Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép

89 trang huongle 2840

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_ket_cau_be_tong_cot_thep.pdf

Nội dung text: Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép

Chæång 1 MÅÍ ÂÁÖU. 1. BẢN CHẤT CỦA BÊ TÔNG CỐT THÉP: Bã täng cäút theïp laì váût liãûu xáy dæûng phæïc håüp do BT vaì cäút theïp cuìng cäüng taïc chëu læûc: Bã täng laì âaï nhán taûo âæåüc chãú taûo tæì caïc váût liãûu råìi ( Caït, soíi, goüi laì cäút liãûu) vaì cháút kãút dênh (Xi màng hoàûc caïc cháút deío). Bã täng cäút theïp: Neïn tätú Bã täng Keïo keïm Cuìng phäúi håüp laìm viãûc Cäút theïp Keïo, neïn täút Âãø tháúy roî yï nghéa kinh tãú kyî thuáût cuía viãûc âàût cäút theïp vaìo BT taûo nãn 1 kãút cáúu BTCT, laìm thê nghiãûm âån giaín sau: Neïn - Uäún mäüt dáöm bã täng ta tháúy dáöm bë phaï hoaûi khaï såïm do vãút næït xuáút hiãûn åí vuìng bã täng chëu keïo. Trong khi âoï vuìng BT chëu neïn æïng suáút neïn coìn khaï beï so våïi khaí nàng chëu neïn cuía BT. Nhæ váûy khaí nàng chëu læûc cuía BT vuìng Keïo neïn chæa âæåüc táûn duûng hãút gáy laîng phê váût liãûu (Maì thæåìng khaí nàng chëu neïn cuía BT låïn hån tæì 10-20 láön khaí nàng chëu keïo cuía noï). Cuîng dáöm tæång tæû nhæ váûy nhæng nãúu âàût mäüt Neïn læåüng cäút theïp thêch håpü vaìo vuìng bã täng chëu keïo thç khaí nàng chëu læûc cuía dáöm tàng lãn ráút nhiãöu. Khi BT vuìng keïo bë næït thç cäút theïp seî thay thãú BT tiãúp nháûn toaìn bäü æïng læûc trong vuìng keïo, vaì dáöm váùn coìn khaí nàng chëu taíi. Dáöm Keïo BTCT chè bë phaï hoaûi khi BT vuìng neïn bë eïp våî hoàûc cäút theïp chëu keïo bë âæït. Màûc khaïc theïp chëu keïo vaì neïn âãöu täút nãn coï thãø âàût theïp vaìo caí vuìng chëu neïn âãø tàng khaí nàng chëu læûc cuía vuìng neïn , giaím kêch thæåïc tiãút diãûn hoàûc âãø chëu caïc læûc keïo xuáút hiãûn ngáùu nhiãn. Váûy thæûc cháút bã täng cäút theïp laì mäüt váût liãûu xáy dæûng häùn håüp maì trong âoï bã täng vaì cäút theïp âaî liãn kãút håüp lyï våïi nhau âãø cuìng laìm viãûc trong mäüt kãút cáúu. Såí dé bã täng vaì cäút theïp coï thãø cuìng laìm viãûc âæåüc laì do: - Læûc dênh baïm giæîa BT vaì cäút theïp: Bã täng khi ninh kãút thç dênh chàût våïi cäút theïp nãn æïng læûc coï thãø truyãön tæì BT sang cäút theïp vaì ngæåüc laûi. Læûc dênh coï yï nghéa haìng âáöu, nhåì âoï coï thãø khai thaïc hãút khaí nàng chëu læûc cuía cäút theïp, haûn chãú bãö räüng khe næït - Giæîa bã täng vaì theïp khäng xaíy ra phaín æïng hoïa hoüc coï haûi. Bã täng coï âäü âàûc chàõc, bao boüc baío vãû cäút theïp khäng bë han rè vaì ngàn ngæìa tacï duûng coï haûi cuía mäi træåìng âäúi våïi theïp. -5 -5 -5 - Bã täng vaì theïp coï hãû säú giaín nåí nhiãût gáön bàòng nhau (αct= 1,2.10 ; αb=10 ∼1,5.10 ). Nãn khi nhiãût âäü thay âäøi trong phaûm vi thäng thæåìng dæåïi 1000C thç æïng suáút ( ban âáöu ) xaíy ra trong váût liãûu khäng âaïng kãø. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
Chæång 1 2. PHÂN LOẠI BTCT: 2.1. Phân loại theo phương pháp chế tạo : a. Bê tông cốt thép toàn khối (BTCT đổ tại chỗ): BTCT toaìn khäúi khi thi cäng ngæåìi ta tiãún haình gheïp vaïn khuän, âàût cäút theïp vaì âäø BT ngay taûi vë trê thiãút kãú cuía kãút cáúu. * Æu âiãøm: - Caïc cáúu kiãûn liãn kãút toaìn khäúi nãn kãút cáúu coï âäü cæïng låïn, chëu taíi troüng âäüng täút. - Coï thãø chãú taûo caïc cáúu kiãûn theo hçnh daïng tuìy yï. * Nhæåüc âiãøm: - Täún váût liãûu laìm vaïn khuän, âaì giaïo. - Thi cäng chëu aính hæåíng thåìi tiãút. Trong thæûc tãú biãûn phaïp thi cäng naìy laì phäø biãún, ngæåìi ta âaî coï nhiãöu biãûn phaïp hiãûu quaí âãø khàõc phuûc caïc nhæåüc âiãøm trãn: Sæí dungû vaïn khuän vaûn nàng bàòng kim loaûi, vaïn khuän træåüt, duìng phuû gia âäng cæïng nhanh, duìng BT thæång pháøm b. Bê tông cốt thép lắp ghép: Theo phæång phaïp naìy ngæåìi ta phán kãút cáúu thaình caïc cáúu kiãûn riãng biãût âãø coï thãø chãú taûo sàôn åí nhaì maïy hay sán baîi, räöi âem làõp gheïp laûi thaình kãút cáúu taûi vë trê thiãút kãú. PP naìy khàõc phuûc âæåüc pháön naìo nhæåüc âiãøm cuía BT toaìn khäúi. * Æu âiãøm: - Coï âiãöu kiãûn Cäng nghiãûp hoïa trong thi cäng xáy dæûng. - Tiãút kiãûm váût liãûu laìm vaïn khuän. - Ruït ngàõn thåìi gian thi cäng, âaím baío cháút læåüng * Nhæåüc âiãøm: - Cáön coï caïc phæång tiãûn váûn chuyãøn, cáøu làõp. - Xæí lyï caïc mäiú näúi phæïc taûp. - Âäü cæïng cuía kãút cáúu khäng låïn. BTCT làõp gheïp coï hiãûu quaí vãö sæí duûng nhán læûc, phæång tiãûn thi cäng vaì nguyãn váût liãûu khi laìm täút cäng taïc tiãu chuáøn hoïa vaì âënh hçnh hoïa. c. Bê tông cốt thép nửa lắp ghép: Theo PP næía làõp gheïp, ngæåìi ta tiãún haình làõp gheïp caïc cáúu kiãûn âæåüc chãú taûo sàôn chæa hoaìn chènh, sau âoï âàût thãm cäút theïp, gheïp vaïn khuän vaì âäø BT taûi chäø âãø hoaìn chènh kãút cáúu. * Æu âiãøm: - Âäü cæïng cuía kãút cáúu låïn. - Giaím khäúi læåüng vaïn khuän, coï thãø loaûi boí cäüt chäúng. * Nhæåüc âiãøm: - Cáön giaíi quyãút täút liãn kãút gæaî BT cuî vaì måïi. - Täø chæïc thi cäng phæïc taûp. 2.2. Phân loại theo cốt thép : - Bã täng coï cäút mãöm. (d 40mm, theïp hçnh). KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 2
Chæång 1 2.3. Phân loại theo trạng thái ứng suất: a. Bê tông cốt thép thường: Khi chãú taûo cáúu kiãûn, cäút theïp åí traûng thaïi khäng coï æïng suáút. Ngoaìi caïc näüi æïng suáút do co ngoït vaì nhiãût âäü, trong BT vaì cäút theïp chè xuáút hiãûn æïng suáút khi coï taíi troüng. b. Bê tông cốt thép ứng lực trước: Khi chãú taûo cáúu kiãûn, cäút theïp ban âáöu âæåüc keïo càng, liãn kãút chàût våïi BT, khi buäng ra cäút theïp co laûi gáy neïn trong BT. Nhåì coï æïng suáút neïn træåïc trog BT, ngæåìi ta coï thãø khäng cho xuáút hiãûn vãút næït hoàûc haûn chãú bãö räüng khe næït. 2.4. Phân loại theo trọng lượng thể tích: Bã täng nàûng coï γ ≥ 1800 kg/ m3 (∼2500): Seî nghiãn cæïu trong giaïo trçnh. Bã täng nheû coï γ < 1800 kg/ m3 : Phæång hæåïng hiãûn nay. 3. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CUẢ BTCT 3.1. Ưu điểm: Reí tiãön hån so våïi theïp khi kãút cáúu coï nhëp væìa vaì nhoí, cuìng chëu taíi nhæ nhau. Sæí duûng váût liãûu âëa phæång (caït, soíi, âaï ) tiãút kiãûm theïp. Chëu læûc täút hån kãút cáúu gäù vaì gaûch âaï. Kãút cáúu BTCT chëu âæåüc táút caí caïc loaûi taíi troüng ténh, âäüng vaì âäüng âáút. Chëu læía täút hån gäù vaì theïp. Bã täng baío vãû cho cäút theïp khäng bë nung noïng såïm. Chè cáön låïp bã täng daìy 1,5∼2 cm âuí âãø traïnh háûu quaí tai haûi do nhæîng âaïm chaïy bçnh thæåìng gáy ra. Tuäøi thoü cuía cäng trçnh cao, chi phê baío dæåîng êt. BT coï cæåìng âäü tàng theo thåìi gian, chäúng chëu taïc âäüng cuía mäi træåìng täút, cäút theïp âæåüc BT bao boüc baoí vãû khäng bë gè. Viãûc taûo daïng cho kãút cáúu thæûc hiãûn dãù daìng. Væîa BT khi thi cäng åí daûng nhaîo coï thãø âäø vaìo caïc khuän coï hçnh daïng báút kyì, cäút theïp âuí deío âãø uäún theo hçnh daûng cuía kãút cáúu. 3.2. Nhược điểm : Troüng læåüng baín thán låïn nãn gáy khoï khàn cho viãûc xáy dæûng kãút cáúu coï nhëp låïn bàòng BTCT thæåìng. Khàõc phuûc: Duìng BT nheû, BTCT Æ LT, kãút cáúu voí moíng, Bã täng cäút theïp dãù coï khe næït åí vuìng keïo khi chëu læûc. Våïi kãút cáúu BTCT coï khe næït trong vuìng chëu keïo laì khoï traïnh khoíi, thäng thæåìng thç bãö räüng khe næït khäng låïn làõm vaì êt aính hæåíng âãún cháút læåüng sæí duûng cuía kãút cáúu. Tuy nhiãn trong thæûc tãú cuîng coï træåìng håüp coï nhu cáöu phaíi ngàn ngæìa hoàûc haûn chãú khe næït: kãút cáúu trong mäi træåìng xám thæûc, caïc âæåìng äúng hay bãø chæïa cháút loíng Âãø khàõc phuûc: Tênh toaïn haûn chãú khe næït, sæí duûng BTCT ÆLT Caïch ám vaì caïch nhiãût keïm hån gäù vaì gaûch âaï. Coï thãø sæí duûng kãút cáúu coï läù räùng, kãút cáúu nhiãöu låïp, BT xäúp Thi cäng phæïc taûp, khoï kiãøm tra cháút læåüng. Khàõc phuûc: Bã täng cäút theïp làõp gheïp. Khoï gia cäú vaì sæía chæîa. (Âoïng âinh, âuûc, ) . Thiãút kãú cáön phaíi phuì håüp yãu cáöu sæí duûng hiãûn taûi vaì dæû kiãún phaït triãøn måí räüng, . KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 3
Chæång 1 4. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA BÊ TÔNG CỐT THÉP Bã täng ngaìy nay âæåüc sæí duûng räüng raîi trong caïc ngaình xáy dæûng vaì tråí thaình mäüt trong nhæîng váût liãûu xáy duûng chuí yãúu. ( Váût liãûu cuía thãú kè: 70∼80% bã täng cäút theïp.) Bã täng cäút theïp âæåüc sæí duûng räüng raíi åí caïc næåïc Liãn xä 71%, Myî 58%, Phaïp 79%, Âæïc 64%. Xáy dæûng cäng nghiãûp: Kãút cáúu chëu læûc nhaì 1 táöng vaì nhiãöu táöng, äúng khoïi, bun ke, xi lä, moïng maïy, haình lang váûn chuyãøn v.v Cäng trçnh cáúp thoaït næåïc Xáy dæûng dán duûng: Xáy dæûng cäng trçnh giao thäng: Cáöu, âæåìng, taì veût, áu taìu, cáöu taìu, voí háöm xe âiãûn ngáöm Xáy dæûng cäng trçnh thuíy låüi: Traûm båm, maïy dáùn næåïc, âáûp, thuíy âiãûn, Xáy dæûng cäng trçnh quäúc phoìng: Cäng sæû kiãn cäú, doanh traûi, Xáy dængû cäng trçnh thäng tin. 5. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: 1850: Lambot (Phaïp) chãú taûo chiãúc taìu bàòng læåïi sàõt ngoaìi traït väi thuíy, Quaï trçnh phaït triãøn chia thaình 3 giai âoaûn: - Giai âoaûn phaït minh vaì moì máùm trong thæûc tiãùn, bäú trê cäút theïp theo caím tênh. - Giai âoaûn nghiãn cæïu lê luáûn vaì sæí duûng räüng raîi (sau 1880), nghiãn cæïu vãö cæåìng âäü cuía BT vaì cäút theïp, læûc dênh giæîa BT vaì cäút theïp, giaíi thêch sæû laìm viãûc chung giæîa chuïng. - Giai âoaûn phaït triãøn hiãûn taûi: XD caïc phæång phaïp tênh toaïn theo æïng suáút cho pheïp dæûa trãn cå såí cuía män SBVL, tênh theo giai âoaûn phaï hoaûi coï xeït âãún tênh biãún daûng deîo cuía váût liãûu, tênh theo traûng thaïi giåïi haûn. Nghiãn cæïu vaì chãú taûo thaình cäng BTCT ÆLT ( Xem giaïo trçnh bã täng cäút thepï _ Phaûm sé Liãn, 7). Häüi nghë láön thæï 7 BTCT ÆLT toaìn thãú giåïi (26 næåïc) Taûi New York coï 102 âaûi biãøu Xaî Häüi Chuí Nghéa, hoüp hån 1 tuáön. Âaî thæåíng 3 huán chæång Freisine: Mikhilop (Liãn Xä), Link (Mé), Leänad (Âæïc), Bã täng cæåìng âäü cao: 1000,1500,2000,2500#. Thaïp vä tuyãún Canada bàòng BTCT ÆLT cao 545m; Cáöu baín dáöm Nháût væåüt nhëp l=230m; Táúm âaïy cuía nhaì maïy âiãûn nguyãn tæí (Âæïc) 90*60*3m khäng cáön khe luïn; Khoa Váût liãûu xáy dæûng træåìng giao thäng Mascova: bã täng 3000#. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 4
Chæång 2 TÊNH NÀNG CÅ LYÏ CUÍA VÁÛT LIÃÛU. 1. BÊ TÔNG - Tênh nàng cå hoüc cuía BT laì chè caïc loaûi cæåìng âäü vaì biãún daûng. - Tênh nàng váût lyï laì chè tênh co ngoït, tæì biãún, khaí nàng chäúng tháúm, caïch nhiãût, cuía BT. 1.1. Cường độ của Bê tông: Cæåìng âäü laì chè tiãu cå hoüc quan troüng, laì mäüt âàûc træng cå baín cuía BT, phaín aïnh khaí nàng chëu læûc cuía váût liãûu. Thæåìng càn cæï vaìo cæåìng âäü âãø phán biãût caïc loaûi bã täng. Cæåìng âäü cuía BT phuû thuäüc vaìo thaình pháön vaì cáúu truïc cuía noï. Âãø xaïc âënh cæåìng âäü cuía BT phaíi laìm caïc thê nghiãûm, thê nghiãûm phaï hoaûi máùu laì phæång phaïp xaïc âënh cæåìng âäü mäüt caïch træûc tiãúp vaì duìng phäø biãún. Ngoaìi ra coï thãø duìng caïc PP giaïn tiãúp: siãu ám, eïp loîm viãn bi trãn bãö màût BT vaì coï thãø thæûc hiãûn trãn kãút cáúu. a Cường độ chịu nén: Rn. Âãø xaïc âënh cæåìng âäü chëu neïn cuía BT thæåìng ngæåìi ta thê nghiãûm neïn caïc máùu láûp phæång coï caûnh a=10, 15, 20 cm, hay khäúi làng truû âaïy vuäng, khäúi truû troìn. Cæåìng âäü neïn cuía máùu: N N P Baìn neïn R = P a n F h ≥ 2d a Máùu h = 4a a a 2 a d Bã täng thæåìng coï Rn=100 ÷ 600 kg/cm . Cæåìng âäü khäúi vuäng (kê hiãûu R) âãø xaïc âënh maïc BT vãö chëu neïn a b Cường độ chịu kéo: Rk. a (= 10cm) Máùu chëu keïo trung tám. a N 4a R = P . k F P Máùu chëu keïo khi uäún. a = b (= 15cm) 3.5M R = . 4h b k bh2 Trong âoï: NP, M: Læûc keïo vaì mämen uäún laìm phaï hoaûi máùu. 2 Bã täng thæåìng coï RK= 10÷40 kg/cm . c Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của BT: * Thaình pháön vaì caïch chãú taûo BT: Âáy laì nhán täú quyãút âënh âãún cæåìng âäü BT. - Cháút læåüng vaì säú læåüng xi màng. - Âäü cæïng, âäü saûch, cáúp phäúi cuía cäút liãûu. - Tè lãû N/X. - Cháút læåüng cuía viãûc träün væîa BT, âáöm vaì baío dæåîng BT. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
Chæång 2 Caïc yãúu täú naìy âãöu aính hæåíng âãún cæåìng âäü BT nhæng mæïc âäü coï khaïc nhau. Thê duû tè lãû N/X aính hæåíng låïn âãún Rn coìn âäü saûch cuía cäút liãûu aính hæåíng nhiãöu âãún RK * Thåìi gian (tuäøi cuía BT): Cæåìng âäü cuía bã täng tàng theo thåìi gian, luïc âáöu tàng nhanh sau tàng cháûm dáön. Cæåìng âäü bã täng tàng theo thåìi gian âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm: Cäng thæïc cuía Sec (1926): R Rt=R1+(R10- R1)lgt. R28 Cäng thæïc cuía Nga (1935), (Skrantaep): Rt (våïi t = 7-300 ngaìy) t lgt R = R . ≈ 0,7 R .lgt. t 28 t 28 lg28 28 Trong âoï: R1, R10, R28, Rt, laì cæåìng âäü cuía bã täng tæång æïng våïi tuäøi 1, 10, 28 vaì t ngaìy. (Cäng thæïc cuía Sec, khaï phuì håüp våïi thæûc tãú nhæng báút tiãûn vç phaíi xaïc âënh cæåìng âäü bã täng åí tuäøi 1 ngaìy vaì 10 ngaìy; cäng thæïc Nga cho kãút quaí phuì håüp våïi thæûc tãú khi tuäøi bã täng ≥ 7 ngaìy bàòng xi màng Porland vaì dæåîng häü trong âiãöu kiãûn bçnh thæåìng). * Âiãöu kiãûn thê nghiãûm: Læûc ma saït giæîa baìn neïn vaì máùu thæí aính hæåíng âãún cæåìng âäü BT khi neïn. Khi bë neïn ngoaìi biãún daûng theo phæång læûc taïc duûng, máùu coìn nåí ngang. Chênh sæû nåí ngang quaï mæïc laìm cho BT bë phaï våî do æïng suáút keïo (khaí nàng chëu keïo cuía BT keïm hån chëu neïn nhiãöu láön). Biãún daûng ngang khäng âãöu Bäi trån Biãún daûng ngang âãöu Thåüp 1: Coï ma saït trãn màût tiãúp xuïc Thåüp 2: Khäng coï ma saït (2) Kãtú quaí cho tháúy træåìng håüp 1 máùu coï cæåìng âäü låïn hån: R(1) > R(2). Giaíi thêch: Træåìng håüp (1): Læûc ma saït trãn màût tiãúp xuïc giæîa baìn neïn vaì máùu thæí coï taïc duûng nhæ mäüt vaình âai caín tråí sæû nåí ngang cuía BT khi máùu thæí chëu neïn. Caìng xa màût tiãúp xuïc thç aính hæåíng cuía læûc ma saït caìng giaím nãn máùu bë phaï hoaûi theo nhæîng âæåìng næït daûng 2 hçnh choïp. Træåìng håüp (2): Khäng coï læûc ma saït nãn BT tæû do nåí ngang khi chëu neïn vaì æïng suáút keïo ngang phán bäú khaï âäöng âãöu trãn chiãöu cao máùu nãn caïc vãút næït theo phæång âæïng vaì gáön song song nhau. (Khi thê nghiãûm khäng âæåüc pheïp bäi dáöu ) Kêch thæåïc máùu thæí cuîng aính hæåíng âãún cæåìng âäü BT: Máùu kêch thæåïc nhoí chëu aính hæåíng cuaí læûc ma saït låïn nãn coï cæåìng âäü låïn hån máùu thæí coï kêch thæåïc låïn. Do váûy khi thê nghiãûm caïc máùu thæí coï kêch thæåïc khaïc våïi máùu thæí tiãu chuáøn (150*150*150) thç phaíi qui vãö cæåìng âäü máùu thæí tiãu chuáøn bàòng caïch nhán thãm våïi hãû säú qui âäøi. Máùu làng truû coï cæåìng âäü beï hån máùu khäúi vuäng coï cuìng kêch thæåïc âaïy Rlt= (0.7-0.8)R Täúc âäü gia taíi khi thê nghiãûm cuîng aính hæåíng âãún cæåìng âäü cuía máùu: Khi täúc âäü gia taíi cháûm cæåìng âäü âaût khoaíng 0.85 trë säú thäng thæåìng vaì khi gia taíi nhanh cæåìng âäü cuía máùu coï thãø tàng 1.2-1.4 láön. Khi thê nghiãûm phaíi tuán theo quy trçnh TN, thæåìng våïi täúc âäü 2kg/cm2-s. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 2
Chæång 2 * Âiãöu kiãûn dæåîng häü: Mäi træåìng coï nhiãût âäü vaì âäü áøm låïn thç thåìi gian ninh kãút cuía BT coï thãø ruït ngàõn âi ráút nhiãöu. Nãúu dæåîng häü BT bàòng håi næåïc noïng thç cæåìng âäü tàng nhanh trong vaìi ngaìy âáöu nhæng BT seî doìn hån vaì coï cæåìng âäü cuäúi cuìng thæåìng tháúp hån so våïi BT dæåîng häü trong âiãöu kiãûn tiãu chuáøn. 1.2. Mác Bê tông: Laì trë säú cuía caïc âàûc træng cå baín vãö cháút læåüng cuía BT. Tuìy theo tênh cháút vaì nhiãûm vuû cuía kãút cáúu maì quy âënh maïc theo caïc âàûc træng khaïc nhau. a Mác theo cường độ chịu nén: Kê hiãûu M Maïc theo cæåìng âäü chëu neïn laì chè tiãu cå baín nháút âäúi våïi moüi loaûi BT vaì kãút cáúu. Maïc theo cæåìng âäü chëu neïn laì con säú láúy bàòng cæåìng âäü chëu neïn trung bçnh (tênh theo âån vë KG/cm2) cuía caïc máùu thæí khäúi vuäng caûnh 15 cm, tuäøi 28 ngaìy, âæåüc dæåîng häü vaì thê nghiãûm theo âiãöu kiãûn tiãu chuáøn (t0≈200C, W ≥ 90%). M laì âaûi læåüng khäng thæï nguyãn. Quy phaûm qui âënh maïc chëu neïn cuía BT theo cáúp sau: Bã täng nàûng: M100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600. Bã täng nheû: M50, 75, 100, 150, 200, 250, 300. (Khi choün maïc BT theo cáúp qui âënh âãø dãù daìng sæí duûng caïc säú liãûu vãö thaình pháön vaì caïc âàûc træng cå lyï âæåüc láûp sàôn) Bã täng cäút theïp phaíi duìng BT coï M ≥ 150. b Mác theo cường độ chịu kéo: Kê hiãûu K. Caïc kãút cáúu coï yãu cáöu chäúng næït BT coìn âæåüc choün theo chè tiãu chëu keïo. Maïc theo cæåìng âäü chëu keïo laì con säú láúy bàòng cæåìng âäü chëu keïo trung bçnh (tênh theo âån vë KG/cm2) cuía caïc máùu thæí tiãu chuáøn. Quy phaûm qui âënh maïc chëu keïo theo cáúp sau: Bã täng nàûng: K10, 15, 20, 25, 30, 40. Bã täng nheû: K10, 15, 20, 25, 30. c Mác theo khả năng chống thấm: Kê hiãûu T. Maïc theo khaí nàng chäúng tháúm laì con säú láúy bàòng aïp suáút låïn nháút (tênh bàòng atm) maì máùu chëu âæåüc âãø næåïc khäng tháúm qua. Cáúp chäúng tháúm cuía BT: T2, T4, T8, T10, T12. T cáön quy âënh cho caïc kãút cáúu coï yãu cáöu chäúng tháúm hoàûc âäü chàõc chàõc cuía BT nhæ caïc cäng trçnh thuíy låüi, thuíy âiãûn 1.3. Biến dạng của Bê tông: a Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn: Thê nghiãûm neïn máùu thæí hçnh làng truû våïi N εd täúc âäü tàng taíi tæì tæì ta láûp âæåüc âäö thë giæîa æïng suáút εb εâh vaì biãún daûng nhæ hçnh veî. Khi σ coìn nhoí âäö thë êt cong nhæng khi σ↑ thç cong nhiãöu. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 3
Chæång 2 σ -Âiãøm D æïng våïi luïc máùu bë phaï hoaûi: æïng suáút âaût ε ε Rn vaì biãún daûng cæûc âaûi εch. âh d -Nãúu khi σb âaût âãún σb1 < Rn ta giaím taíi tæì tæì thç âæåüc R D âæåìng giaím taíi khäng truìng våïi âæåìng tàng taíi, biãún n A (1) σb1 daûng cuía BT khäng phuûc häöi hoaìn toaìn, khi σb= 0 (2) váùn coìn εd. Tæïc laì biãún daûng toaìn pháön cuía BT gäöm 2 pháön: Mäüt pháön coï thãø khäi phuûc goüi laì biãún daûng α0 α âaìn häöi εâh, mäüt pháön khäng thãø khäi phuûc laûi âæåüc εb goüi laì biãún daûng deío εd: O εb1 εch ε = ε + ε . b âh d εd Do váûy BT laì váût liãûu âaìn häöi-deío. Täúc âäüü gia taíi khaïc nhau thç caïc âæåìng biãøu diãùn quan hãû σ - ε khaïc nhau. σb σ v1 v2 v 3 ε ε b b εâh ε d Tênh cháút âaìn häöi cuía BT âæåüc âàûc træng båíi mäâun âaìn häöi ban âáöu Eb. Mäâun biãún daûng deío cuía BT Eb’ laì mäüt giaï trë thay âäøi. Quan hãû giæîa Eb vaì Eb’ âæåüc ruït ra tæì quan hãû σ-ε trãn. σb= Eb. εâh ; σb= Eb’.( εâh+ εd) = Eb’. εb. ε âh ε âh Eb’= Eb= νEb våïi ν= laì hãû säú âaìn häöi. ε b ε b Khi σ beï biãún daûng chuí yãúu laì âaìn häöi, (ν ≈1) Khi σ låïn biãún daûng deío tàng lãn ν giaím dáön (v1=0,2 hay 0,15). Biãún daûng giåïi haûn khi neïn trung tám ≈ 0,002. Biãún daûng giåïi haûn khi uäún ≈ 0,0035. Eb thay âäøi theo maïc BT (coï baíng tra). Khi chëu keïo cuîng coï biãún daûng âaìn häöi vaì biãún daûng deío: Ebk’= νkEb . Biãún daûng cæûc haûn khi keïo khaï beï ≈ 0,00015. Rk 2Rk Thê nghiãûm cho tháúy khi BT chëu keïo sàõp næït thç νk≈ 0,5 nãn εch= = . 05. Eb Eb E Mäâun chäúng càõt: G= b ≈ 0,4 E våïi µ=0,2 laì hãû säú Posson. 21()+ µ b b Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: Hiện tượng từ biến của BT. Thê nghiãûm neïn máùu âãún (σb, εb) räöi giæî taíi trong thåìi gian daìi, dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng daìi haûn, biãún daûng cuía BT tiãúp tuûc tàng theo thåìi gian, måïi âáöu tàng nhanh sau tàng cháûm dáön. Pháön biãún daûng deío tàng lãn do taíi troüng taïc duûng daìi haûn goüi laì biãún daûng tæì biãún. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 4
Chæång 2 Hiãûn tæåüng biãún daûng deío tàng theo thåìi gian trong khi æïng suáút khäng âäøi goüi laì hiãûn tæåüng tæì biãún cuía BT. σ ε N εb N ε tb ε σb 1 ε2 ε t 0 ε1 ε2 Nhæ váûy biãún daûng deío ban âáöu cuîng laì mäüt pháön cuía tæì biãún (biãún daûng tæì biãún nhanh). Khi σb nhoí thç εtb coï giåïi haûn, coìn khi σb gáön âaût âãún Rn thç εtb tàng khäng ngæìng vaì máùu bë phaï hoaûi. Caïc nhán täú aính hæåíng âãún biãún daûng tæì biãún: - ÆÏng suáút trong BT låïn → biãún daûng tæì biãún låïn. - Tuäøi BT luïc âàût taíi låïn → biãún daûng tæì biãún beï. - Âäü áøm W mäi træåìng låïn → biãún daûng tæì biãún beï. - Tè lãû N/X låïn, âäü cæïng cäüt liãûu beï → biãún daûng tæì biãún låïn. - Cuîng tè lãû N/X nhæng læåüng X tàng → biãún daûng tæì biãún tàng. Coï thãø biãøu diãùn tæì biãún qua mäüt trong hai chè tiãu sau: - Âàûc træng tæì biãún: ϕ = εtb/ εâh. Khäng thæï nguyãn. 2 - Suáút tæì biãún: c= εtb/ σb (cm /KG). Caïc chè tiãu ϕ, c âãöu tàng theo thåìi gian, vaì âaût âãún giåïi haûn äøn âënh laì ϕ0, c0. * Taïc haûi cuía hiãûn tæåüng tæì biãún: - Laìm tàng âäü voîng cuía cáúu kiãûn. - Laìm tàng âäü uäún doüc cuía cáúu kiãûn chëu neïn. - Måí räüng khe næït trong BT. - Gáy máút maït æïng suáút trong cäút theïp æïng læûc træåïc. σ c Biến dạng do tải trọng lặp lại: b Nãúu taíi troüng taïc duûng lãn kãút cáúu làûp âi làûp laûi nhiãöu láön (Âàût vaìo räöi dåî ra nhiãöu láön) thç biãún daûng deío seî âæåüc têch luîy dáön: gáy hiãûn tæåüng moíi cho kãút cáúu . εb d Biến dạng do co ngót: Co ngoït laì hiãûn tæåüng BT giaím thãø têch khi ninh kãút trong khäng khê (Nãúu ninh kãút trong næåïc BT coï thãø nåí ra chuït êt). Hiãûn tæåüng co ngoït xaíy ra liãn quan âãún sæû biãún âäøi lyï hoïa cuía xi màng, cháút keo sinh ra trong quaï trçnh thuíy hoïa xi màng coï thãø têch < thãø têch cháút sinh ra noï, do næåïc bay håi v.v Biãún daûng co ngoït chuí yãúu trong giai âoaûn âäng cæïng âáöu tiãn, sau cháûm dáön. Co ngoït phán bäú trãn bãö màût láùn chiãöu sáu, sæû co ngoït åí bãö màût nhiãöu hån bãn trong. -4 Mæïc âäü co ngoït khi âäng cæïng trong khäng khê (2-4).10 , trong næåïc nåí ra =1/5-1/2 mæïc âäü co Caïc nhán täú aính hæåíng âãún biãún daûng co ngoït: - Säú læåüng vaì loaûi XM: læåüng XM ↑ → co ngoït ↑, XM coï hoaût tênh cao → co ngoït ↑. - Tè lãû N/X tàng → co ngoït tàng. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 5
Chæång 2 - Caït nhoí haût, cäút liãûu räùng → co ngoït tàng. - Cháút phuû gia laìm BT ninh kãút nhanh → co ngoït tàng. - BT chæng háúp åí nhiãût âäü cao thç co ngoït êt hån. Co ngoït laì mäüt hiãûn tæåüng coï haûi: - Laìm thay âäøi hçnh daûng vaì kêch thæåïc cáúu kiãûn. - Gáy ra khe næït trãn bãö màût BT (Vç co ngoït khäng âãöu åí trãn bãö màût vaì chiãöu sáu bãn trong co ngoït êt caín tråí biãún daûng co ngoït bãn ngoaìi laìm cho låïp BT naìy chëu keïo → gáy næït), laìm thay âäøi cáúu truïc cuía BT, giaím khaí nàng chëu læûc vaì tuäøi thoü cuía cäng trçnh. Caïc biãûn phaïp khàõc phuûc: - Choün thaình pháön cäút liãûu håüp lyï, haûn chãú læångü næåïc träün, tè lãû N/X håüp lyï. - Âáöm chàõc BT, baío dæåîng BT thæåìng xuyãn áøm trong giai âoaûn âáöu. - Caïc biãûn phaïp cáúu taûo nhæ bäú trê khe co daîn, âàût cäút theïp cáúu taûo åí nhæîng nåi cáön thiãút âãø chëu æïng suáút do co ngoït gáy ra, v.v 2. CỐT THÉP: 2.1. Yêu cầu đối với cốt thép dùng trong BTCT: - Âaím baío cæåìng âäü theo thiãút kãú. - Phaíi coï tênh deío cáön thiãút. - Phaíi dênh kãút täút vaì cuìng chëu læûc âæåüc våïi BT trong moüi giai âoaûn laìm viãûc cuía kãút cáúu. - Dãù gia cäng: dãù uäún, càõt, vaì haìn âæåüc - Táûn duûng âæåüc triãût âãø khaí nàng chëu læûc cuía cäút theïp khi kãút cáúu bë phaï hoaûi. - Tiãút kiãûm theïp vaì täún êt sæïc LÂ. 2.2. Một số tính chất cơ bản của cốt thép: Biãøu âäö æïng suáút-biãún daûng: σ Âãø xaïc âënh cæåìng âäü cuía cäút theïp ngæåìi ta thæåìng tiãún haình thê nghiãûm keïo caïc máùu theïp vaì veî biãøu âäö æïng suáút-biãún σb daûng: σch Trãn biãøu âäö coï pháön thàóng æïng våïi giai âoaûn âaìn häöi, pháön σâh cong vaì nàòm ngang æïng våïi giai âoaûn coï biãún daûng deío. Âoaûn nàòm ngang âæåüc goüi laì thãöm chaíy (theïp åí traûng thaïi chaíy deío). ε Nãúu keïo theïp trong giai âoaûn âaìn häöi räöi giaím taíi thç 0 εd âæåìng giaím taíi tråí vãö theo âæåìng tàng taíi âãún gäúc toüa âäü. Nãúu keïo theïp âãún giai âoaûn coï biãún daûng deío räöi giaím taíi thç biãøu âäö khäng vãö theo âæåìng cuî maì song song våïi âoaûn biãöu diãùn giai âoaûn âaìn häöi vaì coï mäüt biãún daûng dæ laì εd. Vaì nãúu keïo máùu theïp naìy láön næîa thç coï giai âoaûn âaìn häöi låïn hån, vuìng coï biãún daûng deío giaím. Càn cæï theo biãøu âäö trãn, ngæåìi ta qui âënh 3 giåïi haûn sau: - Giåïi haûn bãön: Laì æïng suáút låïn nháút theïp chëu âæåüc træåïc khi bë âæït. - Giåïi haûn âaìn häöi: Laì æïng suáút åí cuäúi giai âoaûn âaìn häöi. - Giåïi haûn chaíy: Laì æïng suáút åí âáöu giai âoaûn chaíy deío. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 6
