Tải bản đầy đủ (.pdf) (70 trang)

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp: Nghiên cứu tính toán dầm bê tông cốt thép chịu xoắn theo tiêu chuẩn Châu Âu và tiêu chuẩn Việt Nam

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.53 MB, 70 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

LỜI CAM ĐOAN

Em, Phạm Văn Viễn

Sinh ngày: 30/9/1970, CMND số: 013104574, cấp ngày: 25/7/2008 ,tại Hà Nội Quê quán: Cam Xuyên — Hà tĩnh

Noi ở hiện tại: số 7 nhà D4 Thanh Xuân Bắc - Thanh Xuân — Hà Nội Công tác tại công ty cô phần xây dựng số 1 — Vinaconex1

Xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cao học “Nghiên cứu tính tốn dầm bê tông cốt thép chịu xoắn theo tiêu chuẩn Châu âu và tiêu chuan Việt Nam” là do cá nhân em thực hiện, mọi tham khảo đều dùng trong các bài giảng của thầy giáo và các tài liệu công khai. Các số liệu, kết quả trong luận văn hoàn toàn trung thực.

Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực của luận văn này.

Hà Nội, 8 /2017

Tác giả luận văn

Phạm Văn Viễn

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

LỜI CẢM ON

Em, Phạm Văn Viễn xin khá <small>cốt ghi tâm công ơn day bảo, tình cảm thân thương của</small>

<small>(GsTs Nguyễn Tiền Chương, cùng quý thầy, quý cô của trường Đại học Thủy lợi</small>

<small>Em xin bay tò sự cảm động với sự giúp đỡ vô điều kiện của các anh, các chi, em, và1g nghiệp để hoàn thành luận văn này.</small>

<small>“Trong quá trình nghiên cứu làm luận văn khơ tránh khỏi sai sót hoặc nghiên cứu chưasâu, kính mong q thầy cơ chi bảo và thông cam!</small>

<small>Hà Nội, 8/2017</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

DANH MỤC HÌNH VE. x

<small>1.1 ch sir các phương pháp tinh toán đầm chịu xoắn. 3</small>

<small>L2 Vin đề xoắn trong dm BTCT. a</small>

<small>13 Phân loi chịu xoắm 41.3.1 Khải niệm chung v8 cấu kiện chịu xoắn. 5</small>

CHUONG 2: TÍNH TỐN DAM BE TONG COT THÉP CHIU XOÁN THEO

TIÊU CHUAN VIỆT NAM VÀ TIÊU CHUAN CHA

<small>2.1 Ứng suất tiếp do xoắn rong dim không bị nữt °</small>

<small>2.1.1 Cấu kiện đặc °</small>

<small>2.12 Cấu kiện tổng thành mong tiết điện kín. u</small>

<small>2.1.3 ng suit chính trong dim chịu xoắn 2</small>

<small>2.2 Đặc điểm chịu lự và các I thuyết inh toán dim BTCT chịu xoắn 2</small>

<small>22:1 Dim be tng ch the chia xoẵn thuẫn iy B</small>

<small>2.2.2. Dim bê tông cốt thép chịu đồng thời uốn và xoắn. ”</small>

<small>333. Cy thay in toán dim BTCT hi xoắn, 15</small>

<small>2.3 Tinh tốn dim Bê tơng cốt thép theo TCVN 5574:2012. a</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<small>32 Tinh oán heo TCVN 5571 :2012 “</small>

<small>33 Tính tốn theo Eurcode 2 “</small>

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ CHUNG

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

DANH MỤC HÌNH VE

<small>Hình 1.1-Vết nứt xuất hiện ở dim</small>

<small>Hình 1.1a Cấu kiện chịu xoắn cân bằng</small>

Hình 1.1b Câu kiện chịu xoắn trong thích

<small>Hình 1.2 Mặt phá hoại của bê tơng trong cầu kiện chịu xoắn thuần túy</small>

<small>Hình 1.3 Mặt phá hoại của bê tông trong cầu kiện chịu tốn và xoắn đồng thời</small>

<small>Hình I.4 Các vùng chịu xoắn cân bằng và chịu xoắn trơng thích trong một tơa nhà</small>

<small>Hình 2.1 Dim tiết điện trồn chịu xoắn</small>

Hình 2.2 Sự phân bổ ứng suất tiếp tên ễt diện không tron của dim chịu xoắn Hình 23 Dim thành mỏng có ễt diện kí chịu xoắn

Hình 24 Ứng suất và vết nút nghiêng trong dim BTCT chịu xoắn Hình 2.5 Các dạng phá hoại của dim BTCT chịu đồng thời uén và xoắn

<small>Hình 2.6 Mơ hình giàn ống thành mỏng của dim BTCT chịu xoắn</small>

<small>Hình 2.7 Sơ đồ để tính lực nén trong các thanh xiên.Hin 2.8 Sơ đồ đ tinh lực kéo trong các hanh ngang</small>

Hin 29 Dim chịu đồng thời xoắn và tốn theo mơ hình giàn Hình 2.10 Dm chịu đồng thời xoắn và cắt theo mơ bình giàn.

