Nội lực tính toân

- Tại mỗi tiết diện có hai giâ trị Mmax ,Mmin. - Cốt thĩp chịu moment đm dùng Mmin để tính. - Cốt thĩp chịu moment dương dùng Mmax để tính. - Nội lực dầm khung được cho trong phụ lục 1. * Vật liệu:

- Bí tông B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.103(MPa). - Cốt thĩp dọc chịu lực dùng AII: RS=RSC=280(MPa); RSW=225(MPa). - Cốt thĩp đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).

6.7.2. Tính toân cốt thĩp dọc

a) Với tiết diện chiu momen đm

Cânh nằm trong vùng chịu kĩo nín ta tính toân với tiết diện chữ nhật 30x70cm đặt cốt đơn.

Giả thiết trước chiều dăy của lớp bítông bảo vệ  a Tính:

αm= M Rb.b.h02

+ Nếu αm≤αR : thì tính ζ=0,5.[1+√1−2.αm]

Diện tích cốt thĩp yíu cầu:

ASTT= M

RS.ζ.h0(cm

2

)

+ Nếu αm>αR : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nĩn của

bítông hoặc đặt cốt kĩp.

b) Với tiết diện chịu momen dương

Cânh nằm trong vùng chịu nĩn nín ta tính toân với tiết diện chữ T.

Bề dăy cânh >0,1h nín bề rộng mỗi bín cânh , tính từ mĩp bụng dầm không được lớn hơn 1/6 nhịp cấu kiện vă lấy không lớn hơn 1/2 khoảng câch câc dầm dọc.

Xâc định vị trí trục trung hoă:

Trong đó: : bề rộng cânh chữ T : : bề dăy cânh.

Mf: giâ trị mômen ứng với trường hợp trục trung hoă đi qua mĩp dưới của cânh.

+ Nếu M ¿ Mf thì trục trung hoă qua cânh, việc tính toân như đối với tiết diện chữ nhật xh.

+ Nếu M > Mf thì trục trung hoă qua sườn.

Tính :

Nếu αm≤αR : thì từ αm tra phụ lục ta được ξ

Diện tích cốt thĩp yíu cầu:

Nếu αm>αR : thì ta tính với trường hợp tiết diện chữ T đặt cốt kĩp.

+ Kiểm tra hăm lượng cốt thĩp. μmin ¿

μt= AS

bho ¿ μma x .

Hợp lí: 0,8% ¿ μt ¿ 1,5%.Thông thường với dầm lấy μmin =0,15%. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Hình 6.9 Tính toân chọn thĩp 6.7.3. Tính toân cốt thĩp ngang TCVN 5574-2018

a) Tính toân cấu kiện bí tông cốt thĩp theo dải BT giữa câc tiết diện nghiín Điều kiện: Q

Trong đó:

Q lă lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện;

b1 lă hệ số, kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thâi ứng suất của bí tông trong dải nghiíng, lấy bằng 0,3.

Khi điều kiện trín không thoả mên thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bítông.

Điều kiện: Q (*) Trong đó:

Q lă lực cắt trín tiết diện nghiíng với chiều dăi hình chiếu C lín trục dọc cấu kiện, được xâc định do tất cả câc ngoại lực nằm ở một phía của tiết diện nghiíng đang xĩt; khi đó, cần kể đến tâc dụng nguy hiểm nhất của tải trọng trong phạm vi tiết diện nghiíng;

Qb lă lực cắt chịu bởi bí tông trong tiết diện nghiíng;

Qsw lă lực cắt chịu bởi cốt thĩp ngang trong tiết diện nghiíng Lực cắt Qb được xâc định theo công thức:

nhưng không lớn hơn 2,5Rbt bh0 vă không nhỏ hơn 0,5Rbt bh0,

Trong đó b 2 lă hệ số, kể đến ảnh hưởng của cốt thĩp dọc, lực bâm dính vă đặc điểm trạng thâi ứng suất của bí tông nằm phía trín vết nứt xiín, lấy bằng 1,5.

