GIÁO TRÌNH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 6

CẤU KIỆN CHỊU KÉO VÀ CHỊU XOẮN 6.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU KÉO. Cấu kiện chịu kéo là cấu kiện chủ yếu chịu lực kéo N, ngoài ra còn có thể chịu mô men uốn M và lực cắt Q. Khi chỉ có N là kéo đúng tâm còn có cả M,N,Q là kéo lệch tâm. Cấu kiện chịu kéo là các thanh căng trong vòm, thanh kéo trong dàn, các thanh treo trong kết cấu, thanh giằng trong các kết cấu xi lô, ống có áp… Cấu kiện chịu kéo thường có tiết diện chữ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 6 CHƯƠNG 6 CẤU KIỆN CHỊU KÉO VÀ CHỊU XOẮN 6.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CẤU KIỆN CHỊU KÉO. Cấu kiện chịu kéo là cấu kiện chủ yếu chịu lực kéo N, ngoài ra còn có thể chịumô men uốn M và lực cắt Q. Khi chỉ có N là kéo đúng tâm còn có cả M,N,Q là kéolệch tâm. Cấu kiện chịu kéo là các thanh căng trong vòm, thanh kéo trong dàn, các thanhtreo trong kết cấu, thanh giằng trong các kết cấu xi lô, ống có áp… Cấu kiện chịu kéo thường có tiết diện chữ nhật, thép dọc và ngang liên kết vớinhau thành khung hoặc lưới. Cấu kiện chịu kéo đúng tâm đặt thép đều theo chu vi cònkhi chịu kéo lệch tâm thì đặt tập trung trên cạnh b, vuông góc với mặt phẳng uốn. Cốtthép đặt về phía chịu kéo nhiều hơn là As, cốt thép phía chịu kéo ít hơn là A′ . hàm slượng cốt thép tối thiểu khi kéo lệch tâm lớn là µ min = 0,05% và khi kéo lệch tâm bé lൠmin = 0,06% . Kéo lệch tâm bé khi toàn bộ tiết diện chịu kéo còn kéo lệch tâm lớn khimột phần tiết diện chịu nén. Cốt thép trong cấu kiện chịu kéo phải dùng nguyên thanh, nếu cần thiết phải nốithì phải nối hàn, các đầu thanh thép phải neo chắc chắn vào các bộ phận khác của kếtcấu. Thép đai được dùng để cố định thép dọc, khoảng cách cốt đai không quá 500mm. Nếu cấu kiện chịu kéo lệch tâm lớn và tính toán có kẻ đến thép dọc chịu nén thìcấu tạo thép đai như cấu kiện chịu nén.Nếu lực cắt lớn thì phải tính cốt đai theo yêucầu lực cắt và cấu tạo theo yêu cầu này. 6.2 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU KÉO ĐÚNG TÂM. Khi tính toán bỏ qua sự làm việc của bê tông, toàn bộ lực kéo do cốt thép chịu,điều kiện tính toán là: N ≤ N gh = R s A st (6.1) Trong đó Ast là diện tích toàn bộ cốt thép dọc. Với cấu kiện chịu nén đúng tâmthường lấy µ t = st 100% = (0,4 ÷ 3)% . A A 6.3 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU KÉO LỆCH TÂM BÉ. 6.3.1 Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm bé. Kéo lệch tâm bé xảy ra khi toàn bộ tiết diện chịu kéo, lúc đó N đặt giữa hai lớpcốt thép A s và A′ , cốt thép As đặt về phía chịu kéo nhiều hơn và cốt thép A′ đặt về s sphía chịu kéo ít hơn. Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm bé là: M e0 = ≤ ya (6.2) N Trong đó y a là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến trong tâm cốt thép. Vớitiết diện chữ nhật ta có: y a = 0,5h − a = 0,5Za . 6.3.2 Điều kiện và các công thức cơ bản. Ở trạng thái giới hạn, coi như ứng suất trong cốt thép A s và A′ đều đạt đến Rs. sĐiều kiện và công thức được thành lập bằng cách lấy mô men với các trục đi qua trọngtâm cốt thép A s và A′ . s N.e ≤ [N.e]gh = R s A′ Z a (6.3) s N.e′ ≤ [N.e′]gh = R s A s Za (6.4) Trong đó e,e’ là khoảng cách từ điểm đặt lực tớ trọng tâm cốt thép A s và A′ s(hình 6.1). Với tiết diện chữ nhật ta có: h e= − e0 − a (6.5) 2 h e′ = + e0 − a (6.6) 2 6.3.3 Vận dụng. a, Kiểm tra khả năng chịu lực. Biết M,N,As, A′ ,Rb,Rs,a,a’ kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện: s M - Tính e0 = , so sánh với y a = 0,5h − a để xác định có thuộc kéo lệch tâm bé Nhay không. - Tính e,e’ theo 6.5 và 6.6. - Tính và so sánh theo công thức 6.3 và 6.4, kết luận. b, Tính cốt thép. Biết M,N,Rb,Rs yêu cầu tính cốt thép: M - Tính e0 = , giả thiết a để tính y a = 0,5h − a , so sánh với e0 để xác định có Nthuộc kéo lệch tâm bé hay không. - Tính e,e’ theo 6.5 và 6.6. - Từ 6.3 và 6.4 rút ra công thức tính cốt thép: N.e′ N.e ; A′ = As = s R s Za R s Za Kiểm tra lại µt. - 6.4 TÍNH TOÁN CK TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT CHỊU KÉO LỆCH TÂM LỚN. 6.4.1 Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm lớn. Kéo lệch tâm bé xảy ra N nằm ngoài phạm vi cốt thép, lúc này tiết diện có vùngkéo với cốt thép A s và vùng nén với cốt thép A′ . Điều kiện xảy ra kéo lệch tâm bé là: s M > y a = 0,5h − a′ e0 = (6.7) N 6.4.2 Điều kiện và công thức cơ bản. Sơ đồ ứng suất ở trạng thái giới hạn lấy như cấu kiện chịu uốn hoặc nén lệchtâm lớn. Điều kiện và công thức được viết lại như sau:  x N.e ≤ [N.e]gh = R b .b.x  h 0 −  + R sc .A′ .Za (6.8)  2 s N = N gh = R s A s − R b .b.x − R sc A′ (6.9) s h Trong đó e = e0 − +a (6.10) 2 Điều kiện sử dụng các công thức trên là: 2a′ ≤ x ≤ ξ R h 0 (6.11) ξ R đư ...