Bài giảng Bê tông cốt thép 2 - Nguyễn Thị Thùy Linh

u cầu về độ chiếu sáng cao, dễ quan sát • Thích hợp cho việc thiết kế công trình có hoạt tải lớn 36 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 19 MỤC LỤC Chương 1. Nguyên lý thiết kế kết cấu BTCT Chương 2. Kết cấu sàn BTCT Chương 3. Kết cấu mái bê tông cốt thép Chương 4. Kết cấu khung BTCT Chương 5. Kết cấu nhà công nghiệp BTCT Chương 6. Kết cấu móng BTCT Chương 7. Cầu thang BTCT Chương 8. Bể chứa chất lỏng 37 Nội dung chính Khái niệm chung và phân loại 1 2 3 4 Thành phần của hệ kết cấu mái 38 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 20 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngPhân loại • Theo độ dốc mái Khi i ≤ 1/8 gọi là mái bằng, khi i > 1/8 là mái dốc • Theo phương pháp thi công Mái toàn khối và mái lắp ghép • Mái toàn khối, khả năng chống thấm cao và thường được sử dụng, cấu tạo gồm các lớp cách nhiệt 100 – 150 mm, vữa chống thấm 15 – 20 mm và 2 lớp gạch là nem • Mái lắp ghép, bao gồm các lớp cấu tạo như mái toàn khối riêng bản mái là các panen mái kích thước 6×1,5m ; 6×3m 39 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngPanne mái • Panen mái kích thước 6×1,5 m 6×3 m 12×1,5 m 12×3 m Panen mái định hình 6×1,5 m 40 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 21 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phương Xà gồ • Xà gồ đặt cách nhau 1 – 3 m tùy theo kích thước của tấm panen 41 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngDầm mái • Dầm mái, nếu nhịp ≤ 18m dùng BTCT thường, lớn hơn dùng BTCT ƯLT Chiều cao giữa dầm (1/10  1/15)L Chiều cao đầu dầm (1/20  1/35) L Độ dốc mái i = 1/8; 1/10; 1/12 Chiều dày bản bụng  80 mm ( 90mm nếu dùng BTƯLT) Bề rộng cánh chịu nén b’c = (1/50  1/60)L b’c = (200  400) mm Bề rộng cánh hạ bc = (200  250) mm hoặc lớn hơn 42 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 22 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngCác loại dầm mái Các loại dầm mái 43 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngDàn mái • Dàn mái, thích hợp với nhịp 18  30 m Chiều cao giữa nhịp dàn (1/7  1/9)L Khoảng cách giữa 2 mắt dàn trên cánh thượng 3 m Khoảng cách giữa 2 mắt dàn ở thanh cánh hạ 6 m Bước dàn (m) Nhịp dàn (m) Bê rộng tối thiểu của thanh cánh thượng 6 6 12 18  24 30 24  30 220 240 280 44 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 23 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngDàn mái Các loại dàn Bê tông cốt thép 45 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngKết cấu đỡ kèo • Khi bước cột 12 m hoặc 18 m, kết cấu đỡ kèo có thể là dầm hoặc dàn • Dầm đỡ kèo tiết diện chữ I Chiều cao đầu dầm  500mm Chiều cao giữa dầm  1500mm Chiều rộng cánh  500mm Chiều rộng bụng dầm 200mm Chiều rộng gối tựa của dầm mái 250mm 46 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 24 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngKết cấu đỡ kèo Các loại dầm đỡ kèo 47 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngVòm mái Tiết diện thân vòm và số thanh treo trong vòm • Sử dụng khi nhà có nhịp  