<small>Hình 2.11 Kết quả thí nghiệm dim chịu xoắn và cắt kết hợp</small>

Hình 2.12 Cốt thép của cấu kiện chịu xoắn.

Hình 2.13 So đỗ nội lực trong tiết điện không gian cầu kiện bê tông cốt thép chịu uỗn xoắn đồng thời khi tinh toán theo độ bền.

<small>2.14 - Sơ dé vị trí vùng chịu nền của tiết dikhơng gian</small>

<small>Hình 2.15 Hình minh họ inh tốn cho sơ đổ</small>

<small>Hình 2.16 hình minh họ inh tốn cho sơ đồ 2</small>

Hình 2.17 hình minh họa tính tốn cho sơ đồ 3 (6 cạnh bị kéo do uốn)

<small>29</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<small>Hình 2.18 Mơ hình tiết diện rỗng thành mỏng tương đương,</small>

<small>inh 2.19 Mơ hình tính lực ct lên các thành do mơ men x</small>

<small>Hình 2.20. Mơ hình ống thành mỏng chịu xoắn</small>

<small>Hình 2.21 Biểu đồ tương tác giữa mô men và lực cắt.</small>

Hinh 2.22 Biểu đ tương tác của mô men xoắn và tốn. inh 3.1 sơ đồ chịu tải trong của dim

Hình 3.2 sơ đồ tính mơ men xoắn, n, lực cắt của dim

<small>Hình 3.3 Tiết điện dim tính tốn.</small>

<small>Hình 3.4 Mặt cắt bồ tí, tính tốn thếp dim</small>

Hình 3.5 Mặt cắt tính tốn thép dim theo sơ đồ 2 Hình 3.6 Mặt tính tốn thép dầm theo sơ độ 3 Hình 3.7 so đồ tính mơ men xoắn, uốn của dầm.

<small>Hình 3.8</small> ết diện dim tỉnh toán và sơ đồ thanh thành mỏng quy đổi

<small>Hình 3.9 phương án sơ bộ chọn bố trí cốt thép cho dim</small>

THình 3.10 Bồ tí cốt thép dim ở thực tế trên cơng trình Hình 3.11 Vết nứt xuất hiện ở dim biên.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

MỞ DAU 1. Tính cấp thiết của đề tài

“Các sầu kiện bể lông cốt thép chịu xoắn là các cấu kiện đặc biệt it được giảng day ở chương trình đại học, Tiêu chuẩn thiết kế kết sầu bê tông cốt thép của Việt Nam sử dụng mơ hình tinh tốn theo tiết điện vênh, đây là mơ hình tính tốn đã được phát triển trong những năm giữa thé ky XX. Tiêu chain châu Âu, ngồi mơ hình mặt cắt vệnh

cồn cho phép tính tốn theo mơ bình dan dẻo, đây là mơ hình mới được thé giới phát

triển trong những năm gin day.

Các cấu kiện dim bê tông cốt thép tại các vị trí cuối củ

cơng xơn, các vị ti biên có gắn các dim đua ra để làm biện pháp thi công thường xuất "hiện các vét nứt, cũng cần phải kiểm tra lại.

<small>ia mái chéo, các vị trí biên có,</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Vin để xảy ra ở đây là trên thực t các cơng trình ở Việt Nam sau khi tháo đỡ cốp pha

<small>thường xuất hiện vất nứt ở đáy dim, đặc biệt là các dim biên và dim của các mái đốc.Các vết nứt này theo thời gian sẽ như thé nào? Ảnh hưởng của xâm thực với khi hậu6 độ âm cao như ở Việt nam sẽ ra sao? Em thấy cũng chưa cổ ti liệu nà theo dõi và</small>

cho kết quả chính xác, vì các tỏa nhà nhiều ting cũng chỉ mới phát triển ở Việt Nam

<small>những thập kỹ gần đây nên cũng chưa kiểm chứng được các vẫn đề này. Hình 1.1 trên</small>

<small>đây là hình ảnh minh họa được chụp thực tẾ ở cơng trường</small>

Cần có thêm các nghiên cửu về bài tốn xoắn, đồng thời xây dựng chương tình tính tốn cầu kiện chịu xoắn.

Luận văn nảy tiến hành nghiên cứu áp dụng mơ hình giản déo dé tính tốn dim BTCT

<small>chịu xoắn theo Eurocode vả so sánh với phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn Việt[Nam nhằm làm sáng tỏ các mặt wu điểm và nhược điểm của các phương phíp,</small>

<small>3. Mục đích của để tài</small>

<small>- Nghiên cứu áp dụng mơ hình giàn dẻo theo Eurocode để tính tốn dầm BTCT chịu</small>

<small>So sinh với phương pháp tính tốn theo tiêu chuẫn Việt Nam nhằm làm sing tô cácmặt ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp.</small>

<small>3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu</small>

<small>- Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu lý thuyết theo các tải liệu, có áp dụng trongtính tốn các ví dụ cụ thể,</small>

