Tài liệu LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

MỤC LỤC 1. Tính toán thép dâầm............................................................................................................................................1 2. Tinh thep côôt lêôch tâm phăng:..........................................................................................................................3 3. Tinh toan thep côôt lêôch tâm xiên.......................................................................................................................6 4. Tính toán thép sàn..............................................................................................................................................9 5. Tinh toan thep vach.........................................................................................................................................10 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN - 1. Tính toán thép dầm. Vât liêu sư dung:  Bê tông cââp đô bêên co: Rb; Rbt; Eb.  Điêêu kiên đam bao cho bê tông tiêâp tuc tăng cương đô tôât theo th ơi gian (  b 2 ) R ;  R Côât thep chiu lưc thep nhom: CII, A-II co: Rs; Rsc; Es Côât thep đai sư dung thep nhom: CI, A-I co: Rsw; Es Tiêât diêôn b x h Nôôi lưc: M va Q Tính thép dọc:  Gia thiêât a = 3,5  5 hoăôc a = h/10 (cm)  h0 = h – a (cm)  Tinh:     - M  b .Rb .b.h0 2   R (thoa điêêu kiêôn tinh côât đơn)   1  1  2. m   0,5.(1  1  2. m ) m  hay  Tinh: As  M  . b .Rb .b.h0 As   .Rs .h0 Rs hay  Ham lương côât thep: min  0,05%  tt  As  . .R .100   max  R b b .100 b.h0 Rs Ghi chú: nếu tt  min thì As   min .b.h0  Chon thep: => Asch  Chênh lêch diên tich côât thep: As ch  As As  .100 As ch -3%  10%  Ơ gôâi chiu moment âm, ta tinh theo tiêât diên chư nhât.  Ơ nhip chiu moment dương, ta tinh theo tiêât diên chư T nhưng đ ê thiên vêê an toan ta tinh theo tiêât diên chư nhât. - Tinh thep ngang:  Điêêu kiên câên khi tinh côât đai: b 3 .(1   f  n ). b .Rbt .b.h0  Qmax (t.d co canh thuôc vung chiu keo: f = 0; n= 0)  Chon đương kinh đai (As đai), nhanh đai (n): Asw = As đai . n  Kha năng chiu lưc côât đai: Q2 qs  4.b 2 . b .Rbt .b.h0 2  Khoang cach côât đai theo tinh toan: R .A Stt  sw sw qsw  Khoang cach lơn nhâât cua côât đai:  . .R .b.h Smax  b 4 b bt 0 Q  Khoang cach côât đai theo cââu tao: Tai gôâi (đoan L/4): Tai nhip (đoan L/2): Khi h  450 thì Sct  min (h/2; 150) Khi h > 300 thì Sct  min (3h/4; 500) Khi h > 450 thì Sct  min (h/3; 300)  Chon khoang cach đai: Tai gôâi (đoan L/4): S gôâi = min(Stt; Smax; Sct) Tai nhip (đoan L/2): S nhip = Sct Ghi chu: khoang cach đai lam tron 5mm [=int(S/5).5]  Kha năng chiu ưng suâât nen chinh bung dâêm: Qmax  0,3. wl .bl . b .Rb .b.h0 E .A  wl  1  5. s sw Eb .b.S bl  1  0,01. b .Rb trong đó:  Kha năng chiu căât côât đai: R .A qsw  s sw S  Kha năng chiu căât côât đai va bê tông: Qwb  4.b 2 . b .Rbt .b.h0 2 So sanh: Q va Qwb => Kêât luâôn - 2. Tinh thep côôt lêôch tâm phăng: Vâôt liêôu sư dung:  Bê tông cââp đô bêên co: Rb; Rbt; Eb.  