Lực cắt Qsw đối với cốt thĩp ngang nằm vuông góc với trục dọc cấu kiện được xâc định theo công thức

Qsw sw qswC

sw lă hệ số, kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dăi hình chiếu của tiết diện nghiíng C,

qsw lă lực trong cốt thĩp ngang trín một đơn vị chiều dăi cấu kiện, được xâc định theo công thức:

Cần tiến hănh tính toân đối với một loạt tiết diện nghiíng, nằm dọc theo chiều dăi cấu kiện, với chiều dăi nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiíng C. Khi đó, chiều dăi hình chiếu C trong công thức lấy không nhỏ hơn h0 vă không lớn hơn 2h0.

Cho phĩp tính toân câc tiết diện nghiíng theo điều kiện mă không cần xem xĩt câc tiết diện nghiíng khi xâc định lực cắt do ngoại lực:

Trong đó:

Q1: lă lực cắt trong tiết diện thẳn góc do ngoại lực

Khi tiết diện thẳng góc, mă trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm gần gối tựa ở khoảng câch a nhỏ hơn 2,5h0, thì tính toân theo điều kiện với việc nhđn giâ trị Qb,1 đê được xâc định theo công thức với hệ số bằng 2,5 (a /ho), nhưng lấy giâ trị Qb,1 không lớn hơn 2,5Rbt bh0 .

Khi tiết diện thẳng góc, mă trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm ở khoảng câch a nhỏ hơn h0, thì tính toân theo điều kiện với việc nhđn giâ trị Qsw,1 đê được xâc định theo công thức với hệ số bằng a /h0 .

6.7.4. Bố trí cốt thĩp

- Cốt thĩp dầm sau khi tính ra được bố trí tuđn theo câc yíu cầu cấu tạo của cấu kiện chịu uốn.

- Việc cắt, uốn, neo cốt thĩp cũng tuđn theo câc yíu cầu cấu tạo như qui định. - Khi hăm lượng cốt thĩp μt < μmin . Lấy As = μmin .bho.

6.8. Tính toân cột khung trục 1

6.8.1. Nội lực tính toân vă tổ hợp nội lực cột

Mỗi phần tử được tính toân tại hai mặt cắt đầu cột vă chđn cột. Do sự lăm việc không gian của cột nín ta cần xâc định câc cặp nội lực sau dễ tính thĩp:

|Mmaxx |; Mtuy;Ntu Mtux;|Mmaxy |; Ntu

Mtux ; Mtuy; Nmax (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

6.8.2. Vật liệu

- Bí tông B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.103(MPa). - Cốt thĩp dọc chịu lực dùng AIII: RS=RSC=365(MPa); RSW=365(MPa). - Cốt thĩp đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).

6.8.3. Tính toân cốt thĩp dọc

* Nguyín tắc tính toân:

Dùng phương phâp gần đúng dựa trín việc biến đổi trường hợp nĩn lệch tđm xiín thănh nĩn lệch tđm phẳng tương đương để tính cốt thĩp.

Xĩt tiết diện có câc cạnh Cx, Cy

Điểm đặt tải eax Cx Cy Mx My eay

Hình 6.10 Sơ đồ tính toân cột Điều kiện để âp dụng phương phâp năy lă:

+ 0,5 ¿

Cx

Cy≤2 (tất cả câc cột đều thỏa mên)

Cốt thĩp được đặt theo chu vi, phđn bố đều hoặc mật độ cốt thĩp trín cạnh b có thể lớn hơn.

Tiết diện chịu lực nĩn N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tđm ngẫu nhiín eax, eay. Sau khi xĩt uốn dọc theo 2 phương, tính được hệ số x, y Mômen đê gia tăng Mx1; My1.

Tuỳ theo tương quan giữa giâ trị Mx1, My1 với câc kích thước câc cạnh mă đưa về một trong hai mô hình tính toân (theo phương X hoặc Y).