4, Kết quả dự kiến đạt được

Ap dung tính toin dim bề tơng cốt thép chịu xoắn theo mô hinh giản déo của

<small>chuẩn Châu âu vào tiêu chuẩn Việt Nam.</small>

So sánh mức độ giống nhau vả khác nhau giữa phương pháp tính tốn của <small>im bé tôngtheo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn Châu âu</small>

sốt thép chịu x08

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE TÍNH TỐN KET CAU DAM BÊ TONG. COT THÉP CHIU XOAN

1.1 Lịch sir các phương pháp tinh toần dim chịu xuấn.

<small>Năm 1853 kĩ sư người Pháp Adhemar Jean Barre de Saint-Venant giới thiệu lý thuyết</small>

<small>xoắn cổ điển tại Viện Khoa Học Pháp làm cơ sở cho lý thuyết ngày nay. St Venant chỉ</small>

ra ring khi thanh không trờn chịu xoắn, tiết diện ngang trước phẳng sau sẽ không côn phẳng khi chịu xoắn. Mặt phẳng tết diện ngang ban đầu sẽ trử nên vệnh. Ảnh hưởng

<small>- Năm 1899 A.Michell và</small>

của vénh phải được kể đến khi thanh chịu xoắn thuần tú

L.Pandt giới iệu kết quả nghiên cứu 6n định xoắn ubn, - Năm 1903 L Prindd đã khám phá ra sự tương đồng giữa bài toán xoắn và bài toán màng. - Năm 1905 một bài oán tổng quất của xoắn hỗn hợp đã được giải in đầu tiên bởi S.Timoshenko.

<small>~ V.Z Vlasov(1906-1958) đã phát triển lý thuyết cơ sở của uốn và xoắn đồng thờin địnhvà dao động của thanh thành mỏng mặt cắt ngang hở. Năm 1944 Von Karman và</small>

thanh thành mỏng. Ông là người đ xây dựng hoàn chỉnh lý thuyết về độ b

Christensen đã phát triển lý thuyết xoắn cho thanh mặt cắt ngang kín (lý thuyết gần đồng). Năm 1954 Bensoter đã phát tiển một ý thuyết chính xác hơn cho thanh mặt

<small>cất ngang kín. Năm 1977, Khan đã giới thiệu phương pháp phân phổi bimơmeen để</small>

a thành mỏng chịu xoắn. Cịn nhiều đóng góp khác nhưng trên đây là

<small><p nổi bật nhất</small>

1.2 Vin đề xoắn trong dim BTCT

Sơ lược tinh hình phát triển nghiên cứu uốn xoắn:

<small>“Trong khoảng nửa đầu thé ky 20 các tiêu chuẩn không đưa ra quan điểm thiết kế kết</small>

cấu chịu xoắn. Khi tính tốn kết cầu người ta gia tăng khả năng chịu xoắn bằng hệ số

<small>san toàn. Càng về sau khoa học ngày cing phát triển, các phương tiện phục vụ cho công</small>

tie thực nghiệm kết cầu cảng nhiều nên cúc phương pháp phân ích kết cấu phát tiễn.

<small>“Trong nữa sau d in xoắn xuất hiện với tiết điện kínđặc và rồng. Năm 1929 Rausch lần đầu tiên đưa ra phương pháp phân ích giàn (space</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

struss analogy) dựa trén ứng xử của kết cấu uốn xoắn. Năm 1934 Andersen công bố

<small>nghiên cứu của ông đựa trên thực nghiệm 48 mẫu dim bêtông va bêtông cốt thép với</small>

sắc giá tr khác nhau của cốt đọc và cốt đai. Nghiên cửu Brosler và Pistr dựa trên 24

<small>mẫu dim rỗng vào năm 1958. Các nghiên cứu này cùng một số nghiên cứu của các ácgid khác là tiền đề cho tiêu chuẩn vẻ tính toán xoắn xuất hiện lan đầu trong </small>

ACI318-63. Các tác giả Evans (1965), ThomasT.C Hsu (1968) đơn ra mơ hình tốn xiên

<small>(Skew bending model) mà trong đó nghiên cứu TT.C, Tsu đồng vai trò quan trọng.</small>

Đến năm 1971 tiêu chuẩn mới tương đổi hoàn thiện và về cơ bản các qui định Không dồi đến 1992, Những nghiên cứu tiếp theo đưa các công thức bán thực nghiệm và chỉ áp dụng với bể ông thường không ứng suit trước. Đền năm 1995 tiêu chuẩn tính xoắn được điều chỉnh bỗ sung lại và được chấp nhận đến nay. Đồ là tinh toán tết điện đặc

<small>và rỗng dựa trên lý thuyết thanh thành mỏng, (Chuyển đổi 1 phn thành phần hộp rỗng</small>

<small>tương đương có độ day 1) mơ hình hg thanh không gian (Space truss analogy). Lý</small>

thuyết này áp dung cả cho bể tông thường và dự ứng lực.

