HOẠT TẢI ĐỨNG
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG
KHUNG
Sự truyền tải trọng đứng và ngang vào khung là một bài toán phức tạp, phụ thuộc vào các quan điểm tính toán khác nhau.
Phương pháp tính toán hay dùng hiện này là mô hình hóa hệ không gian, khi đó sự truyền tại được tự động hóa bằng phần mềm:
◦ Cột và dầm: phần tử thanh; ◦ Sàn và vách: phần tử tấm.
Ngoài ra, trong một số trường hợp MBKC đơn giản, ta có thể đưa kết cấu về các khung phẳng độc lập. Khi đó phải dùng các phương pháp phân tải thích hợp.
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 135
PHÂN TẢI VÀO KHUNG
Cách 1: Tính theo hoạt tải toàn phần
◦ Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm; ◦ Tải trọng phân bố:
gd, gt
Tải trọng do sàn truyền vào:
Phía nhịp BC có dạng tam giác, trị số lớn nhất là gsL2, psL2; Phía nhịp AB có dạng hình thang, trị số lớn nhất là gsB, psB. ◦ Tải trọng tập trung: Gs=gsSB; Gd=(hd-hb)bdngγbB; Gt=bthtLtγtng; Ps=psSB.
PHÂN TẢI VÀO KHUNG
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 137
PHÂN TẢI VÀO KHUNG
Cách 2: Tính theo hoạt tải ngắn hạn.
◦ Dùng qs=gs+pd để tính toán tĩnh tải phân bố và tập trung từ sàn truyền vào dầm;
◦ gd, gttính tương tự như cách 1;
◦ Dùng pn=ps-pd để tính toán hoạt tải phân bố và tập trung từ sàn truyền vào dầm.
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 139
TẢI TRỌNG TƯỜNG XÂY
Tải tường xây cố định: tĩnh tải.
Tải tường ngăn di động: hoạt tải dài
hạn.
Về mặt chịu lực: tường dày từ 200 trở
lên, đặt trên dầm được đưa vào tính toán theo các quan niệm sau:
◦ Khung chèn gạch (hê khung - tường);
◦ Lý thuyết dầm tường (một phần tải tường truyền vào cột dưới dạng lực tập trung);
TẢI TRỌNG TƯỜNG XÂY
Nếu coi tải trọng tường truyền hết lên dầm dưới dạng phân bố đều:
𝑔𝑘𝑡=𝑔𝑡𝐻𝑡𝑘𝑐 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
◦ 𝑔𝑡: tải trọng 1m2tường;
◦ 𝐻𝑡: chiều cao tường (không kể phần dầm); ◦ 𝑘𝑐: hệ số giảm tải trọng do lỗ cửa.
Trường hợp tường không xây trực tiếp lên dầm khung:
◦ Dùng dầm phụ để đỡ tường;
◦ Dùng sàn trực tiếp đỡ tường: sàn làm việc như bản chịu tải trọng phân bố theo dải (bài toán phức tạp). Cho phép quy đổi tải tưởng thành lực phân bố đều trên sàn:𝑔𝑠𝑡=𝑔𝑡𝑆𝑡/𝑆𝑏
St: diện tích toàn bộ tường trong phạm vi ô bản có Sb
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 141
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
Dùng nguyên tắc cộng tác dụng. Tính
nội lực riêng cho từng loại tải trọng với từng trường hợp tác dụng của hoạt tải rồi tổ hợp để tìm ra trị số nội lực nguy hiểm tại các tiết diện
Để tìm ra nội lực cho khung, ta dùng
các chương trình tính toán kết cấu tin cậy: ETABS, SAP,…
CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN CỘT
Với khung toàn khối: L0=0.7H
Với khung lắp ghép: L0=H ◦ H: chiều cao tầng nhà 3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 143 TÍNH CỐT THÉP CỘT Dùng các bảng tính excel hoặc các phần mềm tính toán cốt thép đã được cơ quan chức năng công nhận.
Cốt thép cột thường được bố trí đối
xứng.
Cốt đai thường được đặt theo cấu tạo.
Với trường hợp Q lớn, cốt đai tính toán giống cấu kiện chịu uốn(dầm).
Cốt đai phải được cấu tạo đúng theo
quy phạm, phụ thuộc vào kích thước tiết diện ngang của cột
TÍNH CỐT THÉP CỘT
Dùng các bảng tính excel hoặc các
phần mềm tính toán cốt thép đã được cơ quan chức năng công nhận.
