Giáo trình kết cấu nội thất công trình: Chương 10 cấu kiện chịu nén

Mục tiêu: sau khi học học sinh:

- Tính toán đợc các cột chịu nén đúng tâm.

- Hiểu cách bố trí cốt thép trong cột

Trọng tâm

- Tính toán đợc tiết diện chữ nhật chịu nén đúng tâm.

- Bố trí cốt thép cho cột nén đúng tâm và lệch tâm.

Các cấu kiện chịu lực nén, lực nén N tác dụng dọc theo trục của cấu

kiện. Lực nén trùng với trục ta có trờng hợp chịu nén trung tâm, lực nén đặt

lệch tâm với trục một độ lệch tâm e

0

ta có trờng hợp chịu nén lệch tâm. Nén

lệch tâm tơng đơng với trờng hợp N tác dụng trùng với trục và có thêm

184

mômen M=N.e0(xem hình 10.1). Cấu kiện chịu nén hay gặp nhất đó là các

cột trong của công trình và giáo trình cũng chỉ đề cập đến cấu kiện này

pdf21 trang | Chia sẻ: oanh_nt | Ngày: 23/12/2013 | Lượt xem: 673 | Lượt tải: 1download
Nội dung tài liệu Giáo trình kết cấu nội thất công trình: Chương 10 cấu kiện chịu nén, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1) Kể tên các loại thép trong dầm, sàn. Qui định về cấu tạo cốt thép trong dầm và trong bản sàn. 2) Thiết kế cốt dọc chịu lực cho dầm đơn giản một nhịp, chịu tải trọng phân bố đều q=15KN/m, nhịp dầm 4m . Biết dầm có tiết diện chữ nhật bxh=22ì40cm2. Vật liệu dùng là bêtông M200, thép nhóm AI. 3) Một dầm bêtông cốt thép tiết diện chữ T có cánh ở miền chịu nén. Kích thớc tiết diện b=22cm; h=45cm; bc’=120cm; hc’=9cm chịu mômen uốn lớn nhất M=180KNm. Dầm dùng bêtông mác M250, thép nhóm CII. Giả thiết a=5cm. Thiết kế cốt dọc chịu kéo cho dầm. 4) Cho một dầm đơn bêtông cốt thép có tiết diện chữ nhật bxh=22x45(cm2). Giả thiết a=4cm. Dầm dùng bêtông mác 200, thép đai AI. Yêu cầu thiết kế cốt đai khi không đặt cốt xiên, biết tại tiết diện nguy hiểm Q=100KN. Chơng 10 cấu kiện chịu nén Mục tiêu: sau khi học học sinh: - Tính toán đợc các cột chịu nén đúng tâm. - Hiểu cách bố trí cốt thép trong cột Trọng tâm - Tính toán đợc tiết diện chữ nhật chịu nén đúng tâm. - Bố trí cốt thép cho cột nén đúng tâm và lệch tâm. Các cấu kiện chịu lực nén, lực nén N tác dụng dọc theo trục của cấu kiện. Lực nén trùng với trục ta có trờng hợp chịu nén trung tâm, lực nén đặt lệch tâm với trục một độ lệch tâm e0 ta có trờng hợp chịu nén lệch tâm. Nén lệch tâm tơng đơng với trờng hợp N tác dụng trùng với trục và có thêm 184 mômen M=N.e0 (xem hình 10.1). Cấu kiện chịu nén hay gặp nhất đó là các cột trong của công trình và giáo trình cũng chỉ đề cập đến cấu kiện này. I. Cấu tạo cột chịu nén 1. Chọn kích thớc cột Cấu kiện chịu nén trung tâm thờng có tiết diện vuông, tròn. Cấu kiện chịu nén lệch tâm thờng có tiết diện chữ nhật (cạnh dài đặt theo phơng mặt phẳng uốn), chữ T, chữ I và vòng khuyên. Chữ nhật dùng phổ biến trong khung nhà, chữ I chủ yếu dùng với cấu kiện lắp ghép (xem hình 10.2). Các cột có tiết diện chữ nhật thờng có tỉ số: 35,1 b h −= . Cạnh b nên lấy theo bội số 5cm khi h<80cm, và bội số 10cm khi h>80cm. b h Hình 10.2 Một số tiết diện cấu kiện chịu nén Khi chọn tiết diện các cột cũng không nên chọn quá mảnh nhằm đảm bảo điều kiện ổn định. Với tiết diện bất kỳ có bán kính quán tính r thì điều kiện về độ mảnh λ đảm bảo không vợt quá độ mảnh giới hạn theo điều kiện sau: 185 N N e0 N M=N.e0a) b) c) Hình 10.1 Cấu kiện chịu nén a) Nén đúng tâm ; b,c) Nén lệch tâm gh 0 r l λ≤=λ Với tiết diện chữ nhật: bgh 0 b b l λ≤=λ Cột nhà 31,120 bghgh =λ=λ , với các cấu kiện khác 52;200 bghgh =λ=λ Trong đó: l0 là chiều dài tính toán của cột tính theo công thức l=àl, à đ- ợc tra theo phụ lục 5. Trong TCVN 5574 : 1991 qui định khi khung nhà nhiều tầng, có hai nhịp trở lên và liên kết xà và cột là cứng thì lấy à=0,7H (H là chiều cao tầng nhà). Diện tích sơ bộ của tiết diện ngang có thể xác định gần đúng theo: n b R N.k F = Trong đó: N: Lực nén tính toán tại tiết diện. Rn: Cờng độ chịu nén tính toán của bêtông (chú ý khi dùng dùng c- ờng độ tính toán gốc theo phụ lục 20 thì cần nhân với hệ số điều kiện làm việc – xem chơng 8). k: k=0,9-1,1 Với cấu kiện nén đúng tâm k=1,2-1,5 Với cấu kiện chịu nén lệch tâm 2. Cấu tạo cốt thép Cốt dọc Cốt dọc chịu lực có d=φ12-φ40. Khi cạnh b≥20cm nên đặt ≥φ16. Trong cấu kiện chịu nén đúng tâm cốt dọc đợc đặt đối xứng qua hai trục đối xứng x,y của tiết diện và đợc rải đều quanh chu vi tiết diện (H10.3). 186 Hình 10.3. Bố trí cốt dọc chịu nén đúng tấm h<400 b< 40 0 h>400 b> 40 0 h<400 b< 40 0 600<h<1000 b> 40 0 Hình 10.4. Bố trí cốt dọc chịu nén đúng tâm đai phụ cốt dọc cấu tạo Hình 10.5 a) bố trí thép đối xứng, b) không đối xứng Fa Fa' Fa=Fa' Fa'Fa Fa=Fa' Cấu kiện chịu nén lệch tâm có thép chịu lực vùng kéo Fa và vùng nén Fa’, khi bố trí cốt thép chọn Fa=Fa’ ta có bố trí đối xứng, khi chọn Fa≠Fa’ ta bố trí thép không đối xứng. Hàm lợng thép: - Với cấu kiện chịu nén đúng tâm đặt thép đều theo chu vi tiết diện: %100. F Fat t =à Cần đảm bảo điều kiện: %3tmin ≤à≤à - Với cấu kiện chịu nén lệch tâm, tính riêng cho Fa và Fa’ 187 %100. F F b a =à và %100. F F ' b ' a =à 't à+à=à Cần đảm bảo các điều kiện: minmin '; à≥àà≥à và %5,3t ≤à Hàm lợng cốt thép tối thiểu lấy theo λ theo bảng 10.1: Bảng 10.1 Hàm lợng cốt thép tối thiểu àmin trong cấu kiện chịu nén r l0 =λ Tiết diện bất kì h l0 h =λ Cấu kiện lệch tâm b l0 b =λ Cấu kiện trung tâm àmin (%) cấu kiện lệch tâm àmin (%) Cấu kiện trung tâm 17≤λ 5, bh ≤λλ 0.05 0.1 3517 <λ≤ 10,5 bh <λλ≤ 0.10 0.2 8335 ≤λ≤ 24,10 