;hịu xoắn: Cau kiện chịu xốn la cầu kiện có xuất hi

<small>Sự làm vi nội lực mô menxoắn M, tác dụng trong mặt phẳng vng góc với true. Thơng thường cũng với M, cịn</small>

xuất hiện mơ men uốn M va lực cắt Q. Khi làm việc trong bê tơng có các ứng suất kéo. chính 6,. và ứng suất nén chính 6„.. Khi chỉ cổ M, (xoắn thuần tiy) các vết nữt

<small>thường xiên góc 45° và chạy vịng quanh theo tiết diện. Khi có đồng thời M và Q thi</small>

các vết nứt xiên xuất hiện theo 3 mỹ <small>mgt thứ tự chịu nn tạo thành tìdiện vệnh</small>

trong khơng gim. Sự phá hoại xây a theo tết điện vénb, ngoài r cấu kiện cơn có thể

<small>hư hong khi ứng suất nén chính 6,, vượt quá khả năng chịu nén của bê tông,1.3 Phân loại chịu xoắn:</small>

<small>Khao sát sự làm việc chịu xoắn người ta chia ra hai trường hợp:</small>

<small>XXoắn cân bằng (equilibrium torsion) và xoắn tương thích (compatibility torsion).</small>

+ Xodin cân bằng (hình 1a) khỉ mômen xoắn đồng vai tr cân bằng của kết cầu, thực

<small>tẾ chúng ta thường gặp ở các vị tí như mái cơng xơn, các ban cơng, thậm chí cả bể</small>

cảnh được dua ra từ ting 2 để điện tích thống cho ting 1, dim ngang chịu xoắn cân

<small>bằng,</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<small>Lúc này nếu khả năng chống xoắn không đủ th kết cu sẽ trở mmắt én định và sụp48, Lúc niy mômen xoắn M, không phụ thuộc vào độ cứng chống xoắn B, = GJ, với G</small>

là mô dun dân hỏi chống cắt cia béténg, J là mơmen qn tỉnh chống xoắn cđa it điện. Trường hợp này thường xuất hiện ở các cấu kiện tinh định hoặc M, được truyền đến từ bộ phận tĩnh định.

ối lại mơmen xoắn cho ~ Xoắn tương thích (hình 1.1b) xuất hiện khi có sự phân pt

<small>phần từlền kề như thường thấy ở thục tế các trường hợp chia dim phụ trong sin. Khi</small>

sắc dim biên biển dang gây ra các góc xoay tao nên xon tương thích trong hệ liễn

<small>khối. Thường xuất hiện ở các cấu kiện sigu tĩnh khi M, phụ thuộc vào độ cứng chống</small>

xoắn BỊ,

<small>1 Khái niệm chung về cầu kiện chị</small>

<small>kiện chịu xoắn chịu tác dụng của mô men quanh trụ dọc của cầu kiện và thường</small>

<small>kết hợp với chịu uốn</small>

<small>Với dim liên kết cứng với cột và có bản ở một phía, ải trọng trên bản gây ra xoắn cho</small>

dằm tình 1.13)

THình 1-1a Cầu kiện chịu xoắn cân bằng

Khung có dim khung liên kết cứng với cột và các dim khung liên kết cứng với dim khung (hình 1,1b), ti trọng trên các trục A, B gây ra mô men xoắn cho dầm khung trục 1, 2. Loại liên kết này chúng ta vẫn thường thấy ở thực tế như mỗi 6 sản chia bởi các dằm chính và dầm phụ

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Hình 1.1b Cấu kiện chịu xoắn tương thích.

Khả năng chịu xoắn của Bê tông cốt thép kém hơn rất nhiều so với khả năng chịu tổn,

<small>do đô trong nhiễu trường hợp mổ men xoắn tuy không lớn cũng gây ra ảnh hướng</small>

đáng kể, lâm xuất hiện khe nức. Khi thiết kế kết cấu Bê tổng cốt thép chúng ta cing

<small>idm được mô men xoắn cing tốt</small>

Hinh 1.2 Mặt phá hoại cia bê tông trong cầu kiện chịu xoắn thuẫn túy

<small>(Thommas T.C Hist ~ 1968)</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<small>“Phá hoại ở mặt bên dim</small>

Hình 1.3 Mặt phá hoại của bê tơng trong cầu kiện chịu uốn và xoắn đồng thời

<small>(Dương nguyễn Hong Toàn - 2008)</small>

“Trong thực té chúng ta thường thấy trong các ngôi nhà, nhất là với công nghệ xây

<small>cdựng như hiện nay,cấu rit phức tạm, cổ những vũng chịu xoắn tươngthời</small>

<small>6 sản được chia ra nhiều dim phụ), và xoắn cân bằng như ở những vị tí kim bể bơidua ra ngoài ở tầng 2, hoặc bản sin đua ra để x:trang tí... đành khoảng khơng chotầng 1, sẽ chịu xoắn rất lớn (như hình 1.4 dưới đây)</small>

BS Bi

Hình 1.4 Các vùng chịu xoắn cân bằng và chịu xoắn tương thích trong một tịa nhà

<small>(Mặt bằng kết cầu tang 2 Tịa 30 ting, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội)</small>

<small>Thí nghiệm cấu ki</small> BTCT chịu xoắn thuần túy cho thấy ring các vắt nứt nghiêng với trục góc 45° và chạy vịng quanh cả các phía theo dang cuốn lị xo. Nguyên nhân là mô.

