Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 2 của giáo trình "Kết cấu bê tông cốt thép" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ hai (điều kiện về sử dụng); bê tông cốt thép dự ứng lực; kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng công trình ngầm và mỏ; kết cấu thép trong xây dựng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh ch−¬ng 7 TÝnh to¸n cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø hai (®iÒu kiÖn vÒ sö dông) 7.1. Kh¸i niÖm chung Ngµy nay kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp l¾p ghÐp víi c¸c tiÕt diÖn thanh m¶nh, c¸c lo¹i vËt liÖu cã träng l−îng cao ngµy cµng ®−îc sö dông réng r·i. §iÒu ®ã cã thÓ lµm cho kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp bÞ vâng xuèng trong qu¸ tr×nh sö dông vµ cã nguy c¬ më réng khe nøt. MÆt kh¸c trong x©y dùng ngµy nay cã nh÷ng c«ng tr×nh yªu cÇu chèng nøt bª t«ng rÊt cao (kh«ng cho phÐp vÕt nøt). Do ®ã cÇn thiÕt ph¶i cã nghiªn cøu vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp theo tr¹ng t¸i giíi h¹n thø 2 tr¹ng th¸i vÒ sö dông( ®é vâng vµ ®é më khe nøt). 7.2. TÝnh ®é vâng cña cÊu kiÖn BTCT chÞu uèn 7.2.1. §Æc ®iÓm CÊu kiÖn cã ®é vâng qu¸ lín sÏ cã ¶nh h−ëng ®Õn viÖc sö dông kÕt cÊu mét c¸ch b×nh th−êng: lµm mÊt mü quan, lµm bong líp èp, tr¸t hoÆc g©y t©m lý sî h·i cho ng−êi sö dông. V× vËy, trong thiÕt kÕ ®ßi hái ph¶i cã tiªu chuÈn vÒ ®é vâng do t¶i träng g©y ra kh«ng ®−îc v−ît qu¸ nh÷ng giíi h¹n cho phÐp. B¶ng 7.1: Mét sè giíi h¹n vÒ ®é vâng lín nhÊt cho phÐp cña kÕt cÊu BTCT Tªn cÊu kiÖn Giíi h¹n ®é vâng 1. DÇm cÇn trôc ch¹y ®iÖn (1/600)L 2. Sµn cã trÇn ph¼ng, cÊu kiÖn cña m¸i Khi nhÞp L < 6m (1/200)L Khi 6L ≤ 7,5m 3cm Khi L > 7,5m (1/250)L ë ®©y L lµ nhÞp tÝnh to¸n cña dÇm hoÆc b¶n kª lªn hai gèi. Víi c¸c c«ng x«n th× L = 2L1 (L1 - lµ ®é v−¬n xa cña c«ng x«n). Khi tÝnh to¸n ®é vâng cho cÊu kiÖn, ta ph¶i tÝnh víi t¶i träng tiªu chuÈn v× ®Êy lµ t¶i träng t¸c dông lªn kÕt cÊu khi lµm viÖc b×nh th−êng. Trong tr−êng hîp cã v−ît t¶i còng chØ lµ nhÊt thêi, ®é vâng t¨ng lªn nhÊt thêi sau ®ã sÏ trë l¹i b×nh th−êng. Do ®ã khi tÝnh to¸n cÇn ph©n biÖt t¶i träng t¸c dông dµi h¹n vµ t¶i träng t¸c dông ng¾n h¹n. T¶i träng dµi h¹n bao gåm träng l−îng b¶n th©n vµ mét phÇn cña t¶i träng sö dông, trong tiªu chuÈn cña nhµ n−íc t¶i träng vµ t¸c ®éng (TCVN- 2737-90) cã ®−a ra nh÷ng quy ®Þnh cô thÓ. 7.2.2. §é cong cña trôc dÇm vµ ®é cøng cña dÇm §é cøng cña dÇm cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau (trong m«n SBVL): 1 M = (7.1) ρ EJ Trong ®ã: M - m« men g©y uèn 1/ρ - ®é cong cña trôc dÇm EJ - ®é cøng cña dÇm víi vËt liÖu lµ ®µn håi ®ång nhÊt vµ ®¼ng h−íng. Bª t«ng cèt thÐp lµ vËt liÖu ®µn håi dÎo, kh«ng ®ång nhÊt ®¼ng h−íng, th−êng cã khe nøt ë vïng chÞu kÐo lªn kh«ng thÓ lÊy EJ lµm ®é cøng cña dÇm ®−îc. Ng−êi ta th−êng gäi ®é cøng cña dÇm bª t«ng cèt thÐp lµ B theo mèi quan hÖ sau: 85 1 M = (7.2) ρ B 7.2.2.1. Tr¹ng th¸i øng suÊt biÕn d¹ng cña dÇm sau khi xuÊt hiÖn khe nøt XÐt qu¸ tr×nh lµm viÖc cña mét dÇm BTCT chÞu uèn thuÇn tuý, sau khi xuÊt hiÖn kh− nøt th× tr¹ng th¸i øng suÊt biÕn d¹ng cã mét sè ®Æc ®iÓm sau: - Trôc trung hoµ cã h×nh l−în sãng. ChiÒu cao vïng chÞu nÐn ë tiÕt diÖn cã khe nøt sÏ cã gi¸ trÞ nhá nhÊt lµ x nh− h×nh vÏ (7.1). xtb xtb x c c M M h0 σb c σtba σa M σ bk Z1 σa Fa ln ln H×nh 7.1. Tr¹ng th¸i øng su©t biÕn d¹ng cña dÇm sau khi xuÊt hiÖn khe nøt T¹i vÞ trÝ khe nøt th× øng suÊt nÐn cña thí bª t«ng ngoµi cïng kÝ hiÖu lµ σb. Gäi xtb lµ chiÒu cao trung b×nh cña vïng chÞu nÐn vµ σtb lµ øng suÊt trung b×nh cña thí bª t«ng ngoµi cïng vïng chÞu nÐn th× ta cã mèi quan hÖ nh− sau: σtb = ψbσb (7.3) víi ψb ≤ 1 §ång thêi b»ng thùc nghiÖm ng−êi ta còng x¸c ®Þnh ®−îc quan hÖ cña x vµ xtb nh− sau: 0,7 x = x tb (1 − ) (7.4) 100 µ + 1 - T¹i tiÕt diÖn cã khe nøt, øng suÊt cña cèt thÐp cã gi¸ trÞ lín nhÊt v× bª t«ng kh«ng cã t¸c dông chÞu kÐo n÷a vµ kÝ hiÖu gi¸ trÞ øng suÊt max ®ã lµ σa. Cµng xa khe nøt th× øng suÊt trong cèt thÐp cµng gi¶m v× cã sù truyÒn lùc qua l¹i (th«ng qua lùc dÝnh) gi÷a cèt thÐp vµ bª t«ng vïng chÞu kÐo, hay bª t«ng còng chÞu kÐo mét phÇn cïng cèt thÐp. Kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña bª t«ng ch−a ®Õn tr¹ng th¸i giíi h¹n. Gäi gi¸ trÞ trung b×nh cña øng suÊt trong cèt thÐp chÞu kÐo lµ σatb ta cã: σatb = ψaσa (7.5) Trong ®ã: ψa - hÖ sè xÐt ®Õn sù lµm viÖc chÞu kÐo cña bª t«ng n»m gi÷a hai khe nøt ψa ≤ 1 - Cµng xa khe nøt th× øng suÊt kÐo trong bª t«ng cµng t¨ng vµ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i ë tiÕt diÖn gi÷a 2 khe nøt. 86 - ChÊp nhËn gi¶ thiÕt tiÕt diÖn ngang lu«n th¼ng gãc víi mét dÇm quy −íc cã chiÒu cao vïng ...