bh ≤λλ≤ 0.20 0.4 83>λ 24, bh >λλ 0.25 0.5 Theo qui định về cấu tạo, khoảng cách giữa các cốt dọc không đợc vợt quá 400. Nên tại những cạnh cốt dọc chịu lực không đảm bảo khoảng cách này cần đặt thêm các cốt dọc cấu tạo ≥φ12 để đảm bảo khoảng cách này (xem hình 10.4). Nối – neo cốt dọc Khi cần nối cốt thép, liên kết thép giữa các cột ở các tầng cũng nh neo thép cần tuân theo qui định: đoạn chồng lên nhau giữa hai thép liên kết và chiều dài đoạn neo cần ≥lneo. lneo đợc lấy nh sau: - Với cột chịu nén trung tâm và lệch tâm bé ( )h2,0 N M e 00 ≤= Khi neo và nối chồng thép : lneo  ≥ 200 d15 188 - Với cột chịu nén lệch tâm lớn ( )h2,0 N M e 00 >= Khi neo  ≥ 250 d25 lneo và khi buộc  ≥ 250 d30 lneo Hình 10.6,10.7 và 10.8 (cột biên) mô tả hình thức neo buộc thép cột. Hình 10.6 l ne o thép cột để chờ một đoạn để liên kết với thép cột trên thép chờ đặt thêm φ ≥ d1 l ne o thép cột du'ới không kéo lên cột trên Hình 10.7 l ne o d1:thép cột trên 189 l ne o Hình 10.8 Cột biên l ne o l ne o thép trên cột trên neo xuống Khi nối thép không nối vợt quá 50% diện tích cốt chịu lực trên một tiết diện (trong khoảng lneo) mà cần bố trí so le nhau, khoảng (mục 5.29 TCVN 5574 :1991), khoảng cách mối nối ≥40d (hình 10.9). Cấu tạo đai cột Cốt đai cần đảm bảo liên kết chắc chắn với cốt dọc, nó có tác dụng chống lực cắt, giữ ổn định, chịu các ứng suất do bê tông co ngót... giúp cho cốt thép dọc không bị cong, phình khi chịu nén, khi thi công. Các cốt dọc càn đặt tại chỗ uốn cốt đai(tối thiểu cách một thanh cốt dọc lại đến một thanh nằm tại chỗ uốn). Do đó, nhiều trờng hợp cần đặt thêm đai phụ hoặc các dạng đai khác để đảm bảo yêu cầu xem hình 10.10. Hình 10.10. Một số dạng bố trí cốt đai trong cột 190 lne o Hình 10.9 lne o >4 0d Đờng kính   φ≥φ maxd 25,0 mm6 Khoảng cách   φ≤ min15 b u Tại vị trí mối nối buộc cốt dọc u≤ 10φmin Với φmax: đờng kính cốt dọc chịu nén lớn nhất. φmin: đờng kính cốt dọc nhỏ nhất. b : cạnh nhỏ tiết diện Đặt thép liên kết cột với tờng gạch đá Thép đặt liên kết giữa tờng và cột thờng chọn đờng kính φ6, đoạn kéo dài khỏi mép cột lấy ≥400. Số lợng thép liên kết này tuỳ thuộc vào bề dày t- ờng với tờng t≤ 220 đặt một thanh, tờng t>220 đặt hai thanh. Khoảng cách theo chiều cao lấy u≤ 500. Thép liên kết này để thẳng, sau khi đổ xong bê tông cột cần uốn móc vuông. Các hình vẽ chỉ dẫn cách bố trí thép liên kết cột với tờng. 191 400 b 400 >2 20 ỉ6 u500 ỉ6 u500 110 220 40 0ỉ6 u50050 0 Hình 10.11 400 b 400 1 10 22 0 ỉ6 u500 400 b 400 1 10 22 0 ỉ6 u500 ỉ6 u500 110 220 II. Tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm 1. Công thức cơ bản Xét đoạn cột trên hình 10.11, chịu lực nén N, vật liệu làm việc tới