Điêêu kiên đam bao cho bê tông tiêâp tuc tăng cương đô tôât theo th ơi gian (  b 2 ) R ;  R Côât thep chiu lưc thep nhom: CII, A-II co: Rs; Rsc; Es Côât thep đai sư dung thep nhom: CI, A-I co: Rsw; Es Hêô sôâ chiêêu dai  = 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 2 Chiêêu dai hình hoc L Tiêât diêôn b x h Nôi lưc: N, M va Q Tính thép dọc:  Gia thiêât a = 3,5  5 hoăôc a = h/10 (cm)  h0 = h – a (cm)  Xac đinh đôô manh:       -   .L l0  h h  Xac đôô lêôch tâm cua lưc doc: M e1  (cm) N  Xac đôô lêôch tâm ngââu nhiêôn: L h ea  max( , )(cm) 600 30  Xac đôô lêôch tâm tinh toan: e0  max(e1; ea ) Kêât cââu hêô siêu tinh: Kêât cââu hêô tinh đinh: e0  e1  ea  Tinh: b.h3 Ib  12 Gia thiêât: gt = 1%  3% I s   gt .b.h0 .(0,5.h  a) 2  Tinh: S 0,11  0,1 e0 0,1  h  Hêô sôâ anh hương cua tac dung dai han: M  N dh .0,5.h l  1  dh 2 M  N .0,5.h (Nêâu bo qua Mdh va Ndh thì l = 2)  Tinh: N cr  6,4.Eb I b .S Es .I s .(  ) l0 2 l Eb  Xet anh hương cua uôân doc: Nêâu   8 thì  = 1  Nêâu  > 8 thì: 1 1 N N cr  Tinh: e   .e0  0,5.h  a  Tinh: e '   .e0  0,5.h  a  Tinh:  1  R  x '   R   1  50. 0 2   hay e '  e  h  2.a trong đo: 0 = e0/h  Xac đinh trương hơp lêôch tâm: Trương hơp 1: x N  b .Rb .b >  R .h => Trương hơp lêôch tâm be. Diêôn tich côât thep: As  As '  N .e   b .Rb .x '.(h0  0,5.x ') Rsc .(h0  a ') Trương hơp 2: x N  b .Rb .b   R .h => Trương hơp lêôch tâm lơn. Nêâu x  2.a’ Diêôn tich côât thep: As  As '  N .(e  h0  0,5.x) Rsc .(h0  a ') Nêâu x < 2.a’ Diêôn tich côât thep: As  As '  N .e ' Rsc .(h0  a ')  Kiêm tra ham lương côât thep: A  As '  s .100 b.h0  min  0,1%  0,4% ; max  3,5%  6% ; Ghi chú: nếu tt  min thì As   min .b.h0  Chon thep: => Asch ; bôâ tri thep đôâi xưng  Chênh lêch diên tich côât thep: As ch  As As  .100 As ch -3%  10% Lưu y: Khi tinh toan côt nen lêch tâm phăng 2 phương, tinh thep theo ph ương nao thì kich thươc côt (bxh) lâây theo phương tương ưng, va tinh phương nao bôâ tri theo ph ương đo. - Tinh thep ngang: Tương tư, tinh thep ngang cho côôt giôâng như tinh thep ngang cho dâêm. Thông thương lưc căât trong côôt nho nên thương chon theo cââu tao:  Đương kinh đai:  d .max ) 4  min(15. d .min ; b)  đai  max(6;  Khoang cach đai: S đai  Khoang cach đa tai vi tri nôâii: Sđai  10. d .min - 3. Tinh toan thep côt lêch tâm xiên. Vâôt liêôu sư dung:  Bê tông cââp đô bêên co: Rb; Rbt; Eb.  