Cốt thép cột thường được bố trí đối
xứng.
Cốt đai thường được đặt theo cấu tạo.
Với trường hợp Q lớn, cốt đai tính toán giống cấu kiện chịu uốn(dầm).
Cốt đai phải được cấu tạo đúng theo
quy phạm, phụ thuộc vào kích thước tiết diện ngang của cột. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 145
KIỂM TRA LẠI KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN
Điều kiện: μmin≤μ≤μmax
Nếu điều kiện trên không thỏa mãn,
cần chọn lại tiết diện và tính lại.
Đối với dầm: μmax=ξRRb/Rs
Đối với cột: μmax=3%, đồng thời kiểm
BỐ TRÍ CỐT THÉP
Chọn và bố trí cốt thép cũng như thể
hiện bản vẽ theo đúng các tiêu chuẩn đã ban hành: TCXDVN 356-2005; 5898-1995; 6048-1995; 6085-1995.
Trong khung phẳng, cốt thép cột được
bố trí theo cạnh ngắn (b), nếu cạnh dài h ≥500, cần bố trí cốt giá ở phía cạnh h.
Trong khung không gian, cốt thép
được bố trí theo chu vi, cốt thép tính theo phương nào thì bố trí theo phương tương ứng của cột.
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 147
BỐ TRÍ CỐT THÉP
Chọn và bố trí cốt thép cũng như thể
hiện bản vẽ theo đúng các tiêu chuẩn đã ban hành: TCXDVN 356-2005; 5898-1995; 6048-1995; 6085-1995.
Trong khung phẳng, cốt thép cột được
bố trí theo cạnh ngắn (b), nếu cạnh dài h ≥500, cần bố trí cốt giá ở phía cạnh h.
Trong khung không gian, cốt thép
được bố trí theo chu vi, cốt thép tính theo phương nào thì bố trí theo phương tương ứng của cột.
TÍNH CỐT ĐAI TRONG DẦM GÃY KHÚC
Áp dụng khi phần lõm của dầm gãy
khúc nằm trong miền chịu kéo.
Hợp lực trong cốt dọc chịu kéo không
neo vào miền nén:
F1=2RsAs1cos(0.5β)
35% hợp lực trong tất cả các thanh
cốt thép dọc chịu kéo: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
F2=0.7RsAs1cos(0.5β)
Cốt đai tính toán được bố trí trong 1
khoảng s=htg(3/8β) Điều kiện: x RswAsw i F F 1 2 1 ) ( cos 3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 149
TÍNH CỐT ĐAI TRONG DẦM GÃY KHÚC
Điều kiện:
Các thanh cốt đai phải ôm lấy toàn bộ cốt thép dọc chịu kéo và neo chắc vào vùng nén
Khi góc β≥160˚, có thể đặt cốt dọc chịu kéo liên tục
Khi góc β<160˚, một số hoặc toàn bộ cốt dọc chịu kéo cần được tách rời và neo chắc vào vùng nén 4 2 2 1 sw sw d n R F F x
TÍNH CỐT ĐAI TRONG DẦM GÃY KHÚC
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 151
CỘT LỆCH TRỤC
Tình huống:
◦ TH 1: Trục các cột (dầm) không trùng nhau do tiết diện ngang của cột (dầm) thay đổi;
◦ TH 2: Trục dầm dọc được thiết kế không trùng với trục của khung.
Giải pháp:
◦ TH1: Chọn sơ đồ tính là khung lệch trục cột, xem phần tử đoạn dầm giữa 2 trục cột có độ cứng là vô cùng;
◦ TH2: Khi chất tải lên khung cần chuyển lực tập trung P từ dầm dọc vào tại nút khung và thêm 1 momen tập trung M=Pe tại nút khung.
CỘT LỆCH TRỤC
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 153
KHE BIẾN DẠNG
Kết cấu bê tông cốt thép bị biến dạng
do nhiệt độ thay đổi, do co ngót, lún không đều.
Kết cấu BTCT là hệ siêu tĩnh nên các
nguyên nhân trên sẽ gây ra ứng suất phụ, có thể làm xuất hiện các vết nứt trên cấu kiện.
Để khắc phục, ta làm các khe biến
dạng:
◦ Khe nhiệt: chạy suốt từ mái đến mặt trên của móng, cắt qua sàn và tường. TCVN: nhà lớn hơn 60, chiều rộng 20-30.
