- Khi lực nén đặt lệch so với trục của cấu kiện: nén lệch tâm.
⇔ h h b N M=N.e0 N e0 N
1.1. Tiết diện ngang :
Đối với cấu kiện chịu nén trung tâm thường dùng tiết diện vng, chữ nhật, trịn, hay đa giác đều..
Cấu kiện chịu nén lệch tâm thường dùng tiết diện chữ nhật, chữ T, chữ I, cột rỗng hai nhánh, vành khuyên... (Chiều cao
TD là cạnh // mặt phẳng uốn). h b Tỉ số h/b = 1.5 - 3; Diện tích TD cĩ thể chọn sơ bộ: Fb= k. N Rn Trong đĩ: - N: lực dọc tính tốn.
- k=0,9÷1,1 khi nén trung tâm. - k=1,2÷1,5 khi nén lệch tâm. - k=1,2÷1,5 khi nén lệch tâm.
Khi chọn kích thước TD nên chú ý đến điều kiện ổn định của cấu kiện. Độ ổn định được đặc trưng qua độ mãnh λ: Với TD bất kỳ: λ= l r 0 ≤ λ0 Với TD chữ nhật: λ= l b 0 ≤ λ0b (b là cạnh bé của TD)
λ0, λ0b : độ mãnh giới hạn. Đối với cột nhà λ0 =120, λ0b =31
Đối với cấu kiện khác λ0 =200, λ0b =52
Trong đĩ: l0 là chiều dài tính tốn của cấu kiện tùy thuộc vào điều kiện liên kết hai đầu cấu kiện ...
1.2. Cấu tạo cốt thĩp :
Cốt thép dọc chịu lực cĩ φ12÷40. Khi b >200 thì nên dùng φ ≥16. Hàm lượng cốt thép trên tiết diện của cấu kiện nén trung tâm:
µmin ≤ µt = F F
a
100% ≤ 3% ;
µ = F F a b 100% ; µ’ = F F a , b 100% ; µ min ≤ µ + µ’ ≤ 3,5% Thường µt= µ+ µ’ = 0,5% ÷ 1,5%.
µmin đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm:
µmin =0,05 khi độ mảnh λ≤ 17 hoặc λh ≤ 5. =0,1 17< λ ≤ 35 hoặc λh ≤ 10.
=0,2 35< λ ≤ 83 hoặc λh ≤ 24.
=0,25 λ > 83.
Đối với cấu kiện chịu nén trung tâm thì tính λ theo cạnh bé và µmin lấy giá trị gấp đơi giá trị trên.
* Bố trí cốt thép dọc: ≤400 ≤400 b >400 600≤ h ≤1000 b ≤400 h ≤400 Khi chiều cao h > 500 thì với cấu kiện chịu
nén lệch tâm cần bố trí cốt dọc cấu tạo trên cạnh h: d ≥ 12 và khoảng cách giữa chúng
≤ 400. b ≤400
h ≤400
Cốt đai: Vai trị của cốt đai rất quan trọng: ổn định cho cốt dọc chịu nén, định vị cốt dọc khi thi cơng, chịu lực cắt, chịu các ứng suất do co ngĩt và thay đổi nhiệt độ.. Ngồi ra cốt đai cịn cĩ tác dụng tăng khả năng chịu nén của BT (hạn chế biến dạng nở ngang của BT).
b >400 h >400 h >400
Đường kính cốt đai ≥ φ 5, ≥ 0,25d cốt dọc max, khoảng cách các cốt đai ≤ 15d cốt dọc chịu nén min. Trong đoạn nối buộc cốt dọc thì khoảng cách cốt đai ≤ 10d dọc min. Thường cốt đai khơng tính tốn mà chỉ đặt theo cấu tạo, chỉ khi nào lực cắt lớn mới tính.
Khi cĩ yêu cầu độ bền cao hoặc tính dẻo cao, các thanh cốt dọc chịu lực được bố trí trong một đường trịn và cốt đai vng gĩc được thay bằng cốt đai uốn trành hình xoắn ốc.với độ nghiêng khoảng 35-85mm.. Các cột cĩ cốt đai xoắn thường cĩ TD trịn, cũng cĩ thể vng hoặc đa giác đều cạnh.
2. TÍNH TƠN CẤU KIỆN CHỊU NĨN TRUNG TĐM
Fat Ra’ Fat
Rn N
2.1. Sơ đồ ứng suất:
Xét 1 thanh BTCT chịu nén trung tâm cho đến khi bị phá hoại: - Ứng suất trong BT đạt Rn;
- Ứng suất trong cốt thép đạt Ra’;
2.2. Cơng thức cơ bản:
Điều kiện cường độ: N ≤ ϕ.(Rn.Fb + Ra’.Fat). (6 - 1) Trong đĩ:
N: Lực dọc tính tốn.
Fb: Diện tích làm việc BT, khi µ1 ≤ 3% thì Fb=F.
µ1 > 3% thì Fb=F- Fat. Rn: cường độ chịu nén bê tơng .
Chú ý hệ số điều kiện làm việc mb của BT khi xác định Rn mb =0,85: Đổ BT theo phương đứng. mb =0,85 khi cạnh lớn TD <300..
ϕ: Hệ số uốn dọc tra bảng phụ thuộc λ = l0/r, λb = l0/b.
2.3. Tính tơn tiết diện: