Đang tải... (xem toàn văn)
Nêu cách thức, công thức tính toán các cấu kiện bê tông như dầm , cột theo 2 phương, cột theo lệch tâm phẳng, sàn, vách cứng. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN 1. Tính toán thép dầm. Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb. Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( ) ; Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, AII có: Rs; Rsc; Es Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, AI có: Rsw; Es Tiết diện b x h Nội lực: M và Q Tính thép dọc: Giả thiết a = 3,5 5 hoặc a = h10 (cm)
LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN - Tính toán thép dầm Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( γ b ) - ξR ; αR Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es Tiết diện b x h Nội lực: M và Q Tính thép dọc: Giả thiết a = 3,5 ÷ hoặc a = h/10 (cm) h0 = h – a (cm) Tính: M γ b Rb b.h0 ≤ α R (thỏa điều kiện tính cốt đơn) ξ = − − 2.α m ζ = 0,5.(1 + − 2.α m ) αm = hay Tính: As = M ξ γ b Rb b.h0 As = Rs ζ Rs h0 hay Hàm lượng cốt thép: µmin = 0,05% ≤ µtt = As ξ γ R 100 ≤ µ max = R b b 100 b.h0 Rs Ghi chú: nếu µtt ≤ µmin thì As = µ b.h0 Chọn thép: => Asch Chênh lệch diện tích cốt thép: -3% ≤ ∆As = As ch − As 100 As ch ≤10% • Ở gối chịu moment âm, ta tính theo tiết diện chữ nhật • Ở nhịp chịu moment dương, ta tính theo tiết diện chữ T để thiên về an toàn ta tính theo tiết diện chữ nhật - Tính thép ngang: Điều kiện cần tính cốt đai: ϕb (1 + ϕ f + ϕ n ).γ b Rbt b.h0 ≤ Qmax (t.d có cánh thuộc vùng chịu kéo: ϕf = 0; ϕn= 0) Chọn đường kính đai (As đai), nhánh đai (n): Asw = As đai n Khả chịu lực cốt đai: Q2 qs = 4.ϕb γ b Rbt b.h0 Khoảng cách cốt đai theo tính toán: Stt = Rsw Asw qsw Khoảng cách lớn nhất của cốt đai: Smax = ϕb γ b Rbt b.h0 Q Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: Tại gối (đoạn L/4): Tại nhịp (đoạn L/2): Khi h ≤ 450 thì Sct ≤ (h/2; 150) Khi h > 300 thì Sct ≤ (3h/4; 500) Khi h > 450 thì Sct ≤ (h/3; 300) Chọn khoảng cách đai: Tại gối (đoạn L/4): S gối = min(Stt; Smax; Sct) Tại nhịp (đoạn L/2): S nhịp = Sct Ghi chú: khoảng cách đai làm tròn 5mm [=int(S/5).5] Khả chịu ứng suất nén chính bụng dầm: Qmax ≤ 0,3.ϕ wl ϕbl γ b Rb b.h0 E A ϕ wl = + s sw Eb b.S đó: Khả chịu cắt cốt đai: qsw = Rs Asw S Khả chịu cắt cốt đai và bê tông: Qwb = 4.ϕb γ b Rbt b.h0 So sánh: Q và Qwb => Kết luận ϕbl = − 0,01.γ b Rb - Tính thép cột lệch tâm phẳng: Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( γ b ) - ξR ; αR Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es Hệ số chiều dài µ = 0,5 ; 0,7 ; ; Chiều dài hình học L Tiết diện b x h Nội lực: N, M và Q Tính thép dọc: Giả thiết a = 3,5 ÷ hoặc a = h/10 (cm) h0 = h – a (cm) Xác định độ mãnh: λ= µ L l0 = h h Xác độ lệch tâm của lực dọc: e1 = M (cm) N Xác độ lệch tâm ngẫu nhiện: ea ≥ max( L h , )(cm) 600 30 Xác độ lệch tâm tính toán: Kết cấu hệ siêu tĩnh: e0 = max(e1; ea ) Kết cấu hệ tĩnh định: e0 = e1 + ea Tính: b.h3 Ib = 12 Giả thiết: µgt = 1% ÷ 3% I s = µ gt b.h0 (0,5.h − a) Tính: S= 0,11 + 0,1 e0 0,1 + h Hệ số ảnh hưởng của tác dụng dài hạn: ϕl = + M dh + N dh 0,5.h ≤2 M + N 0,5.h Tính: N cr = (Nếu bỏ qua Mdh và Ndh thì ϕl = 2) 6,4.Eb I b S Es I s ( + ) l0 ϕl Eb Xét ảnh hưởng của uốn dọc: Nếu λ ≤ thì η = η= Nếu λ > thì: 1− N N cr Tính: e = η e0 + 0,5.h − a Tính: e ' = η e0 − 0,5.h + a Tính: hay e ' = e − h + 2.a − ξR x ' = ξR + ÷ + 50.