<small>men son gây rating suất tgp.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Hop lực của + tạo ra ứng suất kéo chính và ứng suit nén chỉnh theo phương 4Š”. Khi ứng suất kéo chính vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông sẽ gây ra vết nứt, nêu ứng. suất nén chính quá lớn sẽ lm bê tông bị nén vỡ.

Trường hợp dầm chịu uốn và xoắn đồng thời thi sự làm việc phức tap hom, các vết nứt

<small>xuất hiện trên ba mặt dm, mặt còn lại chịu nén, tạo thành tiết diện vênh. Sự phá hoạixây ra theo tiế diện vệnh đó</small>

1.4 Tính tốn dam bê tông cốt thép chịu xoắn

"rong các cấu kiện chịu xoắn thường kết hợp với lực cắt, hay kết hợp với lực tốn, hay cả lực uốn và lực cắt.

<small>Tinh toán cầu kiện bê tông cốt thép chịu xoắn trên thể giới hiện có ha lí thuyết tínhtốn khác nhau,</small>

Thứ nhất dế<small>diya trên sự phá hoại trên ết diện nghiêng của cầu kiện bê tông cất thépchịu uốn và chịu xoắn được Lessig (Nga)ây dựng, sau đó được phát triển bởi Hsu(Hoa Kỳ), hiện nay lítbuyết này là cơ sỡ để tính tốn cu kiện bê tơng chịu xoắn trung</small>

nhiều tiêu chuẩn t bê tông cốt thép chịu xoắn trên thé giới trong đó có Việt

Trường hợp nảy trong tinh tốn thường kết hợp uốn và xoắn mà không tách biệt; Như

<small>vậy, vấn để cần xem xét và khó thể hiện ở chỗ lực xoắn lớn hon hay lực uốn lớn hơn</small>

<small>hoặc là wu tiên cho uốn hay cho xoắn..?</small>

<small>Hai là inh tốn theo mơ hình giản déo:</small>

<small>Lý thuyết thiết kế thứ hai dựa trên một mơ hình khung thành mỏng, tương tự như sự</small>

<small>tương đồng bằng mơ hình giàn déo. Lý thuyết của ông, được tinh bày bởi Lam-pert &</small>

Thurlimann và Lampert and Collins tạo thành cơ sở của các quy định tính tốn xoắn trong các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu be tông cốt thép chị xoắn mới nhất trên th giới trong đó có Châu Âu

tính tốn kết chịu xoắn theo mô hit

<small>Do phương phá iu bê tơng cốt the}giàn đèo vàvà phương pháp tính tốn trên tiết điện nghiêng giữa tiêu chuẩn Châu âu và tiêu chuẩn"Việt Nam có sự khác nhau nên trong luận văn này chúng ta cùng nghiên cứu cả hai li</small>

thuyế vin đề<small>lễ làm sáng tỏ một</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN DAM BÊ TONG COT THÉP CHỊU XOAN

<small>THEO TIÊU CHUAN VIỆT NAM VÀ TIÊU CHUAN CHAU AU</small>

2.1 Ứng suất tiếp do xoắn trong dim khơng bj nứt

Bài ốn đầm in hồi chịu mô men xoắn đã được xem xết trong lý thuyết Site bn vật liệu. 6 đây chúng ta có thé phân biệt hai loại cầu kiện: cấu kiện đặc và cầu kiện rồng thành

<small>mỏng tiết diện kin,</small>

2.1.1 Cấu kiện đặc:

C6 nhiều loại tết diện trong thực tẾ nhưng ở đây ta xét một số trường hợp tổng quất.

<small>hay có thé nói, tạm chia thành các loại tiết điện như sau:</small>

+ X£t trường hợp dim có it diện tron (như được thể hiện trên hình 2.1)

<small>G trường hợp này trên mặt cắt ngang dim ứng suất tiếp có giá trị bằng không (0) tại</small>

tâm và phân bổ tuyển tính tới giá rỉ cực đại trên mép, ạo thành hình rẻ quạt như trên

<small>hình (2.1b) và ứng suất tiếp được xác định theo công thức (2.1)</small> b) Phan bổ ứng suất tiếp trên tiết diện dim chịu xoắn

Hình 2.1 Dim tiết dign tròn chịu xoắn

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

ứng suất ip lớn nhất,

<small>2 — Mơ men quần tính cực:</small>

bán kính tiết diện dằm.

