 = 175 𝑚𝑚
Chọn đường kính trục uốn 𝑑𝑚 = 180 𝑚𝑚.
b. Chiều dài neo
- Giá trị tính toán của ứng suất bám dính giới hạn fbd đối với các thanh thép có gờ lấy bằng:
𝑓𝑏𝑑 = 2.25𝜂1𝜂2𝑓𝑐𝑡𝑑
Trong đó:
𝑓𝑐𝑡𝑑 là giá trị tính toán cường độ chịu kéo của bê tông, được tính theo công thức:
𝑓𝑐𝑡𝑑 =0.7𝛼𝑐𝑡𝑓𝑐𝑡𝑚 𝛾𝑐 =
0.7 × 1 × 2.6
1.5 = 1.33 𝑀𝑃𝑎
𝜂1: là hệ số liên quan đến chất lượng điều kiện bám dính và vị trí thanh thép khi đổ bê tông, đối với thép chịu nén η1 = 0.7, đối với thép chịu kéo η1
= 1;
𝜂2: liên quan tới đường kính thanh thép; với thép đương kính nhỏ hơn 32mm, η2 = 1;
→ Đối với cốt thép chịu kéo: 𝑓𝑏𝑑 = 2.25𝜂1𝜂2𝑓𝑐𝑡𝑑 = 2.25 × 1 × 1 × 1.33 = 3 𝑀𝑃𝑎 → Đối với cốt thép chịu nén: 𝑓𝑏𝑑 = 2.25𝜂1𝜂2𝑓𝑐𝑡𝑑 = 2.25 × 0.7 × 1 × 1.33 = 2.1 𝑀𝑃𝑎
- Đối với cốt thép chịu kéo, chiều dài đoạn neo cơ bản, 𝑙𝑏,𝑟𝑞𝑑 được tính như sau: 𝑙𝑏,𝑟𝑞𝑑 =𝜙 4 𝜎𝑠𝑑 𝑓𝑏𝑑 = 𝜙 4 𝑓𝑦𝑘 1.15 𝑓𝑏𝑑 = 25 ×1.15400 4 × 3 = 725 𝑚𝑚 → Chọn chiều dài neo cơ bản cho cốt chịu kéo lb, rqd = 725 mm
- Đối với với cốt thép chịu nén, chiều dài đoạn neo cơ bản, 𝑙𝑏,𝑟𝑞𝑑 được tính như sau:
𝑙𝑏,𝑟𝑞𝑑 =𝜙 4 𝜎𝑠𝑑 𝑓𝑏𝑑 = 𝜙 4 𝑓𝑦𝑘 1.15 𝑓𝑏𝑑 = 25 ×1.15400 4 × 2.1 = 1035 𝑚𝑚 → Chọn chiều dài neo cơ bản cho cốt chịu kéo lb, rqd = 1040 mm
a. Chiều dài neo tương đương đối với mọc tiêu chuẩn
b. Chiều dài neo tương đương đối với đầu uốn tiêu chuẩn
Hình 13. Các phương pháp neo với thanh thép thẳng
- Đối với dạng neo thể hiện trên hình, có thể được quy định bằng chiều dài neo tương đương 𝑙𝑏,𝑒𝑞 và được tính theo công thức sau:
𝑙𝑏𝑑 = α1α2α3α4α5lb,rqd
- Trong đó:
𝑐𝑑: khoảng cách giữa 2 thanh thép, chọn 𝑐𝑑 = 4∅ = 100;
α1: tính đến ảnh hưởng của dạng thanh thép với giả thiết chiều dày lớp bảo vệ
α1 = 0.7;
α2: tính đến ảnh hưởng của chiều dày lớp bê tông bảo vệ, α2 = 1 −0.15×(𝑐𝑑−3∅)
∅ =
0.85;
α3 = α4 = α5 = 1.0;
lbd = α1α2lb,rqd = 0.7 × 0.85 × 725 = 431 𝑚𝑚
Chọn lbd = 450 𝑚𝑚
- Đối với cốt thép trong vùng nén:
lbd = α1α2α3α4α5lb,rqd = 0.7 × 0.85 × 1040 = 616 𝑚𝑚
Chọn lbd = 650 𝑚𝑚
- Ngoài ra chiều dài neo còn phải tuân theo:
lbd = α1α2α3α4α5lb,rqd ≥ 𝑙𝑚𝑖𝑛
- Đối với neo chịu kéo:
lmin = max(0.3lb,rqd, 10ϕ, 100mm) = max(225,250,100) = 250 mm
- Đối với neo chịu nén:
lmin = max(0.6lb,rqd, 10ϕ, 100mm) = max(450,250,100) = 450 m
- Khi cắt cốt thép, để đảm bảo cường độ trên tiết diện nghiêng, từ mặt cắt lý thuyết cốt thép cần kéo dài thêm một đoạn
Hình 14. Minh họa về cắt cốt théo dọc nhằm tính đến ảnh hưởng của các vết nứt nghiêng và độ bền của cốt thép trong phạm vi chiều dài neo
i. Neo cốt thép dưới tại gối tựa biên:
- Chiều dài neo của cốt thép dưới tại gối tựa biên được thể hiện như hình, với lbd.
a. Gối đỡ trực tiếp:
Dầm gối lên tường hoặc cột
b. Gối đỡ gián tiếp:
Dầm giao với dầm đỡ khác
Hình 15. Neo cốt thép dưới tại gối tựa biên
ii. Neo cốt thép tại gối tựa trung gian:
- Chiều dài đoạn neo cốt thép dưới gối tựa trung gian phải lớn hơn đường kính trục uốn 𝑑𝑚 = 175 𝑚𝑚 hoặc lớn hơn 10ϕ = 250 mm.
Hình 7. Neo tại các gối tựa trung gian
c. Nối chồng
- Chiều dài đoạn nối chồng được tính theo công thức:
𝑙0 = 𝛼1𝛼2𝛼3𝛼4𝛼5𝛼6𝑙𝑏.𝑟𝑞𝑑 ≥ 𝑙0,𝑚𝑖𝑛
- Ta chỉ nối thép ở vùng chịu nén nên ta có α1 = α2 = α3 = α4 = α5 = 1,α6 = (ρ1/25)0.5
trong đó ρ1 là tỷ lệ (%) cốt thép nối chồng trong phạm vi 0.65 l0 tính từ tâm của chiều dài nối chồng đang xét, giá trị của α6 không lớn hơn 1.5 hoặc nhỏ hơn 1. Vì tỷ lệ cốt thép nối chồng so với tổng diện tích tiết diện lớn hơn 50 % nên ta chọn α6
= 1.5. Nên ta có l0 = 1087.5 mm.
𝑙0,𝑚𝑖𝑛 = 𝑚𝑎𝑥(0.3𝛼6𝑙𝑏.𝑟𝑞𝑑, 15𝜙, 200) = 𝑚𝑎𝑥(468,375,200) = 468 𝑚𝑚
Vậy ta chọn chiều dài đoạn nối chồng l0 = 1100 mm.