Chæång 2 2.3. Phân loại cốt thép: a Phân loại theo độ cứng: - Cäút mãöm: d ≤ 40mm, coï thãø uäún âæåüc. (Tiãút diãûn vuäng, troìn coï thãø trån hoàûc coï gåì) - Cäút cæïng: d >40 mm, theïp hçnh I, L,[ ( Caïc cäút cæïng naìy coï thãø chëu læûc khi thi cäng ). b Phân loại theo tính chất cơ học: * Theïp deío. - Trãn biãøu âäö quan hãû σ-ξ coï thãöm chaíy roî raìng, coï vuìng biãún daûng deío låïn, εgh=(6 ÷ 25)%. - Coï tênh biãún cæïng nguäüi: Keïo theïp væåüt quïa giåïi haûn chaíy, sau âoï giaím taíi âãø æïng suáút tråí vãö vë trê säú khäng, sau 48 giåì keïo theïp laûi, kãút quaí cho tháúy cæåìng âäü cuía theïp âæåüc náng cao nhæng theïp coï tênh doìn hån. Låüi duûng tênh cháút naìy âãø keïo nguäüi theïp nhàòm náng cao giåïi haûn âaìn häöi cuía theïp lãn. (Thæûc tãú bàòng caïch chuäút nguäüi hay dáûp nguäüi). Thæåìng laì CT3, CT5, * Theïp doìn: (Theïp ràõn). - Khäng coï thãöm chaíy roî raìng, thæåìng ngæåìi ta láúy æïng suáút tæång æïng våïi ε =0,2 % laì giåïi haûn chaíy quy æåïc, εgh=(2÷4)%. Thæåìng laì theïp cæåìng âäü cao. 2.4. Các loại thép: Theo TCVN 1651-75: CI, CII, CIII, CIV. Våïi caïc âæåìng kênh danh nghéa 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 36, 40 mm. Nhoïm CI coï daûng troìn trån; CII, III, IV coï gåì. Caïc âàûc træng cå hoüc cuía theïp Viãût Nam 2 2 Nhoïm theïp φ Giåïi haûn chaíy kg/cm Giåïi haûn bãön kg/cm ξgh% CI 6-40 2.200 3.800 25 CII 10-40 3.000 5.000 19 CIII 6-40 4.000 6.000 14 CIV 10-32 6.000 9.000 6 Theo tiãu chuáøn Nga: AI, AII, AII, AIV, AV laì theïp caïn noïng; A-IIB, A-IIIB laì theïp keïo nguäüi Coï næåïc âàût tãn theïp theo giåïi haûn chaíy hoàûc âàût theo giåïi haûn bãön, v.v 3. BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.1. Lực dính giữa Bê tông và cốt thép: Såí dé giæîa BT vaì cäút theïp coï thãø cuìng cäüng taïc chëu læûc âæåüc laì nhåì læûc dênh giæîa chuïng. a Các nhân tố tạo nên lực dính: - Læûc ma saït do bãö màût gäö ghãö cuía cäút theïp (Âáy laì nhán täú chuí yãúu våïi theïp coï gåì). - Læûc daïn do keo xi màng coï taïc duûng nhæ mäüt låïp häö daïn BT vaìo cäút theïp (25%). - Do co ngoït khi âäng cæïng BT eïp chàût vaìo cäút theïp laìm tàng læûc ma saït. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 7
Chæång 2 b Thí nghiệm xác định lực dính: N Chãú taûo máùu bàòng caïch âäø BT äm láúy mäüt âoaûn cäút theïp, räöi tiãún haình thê d τtb nghiãûm keïo hoàûc neïn cho cäút theïp tuäüt τ ln max khoíi BT. τmax ln Læûc dênh âæåüc biãøu thë bàòng suáút dênh τtb 2 d trung bçnh taïc âäüng trãn 1cm bãö màût cäút theïp. N τ = . N tb π dln Trong âoï: N laì læûc keïo (neïn) tuäüt cäút theïp. d laì âæåìng kênh cäút theïp. ln laì chiãöu daìi âoaûn cäút theïp chän vaìo BT N 1 Læûc dênh cæûc âaûi: τmax= = .τtb . ωπ dl.n ω. Trong âoï: ω laì hãû säú hoaìn chènh biãøu âäö læûc dênh. (ω < 1) R Cäng thæïc thæûc nghiãûm: τ = n . max m Trong âoï: m laì hãû säú phuû thuäüc bãö màût cäút theïp: theïp coï gåì m=2÷3,5; theïp trån m=3,6÷6. 3.2. Ảnh hưởng của cốt thép đến co ngót và từ biến của Bê tông: a Ảnh hưởng đến co ngót: Do sæû dênh kãút giæîa bã täng vaì cäút theïp maì cäút theïp caín tråí biãún daûng co ngoït cuía BT. Kãút quaí cäút theïp bë neïn laûi coìn BT bë keïo ra. *Xeït hai máùu thæí : ε1< ε0 ε0 - Máùu (1) bàòng bã täng. (=εa) - Máùu (2) bàòng bã täng cäút theïp. Máùu (1) BT tæû do coï co ngoït ε0 Máùu (2) do cäút theïp caín tråí BT coï co ngoït ε1< ε0 bàòng biãún daûng co laûi cuía cäút theïp εa. (1) (2) So våïi máùu (1), BT máùu (2) âaî bë keïo ra mäüt læåüng ε0 - ε1. Nhæ váûy cäút theïp âaî aính hæåíng âãún biãún daûng co ngoït cuía BT: noï laìm cho BT bë keïo coìn cäút theïp bë neïn laûi, âoï laì æïng suáút ban âáöu do co ngoït trong BTCT. ÆÏïng suáút trong BT: σkc = (ε0 - ε1).ν.Eb . ÆÏïng suáút trong cäút theïp: σa = ε1.Ea . Håüp læûc trong BT: Nk = σkc .Fb . Håüp læûc trong cäút theïp: Na = σa .Fa . Vç laì læûc näüi taûi nãn chuïng cán bàòng nhau: Na = Nk KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 8
Chæång 2 ε .E ν ε E E F Suy ra: σ = 0 a ; σ = 0 b ; Trong âoï n = a vaì µ = a . a n kc ν E F .µ + 1 1 + b b ν µ.n ÆÏng suáút keïo do co ngoït vaì æïng suáút keïo do taíi troüng gáy ra laìm BT bë næït såïm hån so våïi khi khäng coï aính hæåíng cuía co ngoït, thãú nhæng khi âaî coï khe næït thç aính hæåíng cuía co ngoït giaím vaì giai âoaûn phaï hoaûi thç khäng coìn aính hæåíng næîa âãún khaí nàng chëu læûc cuía cáúu kiãûn. Trong kãút cáúu siãu ténh liãn kãút thæìa ngàn caín co ngoït cuía BTCT nãn xuáút hiãûn näüi læûc phuû. b Ảnh hưởng đến từ biến: Cäút theïp cuîng aính hæåíng âãún biãún daûng tæì biãún cuía BT nãn thæåìng dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng daìi haûn giæîa BT vaì cäút theïp coï sæû phán phäúi laûi näüi læûc.(Seî xeït sau åí caïc cáúu kiãûn chëu læûc cuû thãø). 3.3. Sự phá hoại và hư hỏng của BTCT: a Sự phá hoại do chịu lực: - Våïi thanh chëu keïo: Sau khi BT bë næït, cäút theïp chëu toaìn bäü læûc keïo. Phaï hoaûi khi æïng suáút trong cäút theïp âaût giåïi haûn chaíy. - Våïi cäüt chëu neïn: Phaï hoaûi khi æïng suáút neïn trong BT âaût âãún cæåìng âäü chëu neïn. - Våïi dáöm chëu uäún: Phaï hoaûi khi æïng suáút trong cäút theïp chëu keïo âaût giåïi haûn chaíy hoàûc khi æïng suáút trong BT vuìng neïn âaût âãún cæåìng âäü chëu neïn. b Sự huỷ mòn của Bê tông và các biện pháp bảo vệ: Dæåïi taïc duûng cuía mäi træåìng khaí nàng chëu læûc vaì tênh nàng sæí duûng cuía kãút cáúu BTCT bë giaím dáön do sæû huíy moìn cuía bã täng vaì cäút theïp. Bã täng bë àn moìn laì do: Taïc duûng cå hoüc (mæa, doìng chaíy, sæû âoïng vaì tan bàng liãn tiãúp ), Taïc duûng sinh hoüc (rong rãu, haì, vi khuáøn åí säng, biãøn ) hoìa tan vaì cuäún âi laìm BT tråí nãn xäúp, Taïc duûng hoïa hoüc (caïc cháút axêt, kiãöm ) xám thæûc bãö màût hoàûc thaình pháøm cuía caïc phaín æïng hoïa hoüc coï thãø têch låïn hån thãø têch caïc cháút tham gia phaín æïng, laìm næït neí khäúi BT. Cäút theïp bë huíy moìn, bë gè taûo ra caïc Oxuyt hoàûc caïc muäúi sàõt co ï thãø têch låïn hån thãø têch ban âáöu, laìm cho låïp BT bao quanh cäút theïp bë våî bong.(Mäi træåìng àn moìn: Axit våïi báút kç näöng âäü naìo, khäng khê coï chæïa håi Axit våïi âäü áøm thay âäøi luän, caïc dung dëch Sufat âáûm âàûc, caïc cháút kiãöm åí nhiãût âäü cao, næåïc ngáöm thæåìng xuyãn tháúm qua BT 1 chiãöu, næåïc biãøn ). * Biãûn phaïp baío vãû: Bã täng cáön coï cæåìng âäü cao vaì âäü âàûc chàõc åí bãö màût cuía kãút cáúu âãø chëu caïc taïc âäüng cå hoüc. Khi thiãút kãú caïc phán xæåíng coï mäi træåìng àn moìn cáön hãút sæïc chuï yï viãûc choün loaûi kãút cáúu, váût liãûu thêch håüp vaì caïc biãûn phaïp baío vãû cáön thiãút: giaím khaí nàng àn moìn cuía mäi træåìng bàòng biãûn phaïp thäng gioï, thäng håi täút, trung hoìa caïc duûng dëch vaì håi Axit, nãön saìn nhaì phaíi däúc thoaït næåïc täút, khi thi cäng phaíi âaím baío cháút læåüng BT. Traïnh duìng caïc kãút cáúu coï nhiãöu bäü pháûn khuáút. Khi cáön phaíi duìng caïc biãûn phaïp âàûc biãût: BT táøm nhæûa, sån phuí, traït baío vãû, laït låïp phuí bàòng sæï, thuíy tinh, Cáön caûo saûch buûi gè trãn cäút theïp træåïc khi sæí duûng. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 9
Chæång 2 Âaím baío chiãöu daìy låïp BT baío vãû. Baío vãû cäút theïp chäúng laûi taïc duûng cuía doìng âiãûn khuyãúch taïn 1 chiãöu (gáy âiãûn phán) bàòng caïch chuï yï váún âãö caïch âiãûn, âæåìng dáy thoaït âiãûn, v.v KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
Chæång 3 NGUYÃN LYÏ CÁÚU TAÛO & TÊNH TOAÏN KÃÚT CÁÚU BTCT. Cáúu taûo laì váún âãö ráút quan troüng trong thiãút kãú. Viãûc cáúu taûo chênh xaïc vaì håüp lyï phaíi âæåüc xem ngang haìng nhæ viãûc tênh toaïn chênh xaïc trong thiãút kãú kãút cáúu. Cáúu taûo kãút cáúu Bã täng Cäút theïp phaíi âaím baío caïc yãu cáöu vãö chëu læûc, biãún daûng, khe næït, äøn âënh, chäúng xám thæûc, hæ hoíng trong quaï trçnh sæí duûng, yãu cáöu vãö thi cäng vaì tiãút kiãûm váût liãûu. Thiãút kãú kãút cáúu BTCT gäöm 2 viãûc chênh: tênh toaïn vaì cáúu taûo âæåüc xem ngang haìng. Näüi dung tênh toaïn gäöm: Xaïc âënh taíi troüng vaì taïc âäüng; Xaïc âënh näüi læûc do tæìng loaûi taíi troüng vaì caïc täø håüp cuía chuïng; Xaïc âënh khaí nàng chëu læcû cuía kãút cáúu hoàûc tênh toaïn tiãút diãûn vaì cäút theïp. Viãûc cáúu taûo gäöm: Choün váût liãûu (maïc BT vaì nhoïm cäút theïp) phuû thuäüc mäi træåìng sæí duûng, tênh cháút chëu læûc, tênh cháút cuía taíi troüng, vai troì cuía kãút cáúu ,Choün kêch thæåïc tiãút diãûn, Bäú trê cäút theïp, Liãn kãút giæîa caïc bäü pháûn vaì choün giaíi phaïp baío vãû chäúng xám thæûc. Cáön giaíi quyãút thoía âaïng mäúi quan hãû giæîa hai pháön trãn nhàòm âaím baío: Âäü an toaìn cuía kãút cáúu vaì tiãút kiãûm váût liãûu, phuì håüp våïi âiãöu kiãûn thi cäng. 1. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Khi Kãút cáúu BTCT ra âåìi thç män Sæïc Bãön Váût Liãûu âaî phaït triãøn tæång âäúi hoaìn chènh nãn ngæåìi ta âaî váûn duûng lyï thuyãút naìy vaìo tênh toaïn Kãút cáúu BTCT. Âoï laì phæång phaïp æïng suáút cho pheïp (phæång phaïp naìy âæåüc duìng räüng raîi âãún maîi thåìi gian gáön âáy, ngaìy nay mäüt säú næåïc váùn duìng). Nhæng caìng ngaìy viãûc nghiãn cæïu loaûi váût liãûu måïi naìy sáu sàõc hån, ngæåìi ta âaî caíi tiãún phæång phaïp tênh toaïn Kãút cáúu BTCT cho phuì håüp våïi tênh cháút cuía váût liãûu. Tæïc laì khäng coi BTCT laì váût liãûu âaìn häöi maì xem chuïng laì váût liãûu âaìn häöi deío. Âæa PP tênh theo giai âoaûn phaï hoaûi âãø thay PP tênh theo æïng suáút cho pheïp (1931) vaì sau chiãún tranh thãú giåïi thæï hai âaî phaït triãøn thaình PP tênh theo traûng thaïi giåïi haûn. 1.1. Tải trọng, tác động: Taíi troüng taïc duûng lãn cäng trçnh do nhiãöu nguyãn nhán våïi tênh cháút cuîng nhæ thåìi gian taïc duûng khaïc nhau. Âãø tiãûn viãûc xaïc âënh taíi troüng vaì tênh näüi læûc do tæìng loaûi, ngæåìi ta tiãún haình phán loaûi. Coï caïc caïch phán loaûi nhæ sau: - Theo tênh cháút: chia laìm 3 loaûi Taíi troüng thæåìng xuyãn (tènh taíi): laì taíi troüng taïc duûng khäng âäøi suäút quaï trçnh sæí duûng cäng trçnh (troüng læåüng baín thán kãút cáúu, caïc vaïch ngàn cäú âënh ). Tènh taíi âæåüc xaïc âënh theo säú liãûu cuû thãø vãö cáúu taûo. Taíi troüng taûm thåìi (hoaût taíi): coï thãø thay âäøi vãö âiãøm âàût, trë säú, phæång chiãöu taïc duûng (taíi troüng sæí duûng trãn saìn, do cáöu truûc, do ä tä, taíi troüng gioï ). Taíi troüng âàûc biãût: loaûi taíi naìy êt khi xaíy ra, coï thãø chè tênh våïi caïc cäng trçnh âàûc biãût hoàûc theo vë trê âëa lyï ( âäüng âáút, näø, chaïy, do caïc vi phaûm nghiãm troüng âãún chãú âäü kyî thuáût cuía quaï trçnh cäng nghãû, do caïc thiãút bë máút chênh xaïc taûm thåìi hoàûc bë hæ hoïng gáy ra, do luïn nãön vç nhæîng thay âäøi càn baín trong cå cáúu nãön ) - Theo phæång, chiãöu: chia laìm 2 loaûi Taíi troüng âæïng: háöu hãút do troüng læûc (troüng læåüng baín thán, caïc troüng læåüng sæí duûng ). KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 1
Chæång 3 Taíi troüng ngang (gioï, læûc haîm cáöu truûc trong caïc nhaì cäng nghiãûp, âäüng âáút ). - Theo trë säú khi tênh theo PP traûng thaïi giåïi haûn: chia laìm 2 loaûi Trë säú tiãu chuáøn (Taíi troüng tiãu chuáøn): laì taíi troüng do thiãút kãú qui âënh láúy trong âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng cuía kãút cáúu (Táút nhiãn trë säú taíi troüng tiãu chuáøn naìy cuîng âaî âæåüc láúy hån chuït êt so våïi taíi troüng thæåìng xuyãn taïc duûng lãn kãút cáúu, theo säú liãûu thæûc tãú hoàûc caïc kãút quaí thäúng kã). Taíi troüng tênh toaïn: laì taíi troüng âaî coï xeït âãún sæû tàng giaím báút thæåìng cuía taíi troüng thæûc tãú so våïi trë säú tiãu chuáøn trong træåìng håüp nguy hiãøm nháút. Sæû tàng giaím cuía taíi troüng tênh toaïn so våïi taíi troüng tiãu chuáøn âæåüc biãøu thë qua hãû säú âäü tin cáûy vãö taíi troüng (hãû säú væåüt taíi) n. TTTT=n.TTTC. (3-1) TTTC, n: Láúy theo TCVN 2737-1995. Thê duû: - Âäúi våïi troüng læåüng baín thán n=1,1; coï khi n<1 nãúu sæû giaím taíi laì nguy hiãøm. - Âäúi våïi caïc loaûi khaïc n=1,2÷1,4. - Theo thåìi haûn taïc duûng cuía taíi troüng: chia laìm 2 loaûi Hoaût taíi coï mäüt pháön taïc duûng daìi haûn (gäöm troüng læåüng caïc thiãút bë cäú âënh, taíi troüng trãn saìn nhaì kho, troüng læåüng mäüt säú bäü pháûn cuía cäng trçnh coï thãø thay âäøi vë trê (nhæ tæångì ngàn), aïp læûc caïc cháút loíng, cháút khê trong âæåìng äúng, bãø chæïa ) Vaì mäüt pháön taïc duûng ngàõn haûn (do caïc thiãút bë váûn chuyãøn di âäüng, ngæåìi âi laûi, âäö âaûc vaì caïc thiãút bë nheû, taíi troüng gioï, taíi troüng phaït sinh do váûn chuyãøn vaì làõp gheïp, troüng læåüng cuía váût liãûu vaì thiãút bë âãø xáy dæûng hay sæía chæîa cäng trçnh ) 1.2. Nội lực: - Våïi kãút cáúu ténh âënh (dáöm, cäüt âån giaín): Duìng PP tênh cuía SBVL hoàûc CHKC. - Våïi kãút cáúu siãu ténh (dáöm lãn tuûc, khung, voí moíng ): Vç BTCT laì váût liãûu häùn håüp, BT vuìng neïn thæåìng coï vãút næït, BT chëu neïn vaì cäút theïp coï biãún daûng deío Nãn khi tênh toaïn theo caïc PP cuía CHKC hoàûc lyï thuyãút âaìn häöi thç kãút quaí cuîng chè âæåüc xem laì gáön âuïng (Våïi kãút cáúu thäng thæåìng mæïc âäü sai säú trong phaûm vi cho pheïp) Âãø tênh näüi læûc vaì thæûc hiãûn caïc täø håüp näüi læûc cáön thaình láûp mäüt säú så âäö tênh: - Mäüt så âäö tênh våïi ténh taíi (cho näüi læûc Tg). - Mäüt säú så âäö tênh våïi caïc træåìng håüp coï thãø xaíy ra cuía hoaût taíi (cho caïc näüi læûc Ti). Näüi læûc tênh toaïn laì täø håüp cuía Tg vaì caïc Ti: T= Tg + ∑Ti (3 - 2) 1.3. Tính toán tiết diện BTCT: Tênh toaïn vãö khaí nàng chëu læûc cuía kãút cáúu BTCT ta gàûp 2 daûng baìi toaïn sau: - Baìi toaïn kiãøm tra: Caïc thäng säú vãö tiãút diãûn BT vaì cäút theïp âaî cho træåïc, cáön xaïc âënh näüi læûc låïn nháút maì TD coï thãø chëu âæåüc, váûy âiãöu kiãûn kiãøm tra laì : T≤ Ttd. (3 - 3) - Baìi toaïn tênh cäút theïp (BTthiãút kãú): cuîng tæì âiãöu kiãûn (3 - 3) nhæng trong biãøu thæïc xaïc âënh Ttd thç cäút theïp coìn laì áøn säú (cáön xaïc âënh). KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 2
