CHƯƠNG 7: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN
8.7. Tính thép cho dầm khung trục 2 và trục C 1. Tính cốt thép dọc
8.7.2. Tính toán cốt đai
- Theo điều 5.4.2.2 TCVN 9386:2012, trong các dầm kháng chấn chính, lực cắt thiết kế phải được xác định phù hợp với quy tắc thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng, dựa trên cơ sở sự cân bằng của dầm dưới tác động của:
tải trọng tác dụng ngang với trục dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất và moment đầu mút Mi,d (với i=1,2 biểu thị các tiết diện đầu mút của dầm), tương ứng với sự hình thành khớp dẻo theo các chiều dương và âm của tải trọng động đất.
- Thiết kế cho các khớp dẻo được hình thành tại các đầu mút của dầm (nếu chúng hình thành ở đó trước tiên) hoặc trong các cấu kiện thẳng đứng được nối vào nút liên kết dầm như hình 7.4
- Áp dụng: Tại tiết diện đầu mút thứ i, cần tính toán hai giá trị của lực cắt tác dụng, tức là giá trị lớn nhất VEd,max,i và giá trị nhỏ nhất VEd,min,i tương ứng với moment dương lớn nhất và moment âm lớn nhất Mi,d tại đầu mút mà chúng có thể phát triển tại các đầu mút 1 và 2 của dầm.
- Giá trị đầu mút Mi,d có thể được xác định như sau:
Với - hệ số tính đến khả năng tăng cường độ có thể xảy ra do biến cứng của thép, trong trường hợp dầm thuộc loại cấp dẻo kết cấu trung bình, nó có thể lấy bằng 1.
- giá trị thiết kế khả năng chịu moment uốn của dầm tại đầu mút thứ i theo chiều moment uốn do dao động theo phương đang xét của tác động động đất.
Giá trị lực cắt lớn nhất tại đầu mút dầm được xác định như sau:
với =03
- Tại đầu mút dầm nơi dầm tựa gián tiếp lên một dầm khác, thay vì việc tạo thành khung cùng với cấu kiện thẳng đứng, moment đầu mút dầm Mi,d ở đó có thể lấy bằng moment tác dụng tại tiết diện đầu mút dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất.
Hình 7.4 Giá trị thiết kế của khả năng chịu lực cắt trong dầm
- Phạm vi giới hạn vùng kháng chấn chính: các vùng kháng chấn chính có chiều dài lên tới lcr=hw (trong đó hw là chiều cao dầm) tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm - cột, cũng như từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo trong tình huống thiết kế chịu động đất, phải được coi là vùng tới hạn.
Hình 7.5 - Cốt thép ngang trong vùng tới hạn của dầm
- Theo điều 5.4.3.1.2 TCVN 9386:2012, cấu tạo để đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ, trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, phải được bố trí cốt đai thoả mãn các điều kiện sau:
+ Đường kính dbw của các thanh cốt đai (tính bằng mm) không được nhỏ hơn 6
+ Khoảng cách s của các vòng đai (tính bằng mm) không được vượt quá
Trong đó: dbL – đường kính thanh thép dọc nhỏ nhất (tính bằng mm);
hw – chiều cao tiết diện của dầm (tính bằng mm).
+ Cốt đai đầu tiên phải được đặt cách tiết diện mút dầm không quá 50mm Theo điều 3.3.2 TCVN 198:1997
- Trong phạm vi chiều dài 3hd (hd là chiều cao tiết diện bêtông của dầm) kể từ mép cột phải đặt các đai dày hơn khu vực giữa dầm. Khoảng cách giữa các đai không được lớn hơn giá trị tính toán theo yêu cầu chịu cắt nhưng đồng thời phải nhỏ hơn 0.25hd và không lớn hơn 8 đường kính cốt thép dọc. Trong mọi trường hợp khoảng cách này cũng không vượt quá 150mm.
- Trong khu vực giữa dầm (ngoài phạm vi nói trên), khoảng cách giữa các đai chọn nhỏ hơn 0.5hd và không lớn hơn 12 lần đường kính cốt thép dọc đồng thời không vượt quá 300mm.
Tính toán cốt đai dầm B87(300x700) thuộc trục 2, nằm giữa 2 trục B và C, thuộc tầng 8 của công trình.
Dầm có tiết diện 300x600 mm, chiều dài L=8m.
Giá trị lực cắt:
Giá trị lực cắt lớn nhất do tổ hợp có tải trọng động đất gây ra ở tại vị trí gối là Qmax=350.84 kN (được xác định từ tổ hợp THBAO).
Điều kiện tính toán cốt đai:
=0.6 đối với bêtông nặng
=0 hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén.
=0 hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc.
- Thông số tính toán cốt đai:
Chọn thép AI làm cốt đai có: Rsw=175 MPa Rs=Rsc=225 MPa Bêtông B25 có Rbt=1.05 MPa
Chọn thép 8 làm thép đai, đai 2 nhánh Asw=1.01 cm2 Lớp bêtông bảo vệ a=25mm h0=700-25=675mm
0.6x1x0.9x1.05x300x675x10-3 =114.82 kN Bêtông không đủ khả năng chịu cắt nên phải bố trí thêm cốt đai Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán.
Với =2 đối với bêtông nặng Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:
= 553mm Khoảng cách giữa các cốt đai theo cấu tạo (tại gối)
Khoảng cách cốt đai theo điều kiện kháng chấn:
Vậy khoảng cách thiết kế của cốt đai là
Chọn khoảng cách thiết kế cốt đai là s = 100mm Kiểm tra lại điều kiện
>Q (thoả điều kiện)
Kiểm tra điều kiện đặt cốt xiên:
Vậy không cần đặt cốt xiên.
Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo (tại nhịp)
chọn cốt đai theo cấu tạo ứ8a200 Vậy các dầm còn lại bố trí cốt đai như dầm B87.