+ Xét trường hợp dim có tit diện ình chữ nhật đình 224)

Lúc này ứng suắt ếp thay đồi từ tại tâm tới gi tri cục đại tại điểm giữa của cạnh đài

<small>(hình 2.2a). Quanh chu vi của dam, ứng suất tiếp thay đổi từ 0 tại</small>

<small>cực đại tại điểm giữa mỗi cạnh như được thể hiện trên hình (2.2a). Giá trị ứng suất tiếp</small>

<small>ayTiét dign hình chữ nhật b) Tiết diện gồm các hình chữ nhật mỏng.</small>

Hình 22: Sự phân bổ ứng suất tiếp trên tiết n không tron cia dim chịu xoắn

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<small>3418plà hệ số có giá tị thay di từ 0,208 (đối với tiết diện vuông xy) đến</small>

giá trị 0.333 (đối với trường hợp x/y'=œ)

+ Xét trường hợp dim só tiết điện ngang được tạo ra bởi các hình chữ nhật mỏng (hình

<small>“Trường hợp này giá trị ứng suất tiếp cực đại s„.. được xác định theo công thức (2.3):</small>

<small>T= FD 23)</small>

tạng ** được ude lượng cho mỗi hình chữ nhật của tiết diện

2.1.2 Cấu kiện rỗng thành móng tiết diện kin

van 4

<small>Ung suất tiếp 6) Sơ đồ để xác định các đặc trưng tiệt điện</small>

Hình 2.3 Dim thành mỏng có iết diện kín chịu xoắn.

<small>in</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<small>Đối vị</small>

<small>phân bổ đều trên chigu dày thành và tạo thành dòng lực cắt q- Mô men xoắn do đồngtrường hợp dim rồng thành mỏng tiết điện kin người ta giả thiết ứng</small>

Ie cắt gây ra được xác định theo công thức (24)

<small>+- độ đầy của thành mồng tại vị trí xem xét.</small>

2.1.3 Ủng suất chính trong dim chịu x

<small>Dưới tác dung của mô men xoắn, dm làm việc theo sơ đồ không gian, Trên đây đã</small>

xem xét sự phân bổ ứng suất ip trên mặt cắt ngang. Trên hình 2a th

suất tiếp trên mặt bên của dim, còn các ứng suit chính trong dim chịu xoắn thud

<small>được thé hiện trên hình 2.4b.</small>

<small>a) Ứng suất tiếp</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<small>b) Ứng suất chính</small>

Vt nứt do xoắn

<small>©) Nit do xoăn.</small>

Hình 2.4 Ứng suất và vết nứt nghiêng trong dim BTCT chịu xoắn 2.2 Đặc điểm chịu lực và các lý thuyết tinh toán dim BTCT chịu xoắn. 2.2.1. Diim bê tông cốt thép chịu xoẳn thuân tity

<small>Khi dim bê tông chịu xoắn thuần túy, ứng suất tiếp và ứng suất chính trong dầm được</small>

thể hiện trê hình (2.44) và hình (2.40). Các vết nứt xiên xuất hiện và phát triển trong «dim có dạng như được thể hiện trên hình (2.4). Sự phát riển đột ngột các vắt nứt xiên làm cho dim bê tơng khơng cốtthép bị phá hoại nhanh chóng. Nếu trong dim chỉ đặc sắc thanh cốt thép dọc thì cường độ chịu xoắn của dim cũng không được ci thiện bao

<small>nhiêu. Khi trong dim có các thanh cốt thếp dọc đạt tại các sóc và các thanh cốt thép,</small>

ai thì khả năng chịu mơ men xoắn của dim sau khi bị nứt vẫn được duy tỉ và tăng lên

<small>đáng kể.</small>

So sánh dầm đặc và dim rỗng hình chữ nhật có cùng kích thước bao ngồi và cùng

<small>lượng cốt thép dọc và cốt thép dai, Mặc dit mô men xoắn gây nit dim rồng bé hơn sovới dim đặc, mô men phá hoại của hai dim là gần như nhau. Điễu này nói lên rằng,</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

lốp v6 bọc hoặc dng bên ngồi của bê tơng chứa cốt thép chỉ phối độ ben của dim bê

<small>tổng cốt thép bị nứt chịu mô men xoắn</small>

Sau khi dim bê tông cốt thép bi nứt, sự phá hoại của dim có thể tuân theo một số dạng. Các thanh cốt thép đại hay cốt thép dọc, hoặc cả hai loại có th bị chây déo, hoc: đối với dim có qué nhiễu cốt thép bị xoắn thì bê tơng gia các vất nút xiên có th bị nến vỡ trước khi cốt thép bị chảy do. Sự ầm việc déo dai nhất khi chịu xoắn của dim

<small>a tường hợp cả cốt thép dai và cốt thếp dọc chảy dẻo.</small>

2.2.2 Đầm bê tông cốt tháp chịu đằng thời uốn và xoắn

XXoẳn hiểm khi xuất hiện một mình, thường thi nó kết hợp đồng thời với các mô men tốn và các lực cắt. Các dạng phá hoại của dm bê tông cất thép chịu xoắn và uốn đồng được thể hiện trên hình 2.5. Sự phá hoại dim BTCT như trên hình 2.5 thường được gọi Tà phá hoại theo tết diện vệnh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<small>Hình</small> 5 Các dạng phá hoại của dim BTCT chị đồng thời uốn và xoắn 2.2.3. Các lý tuyết tính tốn đầm BTCT chịu xo