Mô hình Theo phương X Theo phương Y

Điều kiện y y x x C M C M 1  1 x x y y C M C M 1 1 

Kí hiệu

h = Cx; b = Cy h = Cy; b = Cx M1 = Mx1; M2 = My1 M1 = My1; M2 = Mx1

ea = eax + 0,2.eay ea = eay + 0,2.eax Giả thiết chiều dăy lớp đệm a, tính h0 = h-a; Z = h-2a

Chuđ̉n bị câc số liệu Rb, Rs, Rsc, R như đối với trường hợp nĩn lệch tđm phẳng. Tiến hănh tính toân theo trường hợp đặt cốt thĩp đối xứng.

Xâc định x1: x1 =

N Rb.b

Xâc định hệ số chuyển đổi m0

Khi x1≤h0 thì m0=1−0,6 .x1 h0

Khi x1>h0 thì m

0 = 0,4.

Tính mômen tương đương (đổi nĩn lệch tđm xiín ra nĩn lệch tđm phẳng).

M=M1+m0.M2.h

b

Độ lệch tđm e1= (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

M

N . Với kết cấu siíu tĩnh e0 = max(e1,ea)

e = e0 +

h

2 - a

Tính toân độ mảnh theo hai phương λx=

lox ix ;

λ=max(λx; λy)

Dựa văo độ lệch tđm e0 vă giâ trị nĩn giâ trị x1 để phđn biệt câc trường hợp tính toân.

Trường hợp 1: Nĩn lệch tđm rất bĩ khi ε=

e0 h0≤0,30 tính toân gần như nĩn đúng tđm. Hệ số ảnh hưởng độ lệch tđm γe : γe= 1 (0. 5−ε).(2+ε) Hệ số uốn dọc phụ thím khi xĩt nĩn đúng tđm:

ϕe=ϕ+(1−ϕ).ε

0,3

Khi  ≤ 14 lấy  = 1; khi 14<  < 104 thì lấy  theo công thức:

 = 1,028 – 0,00002882 – 0,0016

Diện tích toăn bộ cốt thĩp Ast:

Ast≥

γe.N

ϕe −Rbbh Rsc−Rb

Trường hợp 2: Khi ε=

e0

h0>0,30 đồng thời x1>R.h0 tính toân theo trường hợp nĩn lệch tđm bĩ.

Xâc định chiều cao vùng nĩn:

x=(ξR+ 1−ξR

1+50 .ε02).h0

Trong đó: ε0=

e0 h

Diện tích toăn bộ cốt thĩp Ast:

Ast=

N.e−Rbbx(h0−x (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

2)

k.RSC.Z

Trong đó: k = 0,4 lă hệ số xĩt đến trường hợp cốt thĩp đặt toăn bộ. Trường hợp 3: khi ε=

e0

h0>0,30 đồng thời x1 ≤ R.h0 tính toân theo trường hợp nĩn lệch tđm lớn.

Diện tích toăn bộ cốt thĩp Ast:

Ast=N.(e+0,5x1−h0)

k.RS.Z

Trong đó: k = 0,4 lă hệ số xĩt đến trường hợp cốt thĩp đặt toăn bộ. Khi tính được cốt thĩp, tính hăm lượng cốt thĩp:

Trong đó: μmin lấy theo độ mảnh λ=

l0

r cho theo bảng sau (theo TCXDVN 356- 2005):

`<17 17÷35 35÷83 >83

0,05 0,1 0,2 0,25

μmax : khi cần hạn chế việc sử dụng quâ nhiều thĩp người ta lấy μmax =3%. Để

đảm bảo sự lăm việc chung giữa thĩp vă bítông thường lấy μmax =6%. 6.8.4. Tính toân cốt đai

Kiểm tra điều kiện : Qmax<0,6.Rbt.b.h0 thì bí tông đủ khả năng chịu cắt nín cốt đai đặt theo cấu tạo.

Trong đó:

Rbt cường độ chịu kĩo của bí tông

Kiểm tra với cột có lực cắt lớn nhất khung trục 1 ứng với tiết diện tương ứng với nó.