giới hạn cờng độ của nó (ứng suất nén trong bê tông đạt tới Rn trong cốt thép đạt tới Ra’). Cụ thể hoá trạng thái giới hạn về cờng độ ta có: at ' abn FRFRN +≤ Do xét đến ảnh hởng của uốn dọc, điều kiện trên đợc viết lại: ( )at'abn FRFRN +ϕ≤ (10.11) Trong đó: N: Lực nén tính toán. Fb: Diện tích làm việc của tiết diện bêtông. Fb=F-Fa Khi hàm lợng thép à ≤ 3% thì lấy Fb=F với F là diện tích tiết diện, với tiết diện chữ nhật F=bìh. 192 Rn: Cờng độ tính toán (tính bằng cờng độ tính toán gốc ở phụ lục 20, nhân với các hệ số điều kiện làm việc ở phụ lục 19). Fat: Diện tích tính toán thép chịu lực. R’a: Cờng độ chịu nén tính toán của thép. ϕ: Hệ số uốn dọc, phụ thuộc độ mảnh λb tra ở phụ lục 27. Các cấu kiện có độ lệch tâm của lực dọc e= N M không vợt quá độ lệch tâm ngẫu nhiên và độ mảnh 20 b l0 b ≤=λ thì cho phép tính toán theo cấu kiện chịu nén trung tâm. 2. Các trờng hợp tính toán 2.1. Bài toán thiết kế cốt thép cột tiết diện chữ nhật Biết: b,h,l0,N, mác bê tông, nhóm thép. Yêu cầu: Thiết kết cốt thép cho cột Giải b l0 b =λ phụ lục 27 có hệ số uốn dọc ϕ Tính Fb=bìh, rồi tính diện tích thép: ' a n at R FR N F − ϕ≥ (10.12) Tra phụ lục 25 chọn thép: số thanh, đờng kính các thành và có Fach Kiểm tra điều kiện: %3%100 F Fanch min ≤=à≤à 193 N R' F b a at R n Fat Hình 10.11 h minà≤à : nên giảm bìh để tính lại Fat hoặc phải lấy minà=à để chọn Fat Chọn cốt đai theo cấu tạo. 2.2. Bài toán kiểm tra tiết diện Biết: b, h, l0, N, mác bê tông, nhóm thép, diện tích thép Fat. Yêu cầu: kiểm tra khả năng của tiết diện. Giải Xác định b l0 b =λ , tra phụ lục 27 đợc ϕ. Xác định hàm lợng thép %100 F Fat =à từ đó tính Fb. Nếu à≤3% thì Fb=bìh. Nếu à > 3% thì Fb= bìh-Fat Gọi khả năng chịu lực của tiết diện là ghN thì: ( )at'abngh FRFRN +ϕ= So sánh N với Ngh để kết luận về khả năng chịu lực. 3. Ví dụ Ví dụ 10.1: Thiết kế cốt thép cho cột đổ tại chỗ có tiết diện vuông cạnh 25cm. Biết chiều cao cột l=3,3m. Cột một đầu liên kết cứng, một đầu liên kết khớp, chịu lực nén tính toán N=600KN. Cột dùng bêtông M200, thép nhóm CII. Giải Bớc 1: Xác định số liệu tính Thép CII tra phụ lục 21 .cm/daN2600R 2'a = Bê tông cột M200, tra phụ lục có cờng độ tính toán gốc : 90 daN/cm2. Xác định hệ số điều kiện làm việc theo phụ lục 19 : mn1=1 ; mn2=1 ; mn3=0,85 ; mn5=0,85 mbn=mn1mn2mn3mn5=1.1.0,85.0,85=0,7225 Cờng độ chịu nén tính toán của bê tông là Rn=0,7225.90=65,03 2cm daN 194 Chiều dài tính toán l0=à.l với à=0,7 (phụ lục 5): l0=0,7.330=231cm. 24,9 25 231 b l0 b ===λ . Tra phụ lục 27 có ϕ=0,98. Tra bảng 10.1 có àmin=0,4%. Giả sử Fb=252=625cm2. N=600KN=60000daN. Bớc 2: Thiết kế cốt dọc chịu lực 2 ' a bn at cm92,72600 625.03,65 98,0 60000 R FR N