Điêêu kiên đam bao cho bê tông tiêâp tuc tăng cương đô tôât theo th ơi gian (  b 2 ) R ;  R Côât thep chiu lưc thep nhom: CII, A-II co: Rs; Rsc; Es Côât thep đai sư dung thep nhom: CI, A-I co: Rsw; Es Hêô sôâ chiêêu dai  = 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 2 Chiêêu dai hình hoc L Tiêât diêôn Cx x Cy Nôi lưc: N, Mx, My va Q Tính thép dọc:  Xác định đô ô mãnh theo 2 phương: l0 x  .L x         - 1 .Cx 0, 288.Cx 12 l0 y  .L y   1 .C y 0, 288.C y 12  = max(x; y)  Tính : Ix  N x th C y .C x 3 12 2,5.Eb .I x  l0 2 Iy  Cx .C y 3 N y th  12 2,5.Eb .I y l0 2  Xét ảnh hưởng của uốn dọc Nếu x  28 thì x = 1 x  x > 28 thì 1 1 N N x th Nêâu Nếu y  28 thì y = 1 y  Nêâu y > 28 thì 1 1 N N y th  Tính: Mxl = x.Mx Myl = y.My  Xác định phương tính toán: Theo phương X Theo phương Y M x1 M y 1  Cx Cy Cx = h; Cy = b M1 = Mx1; M2 = My1 eax  max( M y1 M x 1  C y Cx Cx = b; Cy = h M1 = My1; M2 = Mx1 L h ; ) 600 30 eay  max( ea = eax + 0,2.eay     L b ; ) 600 30 ea = eay + 0,2.eax Gia thiêât a = 3,5  5 hoăôc a = h/10 (cm) h0 = h – a (cm) Z = h – 2.a Tinh: x N  b .Rb .b Nêâu x  h0 thì m0  1  0,6.x h0 Nêâu x  h0 thì m0 = 0,4  Xac đinh moment tương đương: h M  M 1  m0 .M 2 . b  Tinh:  1  R  x '   R   1  50. 0 2   trong đo: 0 = e0/h  Xac đôô lêôch tâm cua lưc doc: e1  M (cm) N  Xac đôô lêôch tâm tinh toan: e0  max(e1; ea ) Kêât cââu hêô siêu tinh: Kêât cââu hêô tinh đinh: e0  e1  ea  Tinh: e   .e0  0,5.h  a  Tinh: e '   .e0  0,5.h  a hay e '  e  h  2.a  Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm: 1 γe   0.5−ε .2 ε   Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: ϕe ϕ  1−ϕ . ε 0,3  Tính: Khi  ≤ 14 thì:  = 1 Khi 14<  < 104 thì:  = 1,028 – 0,00002882 – 0,0016  Xac đinh trương hơp lêch tâm: Trường hợp 1:Khi ε e0 h0 ≤0, 30 tính theo trường hơp nén lệch tâm rất bé. Diện tích toàn bộ cốt thép Ast:  e .N   b .Rb .b.h e Ast  Rsc   b .Rb Trường hợp 2: Khi ε e0 0, 30 h0 và x1>R.h0 tính theo trường hợp nén lệch tâm bé. Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: Ast  N .e   b .Rb .b.x '.( h0  x' ) 2 k .RSC .Z Trường hợp 3:Khi ε e0 h0 với k =0,4 0, 30 và x1 ≤ R.h0 tính theo trường hợp nén lệch tâm lớn Diện tích toàn bộ cốt thép Ast: Ast  N .(e  0,5.x  h0 ) k .RS .Z  Kiêm tra ham lương côât thep: A   s .100  min  0,1%  0,4% b.h ; max  3,5%  6% ; Ghi chú: nếu tt  min thì As   min .b.h  Chon thep: => Asch ; bôâ tri thep theo chu vi  Chênh lêch diên tich côât thep: -3%  - As  As ch  As .100 As ch 10% Tinh thep ngang: Tương tư, tinh thep ngang cho côôt giôâng như tinh thep ngang cho dâêm. Thông thương lưc căât trong côôt nho nên thương chon theo cââu tao:  Đương kinh đai:  d .max ) 4  min(15. d .min ; b)  đai  max(6;  Khoang cach đai: S đai  Khoang cach đa tai vi tri nôâii: Sđai  10. d .min - 4. Tính toán thép sàn. Vât liêu sư dung:  Bê tông cââp đô bêên co: Rb; Rbt; Eb.  Điêêu kiên đam bao cho bê tông tiêâp tuc tăng cương đô tôât theo th ơi gian (  b 2 ) R ;  R  Côât thep chiu lưc thep nhom: CI, A-I co: Rs; Rsc; Es  Tiêât diên b x h (b la bêê rông day căât qua; h la chiêêu day san)  Nôôi lưc: M - Tính thép:  Gia thiêât a = 1,5  2 hoăôc a = h/10 (cm)  h0 = h – a (cm)  Tinh: M  b .Rb .b.h0 2   R (thoa điêêu kiêôn tinh côât đơn)   1  1  2. m   0,5.