Chæång 3 a. Phương pháp tính theo ứng suất cho phép: Thæûc cháút cuía phæång phaïp laì xaïc âënh æïng suáút trãn caïc tiãút diãûn åí giai âoaûn laìm viãûc (Tæïc laì khi cáúu kiãûn chëu taíi troüng sæí duûng), vaì âem so saïnh våïi æïng suáút cho pheïp cuía váût liãûu xem coï thoía maîn âiãöu kiãûn: σ ≤ [σ]. Trong âoï: - σ: ÆÏng suáút låïn nháút do taíi troüng sæí duûng gáy ra trong váût liãûu. - [σ]: ÆÏng suáút cho pheïp cuía váût liãûu. [σ]=R/k R: giåïi haûn chëu læûc cuía váût liãûu. k >1 hãû säú an toaìn. Phæång phaïp naìy do Navire âæa ra vaì âæa vaìo quy phaûm Phaïp nàm 1906. Giaí thiãút tênh toaïn: c Giaí thuyãút TD phàóng: TD træåïc va ì sau khi biãún daûng váùn laì phàóng vaì vuäng goïc våïi truûc cuía cáúu kiãûn. d Quy âäøi tiãút diãûn gäöm Bã täng & Cäút theïp thaình TD tæång âæång chè coï BT. Dæûa vaìo âiãöu kiãûn biãún daûng cuía Cäút theïp & BT taûi vë trê Cäút theïp âoï laì bàòng nhau: εa=εbk. εa=σa/Ea=εbk=σbk/Eb ⇒ σa =(Ea/Eb)*σbk=nσbk. Tæïc laì âäúi våïi mäüt diãûn têch cäút theïp chëu keïo tæång âæång våïi n láön diãûn BT hay diãûn têch cäút theïp Fa quy âäøi thaình nFa diãûn têch BT. e Så âäö æïng suáút cuía miãön BT chëu neïn xem laì tam giaïc (Tæïc âaìn häöi); Khäng xeït BT chëu keïo maì chè xeït diãûn têch Bã täng quy âäøi cuía cäút theïp chëu keïo (Gâ II TTUS-BD). Tiãút diãûn quy âäøi vaì så âäö æïng suáút (TD chæî nháût): σbmax Mämen quaïn tênh cuía TD quy âäøi âäúi våïi truûc M trung hoìa: x D h0 b 3 2 Jqd=bx /3+nFa*(h0-x) . h Vë trê truûc TH xaïc âënh bàòng caïch cho mä men Da a ténh cuía TD quy âäøi láïy âäúi våïi truûc âoï = 0: 2 b Sqd=bx /2-nFa*(h0-x)=0. nFa Theo SBVL, æïng suáút låïn nháút cuía BT chëu neïn: σbmax=M*x/ Jqd≤ [σb]. ÆÏng suáút keïo taûi diãûn têch BT tæång âæång: σbk=M*(h0-x)/ Jqd. Váûy æïng suáút trong cäút theïp : σa=nσbk=n*M*(h0-x)/ Jqd≤[σa]. Trong âoï: [σa], [σb]: ÆÏng suáút cho pheïp cuía BT vaì Cäút theïp . Æu âiãøm: Ra âåìi såïm nháút cho nãn giuïp cho ngæåìi thiãút kãú coï khaïi niãûm tæång âäúi roî rãût vãö sæû laìm viãûc cuía Kãút cáúu nãn kãút cáúu thiãút kãú coï âäü an toaìn khaï cao. Nhæåüc âiãøm: c Tiãút diãûn BTCT khäng biãún daûng theo giaí thuyãút TD phàóng vç BTCT khäng phaíi laì váût liãûu âäöng cháút, vç BT coï biãún daûng deío vaì coï vãút næït trong vuìng keïo d BTCT khäng phaíi laì váût liãûu âaìn häöi hoaìn toaìn. e Hãû säú n thay âäøi theo trë säú æïng suáút trãn tiãút diãûn, tuìy thuäüc säú hiãûu theïp vaì BT. Hãû säú n cho trong qui phamû coï tênh cháút æåïc lãû. f Hãû säú an toaìn k=R/[σ] nhæng trong thæûc tãú k cuía BT & cäút theïp khäng giäúng nhau thç hãû säú naìo laì hãû säú an toaìn cuía kãút cáúu. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 3
Chæång 3 (ÅÍ Viãût Nam PP æïng suáút cho pheïp váùn âæåüc duìng trong qui phaûm tênh toaïn cáöu cäúng, âæåìng bäü, âæåìng sàõt.). b. Phương pháp tính theo nội lực phá hoại: Näüi dung cå baín cuía phæång phaïp laì: Xaïc âënh näüi læûc låïn nháút do taíi troüng gáy ra taûi TD tênh toaïn räöi âem so saïnh våïi khaí nàng chëu læûc cuía TD âoï. Âiãöu kiãûn kiãøm tra nhæ sau: Tc ≤ Tp /k hay k* Tc ≤ Tp. Trong âoï: Tc: Näüi læûc do taíi troüng gáy ra taûi TD xeït. Tp: Khaí nàng chëu læûc cuía TD ( Coìn goüi laì näüi læûc phaï hoaûi cuía TD ). k >1: Hãû säú an toaìn cuía kãút cáúu. Thê duû âäúi våïi cáúu kiãûn chëu uäún, ngæåìi ta âaî xem æïng suáút trong miãön BT chëu neïn phán bäú theo hçnh chæî nháût chæï khäng phaíi theo daûng âæåìng cong thæûc tãú (Sai säú < 2%) âãø âån giaín hoïa cäng thæïc tênh toaïn. ΣMDb= 0 ⇒ [M]- RaFa*(h0-x/2) = 0. Coï âæåüc [M]= RaFa*(h0-x/2). M x D Chiãöu cao vuìng BT chëu neïn xaïc âënh tæì âiãöu kiãûn h0 b h ΣX=0 ⇒ RaFa=Rnbx. R .F Váûy muäún cho an toaìn phaíi thoía maîn a a a M ≤ [M]/k. F b Æu âiãøm: Hån so våïi PP æïng suáút cho pheïp, noï âaî a xeït âãún sæû laìm viãûc cuía váût liãûu åí giai âoaûn deío vaì cho khaïi niãûm roî raìng hån vãö an toaìn cuía kãút cáúu . Nhæåüc âiãøm: - Hãû säú an toaìn k= Tp / Tc gäüp chung laûi nhæ váûy laì chæa xaïc âaïng vç váún âãö an toaìn cuía kãút cáúu phuû thuäüc ráút nhiãöu yãúu täú nhæ taíi troüng, váût liãûu, âiãöu kiãûn laìm viãûc v.v Vç váûy khäng thãø âaïnh giaï âäü an toaìn bàòng mäüt hãû säú duy nháút âæåüc. - Chæa xeït âãún biãún daûng vaì khe næït cuía kãút cáúu laì hai váún âãö cuîng ráút âæåüc quan tám. Phæång phaïp naìy âæåüc âæa vaìo qui phaûm Liãn Xä 1949. 2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH CẤU KIỆN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN: 2.1. Các trạng thái giới hạn (TTGH): - TTGH laì traûng thaïi maì tæì âoï tråí âi kãút cáúu khäng thoía maîn caïc yãu cáöu âãö ra cho noï (do chëu læûc quaï sæïc,do máút äøn âënh, do biãún daûng quaï låïn hoàûc do khe næït xuáút hiãûn vaì måí räüng v.v ) - Kãút cáúu BTCT âæåüc tênh theo 2 nhoïm TTGH: TTGH thæï I (TTGH vãö cæåìng âäü) vaì TTGH thæï II (TTGH vãö âiãöu kiãûn sæí duûng) Muûc âêch cuía viãûc tênh theo TTGH laì âaím baío cho kãút cáúu khäng åí vaìo báút kç mäüt TTGH naìo trong thåìi gian sæí duûng. Kãút cáúu naìo cuîng phaíi tênh theo TTGH I. Vaì tuìy thuäüc yãu cáöu cuû thãø maì coìn coï thãø phaíi tênh theo TTGH khaïc næîa. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 4
Chæång 3 a. Tính theo TTGH về cường độ (TTGH I): TTGH thæï I âæåüc qui âënh æïng våïi luïc kãút cáúu bàõt âáöu bë phaï hoaûi, bë máút äøn âënh vãö hçnh daïng vaì vë trê, bë hoíng do moíi do taïc duûng âäöng thåìi cuía taíi troüng vaì mäi træåìng. Âiãöu kiãûn tênh toaïn vãö khaí nàng chëu læûc laì: näüi læûc do taíi troüng gáy ra trãn TD ≤ khaí nàng chëu læûc cuía TD: T ≤ Tgh. T: Laì näüi læûc låïn nháút coï thãø phaït sinh taûi TD do taíi troüng tênh toaïn gáy ra. Tgh: Laì giåïi haûn beï nháút vãö khaí nàng chëu læûc cuía TD (Xaïc âënh theo cæåìng âäü cuía váût liãûu taûi TD âang tênh coï thãø beï hån cæåìng âäü qui âënh vç váût liãûu khäng thãø tuyãût âäúi âäöng cháút âæåüc, vaì phaíi xeït âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø cuía váût liãûu & kãút cáúu (cæåìng âäü tênh toaïn)). - Tênh theo TTGH thæï I laì cáön thiãút âäúi våïi moüi kãút cáúu cuîng nhæ cho caïc bäü pháûn. - Tênh theo TTGH thæï I cho moüi giai âoaûn: chãú taûo, váûn chuyãøn, cáøu làõp, sæí duûng, sæía chæîa (mäùi giai âoaûn våïi så âäö tênh phuì håüp). b. Tính theo TTGH về điều kiện sử dụng(TTGH II): Tênh theo TTGH thæï II vãö biãún daûng: Biãún daûng hoàûc chuyãøn vë do taíi troüng gáy ra ≤ biãún daûng hay chuyãøn vë täúi âa maì qui phaûm cho pheïp: f ≤ [f]. Tênh theo TTGH thæï II vãö khe næït: Phán ra hai træåìng håüp: - Nãúu kãút cáúu âæåüc pheïp næït thç bãö räüng khe næït do taíi troüng gáy ra ≤ bãö räüng khe næït maì qui phaûm cho pheïp âäúi våïi kãút cáúu âoï: an ≤ [an]. - Nãúu kãút cáúu khäng cho pheïp næït thç näüi læûc do taíi troüng gáy ra taûi TD âang xeït ≤ Näüi læûc täúi âa maì TD coï thãø chëu âæåüc khi sàõp næït: Tc ≤ Tn. (Coï thãø xem Tc laì æïng suáút keïo låïn nháút trong BT, Tn laì cæåìng âäü chëu keïo cuía BT) 2.2. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán: a. Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép: Khi saín xuáút cäút theïp, phaíi laìm thê nghiãûm keïo máùu âãø kiãøm tra cæåìng âäü: Våïi theïp deío ktra theo GH chaíy, theïp doìn ktra theo GH bãön âãø loaûi boí phãú pháøm. - Cæåìng âäü tiãu chuáøn cuía cäút theïp láúy bàòng giaï trë kiãøm tra âãø loaûi boí phãú pháøm. b. Cường độ tiêu chuẩn của BT: n ∑ R n Thê nghiãûm caïc máùu thæí, coï cæåìng âäü trung bçnh: R = i1= (3 - 8) tb n 2 ∑ D i Âàût D = R - R , Âäü lãûch quán phæång: d = (3 - 9) i i tb n1− Cæåìng âäü theo mäüt xaïc suáút âaím baío qui âënh: Rxs = Rtb - s.d = Rtb(1-s.v). (3 - 10) d Trong âoï: v = laì hãû säú biãún âäüng. R tb s laì hãû säú chuáøn phuû thuäüc vaìo xaïc suáút baío âaím vaì quy luáût cuía âæåìng cong phán phäúi. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 5
Chæång 3 Cæåìng âäü tiãu chuáøn cuía BT láúy theo xaïc suáút baío âaím 95% vaì våïi daûng phán phäúi chuáøn, ta coï s=1.64, våïi BT nàûng vaì cháút læåüng thi cäng trung bçnh v=0.135. Cæåìng âäü tiãu chuáøn cuía BT: Rtc = Rtb(1-1,64.0.135) ≈ 0.78Rtb. (3 - 11) c. Cường độ tính toán: Cæåìng âäü tênh toaïn laì cæåìng âäü âaî xeït âãún âäü an toaìn vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía váût liãûu: RT=RTC* m/k. c Cæåìng âäü tênh toaïn cuía Bã täng Rb= mb.Rb / kb. c Cäút theïp Ra= ma.Ra / ka. Trong âoï: kb, ka: Hãû säú an toaìn cuía BT & cäút theïp . ka: 1.1÷1.25 våïi cäút caïn noïng, 1.5÷1.75 våïi såüi keïo nguäüi vaì såüi cæåìng âäü cao. kb: 1.3÷1.5 (tuìy thuäüc traûng thaïi chëu læûc neïn hay keïo) . ma, mb: Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía váût liãûu. (Cæåìng âäü tiãu chuáøn: laì trë säú cæåìng âäü trung bçnh cuía haìng loaût máùu thæí (Caïc máùu thæí âoï giäúng nhau, chãú taûo vaì thê nghiãûm trong âiãöu kiãûn nhæ nhau). Cæåìng âäüü tiãu chuáøn do nhaì næåïc qui âënh. Tuy caïc máùu thæí âæåüc chãú taûo nhæ nhau nhæng kãút quaí thê nghiãûm cho tháúy caïc máùu coï cæåìng âäü khäng giäúng nhau. Sau thê nghiãûm haìng loaût máùu thæí ngoaìi ra âaî duìng phæång phaïp xaïc xuáút thäúng kã âãø xæí lyï caïc kãút quaí thê nghiãûm âoï. Cæåìng âäü tênh toaïn: laì cæåìng âäü âaî xeït âãún tênh khäng âäöng cháút vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía váût liãûu Tæïc laì RTT=RTC.k.m. c Thê duû R TT cuía Bã täng Rb=kb.mb.Rb . a Cäút theïp Ra=ka.ma.Ra . Trong âoï: kb, ka: Hãû säú âäöng cháút cuía bã täng & cäút theïp . ka: 0,7 -0,9. kb: 0.4-0,6. ma, ma: Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía váût liãûu. Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía kãút cáúu m: laì hãû säú xeït âãún caïc nhán täú aính hæåíng âãún sæû laìm viãûc cuía kãút cáúu(coï låüi hay báút låüi) maì ta khäng thãø xeït âãún mäüt caïch træûc tiãúp âæåüc trong luïc xaïc âënh näüi læûc vaì khaí nàng chëu læûc cuía váût liãûu. Thê duû nhæ sæû sai lãûch giæîa så âäö ténh vaì så âäö thæûc, sæû laìm viãûc khäng gian cuía kãút cáúu, sæû khäng chênh xaïc cuía cæåìng âäü tênh toaïn, âiãöu kiãûn thi cäng aính hæåíng âãún cháút læåüng váût liãûu v.v m=1: Âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng. m ><1 : m duìng khi xaïc âënh khaí nàng chëu læûc cuía kãút cáúu). 2.3. Ưu điểm của phương pháp tính theo TTGH: Coï caïc æu âiãøm cuía phæång phaïp tênh theo näüi læûc phaï hoaûi, âäöng thåìi khàõc phuûc nhæîng nhæåüc âiãøm cuía phæång phaïp naìy , âaî trçnh baìy roî raìng hån vãö caïc yãu cáöu âäúi våïi kãút cáúu, váún âãö an toaìn âæåüc âãö cáûp tè mè âáöy âuí hån. Nhæng täön taûi chung hiãûn nay laì máu thuáùn giæîa hai viãûc laìm tênh toaïn näüi læûc vaì tênh toaïn tiãút diãûn. Tênh näüi læûc bàòng phæång phaïp CHCK xem váût liãûu laì âaìn häöi. Tênh tiãút diãûn thç xem váût KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 6
