- Dạng mặt cắt: Đƣợc chọn thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Yêu cầu chịu lực: Nên chọn mặt cắt đảm bảo - Tính đối xứng.
- Độ mảnh theo hai phương xấp xỉ nhau
+ Yêu cầu về cấu tạo, yêu cầu về kiến trúc, yêu cầu về ghép nối với các cấu kiện khác…
Thường có các dạng mặt cắt sau: Hình vuông, hình tròn, hình vành khăn, hình hộp vuông, hình chữ nhật.
- Kính thước mặt cắt: Được xác định bằng tính toán nhưng nên để dễ thỗng nhất ván khuôn, khi kích thước mặt cắt nhỏ hơn 50cm nên lấy là bội số của 5cm và khi kích thước mặt cắt lớn hơn 50cm nên lấy là bội số của 10cm. Để đảm bảo tính ổn định và dễ đổ bê tông (tránh hiện tƣợng bê tông bị phân tầng) nên chọn kích thước mặt cắt không nhỏ hơn 250250mm.
5.1.2 Vật liệu:
Bê tông: Cường độ chịu nén của bê tông f’c dùng cho cột thường được chọn từ 20 35 MPa Cốt thép:
a.Cốt dọc chủ: Tác dụng chịu lực nén.
- Số lƣợng và loại cốt thép đƣợc chọn theo yêu cầu tính toán.
- Bố trí cốt thép: Cốt thép đƣợc bố trí đối xứng với trục dọc của cấu kiện.
+ Khoảng cách giữa các cốt thép dọc không vƣợt quá 450mm.
+ Số lƣợng thanh cốt thép dọc tối thiểu trong cột tròn là 6, trong cột hình chữ nhật là 4 + Bố trí cốt thép dọc quanh chu vi tiết diện.
+ Khi khoảng cách trống giữa hai thanh cốt thép dọc lớn hơn 150mm phải bố trí cốt đai phụ.
+ Theo ACI : Diện tích của cốt thép dọc chủ trong các cột BTCT có cốt đai vuông góc và các cột BTCT có cốt đai xoắn : 1% 8%
g st
A
A
- Diện tích cốt thép dự ứng lực và cốt thép thường theo chiều dọc của các cấu kiện chịu nén nhiều nhất đƣợc lấy nhƣ sau nhƣ sau :
f 0,08 A
f A A A
y g
pu ps g
s (5.1)
và 0,30
f A
f A
c g
pe
ps
(5.2)
- Diện tích thép dự ứng lực và thép thường theo chiều dọc của các cấu kiện chịu nén tối thiểu đƣợc lấy nhƣ sau nhƣ sau :
0,135
f A
f A f A
f A
c g
pu ps
c g
y
s
(5.3) Trong đó :
As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm2) Ag : Diện tích mặt cắt nguyên (mm2)
Aps : Diện tích mặt cắt thép dự ứng lực (mm2)
fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép dự ứng lực(MPa) fy : Giới hạn chảy quy định của cốt thép thường (MPa) f 'c : Cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông (MPa) fpe : Dự ứng suất hữu hiệu (MPa)
b.Cốt thép đai:
- Tác dụng:
+ Liên kết các cốt thép dọc tạo thành khung khi đổ bê tông và giữ ổn định cho cốt thép dọc.
+ Ngăn cản các thanh cốt thép dọc khỏi bị cong oằn về phía bê tông mặt ngoài cột.
+ Làm việc nhƣ cốt thép chịu cắt của cột.
Cốt thép đai bao gồm hai loại:
b.1.Cốt thép đai ngang:
Trong các bộ phận chịu nén đƣợc giằng, tất cả các thanh dọc phải đƣợc bao quanh bởi các cốt giằng ngang tương đương với :
Thanh No. 10 cho các thanh No. 32 hoặc nhỏ hơn, Thanh No. 15 cho các thanh No. 36 hoặc lớn hơn, và thanh No. 13 cho các bó thanh.
Cự ly giữa các cốt giằng không được vượt quá hoặc kích thước nhỏ nhất của bộ phận chịu nén hoặc 300mm. Khi hai hoặc nhiều thanh No. 35 đƣợc bó lại, cự ly này không đƣợc vƣợt quá hoặc một nửa kích thước nhỏ nhất của bộ phận hoặc 150 mm.