18m, đối với nhịp  36m thì vòm kinh tế hơn dàn, trên thế giới người ta đã sử dụng vòm có nhịp  200m • Tiết diện vòm hình chữ nhật hoặc chữ I, với chiều cao h= (1/30 1/40)L, thường sử dụng vòm 2 khớp có thanh căng Nhịp vòm (m) 12 15 18 21 24 27 30 Chiều cao h (cm) 4045 4550 5060 6070 7075 7580 8085 Bề rộng b (cm) 20 2025 25 2530 2530 3035 3035 Số lượng thanh treo 2 3 4 5 48 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 25 Khái niệm chung và phân loại Bản sàn 2 phươngVòm mái Kết cấu vòm bê tông cốt thép a) Vòm lắp ghép ; b) vòm toàn khối 49 MỤC LỤC Chương 1. Nguyên lý thiết kế kết cấu BTCT Chương 2. Kết cấu sàn BTCT Chương 3. Kết cấu mái bê tông cốt thép Chương 4. Kết cấu khung BTCT Chương 5. Kết cấu nhà công nghiệp BTCT Chương 6. Kết cấu móng BTCT Chương 7. Cầu thang BTCT Chương 8. Bể chứa chất lỏng 50 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 26 Nội dung chính Khái niệm1 2 3 Khung BTCT toàn khối Tính toán kết cấu khung 51 Khái niệm chung Bản sàn 2 phương• Khung bao gồm dầm+cột liên kết với nhau tại nút khung, khung + sàn + mái  kết cấu có độ cứng lớn • Khung không dầm gồm bản sàn+cột, tạo trần phẳng, giảm chiều cao tầng, dễ thi công. • Nút khung  Nút cứng: độ cứng lớn, mô men uốn phân phối tương đối đều ở nhịp và gối  làm việc hợp lí  Khớp: độ cứng giảm, kết cấu chịu trực tiếp tải trọng tác dụng lên nó  làm việc ít hợp lí 52 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 27 Khái niệm chung Bản sàn 2 phương • Phương pháp thi công  Khung toàn khối  Khung lắp ghép  Bán lắp ghép • Khung tĩnh định và khung siêu tĩnh • Số tầng, số nhịp: 1 nhịp – nhiều nhịp, 1 tầng – nhiều tầng • Khung phẳng và khung không gian Phân loại 53 Khái niệm chung Bản sàn 2 phương 54 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 28 Khái niệm chung Bản sàn 2 phươngSo sánh khung có nút cứng và khớp 55 Khái niệm chung Bản sàn 2 phươngKhung Portal chịu tải đứng 56 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 29 Khái niệm chung Bản sàn 2 phươngKhung Portal chịu tải đứng 57 Khái niệm chung Khung Portal chịu tải ngang 58 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 30 Khái niệm chung Bản sàn 2 phươngKhung Portal chịu tải ngang 59 Khái niệm chung Bản sàn 2 phươngẢnh hưởng của độ cứng tương đối giữa các cấu kiện đến sự phân phối nội lực trong khung 60 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 31 Khái niệm chung Bản sàn 2 phươngKhung phẳng hay khung không gian ? 61 Khung không gian Bản sàn 2 phươngKhung phẳng hay khung không gian ? 62 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 32 Sơ đồ kết cấu khung Bản sàn 2 phương• Khung phẳng Các tải trọng nằm trong cùng một mặt phẳng và tải trọng tác dụng trong mặt phẳng đó • Khung không gian Các bộ phận không cùng nằm trong nằm mặt phẳng hoặc tuy cùng nằm trong một mặt phẳng nhưng có tải tác dụng ngoài mặt phẳng của khung • Nhà khung Hệ chịu tải đứng và tải ngang • Nhà kết hợp (vách cứng, lõi cứng) Khung chịu tải đứng trực tiếp truyền vào nó và phần tải trọng ngang được phân phối cho nó 63 Sơ đồ kết cấu khung Bản sàn 2 phươngKhung chịu tải trọng thẳng đứng từ sàn truyền vào Khung phẳng hay khung không gian ? 