Đang tải... (xem toàn văn)
sadsadcsad ád sda fsad f sadf dsa fsad f sdf sd fdsa f sadf sad fdsa f dsaf sadf ads fsa df ádf sadf sad fas dfsa df sadf sadf sda fsa df sadf sadf sadf sadf sad fsad fsa df ád fas df sadf sd fsa dfs fd sadf sad fdsa fsd f dsaf dsaf sdaf dsaf sad fas fdsa df sadf ádf sad fsa df sadf sd fs adf ád fs dfs fd sadf sad fsa df sad fs adf sad fs d fsa df sadfsad
3 NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.1 Yêu cầu 3.2 Qui trình thiết kế 3.3 Tải trọng tác động 3.4 Phương pháp thiết kế 3.5 Mơ hình hóa kế cấu 3.6 Ngun lý cấu tạo BTCT NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.1 u cầu ❖ Độ bền vững cơng trình ❖ Thỏa mãn người sử dụng ❖ Sử dụng vật liệu hợp lí ❖ Thuận tiện thi cơng ❖ Kinh tế ❖ Sản phẩm thiết kế • • Thuyết minh tính tốn Bản vẽ NGUN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.2 Qui trình thiết kế Giai đoạn thiết kế sơ • Kiểu, dáng kết cấu • Vật liệu • Kích thước cấu kiện Giai đoạn phân tích • Liên kết cấu kiện • Lập sơ đồ, mơ hình tính • Xác định tổ hợp tải trọng tác dụng • Xác định nội lực chuyển vị kết cấu (giá trị lớn nhất) Giai đoạn tính tốn cụ thể • Tính tốn thép cho kết cấu: theo TTGH1 TTGH2 • Kiểm tra kết cấu: theo TTGH1 TTGH2 Giai đoạn tối ưu hóa việc tính tốn Thể vẽ NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.3 Tải trọng tác động 3.3.1 Phân loại tải trọng ❖ Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) (dead load, permanent load) • • • ❖ Tải trọng tạm thời (hoạt tải) (live load, variable load): • • ❖ Khối lượng thân kết cấu (dầm, cột, sàn, vách, bancông…) cố định không thay đổi Khối lượng thân lớp cấu tạo (vữa xi-măng, gạch lót nền, lớp cách nhiệt, cách âm, mái tơn…) Tải ứng suất trước Dài hạn (long time): khối lượng trang thiết bị, máy móc cố định; khối lượng chất lỏng bể chứa, vật liệu kho; tác động tượng từ biến, co ngót… Ngắn hạn (short time): khối lượng người; khối lượng thiết bị, máy móc di động (xe nâng, ); gió Tải trọng đặc biệt: động đất (seizmic load), cháy (fire load), nổ (explosive load)… NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.3 Tải trọng tác động 3.3.2 Tải trọng tiêu chuẩn (TTTC) Tính tốn trực tiếp từ cơng trình tra bảng tiêu chuẩn 3.3.3 Tải trọng tính tốn (TTTT) TTTT = γ×TTTC Hệ số tin cậy cho tải trọng (hệ số vượt tải) NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.3 Tải trọng tác động Ví dụ: Khối lượng gạch lát : 20 kN/m3 (2000 kg/m3) Khối lượng vữa xi-măng : 18 kN/m3 (1800 kg/m3) qn = 20 (kN/m3) q = γ× qn = 1.2×20 = 24 (kN/m3) qn = 18 (kN/m3) q = γ× qn = 1.2×18 = 21.6 (kN/m3) Khối lượng BTCT: 25 kN/m3 (2500 kg/m3) Gạch lát Vữa lót xi-măng qn = 25 (kN/m3) BTCT q = γ× qn = 1.1×25 = 27.5 kN/m3 Khối lượng người: kN/m2 (200 kg/m2) Văn phòng qn = (kN/m2) q = γ× qn = 1.2×2 = 2.4 kN/m2 NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.3 Tải trọng tác động 3.3.4 Tổ hợp tải trọng n TT + HT TH Tĩnh tải Nếu n = γTH = 1.0 Nếu n > γTH = 0.9 i =1 i Hệ số tổ hợp tải trọng Hoạt tải Mục 2.4, TCVN 2327-1995 n Tiêu chuẩn EN 1992-1-1: Tiêu chuẩn ACI 318: 1.35TT + 1.5 HT i =1 n 1.2TT + 1.6 HT i =1 i i NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.4 Phương pháp thiết kế 3.4.1 Thiết kế theo ứng suất cho phép (Allowable Stress Design - ASD) (MƯrsch -1920) • Khơng sử dụng hệ số vượt tải (tính tốn theo tải tiêu chuẩn) • Giả thiết BTCT vật liệu đàn hồi không sử dụng hệ số tin cậy cho vật liệu Sử dụng hệ số an tồn cho tồn kết cấu • • • Ưu điểm: Tính tốn đơn giản, kết thu có độ an tồn cao so với thực tế Nhược diểm: tốn vật liệu, không kinh tế 3.4.2 Thiết kế theo trạng thái giới hạn (Limit States Design - LSD) • Sử dụng hệ số vượt tải • Trong q trình tính tốn xem BTCT vật liệu đàn hồi dẽo • Sử dụng hệ số tin cậy cho vật liệu • Ưu điểm: Thiết kế kinh tế, tiết kiệm vật liệu • Nhược diểm: sử dụng nhiều hệ số (~1950) NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.4 Phương pháp thiết kế 3.4.3 Các TTGH (Limit States - LS) ❖ Trạng thái giới hạn độ bền – TTGH (Ultimate Limit State) • Kết cấu không bị phá hoại tác dụng tải trọng bên ngồi • Kết cấu khơng bị ổn định hình dạng (KC thành mỏng) khơng bị ổn định vị trí (trượt, lật, đẩy nổi…) S I d , max R I u , Lực tác động lên kết cấu tổ hợp tải trọng nguy hiểm gây q M d Mu N d Nu Qd Qu Độ bền nhỏ kết cấu ( Ab , Rb , As , Rs , ) NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.4 Phương pháp thiết kế 3.4.3 Các TTGH (Limit States - LS) ❖ Trạng thái giới hạn sử dụng – TTGH (Serviceability Limit State) • • Kết cấu khơng bị biến dạng q mức (độ võng, dao động, góc xoay, góc trượt…) Kết cấu không xuất vết nứt (đối với kết cấu không cho phép nứt) cho phép xuất vết nứt bề rộng khe nứt giới hạn (đối với kết cấu cho phép nứt) S II d , max R II u Giá trị biến dạng khe nứt tổ hợp tải trọng nguy hiểm gây q n Giá trị biến dạng khe nứt cho phép ( a, Ab , Rb , As , Rs , ) f d fu acrc au NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.5 Mơ hình hóa kế cấu 3.5.1 Điều kiện biên (boundary conditions) 3.5.2 Các sai lệch mặt hình học kết cấu vị trí tác dụng tải trọng (geometric imperfections) 3.5.3 Hình dạng cấu kiện (structural geometry) 3.5.4 Phương pháp tính tốn (Calculation methods) NGUN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.5 Mơ hình hóa kế cấu a Theo lý thuyết đàn hồi tuyến tính (Theory of linear elasticity) b Theo lý thuyết đàn hồi tuyến tính cho phép có phân phối lại mức độ giới hạn (Theory of linear elasticity with limited redistribution) c Theo lý thuyết dẻo (Theory of plasticity) d Theo số phương pháp phi tuyến (Nonlinear methods) NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT Mục 8, TCVN 5574-2018 ❖ ❖ Kích thước tiết diện Lớp bê tông bảo vệ cốt thép ❖ Khoảng hở cốt thép ❖ Neo cốt thép ❖ Bố trí thép dọc chịu lực ❖ Bố trí thép ngang (cốt đai, cốt xiên) ❖ Liên kết hàn cốt thép ❖ Nối chồng cốt thép (nối buộc) NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.1 Chọn kích thước tiết diện • Yếu tố độ bền • Yếu tố kinh tế Dầm: 100, 150, 200, 250, 300, … (mm) • Yếu tố kích thước ván khuôn Sàn: 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120… (mm) • Yếu tố cơng nghệ sản xuất cấu kiện 3.6.2 Lớp BT bảo vệ: ci = max (Ø,c0i) (i = 1,2) Chiều dày tối thiểu Thép chịu lớp BT bảo vệ lực Thép đai Act h c01 (mm) c02 (mm) Bản sàn tường 10 ~ 20 10 ~ 15 Dầm 15 ~ 25 10 ~ 20 Cột 20 ~ 25 10 ~ 20 c02 c01 Móng 30 ~ 70 10 ~ 20 b Môi trường biển: TCXDVN 327-2004 !!! c02 As c01 NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.2 Lớp BT bảo vệ: ci = max (Ø,c0i) (i = 1,2) NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.3 Khoảng hở cốt thép NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT t2 3.6.3 Khoảng hở cốt thép ti ≥ max (Ø, t0i) (i = 1,2,3) Khoảng hở tối thiểu t0i lớp thép BT Thép đặt t02 = 30 Thép đặt lớp t03 = 50 Thép đặt lớp t01 = 25 Thép cột t04 = 50 t3 t1 t1 t4 Phương đổ BT Tiết diện vuông góc cột t4> 1.5Ø NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.4 Neo cốt thép ❖ Thép có gờ khơng cần uốn móc đầu ❖ Thép trịn trơn liên kết buộc cần uốn móc đầu thành hình L U Dầm lan lan Dầm Dầm lan Cột Rs lan = an + an b Rb lan an Tường gạch Cột NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.4 Neo cốt thép NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.4 Neo cốt thép NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.5 Nối chồng cốt thép (nối buộc) ❖ Không nên nối chồng cốt thép có đường kính lớn 36 mm ❖ Không nên nối chồng cốt thép vùng chịu kéo vị trí có giá trị nội lực (M, N, Q) lớn ❖ Tại tiết diện cắt ngang bất kỳ, việc nối chồng cốt thép phải thực theo kiểu sole diện tích nối chồng cốt thép khơng vượt q 50% (đối với cốt thép có gờ) hay 25% (đối với cốt thép tròn trơn) l lan l R lan = an s + an b Rb NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT * Nối cốt thép dùng liên kết học NGUYÊN LÝ THUYẾT KẾ & CẤU TẠO 3.6 Nguyên lý cấu tạo BTCT 3.6.6 Liên kết hàn Mục 8.8, TCVN 5574-2012 • Ưu điểm: Nhanh chóng • Nhược điểm: Yêu cầu khắc khe mặt kỹ thuật • Hàn đối đầu, hàn chồng hàn đối đầu có kẹp • Cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật: độ bền mối hàn, kích thước mối hàn…