F = − = − ϕ≥ Theo phụ lục 25 chọn 4φ16 có Fanch=8,04cm2. Kiểm tra hàm lợng cốt thép %3 %4,0 %29,1%100 625 04,8 %100 25 F min 2 ach <à =à>à ===à Vậy Fb=F phù hợp với giả thiết. Chọn đai : - Đờng kính   =  φ≥φ 4 6 25,0 6 max chọn đai φ6. - Khoảng cách đai :     φ≤ 240 250 15 6 u max chọn u=240. Cốt thép đợc bố trí nh trên hình vẽ. Ví dụ 10.2: Thiết kế cốt thép cho cột đổ tại chỗ có tiết diện vuông cạnh 22cm. Biết chiều cao cột l=3m. Cột một đầu liên kết cứng với móng, một đầu liên kết khớp với sàn, chịu lực nén tính toán N=400KN. Cột dùng bêtông M200, thép 195 12ỉ6u240 4ỉ16 20 20 250 25 0 nhóm CII, lực nén tính toán, yêu cầu kiểm tra khả năng chịu lực của dầm khi trong tiết diện đặt 4φ14 làm cốt dọc chịu lực. Giải Bớc 1: Xác định số liệu tính Thép CII tra phụ lục 21 .cm/daN2600R 2'a = Bê tông cột M200, tra phụ lục có c- ờng độ tính toán gốc : 90 daN/cm2. Xác định hệ số điều kiện làm việc theo phụ lục 19 : mn1=1 ; mn2=1 ; mn3=0,85 ; mn5=0,85 mbn=mn1mn2mn3mn5=1.1.0,85.0,85=0,7225 Cờng độ chịu nén tính toán của bê tông là Rn=0,7225.90=65,03 2cm daN Chiều dài tính toán l0=à.l với à=0,7 (phụ lục 5): l0=0,7.300=210cm. 55,9 22 210 b l0 b ===λ . Tra phụ lục 27 có ϕ=0,98. 4φ14: Fat=6,16cm2. Hàm lợng thép à= %27,1%100. 22.22 16,6 = à<3% do đó Fb=bìh=22.22=484cm2 Bớc 2: Kiểm tra ( ) ( ) daN4654016,6.2600484.03,65.98,0FRFRN at'abngh =+=+ϕ= Lực dọc tính toán N=400KN=40000daN<Ngh Cột đủ khả năng chịu lực nén. III. Cấu kiện chữ nhật chịu nén lệch tâm 1. Độ lệch tâm 196 Khi cột chịu lực mà ta có thể chuyển các lực tác dụng về tâm tiết diện gồm lực dọc N và mômen uốn M thì sẽ tiến hành tính toán theo cấu kiện nén lệch tâm. Khi đó độ lệch tâm ban đầu là N M e01 = . Tuy nhiên do xét đến sự sai khác về kích thớc hình học độ lệch tâm tính toán sẽ bằng độ lệch tâm ban đầu cộng với độ lệch tâm ngẫu nhiên. Độ lệch tâm tính toán: ng010 eee += Độ lệch tâm ngẫu nhiên lấy nh sau: Với cột có sơ đồ tĩnh định hoặc bộ phận kết cấu siêu tĩnh nhng chịu lực nén trực tiếp đặt nên nó thì eng lấy không nhỏ hơn 1/25 chiều cao của tiết diện và không nhỏ hơn 2cm. Khi xét đến ảnh hởng của uốn dọc độ lệch tâm tăng lên thành 0eη . Hệ số η (êta) đợc tính theo kết quả bài toán ổn định: thN N 1 1 − =η (10.13) Trong đó : Nth là lực dọc tới hạn xác định theo công thức 2 0 aabb dh th l JEJE K S 4,6 N    +    = (10.14) Trong đó: 12 bh J 3 b = , ( ) 20ta ah5,0bhJ −à= lần lợt là mômen quán tính của tiết diện bê tông và toàn bộ thép dọc lấy với trục trung tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn. S là hệ số kể đến ảnh hởng của độ lệch tâm lực dọc e0: h05,0e0 < 84,0S =→ h5e0 > 122,0S =→ 197 1,0 h e 1,0 11,0 Sh5eh05,0 0 0 + + =→≤≤ Kdh hệ số kể đến ảnh hởng tác dụng dài hạn của tải trọng: NyM yNM 1K dhdhdh + + += Mdh, Ndh mômen và lực dọc tác dụng dài hạn (tĩnh tải), y là khoảng cách từ trong tâm tới mép chịu kéo (chịu nén ít) của tiết diện, nếu Kdh<1 lấy Kdh=1. 