IV. TÍNH TOÁN THÉP DẦM KHUNG TRỤC 2
4.3. TÍNH CỐT ĐAI CHỊU LỰC CẮT
+ Bê tông dầm cấp độ bền B25 có: Rb = 14,5 MPa ; Rbt = 1,05 MPa.
+ Cốt thép dọc nhóm CB400V có: Rs = Rsc = 350 MPa.
+ Cốt thép đai nhóm CB240T có Rsw = 170 MPa.
+ Bài toán thiết kế cốt đai trong trường hợp không có cốt xiên, không có lực dọc trong cấu kiện, bê tông sử dụng có cấp độ bền B60.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XDDD&CN KHOA XÂY DỰNG KHÓA 2016 - 2021
SVTH: NGUYỄN SỸ NGUYÊN – LỚP 2016X9 PHẦN KẾT CẤU MSV: 1651030449 Trang 56 1. Kiểm tra điều kiện hạn chế (để đảm bảo bê tông các dải nghiêng không bị phá hoại
do ứng suất nén chính: Q 0,3.Rb.b.h0 (1)
(Thông thường điều kiện này rất dễ thỏa mãn, khi không thỏa mãn cần tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông).
2. Kiểm tra điều kiện có cần tính toán cốt đai hay chỉ đặt theo cấu tạo:
Q 0,75Rbtbh0 (2)
Nếu điều kiện này thỏa mãn, chứng tỏ bê tông đã đủ khả năng chịu cắt, cốt đai chỉ cần đặt theo cấu tạo. Các yêu cầu cấu tạo như sau:
Trong các bản đặc, các bản nhiều sườn (dầm) (sườn trong sàn toàn khối) có chiều cao sườn (dầm) h<300mm , trong các sườn (dầm) độc lập có h<150mm: Không cần bố trí cốt đai. Trong các sườn (dầm) độc lập có h≥150, các sườn (dầm) trong bản nhiều sườn có h≥300 cốt đai được bố trí với khoảng cách ≤ (0,75h0và 500mm).
Nếu điều kiện (2) không thỏa mãn, cần tính toán cốt đai chịu lực cắt.
Chọn trước đường kính và số nhánh của cốt đai (, n). Tính Asw=n*asw
(Đường kính cốt đai: 6mm khi hdầm< 800mm ; 8mm khi hdầm 800mm
Số nhánh cốt đai: Khi bdầm< 150mm dùng cốt đai 1 nhánh (n=1); khi bdầm=150 đến 350mm, dùng đai 2 nhánh (n=2); khi bdầm≥400mm, dùng đai 3 hoặc 4 nhánh).
Xác định lực cắt mà một lớp cốt đai phải chịu:
2 2
4, 5 0 sw
bt
q Q
= R bh (3) Nếu qsw≥0,25Rbtb.
Xác định (4) Giá trị c0 cần thỏa mãn điều kiện: h0≤C0≤2h0
Khi đó giá trị qsw được lấy như (3).
Khi C0<h0 thì lấy C0=h0; hoặc khi C0>2h0 thì phải lấy C0=2h0
Thay giá trị C0 vào điều kiện tổng quát: Q Qb + 0,75Q
sw
• Trong đó ; 0
1, 5 bt 2 b
R C
Q = bh
w s
s w
Q =q C
2 0 0
w
2 bt
s
C R bh
= q
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XDDD&CN KHOA XÂY DỰNG KHÓA 2016 - 2021
SVTH: NGUYỄN SỸ NGUYÊN – LỚP 2016X9 PHẦN KẾT CẤU MSV: 1651030449 Trang 57 Khi C0=2h0 thì giá trị : (5)
KhiC0=h0thìgiá w 0
0
1,5 0, 75
bt s
Q R bh
q h
= − (6) Nếu qsw<0,25Rbtb
Xác định giá trị (7) Sau khi có giá trị qsw theo (3) hoặc (5) hoặc (6) hoặc (7)
Xác định khoảng cách tính toán của cốt đai: w w
w s t
s t
s R As
= q Cuối cùng xác định khoảng cách thiết kế của các cốt đai:
Giá trị của s được làm tròn đến 10mm
0 w
0
0, 75 1,5
bt s
Q R bh
q h
= −
w
4, 5 0 s
q Q
= h
0 2 0 max
min (0, 5 ; 300)
tt ct
bt
s
s s h
s R bh
Q
=
=
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XDDD&CN KHOA XÂY DỰNG KHÓA 2016 - 2021
SVTH: NGUYỄN SỸ NGUYÊN – LỚP 2016X9 PHẦN KẾT CẤU MSV: 1651030449 Trang 58 4.3.2.Lý thuyết tính toán
4.3.3.Tính toán cụ thể
4.3.3.1. Mặt cắt có lực cắt Max: (phần tử Frame B47-tầng 1)
Hình 1-2. Biểu đồ Lực cắt 2-2 (phần tử Frame B47-tầng 1) Bảng 1-2. Nội lực phần tử Frame B47-tầng 1:
Story Beam Load Loc V2
T1 B162 BAO MAX 8.57 257.5 Qmax=257,5 (kN)
* Kích thước tiết diện dầm tính toán: bxh= 300x700mm.
