Bài giảng Bê tông cốt thép: Chương 4 - ĐH Kiến trúc TP. HCM

Bài giảng Bê tông cốt thép: Chương 4 Cấu kiện chịu uốn cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung nội dung; Sự làm việc của dầm chịu uốn; Tính toán cấu kiện chịu uốn có tiết diện đối xứng trên tiết diện thẳng góc; Tính toán cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật theo cường độ trên tiết diện thẳng góc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Bê tông cốt thép: Chương 4 - ĐH Kiến trúc TP. HCM (TÍNH TOÁN THEO CƯỜNG ĐỘ) 71 NỘI DUNG 4.1. KHÁI NIỆM CHUNG 4.2. SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM CHỊU UỐN 4.3. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN CÓ TIẾT DIỆN ĐỐI XỨNG TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC 4.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT THEO CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC 72 4.1. KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.2. Cấu kiện cơ bản Cấu kiện chịu uốn là cấu kiện chịu tác dụng của momen M và lực cắt Q hoặc chỉ chịu tác dụng của M (uốn thuần túy). – Hai dạng cấu kiện thường gặp là bản và dầm * CẤU TẠO CỦA BẢN Gọi cấu kiện là bản khi 2 kích thước của cấu kiện (chiều dài, chiều rộng) rất lớn so với kích thước thứ 3 73 Hình 4.1. Sơ đồ bố trí cốt thép trong bản 74 • Trong nhà dân dụng thông thường chiều dày bản hb = 6 – 14 cm • Trong nhà cao tầng chiều dày bản sàn được gia tăng hơn. • Trong cầu thang dạng bản chịu lực (phẳng hoặc xoắn), bản thang thường có chiều dày hb  10 cm. • Đối với bản móng bè, bản sàn không sườn (sàn nấm), sàn bê tông ứng lực trước thì chiều dày bản còn lớn hơn các giá trị nêu ở trên. 75 Cốt thép trong bản bao gồm: • Cốt thép chịu lực: đặt trong vùng chịu kéo do momen gây ra thường dùng 6,  12, Khoảng cách: 70 ÷ 200 khi hb < 150 1,5h khi hb ≥ 150 • Cốt thép phân bố: đặt vuông góc với cốt thép chịu lực, với các vai trò như sau: 76 • Cốt thép phân bố/cấu tạo: đặt vuông góc với cốt thép chịu lực, với các vai trò như sau:  Giữ chặt cốt thép chịu lực;  Phân bố lực cho các cốt thép lân cận;  Chịu ứng suất do co ngót và thay đổi nhiệt độ gây ra;  Cản trở sự mở rộng vết nứt;  Chịu ứng suất tập trung. Bố trí: Dùng 6 – 8, bước a/@/s = 250 – 300 và phải theo yêu cầu Yêu cầu:  3cây/mdài, As.pb  10% As.cl (As.cl : cốt thép tại giữa nhịp chịu Mmax) 77 Vai trò của cốt thép phân bố: • Giữ chặt cốt thép chịu lực; • Phân bố lực cho các cốt thép lân cận; • Chịu ứng suất do co ngót và thay đổi nhiệt độ gây ra; • Cản trở sự mở rộng vết nứt; • Chịu ứng suất tập trung. Bố trí: Dùng 6, 8, khoảng cách từ 250 ÷ 300 và phải đạt yêu cầu. Yêu cầu:  3cây/mdài, số lượng  10% số lượng cốt chịu lực tại tiết diện có Mmax 78 * CẤU TẠO DẦM Gọi cấu kiện là dầm khi cấu kiện có 2 kích thước (tiết diện bxh) rất bé so với kích thước thứ 3 (chiều dài dầm Ln) Các dạng mặt cắt ngang của dầm b' b'f b'f h'f h'f b h h h h hf b bf b b Hình 4.2. Các dạng tiết diện của dầm 79  Kích thước dầm • Chiều cao: hd = (1/8 – 1/20)L (L: nhịp dầm) • Chiều rộng: bd = (2/3 – 1/4)hd Để định hình hóa chọn: hd = n.50 mm khi hd  600mm, hd = n.100 mm khi hd > 600mm bd = 100, 120, 150, 200, 250, 300mm, bd = n.50 mm khi bd > 300mm  Cốt thép trong dầm: • Cốt dọc chịu kéo As (hay cốt chịu lực) đặt trong vùng bê tông chịu kéo • Cốt dọc chịu nén A’s: nếu đặt theo cấu tạo gọi là cốt thi công, nếu đặt theo tính toán gọi là cốt kép, đóng vai trò cốt thép chịu lực. 80 • Cốt xiên: cốt thép uốn từ nhịp lên gối để chịu M hay Q • Cốt đai: chỉ chịu Q (có thể dùng cốt đai kín hay hở) • Cốt giá: chỉ đặt khi h  700mm với yêu cầu As  0.001bh Hình 4.3. Các loại cốt thép trong dầm 81  Quy định về thép trong dầm: • Đường kính cốt chịu lực: từ 10 ÷ 30 • Cốt xiên: góc  = 600 khi hd  800mm; góc  = 450 khi hd < 800mm; góc  = 300 đối với bản hoặc dầm thấp. • Cốt đai: thường dùng 6, 8, 10. • Khoảng cách cốt thép, bề dày lớp bê tông bảo vệ: 82 CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN 4.2. SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM CHỊU UỐN Thí nghiệm dầm đơn giản với tải trọng tăng dần Quan sát sự làm việc của dầm, ta thấy dầm bị phá hoại tại tiết diện có khe nứt thẳng góc hoặc tại tiết diện có khe nứt nghiêng. Đó chính là các tiết diện cần tính toán 83 Thí nghieäm daàm lieân tuïc hai nhòp BTCT ñeán khi phaù hoaïi Phaù hoaïi taïi tieát dieän chòu moment döông vaø tieát dieän chòu moment aâm trong daàm lieân tuïc 84 CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN Hình 4.5. Các giai đoạn của trạng thái ứng suất biến dạng trên tiết diẹn thẳng góc 85 CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU UỐN Khi tính toán hoàn chỉnh một cấu kiện chịu uốn sẽ phải tính toán theo TTGH1 và TTGH2: • Xác định lượng cốt thép As, A’s (nếu cần) : để chịu momen M; • Xác định số nhánh đai n, đường kính cốt đai, bước đai s, As,inc : để chịu lực cắt Q; • ...