Giáo trình Kỹ thuật xây dựng - Kết cấu bê tông

Nội dung text: Giáo trình Kỹ thuật xây dựng - Kết cấu bê tông

1.  Giáo trình kỹ thuật xây dựng Kết cấu bê tông cốt thép
2. 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
3. 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
4. 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
5. 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
6. Chæång 10 BÃ TÄNG CÄÚT THEÏP ÆÏNG LÆÛC TRÆÅÏC. 1. KHÁI NIỆM CHUNG: Xeït mäüt dáöm nhëp âån: âàût vaìo læûc neïn træåïc N vaì taíi troüng sæí duûng P. N N Dæåïi taïc duûng cuía taíi P åí meïp dæåïi cuía dáöm xuáút hiãûn æïng suáút keïo. Ngæåüc laûi, do læûc neïn N åí meïp dæåïi coï æïng suáút neïn, laìm giaím hoàûc P P R triãût tiãu æïng suáút keïo do taíi troüng gáy ra. Âãø dáöm khäng bë næït thç æïng n suáút täøng cäüng åí meïp dæåïi ≤ Rk. Âãø taûo ra vaì duy trç læûc neïn træåïc N, ngæåìi ta càng cäút theïp räöi gàõn chàût R F vaìo BT (nhåì læûc dênh hoàûc neo). Nhæ váûy træåïc khi chëu taíi, cäút theïp âaî H H l âæåüc càng coìn trong BT âaî coï neïn træåïc. * Æu, nhæåüc âiãøm cuía BTCT ÆLT: - Æu âiãøm: Duìng âæåüc theïp coï cæåìng âäü cao: Trong BTCT thæåìng, khe næït âáöu tiãn xuáút hiãûn khi æïng suáút trong cäút theïp måïi âaût khoaíng 200-300 KG/cm2. Khi duìng theïp coï cæåìng âäü cao R = 10.000-12.000 KG/cm2 âãø táûn duûng hãút khaí nàng chëu læûc cuía cäút theïp bãö räüng khe næït seî ráút låïn. Sæí duûng theïp cæåìng âäü cao seî tiãút kiãûm tæì 10-80% læåüng theïp (caïc cáúu kiãûn nhëp låïn 50-80%, cáúu kiãûn nhëp nhoí do cäút theïp cáúu taûo chiãúm tè lãû låïn nãn êt hiãûu quaí, khoaíng 15%). Khaí nàng chäúng næït cao hån (do âoï khaí nàng chäúng tháúm täút hån): Våïi BTCT ÆLT coï thãø chãú taûo caïc cáúu kiãûn khäng xuáút hiãûn vãút næït hoàûc haûn chãú bãö räüng khe næït khi chëu taíi troüng sæí duûng. BTCT ÆLT âæåüc sæí duûng trong caïc kãút cáúu chäúng næït cao: ÄÚng coï aïp, bãø chæïa cháút loíng, chæïa khê Coï âäü cængï låïn hån (do âoï âäü voîng, biãún daûng beï): thêch håüp cho caïc kãút cáúu nhëp låïn. Nhåì khaí nàng chäúng næït vaì âäü cæïng låïn nãn tênh chäúng moíi cao, chëu taíi troüng âäüng täút. Måí räüng phaûm vi sæí duûng kãút cáúu BTCT làõp gheïp vaì næía làõp gheïp. - Nhæåüc âiãøm: ÆÏng læûc træåïc coï thãø gáy æïng suáút keïo åí phêa âäúi diãûn laìm næït BT. Âoìi hoíi thiãút bë âàûc biãût, cäng nhán laình nghãö, coï sæû kiãøm soaït chàûc cheî vãö kyî thuáût, phaíi âaím baío an toaìn lao âäüng cao 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY ỨNG LỰC TRƯƠC: 2.1. PP căng trước (căng trên bệ): 6 3 Cäút theïp ÆLT âæåüc neo mäüt âáöu cäú âënh vaìo bãû, 5 2 4 âáöu kia âæåüc keïo càng våïi læûc N. Cäút theïp âæåüc e0 keïo trong giåïi haûn âaìn häöi, âäü giaîn daìi laì ∆l. Khi âoï âáöu coìn laûi seî âæåüc cäú âënh vaìo bãû. 1 l ∆l Gheïp vaïn khuän, âàût cäút theïp thæåìng räöi âäø BT. e0 Âåüi BT âaût cæåìng âäü cáön thiãút R0 thç buäng N N cäút theïp: cäút theïp ÆLT seî coï xu hæåïng co laûi, thäng Så âäö PP càng træåïc: qua læûc dênh hoàûc caïc neo BT seî bë neïn våïi læûc 1. Cäút theïp ÆLT 4. Th.bë keïo theïp N bàòng læûc âaî duìng âãø càng cäút theïp. 2. Bãû càng 5. Th.bë cäú âënh (neo) 3. Vaïn khuän 6. Truûc trung hoìa Phæång phaïp càng træåïc thuáûn låüi våïi caïc cáúu kiãûn væìa vaì nhoí âæåüc saín xuáút haìng loaût. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