<small>“Cố hai lý thuyết tính tốn độ bền của dim BTCT chịu xoắn. Lý thuyết dựa trên sự phá</small>

hoại theo tết diện vénh được nhà khoa học Nga Lessig phát tiễn đã được áp dung

<small>rãi tên Thể giới. Lý thuyết này thường được gọi là lý thuyết uốn nghiêng</small>

<small>chuẩn Việt Nam TCVN 5574</small>

Phuong pháp tính tốn dim BTCT chịu xoắn trong ti

<small>2012 đang áp dụng lý thuyết uén nghiêng.</small>

Lý thuyết thứ hai dựa trên mơ hình giàn déo - ống thành mỏng tương tự như mơ hình giàn déo tong lý thuyết tinh toán dim chịu cất Lý thuyết này do Lampert =

<small>'Thuerlimann-Collins phát</small>

'CEB._FIP Model Code, tiêu chuẩn Châu Âu, tiêu chuẩn ACT, tiêu chuẩn Canada

<small>1 hiện đã được đưa vào áp dụng trong các tiêu chuẩn.</small>

2.2.3.1. Ma hình giàn - dng thành mỏng cho dần BTCT chiu xoắn thuần ty

Khả năng chịu xoắn của dim bê tông cốt thép được tinh tốn trên cơ sở mơ hình ống

<small>thành mỏng,</small>

<small>Theo mơ</small> này, cả cấu kiện đặc và cấu kiện rỗng đều được coi là các ống. Kết quả nứt do xoắn xuất

<small>thí nghiệm các dim đặc và dầm rỗng đưa ra giả thiết là một khi</small>

hiện. phần bê tông trong lõi cấu kiện ít có ảnh hưởng đến độ bin chống xoắn của cấu kiện và do vậy trong tính tốn có thể bỏ qua. Trong tính tốn độ bén khi chịu xoắn, cấu.

<small>kiện được mơ hình hóa bằng cấu kiện ống tương đương</small>

Mô men xoắn gây ra các lực cắt trên các thành ông, làm cho các thành làm việc như kiện chịu lực cắt. Chính các lực cắt này làm xuất hiện các vắt nứt xiên như

<small>trên hình 2.6. Trong tính tốn, các thành ống được mơ hình hóa bằnggiàn phẳng.“Tập hop các giàn phẳng ucác thành ống tạo thành hệ giàn không gian, gồm cácthành phần: các thanh dọc cốt thép dọc), các thanh ngang cốt đi) và các thanh siên</small>

(hanh bê tơng), tạo với thánh dọc góc Ø (hinh 2.6). Đây chính là mơ hình giản - ống thành mỏng của dim bê tông cốt thép chịu xoắn

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Chiễu diy trơng đương của thành ống được xác định bằng tỷ số giữa điện tích và chữ

<small>vi của tiết điện. Khi tiết điện là rỗng, diện tích tiết diện được lấy như tiết diện đặc,</small>

nhưng chigu diy tương đương của thành ống lấy không lớn hơn chiều diy thành ống thực t8. Ngoài ra, chiễu dây tương đương của thành ống phải có giá tr khơng nhỏ hom hai lần chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc.

<small>Cốt thép dọc</small>

<small>“được tập trung tạ các gócChiều diy của</small>

ống thành mỏng 3) Mơ hình ống thành méng và giàn

by Mit cit ngang ống thành mỏng

Hình 2.6 Mơ hình giàn - ống thành mỏng của dim BTCT chịu xoắn 2.2.3.2. Tinh tốn dm chịu xoắn theo mơ hình giản

{ing suất iếp do mơ men xoắn gây ra được xem là phân bổ đều trên các thành ông và tạo nên dong lục cit. Tương tự như đối với dim thành mỏng it diện kin, ở đây đông

<small>Ive cất trên các thành mỏng được xác định theo công thức:</small>

Đại lượng Ay à điện tích của phần dết diện được giới hạn bởi đường rung bình cia

<small>thành mơng,</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

X61 mơ hình giàn của dầm BTCT có tết diện chữ nhật. Thành bên của ồn thành mông có chiễu ao thành ys, chiều day thành tạ. góc nghiêng của thanh xiên Ø, đồng

=Sin0 = sin0 = ZAysind 2.10)

<small>~ Ung suất nén trong dai nghiêng (f,) được tính toán như sau;</small>

Tagged * Tessie en

Dai lương /,... là độ bền của bê tông trong dái nền nghiêng. Từ (2.11) ta có:

<small>Ty =2t2Afs„..sin0cos0 G12)</small>

Bay là biểu thức xác định khả năng chịu xoắn của dim theo độ bén chịu nén của bê

<small>tông trong các dải nế</small>

<small>Lực kéo dọc trục được tinh theo sơ đồ trên 2.6:</small>

<small>XXết trên toàn bộ các thành, ta có:</small>

NEÈN = 55, 5 ,cot0 = 74 %2a, co (2.14)

<small>“Trong đồ: uy là chu vi của đường trung</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

in cốt thép doc chịu xoắn. Các cốt thép doc được bổ trí ít nhất

<small>thép,</small> cịn lại phân bổ đều theo chu vi.