64 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 33 Sơ đồ kết cấu khung Bản sàn 2 phươngKhung chịu tải trọng ngang (gió) Khung phẳng hay khung không gian ? 65 Sơ đồ kết cấu khung Bản sàn 2 phươngKhung chịu tải trọng thẳng đứng từ sàn truyền vào Khung phẳng hay khung không gian ? 66 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 34 Khung BTCT toàn khối 1. Những sơ đồ cơ bản – nhà một tầng Xà ngang chủ yếu chịu uốn, nhịp ≤ 15 m Xà ngang chủ yếu chịu nén lệch tâm, vượt nhịp đến 18 m với xà ngang gãy khúc, và hơn 18 m với xà ngang cong. Cột dầm nặng nề hơn nhưng móng nhẹ hơn 67 Khung BTCT toàn khối 1. Những sơ đồ cơ bản – nhà nhiều tầng Khi khung chịu tải ngang và tải đứng  cần cấu tạo nút cứng, cột ngàm với móng Gm Gm G2G2 G1 G1 gm g g 5000 6000 6000 40 00 33 00 33 00 33 00 33 00 33 00 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 200x400 TÓNH TAÛI 25 0x 40 0 25 0x 40 0 25 0x 40 0 25 0x 40 0  25 0x 40 0  25 0x 40 0  20 0x 30 0  20 0x 30 0 2 00 x3 00 Pm Pm P2P2P1 P1 pm pp p pp p pp p pp p pp p HOAÏT TAÛI m m m m g G2G2 G1 G1g g G2G2 G1 G1g g G2G2 G1 G1g g G2G2 G1 G1g g g g g g P2P2P1 P1 P2P2P1 P1 P2P2P1 P1 P2P2P1 P1 68 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 35 Khung BTCT toàn khối 2. Cấu tạo khung toàn khối  Xà ngang  Thẳng cấu tạo như cấu kiện chịu uốn.  Cong hoặc gẫy khúc với độ dốc lớn, có thể xuất hiện lực dọc tương đối lớn, khi đó dầm được cấu tạo như cấu kiện chịu nén hay kéo lệch tâm.  Cột  Chịu cả M, N, Q. Nếu lực nén N khá lớn thì tác dụng phá hoại của Q bị hạn chế  như cấu kiện chịu nén lệch tâm  Nếu cột chịu kéo lệch tâm thì cần quan tâm đến lực cắt  Khi hàm lượng cốt thép lớn µ =6 – 8% cần cốt đai dày hơn để hạn chế sự nở hông  Có thể dùng cốt cứng cho dầm cột, khi đó µcột, max < 15% 69 Khung BTCT toàn khối Cấu tạo nút khung – nút ở góc e0 ≤ 0.25 h 0.25 h<e0≤ 0.5h e0 > 0.5h Khi độ lệch tâm lớn phải neo thép chịu kéo của dầm, cột thận trọng. Có thể tạo nách để tránh ứng suất nén tập trung tại mắt , tăng khả năng chịu mô men của dầm. 70 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 36 Khung BTCT toàn khối Cấu tạo nút khung – nút ở biên • Cốt dọc chịu kéo của dầm neo vào cột đoạn tối thiểu lan • Khi tiết diện cột dưới mở rộng đáng kể thì cần cắt rời cốt dọc. 71 Khung BTCT toàn khối Cấu tạo nút khung – nút ở cột giữa • Khi hai mặt dầm hai bên cùng cao trình thì cốt dọc chịu kéo của dầm chạy suốt, nếu không thì cắt rời và neo chắc vào cột. • Khi chiều cao tầng bên trên lớn hơn 2.5 m thì cần nối cốt thép cột khi vuơn khỏi sàn từ 0.6 đến 1.2 m. 72 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 37 Khung BTCT toàn khối Cấu tạo nút khung – nút ở xà ngang gãy khúc s = h tan3β/8 Hợp lực trong cốt dọc chịu kéo không neo vào vùng nén, tiết diện As1: F1 = 2RsAs1cos /2 35% hợp lực trong toàn bộ cốt dọc chịu kéo, tiết diện As: F2 = 0.7RsAscos /2 Đk: RswAđcos ≥ (F1+F2) 73 Khung BTCT toàn khối Liên kết giữa cột và móng Liên kết cứng Liên kết khớp 74 