7. Chæång 10 6 3 2 4 2.2. Phương pháp căng sau (căng trên BT): e0 Âàût cäút theïp thæåìng vaì caïc äúng taûo raînh (bàòng tole, keîm hoàûc 1 váût liãûu khaïc) räöi âäø BT. Khi BT âaût cæåìng âäü cáön thiãút R0 l tiãún haình càng cäút theïp ÆLT våïi trë säú æïng suáút quy âënh, sau 5 khi càng cäút theïp âæåüc neo vaìo âáöu cáúu kiãûn, båm væîa vaìo láúp kên caïc äúng raînh âãø taûo læûc dênh vaì baío vãû cäút theïp. N N Phæång phaïp càng sau thêch håüp våïi caïc cáúu kiãûn låïn hoàûc Så âäö PP càng sau: phaíi âäø taûi chäø. 1. Cäút theïp ÆLT 4. Th.bë keïo theïp 2.3. Vật liệu: 2. C.kiãûn BTCT 5. Th.bë neo 3. ÄÚng raînh 6. Truûc trung hoìa a) Bã täng vaì væîa: - Bã täng nàûng maïc ≥ 200. Choün maïc BT phuû thuäüc daûng, loaûi vaì âæåìng kênh cäút theïp ÆLT, coï duìng neo hay khäng duìng neo, phuû thuäüc cæåìng âäü cáön thiãút khi bàõt âáöu gáy ÆLT, phuû thuäüc loaûi vaì mæïc âäü taíi troüng taïc duûng lãn cáúu kiãûn. - Væîa duìng âãø láúp kên caïc khe thi cäng, caïc mäúi näúi caïc cáúu kiãûn làõp gheïp, laìm låïp baío vãû cäút theïp vaì neo: maïc ≥ 150. - Væîa duìng âãø båm vaìo caïc äúng raînh: maïc ≥ 300 vaì phaíi coï âäü linh âäüng cao (dãù chaíy ), êt co ngoït. b) Cäút theïp: Duìng theïp cæåìng âäü cao. Täút nháút laì duìng såüi theïp cæåìng âä ü cao. Thæåìng duìng caïc boï såüi 3 såüi, 7 såüi coï thãø bãûn hoàûc khäng bãûn. Coï thãø duìng cäút theïp thanh coï gåì cæåìng âäü cao nhæ theïp caïn noïng A-IV, theïp gia cäng nhiãût AT-IV tråí lãn. Choün loaûi theïp cho cáúu kiãûn phuû thuäüc vaìo loaûi kãút cáúu vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía cäút theïp dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng, mäi træåìng, nhiãût âäü Khi chiãöu daìi ≤ 12m nãn duìng theïp thanh, ≥ 12m duìng loaûi dáy caïp hoàûc boï såüi theïp cæåìng âäü cao. 2.4. Các loại thiết bị neo: a. Thiết bị neo trong PP căng trước: Trong PP càng træåïc, sæû truyãön læûc giæîa BT vaì cäút theïp chuí yãúu thäng qua læûc dênh. Âãø tàng thãm læûc dênh åÍ 2 âáöu coï cáúu taûo caïc máúu neo âàûc biãût: - Våïi theïp thanh coï thãø haìn thãm caïc âoaûn theïp ngàõn hay voìng âãûm, hoàûc taûo ren caïc gåì xoàõn äúc. - Våïi theïp såüi thæåìng duìng neo loaûi voìng hoàûc loaûi äúng. b. Thiết bị neo trong PP căng sau: - Nãúu duìng kêch 2 chiãöu âãø càng caïc boï såüi theïp khäng låïn làõm (khoaíng 12-24 såüi ∅5) thç duìng loaûi neo Freyssinet: Neo gäöm 2 bäü pháûn chênh laì khäúi neo vaì chãm. Khäúi neo bàòng theïp hoàûc BTCT. Chãm hçnh cän bàòng theïp cæåìng âäü cao xung quanh coï gåì xoàõn äúc âãø tàng ma saït, coï raînh giæîa âãø båm væîa. - Nãúu duìng kêch 1 chiãöu thç duìng neo kiãøu cäúc: bãn ngoaìi laì mäüt cäúc thuíng âaïy bàòng theïp, bãn trong laì khäúi BT våïi caïc såüi theïp ÆLT âæåüc boï chàût nhåì chäút hçnh cän vaì voìng keûp. d d d 1 3d 4d d2 ≥ 5 2.5d d ≥ 2d mm d 1.5d+2d1+3 2d÷20d 4d 10 d 1 2 3 2 3 8 ÄÚng d=35-50 6d 1 δ=3 - 4mm 200 4 5 KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 2 6 7 4 6 5 4 7 Neo Freyssinet Neo kiãøu cäúc
8. Chæång 10 3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO: Trong cáúu kiãûn BTCT ÆLT sæû liãn kãút täút giæîa BT vaì cäút theïp laì ráút quan troüng. Do âoï viãûc bäú trê cäút theïp cáön tuán thuí caïc qui âënh sau: - PP càng træåïc: Khäng âæåüc duìng theïp khäng coï gåì, khäng coï viãön hoàûc khäng gia cäng bãö màût âãø laìm BTCT ÆLT. Nãúu duìng theïp coï gåì, theïp troìn hoàûc theïp baín xoàõn laûi thç khäng cáön thiãút coï neo, nhæng phaíi caïch âáöu muït mäüt âoaûn truyãön læûc ≥ ltr cäút theïp måïi phaït huy taïc duûng: ⎛ σ ⎞ l = ⎜ 01 ⎟ ; tr ⎜m tr + ∆ n ⎟d ⎝ R 0 ⎠ Trong âoï: σ0 - ÆÏng suáút trong cäút theïp sau khi kãø âãún caïc hao huût xaíy ra træåïc khi buäng CT. R0 - Cæåìng âäü chëu neïn cuía BT luïc buäng cäút theïp. d - Âæåìng kênh cäút theïp ULT. mtr, ∆n - Caïc hãû säú láúy theo baíng sau: Daûng vaì loaûi cäút theïp Hãû säú Daûng vaì loaûi cäút theïp Hãû säú mtr ∆n mtr ∆n Theïp thanh coï gåì 0.3 10 Theïp bãûn 7 såüi d=15 1.25 25 Såüi theïp coï gåì d=5 1.8 40 12 1.4 25 4 1.8 50 9 1.6 30 3 1.8 60 7.5; 6; 4.5 1.8 40 - PP càng sau: Nháút thiãút phaíi duìng caïc loaûi neo âàûc biãût. ÆÏng suáút neïn taûi âáöu cáúu kiãûn ráút låïn thæåìng > cæåìng âäü chëu neïn cuía BT, âãø traïnh phaï hoaûi cuûc bäü cáön phaíi tàng TD taûi âáöu cáúu kiãûn, hoàûc gia cäú bàòng