Chæång 3 liãûu laì âaìn häöi deío nãn chæa triãût âãø. Khàõc phuûc bàòng caïch duìng lyï thuyãút deío âãø tênh näüi læûc nhæng ráút phæïc taûp khoï aïp duûng cho ngæåìi thiãút kãú. 3. NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ CẤU TẠO: BTCT laì váût liãûu häùn håüp sæû laìm viãûc phæïc taûp. Âãø âån giaín tênh toaïn ngæåìi ta âæa ra mäüt säú giaí thuyãút âãø xaïc âënh näüi læûc hoàûc tênh toaïn tiãút diãûn, coï nhæîng giaí thuyãút khäng hoaìn toaìn phuì håüp våïi thæûc tãú laìm viãûc. Vç váûy khi bäú trê cäút theïp cáön tuán thuí caïc quy âënh cáúu taûo nhàòm phaït huy hãút khaí nàng chëu læûc cuía váût liãûu, traïnh caïc phaï hoaûi cuûc bäü. 3.1. Khung và lưới cốt thép: Cäút theïp trong kãút cáúu BTCT khäng âàût riãng leí maì liãn kãút våïi nhau thaình khung hoàûc læåïi âãø: - Giæî vë trê cäút theïp khi thi cäng. - Caïc cäút theïp cuìng nhau chëu caïc læûc táûp trung cuûc bäü. - Chëu caïc æïng suáút phæïc taûp maì trong tênh toaïn khäng xeït âãún âæåüc. Liãn kãút caïc cäút theïp bàòng caïch buäüc hoàûc haìn. 1. Khung cäút theïp: Noïi chung gäöm cäút doüc, cäút ngang, cäút thi cäng. Thæåìng âàût åí cäüt, dáöm. a. Khung cốt buộc: Buäüc ∗ ∗ ∗ ∗ Buäüc Buäüc bàòng såüi theïp φ 0,8 ÷ φ 1. ∗ * Æu âiãøm: - Chëu taíi troüng âäüng täút. ∗ ∗ ∗ ∗ - Bäú trê cäút theïp linh âäüng. - Khäng cáön thiãút bë haìn. * Nhæåüc âiãøm: - Chëu læûc khäng täút bàòng haìn. Vaïn khuän - Cháûm, khäng cå giåïi hoïa. b. Khung cốt hàn: Thanh näúi ngang (1-3 thanh/m). 2. Læåïi cäút theïp : Coï thãø buäüc hoàûc haìn læåïi phàóng hoàûc cuäün nhæng âaím baío mäùi cuäün G ≤ 500 kg âãø phuì håüp cáön cáøu thiãúu nhi khi thi cäng. 3.2. Cốt chịu lực và cốt cấu tạo: Trong giaïo trçnh, tæìng loaûi cáúu kiãûn cå baín âãöu coï qui âënh vaì hæåïng dáùn cuû thãø vãö taïc duûng, yãu cáöu vaì caïch bäú trê theïp, vç váûy åí âáy chè trçnh baìy mäüt säú khaïi niãûm cå baín: - Cäút chëu læûc: Duìng âãø chëu caïc æïng læûc phaït sinh do taíi troüng, âæåüc xaïc âënh theo tênh toaïn. - Cäút cáúu taûo: Liãn kãút caïc cäút chëu læûc thaình khung hoàûc læåïi, giaím sæû co ngoït khäng âãöu cuía BT, chëu æïng suáút do co ngoït vaì thay âäøi nhiãût âäü, giaím bãö räüng khe næït, haûn chãú biãún daûng (voîng), phán bäú taïc duûng cuía taíi troüng táûp trung KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 7
Chæång 3 3.3. Neo cốt thép: Neo cäút theïp nhàòm baío âaím phaït huy hãút khaí nàng chëu læûc cuía cäút theïp, traïnh phaï hoaûi cuûc bäü do tuäüt. Âoaûn neo âæåüc tênh tæì muït cäút theïp âãún TD maì noï âæåüc tênh toaïn chëu læûc. Âoaûn neo âæåüc xaïc âënh theo khaí nàng truyãön læûc giæîa BT vaì cäút theïp (læûc dênh). 3d Ra ≥2,5d Cäng thæïc xaïc âënh âoaûn neo: lneo = (mneo. +λ)d Rn Uäún tay 1. Neo nhåì moïc åí âáöu: Cäút theïp troìn trån chëu keïo phaíi coï moïc neo åí hai âáöu 6,25d âãø cho cäút theïp khi chëu læûc khäng bë træåüt trong bã täng. ≥2,5d Uäún maïy 2. Neo bàòng caïch haìn caïc theïp neo åí âáöu: 3,25d 2d 4d d d 3.4. Uốn cốt thép: 4d 10m F Taûi chäù cäút theïp bë uäún cong, cäút theïp khi chëu læûc seî eïp cuûc bäü vaìo BT vaì gáy æïng suáút táûp F trung taûi âoï âãø phán bäú læûc neïn cuía cäút theïp ra (Tiãút F diãûn räüng hån) âãöu hån. Cäút theïp âæåüc uäún cong våïi r ≥10d baïn kênh cong r ≥ 10d. d F 3.5. Nối cốt thép: Cäút theïp coï thãø näúi våïi nhau bàòng haìn hay buäüc. a. Nối buộc (nối chồng ): Cho pheïp buäüc khi cäút theïp coï d 32 vaì khi kãút cáúu chëu keïo hoaìn toaìn (Thanh buûng chëu keïo vaì thanh caïnh haû cuía daìn ). Âoaûn lneo phaíi theo quy âënh cuía âoaûn neo: Keïo: l ≥ 250 mm. Tuìy thuäüc maïc BT neo ⇒ } lneo Neïn: lneo ≥ 200 mm. vaì loaûi cäút thepï b. Nối hàn: Haìn âäúi âáöu: cho loaûi theïp A -A . I IV 0.85 d Haìn âäúi âáöu coï neûp: A -A . d d ≥ 2 I IV 2 1 { 10 mm Haìn gheïp: AI-AIII. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 8
Chæång 3 d≥10 d≥8 ≥4d 4 âæåìng haìn 2 bãn ≥5d (↓1/2) (↓1/2) ≥8d 2 âæåìng haìn 1 bãn ≥10d 3.6. Lớ p BT bảo vệ : - Coï taïc duûng baío vãû cäút theïp dæåïi taïc duûng xám thæûc cuía mäi træåìng, âaím baío læûc dênh giæîa BT vaì cäút theïp. - Låïp BT baío vãû tênh tæì meïp ngoaìi BT âãún meïp gáön nháút cuía cäút theïp khäng âæåüc beï hån trë säú täúi thiãøu a0 quy âënh nhæ sau: Âäúi våïi cäút chëu læûc: a0 = 10mm : Baín vaì voí coï chiãöu daìy <100 a0 = 15mm : Baín vaì voí coï chiãöu daìy ≥100, dáöm hoàûc sæåìn coï h<250. a0 = 20mm : Dáöm coï h ≥ 250, cäüt. a0 = 30mm : Moïng làõp gheïp vaì dáöm moïng. a0 = 35mm : Moïng âäø taûi chäø coï BT loït. a0 = 70mm : Moïng âäø taûi chäø khäng coï BT loït Âäúi våïi cäút âai, cáúu taûo: a0 = 10mm : Khi h ≤ 250. a0 = 15mm : Khi h ≥250. Ngoaìi ra låïp BT baío vãû coìn tuìy thuäüc vaìo mäi træåìng sæí duûng vaì cháút læåüng baío quaín maì coï thãø tàng 5 ÷ 20mm hoàûc giaím 5mm (nhæng täúi thiãøu a0 = 10mm). 3.7. Bố trí và khoảng cách giữa các cốt thép: Nãúu cäút theïp bäú trê quaï daìy seî aính hæåíng âãún læûc dênh, khoï âäø BT Khoaíng håí giæîa caïc cäút theïp trong moüi træåìng håüp phaíi ≥ âæåìng kênh cäút theïp (t0 ≥ d). Ngoaìi ra coìn phuû thuäüc vaìo: - Nãúu cäút theïp nàòm ngang hoàûc nghiãng khi âäø BT: 30 t0 ≥ { d c2 30 t ≥ 0 { d t ≥ 50 0 c 1 c2 t0 ≥ 25 c t ≥ { d 2 0 t0 ≥ 1.5d c1 25 t0 ≥ { d - Nãúu cäút theïp âàût âæïng khi âäø BT: t0 ≥ 50. Ngoaìi ra khoaíng caïch giæîa caïc cäút theïp cuîng khäng nãn quaï låïn nhàòm traïnh caïc vãút næït do co ngoït, thay âäøi nhiãût âäü, traïnh sæû phaï hoaûi cuûc bäü vaì äøn âënh cuía khung (læåïi) cäút theïp khi thi cäng Trong moüi træåìng håüp t0 ≤ 400. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP. 9
Chæång 4 CÁÚU KIÃÛN CHËU UÄÚN. Cáúu kiãûn chëu uäún laì cáúu kiãûn chëu M hay âäöng thåìi M & Q. P P M&Q M&Q Q = 0 Cáúu kiãûn chëu uäún laì loaûi cáúu kiãûn cå baín ráút quan troüng âæåüc sæí duûng räüng raîi vaì thæåìng gàûp nháút nhæ dáöm, saìn, cáöu thang, Coï thãø quy vãö hai loaûi cå baín: baín vaì dáöm. 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO: 1.1 Bản: 1. Âënh nghéa: Baín laì loaûi kãút cáúu phàóng coï chiãöu daìy Cäút phán bäú khaï beï so våïi chiãöu daìi vaì chiãöu räüng. (h=3÷30 cm, thæåìng tæì 6÷10 cm). h Baín coï thãø 1 nhëp hay Cäút chëu læûc nhiãöu nhëp, toaìn khäúi hay làõp gheïp. Trong kãút cáúu nhaì cæía baín coï kêch thæåïc màût bàòng thæåìng bàòng 2÷4m. Chiãöu daìy baín choün theo yãu cáöu chëu læûc vaì âäü cæïng (biãún daûng, voîng, goïc xoay ). 2. Cäút theïp trong baín gäöm coï cäút chëu læûc vaì cäút phán bäú (AI, AII). a. Cốt thép chịu lực: Nàòm trong màût phàóng taïc duûng cuía M (âàût doüc theo nhëp), bäú trê trong vuìng keïo. Choün vaì bäú trê theo tênh toaïn. Duìng theïp AI hoàûc AII, d=5÷12 mm, khoaíng caïch giæîa caïc cäút theïp a=7÷20 cm.(Nãúu khoaíng caïch cäút theïp quaï låïn thç pháön BT giæîa 2 cäút theïp khäng chëu aính hæåíng cuía cäút theïp ). Taûi gäúi cäút muî chëu M+ thç a ≥ 100 âãø tiãûn âäø BT; Taûi nåi coï M > thç: a ≤ 200 khi chiãöu daìy baín h ≤ 150, a ≤ 1.5h khi chiãöu daìy baín h > 150, Taûi nåi coï M 10 táûp trung ra caïc cäút lán cáûn. Diãûn têch cäút phán bäú / 1M bãö daìi baín ≥10% diãûn têch cäút chëu læûc taûi TD coï Mmax . lneo≥10d KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
Chæång 4 ÅÍ âoaûn gäúi tæûa baín phaíi coï âuí chiãöu daìi âãø keïo cäút chëu læûc mäüt âoaûn neo lneo >5d sáu vaìo gäúi (Thæåìng láúy lneo=10d; d laì âæåìng kênh cäút chëu læûc). Trong phaûm vi gäúi phaíi coï cäút phán bäú. Säú hiãûu BT thæåìng 150 ÷ 200# âäi khi 300#. 1.2 Dầm: h 1. Âënh nghéa: h Dáöm laì loaûi kãút cáúu coï chiãöu ngang b vaì chiãöu cao khaï beï so våïi chiãöu daìi. l 2. Hçnh daïng tiãút diãûn dáöm: Tiãút diãûn dáöm thæåìng coï daûng b chæî nháût, I, T, häüp, khuyãn, h Dáöm moïng 3. Kêch thæåïc tiãút diãûn dáöm: ⎛ 1 1 ⎞ Chiãöu cao h = ⎜ ÷ ⎟ nhëp - Bäüi säú cuía 50 → h ≤ 600. ⎝ 8 20⎠ {- Bäüi säú cuía 100 → h > 600. ⎛ 1 1⎞ - 100, 120, 150, 180, 200, Chiãöu räüng h = ⎜ ÷ ⎟ h ⎝ 2 4⎠ { - Bäüi säú cuía 50 → b >250. ( Âãø tiãûn qui caïch hoïa vaïn khuän vaì tiãu chuáøn hoïa kêch thæåïc cuía dáöm ). 4. Cäút theïp: Cäút theïp trong dáöm thæåìng duìng AI, AII, AIII coï âæåìng kênh tæì φ 10 ÷ φ 32 bao gäöm cäút doüc chëu læûc, cäút âai, cäút xiãn, cäút doüc cáúu taûo. a. Cốt dọc chịu lực: Chëu M. Âàût doüc theo nhëp dáöm åí vuìng BT chëu keïo hay neïn. Âæåìng kênh d = 10-32 Xaïc âënh theo tênh toaïn, coï thãø bäú trê 1, 2 hay nhiãöu låïp (khi b ≥ 150 phaíi coï êt nháút 2 thanh) Cäút xiãn Cäút âai Cäút doüc ct Cäút doüc chëu læûc Âai 2 nhaïnh Âai 4 nhaïnh b. Cốt đai: Duìng âãø chëu læûc càõt, liãn kãút cäút doüc thaình khung, gàõn vuìng BT chëu keïovaì vuìng BT chëu neïn våïi nhau âãø chëu mä men. Tênh toaïn theo læûc càõt. Âæåìng kênh cäút âai thæåìng duìng: φ ≥ 6mm âäúi våïi h < 800; φ ≥ 8mm âäúi våïi h ≥ 800. c.Cốt xiên: Duìng âãø chëu læûc càõt Q hoàûc coï luïc chè âãø âæa cäút doüc lãn chëu M(-) åí trãn. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 2
Chæång 4 Thæåìng laì cäút doüc uäún lãn våïi goïc nghiãng α: 0 - 45 khi h ≤ 800. α - 600 khi h > 800. - 300 khi dáöm tháúp vaì baín. d. Cốt dọc cấu tạo: Cäút doüc Khi dáöm coï chiãöu cao låïn h > 700 thç trãn khoaíng caïch Cäút giaï phuû giæîa phaíi âàût cäút theïp phuû caïch nhau 40 - 50 cm. φ =10 ÷ 14. Coï taïc duûng giæî äøn âënh cäút âai, chëu æïng læûc co ngoït vaì nhiãût âäü. Cäút doüc chëu læûc Cäút giaï: laì cäút doüc âàût trong vuìng BT chëu neïn âãø giæî vë trê cäút âai (taûo thaình khung). Âàût theo cáúu taûo, âæåìng kênh φ 10 ÷ φ 14. (Caïc yãu cáöu cáúu taûo seî trçnh baìy chi tiãút trong caïc muûc sau ). Âãø laìm cäút chëu læûc trong cáúu kiãûn chëu uäún ngæåìi ta coìn duìng theïp hçnh (Cäút cæïng) vaì khung cäút haìn khäng gian. 2. SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM Quan saït mäüt dáöm BTCT chëu taíi cho âãún luïc bë phaï hoaûi, ta tháúy sæû laìm viãûc cuía dáöm diãùn biãún nhæ sau: Ban âáöu khi taíi troüng chæa låïn dáöm váùn coìn KHE NÆÏT nguyãn veûn. Taíi troüng tàng lãn âãún mäüt mæïc naìo KHE NÆÏT ÀÓ Ï âoï trong dáöm xuáút hiãûn caïc vãút næït. Taûi khu væûc Ã giæîa dáöm nåi coï M > coï vãút næït thàóng goïc våïi M truûc dáöm; Taûi khu væûc gáön gäúi tæûa nåi coï Q > thç Q vãút næït nghiãng. Khi taíi troüng khaï låïn thç dáöm bë phaï hoaûi: hoàûc theo tiãút diãûn coï vãút næït thàóng goïc hoàûc theo tiãút diãûn coï vãút næït nghiãng. Nhæ váûy viãûc tênh toaïn vaì cáúu taûo caïc cáúu kiãûn chëu uäún theo âiãöu kiãûn cæåìng âäü nhàòm: - Khäng bë phaï hoaûi trãn TD thàóng goïc: Tênh toaïn theo cæåìng âäü trãn TD vuäng goïc. - Khäng bë phaï hoaûi trãn TD nghiãng: Tênh toaïn theo cæåìng âäü trãn TD nghiãng. (Màût khaïc trong suäút quaï trçnh âàût taíi thç âäü voîng cuía dáöm cæï tàng dáön lãn vaì khe næït ngaìy caìng måí räüng. Âãø âaím baío sæû laìm viãûc bçnh thæåìng cho kãút cáúu coìn phaíi tênh kiãøm tra âäü voîng, næït) 3. TRẠNG THÁI ƯS - BD TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC: Quan saït quaï trçnh thê nghiãûm uäún mäüt dáöm BTCT tæì luïc âàût taíi âãún luïc phaï hoaûi. Diãùn biãún cuía US - BD trãn TD thàóng goïc coï thãø phán thaình 3 giai âoaûn sau: 3.1 Giai đoạn I: Khi taíi troüng coìn nhoí (M), váût liãûu laìm viãûc I σ Ia σ <R âaìn häöi, US & BD trãn tiãút diãûn tuán theo âënh luáût b n Hook. Taíi troüng tiãúp tuûc ↑ → biãún daûng deío trong M x M x σaFa σaFa KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃPÛ 3 σbk σbk=Rk
Chæång 4 BT phaït triãøn (nháút laì vuìng keïo). Så âäö æïng suáút trong BT cong âi. Âãún khi æïng suáút trong miãön BTchëu keïo âaût âãún Rk (σbk=Rk) thç BT vuìng keïo sàõp sæía næït TTUS-BD cuía TD åí vaìo giai âoaûn Ia. II IIa 3.2 Giai đoạn II: σb<Rn σb<Rn Taíi troüng ↑ → BT chëu keïo næït. Taíi troüng x x tiãúp tuûc ↑ → vãút næït måí räüng, taûi khe næït BT vuìng M M keïo khäng chëu læûc næîa maì toaìn bäü læûc keïo do cäút theïp chëu (trãn khe næït coìn 1 pháön BT chëu keïo σa<Ra σa=Ra nhæng ráút nhoí). Miãön BT chëu neïn coï biãún daûng deío khaï låïn → så âäö æïng suáút bë cong nhiãöu. Nãúu læåüng cäút theïp chëu keïo khäng nhiãöu làõm thç khi taíi troüng ↑ → æïng suáút trong cäút theïp âaût giåïi haûn chaíy Ra (σa=Ra). TTUS-BD cuía TD åí vaìo giai âoaûn IIa. 3.3 Giai đoạn III: Træåìng håüp 1 Træåìng håüp 2 Taíi troüng ↑ → så âäö æïng suáút trong miãön BT (phaï hoaûi deío) (phaï hoaûi doìn) σb=Rn σb=Rn chëu neïn bë cong âi nhiãöu. Khe næït måí räüng vaì phaït M triãøn dáön lãn phêa trãn, miãön BT chëu neïn thu heûp x x M dáön laûi. ÆÏng suáút trong cäút theïp váùn Ra vç åí vaìo traûng thaïi chaíy deío (Biãún daûng ↑ maì æïng suáút σa=Ra σa<Ra khäng ↓). Khi æïng suáút trong BT chëu neïn âaût Rn→bë phaï hoaûi: træåìng håüp phaï hoaûi thæï nháút (phaï hoaûi deío). Nãúu læåüng cäút theïp chëu keïo âàût khaï nhiãöu, khi taíi troüng ↑ traûng thaïi US-BD cuía TD chuyãøn træûc tiãúp tæì giai âoaûn II sang giai âoaûn III maì khäng qua traûng thaïi IIa. Tiãút diãûn bë phaï hoaûi khi BT chëu neïn âaût Rn trong khi æïng suáút trong cäút theïp chëu keïo chæa âaût giåïi haûn chaíy (σa< Re). Âáy laì træåìng håüp phaï hoaûi thæï 2: phaï hoaûi doìn. Khi thiãút kãú cáúu kiãûn chëu uäún cáön traïnh træåìng håüp phaï hoaûi doìn vç sæû phaï hoaûi xaíy ra âäüt ngäüt khi biãún daûng coìn khaï beï, khäng biãút træåïc âæåüc (nguy hiãøm). Màût khaïc khäng táûn duûng hãút khaí nàng chëu læûc cuía váût liãûu (Cäút theïp chè måïi âaût σa< Ra). Doüc theo chiãöu daìi dáöm tuìy theo trë säú cuía M vaì vë trê khe næït maì caïc tiãút diãûn vuäng goïc cuía dáöm coï thãø åí vaìo caïc giai âoaûn cuía TTUS-BD khaïc nhau (Tæì giai âoaûn I âãún III). 4. TÍNH TOÁN THEO CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC 4.1 Tính cấu kiện có TD chữ nhật: Tiãút diãûn chæî nháût laì loaûi TD phäø biãún nháút cuía cáúu kiãûn chëu uäún, vãö màût cáúu taûo noï thæåìng coï hai loaûi: Trãn tiãút diãûn chè âàût cäút chëu keïo goüi laì cäút âån; Trãn tiãút diãûn coï cäút chëu læûc âàût caí trong vuìng keïo láùn vuìng neïn : Cäút keïp. Ta seî láön læåüt xeït tæìng træåìng håüp. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 4