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 38 Tính toán kết cấu khung 1. Quan niệm tính toán  Với tải trọng thẳng đứng Truyển theo 1 phương hay 2 phương? Tính theo khung phẳng hay khung không gian hoặc 2 khung phẳng giao nhau? Khi phân phối tải thẳng đứng cho một khung phẳng, được phép bỏ qua tính liên tục của dầm dọc hoặc dầm ngang  Với tải trọng ngang Tính theo 1 phương hay 2 phương? Phân phối tải trọng ngang cho khung, tường cứng, lõi cứng? 75 Tính toán kết cấu khung Sơ bộ chọn KTTD Kiểm tra Sơ đồ tính Tải trọng Nội lực tổ hợp Kiểm tra KTTD Tính thép • Độ võng, khe nứt • Tính nối mối • Tính cấu kiện khi sản xuất, lắp ghép 2. Trình tự tính toán 76 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 39 Tính toán kết cấu khung 3. Chọn sơ bộ KTTD, chọn vật liệu a. Xà ngang L h m     0 0 b M h 1,7 2 ; M 0,6 0,7 M R b     Chiều cao h của xà ngang khung Hình dáng xà ngang Hệ số m khi xà ngang là Một nhip Nhiều nhịp Thẳng 1012 1216 Gãy khúc Không có thanh căng 1216 1218 Có thanh căng 1620 1624 Cong Không có thanh căng 1824 1830 Có thanh căng 3035 3040 77 Tính toán kết cấu khung 3. Chọn sơ bộ KTTD, chọn vật liệu a. Cột • Yêu cầu về  Kiến trúc: thẩm mỹ, sử dụng không gian  Độ bền và độ ổn định (gh = 120 – với cột nhà)  Thi công: b và h là bội số của 50 hoặc 100mm • Xác định diện tích tiết diện sơ bộ cho cột (A) • Yêu cầu về việc hạn chế tỷ số nén nc khi xét động đất o gh l i    s sN m qF c b N n R A  b kN A R  78 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 40 Tính toán kết cấu khung 4. Tải trọng và tác động Tĩnh tải Hoạt tải đứng Hoạt tải ngang: gió, động đất XÁC ĐỊNH THEO TCVN 2737 : 1995 VÀ 229 : 1999 79 Tính toán kết cấu khung Xác định hoạt tải gió  Tác động của gió lên công trình phụ thuộc hai nhóm thông số  Các thông số của không khí: tốc độ, áp lực, nhiệt độ và sự biến động theo thơi gian  Các thông số của vật cản: hình dạng, kích thước, độ nhám của bề mặt, hướng của vật cản so với chiều gió và các vật cản kế cận  Tải trọng gió gồm hao thành phần (hiệu ứng) tĩnh và động 80 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 41 Tính toán kết cấu khung Xác định hoạt tải gió – gió tĩnh Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với cao độ zj so với mốc chuẩn j 0 zjw W k c Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W0 Vùng áp lực gió I II III IV V W0 (daN/m2) 65 95 125 155 185 Đối với vùng ảnh hưởng của bão yếu: W0 được giảm 10 daN/m2 với vùng I-A, 12 daN/m2 đối với vùng II-A, 15 daN/m2 đối với vùng III-A Hệ số khí động c nếu gộp chung phía đón gió và phía khuất gió, c = 0,8 + 0,6 = 1,4 81 Tính toán kết cấu khung Xác định hoạt tải gió – gió tĩnh Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao t2m t g t z k (z) 1.844 z        Địa hình ztg (m) mt A 250 0.07 B 300 0.09 C 400 0.14 Độ cao Dạng địa hình z (m) A B C 100 1.622 1.513 1.251 80 1.572 1.454 1.175 60 1.510 1.380 1.084 50 1.472 1.336 1.030 40 1.427 1.283 0.968 30 1.370 1.218 0.893 20 1.295 1.133 0.797 15 1.244 1.075 0.735 10 1.175 1.000 0.656 5 1.066 0.882 0.541 3 0.993 0.805 0.469 82 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 