cäút âai daìy kên, caïc læåïi theïp phuû trãn âoaûn ≥ 2 láön chiãöu daìi thiãút bë neo (≥ 10 láön âæåìng kênh cäút doüc vaì ≥ 200). Bäú trê 5-8 læåïi caïch nhau 50-70 âæåìng kênh theïp cuía læåïi ≥ 5 vaì ≥ 1/4 âæåìng kênh cäút doüc. Coï thãø cáúu taûo caïc táúm theïp âãûm dæåïi caïc neo hoàûc uäún båït cäút theïp neo lãn meïp trãn âãø giaí sæû tápû trung æïng suáút. (tai vë trê uäún cäút doüc cáön bäú trê cäút âai phuû âãø gia cæåìng) ≥ 80 b Khoaíng caïch giæîa caïc cäút theïp vaì låïp BT baío vãû: - Trong pp càng træåïc, cáúu taûo tæång tæû BTCT thæåìng. ≥ 60 ≥ b/2 KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 3
9. Chæång 10 - Trong pp càng sau: Nãúu cäút theïp æïng læûc træåïc âàût trong caïc raînh thç chiãöu daìy låïp BT baío vãû kãø tæì màût ngoaìi cuía cáúu kiãûn âãún màût trong raînh ≥ (20 vaì 1/2 âæåìng kênh raînh), khi âæåìng kênh raînh > 32 thç låïp baío vãû ≥ âæåìng kênh raînh. Khi trong raînh bäú trê mäüt säú boï såüi hoàûc theïp thanh thç låïp BT baío vãû ≥ 80 våïi thaình bãn, ≥ (60 vaì 1/2 bãö räüng raînh) våïi màût âaïy. Khoaíng caïch giæîa caïc raînh ≥ (âæåìng kênh raînh vaì 50), âäöng thåìi sao cho viãûc càng cäút theïp âæåüc dãù daìng, khäng bë phaï hoaûi cuûc bäü khi buäng cäút theïp. 4. CÁC CHỈ DẪN CƠ BẢN VỀ TÍNH TOÁN: 4.1. Trị số ứng suất trong BT và cốt thép: - Trë säú æïng suáút giåïi haûn σ0 & σ0’ trong cäút theïp FH & FH’ theo qui phaûm khi càng theïp bàòng phæång phaïp cå hoüc: Âäúi våïi theïp thanh: 0.35RHC ≤ σ0 ≤ 0.95 RHC ; (10 - 1) Âäúi våïi theïp såüi cæåìng âäü cao: 0.25RHC ≤ σ0 ≤ 0.75 RHC ; (10 - 2) - Trë säú æïng suáút khäúng chãú: âãø kiãøm tra æïng suáút trong cäút theïp åí thåìi âiãøm kãút thuïc viãûc càng trãn bãû hoàûc taûi vë trê âàût læûc càng khi càng trãn BT. Khi càng trãn bãû: Trë säú æïng suáút khäúng chãú láúy bàòng trë säú æïng suáút giåïi haûn σ0 & σ0’ sau khi âaî kãø âãún caïc täøn hao do biãún daûng cuía neo vaì cuía ma saït (σneo & σms): σHK = σ0 - σneo - σms ; σHK’ = σ0’ - σneo’ - σms’ ; (10 - 3) Khi càng trãn BT: σHK = σ0 - nH.σBH ; σHK’ = σ0’ - nH.σBH’ ; (10 - 4) Trong âoï σBH & σBH’ laì æïng suáút træåïc trong BT åí ngang mæïc troüng tám FH & FH’ (coï kãø âãún caïc täøn hao træåïc khi eïp BT). nH laì tè säú giæîa mä âun âaìn häöi cuía cäút theïp ULT EH vaì mä âun âaìn häöi cuía BT: nH = EH / Ea; - Hãû säú chênh xaïc khi càng mt: Xeït âãún caïc sai säú cuía caïc duûng cuû âo, do caïc nguyãn nhán khaïc chæa âæåüc xeït âãún mäüt caïch chênh xaïc khi tinh toaïn mt = 0.9 hoàûc 1.1 nãúu viãûc giaím hoàûc tàng æïng suáút træåïc trong cäút theïp laì báút låüi âäúi våïi kãút cáúu. mt = 1 khi tênh toaïn caïc hao täøn æïng suáút trong cäút theïp hoàûc khi tênh toaïn sæû måí räüng khe næït, biãún daûng. - Cæåìng âäü cuía BT luïc buäng cäút theïp ÆLT R0: R0 ≥ 0.8 Rtkã;ú 2 R0 ≥ 140 KG/cm ; 2 Vaì nãúu duìng cäút theïp thanh loaûi AT-IV vaì dáy caïp: R0 ≥ 200 KG/cm ; Traûng thaïi æïng suáút cuía TD Phæång phaïp càng Tè säú σbH / R0 Khi neïn: Âuïng tám Lãûch tám ÆÏng suáút neïn tàng khi ngoaûi læûc taïc duûng Càng træåïc 0.50 0.55 Càng sau 0.45 0.50 ÆÏng suáút neïn giaím khi ngoaûi læûc taïc duûng Càng træåïc 0.65 0.75 Càng sau 0.55 0.65 4.2. Sự tổn hao ứng suất trong cốt thép ƯLT: a. Do tính chùng ứng suất của cốt thép (σch): - Hiãûn tæåüng chuìng æïng suáút laì hiãûn tæåüng æïng suáút ban âáöu trong cäút theïp ÆLT giaím båït theo thåìi gian trong khi chiãöu daìi cuía cäút theïp khäng âäøi. ⎛ σ ⎞ Khi càng bàòng PP cå hoüc, âäúi våïi theïp såüi: σ = ⎜ 0 ⎟ .σ ; (10 - 5) ch ⎜0.22 − 0.1⎟ 0 ⎝ R HC ⎠ âäúi våïi theïp thanh: σch = 0,1.σ0 - 200 ; (10 - 6) Trë säú σ0 khäng kãø âãún caïc hao täøn æïng suáút. Nãúu tênh âæåüc σch < 0 thç láúy σch = 0; KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 4
10. Chæång 10 b. Do chênh lệch nhiệt độ giữa cốt thép và bệ căng (σnh): Täøn hao σnh xaíy ra khi BT âäng cæïng trong âiãöu kiãûn dæåîng häü nhiãût: σnh = 12.5∆t; (10 - 7) Trong âoï ∆t laì chãnh lãûch nhiãût âäü giæîa cäút theïp vaì bãû càng (tênh = 0C). Khi khäng coï säú liãûu chênh xaïc thç láúy ∆t = 65 0C; c. Do biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm (σneo): λ σ = .E ; (10 - 8) neo L H Trong âoï L - Chiãöu daìi cuía cäút theïp càng (trong PP càng træåïc laì khoaíng caïch giæîa 2 bãû càng, trong PP càng sau laì chiãöu daìi cuía cäút theïp nàòm trong cáúu kiãûn). λ - Täøng caïc biãún daûng cuía baín thán neo, cuía caïc khe håí, sæû eïp saït caïc táúm âãûm Láúy theo thæûc nghiãûm . Nãúu khäng coï säú liãûu thæûc nghiãûm thç láúy λ = 2mm; d. Do ma sát giữa cốt thép và thành ống (σms): ⎛ 1 ⎞ Trong PP càng sau: σms = σ0. ⎜1 − ⎟ ; (10 - 9) ⎝ e kx+µθ ⎠ Trong âoï e - Hãû säú logarit tæû nhiãn. k - Hãû säú xeït âãún sæû sai lãûch vë trê âàût äúng so våïi vë trê thiãút kãú. (Tra baíng) x - Chiãöu daìi âoaûn äúng (tênh = m) kãø tæì thiãút bë càng gáön nháút âãún TD tênh toaïn. µ - Hãû säú ma saït giæîa cäút theïp vaì thaình äúng; θ - Täøng goïc xoay cuía truûc cäút theïp (tênh = radian); Trong PP càng træåïc nãúu coï gaï caïc thiãút bë âàûc biãût âãø taûo âäü cong tênh σms theo cäng thæïc trãn våïi x = 0 & µ = 0.25; Loaûi äúng raînh Trë säú k Trë säú µ khi cäút theïp laì Boï såüi theïp Thanh coï gåì ÄÚng coï bãö màût kim loaûi 0.003 0.35 0.40 ÄÚng coï bãö màût BT - taûo nãn bàòng loîi cæïng 0 0.55 0.65 - taûo nãn bàòng loîi mãöm 0.0015 0.55 0.65 e. Do từ biến nhanh ban đầu của BT (σtbn): Trong PP càng træåïc, hao täøn naìy xaíy ra ngay sau khi buäng cäút theïp âãø eïp BT. Âäúi våïi BT khä cæïng tæû nhiãn: σ bH σ bH σtbn = 500. ; khi ≤ a (10 - 10) R0 R0 ⎛σ ⎞ σ σ = 500.a.1000.b ⎜ bH ⎟ ; khi bH > a (10 - 11) tbn ⎜ − a⎟ ⎝ R0 ⎠ R0 Trong âoï a,b - Hãû säú phuû thuäüc vaìo maïc BT, våïi BT maïc ≥ 300: a = 0.6; b = 1.5 σbH - ÆÏng suáút neïn træåïc trong BT åí ngang mæïc troüng tám cuía cäút theïp càng, coï kãø âãún caïc hao täøn: σch, σms, σneo vaì σnh. Nãúu BT âäng cæïng trong âiãöu kiãûn âæåüc dæåîng häü nhiãût thç σtbn âæåüc tênh theo cäng thæïc trãn coï nhán thãm hãû säú 0.85; KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 5
11. Chæång 10 f. Do co ngót cuả BT (σco): 2 Âäúi våïi BT nàûng, âäng cæïng trong âiãöu kiãûn tæû nhiãn láúy σco theo baíng sau (tênh = KG/cm ): Trong PP càng sau σco beï hån vç træåïc khi Maïc Bã täng Phæång phaïp càng buäng cäút theïp, BT âaî co ngoït âæåüc 1 pháön Càng træåïc Càng sau ≤ M400 400 300 ≤ M500 500 350 ≤ M600 600 500 g. Do t ừ biến của BT (σtb): Hao täøn do tæì biãún xaíy ra trong quaï trçnh BT chëu neïn láu daìi. Âäúi våïi BT nàûng: σ bH σ bH σtb = 2000.k. khi ≤ 0.6; R0 R0 ⎛σ ⎞ σ σ = 4000.k. ⎜ bH ⎟ khi bH > 0.6; (10 - 12) tb ⎜ − 0.3⎟ ⎝ R0 ⎠ R0 Trong âoï k =1 âäúi våïi BT âäng cæïng tæû nhiãn; k =0.85 âäúi våïi BT âæåüc dæåîng häü nhiãût; σbH âæåüc láúy nhæ khi tênh hao täøn do tæì biãún nhanh. h. Do BT bị ép lõm (σel) (cốt thép vòng, cốt thép xoắn ốc): Mäüt säú cáúu kiãûn troìn nhæ: bãø chæïa, äúng dáùn cäút theïp ÆLT voìng seî eïp loîm màût BT. 2 Nãúu âæåìng kênh cuía cáúu kiãûn 3m thç coï thãø boí qua. Ngoaìi caïc hao täøn cå baín trãn âáy, trong mäüt säú træåìng håüp cáön xeït âãún caïc æïng suáút hao do biãún daûng cuía khuän theïp, do eïp saït caïc khäúi làõp gheïp, do taíi troüng chëu taíi troüng rung âäüng Caïc æïng suáút hao täøn âæåüc chia laìm 2 nhoïm: ÆÏng suáút hao xaíy ra trong quaï trçnh chãú taûo cuîng nhæ khi eïp BT (σh1), vaì æïng suáút hao xaíy ra sau khi kãút thuïc eïp BT (σh2). - Trong PP càng træåïc: σh1 = σch + σnh + σneo + σms + σtbn ; σh2 = σco + σtb ; - Trong PP càng sau: σh1 = σneo + σms ; σh2 = σch + σco + σtb + σel ; 2 Täøng hao täøn σh = σh1 + σh2 ≥ 1000KG/cm ; 5. CẤU KIỆN CHỊU KÉO TRUNG TÂM: - Cáúu kiãûn chëu keïo bàòng BTCT ÆLT thæåìng gàûp nhæ: thanh caïnh haû cuía daìn, thanh