Chæång 4 a. Tính tiết diện chữ nhật có cốt đơn: a) Så âäö æïng suáút: Khi nghiãn cæïu traûng thaïi ÆS & BD trãn tiãút diãûn thàóng goïc cuía cáúu kiãûn chëu uäún ta biãút ràòng åí træåìng håüp phaï hoaûi deío: æïng suáút trong BT chëu neïn vaì trong Cäút theïp chëu keïo âãöu âaût tåïi trë säú giåïi haûn vãö cæåìng âäü, nãn âaî táûn duûng âæåüc hãút khaí nàng chëu cuía váût liãûu (laûi xaíy ra khäng âäüt ngäüt nguy hiãøm). Vç váûy ngæåìi ta xem noï laì TTGH vãö cæåìng âäü trãn TD thàóng goïc cuía dáöm. * Så âäö æïng suáút duìng âãø tênh toaïn tiãút diãûn åí TTGH nhæ sau: - ÆÏng suáút trong vuìng BT chëu neïn: âaût cæåìng âäü chëu neïn Rn . - ÆÏng suáút trong cäút theïp chëu keïo âaût cæåìng âäü chëu keïo Ra. (Så âäö æïng suáút vuìng neïn phán bäú daûng chæî nháût) R * Giaíi thêch caïc kê hiãûu: n - x: Chiãöu cao vuìng BT chëu eïp. x/2 Mgh x x/2 Rnbx x/2 - h0: Chiãöu cao laìm viãûc cuía TD h h0 h dáöm h0= h - a. h0-x Fa - a: Khoaíng caïch tæì troüng tám Fa RaFa âãún meïp dæåïi TD. a - Fa: Toaìn bäü diãûn têch cäút theïp b chëu keïo. - M: Mämen uäún do taíi troüng tênh toaïn gáy ra trãn TD. b) Cäng thæïc cå baín: Dæûa vaìo så âäö æïng suáút ta thiãút láûp caïc phæång trçnh cán bàòng cuía caïc æïng læûc trãn TD: Phæång trçnh hçnh chiãúu caïc læûc lãn phæång truûc dáöm: Σ.X= 0 ⇒ RaFa = Rnbx. (4 - 1) Täøng mä men våïi truûc qua troüng tám cäút theïp chëu keïo vaì vuäng goïc våïi mp uäún cuía dáöm: Σ.M.Fa= 0 ⇒ Mgh = Rnbx.(h0-0.5x). (4 - 2) Âiãöu kiãûn cæåìng âäü (âaím baío cho TD khäng væåüt quaï TTGH thæï I) laì: M ≤ Mgh ⇒ M ≤ Rnbx.(h0 - 0,5x). (4 - 3) Kãút håüp (4-1)&(4-3): M ≤ RaFa.[h0 - 0,5x]. (4 - 3a) Âãø tiãûn sæí duûng (nháút laì khi tênh toaïn bàòng tay), ta tiãún haình mäüt säú pheïp biãún âäøi: Âàût α = x/h0 , Caïc cäng thæïc trãn viãút laûi nhæ sau: Tæì (4-1) ⇒ RaFa = α.Rnbh0. (4 - 4) 2 Tæì (4-3) ⇒ Mgh = Rnb h0 . α.(1-0,5α). Tæì (4-3a) ⇒ Mgh = RaFa h0.(1-0,5α). Âàût A = α.(1 - 0,5α), γ = (1 - 0,5α), ta coï: 2 M ≤ A.Rnb h0 . (4 - 5) M ≤ γ. RaFa h0. (4 - 6) c) Âiãöu kiãûn haûn chãú: Âãø khäng xaíy ra phaï hoaûi doìn thç cäút theïp Fa khäng âæåüc quaï nhiãöu, theo (4-1) tæång æïng laì haûn chãú chiãöu cao vuìng neïn x. Kãút quaí thæûc nghiãûm cho tháúy træåìng håüp phaï hoaûi deío xaíy ra khi chiãöu cao vuìng BT chëu neïn khäng væåüt quaï giåïi haûn sau: x ≤ α0h0. (4 - 7) Hay A ≤ A0 = α0.(1-0,5α0) . Våïi α0 phuû thuäüc vaìo maïc BTvaì loaûi cäút theïp (tra baíng). KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 5
Chæång 4 2 Thê duû: Våïi cäút theïp coï Ra ≤ 3000 kg/cm , BT M 200 : α0=0,62. - BT M 250 ÷ 300 : α0=0,58. R n .b.x α 0 .R n .b.h 0 Tæì RaFa=Rnbx ⇒ Fa= ≤ = Fa max. R a R a Fa Famax R n Goüi µ = laì haìm læåüng cäút theïp thç haìm læåüng cæûc âaûi: µmax = = α0 b.h 0 b.h 0 R a Màût khaïc nãúu cäút theïp êt quaï cuîng bë phaï hoaûi doìn khi BT vuìng keïo næït maì læåüng cäút theïp khäng âuí âãø chëu toaìn bäü æïng læûc tæì BT vuìng keïo truyãön sang, váûy: µmin ≤ µ ≤ µmax. Våïi µmin=0,05%. d) Caïc baìi toaïn aïp duûng: Baìi toaïn 1: Biãút kêch thæåïc TD b, h, mämen M, Maïc BT, loaûi cäút theïp (Rn, Ra). Tênh cäút theïp Fa ? Giaíi: - Càn cæï maïc BT vaì nhoïm cäút theïp: (tra baíng) Rn, Ra, α0, A0. - Tênh h0 = h - a . Vç chæa coï Fa nãn phaíi giaí thuyãút træåïc a : a = 15-20 våïi baín, a = 30-60 våïi dáöm. M - Tæì phæång trçnh (4 - 5) xaïc âënh A: A = 2 (4 - 8) Rbn0h - Kiãøm tra A theo âiãöu kiãûn haûn chãú: Nãúu A ≤ A0 (thoía maîn ÂK haûn chãú) tra baíng coï γ M Tênh Fa: Fa= (4 - 9) γ .Rn0h Kiãøm tra haìm læåüng theïp: µ= Fa/(b.h0) ≥ µmin. Phuì håüp khi µ=0,3 ÷ 0,6% âäúi våïi baín. µ=0,6 ÷ 1,2% âäúi våïi dáöm. Coï Fa choün theïp vaì bäú trê trãn tiãút diãûn. Chuï yï kiãøm tra laûi h0 thæûc tãú so våïi h0 choün ban âáöu (hchon= h - achoün): Yãu cáöu h0 cáúu taûo ≥ h0 choün (thiãn vãö an toaìn). Nãúu A > A0 thç hoàûc tàng kêch thæåïc TD . tàng Maïc BT. âàût cäút theïp vaìo vuìng neïn (Âàût cäút keïp). Baìi toaïn 2: Biãút M, Maïc BT, loaûi cäút theïp. Yãu cáöu choün b, h, vaì tênh cäút theïp Fa ? Giaíi: - Càn cæï maïc BT vaì nhoïm cäút theïp: (tra baíng) Rn, Ra, α0, A0. Aïp duûng caïc cäng thæïc (4 - 4) & (4 - 5) baìi toaïn våïi 2 phæång trçnh chæïa 4 áøn: b, h, α vaì Fa. Âãø giaíi cáön choün træåïc 2 áøn, tiãûn nháút laì choün træåïc b & α: Choün træåïc b theo kinh nghiãûm, theo yãu cáöu cáúu taûo, theo kiãún truïc Choün α : α = 0,3 ÷ 0,4 âäúi våïi dáöm. α = 0,1 ÷ 0,25 âäúi våïi baín. (α âæåüc choün sao cho læåüng theïp tênh âæåüc phuì håüp våïi kêch thæåïc TD) Tæì α choün tra baíng âæåüc A. Chiãöu cao laìm viãûc cuía TD h0 : 1 M h0 = . (4 - 9) A Rbn KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 6
Chæång 4 Chiãöu cao TD: h = h0+ a (a choün nhæ BT1) (h nãn choün troìn säú vaì tè säú h/b= 2 ÷ 4 laì håüp lyï. Nãúu khäng thoía maîn phaíi choün laûi b vaì tênh laûi nhæ ban âáöu). Sau khi coï bxh håüp lyï thç viãûc tênh Fa tiãún haình giäúng nhæ baìi toaïn 1. Baìi toaïn 3: Biãút b, h, Fa, Maïc BT, loaûi cäút theïp. Tênh khaí nàng chëu læûc cuía tiãút diãûn Mtd. Giaíi: - Càn cæï maïc BT vaì nhoïm cäút theïp: (tra baíng) Rn, Ra, α0, A0. - Càn cæï vaìo caïch bäú trê cäút theïp xaïc âënh âæåüc a räöi tênh h0 = h - a . Baìi toaïn våïi 2 phæång trçnh chæïa 2 áøn α, Mtd nãn baìi toaïn hoaìn toaìn xaïc âënh. RF Tæì (4 - 4) → α= aa . Rbn0h 2 Nãúu α ≤ α0: tra baíng coï A, thãú vaìo (4 - 5) ⇒ Mtd = A.Rnb.h0 . Nãúu α > α0 chæïng toí Fa quaï nhiãöu, BT vuìng neïn bë phaï hoaûi træåïc nãn khaí nàng chëu læûc âæåüc 2 tênh theo khaí nàng cuía vuìng neïn, tæïc choün α = α0 hay A=A0 ⇒ Mtd=A0.Rnbh0 . b. Tính tiết diện chữ nhật có cốt kép: a) Âiãöu kiãûn âàût cäút keïp: M Khi tênh cäút âån coï âiãöu kiãûn h/c A= 2 ≤ A0. Rbn0h M Nãúu A = 2 > A0 thç: - Tàng kêch thæåïc TD. Rbn0h - Hoàûc tàng Maïc BT. - Hoàûc âàût cäút keïp. Nhæng viãûc âàût cäút keïp khäng phaíi luïc naìo cuîng laì kinh tãú. Kãút quaí nghiãn cæïu cho tháúy chè nãn âàût cäút keïp khi A ≤ 0,5 nãúu A >0,5 thç nãn tàng kêch TD. M Vç váûy âiãöu kiãûn âãø tênh cäút keïp laì A0 < A = 2 ≤ 0,5. Rbn0h Fa’ b) Så âäö æïng suáút: R n R ’F ’ Âãún TTGH æïng suáút trong: a' a a x - Cäút theïp chëu keïo Fa âaût Ra h0 - Cäút theïp chëu neïn Fa’ âaût Ra’ h0 h F Mgh a - Bã täng vuìng neïn âaût Rn. RaFa Trong âoï: a a - Fa’: Täøng diãûn têch cäút theïp chëu neïn. b - Ra’: Cæåìng âäü chëu neïn cuía cäút theïp Fa’. - a’: Khoaíng caïch tæì troüng tám Fa’ âãún meïp trãn chëu neïn cuía TD. (Cæåìng âäü chëu neïn tênh toaïn Ra’ cuía cäút theïp âæåüc xaïc âënh coï kãø âãún sæû laìm viãûc chung vãö neïn -3 giæîa BT & cäút theïp: Khi BT bë neïn hoíng coï biãún daûng εch (εch ≈ 2.10 ) nãn biãún daûng cuía Fa’ cuîng khäng thãø væåüt quaï ghaûn naìy, váûy æïng suáút neïn trong Fa’ khäng thãø væåüt quaï trë säú εch. Ea ≈ 2 2 3600÷4000 KG/cm . Qui âënh láúy Ra’= Ra nãúu Ra ≤ 3600 KG/cm . 2 2 Ra’= 3600 KG/cm nãúu Ra ≤ 3600 KG/cm .) c) Cäng thæïc cå baín: KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 7
Chæång 4 Phæång trçnh hçnh chiãúu caïc læûc lãn phæång truûc dáöm: Σ.X= 0 ⇒ RaFa= Rnbx + Ra’Fa’. (4 - 11) Täøng mä men våïi truûc qua troüng tám cäút theïp Fa vaì vuäng goïc våïi mp uäún cuía dáöm: Σ.MFa= 0 ⇒ Mgh = Rnbx.(h0 - 0,5x) + Ra’Fa’(h0 - a’). (4 - 12) Âiãöu kiãûn cæåìng âäü (âaím baío cho TD khäng væåüt quaï TTGH thæï I) laì: M ≤ Mgh ⇒ M ≤ Rnbx.(h0 - 0,5x) + Ra’.Fa’(h0 - a’). (4 - 13) Cuîng duìng mäüt säú kyï hiãûu nhæ træåìng håüp cäút âån: Âàût α = x/h0 , A = α.(1 - 0,5α), Caïc cäng thæïc trãn viãút laûi nhæ sau: Tæì (4-11) ⇒ RaFa = α.Rnbh0 + Ra’.Fa’. (4 - 14) 2 Tæì (4-13) ⇒ M ≤ A.Rnb h0 + Ra’.Fa’(h0 - a’). (4 - 15) (Ta coï caïc cäng thæïc tæång tæû træåìng håüp âàût cäút âån, chè coï thãm thaình pháön læûc Ra’Fa’). d) Âiãöu kiãûn haûn chãú: Âãø cáúu kiãûn khäng bë phaï hoaûi doìn tæì phêa BT chëu neïn phaíi thoía maîn âiãöu kiãûn: x ≤ α0h0 hay A ≤ A0. (4 - 16) Âãø æïng suáút neïn trong Fa’ âaût âãún Ra’ phaíi thoía maîn âiãöu kiãûn: x ≥ 2a’. (4 - 17) (ÆÏng suáút neïn trong Fa’ âaût âãún Ra’ khi Fa’ coï biãún daûng tæång âäúi låïn. Nãúu Fa’ quaï gáön truûc TH thç khi BT bë neïn hoíng æïng suáút trong Fa’ váùn coìn < Ra’). Caïc cäng thæïc cå baín chè aïp duûng tênh toaïn TD khi caïc ÂK haûn chãú âæåüc thoía maîn. e) Caïc baìi toaïn aïp duûng: Baìi toaïn 1: Biãút M, b, h, Maïc BT, loaûi cäút theïp. Tênh Fa, Fa’ ? Giaíi: - Càn cæï maïc BT vaì nhoïm cäút theïp: (tra baíng) Rn, Ra, Ra’, α0, A0. - Xaïc âënh h0 = h - a (a vaì a’ âæåüc choün træåïc nhæ træåìng håüp cäút âån). M - Kiãøm tra âiãöu kiãûn cáön thiãút tênh cäút keïp : A0 ≤ A = 2 ≤ 0.5 (4 - 18) Rbn0h Hai phæång trçnh (4 - 14), (4 - 15) chæïa 3 áøn säú α, Fa, Fa’ nãn phaíi loaûi båït áøn säú bàòng caïch choün træåïc α =α0 tæïc A=A0. (Bàòng caïch naìy ta låüi duûng hãút khaí nàng chëu neïn cuía BT nãn cäút theïp Fa, Fa’ tênh ra coï (Fa+ Fa’) beï nháút). 2 M-A0nR bh0 Thay A = A0 vaìo (4-15) tçm âæåüc: Fa’= ' (4 - 19) R(a h0 − a') ' α 00Rbn h R a ' Thãú Fa’ vaìo (4-14) âæåüc: Fa= + Fa (4 - 20) Ra R a Khäng quãn kiãøm tra laûi a, a’ âaî giaí thuyãút! Baìi toaïn 2: Biãút M, b, h, Maïc BT, loaûi cäút theïp vaì Fa’. Tênh Fa? Giaíi: - Càn cæï maïc BT vaì nhoïm cäút theïp: (tra baíng) Rn, Ra, Ra’, α0, A0. - Xaïc âënh h0 = h - a (a âæåüc choün træåïc nhæ træåìng håüp cäút âån). - Baìi toaïn xaïc âënh vç coï hai phæång trçnh chæïa 2 áøn säú. ' ' M-Ra Fa (h0 − a') Tæì (4-15) tênh A: A = 2 (4 - 21) Rbn0h KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 8
Chæång 4 - Kiãøm tra A theo âiãöu kiãûn haûn chãú: Nãúu A ≤ A0: tra baíng α → x = α.h0. ' α. Rbn h0 R a ' Nãúu x ≥ 2a’: Fa= + Fa (4 - 22) Ra R a Nãúu x A0 chæïng toí cäút theïp Fa’ âaî cho laì chæa âuí âãø TD a khoíi bë phaï hoaûi doìn nãn ta xem Fa’ vaì chæa biãút vaì tênh theo baìi toaïn 1(Tênh Fa, Fa’). Baìi toaïn 3: Biãút b, h, Maïc BT, loaûi cäút theïp, Fa, Fa’. Kiãøm tra khaí nàng chëu læûc cuía TD Mtd = ? Giaíi: - Càn cæï maïc BT vaì nhoïm cäút theïp: (tra baíng) Rn, Ra, Ra’, α0, A0. Baìi toaïn våïi 2 phæång trçnh chæïa 2 áøn säú nãn hoaìn toaìn xaïc âënh. RF− RF' ' Tæì (4 - 14) → α = aa aa . (4 - 25) Rbn0h Kiãøm tra âiãöu kiãûn haûn chã: 2a' 2 - Nãúu ≤ α ≤ α0 . Tæì α tra baíng A → Mtd = A.Rnbh0 +Ra’Fa’(h0 - a’). (4 - 26) h0 2a' - Nãúu α α0 tæïc A>A0 chæïng toí cäút theïp chëu keïo quaï nhiãöu, láúy α =α0 tæïc A=A0 : 2 Mtd= A0.Rnbh0 +Ra’Fa’(h0 - a’). (4 - 27) Thê duû tênh toaïn: Xem saïch. 4.2 Tính toán cấu kiện có TD chữ T: a. Đặc điểm của TD chữ T: b b b b h h h h h h h bs b b b a) b) c) d) Tiãút diãûn chæî T gäöm caïnh vaì sæåìn. Nãúu caïnh chæî T nàòm trong vuìng neïn c) seî tàng thãm diãûn têch BT vuìng neïn nãn tiãút kiãûm váût liãûu hån TD chæî nháût, khi tiãút diãûn chæî T coï caïnh nàòm trong KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 9