42 Tính toán kết cấu khung 5. Lập sơ đồ tính toán khung Các giả thiết để đơn giản hóa việc tính toán khung 1. Nếu độ cứng đơn vị của cột ic = EJc/lc lớn hơn 6 lần độ cứng đơn vị của dầm id = EJd/ld thì có thể xem dầm bị ngàm vào cột. 2. Với khung nhiều nhịp, nếu id ≥ 4ic thì để tính dầm, có thể xem như đó là dầm liên tục kê tự do lên các đầu cột; còn cột xem như ngàm vào dầm. 3. Nếu khung có chiều dài các nhịp chênh lệch dưới 10% thì có thể tính toán như khung đều nhịp với nhịp tính toán bằng trung bình chiều dài các nhịp. 4. Cho phép chuyển tải trọng sang phải hoặc sang trái một đoạn ≤ 5% chiều dài nhịp để làm cho sơ đồ tải trọng trở thành đối xứng hoặc bất đối xứng. 83 Tính toán kết cấu khung Các giả thiết để đơn giản hóa việc tính toán khung 5. Nếu có 1 tải trọng phụ với giá trị nhỏ hơn 10% tải trọng cơ bản thì không cần tính riêng với tải trọng đó mà cho phép gộp vào tính chung với tải trọng cơ bản. 6. Nếu trong phạm vi 1 nhịp có nhiều hơn 5 lực tập trung thì có thể qui đổi thành tải trọng phân bố đều tương đương. 7. Khi khung có nhiều nhịp bằng nhau và tải trọng như nhau trong các nhịp thì có thể qui về khung 3 nhịp để tính. 8. Nếu dầm có độ dốc dưới 1/8 thì trong sơ đồ tính có thể xem là dầm nằm ngang, chiều cao khung lấy theo giá trị trung bình. 84 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 43 Tính toán kết cấu khung Sơ đồ tính toán khung Khi L2/L1 > 1.5  có thể quy về khung phẳng Khung phẳng Khung không gian 85 Tính toán kết cấu khung 6. Xác định tải trọng tác dụng lên khung Các trường hợp tải trọng cho khung phẳng TĨNH TẢI HOẠT TẢI 1 HOẠT TẢI 2 HOẠT TẢI 3 GIÓ TRÁI GIÓ PHẢI 86 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 44 Tính toán kết cấu khung 6. Xác định tải trọng tác dụng lên khung Các trường hợp tải trọng cho khung không gian SÀN TẦNG K SÀN TẦNG K SÀN TẦNG K + 1 K - 1 SÀN TẦNG K + 1 K - 1 87 Tính toán kết cấu khung 7. Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực  Hệ siêu tĩnh bậc cao, liên tục, khung phẳng hoặc khung không gian  Dùng phần mềm để phân tích nội lực theo phương pháp đàn hồi, tính toán có chính xác cách mấy vẫn cho kết quả không chính xác đến ứng xử của kết cấu vì: Các đặc trưng hình học là không chính xác, vì sự hình thành và mở rộng vết nứt. Thường không kể đến ảnh hưởng của cột thép vào độ cứng của cấu kiện Từ biến, co ngót, lún lệch  biến dạng  nội lực Những vùng chịu ứng suất tập trung lớn sẽ ứng xử không đàn hổi  xuất hiện khớp dẻo  phân phối lại nội lực Bê tông không phải là vật liệu đàn hồi tuyến tính 88 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 45 Tính toán kết cấu khung 7. Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực  CỘT KHUNG PHẲNG  Ở tiết diện (chân cột và đỉnh cột) cần tìm các nội lực cặp 1: Nmax  Mtư cặp 2: Mmax  Ntư cặp 3: Mmin  Ntư  CỘT KHUNG KHÔNG GIAN (cốt thép không đối xứng) cặp 1: Nmax  Mx tư, My tư cặp 2: Mx max  My tư, Ntư cặp 3: My max  Mx tư, Ntư cặp 4: Mx min  My tư, Ntư cặp 5: My min  Mx tư, Ntư 89 Tính toán kết cấu khung 7. Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực  DẦM  Ở tiết diện (giữa nhịp và hai đầu dầm) cần tìm các nội lực Mmax, Mmin, Qmax  Với khung không gian, còn chú ý tới mômen xoắn 90 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 46 Tính toán kết cấu khung 7. Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực 91 Mtư Mmax Mmin Mtư Mmax Mmin HT1 HT2 HT3 GIOT GIOP Nmax Ntu Ntu Nmax Ntu Ntu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A M 27 21 -3 18 -36 38 N 230 100 39 139 -7 9 B M -14 -10 2 -8 -37 -35 N 240 100 39 139 -7.5 6 Tiết diện Nội lực Tĩnh tải Tổ hợp cơ bản 1 Tổ Hợp cơ bản 2 Hoạt tải Gió Bảng tổ hợp nội lực cột khung phẳng nhà dân dụng Tính toán kết cấu khung 7. Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực 92 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 47 Tính toán kết cấu khung 8. Tính toán về bê tông cốt thép  CỘT CHỊU NÉN LỆCH TÂM XIÊN TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT Tham khảo Tiêu chuẩn BS 8110 và ACI 318, hiệu chỉnh phù hợp với TCXDVN 5574:2012  Tiết diện: Cx, Cy. Chịu nội lực N, Mx, My  Điều kiện áp dụng: 1/2 ≤ Cx/Cy ≤ 2  Cốt thép rải điều theo chu vi  Tính theo từng phương  Độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay  Hệ số uốn dọc x và y  Mô men uốn tăng Mx1 = xMx ; My1 = yMy 93 Tính toán kết cấu khung 8. Tính toán về bê tông cốt thép  Đưa về mô hình tính toán tương đương theo một phương (x hoặc y) tùy tương quan giữa Mx1, My1 với kích thước các cạnh tiết diện Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện Kí hiệu h = Cx ; b = Cy M1 = Mx1; M2 = My1 ea = eax + 0,2eay h = Cy ; b = Cx M1 = My1; M2 = Mx1 ea = eay + 0,2eax y1x1 x y MM C C  y1 x1 y x M M C C  94 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 48 Tính toán kết cấu khung 8. Tính toán về bê tông cốt thép  Tính diện tích thép – trường hợp cốt thép đối xứng b b N x R b   x1 ≤ h0 x1 > h0 1 0 0 0,6x m 1 h   0m 0, 4 m0 – hệ số chuyển đổi Mô men tương đương Độ lệch tâm 1 0 2 h M M m M b   a 1 1 e l; h 600 30      1 M e ; N  k/c siêu tĩnh: e0 = max(e1, ea) k/c tĩnh định e0 = e1 + ea Độ mảnh  0y0xx y x y x y ll ; ; max , i i         95 Tính toán kết cấu khung 8. Tính toán về bê tông cốt thép  Tính diện tích thép – trường hợp cốt thép đối xứng Phân biệt 3 trường hợp nén lệch tâm a) Nén lệch tâm rất bé tính toán như nén đúng tâm0 0 e 0,3 h    Hệ số ảnh hưởng của độ lệch tâm   e 1 0,5 2      Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm   e 1 0,3       = 1.028 – 0.00002882 – 0.0016 e b b e st sc b b N R A A R R        Diện tích toàn bộ cốt thép dọc 96 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 49 Tính toán kết cấu khung 8. Tính toán về bê tông cốt thép b) Nén lệch tâm bé 0 R 0 0 e 0,3và x > h h     0R R 0 02 0 e1 x h và 1 50 h             b b 0 st sc x Ne R bx h 2 A kR Z       Diện tích toàn bộ cốt thép dọc lấy k = 0,4 c) Nén lệch lớn 0 R 0 0 e 0,3và x h h       1 0 st sc N e 0,5x h A kR Z   Diện tích toàn bộ cốt thép dọc 97 Tính toán kết cấu khung 8. Tính toán về bê tông cốt thép b) Nén lệch tâm bé 0 R 0 0 e 0,3và x > h h     0R R 0 02 0 e1 x h và 1 50 h             