càng cuía voìm, äúng dáùn coï aïp, bãø chæïa troìn 5.1. Các giai đoạn của trạng thái ƯS-BD: a. Cấu kiện căng trước: Traûng thaïi æïng suáút-biãún daûng cuía cáúu kiãûn cuîng gäöm 3 giai âoaûn nhæ BTCT thæåìng, nhæng giai âoaûn I âæåüc chia laìm 6 giai âoaûn trung gian: Giai âoaûn I1: Cäút theïp ÆLT âàût vaìo khuän nhæng chæa càng, æïng suáút trong cäút theïp σH = 0 ; Giai âoaûn I2: Cäút theïp ÆLT âæåüc càng âãún æïng suáút khäúng chãú σH = σHK = σ0 - σneo - σms räöi cäú âënh vaìo bãû, âäø BT; Giai âoaûn I3: Trong thåìi gian chåì BT âaût cæåìng âäü R0, xaíy ra caïc hao täøn laìm giaím æïng suáút càng træåïc trong cäút theïp ÆLT σH = σHK - (σch + σnh); Giai âoaûn I4: Khi BT âaût cæåìng âäü R0 thç buäng cäút theïp âãø eïp BT. ÆÏng suáút hao täøn sau khi buäng cäút theïp laì σh1 = σch + σnh + σneo + σms + σtbn ; ÆÏng suáút trong cäút theïp ÆLT laì σH = σ0 - σh1 - nH.σb ; KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 6
12. Chæång 10 N 01 Vaì æïng suáút neïn træåïc trong BT : σb = ; (10 - 13) Fqd Trong âoï N01 laì læûc neïn khi bàõt âáöu buäng cäút theïp: N01 = (σ0 - σh1)FH - σtbn.Fa ; (ÅÍ âáy khi tênh σh1 khäng kãø hao täøn do tæì biãún nhanh). Fqâ laì diãûn têch BT tæång âæång cuía TD: Fqâ = Fb + na.Fa + nH.FH ; Giai âoaûn I5: Træåïc khi sæí duûng cáúu kiãûn, do co ngoït vaì tæì biãún cuía BT, coï caïc hao täøn σh2 = σco + σtb ; Váûy æïng suáút hao täøng cäüng laì σh = σh1 + σh2 ; ÆÏng suáút trong cäút theïp ÆLT: σH = σ0 - σh - nH.σb1 ; Giai âoaûn I6: Cho cáúu kiãûn chëu keïo, æïng suáút do taíi troüng gáy keïo thãm trong cäút theïp ÆLT, âäöng thåìi laìm giaím æïng suáút neïn træåïc trong BT. Khi æïng suáút trong BT triãût tiãu (σb = 0) thç: σH = σ0 - σh ; Giai âoaûn Ia: Taíi troüng tàng, BT chëu keïo. Khi æïng suáút trong BT âaût Rkc, cáúu kiãûn sàõp bë næït; ÆÏng suáút trong cäút theïp ÆLT luïc naìy laì: σH = σ0 - σh + 2nH.Rkc ; I1 σ I5 b1 σ = 0 σ = σ - σ - n σ H H 0 h H b1 I2 I6 Bãû σb= 0 σH = σHK σH = σ0- σh N0 N0 I3 Ia σb = 0 σb= Rkc σH = σHK- σch- σnh σH = σ0- σh + 2nH.Rkc Nn Nn I4 III σb σH = σ0- σh1- nHσb N σH = RH N Giai âoaûn II: Taíi troüng tàng , khe næït xuáút hiãûn. Luïc naìy toaìn bäü læûc keïo do cäút theïp chëu, æïng suáút keïo trong cäút theïp tàng lãn theo taíi troüng tæång tæû nhæ cáúu kiãûn BTCT thæåìng. Giai âoaûn III: Giai âoaûn phaï hoaûi, khe næït måí räüng. Sæû phaï hoaûi xaíy ra khi æïng suáút trong cäút theïp âaût tåïi giåïi haûn chëu keïo. Nháûn xeït: Viãûc gáy ÆLT chè náng cao khaí nàng chäúng næït, haûn chãú bãö räüng khe næït cuía cáúu kiãûn , khäng caíi thiãûn vãö khaí nàng chëu læûc. b. Cấu kiện căng sau: Caïc giai âoaûn cuía traûng thaïi æïng suáút biãún daûng cuía cáúu kiãûn cuîng tæång tæû nhæ træåìng håüp càng træåïc, chè khaïc laì trong giai âoaûn I: Giai âoaûn I1: Luäön cäút theïp ÆLT vaìo raînh nhæng chæa càng, æïng suáút trong cäút theïp σH = 0 ; Giai âoaûn I4: Càng cäút theïp ÆLT âãún æïng suáút khäúng chãú σHK = σ0 - nH.σb , gáy neïn trong BT. (σ 0 − σ h1 ).FH Våïi æïng suáút neïn træåïc trong BT: σb = ; Fqd Sau âoï neo cäút theïp ÆLT vaìo âáöu cáúu kiãûn. Luïc naìy xaíy ra caïc hao täøn æïng suáút σh1 = σneo + σms ; ÆÏng suáút trong cäút theïp : σH = σ0 - σh1 - nH.σb ; Tæì giai âoaûn I5 tråí âi traûng thaïi æïng suáút biãún daûng giäúng nhæ cáúu kiãûn càng træåïc. 5.2. Tính toán cấu kiện chịu kéo trung tâm: a. Tính theo cường độ (giai đoạn sử dụng): - Så âäö æïng suáút: Cå såí âãø láûp så âäö æïng suáút laì giai âoaûn III cuía traûng thaïi ÆS-BD. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 7