2. Phân biệt lệch tâm lớn, lệch tâm bé Khi mômen khá lớn, nói cách khác độ lệch tâm ban đầu e01 lớn, tiết diện cột có vùng kéo khá lớn, lúc này cột có thể bị phá huỷ bắt đầu từ vùng kéo, trờng hợp này là lệch tâm lớn, xảy ra khi 00hx α≤ . Khi e01 nhỏ, thì vùng kéo nhỏ trên tiết diện hầu hết chịu nén, trờng hợp này là lệch tâm bé, xảy ra khi 00hx α> . Ban đầu, ta có thể phân biệt theo điều kiện: gh00 ee ≥ lệch tâm lớn. gh00 ee < lệch tâm bé. Trong đó: ( )00gh0 hh25,14,0e α−= 3. Trờng hợp lệch tâm lớn 3.1. Công thức cơ bản Sơ đồ ứng suất trên tiết diện cho nh hình 11.12. Viết phơng trình mômen với tâm thép vùng kéo và hình chiếu hệ lực xuống trục. ( ) ( )'ahFRahbxRNe 0'a'a0n −+−≤ (10.15) 198 0 N R' F' b a a R n Hình 10.12 h R Fa a x a h a a' e' e0 e η aa ' a ' an FRFRbxRN −+= (10.16) Đặt α=x/h0 và A=α(1-0,5α) thu đợc hai công thức: ( )'ahFRbhARNe 0'a'a20n −+≤ (10.17) aa ' a ' a0n FRFRbhRN −+α= (10.18) Điều kiện hạn chế: + Để ứng suất trong Fa đạt tới Ra: 0α≤α hoặc 0AA ≤ + Để ứng suất trong Fa’ đạt tới Ra’ : 0h 'a2≥α Từ đó ta có ba bài toán điển hình sau: 3.2. Thiết kế thép đặt không đối xứng Cho biết: b, h, M, N, Rn, Ra’, Ra, l0 Tìm: Fa, Fa’ Giải B ớc 1: Số liệu tính Tìm các số liệu tính toán: ϕàλλα ,,,,A, minbh00 Giả thiết a, a’ Tính N M e0 = ; ( )00gh0 hh125,14,0e α−= Xác định lệch tâm lớn hay bé gh00 ee ≥ lệch tâm lớn. gh00 ee < lệch tâm bé. Nếu lệch tâm lớn: Giả thiết hàm lợng thép: %2,18,0100. bh 'FF 0 aa t −= + =à Xác định hệ số ảnh hởng của độ lệch tâm e0: S Xác định hệ số ảnh hởng của tải trọng dài hạn: dhK Tính η theo công thức (10.14). 199 Tính e= ah5,0e0 −+η B ớc 2: Tính thép Lấy A=A0: ( )'ahR bhRANe F 0 ' a 2 0n0' a − − = (10.19) Khi Fa’>0: a ' a ' a a 0n0 a R FR R NbhR F + −α = (10.20) Sau khi chọn thép cần kiểm tra lại hàm lơng cốt thép so với hàm lợng đã giả thiết, cũng nh hàm lợng tối thiểu cùng các điều kiện cấu tạo khác. 3.3. Thiết kế thép vùng kéo Fa khi biết thép vùng nén Cho biết: b, h, M, N, Rn, Ra’, Ra,Fa’, l0 Tìm: Fa Giải B ớc 1: Số liệu tính Giống 3.2 B ớc 2: Tính thép ( ) 2 0n 0 ' aa bhR 'ahFRNe A −− = (10.21) Nếu 0 0h 'a2 α≤α< : 'a a ' a a 0n a FR R R NbhR F + −α = Nếu 0α>α : Fa’ không đủ, quay trở lại bài toán thứ nhất. Nếu 0h 'a2 <α : Tính 'ahe'e 0 +−= ( )'ahR 'Ne F 0a a − = Sau khi chọn thép cần kiểm tra lại hàm lợng cốt thép so với hàm lợng đã giả thiết, cũng nh hàm lợng tối thiểu cùng các điều kiện cấu tạo khác. 3.4. Thiết kế thép đối xứng Cho