b b 0 st sc x Ne R bx h 2 A kR Z       Diện tích toàn bộ cốt thép dọc lấy k = 0,4 c) Nén lệch lớn 0 R 0 0 e 0,3và x h h       1 0 st sc N e 0,5x h A kR Z   Diện tích toàn bộ cốt thép dọc 98 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 50 MỤC LỤC Chương 1. Nguyên lý thiết kế kết cấu BTCT Chương 2. Kết cấu sàn BTCT Chương 3. Kết cấu mái bê tông cốt thép Chương 4. Kết cấu khung BTCT Chương 5. Kết cấu nhà công nghiệp BTCT Chương 6. Kết cấu móng BTCT Chương 7. Cầu thang BTCT Chương 8. Bể chứa chất lỏng 99 Nội dung chính Khái niệm1 2 3 4 Sơ đồ kết cấu nhà Kích thước khung ngang Xác định tải trọng 100 Xác định nội lực5 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 51 Khái niệm 101 Nhà công nghiệp một tầng được sử dụng rộng rãi. Ưu điểm:  Dễ tổ chức dây chuyền sản xuất  Dễ vận chuyển trong nội bộ và giữa các phân xưởng,  Dễ cấu tạo thông gió và chiếu sáng,  Thích hợp cho các thiết bị nặng kích thước lớn, có thể gây ra rung động lớn. Phương pháp thi công lắp ghép giúp rút ngắn thời gian thi công, nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng. Sơ đồ kết cấu nhà 102 Nhà công nghiệp một tầng BTCT HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 52 Sơ đồ kết cấu nhà 103 Nhà công nghiệp một tầng BTCT Q=30T 14,60 Q=20T C D Q=30T 24000 21000 24000 A B ± 0,00 11,90 9,00 18,50 Q=30T 14,60 Khái niệm 104 Khung ngang nhà • Kết cấu mái: dầm, dàn hoặc vòm • Cầu chạy • Cột • Móng Khung dọc nhà • Panel mái • Dầm cầu trục • Hệ giằng theo phương dọc • Cột • Móng (đơn) • Nhịp nhà L = 12, 18, 24, 30 m • Bước cột a = 6, 12 m HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 53 Khái niệm 105  Trục định vị • Đối với cột biên - với nhà không có cầu trục hoặc có cầu trục mà sức nâng của cầu trục Q ≤ 30T  trục định vị nằm trùng với mép ngoài của cột - Khi sức trục Q > 30T  trục định vị lùi về bên trong một đoạn 250mm • Đối với cột giữa: trục định vị trùng với trục hình học của cột Xác định trục định vị Xác định kích thước ngang nhà 106 Xác định trục định vị HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 54 Lựa chọn kích thước các cấu kiện 107 Kết cấu mái • L ≤ 18m  dầm mái hd – chiều cao đầu dầm • L > 18m  dàn mái hoặc vòm khoảng cách giữa các mắt thanh cánh thượng 3 m khoảng cách giữa các mắt thanh cánh hạ 6m d 1 1 h L 10 15 h 800mm           1 1 h L 7 9       Lựa chọn kích thước các cấu kiện 108 Cửa mái • L ≤ 18m  cửa mái rộng 6m • L > 18m  cửa mái rộng 12m Chiều cao cửa mái lấy theo yêu cầu chiếu sáng HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 55 Lựa chọn kích thước các cấu kiện 109 Dầm cầu trục Với nhịp nhà từ L =12÷30m • Sức trục Q = 5÷10 (T) h = 800, nặng 3,3 (T) • Sức trục 15÷30 (T) h = 1000, nặng 4,2 (T) thường a - nhịp dầm cầu trục 1 1 h a 6 10       Ray và các lớp đệm Ray liên kết với dầm cầu trục nhờ các chi tiết đặt sẵn, chiều cao ray và các lớp đệm 150mm b’c =570mm b =200 mm h’c = 120mm Lựa chọn kích thước các cấu kiện 110 Chiều cao nhà được quyết định bởi cao trình đỉnh ray (kí hiệu R) • Vai cột: V = R - (Hc + Hr) • Đỉnh cột: D = R + Hct + a1 • Chiều dài cột