13. Chæång 10 Toaìn bäü læûc keïo do cäút theïp chëu, æïng suáút trong cäút theïp âaût ghaûn chëu keïo. - Âiãöu kiãûn cæåìng âäü: N ≤ Ra.Fa + RH.FH.mH ; (10 - 14) Trong âoï - mH laì hãû säú xeït âãún âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía cäút theïp cæåìng âäü cao khi æïng suáút cao hån giåïi haûn chaíy qui æåïc. (Baíng tra) LOAÛI THEÏP mH Theïp A-IV & AT-IV 1.20 Theïp A-V , AT-V & såüi theïp cæåìng âäü cao 1.15 Theïp AT-VI 1.10 b. Tính không cho phép nứt: - Så âäö æïng suáút: Cå såí âãø láûp så âäö æïng suáút laì giai âoaûn Ia cuía traûng thaïi ÆS-BD. ÆÏng suáút trong BT âaût âãún cæåìng âäü chëu keïo Rkc. - Âiãöu kiãûn âãø cáúu kiãûn khäng bë næït laì: N ≤ Rkc.(Fb + 2nH.FH + 2na.Fa) + N02; (10 - 15) Trong âoï N -Læûc keïo doüc truûc (Âäúi våïi cáúu kiãûn coï tênh chäúng næït cáúp I & II thç tênh våïi taíi troüng tênh toaïn, cáúu kiãûn coï tênh chäúng næït cáúp III thç tênh våïi taíi troüng tiãu chuáøn). N02 -Læûc keïo æïng våïi luïc æïng suáút neïn træåïc trong BT triãût tiãu. N02 = (σ0 - σh).FH - σa.Fa ; (10 - 16) Våïi σa = σtbn + σco + σtb ; Fb laì diãûn têch TD pháön BT. c. Tính theo sự mở rộng khe nứt: Cäng thæïc xaïc âënh bãö räüng khe næït vaì âiãöu kiãûn kiãøn tra giäúng nhæ BTCT thæåìng, chè khaïc laì æïng suáút trong cäút theïp σa âãø tênh bãö räüng khe næït laì âäü tàng æïng suáút trong cäút theïp kãø tæì luïc æïng suáút neïn træåïc trong BT triãût tiãu N02 âãún luïc cáúu kiãûn chëu taíi troüng tiãu chuáøn Nc (giai âoaûn sæí duûng): N c - N 02 σa = ; (10 - 17) Fa + FH d. Tính theo sự khép kín khe nứt: Nhàòm âaím baío sao cho sau khi bë næït vaì taíi troüng taûm thåìi ngàõn haûn thäi taïc duûng, dæåïi taïc duûng cuía æïng suáút træåïc trong cäút theïp khe næït seî âæåüc kheïp kên. Yãu cáöu naìy âæåüc thoía maîn nãúu âaím baío hai âiãöu kiãûn sau: 1) σ02 + σa ≤ k.RHC ; (10 - 18) Trong âoï σ02 -ÆÏng suáút træåïc trong cäút theïp ÆLT sau khi âaî kãø âãún táút caí caïc hao täøn æïng suáút. σa -Âäü tàng æïng suáút trong cäút theïp tênh theo (10 - 17). k -Hãû säú láúy k = 0.65 âäúi våïi theïp såüi; k = 0.8 âäúi våïi theïp thanh. 2 2) Taûi thåï ngoaìi cuìng åí miãön chëu keïo cuía cáúu kiãûn phaíi täön taûi æïng suáút neïn træåïc σb ≥ 10KG/cm khi cáúu kiãûn chè coï tènh taíi vaì taíi troüng taûm thåìi daìi haûn taïc duûng. e. Kiãøm tra cæåìng âäü cáúu kiãûn åí giai âoaûn chãú taûo: Kiãøm tra cæåìng âäü cáúu kiãûn khi buäng cäút theïp ÆLT (giai âoaûn I4): t NH ≤ Rn .F + Ra’.Fa ; (10 - 19) Trong âoï NH - Læûc neïn BT khi buäng cäút theïp: Âäúi våïi cáúu kiãûn càng træåïc: NH = (1.1σ0 - 3000)FH ; (10 - 20) Âäúi våïi cáúu kiãûn càng sau: NH = 1.1(σ0 - nH. σb).FH ; (10 - 21) t Rn -Cæåìng âäü chëu neïn cuía BT luïc buäng cäút theïp (nhán våïi hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc mb = 1.1 våïi theïp såüi mb = 1.2 våïi theïp thanh). KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 8
14. Chæång 10 6. CẤU KIỆN CHỊU UỐN: 6.1. Các giai đoạn của trạng thái ứng suất: a. Cấu kiện căng trước: Giai âoaûn I âæåüc chia thaình 6 giai âoaûn trung gian, caïc giai âoaûn sau tæång tæû BTCT thæåìng. - Giai âoaûn I1: Âàût caïc cäút theïp ÆLT FH & FH’ vaìo bãû nhæng chæa càng. - Giai âoaûn I2: Càng caïc cäút theïp FH & FH’ tåïi trë säú æïng suáút khäúng chãú σHK & σHK’ räöi cäú âëmh vaìo bãû, tiãún haình âäø BT. - Giai âoaûn I3: Chåì BT âäng cæïng, trong thåìi gian naìy xaíy ra caïc hao täøn æïng suáút σch & σnh. σH = σHK - σch - σnh ; σH’ = σHK’ - σch’ - σnh’ ; - Giai âoaûn I4: Khi BT âaût cæåìng âäü cáön thiãút R0, buäng cäút theïp. Do FH & FH’ khäng bàòng nhau nãn cáúu kiãûn bë väöng lãn do chëu neïn lãûch tám. Trong giai âoaûn naìy xaíy ra hao täøn æïng suáút σtbn vaì täøng æïng suáút hao laì σh1. - Giai âoaûn I5: Trong thåìi gian træåïc khi âæa vaìo sæí duûng, do biãún daûng co ngoït vaì tæì biãún cuía BT xaíy ra caïc hao täøn σco & σtb ; - Giai âoaûn I6: Taíi troüng taïc duûng, æïng suáút keïo trong FH tàng, æïng suáút keïo trong FH’ giaím. Khi æïng suáút neïn træåïc trong thåï BT ngang troüng tám FH triãût tiãu: σH = σ0 - σh ; - Giai âoaûn Ia: ÆÏng suáút trong BT chëu keïo âaût âãún cæåìng âäü chëu keïo Rkc: BT vuìng keïo sàõp