biết: b, h, M, N, Rn, Ra’, Ra, l0 200 Tìm: Fa, Fa’ Giải B ớc 1: Số liệu tính giống 3.2 B ớc 2: Tính thép Tính chiều cao vùng nén: bR N x n = (10.22) Nếu 00hx'a2 α<< thì : ( ) ( )'ahR x5,0heN FF 0 ' a 0' aa − +− == (10.23) Nếu 'a2x < thì : ( )'ahR 'Ne F 0a a − = Nếu 00hx α> xảy ra lệch tâm bé, tính theo lệch tâm bé. Sau khi chọn thép cần kiểm tra lại hàm lơng cốt thép so với hàm lợng đã giả thiết, cũng nh hàm lợng tối thiểu cùng các điều kiện cấu tạo khác. 4. Trờng hợp lệch tâm bé 4.1. Công thức cơ bản Khi x≥ α0h0 ta có lệch tâm bé. Sơ đồ ứng suất trên tiết diện cho nh hình 11.13. Viết phơng trình mômen với tâm thép vùng kéo và nén ( ) ( )'ahFRahbxRNe 0'a'a0n −+−≤ (10.24)( ) ( )'ahFax5,0bxR'Ne 0aan −σ±−≤ (10.25) Trong đó: 'aeh5,0'e 0 −η−= 201 Fa Fa' Fa Fa' Ra'Fa' Rn x ha a e e0 0 aFa a) Fa Fa' Fa Fa' Ra'Fa' Rn x a a e RaFa b) e' NN a' b Hình 10.13 Sơ đồ ứng suất để tính cấu kiện nén lệch tâm bé a)Một phần tiết diện bị keo; b)Toàn bộ tiết diện bị nén e0 σ η η 4.2. Thiết kế thép không đối xứng Cho biết: b, h, M, N, Rn, Ra’, Ra, l0 Tìm: Fa, Fa’ B ớc 1: Số liệu tính Giống mục 3.2, cần thoả mãn bài toán lệch tâm bé. Tính chiều cao vùng nén: Khi 00 h2,0e ≤η thì 0 0 e4,1 h h5,0 8,1hx η    α−+−= Khi 00 h2,0e >η thì ( ) 000ogh hee8,1x α+η−= Nhng không lấy x bé hơn α0h0 B ớc 2: Tính thép 202 Thép vùng nén: ( ) ( )'ahR x5,0hbxRNe F 0 ' a 0n' a − −− = Thép vùng kéo Fa: - Nếu 00 h15,0e ≥ thép Fa đặt cấu tạo. - Nếu 00 h15,0e < thép Fa đặt theo tính toán. ( ) ( )'ah ax5,0bxR'Ne F 0a n a −σ −− = với 'a 0 0 a Rh e 1     η −=σ 4.3. Thiết kế thép đối xứng Cho biết: b, h, M, N, Rn, Ra’, Ra, l0 Tìm: Fa = Fa’ B ớc 1: Số liệu tính Giống mục 3.2, cần thoả mãn bài toán lệch tâm bé. Tính chiều cao vùng nén: bR N x n = Nếu x>α0h0 thì tính lại x theo: Khi 00 h2,0e ≤η thì 0 0 e4,1 h h5,0 8,1hx η    α−+−= Khi 00 h2,0e >η thì ( ) 000ogh hee8,1x α+η−= Khi 00 h2,0e >η thì lấy x=α0h0 B ớc 2: Tính thép ( ) ( )'ahR x5,0hbxRNe FF 0 ' a 0n' aa − −− == 203 Câu hỏi và bài tập 1) Nêu đặc điểm cấu tạo cốt thép trong cột chịu nén? 2) Thiết kế cốt thép cho cột đổ tại chỗ có tiết diện vuông cạnh 30cm. Biết chiều cao cột l=3m.Cột hai đầu liên kết ngàm, chịu lực nén tính toán N=700KN. Cột dùng bêtông M200, thép nhóm CII. 3) Thiết kế cốt thép cho cột đổ tại chỗ có tiết diện vuông cạnh 22cm. Biết chiều cao cột l=3,6m. Cột một đầu liên kết cứng với móng, một đầu liên kết khớp với sàn, chịu lực nén tính toán N=500KN. Cột dùng bêtông M200, thép nhóm AII, yêu cầu kiểm tra khả năng chịu lực của dầm khi trong tiết diện đặt 4φ16 làm cốt dọc chịu lực. 204

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfpages_from_kcxd_10_2961.pdf
Tài liệu liên quan