(1  1  2. m ) m  hay  Tinh: As  M  . b .Rb .b.h0 As   .Rs .h0 Rs hay  Ham lương côât thep: min  0,05%  tt  As  . .R .100   max  R b b .100 b.h0 Rs Ghi chú: nếu tt  min thì As   min .b.h0  Chon thep: => Asch  Chênh lêch diên tich côât thep: As ch  As As  .100 As ch -3%  10% - 5. Tinh toan thep vach. Vâôt liêôu sư dung:  Bê tông cââp đô bêên co: Rb; Rbt; Eb.  Điêêu kiên đam bao cho bê tông tiêâp tuc tăng cương đô tôât theo th ơi gian (  b 2 ) R ;  R  Côât thep chiu lưc thep nhom: CII, A-II co: Rs; Rsc; Es  Côât thep đai sư dung thep nhom: CI, A-I co: Rsw; Es Hêô sôâ chiêêu dai  = 0,5 ; 0,7 ; 1 ; 2 Chiêêu dai hình hoc L Tiêât diên b x h Nôi lưc: N, M va Q Phương pháp 1: tính thép theo phương pháp nén lê ôch tâm phẳng.  Gia thiêât a = 3,5  5 hoăôc a = h/10 (cm)  h0 = h – a (cm)  Xac đinh đôô manh:     -   .L l0  h h  Xac đôô lêôch tâm cua lưc doc: M e01  (cm) N  Xac đôô lêôch tâm ngââu nhiêôn: h eng  max( ,2)(cm) 25  Xac đôô lêôch tâm tinh toan: Kêât cââu hêô tinh đinh: e0  e01  eng  Tinh: b.h3 Ib  12 Gia thiêât: gt = 1%  3% I s   gt .b.h0 .(0,5.h  a) 2  Tinh: S 0,11  0,1 e0 0,1  h  Hêô sôâ anh hương cua tac dung dai han: M  N dh .0,5.h l  1  dh 2 M  N .0,5.h (Nêâu bo qua Mdh va Ndh thì l = 2)  Tinh: N cr  6,4.Eb I b .S Es .I s .(  ) l0 2 l Eb  Xet anh hương cua uôân doc: Nêâu   8 thì  = 1  Nêâu  > 8 thì: 1 1 N N cr  Tinh: e   .e0  0,5.h  a  Tinh: e '   .e0  0,5.h  a hay e  0,4.(1,25.h   R .h0 )  Tinh: 0 ng e '  e  h  2.a So sanh: e0 va e0ng Nêâu e0  e0ng : trương hơp lêôch tâm lơn. Nêâu e0  e0ng : trương hơp lêôch tâm be.  Xac đinh trương hơp lêôch tâm: Trương hơp 1: x N  b .Rb .b >  R .h => Trương hơp lêôch tâm be. Xac đinh x’: Nêâu  .e0  0,2.h0 x '  h  (1,8  thì Nêâu  .e0  0,2.h0 thì Diêôn tich côât thep: As  As '  0,5.h  1,4. R ). .e0 h0 x '  1,8.(e0 gh  e0 )   R .h0 N .e   b .Rb .x '.(h0  0,5.x ') Rsc .(h0  a ') Trường hợp 2: x N  b .Rb .b   R .h => Trương hơp lêôch tâm lơn. Nêâu x  2.a’ Diêôn tich côât thep: As  As '  N .(e  h0  0,5.x) Rsc .(h0  a ') Nêâu x < 2.a’ Diêôn tich côât thep: As  As '  N .e ' Rsc .(h0  a ')  Kiêm tra ham lương côât thep: A  As '  s .100 b.h0  min  0,1%  0,4% ; max  3,5%  6% ; Ghi chu: nêâu tt  min thì As   min .b.h0  Bôâ tri thep vach: Tăng diêôn tich côât thep đa tinh lên n = (1,1 1,2) Diêôn tich côât thep vung biên trai (0,2.h): 70%.As - Diêôn tich côât thep vung biên phai (0,2.h): 70%.As’ Diêôn tich côât thep vung giưa (0,6.h): 40% 50%.As (ghi chu: đăôt thep theo chu vi vach) Phương pháp 2: tính thép theo phương pháp phân bố ứng suất.  