næït, æïng suáút trong cäút theïp FH: σH = σ0 - σh - 2nH.Rkc ; I5 I1 σH’ = σ0’- σh1’- nHσb1’ σH’ = 0 σH = σ0- σh- nHσb1 σH = 0 I2 I Bãû 6 σH’ = σHK’ σH = σHK σb = 0 σH = σ0- σh I3 I a σH’ = σHK’- σch’- σnh’ σ = σ - σ - σ H HK ch nh σ = R b kc I4 σH’ = σ0’- σh1’- nHσb’ σH = σ0-σh+2nHRkc III σH = σ0- σh- nHσb σ = R b kc σH = σ0-σh+2nHRkc - Giai âoaûn II: Taíi troüng tàng, khe næït xuáút hiãûn trong BT vuìng keïo, æïng læûc trong vuìng keïo do cäút theïp chëu. - Giai âoaûn III: Taíi troüng tàng, khe næït måí räüng, khi æïng suáút trong cäút theïp chëu keïo vaì trong BT vuìng neïn âaût trë säú giåïi haûn thç cáúu kiãûn bë phaï hoaûi. ÆÏng suáút trong cäút theïp FH’: σH’ = RH’ - mt.( σ0’ - σh’) ; (10 - 22) b. Cấu kiện căng sau: Traûng thaïi æïng suáút tæì giai âoaûn I1 chuyãøn sang I4, sau âoï diãùn biãún cuía traûng thaïi æïng suáút nhæ cáúu kiãûn càng træåïc. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 9
15. Chæång 10 6.2. Tính toán cấu kiện chịu uốn: a. Tính theo cường độ trên TD thẳng góc: bc -Så âäö æïng suáút: Rn R ’F ’ Fa’ a a a’ hc σ ’F ’ x H H M FH’ gh h h0 RHFH F H a H -Cäng thæïc cå baín: a RaFa Âiãöu kiãûn cæåìng âäü laì: Fa ∑MFa = 0; b ⇒ M ≤ Rn.b.x.(h0-0.5x) + Rn.(bc’-b)hc’.(h0-0.5hc’) + Ra’.Fa’.(h0-a’) + σH’.FH’.(h0-aH’); (10 - 23) Chiãöu cao vuìng neïn: ∑X = 0 ;⇒ Rn.[b.x + (bc’-b)hc’] = mH.RH.FH + Ra.Fa - σH’.FH’ - Ra’.Fa’; (10 - 24) Trong âoï mH -Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía cäút theïp cæåìng âäü cao khi æïng suáút cao hån giåïi haûn chaíy qui æåïc. mH α láúy theo tiãu chuáøn thiãút kãú: mH = mH − (mH −1). α 0 mH -Giaï trë cæûc haûn cuía mH, láúy theo baíng tra; α0 -Giaï trë giåïi haûn cuía α = x/h0; coï thãø tra theo baíng hoàûc tênh theo cäng thæïc sau: α 0 α0 = σ ⎛ α ⎞ 1 + A ⎜1 − 0 ⎟ ⎜ ⎟ 4000 ⎝ 1.1⎠ α 0 -Hãû säú âàûc træng cho miãön chëu keïo cuía BT. Våïi BT nàûng α 0 = 0.85 - 0.0008Rn; σA -ÆÏng suáút trong cäút theïp ÆLT; Våïi theïp khäng coï thãöm chaíy (A-IV tråí lãn), theïp såüi B-II, BP-II, dáy caïp: σA = RH +4000 - σ0 ; Âäúi våïi theïp coï thãöm chaíy (A-I, A-II, A-III) vaì theïp såüi B-I, BP-I thç láúy σA bàòng cæåìng âäü chëu keïo tênh toaïn cuía cäút theïp. -Âiãöu kiãûn haûn chãú: x ≤ α0h0; vaì x ≥ 2a’. b. Tính theo cường độ trên TD nghiêng: Âãø chëu læûc trãn TD nghiãng, ngoaìi cäút doüc, cäút xiãn vaì cäút âai thæåìng coìn coï cäút doüc vaì cäút ngang ÆLT. Viãûc tênh toaïn cæåìng âäü trãn TD nghiãng tæång tæû nhæ cáúu kiãûn BTCT thæåìng. Cäút ngang trãn TD nghiãng âæåüc tênh toaïn theo âiãöu kiãûn sau: Σ.Y= 0: Q ≤ Qb+Σ.Raâ.Fâ+Σ.Raâ.Fx.Sin α +Σ.RHâ.FHâ+Σ. RHâ.FHx.Sin α. (10 - 25) Trong âoï Qb -Khaí nàng chëu càõt cuía BT; Raâ, RHâ -Cæåìng âäü tênh toaïn vãö chëu càõt cuía cäút theïp thæåìng vaì cäút theïp ÆLT; Trong træåìng håüp khäng coï cäút xiãn thæåìng vaì cäút xiãn ÆLT thç âiãöu kiãûn kiãøm tra (trãn TD nghiãng nguy hiãøm nháút) 2 laì: Q ≤ Qâb = 8R k .b.h 0 .q d Trong âoï qâ -Khaí nàng chëu càõt cuía cäút âai thæåìng vaì cäút âai ÆLT trãn âån vë daìi: Rad .Fd RHd .FHd qâ = + ud u Hd c. Tính theo cường độ ở giai đoạn chế tạo: Kiãøm tra theo âiãöu kiãûn vãö chëu neïn cuía BT luïc bàõt âáöu buäng cäút theïp. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 10
16. Chæång 10 N 0 N 0 .e 0H .y ÆÏng suáút neïn BT: σbH = + ; Fqd J qd Trong âoï N0 âæåüc láúy bàòng håüp læûc cuía táút caí caïc læûc trong cäút theïp ÆLT vaì cäút theïp thæåìng: N0 = σH.FH + σH’.FH’ - σa.Fa - σa’.Fa’ e0H -Âäü lãûch tám cuía læûc eïp so våïi truûc qua troüng tám cuía TD tæång âæång; σ H .FH .y H + σ a '.Fa '.ya '−σ H '.FH '.yH '−σ a .Fa .y a e0H = ; N 0 σH, σH’ -ÆÏng suáút trong cäút theïp FH & FH’ (coï tênh âãún æïng suáút hao σh1 khi tênh trong giai âoaûn eïp BT, vaì kãø âãún toaìn bäü æïng suáút hao khi tênh trong giai âoaûn sæí duûng); σa, σa’ -ÆÏng suáút neïn trong cäút theïp thæåìng Fa & Fa’ (Khi tênh trong