Bài giảng Bê tông cốt thép 1: Chương 3 - Trường ĐH Kiến trúc

Bài giảng Bê tông cốt thép 1 - Chương 3 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: nội dung và trình tự thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, tải trọng và tác động, các phương pháp tính toán bê tông cốt thép, nguyên lý cấu tạo. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Bê tông cốt thép 1: Chương 3 - Trường ĐH Kiến trúc1NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ KẾT CẤU BTCTTẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNGCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BTCTNGUYÊN LÝ CẤU TẠO 23.1. KHÁI NIỆM CHUNG NỘI DUNG TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO BTCT • Xác định tải trọng và tác động; TÍNH • Xác định nội lực và tổ hợp nội lực; TOÁN • Xác định khả năng chịu lực của kết cấu hoặc tính toán tiết diện BTCT. • Chọn vật liệu (cấp bê tông, loại cốt thép); CẤU TẠO • Chọn kích thước tiết diện cấu kiện; • Chọn và bố trí cốt thép, giải quyết liên kết … 3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU Lựa chọn phương án kết cấu, mô tả giới thiệu về kết cấu, chọn sơ bộ kích thước tiết diện của cấu kiện và vật liệu Phân tích kết cấu: Lập sơ đồ tính, xác định tải trọng, xác định nội lực và tổ hợp nội lực Tính toán cấu kiện BTCT (tính cốt thép, kiểm tra khả năng chịu lực, kiểm tra độ võng, khe nứt vv...) Cấu tạo cấu kiện, các liên kết, thể hiện bản vẽ kết cấu 43.2. PP TÍNH THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN - Mục đích của thiết kế là nhằm có một xác suất chấp nhận được về việc kết cấu thỏa mãn những điều kiện đặt ra cho nó. Bất cứ một tình huống nào có thể làm cho kết cấu không còn thỏa mãn những yêu cầu đặt ra cho nó đều là một trạng thái giới hạn (TTGH), và mục tiêu của thiết kế là tránh cho kết cấu đạt TTGH đó trong suốt thời gian sử dụng mong muốn của nó. - Cần thiết kế / kiểm tra theo TTGH cực hạn (ultimate limit state_ ULS) hay TTGH 1, và cả TTGH sử dụng (serviceability limit state_SLS) hay TTGH 2. Mỗi TTGH được tính toán kiểm tra ứng với một cấp tải trọng thích hợp. 5 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG (THEO TCVN 2737:1995) Phân loại tải trọngTải trọng thường xuyên: không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụngcông trình: trọng lượng kết cấu chịu lực và bao che, trọng lượng và áp lực đất,ứng lực trước.Tải trọng tạm thời dài hạn: trọng lượngvách ngăn tạm thời, thiết bị cố định…Tải trọng tạm thời ngắn hạn: trọnglượng người, vật liệu và dụng cụ sửachữa; một phần hoạt tải trên sàn, tảitrọng do cầu trục hoạt động, tải trọnggió…Tải trọng đặc biệt: động đất, cháy, nổ,... 6Hệ số độ tin cậy của tải trọng  Tải trọng tiêu chuẩn (Ftc): tải trọng sử dụng tác dụng lên kết cấu ở điều kiện sử dụng bình thường, xác định theo các số liệu thực tế, từ nghiên cứu thống kê  Tải trọng tính toán (Ftt): tải trọng xuất hiện trong điều kiện sử dụng bất thường, cũng được xác định từ nghiên cứu thống kê. Ftt = f Ftc f là hệ số độ tin cậy về tải trọng (hệ số vượt tải), tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn. 7- Tính theo TTGH 2: f = 1- Tính theo TTGH 1: f = 1.11.3 với tĩnh tải, f = 1.21.3 với hoạt tải. Nếu tải trọng tính toán nhỏ hơn tải trọng tiêuchuẩn sẽ gây nguy hiểm cho kết cấu thì lấy f < 1,ví dụ f = 0.9 cho tĩnh tải. f > 1 Kỷ niệm 50 năm cầu Golden Gate– 1987 8HỆ SỐ ĐỘ TIN CẬY CỦA VẬT LIỆU BÊ TÔNG • Cường độ chịu nén tiêu chuẩn Rbn: cường độ lăng trụ với xác suất bảo đảm 95%. Rbn = B (0.77  0.001B)  0.72B • Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rbtn: lấy phụ thuộc cấp cường độ B • Cường độ chịu nén tính toán Rb và chịu kéo tính toán Rbt: 9CỐT THÉP - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rsn lấy bằng giới hạn chảy với xác suất bảo đảm 95%. - Cường độ chịu kéo tính toán theo TTGH thứ nhất Rs: hệ số độ tin cậy s = 1.15 - Lấy s = 1 khi tính theo TTGH 2, tức là Rs,ser = Rsn - Cường độ chịu nén tính toán cũa cốt thép Rsc lấy bằng Rs nhưng không lớn hơn giá trị ứng suất ứng với biến dạng co ngắn của BT bao quanh CT; khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng – không lớn hơn 400 MPa, khi có tác dụng dài hạn của tải trọng – không lớn hơn 500 MPa. 10BIỂU ĐỒ BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG 11 BIỂU ĐỒ BIẾN DẠNG CỦA CỐT THÉP Cốt thép có giới hạn chảy thực tế Cốt thép có giới hạn chảy quy ướcCB240-T, CB300-T, CB300-V, CB400-V, Theo TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991),CB500-V (TCVN 1651:2008), dây thép vuốt TCVN 6284-2:1997 (ISO 6394-2:1991),nguội (TCVN 6288:1997(ISO 10544:1992)) TCVN 6284-4:1997 (ISO 6934-4:1991) s2 = 0.025 s2 = 0.015 Es = 2105 MPa 12 TÍNH TOÁN THEO TTGH 1Bảo đảm khả năng chịu lực cho kết cấu:  Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động;  Không bị mất ổn định về hình dáng hoặc về vị trí;  Không bị phá hoại vì mỏi;  Không bị phá hoại do tác dụng đồng thời của những nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường. 13Tính toán theo cường độ trên tiết diện thẳng góc- Tính theo mô hình biến dạng phi tuyến [8.1.2.7 - TCVN 5574:2018]- Cho phép tính toán trên cơ sở nội lực giới hạn đối với các cấu kiện tiết diện chữ nhật, chữ T và chữ I có cốt thép nằm ở biên vuông góc với mặt phẳng uốn của cấu kiện khi có tác dụng của nội lực trong mặt phẳng đối xứng của tiết diện thẳng góc.- Ví dụ với cấu kiện chịu uốn: * Tính theo mô hình biến dạng phi tuyến * T ...