ε đó: ε0 = e0/h Xác định trường hợp lệch tâm: Trường hợp 1: x= N γ b Rb b > ξ R h => Trường hợp lệch tâm bé Diện tích cốt thép: As = As ' = N e − γ b Rb x '.(h0 − 0,5.x ') Rsc (h0 − a ') Trường hợp 2: x= N γ b Rb b ≤ ξ R h => Trường hợp lệch tâm lớn Nếu x ≥ 2.a’ Diện tích cốt thép: As = As ' = N (e − h0 − 0,5.x) Rsc (h0 − a ') Nếu x < 2.a’ Diện tích cốt thép: As = As ' = N e ' Rsc (h0 − a ') Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0,1% ÷ 0,4% µ= ; As + As ' 100 b.h0 ; µmax = 3,5% ÷ 6% Ghi chú: nếu µtt ≤ µmin thì As = µmin b.h0 Chọn thép: => Asch ; bố trí thép đối xứng Chênh lệch diện tích cốt thép: -3% ≤ ∆As = As ch − As 100 As ch ≤10% Lưu ý: Khi tính toán cột nén lệch tâm phẳng phương, tính thép theo phương nào thì kích thước cột (bxh) lấy theo phương tương ứng, và tính phương nào bố trí theo phương đó - Tính thép ngang: Tương tự, tính thép ngang cho cột giống tính thép ngang cho dầm Thông thường lực cắt cột nhỏ nên thường chọn theo cấu tạo: Φ d max ) Đường kính đai: Khoảng cách đai: S đai ≤ min(15.Φ d ; b) Φ đai ≥ max(6; Khoảng cách đa tại vị trí nốii: Sđai ≤ 10.Φ d - Tính toán thép cột lệch tâm xiên Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( γ b ) - ξR ; αR Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es Hệ số chiều dài µ = 0,5 ; 0,7 ; ; Chiều dài hình học L Tiết diện Cx x Cy Nội lực: N, Mx, My và Q Tính thép dọc: Xác định độ mãnh theo phương: l0 x µ L λx = = Cx 0, 288.Cx 12 l0 y µ L λy = = C y 0, 288.C y 12 λ = max(λx; λy) Tính : Ix = N x th C y C x 12 2,5.Eb I x = l0 Iy = Cx C y N y th = 12 2,5.Eb I y l0 Xét ảnh hưởng của uốn dọc Nếu λx ≤ 28 thì ηx = ηx = λx > 28 thì 1− N N x th Nếu Nếu λy ≤ 28 thì ηy = ηy = Nếu λy > 28 thì 1− N N y th Tính: Mxl = ηx.Mx Myl = ηy.My Xác định phương tính toán: Theo phương X M x1 M y1 > Cx Cy Theo phương Y M y1 Cy > M x1 Cx Cx = h; Cy = b M1 = Mx1; M2 = My1 eax = max( Cx = b; Cy = h M1 = My1; M2 = Mx1 L h ; ) 600 30 ea = eax + 0,2.eay eay = max( L b ; ) 600 30 ea = eay + 0,2.eax Giả thiết a = 3,5 ÷ hoặc a = h/10 (cm) h0 = h – a (cm) Z = h – 2.a Tính: x= N γ b Rb b Nếu x ≤ h0 thì m0 = − 0,6.x h0 Nếu x ≤ h0 thì m0 = 0,4 Xác định moment tương đương: M = M + m0 M h b Tính: − ξR x ' = ξR + ÷ + 50.ε đó: ε0 = e0/h Xác độ lệch tâm của lực dọc: e1 = M (cm) N Xác độ lệch tâm tính toán: Kết cấu hệ siêu tĩnh: e0 = max(e1; ea ) Kết cấu hệ tĩnh định: e0 = e1 + ea Tính: e = η e0 + 0,5.h − a Tính: e ' = η e0 − 0,5.h + a hay Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: γe = e ' = e − h + 2.a (0.5 − ε ).( + ε ) Hệ số uốn dọc phụ thêm xét nén đúng tâm: (1 − ϕ ).ε ϕe = ϕ + 0,3 Tính: Khi λ ≤ 14 thì: ϕ = Khi 14< λ < 104 thì: ϕ = 1,028 – 0,0000288λ2 – 0,0016λ Xác định trường hợp lệch tâm: e0 ≤ 0,30 h0 tính theo trường hơp nén lệch tâm bé ε= Trường hợp 1:Khi Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: γ e N − γ b Rb b.h ϕe Ast ≥ Rsc − γ b Rb Trường hợp 2: Khi ε= e0 > 0,30 h0 x1>ξR.h0 tính theo trường hợp nén lệch tâm bé Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: Ast = N e − γ b Rb b.x '.( h0 − x' ) k RSC Z Trường hợp 3:Khi với k =0,4 ε= e0 > 0,30 h0 x1 ≤ ξR.h0 tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: Ast = N (e + 0,5.x − h0 ) k RS Z Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µmin = 0,1% ÷ 0,4% µ= ; As 100 b.h ; µmax = 3,5% ÷ 6% Ghi chú: nếu µtt ≤ µmin thì As = µ b.h Chọn thép: => Asch ; bố trí thép theo chu vi Chênh lệch diện tích cốt thép: As ch − As ∆As = 100 ch A s -3% ≤ ≤10% - Tính thép ngang: Tương tự, tính thép ngang cho cột giống tính thép ngang cho dầm Thông thường lực cắt cột nhỏ nên thường chọn theo cấu tạo: Đường kính đai: Φ d max ) ≤ min(15.Φ d ; b) Φ đai ≥ max(6; Khoảng cách đai: S đai Khoảng cách đa tại vị trí nốii: S đai ≤ 10.Φ d Tính toán thép sàn - Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( γ b ) - ξR ; αR Cốt thép chịu lực thép nhóm: CI, A-I có: Rs; Rsc; Es Tiết diện b x h (b là bề rộng dãy cắt qua; h là chiều dày sàn) Nội lực: M Tính thép: Giả thiết a = 1,5 ÷ hoặc a = h/10 (cm) h0 = h – a (cm) Tính: M γ b Rb b.h0 ≤ α R (thỏa điều kiện tính cốt đơn) ξ = − − 2.α m ζ = 0,5.(1 + − 2.α m ) αm = hay Tính: As = M ξ γ b Rb b.h0 As = ζ Rs h0 Rs hay Hàm lượng cốt thép: µmin = 0,05% ≤ µtt = As ξ γ R 100 ≤ µ max = R b b 100 b.h0 Rs Ghi chú: nếu µtt ≤ µmin thì As = µ b.h0 Chọn thép: => Asch Chênh lệch diện tích cốt thép: As ch − As ∆As = 100 ch A s -3% ≤ ≤10% - Tính toán thép vách Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền có: Rb; Rbt; Eb Điều kiện đảm bảo cho bê tông tiếp tục tăng cường độ tốt theo thời gian ( γ b ) - ξR ; αR Cốt thép chịu lực thép nhóm: CII, A-II có: Rs; Rsc; Es Cốt thép đai sử dụng thép nhóm: CI, A-I có: Rsw; Es Hệ số chiều dài µ = 0,5 ; 0,7 ; ; Chiều dài hình học L Tiết diện b x h Nội lực: N, M và Q Phương pháp 1: tính thép theo phương pháp nén lệch tâm phẳng Giả thiết a = 3,5 ÷ hoặc a = h/10 (cm) h0 = h – a (cm) Xác định độ mãnh: λ= µ L l0 = h h Xác độ lệch tâm của lực dọc: M (cm) N e01 = Xác độ lệch tâm ngẫu nhiện: eng ≥ max( h ,2)(cm) 25 Xác độ lệch tâm tính toán: Kết cấu hệ tĩnh định: e0 = e01 + eng Tính: Ib = b.h3 12 Giả thiết: µgt = 1% ÷ 3% I s = µ gt b.h0 (0,5.h − a) Tính: S= 0,11 + 0,1 e0 0,1 + h Hệ số ảnh hưởng của tác dụng dài hạn: ϕl = + M dh + N dh 0,5.h ≤2 M + N 0,5.h Tính: N cr = (Nếu bỏ qua Mdh và Ndh thì ϕl = 2) 6,4.Eb I b S Es I s ( + ) l0 ϕl Eb Xét ảnh hưởng của uốn dọc: Nếu λ ≤ thì η = η= Nếu λ > thì: 1− N N cr Tính: e = η e0 + 0,5.h − a Tính: e ' = η e0 − 0,5.h + a Tính: e0 ng = 0,4.(1,25.h − ξ R h0 ) hay So sánh: e0 và e0ng Nếu e0 ≥ e0ng : trường hợp lệch tâm lớn Nếu e0 ≤ e0ng : trường hợp lệch tâm bé e ' = e − h + 2.a Xác định trường hợp lệch tâm: Trường hợp 1: x= N γ b Rb b > ξ R h => Trường hợp lệch tâm bé Xác định x’: Nếu η.e0 ≤ 0,2.h0 x ' = h − (1,8 + thì Nếu η e0 > 0,2.h0 thì Diện tích cốt thép: As = As ' = 0,5.h − 1,4.ξ R ).η e0 h0 x ' = 1,8.(e0 gh − e0 ) + ξ R h0 N e − γ b Rb x '.(h0 − 0,5.x ') Rsc (h0 − a ') Trường hợp 2: x= N γ b Rb b ≤ ξ R h => Trường hợp lệch tâm lớn Nếu x ≥ 2.a’ Diện tích cốt thép: As = As ' = N (e − h0 − 0,5.x) Rsc (h0 − a ') Nếu x < 2.a’ Diện tích cốt thép: As = As ' = N e ' Rsc (h0 − a ') Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µmin = 0,1% ÷ 0,4% Ghi chú: nếu - µ= ; As + As ' 100 b.h0 ; µmax = 3,5% ÷ 6% µtt ≤ µmin thì As = µ b.h0 Bố trí thép vách: Tăng diện tích cốt thép đã tính lên n = (1,1÷1,2) Diện tích cốt thép vùng biên trái (0,2.h): 70%.As Diện tích cốt thép vùng biên phải (0,2.h): 70%.As’ Diện tích cốt thép vùng giữa (0,6.h): 40%÷50%.As (ghi chú: đặt thép theo chu vi vách) Phương pháp 2: tính thép theo phương pháp phân bố ứng suất Chia vách thành vùng (1, 2, 3, 4, 5): kích thước từng vùng (b x 0,2.h) Ứng suất trung bình của mỗi vùng có tiết diện (b x 0,2.h) σi = N M ± yi A Ix (i = 1, 2, 3, 4, 5) Trong đó: N là lực dọc tác dụng, M là moment tác dụng y là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến trọng tâm vùng thứ i Ix là moment quán tính A là diện tích tiết diện ngang vách Ứng suất trung bình vùng 1,2: σi = N M − yi A Ix σi = N A σi = N M + yi A Ix (i = 1, 2) Ứng suất trung bình vùng 3: (i = 3) Ứng suất trung bình vùng 1,2: (i = 4, 5) Lực kéo nén ứng với từng vùng: 1, 2, 3, 4, N i = 0,2.h.b.σ i (i = 1, 2, 3, 4, 5) Diện tích cốt thép vách tính cấu kiện chịu kéo hay nén đúng tâm Nếu N i > thì Asi = N i − γ b Rb 0,2.h.b Rs Asi = Ni Rs N < thì Nếu i Bố trí thép cho vùng biên (1, 5): Asb = max(As1; As5) Bố trí thép cho vùng giữa (2, 3, 4): Asg = 2.max(As2; As4) + As3 Tổng diện tích cốt thép vách: ΣAs = 2.Asb + Asg Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0,1% ÷ 0,4% µ= ; ΣAs 100 b.h ; µmax = 3,5% ÷ 6% (Ghi chú: nếu µtt ≤ µmin thì As = µmin b.h ) Chọn thép: => Asch ; bố trí thép theo chu vi - Phương pháp 3: tính thép theo phương pháp giả thiết vùng chịu moment Chia vách thành vùng (1, 2, 3): vùng biên trái, vùng giữa vùng biên phải Giả thiết chiều dài vùng biên Btr Bph 0,2.h (tiết diện: b x 0,2.h) Xác định lực kéo hoặc nén từng vùng: N1 = Vùng biên trái (1): N M A1 − A h − 0,5.Btr − 0,5.B ph N A2 A Vùng biên giữa (2): N M N = A3 + A h − 0,5.Btr − 0,5.B ph N2 = biên trái (3): Vùng Diện tích cốt thép vách vùng biên chịu nén (1, 3): N − 0,85.γ b Rb Ab 0,8.ϕc Asi = Rs − 0,85.γ b Rb (ϕc = 0,7) (i = 1, 3) Ab = 0,2.h.b Diện tích cốt thép vách vùng biên chịu kéo (1, 3): Asi = N ϕb Rs (ϕ = 0,9) b (i = 1, 3) Diện tích cốt thép vách vùng giữa (2): N − 0,85.γ b Rb Ab 0,8.ϕc Asi = Rs − 0,85.γ b Rb Ab = (h – 2.0,2.h).b Kiểm tra hàm lượng cốt thép: µ = 0,1% ÷ 0,4% µ= ; (ϕc = 0,7) (i = 2) As 100 b.h ; µmax = 3,5% ÷ 6% (Ghi chú:nếu µtt ≤ µmin thì As = µmin b.h ) Chọn thép: => Asch;bố trí thép theo chu vi MỤC LỤC