Chæång 4 vuìng keïo a), luïc âoï caïnh khäng goïp pháön vaìo khaí nàng chëu læûc cuía TD nãn âæåüc tênh nhæ TD chæî nháût b*h. Trong thæûc tãú bãö räüng caïnh bc tuìy thuäüc vaìo cáúu taûo kãút cáúu, coï thãø låïn hoàûc beï, nhæng trong tênh toaïn thç bãö räüng âoï khäng thãø væåüt qua mäüt giåïi haûn nháút âënh. Caïnh såí dé chëu læûc âæåüc laì nhåì coï æïng suáút càõt truyãön læûc eïp tæì sæåìn b ra caïnh, cho nãn caïch sæåìn mäüt quaîng naìo âoï thç æïng suáút seî khaï beï. c Do váûy bãö räüng caïnh duìng trong tênh toaïn âæåüc xaïc âënh theo âäü væån hc C (pháön caïnh cuìng chëu læûc våïi sæåìn) quy âënh láúy nhæ sau: h c c Trong moüi træåìng håüp C ≤ 1/6 l (l: nhëp tênh toaïn cuía dáöm) b c) Âäúi våïi dáöm âäüc láûp: bc Khi hc ≥ 0,1h : C ≤ 6 hc 0,05h ≤ hc ≤ 0,1h : C ≤ 3hc hc < 0,05h : C=0. c c Âäúi våïi dáöm saìn toaìn khäúi: SS Khi hc ≥ 0,1h : C ≤ 9 hc Khi khäng coï sæåìn ngang hoàûc } hc ≤ 0,1h : C ≤ 6 hc sæåìn ngang thæa hån sæåìn doüc Khi coï caïc sæåìn ngang khäng thæa làõm : C ≤ 12 hc Vaì táút nhiãn C ≤ 1/2 S (S laì khoaíng caïch giæîa caïc meïp sæåìn) Tiãút diãûn chæî T coï thãø âàût cäút âån hoàûc cäút keïp. Nhæng TD chæî T âàût cäút keïp (theo tênh toaïn) êt khi duìng vç khäng kinh tãú (ráút êt gàûp TD chæî T cáön âàût cäút keïp do âaî coï vuìng chëu neïn låïn). Chiãöu cao tiãút diãûn dáöm coï thãø choün så bäü theo cäng thæïc gáön âuïng: h = (15÷20). 3 M Våïi h=cm, M=Tm. b = (0,4÷0,5).h b. Tính toán tiết diện chữ T: (Đặt cốt đơn). a) Så âäö æïng suáút: Khi tênh TD chæî T coï caïnh nàòm trong vuìng neïn cáön phán biãût hai træåìng håüp: truûc trung hoìa qua caïnh a) vaì truûc trung hoìa qua sæåìn b). bc bc Rn Rn x h h c x c h h M h h0 Mgh 0 gh Fa Fa R F RaFa a a a a b b a) Truûc trung hoìa qua caïnh b) Truûc trung hoìa qua sæåìn - Nãúu truûc TH qua caïnh thç TD chæî T âæåüc tênh nhæ TD chæî nháût bcxh, vç âãún traûng traïi giåïi haûn diãûn têch vuìng BT chëu keïo khäng aính hæåíng âãún khaí nàng chëu læûc cuía TD maì chè coï BT chëu neïn. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 10
Chæång 4 - Nãúu truûc TH qua sæåìn thç tênh toaïn theo TD chæî T. Âãún TTGH xem khaí nàng chëu læûc cuía váût liãûu âæåüc táûn duûng hãút : Fa→ Ra, BT vuìng neïn → Rn. Âãø phán biãût truûc TH qua caïnh hay sæåìn, ta xaïc âënh Mä men uäún trãn TD khi truûc TH âi qua meïp giæîa caïnh vaì sæåìn: ΣMFa = 0 ⇒ Mc= Rn.bc.hc.(h0 - 0,5hc). (4 - 28) Nãúu Mc ≥ M thç truûc TH qua caïnh, tênh toaïn theo TD chæî nháût bcxh nhæ muûc IV.1. Nãúu Mc A0: thç phaíi âàût cäút keïp. * Baìi toaïn kiãøm tra cæåìng âäü tiãút diãûn: Biãút b, bc, h, hc, Maïc BT, loaûi cäút theïp, Fa. Tênh Mtd ? Giaíi: R F − R (b - b)h ' Tæì (4-32) xaïc âënh α: α = aa n c c. (4 - 36) Rbn0h Nãúu α ≤ α0 tra baíng coï A vaì tênh Mtd theo (4 - 33): 2 Mtd= A.Rnb.h0 + Rn.(b - bc).hc.(h0 - 0,5hc) (4 - 37) Nãúu α > α0 thç láúy α = α0 tæïc A = A0, âãø tênh Mtd theo (4 - 33): 2 Mtd= A0.Rnb.h0 + Rn.(b - bc).hc.(h0 - 0,5hc) (4 - 38) Thê du tênh toaïnû: Xem saïch. 5. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 11
Chæång 4 TÍNH TOÁN THEO CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG: 5.1 Đặc điểm phá hoại trên tiết diện nghiêng: Khi xeït sæû laìm viãûc cuía dáöm BTCT chëu uäún ta âaî biãút dáöm bë phaï hoaûi hoàûc laì theo TD thàóng goïc (Taûi chäù coï M låïn) hoàûc laì theo TD nghiãng (Taûi chäù coï Q låïn). Sæû phaï hoaûi theo TD nghiãng thæåìng theo 2 kiãøu: Kiãøu 1: Vãút næït nghiãng chia dáöm thaình 2 pháön näúi våïi nhau bàòng vuìng BT chëu neïn åí ngoün khe næït vaì bàòng cäút doüc, cäút âai, cäút xiãn âi ngang qua khe næït. Hai pháön dáöm naìy quay xung quanh vuìng neïn, vuìng neïn thu heûp laûi cuäúi cuìng bë phaï huíy. Luïc âoï cäút theïp âaût giåïi haûn chaíy hay bë keïo tuäüt vç neo loíng. Kiãøu 2: Khi cäút theïp khaï nhiãöu vaì neo chàût thç sæû quay cuía 2 pháön dáöm bë caní tråí. Dáöm bë phaï hoaûi khi miãön BT chëu neïn bë phaï våî do taïc duûng chung cuía læûc càõt vaì læûc eïp. Hai pháön dáöm coï xu hæåïng træåüt lãn nhau vaì tuût xuäúng so våïi gäúi tæûa. Sæû phaï hoaûi theo TD nghiãng gàõn liãön våïi taïc duûng cuía M vaì Q maì trong âoï vai troì læûc càõt Q laì âaïng kãø. Cho nãn muäún âaím baío cho dáöm khoíi bë phaï hoaûi trãn TD nghiãng thç phaíi tênh toaïn sao cho TD âuí khaí nàng chëu âæåüc M vaì Q. Trãn thæûc tãú thæåìng ngæåìi ta taïch viãûc tênh toaïn cæåìng âäü trãn TD nghiãng chëu læûc M vaì Q riãng ra âãø tiãûn tênh toaïn. 5.2 Điều kiện để tính toán tiết diện chịu lực cắt: Kãút quaí nghiãn cæïu cho tháúy khi: Q ≤ k1.Rkb.h0 (4 - 39) thç BT âuí chëu læûc càõt nãn khäng cáön tênh toaïn cæåìng âäü trãn tiãút diãûn nghiãng (Chè cáön âàût cäút âai, cäút xiãn theo cáúu taûo). Trong âoï k1=0,6 âäúi våïi dáöm, k1=0,8 âäúi våïi baín. Âãø BT khoíi bë phaï våî vç æïng suáút neïn chênh vaì haûn chãú bãö räüng khe næït, cáúu kiãûn cáön phaíi thoía maîn âiãöu kiãûn: Q ≤ k0.Rnb.h0 (4 - 40) Trong âoï k0= 0,35 âäúi våïi BT maïc ≤400. 0,30 ≤500. 0,25 ≤600. Âiãöu kiãûn (4 - 40) nãúu khäng thoía maîn phaíi tàng kêch thæåïc tiãút diãûn hoàûc tàng maïc BT. Váûy âiãöu kiãûn âãø tênh toaïn tiãút diãûn nghiãng chëu læûc càõt laì: k1.Ra.b.h0 ≤ Q ≤ k0.Rn.b.h0. Trong âoï Q laì læûc càõt tênh toaïn taûi tiãút diãûn âi qua âiãøm âáöu khe næït ngiãng (Tuìy thuäüc vë trê âàût taíi trãn dáöm ) 5.3 Điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng: a. Sơ đồ ứng lực trên tiết diện nghiêng: Giaí thuyãút: Näüi læûc trong caïc cäút theïp laì læûc keïo doüc theo truûc cuía noï. Do æïng suáút trong cäút ngang khäng âãöu nãn láúy bàòng giaï trë trung bçnh: Raâ = 0.8Ra. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 12
Chæång 4 b. Điều kiện cường độ: ΣY= 0: Q ≤ Qb+Σ.Raâ.Fâ+Σ.Raâ.Fx.Sin α. (4 - 41) ΣMD= 0: M ≤ RaFa. Za+Σ.RaâFâ.Zâ+Σ.Raâ.Fx.Zx. (4 - 42) Zx2 Zx1 Trong âoï: Qâ Q: Læûc càõt tênh toaïn taûi TD âi qua D=Rnbx+Ra’Fa’ âiãøm âáöu khe næït nghiãng. α M: Mämen tênh toaïn taûi TD âi qua M a âiãøm cuäúi khe næït nghiãng. Za Raâ: Cæåìng âäü tênh toaïn cuía cäút RaFa âai vaì cäút xiãn khi tênh cæång âäü trãn TD RaâFâ1 nghiãng . R =0,8R . aâ a RaâFâ2 Z Q â1 RaâFx1 Za, Zâ, Zx: Caïnh tay âoìn cuía caïc håüp Zâ2 læûc caïc låïp cäút theïp doüc, cäút âai, cäút xiãn. RaâFx2 C Fâ, Fx: Diãûn têch tiãút diãûn 1 låïp cäút âai, 1 låïp cäút xiãn. Za, Zâ, Zx: Caïnh tay âoìn cuía caïc håüp læûc caïc låïp cäút theïp doüc,cäút âai,cäút xiãn. Fâ, Fx: Diãûn têch tiãút diãûn 1 låïp cäút âai, 1 låïp cäút xiãn. Qb: Khaí nàng chëu læûc càõt cuía BT vuìng neïn âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm: 2R b.h 2 Q = k0 (4 - 43) b C C: Hçnh chiãúu cuía TD nghiãng lãn phæång truûc dáöm. Duìng âiãöu kiãûn cæåìng âäü (4 - 41) âãø tênh toaïn cäút âai vaì cäút xiãn. Âiãöu kiãûn (4 - 42) seî âæåüc thoía maîn bàòng mäüt säú biãûn phaïp cáúu taûo vaì khi cáön thieït coï thãø duìng âãø tênh toaïn (M låïn). 5.4 Tính toán cốt đai khi không dùng cốt xiên: a. Điều kiện cường độ khi không dùng cốt xiên: Khi khäng duìng cäút xiãn, âiãöu kiãûn (4-41) tråí thaình: Q ≤ Qb+Σ.Raâ.Fâ (4 - 44) Vç âai tæång âäúi daìy vaì âãöu trãn TD âang xeït nãn: R F R .n.f q = ad d = ad d (4 - 45) â u u 2R b.h 2 Váûy: Q ≤ k0 + q .C (4 - 46) C â 2R b.h 2 Q Goüi Q = k0 + q .C laì khaí nàng chëu càõt trãn TD nghiãng C. ÂB ÂB C â Trong âoï u: Khoaíng caïch giæîa caïc låïp cäút âai. n: Säú nhaïnh cuía mäüt låïp cäút âai. Qâb fâ: Diãûn têch tiãút diãûn 1 nhaïnh cäút âai. Váûy Q ≤ QÂB. C0 C KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 13
Chæång 4 b. Tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất: Ta biãút QÂB= f(c), quan hãû giæîa QÂB vaì C coï daûng nhæ hçnh veî. Trë säú C0 tæång æïng våïi QÂB nhoí nháút (Qâb) chæïng toí C0 tæång æïng våïi TD nghiãng nguy hiãøm nháút. Âãø tçm C0 ta âaûo haìm QÂB theo C vaì cho âaûo haìm âoï = 0. dQ 2R bh 2 DB = − k 0 + q = 0 dC C 2 d 2 2R kbh 0 Ruït ra C0 = (4 - 47) q â Thay C0 vaìo QÂB ta coï âæåüc khaí nàng chëu læûc trãn TD nghiãng nguy hiãøm nháút C0 laì Qâb: 2 Qâb = 8R kbh0.qd ≈ 2,8h0 R kb.qd (4 - 48) c.Tính khoảng cách cốt đai: Viãûc tênh toaïn cäút âai thæûc cháút laì âi xaïc âënh n, fâ, u. Choün træåïc n, fâ räöi tênh toaïn xaïc âënh u. Tæïc xaïc âënh bæåïc cäút âai thoía maîn caïc yãu cáöu tênh toaïn vaì cáúu taûo. Xaïc âënh utt theo âiãöu kiãûn cæåìng âäü trãn TD nghiãng nguy hiãøm nháút: 2 Q ≤ Qâb = 8R k0bh .q â Q 2 ⇒ qâ ≥ 2 ; (4 - 49) 8R k0bh R .n.f Màût khaïc theo (4-45): q = ad d â u 8R bh 2 Nãn u ≤ R .n.f . k0= u . (4 - 50) aâ â Q 2 tt Xaïc âënh umax: Coï thãø xaíy ra træåìng håüp phaï hoaûi theo TD nghiãng nàòm giæîa 2 cäút âai nhæ hçnh veî. 2 2 2R kb.h 0 2R kb.h 0 Luïc âoï Q ≤ Qb= ⇒ u ≤ = umax. u Q C=Umax 1.5R b.h 2 Âãø an toaìn, qui phaûm qui âënh: u = k0. (4 - 51) max Q Khoaíng caïch cáúu taûo cuía cäút âai uct: Theo qui phaûm uct âäúi våïi dáöm khi h ≤ 45 cm → uct ≤ h/2. 15 cm. Âäúi våïi khu væûc coï Q låïn. h > 45 cm → uct ≤ h/3 30 cm. l l l/4 l/4 ≥l/4 KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 14
Chæång 4 Ngoaìi khu væûc coï Q låïn thç khäng cáön phaíi tênh cäút âai nhæng phaíi haûn chãú. u ≤ 3/4h. ct Voïi dáöm coï h ≥ 300 ≤50 cm. Sau khi tênh âæåüc caïc khoaíng caïch cäút âai utt, umax, uct thç khoaíng caïch thiãút kãú cuía cäút âai u ≤ utt. umax. (4 - 52) uct. Vaì láúy u chàôn âãún cm âãø dãù thi cäng. * Toïm tàõt trçnh tæû tênh cäút âai khi khäng duìng cäút xiãn: - Choün âai theo kinh nghiãûm: h ≤ 800 choün d ≥ 6. h > 800 choün d ≥ 8. Tæïc choün fâ, n. - Xaïc âënh utt. - Xaïc âënh umax. - Xaïc âënh uct. Xaïc âënh khoaíng caïch thiãút kãú: u ≤ utt. umax. uct. 5.5 Tính toán cấu kiện có cốt đai và cốt xiên: Âãø tàng khaí nàng chëu càõt trãn TD nghiãng ngæåìi ta coìn âàût thãm cäút xiãn (Nháút laì trong caïc cáúu kiãûn duìng khung cäút theïp buäüc). Cäút xiãn thæåìng laì nhæîng cäút doüc uäún lãn våïi goïc nghiãng α. Thæåìng α = 450 khi dáöm coï h ≤ 800. α = 600 khi dáöm coï h > 800. α = 300 khi dáöm coï h tháúp vaì baín. Cäút xiãn coï nhiãûm vuû chëu pháön læûc càõt væåüt quaï khaí nàng cuía âai vaì BT. * Âiãöu kiãûn cæåìng âäü trãn tiãút diãûn nghiãng C báút kyì: Q ≤ QÂB+Σ.Raâ.Fx.sinα. (4 - 53) * Âiãöu kiãûn cæåìng âäü trãn tiãút diãûn nguy hiãøm nháút C0: Q ≤ Qâb+Σ.Raâ.Fx.sin α. * Tênh cäút xiãn: Muûc âêch xaïc âënh cäút âai vaì cäút xiãn âãø cuìng BT chëu læûc càõt trãn tiãút diãûn nghiãng nhæng ta chè coï mäüt phæång trçnh maì chæïa ráút nhiãöu áøn vç váûy phaíi loaûi båït áøn bàòng caïch choün træåïc âai (Tæïc biãút n, fâ, u thoía caïc yãu cáöu cáúu taûo) âãø tênh cäút xiãn (Fx). Rn.f - Tênh q = aâ â . â u 2 2R kbh 0 - Tênh C0 = (Giäúng nhæ chè coï cäút âai). q â 2 - Tênh Qâb = 8R k0bh .q â - Tênh diãûn têch caïc låïp cäút xiãn Fxi. Tæì caïc phæång trçnh cán bàòng læûc càõt trãn C vaì C0 ta coï: KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 15
Chæång 4 QQiD− B Trãn tiãút diãûn nghiãng C báút kyì ∑Fx = Raâ sinα Qiâ− Qb Trãn tiãút diãûn nghiãng C0 ∑Fx = Raâ sinα Xeït mäüt säú træåìng håüp cuû thãø cuía C0 vaì C. F x1 Fx1 - C0 càõt qua mäüt låïp cäút xiãn, âiãöu kiãûn cæåìng âäü: Qiâ− Qb Q ≤ Qâb+ Raâ.Fx1.Sinα ⇒ Fx1 = α Raâ sinα C0 - C0 càõt qua 2 låïp cäút xiãn, âiãöu kiãûn cæåìng âäü: Q− Q Q ≤ Q + R .(F +F ).Sinα ⇒ F + F = iâb âb aâ x1 x2 x1 x2 F F Raâ sinα x1 x2 C0 càõt qua nhiãöu låïp cäút xiãn ta cuîng tênh tæång tæû. - Ngoaìi ra TD nghiãng C1 chè càõt 1 låïp cäút xiãn nhæng ráút gáön tiãút diãûn nguy hiãøm C nãn cuîng phaíi xeït, âiãöu kiãûn cæåìng âäü: 0 C QQ− C1 1 Q ≤ Q C1+ R .F .Sinα ⇒ F = iDB ÂB aâ x1 x1 C0 Raâ sinα C2=C0 - Màût khaïc coï thãø xuáút hiãûn TD nghiãng C2= C0 chè càõt qua Fx2: QQ2 − âb ⇒ Fx1 = Raâ sinα Tuy váûy qui phaûm cho pheïp tênh toaïn mäüt caïch âån giaín vaì an toaìn hån bàòng caïch chè xem C0 chè càõt qua 1låïp cäút xiãn. Khi âoï âiãöu kiãûn cæåìng âäü seî laì: Q1 ≤ Qâb+Raâ.Fx1.Sinα. Q2 ≤ Qâb+Raâ.Fx2.Sinα. Trong âoï Q1, Q2, tæång æïng taûi âáöu tæìng màût càõt C0, ta tênh âæåüc: Qiâ− Qb Fxi = (4 - 54) ≤umax ≤umax Raâ sinα Yãu cáöu bäú trê cäút xiãn: Q1 Q2 Trãn âoaûn dáöm coï Q > Qâb phaíi bäú trê cäút xiãn. Q3 Q Qâb âb P ≤umax ≤umax ≤umax ≤umax ≤umax KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 16
Chæång 4 5.6 Những yêu cầu cấu tạo để đảm bảo cường độ trên tiết diện nghiêng chịu mô men : Âiãöu kiãûn cæåìng âäü (4 - 42) coï thãø thoía maîn bàòng mäüt säú yãu cáöu cáúu taûo. Sau âáy ta xeït caïc yãu cáöu cáúu taûo âãø âaím baío âiãöu kiãûn tdng chëu mämen âoï. a. Neo cốt dọc chịu kéo tại các gối tựa tự do: Cäút theïp chëu keïo âæåüc neo täút thç måïi phaït huy âæåüc khaí nàng chëu læûc, nãúu neo keïm thç cäút theïp dãù bë tuäüt khi chæa âaût âæåüc cæåìng âäü giåïi haûn vaì dáöm seî bë phaï hoaûi theo tdng âi qua meïp gäúi do mämen. C da Khi Q ≤ k1.Rk.b.h0. Âoaûn neo la ≥ 5d thæåìng laì la ≥ 10d. Nãúu læåïi haìn coï cäút âån thç trãn âoaûn la êt nháút phaíi coï d 1 cäút ngang neo caïch nuït cäüt doüc 1 âoaûn C: C ≤ 15 khi d ≤ 10. la C ≤ 1,5d khi d > 10. C Khi Q > k1.Rk.b.h0. Âoaûn neo la ≥1,5d. la ≥10d khi Mbt ≥200 vaì theïp coï gåì. Nãúu khung hay læåïi cäút haìn våïi cäút doüc chëu læûc troìn d trån thç trãn âoaûn la phaíi coï êt nháút hai thanh neo våïi la C vaì da quy âënh nhæ trãn. b. Uốn cốt dọc chịu k éo: M 1. Biãøu âäö bao váût liãûu: (BÂBVL). Biãøu âäö bao váût liãûu cuía dáöm laì âæåìng biãøu diãùn khaí nàng chëu læûc cuía dáöm âoï. BÂBVL cuía dáöm BT cäút theïp (âàût cäút âån) âæåüc xáy dæûng bàòng caïch: RFaa 2 Dáöm âaî biãút b, h, Fa → Tênh α = → A → Tênh MVL = A.Rn.b.h0 → Veî MVL trãn truûc Rbn0h cuìng tè lãû våïi biãøu âäö bao Mämen (BÂBM). BÂBVL phaíi bao ngoaìi BÂBM. Giaí sæí coï dáöm nhæ hçnh veî. Biãøu âäö bao q M låïn nháút taûi giæîa nhëp. Våïi Mmax tênh âæåüc Fa=2φ22 + 1φ18 → veî âæåìng bèãu diãùn khaí nàng chëu læûc cuía dáöm coï 2φ22+1φ18 nhæ 1φ18 h 2 trãn (âæåìng 1). Nhæng taûi gáön 2 âáöu dáöm M giaím nhæng Q låïn nãn ta dæû âënh uäún 1φ18 1 l b 2φ22 lãn thaình cäút xiãn. Sau khi uäún cäút theïp chëu keïo chè coìn 2φ22, ta laûi veî âæåìng biãøu diãøn 1-1 M chè våïi 2φ22 (âæåìng 2). VL M 2φ22 (2) a b e g c d (1) 2φ20+1φ18 KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 17