KHE BIẾN DẠNG
Khe lún: Cắt qua toàn bộ công trình
từ mái đến móng. Bố trí tại các vị trí sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
◦ Nơi có sơ đồ địa chất thay đổi đột ngột;
◦ Tại vị trí công trình đổi hướng;
◦ Tại vị trí công trình thay đổi chiều cao đột ngột.
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 155
KHUNG KHÔNG GIAN
Khung không gian là 1 khối khung bao
gồm các khung phẳng và các khung dọc.
Tất cả các công trình đều có hệ chịu
lực là khung không gian.
Thường chỉ tính theo sơ đồ khung
CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỘT – DẦM
Khung không gian là 1 khối khung bao
gồm các khung phẳng và các khung dọc.
Tất cả các công trình đều có hệ chịu
lực là khung không gian.
Thường chỉ tính theo sơ đồ khung
không gian khi L/B≤1,5.
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 157
TÍNH CỐT THÉP DẦM
Theo chiều cao nhà, thường có nhiều
tầng giống nhau, tải trọng đứng giống nhau cả về vị trí và trị số.
Nếu nội lực do gió ít thay đổi thì giá trị
nội lực trong bảng tổ hợp không biến đổi nhiều nên có thể tính toán một dầm tầng làm đại diện để bố trí cho các tầng tương tự nhau.
Nếu nội lực hoặc sơ đồ kết cấu khác
nhau nhiều thì cần tính toán và bố trí riêng.
TÍNH CỐT THÉP DẦM
Để tính toán cốt thép dầm khung của một tầng nên trích riêng sơ đồ của dầm khung đó ra, trên dầm ghi các nội lực đã chọn trong bảng tổ hợp ở từng tiết diện để lựa chọn cặp nội lực tính thép hợp lý. Thông thường, tính cốt dọc chịu M+ lớn
nhất trong tất cả tiết diện để bố trí cho toàn dầm.
Ở hai đầu dầm, lấy trị số Qmax để tính toán, cốt đai ở khu vực giữa dầm bố trí theo cấu tao.
Riêng cốt dọc chịu M- nên tính riêng cho hai đầu dầm và có thể ở cả giữa dầm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 159
TÍNH CỐT THÉP DẦM
Cốt thép chị M+ tính theo bài toán cốt dọc của cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ T với dầm sàn toàn khối, tiết diện chữ nhật nếu sàn lắp ghép.
Sau khi tính xong cốt thép, ghi diện tích thép yêu cầu lên sơ đồ dầm để xem xét việc chọn cốt thép giữa các tiết diện. Lý thuyết tính toán cốt thép cụ thể tham
khảo theo giáo trình kết cấu bê tông cốt thép 1 phần Cấu kiện cơ bản của thầy Võ Bá Tầm.
TÍNH CỐT THÉP DẦM TừB, tra bảng Rb, Rbt Từ nhóm thép của cốt dọc, tra bảng Rs, Rsc. Từ nhóm thép của cốt đai, tra bảng Rs, Rsw. Tính hoặc tra ra 𝜉𝑅𝑣à 𝛼𝑅 3/28/2014 BÀI GIẢNG BTCT2 161 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CỐT ĐAI
Khoảng cách giữa các lớp cốt đai: 𝑠 =
𝑚𝑖𝑛 𝑠𝑡𝑡; 𝑠𝑚𝑎𝑥; 𝑠𝑐𝑡 . Trong đó:
◦ stt: khoảng cách cốt đai theo tính toán. 𝑠𝑡𝑡=𝑅𝑠𝑤𝐴𝑠𝑤
𝑞𝑠𝑤 với 𝐴𝑠𝑤 = 𝑛𝜋∅𝑠𝑤2
4
◦ smax: khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai. 𝑠𝑚𝑎𝑥=𝜑𝑏41+𝜑𝑛𝑅𝑏𝑡𝑏ℎ02
𝑞𝑠𝑤
◦ sct: khoảng cách cốt đai theo yêu cầu cấu tạo Trong vùng gần gối tựa (≥L/4).
Chiều cao tiết diện h≤450: sct≤min(h/2;150)
Chiều cao tiết diện h>450: sct≤min(h/3;200) Trong các vùng còn lại: sct≤min(3h/4;300)