Giáo trình kết cấu nhà bê tông

KẾT CẤU NHÀ BÊ TƠNG
Bộ mơn Kết cấu Xây dựng
Khoa Kỹ thuật xây dựng


KẾT CẤU KHUNG
Khái niệm:

Khung là loại kết cấu hệ thanh. Kết cấu khung bao gồm các
thanh ngang gọi là dầm, các thanh đứng gọi là cột, thanh ngang
và thanh đứng liên kết với nhau tại nút khung.
Kết cấu khung: là kết cấu hệ thanh. Các thanh được liên kết với
nhau bằng nút cứng hoặc khớp nhưng khơng biến hình
-

Thơng thường, các thanh gồm:
Dầm: chịu uốn, cắt
Cột: chịu nén uốn
Nút - chịu lực phức tạp - Chịu

cắt lớn


KẾT CẤU KHUNG
Khái niệm kết
cấu khung
Nút
khung

Ví dụ về kết cấu
khung toàn khối

Dầm

Cột

Nút
khung

Dầm
Cột


KẾT CẤU KHUNG
Khái niệm kết
cấu khung

Dầm

Nút khung

Ví dụ về kết cấu
khung lắp ghép
Cột


KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo vật liệu
Theo kích thược nhịp, số nhịp, số tầng
Theo cấu tạo

Theo biện pháp thi công


KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo vật liệu

Các cấu kiện trong kết cấu khung thường chịu uốn, nén uốn. Cho nên vật
liệu có khả năng chịu nén và kéo tốt sẽ được sử dụng cho kết cấu khung
như: gỗ, thép, bê tông cốt thép, liên hợp thép-BTCT.


KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo kích thước nhịp, số nhịp, số tầng
Khung nhịp lớn:
- Đặc điểm là vượt nhịp lớn, tải trọng đứng là cho kích thước dầm lớn
- Lực dọc trong cột nhỏ, tải trọng ngang nhỏ kích thước cột khơng cần lớn
cần thiết kế để độ cứng tương quan giữa dầm và cột
Lựa chọn liên kết (vị trí nút khung) phù hợp với dạng cấu tạo của dầm
và cột


Phân loại kết cấu khung
Theo kích số nhịp, số tầng

Khung nhiều tầng

-Đặc điểm là chiều cao lớn, tải trọng đứng và tải
trọng ngang đều lớn

-Chuyển vị ngang ở đỉnh lớn,
-Nội lực ở các cột tầng dưới lớn.
-Sẽ có sự chênh lệch về kích thước của cấu kiện
ở các tầng dưới và tầng mái (cột ở tầng thấp

yêu cầu lớn để chịu lực, các cột tầng trên thừa
khả năng chịu lực nhưng khơng được giảm kích
thước đột ngột để duy trì tính đều đặn về độ
cứng của khung)


KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo cấu tạo
-Khung có liên kết cứng
-Khung có liên kết khớp

Khung có liên kết cứng

Khung có liên kết khớp



KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo cấu tạo
-Khung có các bộ phận cấu tạo khác (khung có giằng,
khung có tầng cứng, khung có tầng chuyển)

Khung có dầm chuyển

Khung có giằng
Megaframe
Khung có tầng cứng


KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo cấu tạo
-Khung có các bộ phận cấu tạo khác (khung có giằng,
khung có tầng cứng, khung có tầng chuyển)

Khung có tầng cứng


KẾT CẤU KHUNG
Phân loại kết cấu khung
Theo biện pháp thi cơng

Khung tồn khối
Khung lắp ghép
Khung bán lắp ghép
Cơng trình có kết cấu Khung lắp ghép

Cơng trình có kết cấu khung
bán lắp ghép

Cơng trình có kết cấu khung
tồn khối

KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI
Đặc điểm chịu lực của kết cấu khung
-

Tải trọng tác dụng lên kết cấu khung: tải đứng (tĩnh,
hoạt)
Tải ngang (gió, động đất)
Tải đặc biệt (lún, nhiệt, co ngót, từ biến, chênh lệch độ
cứng của các cấu kiện)

Đặc điểm chịu lực của kết cấu khung
-

Tải trọng tác dụng lên kết cấu khung: tải đứng (tĩnh,
hoạt)
Tải ngang (gió, động đất)
Tải đặc biệt (lún, nhiệt, co ngót, từ biến, chênh lệch độ
cứng của các cấu kiện)


PHÂN LOẠI kết cấu khung
Theo tầng

Một tầng
Nhiều tầng
Nhiều nhịp


PHÂN LOẠI kết cấu khung

Cấu tạo – Giằng

Khung giằng


PHÂN LOẠI kết cấu khung
Khung bê tông cốt thép thường
Khung bê tông dự ứng lực


KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI
Ứng dụng kết cấu khung bê tơng cốt thép tồn khối – phạm vi áp dụng

-

Khung bê tơng cốt thép tồn khối là kết cấu khung được chế tạo tại đúng vị trí của kết
cấu trong cơng trình. Nói cách khác, các công tác lắp dựng ván khuôn, cốt thép và đổ
bê tơng được thực hiện tại đúng vị trí của cấu kiện.

-

Khung bê tơng cốt thép tồn khối đang được ứng dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực xây
dựng cả ở Việt Nam và trên thế giới.

•

Áp dụng được cho nhiều loại cơng trình có cơng năng khác nhau.

•

Bố trí hợp lí vị trí của cột, dầm thì có thể sử dụng kết cấu khung cho nhà
cao tới 10-15 tầng

•

Nhịp khoảng từ 4m – (6 - 10) - 18m

•

Kết hợp được với nhiều dạng kết cấu khác


KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI
Ưu điểm của kết cấu khung bê tơng cốt thép tồn khối


KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI
Nhược điểm của kết cấu khung bê tơng cốt thép tồn khối

-

Khơng hiệu quả với kết cấu nhịp lớn, kết cấu nhà nhiều tầng

-

Độ cứng ngang bé (so với kết cấu dạng vách, tường)
→ Chuyển vị lớn, chịu tải trọng ngang hạn chế.

-

Độ cứng ngang bé (so với kết cấu dạng vách, tường)
→ Chuyển vị lớn, chịu tải trọng ngang hạn chế.

-

Cần nhiều nhân công cho công tác ván khuôn, thi công tại chỗ nên ảnh hưởng bởi
thời tiết
→ Chuyển vị lớn, chịu tải trọng ngang hạn chế.


TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG
•

Tính tốn dầm (CHÚ Ý TIẾT DIỆN T, NHẬT)

•

Tính tốn cột (MỘT PHƯƠNG, LỆCH TÂM, tính thép đối xứng, tính
thép khơng đối xứng)

•

Tính tốn nút

•

Phân tích: tách sơ đồ khung phẳng, sơ đồ khung không gian


TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG

•

Tính tốn dầm

•

Lựa chọn tiết diện, vị trí

•

Cột đặt trên dầm

•

Dầm phụ gác lên dầm chính

•

Dầm trực giao đỡ sàn


TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG
•

Tính tốn cột

•

Tiết diện, vị trí nội lực

•

Một phương (lệch tâm phẳng), hai phương (lệch tâm xiên)

•

Tính thép đối xứng, tính thép khơng đối xứng


TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG
•

Tính tốn nút


TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG
•

Tính tốn nút