Cánh làm việc trong vùng kéo (do Mômen âm) nên bỏ qua sự làm việc của cánh.
* Chọn cốt đai theo yêu cầu cấu tạo:
Do h= 800mm nên chọn đai 8 (asw= 50,3mm2) Do b=300mm nên bố trí đai 2 nhánh.
Asw = 2. 50,3 = 100,6 (mm2)
* Với h=700mm lấy:
𝑠𝑐𝑡 ≤ 𝑀𝑖𝑛 ( ℎ𝑜
2 =650
2 = 325 300
) = 300𝑚𝑚 . Chọn sct =300mm.
4.3.3.2.Kiểm tra điều kiện hạn chế:
1. Kiểm tra điều kiện để bê tông không bị phá hoại bởi ứng suất chính Q0,3.Rb.b.h0
VP = 0,3.14,5.300.650 = 1696500 (N) = 1696(kN)
Do Qmax= 257,5 kN < VP nên đảm bảo điều kiện betong không bị vỡ bới ứng suất nén chính tại dầm.
4.3.3.3.Kiểm tra điều kiện tính toán:
1. : Q 0,75R
btbh
0
VP=0,75*1,05*300*650=153562N=153,56< Qmax=257,5. Bê tông không đủ khả năng chịu cắt, phải tính toán cốt đai.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XDDD&CN KHOA XÂY DỰNG KHÓA 2016 - 2021
SVTH: NGUYỄN SỸ NGUYÊN – LỚP 2016X9 PHẦN KẾT CẤU MSV: 1651030449 Trang 59 Lực cắt mà một lớp cốt đai phải chịu qsw =Q2/(4,5Rbtbh02)
=2575002/(4,5*1,05*300*6502)=110,7(N/mm)>0,25Rbtb=0,25*1,05*300=78,75(N/m m)
Do vậy ta xác đinh được: 0 02
w
2 bt
s
C R bh
= q =
2.1, 05.300.6502
1550, 6 110, 7 = >2 h0 CHỌN 0C =1300
0 w
0
0, 75 257500 0, 75.1, 05.300.650
106, 6
1,5 1,5.650
bt s
Q R bh
q h
− −
= = =
Khoảng cách các cốt đai tính toán là:
𝑠𝑡𝑡 =𝑅𝑠𝑤𝐴𝑠𝑤
𝑞𝑠𝑤 =170 ∗ 100,6
106,6 = 160,4𝑚𝑚
Khoảng cách thiết kế:
𝑠 ≤ {
𝑠𝑡𝑡 = 160,4𝑚𝑚
𝑠𝑐𝑡 = 𝑚𝑖𝑛( 0,5ℎ0 = 325; 300) = 300𝑚𝑚 𝑠max =𝑅𝑏𝑡𝑏ℎ02
𝑄 =1,05 ∗ 300 ∗ 6502
257500 = 516𝑚𝑚 }
= 150𝑚𝑚
Kết hợp yêu cầu tính toán trên ta sử dụng cốt đai 8a150 cho dầm, vị trí giữa dầm có giảm cốt đai để tiết kiệm ta sử dụng 8a300.