Các cốt giằng phải đƣợc bố trí sao cho mọi góc và thanh dọc đặt xen kẽ có đƣợc điểm tựa ngang nhờ có phần bẻ góc của một cốt giằng với góc cong không quá 135o. Trừ khi có
quy định khác ở đây. ở mỗi phía dọc theo cốt giằng không đƣợc bố trí bất cứ thanh nào xa quá (tính từ tim đến tim) 610 mm tính từ thanh dọc đƣợc giữ chống chuyển dịch ngang đó.
Trong trường hợp thiết kế cột trên cơ sở khả năng chịu tải của khớp dẻo thì ở mỗi phía dọc theo cốt giằng không đƣợc bố trí bất cứ thanh nào xa hơn 150 mm (cự ly tịnh) tính từ thanh dọc đƣợc giữ chống chuyển dịch ngang đó. Nếu bố trí các thanh theo chu vi của một vòng tròn thì có thể dùng một cốt giằng tròn kín nếu các mối nối trong các cốt giằng đƣợc bố trí so le.
Các cốt giằng phải đƣợc bố trí theo chiều đứng không lớn hơn 1/2 cự ly của chúng ở phía trên bệ móng hoặc bệ đỡ khác và không lớn hơn 1/2 cự ly của chúng ở phía dưới lớp cốt thép nằm ngang thấp nhất trong cấu kiện bị đỡ.
b.2.Cốt thép đai xoắn:
- Cốt đai xoắn dùng cho các bộ phận chịu nén không phải là cọc ,phải bao gồm một hoặc nhiều cốt đai xoắn liên tục đặt đều bằng cốt thép trơn hoặc cốt thép có gờ, hoặc dây thép với đường kính tối thiểu là 9,5 mm. Cốt thép phải được đặt sao cho tất cả các cốt thép chính dọc nằm bên trong và tiếp xúc với cốt xoắn.
- Khoảng trống giữa các thanh cốt đai xoắn không đƣợc nhỏ hơn hoặc 25mm hoặc 1,33 lần kích thước lớn nhất của cấp phối. Cự ly tim đến tim không vượt quá 6,0 lần đường kính của cốt thép dọc hoặc 150 mm.
- Neo của cốt đai xoắn phải đƣợc làm bằng cách kéo dài thêm mỗi đầu cốt xoắn 1,5 vòng thanh hoặc dây xoắn.
- Các đầu nối của cốt xoắn có thể là một trong các cách sau :
Nối chồng 48,0 lần đường kính thanh không phủ mặt, 72,0 lần đường kính thanh phủ mặt hoặc 48,0 lần đường kính dây thép,
Các liên kết cơ khí đƣợc chấp nhận,
Hoặc mối nối hàn đƣợc chấp nhận
- Tỷ lệ của cốt thộp xoắn với toàn bộ khối lƣợng của lừi bờ tụng tớnh từ bằng cỏc mộp ngoài cuả cốt đai xoắn không đƣợc nhỏ hơn :
yh c c
g
f 1 f A
0,45 A
smin (5.4)
Trong đó
Ag : Diện tích mặt cắt nguyên của bê tông (mm2)
Ac : Diện tớch của lừi bờ tụng tớnh từ đường kớnh mộp ngoài của cốt đai xoắn (mm2) f 'c : Cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông (MPa)
fyh : Giới hạn chảy quy định của cốt thép đai xoắn (MPa)
Hàm lƣợng cốt đai xoắn : sp sp 4 sp
s
c c c
A L A
A L sD
(5.5)
Asp: Diện tích của thanh cốt thép đai xoắn = dsp2 4 dsp: Đường kính cốt thép đai
Lsp: Độ dài một vòng cốt đai xoắn = Dc
Dc: Đường kớnh lừi, đo ra ngoài cỏc cốt đai xoắn Ac: Diện tớch lừi = Dc2 4
Ls: Bước cốt đai xoắn Ls=s
Hình 5.1. Cách bố trí cốt thép đai ngang
5.2 ĐĂC ĐIỂM CHỊU LỰC VÀ GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN