CH ƯƠNG TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO KẾT CẤU BTCT Những nguyên tắc Nguyên tắc 1: Kết cấu BTCT cần xây dựng đảm bảo: - Độ bền vững - Sự làm việc bình thường - Tuổi thọ thích hợp Nguyên tắc 2: Chất lượng kết cấu định khâu: - Thiết kế - Thi công - Sử dụng – bảo quản Nguyên tắc 3: Thiết kế kết cấu BTCT gồm khâu: - Tính tốn + Xác định tải trọng tác động + Xác định nội lực cho trường hợp tải tổ hợp tải trọng + Xác định khả chịu lực kết cấu tính tốn diện tích cốt thép - Cấu tạo + Chọn vật liệu (BT, CT, …) + Chọn kích thước tiết diện + Chọn bố trí cốt thép + Liên kết phận + Chọn giải pháp chống xâm thực, bảo dưỡng … 1.1 Tải trọng tác động Các loại tải trọng trị số dùng để thiết kế lấy theo TCVN 2737-1995 Phân loại tải trọng: - Về tính chất: + Tải trọng thường xun (tĩnh tải): có tác dụng khơng thay đổi suốt q trình sử dụng kết cấu TLBT dầm, sàn, vách … + Tải trọng tạm thời (hoạt tải): người, vật dụng, cầu trục, xe, gió … + Tải trọng đặc biệt: động đất, cháy, nổ … - Về phương, chiều: + Tải trọng đứng: TLBT, người, xe … + Tải trọng ngang: gió, động đất, bão … - Về trị số: + Tải trọng tiêu chuẩn pc : giá trị tải trọng thường gặp sử dụng cơng trình theo kết thống kê hay số liệu thực tế + Tải trọng tính tốn p: nhân với hệ số độ tin cậy tải trọng n, hệ số xét tới tình bất ngờ, đột xuất mà giá trị vượt tải trọng tiêu chuẩn p = n p c - Về thời hạn tác dụng: + Tải tác dụng dài hạn: tải trọng thường xuyên, phần tải tạm thời + Tải tác dụng ngắn hạn: phần tải tạm thời cịn lại (gió, xe …) 1.2 Nội lực – Tổ hợp nội lực - Xác định nội lực: Xem BT vật liệu đàn hồi dẻo → dùng lý thuyết dẻo để xác định nội lực Tuy nhiên, tốn thường phức tạp → dùng Phương pháp học kết cấu để xác định nội lực (PP gần đúng) dựa vào hỗ trợ phần mềm tính tốn kết cấu (SAP, ETABS …) - Tổ hợp nội lực: Lập sơ đồ tính Tĩnh tải: ln ln có tổ hợp Hoạt tải: THCB1, THCB2 1.3 Tính tốn kết cấu BTCT: có dạng tốn - Kiểm tra khả chịu lực: biết kích thước tiết diện CT → xác định nội lực mà tiết diện chịu ([M], [N], [Q]) - Tính cốt thép: xác định diện tích CT cần bố trí để đảm bảo chịu ngoại lực tác dụng Các phương pháp tính tốn kết cấu BTCT * Phương pháp tính theo ứng suất cho phép σ ≤ [σ] Trong đó: σ - ứng suất gây nội lực [σ] - ứng suất cho phép VL * Phương pháp tính theo NL phá hoại Có xét đến tính dẻo BT CT, có xét đến hệ số n * Phương pháp tính theo TTGH TTGH1: (Tính theo cường độ) Nhằm bảo đảm yếu tố sau: - Kết cấu không bị phá hoại tải trọng tác động - Không bị ổn định - Không bị phá hoại mỏi - Không bị phá hoại tác dụng đồng thời nhân tố lực ảnh hưởng bất lợi môi trường PTCB: P ≤ [ P] Trong đó: P – giá trị nguy hiểm nội lực, tính với tải trọng tính tốn [P] - khả chịu lực tiết diện xét Nhận xét: Tính tốn theo TTGH1 cần thiết cho phận kết cấu cơng trình BTCT ứng với giai đoạn làm việc: từ chế tạo, vận chuyển, cẩu lắp, sử dụng, sữa