giai âoaûn eïp BT láúy bàòng σtbn, khi tênh trong giai âoaûn sæí duûng láúy bàòng σtbn + σco + σtb ; yH, yH’, ya, ya’ -Khoaíng caïch tæì truûc qua troüng tám cuía TD tæång âæång âãún vë trê âiãøm âàût læûc trong cäút theïp (troüng tám cuía cäút theïp) . - Tênh toaïn kiãøm tra täøng thãø cáúu kiãûn åí giai âoaûn chãú taûo: Tênh nhæ cáúu kiãûn chëu neïn lãûch tám thæåìng maì ngoaûi læûc laì læûc eïp lãûch tám do cäút theïp ÆLT gáy ra. Trong træåìng håüp chè coï FH thç læûc lãûch tám xaïc âënh theo (10 - 20) hoàûc (10 - 21); - Ngoaìi ra coìn phaíi kiãøm tra sæû chëu eïp cuûc bäü cuía BT dæåïi caïc thiãút bë neo, nãúu khäng âuí cæåìng âäü thç phaíi gia cäú miãön BT dæåïi neo bàòng caïc læåïi theïp d. Tính toán không cho phép nứt: Âiãöu kiãûn chäúng næït cuía cáúu kiãûn laì: M ≤ Mn ; (10 - 26) M -Mä men do ngoaûi læûc gáy ra (våïi chäúng næït cáúp I & II tênh våïi taíi troüng tênh toaïn, cáúp III thç våïi taíi troüng tiãu chuáøn). Mn - Mä men maì cáúu kiãûn chëu âæåüc træåïc khi xuáút hiãûn khe næït ( traûng thaïi Ia) - Cå såí âãø tênh chäúng næït laì traûng thaïi Ia: Mn = Rkc.Wn + M1. (10 - 27) M1 - Mä men taïc duûng åí giai âoaûn I6. (luïc σb =0) Rkc.Wn - Mä men âãø traûng thaïi æïng suáút tàng tæì I6 -> Ia; Wn - Mä men khaïng âaìn häöi deío cuía TD quy âäøi ngay træåïc khi xuáút hiãûn vãút næït âäúi våïi thåï chëu keïo ngoaìi cuìng. (coï thãø tênh theo (9 - 18) hoàûc (9 - 21) hay (9 - 22) bc σa’Fa’ x (σ0’-σh’)FH’ h rl M n e N02 0H Rkc (σ0-σh)FH 2R kc σaFa b Nãúu ta dåìi N02 vãö âènh loîi cuía TD vaì thãm mäüt mä men ML = N02.(e0H + rL); Theo tênh cháút cuía loîi: khi coï læûc N âàût taûi âènh thç truûc TH âi qua meïp cuía TD (tæïc meïp dæåïi cuía TD coï σb = 0). Nhæ váûy æïng suáút neïn træåïc trong BT σb1 laì do mä men Ml gáy ra; Vãö màût giaï trë: M1 = ML = N02.(e0H + rL); Suy ra Mn = N02.(e0H + rL) + Rkc.Wn; Chuï yï: Khi tênh N02 laì håüp læûc cuía táút caí caïc æïng læûc trong cäút theïp ÆLT vaì cäút theïp thæåìng, coï kãø táút caí caïc hao täøn. W0 rL -Khoaíng caïch tæì âènh loîi âãún troüng tám cuía TD tæång âæång rL = 0.8 ; Fqd KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 11
17. Chæång 10 KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 12
18. 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
19. 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
20. 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
21. 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
22. 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
23. 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
24. 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
25. 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
26. 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
27. 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
28. 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
29. 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
30. 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
31. 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
32. 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
33. 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
34. 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
35. 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
36. 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
37. 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
38. 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
39. 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 à 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
40. 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
41. 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
42. 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
43. 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
44. 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