trên: Ht = D - V • Chiều dài cột dưới: Hd = V + a2 • Chiều dài toàn bộ cột H = Ht + Hd + a3 a1 = 100÷150; a2 = 400÷800 a3 = 600÷800, Hr = 150 HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 56 Lựa chọn kích thước các cấu kiện 111 t – chiều dày các lớp cấu tạo mái gồm:  2 lớp gạch lá nem kể cả vữa dày  = 50÷60, γ=1800kG/m3  Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày  = 120÷150, γ=1200kG/m3  Lớp bê tông chống thấm dày  = 40÷50, γ=2500kG/m3  Lớp panel chịu lực Cao trình đỉnh mái  Khi không có cửa mái M1 = D + h +t  Khi có cửa mái M2 = D + h + hcm + t Lựa chọn kích thước các cấu kiện 112 Cột • Khi không có cầu trục  cột có tiết diện không đổi  chiều cao nhà ≤ 7m tiết diện chữ nhật  chiều cao nhà > 7mtiết diện chữ I • Khi có cầu trục  cột phải có vai để đỡ dầm cầu trục  Q ≤ 30 (T)  cột đặc (1 nhánh), tiết diện chữ nhật hay I  Q > 30 (T), R > 10m hoặc L > 30m  cột rỗng (2 nhánh) HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 57 Lựa chọn kích thước các cấu kiện 113 Kích thước tiết diện cột Cột 1 nhánh khi a =6m, Q ≤ 30(T) Cột biên Cột giữa Cột trên 400400 400600 Cột dưới 400600 400600 400800 h1 = 200÷300 • khi a = 6m và Q≤30(T)  hd = 100cm • khi a = 6m và Q>30(T)  hd = 120cm • hd  1/14 khi Q > 10 (T) • chọn hd sao cho a4  60 mm Cột 2 nhánh Lựa chọn kích thước các cấu kiện 114 Vai cột Chiều cao mép ngoài vai cột: hv  1/3 h • hv  300 mm khi Q < 5 (T) • hv  400 mm khi Q = 5÷ 10 (T) • hv  500 mm khi Q  15 (T) • hv là bội số của 100 mm Độ vươn của vai ra ngoài mép cột: lv > 200 mm • lv là bội số của 50 mm khi lv < 400 mm • lv là bội số của 100 mm khi lv  400 mm HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 58 Xác định tải trọng 115 Bao gồm: Tĩnh tải, hoạt tải mái, tải trọng gió và tải trọng cầu trục  Tĩnh tải 1. Tĩnh tải mái: kết cấu mái, trọng lượng các lớp mái, cửa mái , cửa kính. • Khi nhịp không có cửa mái Gm = 0,5(G1+agL) • Khi nhịp có cửa mái Gm = 0,5(G1+agL+G2+2gka) Xác định tải trọng 116  Tĩnh tải 2. Tĩnh tải dầm cầu trục Gd = G1+gra G1 – trọng lượng dầm cầu trục gr – trọng lượng ray và các lớp điệm trên 1m dài khi chưa có số liệu cụ thể lấy gr = 150÷200 kG/m 3. Trọng lượng bản thân cột: tùy cấu tạo kích thước từng phần của cột HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 59 Xác định tải trọng 117 Hoạt tải 4. Hoạt tải mái Điểm đặt của Pm trùng với điểm đặt của Gm Pm = n  pc(aL/2) n – hệ số độ tin cậy, n = 1,3 pc – hoạt tải tiêu chuẩn pc = 75 kG/m2 Xác định tải trọng 118 Hoạt tải 5. Hoạt tải cầu trục (Dmax, Dmin) Khi cầu trục chở đủ nặng và xe con đi sát về phía dầm đang xét thì áp lực mỗi bánh xe đè lên ray ở phía ấy là lớn nhất Pmax và ở phía đường ray bên kia là Pmin k – khoảng cách 2 trục của bánh xe B – bề rộng thân cầu trục HUTECH 6/7/2013 Bài giảng BTCT 2 60 Xác định tải trọng 119 Hoạt tải 5. Hoạt tải cầu trục (Dmax, Dmin) Dmax = 1,1Pmax(y1 + y2 + y3 + y4) Dmin = 1,1Pmin(y1 + y2 + y3 + y4) Vì Pmax ,Pmin là lực di động nên để tìm Dmax và Dmin phải dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm Đường ảnh hưởng này có tung độ bằng 1 ở gối đa