Chia vách thành 5 vùng (1, 2, 3, 4, 5): kích thước từng vùng là (b x 0,2.h)  Ứng suất trung bình của mỗi vùng có tiết diê ôn (b x 0,2.h) i  N M  . yi A Ix i  N M  . yi A Ix (i = 1, 2, 3, 4, 5) Trong đo: N la lưc doc tac dung, M la moment tac dung y la khoang cach tư trong tâm tiêât diên đêân trong tâm vung th ư i Ix la moment quan tinh. A la diêôn tich tiêât diêôn ngang vach  Ưng suâât trung bình trong vung 1,2: (i = 1, 2)  Ưng suâât trung bình trong vung 3: N i  A (i = 3)  Ưng suâât trung bình trong vung 1,2: i  N M  . yi A Ix (i = 4, 5)  Lực kéo nén ứng với từng vùng: 1, 2, 3, 4, 5. N i  0, 2.h.b. i (i = 1, 2, 3, 4, 5)  Diêôn tich côât thep vach tinh như cââu kiêôn ch iu keo hay nen đung tâm. N   b .Rb .0,2.h.b Asi  i Rs N i  0 thì Nêâu Asi  Ni Rs N  0 thì Nêâu i  Bố trí thép cho vùng biên (1, 5): Asb = max(As1; As5)  Bố trí thép cho vùng giữa (2, 3, 4): Asg = 2.max(As2; As4) + As3 Tổng diê ôn tích cốt thép vách: As = 2.Asb + Asg  Kiêm tra ham lương côât thep:  min  0,1%  0,4%  ; As .100 b.h ; max  3,5%  6% (Ghi chu: nêâu tt  min thì As   min .b.h ). Chon thep: => Asch ; bôâ tri thep theo chu vi - Phương pháp 3: tính thép theo phương pháp giả thiết vùng chịu moment.  Chia vách thành 3 vùng (1, 2, 3): vùng biên trái, vùng giữa và vùng biên phải.  Giả thiết chiều dài vùng biên Btr và Bph là 0,2.h (tiết diê ôn: b x 0,2.h)  Xác định lực kéo hoă ôc nén từng vùng: N1  Vung biên trai (1): N M . A1  A h  0,5.Btr  0,5.B ph N . A2 A Vung biên giưa (2): N M N 3  . A3  A h  0,5.Btr  0,5.B ph N2  biên trai (3): Vung  Diê n tích cốt thép vách vùng biên chịu nén (1, 3): ô N  0,85. b .Rb . Ab 0,8.c Asi  Rs  0,85. b .Rb (c = 0,7) (i = 1, 3) Ab = 0,2.h.b  Diê ôn tích cốt thép vách vùng biên chịu kéo (1, 3): Asi  N b .Rs ( = 0,9) b (i = 1, 3)  Diê n tích cốt thép vách vùng giữa (2): ô N  0,85. b .Rb . Ab 0,8.c Asi  Rs  0,85. b .Rb (c = 0,7) (i = 2) Ab = (h – 2.0,2.h).b  Kiêm tra ham lương côât thep:  min  0,1%  0,4%  ; As .100 b.h ; max  3,5%  6% (Ghi chu:nêâu tt  min thì As   min .b.h ) Chon thep: => Asch;bôâ tri thep theo chu vi MỤC LỤC 1. Tính toán thép dâầm............................................................................................................................................1 2. Tinh thep côôt lêôch tâm phăng:..........................................................................................................................3 3. Tinh toan thep côôt lêôch tâm xiên.......................................................................................................................6 4. Tính toán thép sàn..............................................................................................................................................9 5. Tinh toan thep vach.........................................................................................................................................10