Tính toán cốt thép đai chịu cắt cho dầm

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ KHUNG

4.4. TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÉP DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH

4.4.3. Tính toán cốt thép đai chịu cắt cho dầm

 Tính toán thép đai cho cấu kiện dầm:

Story 5, trục C-12, Vmax = 89.55 kN tiết diện 300x500

 Khả năng chịu cắt của bê tông:

Q 

bt

Qbt < Qmax = 89.55 kN 

Chọn thộp đai 2 nhỏnh ỉ8a100 cú

q  R n

Aw

sw sw

s

 Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Q Q  Q

b bsw

 Nhận xét Q = 306.35 kN > Qmax = 89.55 kN thỏa điều kiện về độ bền.

  1 5 n

Es Asw w1Eb b s

 1

5

221000050.3

30000300200  1.06

 1 0.01 R1 0.0114.5 0.855

b1

Q  0.3

b1 bt

Qbt = 544.05 kN > Qmax = 89.55 kN => cốt đai bố trí đủ chịu lực cắt.

 Đoạn giữa bố trí

4.4.3.1. Kết quả tính toán cốt thép dầm

 Kết quả tính toán cốt thép dầm biên

Bảng 4.5 Kết quả tính toán cốt thép dầm Dầm

5HB-1

Vị trí Tổ hợp

TH TÍNH DẦM Max

Trục E 1-2 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục D 1-2 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục C 1-2 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục E 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục E 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-2 Trục E 4-5 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục E 5- TH TÍNH DẦM

6 Min

TH TÍNH DẦM Min

Max

Trục E 6-7 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục E 7-8 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục E 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục E 9- TH TÍNH DẦM

10 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-2 Trục E TH TÍNH DẦM

10-11 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

5HB-4 Trục D 2-3 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục D 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục D 4-5 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục D 5- TH TÍNH DẦM

6 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục D 6-7 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục D 7-8 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục D 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục D 9- TH TÍNH DẦM

10 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-4 TrụcD 10- TH TÍNH DẦM

11 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục C 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM 5HB-6 Min

Max

Trục C 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

5HB-6 Trục C 4- TH TÍNH DẦM

Y2 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-10 Trục C 5- TH TÍNH DẦM

Y1 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-11 Trục C 6-7 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục C 7-8 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM 5HB-6 Min

Max

Trục C 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục C 9- TH TÍNH DẦM

10 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-6 Trục C TH TÍNH DẦM

10-11 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục B 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM 5HB-8 Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục B 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min

Max

5HB- 8 Trục B 4- TH TÍNH DẦM

Y2 Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

5HB-8 Trục B TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-8 Trục B TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-8 Trục B TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục B 7-8 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM 5HB-8 Min

Max

Trục B 8- TH TÍNH DẦM

9 Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục B 9- TH TÍNH DẦM

10 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-8 Trục B TH TÍNH DẦM

10-11 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 1 B-C TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5VB-1 Trục 1 C- TH TÍNH DẦM

D Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Trục 1 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 2 B-C TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5VB-2 Trục 2 C- TH TÍNH DẦM

D Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 2 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 3 B-C TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM 5VB-3 Min

Max

Trục 3 C- TH TÍNH DẦM

D Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 3 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 4 E-D TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5VB-4 Trục 4 D- TH TÍNH DẦM

C Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 4 C- TH TÍNH DẦM

B Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

5BV-5 Trục 5 C-D TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 5 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 6 C-D TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM 5VB-6 Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 6 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5BV- Trục TH TÍNH DẦM

CT Min

TH TÍNH DẦM Min

Max

5VB-7 Trục 7 B- TH TÍNH DẦM

C Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 7 C-D TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 7 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 8 B- TH TÍNH DẦM

C Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5VB-8 Trục 8 C- TH TÍNH DẦM

D Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Trục 8 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 9 B- TH TÍNH DẦM

C Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5VB-9 Trục 9 C- TH TÍNH DẦM

D Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 9 D- TH TÍNH DẦM

E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 10 TH TÍNH DẦM

B-C Min

TH TÍNH DẦM 5VB-10 Min

Max

Trục 10 TH TÍNH DẦM

C-D Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 10 TH TÍNH DẦM

D-E Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 11 TH TÍNH DẦM

B-C Min

TH TÍNH DẦM 5VB-11 Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 11 TH TÍNH DẦM

C-D Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB- Trục 11 TH TÍNH DẦM

LT D-E Min

TH TÍNH DẦM Min

Max

5HB1 Trục 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 4-5 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 7-8 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 9-10 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 1-2 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-3 Trục 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 4-5 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 5-6 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 6-7 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 7-8 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 9-10 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 10- TH TÍNH DẦM

11 Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 1-2 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-5 Trục 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 4-5 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 5-6 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 6-7 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 7-8 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 9-10 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 10- TH TÍNH DẦM

11 Min

TH TÍNH DẦM Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 1-2 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

5HB-7 Trục 3-4 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 5-6 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 7-8 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 9-10 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 10- TH TÍNH DẦM

11 Min

TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 2-3 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Trục 3-4 TH TÍNH DẦM Min TH TÍNH DẦM

Min

TH TÍNH DẦM Max

Trục 8-9 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Max

Trục 9-10 TH TÍNH DẦM

Min TH TÍNH DẦM

Min

 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.

 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:

M

id

Trong đó:

  Rd - 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.

 M R d ,i - 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:

V

Ed,i

với 

 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 4.7 - Giá trị thiết kế của khả năng chịu cắt trong dầm

73

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 4.8 – Cốt thép ngang trong vùng tới hạn 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 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.

 Ngoài ra, cốt đai trong dầm phải là đai kín, được uốn móc 45o và với chiều dài móc là 10dbw.

Từ những quy định trên, ta đặt cố thép đai trong phạm vì L/4 dầm tính từ mép dầm với khoảng cách8a100 , đoạn giữa8a200 . Thỏa mãn điều kiện về kháng chấn cũng như đảm bảo chịu cắt của cấu kiện.

74