chữa …trong quan trọng giai đoạn sử dụng Trong trường hợp phải có sơ đồ tính phù hợp với làm việc thực tế kết cấu TTGH2: (Điều kiện sử dụng bình thường) Nhằm bảo đảm kết cấu làm việc bình thường, cần hạn chế khe nứt, không cho mở rộng giới hạn cho phép hay không để xuất khe nứt * Tính tốn theo hình thành khe nứt T1 ≤ [ Tn ] Với: - T1: NL dùng để kiểm tra, với kết cấu chống nứt cấp 1, T1 tính theo tải trọng tính tốn, kết cấu chống nứt cấp T1 tính theo tải tiêu chuẩn Các quy định cấp chống nứt xem TCVN 5574 – 91 - [Tn]: Khả chống nứt tiết diện, khả chịu lực tiết diện xuất vết nứt (giai đoạn I-a trạng thái USBD) * Tính theo mở rộng khe nứt acrc ≤ [ acrc ] Với: - acrc : BRKN tiết diện dang xét, dùng tải trọng tiêu chuẩn - [acrc] : BKRN giới hạn theo QP 356 – 2005 * Khơng có biến dạng mức cho phép: độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động f ≤ f [ ] Với: - f : BD kết cấu tải trọng tiêu chuẩn gây - [f] : BD giới hạn, theo QP 356 – 2005, bảng c1, trang 158 Nguyên lý cấu tạo cốt thép - Cốt thép đặt BT không để rời mà phải liên kết chúng với thành khung lưới thép + Dạng khung dùng cột (khung nhà) + Dạng lưới dùng sàn nhà - Khung + lưới buộc: tạo thành thép rời, dây kẽm buộc chặt nút - Khung + lưới hàn: tạo thành cách dùng máy hàn để hàn điểm tiếp xúc chỗ thép giao nhau, sản xuất hàng loạt nhà máy Neo, nối cốt thép: - Khi thiết kế chiều dài thép dài Lmax = 11.7m, người ta bắt buộc phải nối cốt thép, nối hàn nối buộc + Nối buộc: đặt đầu thép chồng lên đoạn L an dùng kẽm buộc chúng lại với + Nối hàn: hàn đối đầu hàn chồng, tất phải kiểm tra kỹ lưỡng chất lượng đường hàn, Lan ≥ 10Ø Lan xác định theo công thức   R Lan =  ωan s + ∆λan ÷d ≥ λan d Rb   CT có gờ Điều kiện làm việc CT khơng căng Đoạn neo CT: - Chịu kéo BT chịu kéo - Chịu kéo, nén BT chịu nén Đoạn nối chồng CT: - Trong BT chịu kéo - Trong BT chịu nén ωan 0.7 0.5 ∆λan λan CT trơn Lan Không nhỏ ωan ∆λan λan Lan Không nhỏ 11 20 12 250 200 1.2 0.8 11 20 15 250 200 0.9 11 0.65 20 15 250 200 1.55 1.0 11 20 15 250 200 Quy định khoảng cách thông thủy lớp CT Việc quy định đảm bảo cho thi công thuận lợi, đồng thời đảm bảo lực dính BT CT Lớp bảo vệ cốt đai a0: Khi h < 250 → a0 = 10 (mm) Khi h ≥ 250 → a0 = 15 (mm) Các giai đoạn TT US – BD cấu kiện chịu uốn ... CT: - Trong BT chịu kéo - Trong BT chịu nén ωan 0.7 0.5 ∆λan λan CT trơn Lan Không nhỏ ωan ∆λan λan Lan Không nhỏ 11 20 12 250 200 1. 2 0.8 11 20 15 250 200 0.9 11 0.65 20 15 250 200 1. 55 1. 0 11 ... xuất khe nứt * Tính tốn theo hình thành khe nứt T1 ≤ [ Tn ] Với: - T1: NL dùng để kiểm tra, với kết cấu chống nứt cấp 1, T1 tính theo tải trọng tính tốn, kết cấu chống nứt cấp T1 tính theo tải... kết cấu tính tốn diện tích cốt thép - Cấu tạo + Chọn vật liệu (BT, CT, …) + Chọn kích thước tiết diện + Chọn bố trí cốt thép + Liên kết phận + Chọn giải pháp chống xâm thực, bảo dưỡng … 1. 1 Tải