Qmax=293,55 (kN) <0,6.Rbt.b.h0

Do đó tất cả câc cột khung trục 1 đều đặt cốt đai theo cấu tạo 8200 6.8.5. Bố trí cốt thĩp cột

Sau khi tính toân được cốt thĩp, ta tiến hănh chọn thĩp vă bố trí.Việc bố trí thĩp cột tuđn theo câc yíu cầu cấu tạo cốt thĩp của cấu kiện chịu nĩn.

Một số yíu cầu trong cấu tạo khâng chấn :

Yíu cầu về cốt thĩp dọc:

Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa câc thanh thĩp ở góc dọc theo mỗi mặt cột để bảo đảm tính toăn vẹn của nút dầm-cột.

Câc vùng trong khoảng câch lcr kể từ cả hai tiết diện đầu mút của cột khâng chấn chính phải được xem như lă câc vùng tới hạn.

Hăm lượng cốt thĩp từ yíu cầu đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ chịu tải trọng động đất theo TCVN 9386-2012:

+ Hăm lượng cốt thĩp vùng kĩo tối thiểu dọc theo chiều dăi dầm chính:

r l0   min  (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

fctm = 2.6 - cường độ chịu kĩo trung bình của bí tông B30 ở tuổi 28 ngăy (Mpa) được quy đổi theo tiíu chuđ̉n Eurocode 2.

fyk = 390 - giâ trị giới hạn chảy của cốt thĩp AIII (MPa).

+ Hăm lượng cốt thĩp  của vùng kĩo không được vượt quâ giâ trị max:

- Hăm lượng cốt thĩp vùng nĩn của dầm. - Hệ số dẻo kết cấu khi uốn, với

- Giâ trị thiết kế của biến dạng cốt thĩp chịu kĩo tại điểm chảy dẻo.

Cường độ tính toân chịu nĩn của bí tông 28 ngăy.

- Cường độ chịu nĩn đặc trưng của bí tông mẫu hình trụ ở tuổi 28 ngăy.

- Giới hạn chảy thiết kế của cốt thĩp.

Yíu cầu với cốt thĩp ngang:

Theo mục 5.4.3.1.2 (TCVN 9386-2012), trong câc dầm khâng chấn chính, phải bố trí cốt đai thỏa câc yíu cầu:

+ Đường kính dbw của câc thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6. + Cốt đai đầu tiín được đặt câch tiết diện mút dầm không quâ 50 mm.

+Khoảng câch s của câc vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quâ: . Trong đó:

hw - chiều cao dầm.

- đường kính thanh cốt đai

- đường kính thanh cốt dọc nhỏ nhất Cốt đai đầu tiín được đặt câch mút dầm không quâ 50 (mm). - Bảng tính cốt thĩp dầm trục 1: Phụ lục 4, bảng 5.

CHƯƠNG 7. TÍNH TOÂN MÓNG KHUNG TRỤC 1

7.1. Điều kiện địa chất công trình

7.1.1. Địa tầng khu đất

Theo kết quả khảo sât thì đất nền gồm câc lớp đất khâc nhau. Do độ dốc câc lớp nhỏ, chiều dăy khâ đồng đều nín một câch gần đúng có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dăy vă cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình.

Địa tầng được phđn chia theo thứ tự từ trín xuống dưới như bảng 7.1 Địa tầng được phđn chia theo thứ tự từ trín xuống như sau:

Bảng 7.1: Chỉ tiíu cơ lý của câc lớp đất

Lớp Tín đất chiều dăy (m) γtn g/cm3) γc (g/cm3) W (%) Wnh (%) Wd (%) N30 φ Cii (kG/cm2) a (cm2/kG) E (kG/cm2) 1 Đất sĩt - sĩt pha trạng thâi chảy 19.2 1.76 1.26 40.3 43.5 25.5 2 6 0.089 0.080 24 2 Đất sĩt trạng thâi nửa cứng 10.5 1.96 1.56 25.6 38.7 22.3 16 23 0.265 0.025 167 3 Đất sĩt pha trạng thâi dẻo cứng đôi chỗ dẻo mền 15.2 1.93 1.51 27.7 36.2 21.7 11 17 0.204 0.35 113 4 Đất cât pha 5.5 1.93 1.60 20.9 23.4 18.9 16 30 0.044 0.035 120 5 Cât hạt mịn trạng thâi chặt vừa 3.8 1.51 1.31 24 31 175 6 Cât hạt mịn trạng thâi chặt 8 1.51 1.32 47 38 226

