GIÁO TRÌNH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 3

NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.1 NỘI DUNG VÀ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ KC BÊ TÔNG CỐT THÉP. 3.1.1 Nội dung và sản phẩm của thiết kế. Thiết kế bắt đầu từ ý tưởng sau đó lập phương án và tiến hành phân tích, tính toán. Sau đó thể hiện kết quả bằng ngôn ngữ và hình ảnh về kết cấu. Sản phẩm của thiết kế kết cấu bê tông cốt thép thường có hai phần là bản vẽ và thuyết minh. Thuyết minh trình bày cơ sở thiết kế, các lập luận và tính toán, các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 3 CHƯƠNG 3 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO 3.1 NỘI DUNG VÀ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ KC BÊ TÔNG CỐT THÉP. 3.1.1 Nội dung và sản phẩm của thiết kế. Thiết kế bắt đầu từ ý tưởng sau đó lập phương án và tiến hành phân tích, tính toán. Sau đó thể hiện kết quả bằng ngôn ngữ và hình ảnh về kết cấu. Sản phẩm của thiết kế kết cấu bê tông cốt thép thường có hai phần là bản vẽ và thuyết minh. Thuyết minh trình bày cơ sở thiết kế, các lập luận và tính toán, các kết quả tính toán kết cấu và dự toán (giá thành). Bản vẽ thể hiện hình dáng, kích thước, cấu tạo của kết cấu cùng với các yêu cầu kỹ thuật, các chỉ dẫn về vật liệu sử dụng… Yêu cầu cơ bản của thiết kế là tính phù hợp với việc sử dụng, độ bền vững, tính khả thi và tính kinh tế. Các yêu cầu này đều quan trọng nhưng với mức độ khác nhau tùy vào từng kết cấu cụ thể. 3.1.2 Các bước thiết kế. Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép gồm hai việc chính là tính toán và cấu tạo. Quy trình thường theo bảy bước như sau: - Bước 1: Mô tả, giới thiệu kết cấu. Trình bày về vị trí, nhiệm vụ, đặc điểm của kết cấu, lựa chọn phương án, thể hiện mặt bằng kết cấu, hình dáng và các kích thước cơ bản của kết cấu. - Bước 2: Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận. Sơ bộ chọn các kích thước của các bộ phận chính như chiều dày bản sàn, chiều dày tường, kích thước dầm, cột… Chọn vật liệu như chọn loại bê tông, cấp độ bền của bê tông, nhóm cốt thép, loại cốt thép… căn cứ vào đặc điểm kết cấu, khả năng cung cấp vật liệu, khả năng thi công. - Bước 3: Lập sơ đồ tính toán. Trong bước này kết cấu thực được mô hình thành các sơ đồ tính. Các liên kết thực tế được chuyển thành các liên kết lý thuyết. Các liên kết lý thuyết phải lựa chọn hợp lý trên cơ sở phân tích khả năng ngăn cản chuyển vị của nó. - Bước 4: Xác định tải trọng. Xác định tất cả các tải trọng tác dụng lên từng cấu kiện cụ thể trong kết cấu. Với mỗi loại tải trọng cần xác định điểm đặt, phương, chiều, độ lớn, các trường hợp bất lợi của tải trọng. Cần phân biệt tải trọng thường xuyên tác dụng hay tạm thời tác dụng lên kết cấu. - Bước 5: Tính toán nội lực, tổ hợp nội lực. Tính toán và vẽ biểu đồ nội lực cho từng trường hợp tải trọng, sau đó sẽ lựa chọn các giá trị nội lực ở các biểu đồ nội lực và tổ hợp lại để tìm ra các giá trị gây bất lợi nhất để tính toán tiếp theo. - Bước 6: Tính toán về bê tông và cốt thép. Tính toán cốt thép, nếu không đảm bảo cần phải quay lại từ bước 2 để chọn lại kích thước, chọn lại bê tông, nhóm thép để đảm bảo kết cấu chịu lực an toàn. Đây là bước chính trong môn học này. - Bước 7: Thiết kế chi tiết và thể hiện. Chọn và bố trí cốt thép theo các yêu cầu chịu lực và yêu cầu cấu tạo, thiết kế chi tiết các bộ phận, các thanh thép và thể hiện chúng trên các bản vẽ. 3.2 TẢI TRỌNG. Tải trọng là các lực tác dụng lên kết cấu, bao gồm tải trọng bản thân kết cấu, tải trọng do các bộ phận khác tác dụng lên kết cấu, tải trọng do đồ đạc, con người, tải trọng gió, các tải trọng đặc biệt (động đất, cháy nổ, bom đạn)… Khi thiết kế cần xác định tải trọng theo các tiêu chuẩn tương ứng. Với công trình nhà và công trình dân dụng, công nghiệp, hiện nay đang sử dụng tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995. 3.2.1 Phân loại tải trọng. Tải trọng được phân thành ba loại dựa vào tính chất tác dụng của nó: - Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) là tải trọng có tác dụng không thay đổi trong suốt quá trình sử dụng (điểm đặt, phương, chiều, độ lớn). Trọng lượng bản thân của kết cấu, các vách ngăn cố định… là tĩnh tải. Để xác định chúng cần dựa vào cấu tạo cụ thể của các bộ phận. - Tải trọng tạm thời (hoạt tải) là tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt (đồ vật và con người trên sàn), phương chiều, độ lớn (gió, phương tiện giao thông). Để xác định hoạt tải cần dựa vào các tiêu chuẩn, các tiêu chuẩn này đưa ra giá trị hoạt tải trên cơ sở thống kê. - Tải trọng đặt biệt là các tải trọng rất ít khi xảy ra như động đất, cháy nổ, bom đạn… Theo thời hạn tác dụng tải trọng được phân thành: - Tải trọng tác dụng dài hạn: bao gồm tải tĩnh tải và một phần hoạt tải. - Tải trọng tác dụng ngắn hạn: là phần còn lại của hoạt tải. - Tải trọng tác dụng trùng lặp: các tải trọng có trị số thay đổi nhanh, lặp đi lặp lại có tính chất chu kỳ, ví dụ như tải trọng do rung động. 3.2.2 Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của tải trọng. Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng (qTC) được lấy bằng các giá trị thường gặp trong thực tế, nó được xác định bằng phương pháp thống kê theo thực tế sử dụng công trình. Giá trị tính toán của tải trọng (q) có kể đến khả năng vượt tải, tức tải trọng tác dụng có thể lớn hơn giá trị tải trọng tiêu chuẩn và gây bất lợi cho kết cấu. Do đó q được lấy bằng qTC nhân với hệ số ...