8.4. Tính cốt thép dầm 1. Vật liệu thiết kế
8.4.4. Tính toán cốt treo tại vị trí có lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính
.
h0
F hs
hs b hs
a
Điều kiện tính toán:
∑
≤
− s Rsw Asw h
F.(1 h ) .
0
Trong đó: F: lực giật đứt.
hs: Khoảng cách từ vị trí đặt lực giật đứt đến trọng tâm tiết diện cốt thép.
∑Rsw.Asw
: tổng lực cắt chịu bởi cốt thép đai đặt phụ thêm trên vùng giật đứt có chiều dài a = 2.hs+b.
Trong đồ án này ta sẽ tính toán cho trường hợp lực F lớn nhất để bố trí cho các trường hợp còn lại. Từ kết quả khi chạy chương trình ta có Fmax = 15.6775(t).
⇒
) 46 . 175 6
) 555 / 155 1 .(
1000 . 775 , 156 .
) / 1
( 2
R cm ho hs A F
sw
sw = − = − =
Chọn đai φ8 có asw = 50,3 mm2, số nhánh n=2, số lượng đai cần thiết : N=Asw/ns. asw=6.46/ (2.50,3) = 6.5
Đặt mỗi bên dầm phụ 4 đai, trong đoạn hs=155mm
Khoảng cách giữa các đai là 40mm, đai trong cùng cách mép dầm phụ 35mm Ta có bảng tính toán cốt thép dọc và thép đai dầm khung như phụ lục
* Bố trí cốt thép:
♦Lớp bê tông bảo vệ cốt thép:
+Đối với cốt dọc: c ≥ (Φ,c0), đối với dầm có h ≥ 250mm thì c0 = 20(mm) +Đối với cốt đai: c ≥ c0, đối với dầm có h ≥ 250mm thì c0 = 15(mm)
♦Khoảng hở của cốt thép:Theo TCVN 5574 - 2012, khoảng hở cốt thép t ≥ (Φmax;t0)
+Cốt thép đặt trên: t0 = 30(mm) +Cốt thép đặt dưới:t0 = 25(mm)
♦Neo cốt thép:
Gối biên:
+Cốt thép chịu momen âm: lan ≥ 30Φ +Cốt thép chịu momen dương: lan ≥ 15Φ Gối giữa: lan ≥ 25Φ
♦Cắt cốt thép:
Cốt thép chịu momen âm ở gối:
+Nhịp biên:
Tiết diện (1/2)l: Ac ≥ (2 thanh, 1/3As) Tiết diện (1/3)l: Số còn lại.
+Nhịp giữa:
Tiết diện (1/3)l: Ac ≥ (2 thanh, 1/3As) Tiết diện (1/4)l: Số còn lại.
Cốt thép chịu momen dương ở nhịp: tiết diện cắt cách tiết diện giữa nhịp một đoạn a ≥ (h; 4/5l)
♦Nối cốt thép:
Cốt thép chịu momen âm nối tại tiết diện giữa nhịp bằng phương pháp nối chồng với chiều dài đoạn nối lan = 20ỉ(mm)
8.5.2. Tính cốt thép cột a) Phương pháp tính
Sử dụng phương pháp gần đúng để tính cốt thép cột dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương (Tính toán với trường hợp bố trí cốt thép đối xứng).
Xét tiết diện có các cạnh Cx, Cy. Điều kiện để áp dụng phương pháp này là: 0,5
≤2
≤
y x
C C
; cốt thép được đặt theo chu vi, phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn (Cạnh b được giải thích ở bảng về mô hình tính).
Chiều dài tính toán của cột: o l =ψl
Với: ψ: hệ số phụ thuộc vào liên kết ở 2 đầu cột. Chọn ψ =0,7
Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay. Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương, tính được hệ số ηx, ηy. Mômen đã gia tăng: Mx1; My1.
Mx1 = ηx.Mx; My1 = ηy.My
Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với các kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc y). Điều kiện và kí hiệu theo bảng sau:
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
M1 = Mx1; M2 = My1
ea = eax + 0,2.eay
h = Cy; b = Cx
M1 = My1; M2 = Mx1
ea = eay + 0,2.eax
Ghi chú: Mx – mômen theo phương trục x; My – mômen theo phương trục y (Ngược lại với quy ước ở phần tính cốt thép móng)
Giả thiết chiều dày a, tính h0 = h - a; Z = h - 2a chuẩn bị các số liệu Rb, Rs, Rsc, ξR như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng.
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: x1 = b R
N
b. Xác định hệ số chuyển đổi m0:
- Khi 1 0
h x ≤
thì 0
1 0
. 6 , 1 0
h m = − x
; - Khi 1 0 h x >
thì m0 = 0,4.
- Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng):
b M h m M
M = 1 + 0. 2.
Độ lệch tâm: N e1 = M
. Với kết cấu siêu tĩnh e0 = max(e1,ea) e = e0 + 2 h
- a
Tính toán độ mảnh theo hai phương x
ox
x i
=l λ
; λy
;
)
; max(λx λy λ =
Dựa vào độ lệch tâm e0 và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán:
+.Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi
30 , 0
0
0 ≤
= h ε e
tính toán gần như nén đúng tâm.
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm e γ
:
1
(0,5 ).(2 ) γe
ε ε
= − +
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
3 , 0
).
1
( ϕ ε
ϕ ϕe = + − Khi λ ≤ 14 lấy ϕ = 1; khi 14< λ < 104 thì lấy ϕ theo công thức:
ϕ = 1,028 – 0,0000288λ2 – 0,0016λ
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: sc b
b e e
R R
bh N R
A −
−
≥ ϕ γ .
s t
+.Trường hợp 2: Khi
30 , 0
0 0 >
= h ε e
đồng thời x1>ξR.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé.
Xác định chiều cao vùng nén:
2 0 0
. . 50 1
1 h
x R R
+ + −
= ε
ξ ξ
với: h
e0
0 = ε
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Z R k
h x bx R e N A
SC b
. .
2) (
. 0
s t
−
= −
Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ.
+.Trường hợp 3: Khi
30 , 0
0 0 >
= h ε e
đồng thời x1 ≤ ξR.h0 tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn.
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:
Z R k
h x e A N
S. .
) 5
, 0
.( 1 0
s t
−
= +
Trong đó: k = 0,4 là hệ số xét đến trường hợp cốt thép đặt toàn bộ.
Đánh giá và xử lý kết quả:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
min 0,8% Ast max 6%
à = ≤ =à bh ≤à =
Khi tính ra có thể Ast là dương hoặc âm. Nếu âm chứng tỏ kích thước tiết diện quá lớn, không cần cốt thép, hoặc khi tính ra Ast là dương nhưng hàm lượng quá nhỏ thì bố trí cốt thép theo cấu tạo với hàm lượng min
à =0,8%
.
Cốt thép ngang trong cột có nhiệm vụ liên kết các cốt thép dọc lại thành khung chắc chắn, giữ đúng vị trí cốt thép khi thi công, giữ ổn định cho cốt thép dọc khi chịu nén (chống nở hông). Cốt ngang còn tham gia chịu cắt trong trường hợp lực cắt tại chân cột quá lớn.
Kiểm tra khả năng chịu cắt: max 3
(1 )
b n bt o
Q ≤ϕ +ϕ R bh
Với cột 400 400 :ì 0,6 1,05 400 350 88,2kNì ì ì = Với cột 600 600 :ì 0,6 1,05 600 550 207,9kNì ì ì = Với cột 500 500 :ì 0,6 1,05 500 450 141,75kNì ì ì = Với cột 400 500 :ì 0,6 1,05 400 450 113, 4kNì ì ì =
Tại mọi vị trí đều thỏa mãn điều kiện max 3
(1 )
b n bt o
Q ≤ϕ +ϕ R bh
→ bê tông đủ khả năng chịu cắt. Bố trí cốt đai theo cấu tạo. Chọn khoảng cách cốt đai min
200 15 s= < φ
. Chọn đường kính cốt đai: max
8 25%
φd = ≥ φ
. Bố trí cốt đai liên tục suốt chiều dài cột (kể cả tại vị trí giao nhau với dầm, sàn). Tại các vị trí nối cốt thép, khoảng cách các cốt đai không được vượt quá min
10φ
, chọn s=100.
b) Kết quả tính toán
Từ kết quả tính toán cốt thép cho các tiết diện cột theo các tầng, nhận thấy: một số cột có hàm lượng cốt thép tính toán: s min
à <à
, nên chọn và bố trí cốt thép theo cấu tạo.
10 CHƯƠNG 9: THUYẾT MINH MểNG DƯỚI KHUNG TRỤC B
bể phốtbể nước
bể phốtbể nước 720072007200 21600
6000 6000 4300 6000 6000
28300
Hình 10.1 : Sơ đồ mặt bằng móng
- Móng công trình được tính toán dựa vào tải trọng đã được tính toán ở phần khung và tài liệu về địa chất thuỷ văn khu vực xây dựng theo kết quả khảo sát tại thực tế công trình. Ngoài ra còn phải căn cứ vào tiêu chuẩn xây dựng về độ lún cho phép Sgh= 8cm, độ lún lệch tương đối cho phép ∆gh = 0,002 để tính toán.
9.1 Đánh giá tình hình địa chất và chọn phương án móng