CẤU TẠO ĐỊA CHẤT

7.1.2. Đânh giâ nền đất

a) Lớp đất 1: Đất sĩt - sĩt pha trạng thâi chảy, chiều dăy 19.2 m

Hệ số nĩn lún: 0.001(cm2/kg)<a=0.080(cm2/kg)<0.1(cm2/kg) → đất có tính nĩn lún vừa.

Mođun biến dạng: E=2.4MPa<10MPa đất yếu

⇒ Lớp 1 lă đất sĩt - sĩt pha trạng thâi chảy, thuộc đất đ̉m, có khả năng chịu tải yếu, tính năng xđy dựng yếu, biến dạng lún vừa. Do đó không thể lăm nền cho công trình được.

Bảng 7.2: Bảng tính câc hệ số đất lớp 1

TT Chỉ tiíu Ký hiện Đơn vị Gía trị (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

1 Chiều dăy m 19.2 2 Độ đ̉m tự nhiín W % 40.3 3 Dung trọng tự nhiín γtn g/cm3 1.76 4 Dung trọng khô γc g/cm3 1.26 5 Tỷ trọng Δ g/cm3 2.64 6 Hệ số rổng e 1.106 7 Độ rổng n % 52.5 8 Độ bêo hòa G % 96.4 9 Độ đm giới hạn chảy Wch % 43.5 10 Độ đm giới hạn dẻo Wd % 25.5

11 chi số dẻo Id % 18.0

12 Độ sệt B 0.82

13 Lực dính kết C kg/cm2 0.089

14 Góc ma sât trong φ độ 6

15 Hệ số nĩn lún a cm2

/kG 0.080 16 Cường độ chịu tải quy ước Ro kg/cm2 0.4 17 Mô đun tổng biến dạng Eo kg/cm2 24 18 Số búa trung bình /30cm N30 búa 2 19 Âp lực tiền cố định Pc kgf/cm2 57.8

20 Hệ số cố kết Cv 0.343

b) Lớp đất 2: Đất sĩt trạng thâi nửa cứng, chiều dăy 10.5 m Bảng 7.3: Bảng tính câc hệ số đất lớp 2

TT Chỉ tiíu Ký hiện Đơn vị Gía trị

1 Chiều dăy m 10.5 2 Độ đ̉m tự nhiín W % 25.6 3 Dung trọng tự nhiín γtn g/cm3 1.96 4 Dung trọng khô γc g/cm3 1.56 5 Tỷ trọng Δ g/cm3 2.70 6 Hệ số rổng e 0.730 7 Độ rổng n % 42.2 8 Độ bêo hòa G % 94.9 9 Độ đm giới hạn chảy Wch % 38.7 10 Độ đm giới hạn dẻo Wd % 22.3

11 chi số dẻo Id % 16.4

12 Độ sệt B 0.20

13 Lực dính kết C kg/cm2 0.265

14 Góc ma sât trong φ độ 23

15 Hệ số nĩn lún a cm2

/kG 0.025 16 Cường độ chịu tải quy ước Ro kg/cm2 1.7

17 Mô đun tổng biến dạng Eo kg/cm2 167

Hệ số nĩn lún: 0.0`01(cm2/kg)<a=0.025(cm2/kg)<0.1(cm2/kg) → đất có tính nĩn lún vừa. Modun biến dạng: E0 = 16 MPa : đất trung bình

Kết luận: lớp đất sĩt trạng thâi nửa cứng, có khả năng chịu tải trung bình, đất có tính nĩn lún trung bình, chiều dăy lớp tương đối nín không thích hợp lăm móng.

c) Lớp đất 3: Đất sĩt pha trạng thâi dẻo cứng ,dẻo mền, chiều dăy 15.2 m