Chæång 4 Âæåìng (1) vaì (2) âæåüc näúi våïi nhau bàòng âoaûn xiãn tæång æïng våïi vë trê caïc âiãøm uäún cuía cäút xiãn. Âæåìng gáúp khuïc bao ngoaìi BÂBM laì BÂBVL. 2. Uäún cäút doüc: ≥h0/2 Khoaíng caïch tæì khåíi âiãøm cuía cäút xiãn N1 I II trong vuìng keïo (Tiãút diãûn I-I) âãún TD maì taûi âoï cäút doüc âæåüc táûn duûng hãút khaí nàng chëu læûc (Tiãút diãûn Z II-II) phaíi ≥ (h /2). Nãúu âiãöu kiãûn naìy khäng âaím a 0 N1 baío thç âiãöu kiãûn cæåìng âäü trãn TD nghiãng chëu M II seî khäng âæåüc âaím baío. I Z Thæûc váûy, âãø âaím baío cæåìng âäü trãn tdng x N1-N, thç caïnh tay âoìn Zx phaíi khäng nhoí hån caïnh tay âoìn Za. Âiãöu naìy xaíy ra khi khoaíng caïch tæì (I-I) âãún (II-II) ≥ h0/2. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 18
Chæång 4 c.Cắt cốt dọc chịu kéo: Âãø tiãút kiãûm theïp, ngæåìi ta thæåìng càõt båït mäüt säú cäút theïp chëu keïo åí ngoaìi phaûm vi gäúi tæûa (cuía dáöm liãn tuûc) maì theo tênh toaïn thç khäng cáön thiãút næîa (do M giaím nhiãöu). Giaí sæí ta coï dáöm BT cäút theïp liãn tuûc nhæ hçnh veî. Taûi gäúi diãûn têch cäút theïp chëu keïo yãu cáöu laì Fa=Fa1+Fa2. Nhæng khi ra xa gäúi M giaím âi nhiãöu, taûi tiãút diãûn o-o theo tênh toaïn ta coï thãø càõt boí cäút theïp Fa2, TD o-o goüi laì màût càõt lyï thuyãút. F F a1 1 a1 1 B o A Fa1 F F a2 2 a2 B o A A-A B-B Fa=Fa1+Fa2 W Fa1 MA Mg M M 0 B Nhæng nãúu càõt ngay taûi âoï thç khaí nàng chëu uäún trãn TD nghiãng (Chàóng haûn oA) seî khäng âæåüc âaím baío, vç thæûc tãú M taïc duûng lãn tdng âoï laì MA>M0 nhæng cäút chëu keïo váùn laì Fa1=Fa-Fa2 vaì coï thãm mäüt säú êt cäút âai chëu mä men uäún maì thäi. Säú cäút âai maì tdng oA càõt qua khäng âuí âãø chëu pháön mämen MA-M0. Âãø khäng bë phaï hoaûi trãn TD nghiãng do mä men ta phaíi keïo cäút theïp Fa2 ra ngoaìi màût càõt lyï thuyãút o-o mäüt âoaûn W næîa (âãún âiãøm B). Xeït TD nghiãng AB thç tuy M0< MA nhæng læåüng cäút âai âi qua màût càõt nghiãng AB âuí låïn âãø chëu âæåüc pháön mämen MA-M0 âoï. Ngæåìi ta âaî chæïng minh âæåüc ràòng: 0,8.Q W = + 5d vaì W ≥ 20d; 2.q d Trong âoï Q: Læûc càõt taûi âiãøm càõt lyï thuyãút, láúy bàòng âäü däúc cuía biãøu âäö mämen. d: Âæåìng kênh cäút doüc bë càõt. R .n.f q = ad d . â u 5d: Âoaûn cáön thiãút âãø cäút doüc bàõt âáöu chëu læûc. Khi trong vuìng càõt theïp coï cäút xiãn thç: 0,8.Q - Q W = x + 5d vaì W ≥ 20d; 2.q d Trong âoï Qx= ΣRaâ.Fx.Sinα våïi ΣFx diãûn têch nhæîng låïp cäút xiãn trong vuìng càõt theïp. Âãø âån giaín vaì an toaìn ΣFx laì diãûn têch låïp cäút xiãn càõt qua TD càõt lyï thuyãút, laì diãûn têch låïp cäút xiãn nàòm phiaï træåïc màût càõt lyï thuyãút. Thê duû: Xem saïch. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 19
Chæång 4 KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 20
Chæång 5 SAÌN PHÀÓNG. 1. GIỚI THIỆU CHUNG: Saìn BTCT âæåüc sæí duûng khaï räüng raîi trong xáy dæûng vaì dæåïi nhiãöu daûng khaïc nhau: saìn nhaì dán duûng, cäng nghiãûp, caïc daûng maïi bàòng, maïi nghiãng, baín cáúu thang, caïc daûng moïng, âaïy bãø, tæåìng chàõn Saìn BTCT coï æu âiãøm laì khaí nàng chëu læûc låïn, âa nàng, thiãút kãú vaì thi cäng âån giaín. 1.1 Phân loại: a. Theo PP thi công: Coï saìn toaìn khäúi, saìn làõp gheïp vaì saìn næía làõp gheïp. b. Theo sơ đồ kết cấu: Coï saìn sæåìn vaì saìn khäng sæåìn (saìn náúm). Daûng saìn sæåìn âæåüc sæí duûng phäø biãún, noï coìn âæåüc phán thaình nhiãöu loaûi (kãút håüp våïi PP thi cäng vaì tênh cháút laìm viãûc cuía baín saìn): - Saìn sæåìn toaìn khäúi coï baín loaûi dáöm (baín saìn laìm viãûc 1 phæång). - Saìn sæåìn toaìn khäúi coï baín kã 4 caûnh (baín saìn laìm viãûc 2 phæång). - Saìn sæåìn ä cåì. - Saìn sæåìn pa nen làõp gheïp. 1.2 Phân biệt bản loại dầm và bản kê 4 cạnh: Tênh cháút laìm viãûc cuía baín chuí yãúu phuû thuäüc caìo liãn kãút vaì kêch thæåïc caïc caûnh cuía baín. Xeït mäüt säú daûng cå baín sau: - Khi baín chè coï liãn kãút åí 1 caûnh hoàûc 2 caûnh âäúi diãûn, taíi troüng taïc duûng lãn baín chè âæåüc truyãön theo phæång coï liãn kãút, hay baín chè laìm viãûc theo 1 phæång. Ta goüi laì baín loaûi dáöm. q q q - Khi baín coï liãn kãút åí caí 4 caûnh (hoàûc åí 2, 3 l l l caûnh khäng chè âäøi diãûn), taíi troüng âæåüc truyãön vaìo liãn kãút theo caí 2 phæång. Ta goüi loaûi naìy laì baín kã 4 caûnh (laìm viãûc 2 phæång). q l q l Våïi baín laìm viãûc 1 phæång ta dãù daìng xaïc 2 2 2 2 âënh âæåüc näüi læûc trong baín (nhæ tênh näüi læûc dáöm), nhæng våïi baín kã 4 caûnh thç khäng âån q1 q1 giaín: - Xeït baín kã tæû do åí 4 caûnh chëu taíi troüng phán bäú âãöu; l1 l1 Goüi taíi troüng truyãön theo phæång caûnh beï l1 laì q1, taíi troüng truyãön theo phæång caûnh låïn l2 laì q2. Ta coï: q = q1+ q2. (5 - 1) Càõt 2 daîi baín coï bãö räüng bàòng âån vë taûi chênh giæîa baín theo 2 phæång. Âäü voîng taûi âiãøm giæîa cuía mäùi daíi: KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
Chæång 5 1 5 q .l 4 + Theo phæång l : f = . 1 1 ; 1 1 384 E.J 4 5 q2 .l2 + Theo phæång l : f = . ; q2 l2 2 2 384 E.J 1 Âiãøm giæîa cuía 2 daîi baín âang xeït trung nhau, tæïc f = f ⇒ q .l 4 = q .l 4 . (5 - 2) 1 2 1 1 2 2 q l 4 l 4 1 Tæì (5 - 1) vaì (5 - 2): q = 2 .q vaì q = 1 .q; (5 - 3) 1 4 4 2 4 4 l1 + l2 l1 + l2 l 4 l1 q = 2 .q ; (5 - 4) 1 4 2 l1 l2 q1 Khi l2 > l1 thç q1 > q2. Nãúu tyí säú >3 thç >81, nhæ váûy pháön låïn taíi troüng taïc duûng trãn baín âæåüc truyãön l1 q2 theo phæång caûnh ngàõn l1, vaì coï thãø boí qua pháön taíi truyãön theo phæång caûnh daìi l2 (tæïc xem baín nhæ loaûi dáöm). 1.3 Khái niệm về khớp dẻo-Sự phân bố lại nội lực do xuất hiện khớp dẻo: a Khái niệm khớp dẻo: Xeït 1 dáöm chëu uäún cho âãún khi bë phaï hoaûi. Giaí sæí dáöm âæåüc cáúu taûo theïp Vuìng BT coï sao cho khi bë phaï hoaûi coï: biãún daûng deío - ÆÏng suáút trong cäút theïp chëu keïo âaût giåïi haûn chaíy; - ÆÏng suáút trong BT vuìng neïn âaût giåïi haûn chëu neïn vaì coï biãún daûng deío låïn; cäút theïp chëu keïo Luïc naìy taûi TD âang xeït coï biãún daûng tàng nhæng näüi læûc khäng tàng vaì coï âaût giåïi haûn chaíy giaï trë laì giåïi haûn chëu uäún Mgh. Ta noïi ràòng taûi TD âaî xuáút hiãûn 1 khåïp deío (khåïp deío khaïc våïi khåïp bçnh thæåìng laì taûi khåïp deío coï 1 mä men khäng âäøi goüi laì mä men khåïp deío Mkd = Mgh). Våïi kãút cáúu ténh âënh, sæû xuáút hiãûn khåïp deío âäöng thåìi våïi kãút cáúu bë phaï hoaûi. Våïi kãút cáúu siãu ténh xuáút hiãûn khåïp deío laìm giaím 1 báûc siãu ténh cuía hãû. Sæû phaï hoaûi cuía kãút cáúu khi säú khåïp deío âuí âãø hãû bë biãún hçnh. - Traûng thaïi khi xuáút hiãûn khåïp deío cuäúi cuìng træåïc khi kãút cáúu bë phaï hoaûi goüi laì traûng thaïi cán bàòng giåïi haûn. - Phæång phaïp tênh theo så âäö deío (xeït âãún sæû hçnh thaình caïc khåïp deío cho âãún khi hãû sàõp bë phaï hoaûi) goüi laì tênh theo traûng thaïi cán bàòng giåïi haûn. b Sự phân bố lại nội lực: Khi xuáút hiãûn khåïp deío, trong dáöm coï sæû phán bäú laûi näüi læûc. Xeït dáöm chëu taíi coï så âäö nhæ sau: M M - Nãúu tênh theo så âäö âaìn häöi, tyí säú A , B laì khäng âäøi våïi 1 daûng taíi troüng. P Mnh Mnh Khi P tàng âãún P1 giaí sæí taûi gäúi A xuáút hiãûn khåïp deío træåïc. Luïc naìy nãúu P a b tàng thç mä men taûi gäúi A khäng tàng, coìn taûi caïc TD váùn tàng. MA MB Khi P tàng âãún P2 giaí sæí taûi gäúi B xuáút hiãûn khåïp deío. Nãúu P tàng thç mä men taûi caïc gäúi A vaì B khäng tàng, coìn taûi caïc TD váùn tàng. Mnh Khi P tàng âãún P3 giæîa nhëp hçnh thaình khåïp deío, kãút cáúu bë phaï hoaûi: âáy laì TT cán bàòng giåïi haûn. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 2
Chæång 5 Nhæ váûy khi hçnh thaình khåïp deío, trong kãút cáúu coï sæû phán bäú laûi näüi læûc, âáy laì yãúu täú coï låüi traïnh sæû phaï hoaûi cuûc bäü. MkdA P MkdB Khi taûi caïc gäúi hçnh thaình khåïp deío, tæì så âäö trãn coï thãø thay ngaìm bàòng caïc liãn kãút khåïp vaì mäüt mä men khåïp deío. a b Goüi M0 laì mä men cuía dáöm âån giaín tæång æïng våïi P3, ta coï: b a MkdA MkdB M = M + .M + .M . 0 kd-nh l kdA l kdB Kãút håüp våïi quan hãû M0 = M(P3) xaïc âënh âæåüc taíi troüng åí TT cán Mkdnh bàòng giåïi haûn. c Điều kiện để tính theo sơ đồ dẻo: Âãø hçnh thaình khåïp deío, váût liãûu vaì hãû phaíi coï caïc tênh cháút sau: - Cäút theïp coï thãöm chaíy roî rãût (duìng theïp deío, dáy theïp keïo nguäüi, khäng duìng theïp dáûp nguäüi ) - Traïnh sæû phaï hoaûi do BT vuìng neïn bë hoíng do eïp våî hoàûc càõt âæït (chiãöu cao vuìng neïn khäng quaï låïn α ≤ αd; BT maïc ≤ 300 αd= 0.31; BT maïc ≥ 400 αd= 0.295; ⇒ láúy αd= 0.30). - Âãø haûn chãú bãö räüng khe næït taûi TD coï khåïp deío âáöu tiãn: Mkd ≥ 0,7Mâh . 2. SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN LOẠI DẦM: 2.1 Sơ đồ kết cấu: Saìn coï thãø coï dáöm chênh âàût theo phæång doüc hoàûc theo phæång ngang (tuyì thuäüc sæû bäú trê chung cuía cäng trçnh, yãu cáöu thäng gioï, chiãúu saïng ). Caïc bäü pháûn chênh cuía saìn: 1 3l1 1. Baín, 4. Cäüt, 2. Dáöm phuû, 5. Tæåìng. 2 3l 3. Dáöm chênh, 1 3 Saìn gäöm baín saìn vaì hãû dáöm (sæåìn) âuïc liãön khäúi: baín kã lãn dáöm phuû, dáöm phuû gäúi lãn 3l1 5 l dáöm chênh, dáöm chênh gäúi lãn cäüt vaì tæåìng, 2 l1 l Khoaíng caïch dáöm phuû l1 = (1-4)m, thæåìng l1 4 1 l l 2 = (1,7-2,8)m. 1 l l l 3l 3l l2 l2 l2 1 1 1 1 1 Khoaíng caïch dáöm chênh l2= (4-10)m, thæåìng l2 = (5-8)m. ⎛ 1 1 ⎞ 5 1 Chiãöu daìy baín hb = ⎜ − ⎟ l1. (trong moüi træåìng håüp hb ≥ 6cm) ⎝ 35 25 ⎠ ≥ 5cm våïi saìn maïi; 2 3 4 ≥ 6cm våïi saìn nhaì dán duûng; l1 l1 l1 l1 ≥ 7cm våïi saìn nhaì CN; ⎛ 1 1 ⎞ ⎛ 1 1 ⎞ Chiãöu cao dáöm phuû hdp = ⎜ − ⎟ nhëp; Chiãöu cao dáöm chênh hdc = ⎜ − ⎟ nhëp; ⎝ 20 12 ⎠ ⎝12 8 ⎠ Bãö räüng dáöm bd = (0,3 - 0,5)hd; Nãúu chu vi saìn âæåüc kã lãn tæåìng gaûch, âoaûn kã: ≥ (12cm vaì hb) våïi baín; ≥ 22cm våïi dáöm phuû; ≥ 34cm våïi dáöm chênh; 2.2 Tính nội lực sàn: KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 3
Chæång 5 a Tính bản theo sơ đồ dẻo: - Så âäö tênh: Càõt daîi baín räüng = âån vë (1m) theo phæång caûnh ngàõn, boí qua aính hæåíng qua laûi giæîa caïc daîi; Xem caïc daîi baín laìm viãûc âäüc láûp nhæ dáöm liãn tuûc tæûa lãn dáöm phuû vaì tæåìng. - Taíi troüng: Tènh taíi g (troüng læåüng baín thán baín BTCT vaì caïc låïp cáúu taûo ) Hoaût taíi p (taíi troüng sæí duûng trãn saìn) phán bäú âãöu trãn màût saìn âæåüc qui vãö phán bäú âãöu trãn daîi baín. - Nhëp tênh toaïn: bt Nhëp giæîa láúy bàòng khoaíng caïch giæîa 2 meïp dáöm phuû l = l1 - bdp; Nhëp biãn láúy bàòng khoaíng caïch tæì meïp dáöm phuû âãún caïch lb l l bdp bt hb meïp tæåìng næía láön chiãöu daìy baín l = l - - + ; l l l l b 1 2 2 2 1 1 1 1 - Näüi læûc: Theo så âäö deío ta coï: g p q.l2 Nhëp biãn vaì gäúi thæï 2: M = ± b ; (5 - 5) 11 2 l l l l q.l b Nhëp giæîa vaì gäúi giæîa: M = ± ; (5 - 6) 2 2 16 q.lb q.l Trong âoï q = g + p; 11 16 b Tính dầm phụ theo sơ đồ dẻo: - Så âäö tênh: nhæ dáöm liãn tuûc gäúi lãn dáöm chênh vaì tæåìng. - Taíi troüng: phán bäú âãöu gäöm a Tènh taíi: gd = g.l1 + g0 (baín truyãön vaìo vaì troüng læåüng baín thán pháön sæåìn dáöm phuû). lb bdc l l bdc Hoaût taíi pd = p.l1. l l l l - Nhëp tênh toaïn: 2 2 2 2 Nhëp giæîa láúy bàòng khoaíng caïch giæîa 2 meïp dáöm chênh gd pd l = l2 - bdc; Nhëp biãn láúy bàòng khoaíng caïch tæì meïp dáöm chênh âãún tám bdc bt a l l l l gäúi tæåìng l = l - - + ; b b 2 2 2 2 - Näüi læûc: Coï thãø duìng PP täø håüp taíi troüng (våïi caïc dáöm báút kyì) hoàûc duìng caïc cäng thæïc vaì baíng láûp sàõn (dáöm âãöu nhëp chëu taíi trong caïc nhëp giäúng nhau) âãø veî BÂB mä men, læûc càõt. 2 Tung âäü nhaïnh dæång BÂB mä men: M = β1.q.l ; (5 - 7) 2 Tung âäü nhaïnh ám BÂB mä men: M = β2.q.l ; (5 - 8) Caïc giaï trë β1, β2 tra baíng. Læûc càõt xaïc âënh nhæ sau: Taûi gäúi A QA = 0,4.q.l; (5 - 9) tr Taûi meïp traïi gäúi B QB = 0,6.q.l; (5 - 10) ph tr ph Taûi meïp phaíi gäúi B vaì caïc gäúi giæîa QB = QC = QC = =0,5.q.l; (5 - 11) Trong âoï q = g + p; l laì nhëp tênh toaïn. bt c Tính dầm chính theo sơ đồ đàn hồi: KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 4 bc l1 l1 l1 l1 l1 l1 l1 P P P