<small>Xét phần thành đứng được thể hiện trên hình (2.7) ta có:</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

2.2.3.3. Xodin vã uốn kế hợp

kiện. ngay cả khi mô men uốn dat giá t 80% độ ben chịu un thì độ cấu kiện vẫn đảm nứt thẳng góc do tốn làm giảm không đáng kể khả năng chịu xoắn của cấu bao khả năng chịu xoắn.

<small>Hiện tượng xoắn gây ra lực kéo đọc trục N. Một nửa lực này được giả định tác dung</small>

<small>Mô men uốn gây ra ngẫu lực kéo ~ nén Sq Trường hợp xoắn và uốn kết hợp,</small>

<small>những nội lực này cộng tác dụng với nhau như trên hình 2.6. Tại biên dưới, mơ men</small>

tốn cung cắp lực kéo T và mô men xoắn cung cấp lực kéo S. Các lực này được cộng

<small>lại với nhau.</small>

<small>do xoắn ta bien này được giảm đi một lượng thích hợp</small>

Aa)

<small>a) Xoin b)Uốn (©) Xoin và uốnHình 2.9 Dim chịu đồng thời xoắn và uốn theo mơ hình giàn</small>

2.2.34 Dim chịu đồng thi cất và xuắn

Ứng suất tiếp do xoắn và lục cất gây ra trên tế

thành đứng bên phải, các ứng suit này có cùng một hưởng (cộng tác dung), tại thành bên trái các ứng suất này lại có xu hướng ngược nhau. Tại thành trên và dưới các ứng suất tiếp này không cùng phương.

<small>19</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

HỆ itt) |HỊ |H th H111

Xoin các Xoắn cá

<small>a) Ứng suất tiếp trong tiết diện rỗng. b) Ứng suất tiếp trên tiết diện đặc.</small>

Hình 2.10 Dam chịu đồng thời xoắn và cắt theo mơ hình giàn.

Các vết nứt xiên bắt đầu từ mặt bên mà ở đó mơ men xoắn và lực cắt cộng tae dụng.

<small>Kết quả thí nghiệm cho thấy nếu xét bài ton tương tác xoắn — lự cắt thì miễn an tồn</small>

của tiết diện là một min lồi dạn hình clip tình 2.11)

<small>+ | *Ìy Qin</small>

<small>“Trong tinh toán, nếu ta xem tương tác này là cộng tác dụng thìct quả tính tốn thiên</small>

về an tồn. Nhưng cần lưu ý rằng, cả lực cắt và mô men xoắn đều gây ra lực kéo dọc trục cấu kiện.

Hình 2.11 Kết quả thí nghiệm dim chịu xoắn và cắt kết hợp,

<small>20</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

2.3 Tính tốn dầm Bê tông cốt thép theo TCVN 5574:2012

Tiêu chuẩn này ding các kết cầu bê tông và bể tông cốt thếp của nhà và

<small>sơng trình có cơng năng khác nhau, làm việc đưới ác động của nhiệt độ trong phạm vi</small>

` không áp dụng cho các kết cấu bê tông và bê tơng cốt thép các.

cơng tình thủy cơng, ch, đường him giao thông, đường ông mgm, mặt đường ôtô và từ -70°C đến +50"

đường sân bay; cũng không áp dụng cho các kết cấu làm từ bê tơng có khối lượng thể tích trung bình nhỏ thua 500 kg/m? và lớn hơn 2500 kg/ m*

<small>Tiêu chuẩn này sử dụng các đặc trưng vật liệu "cấp độ bên chịu nền của bê tông" và</small>

ấp độ

<small>chịu nền” và "mắc bê tông theo cường độ chịu kéo" đã dùng trong tiêu chun TCVN,5574:1991</small>

én chịu kéo của bê tông” thay tương ứng cho "mác bé tông theo cường đội Cp độ bền chịu nén của bê tông (Compressive strength of concrete) Ký hiệu bằng chữ

<small>8,18 giá tị trung bình thống kê của cường độ chịu nén tức thời, tính bằng đơn vị MPa,</small>

với xác suất dim bảo không dưới 95 %, xác định trên các mẫu lập phương

<small>tiêu chuẩn (150 mm x 150 mm x 150 mm) được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tuchuẩn va thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày.</small>

Cấp độ bồn chịu kéo của bé tông (Ter <small>le strength of concrete) ký hiệu bằng chữ B,,</small>

<small>là giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu kéo tức thời, tính bằng đơn vị MPa,với ắc suất dim bào không dưới 95%, xác định tên các mẫu kéo chun được chế to,</small>

<small>dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm kéo ở tuổi 28 ngây. Mác bê tôngtheo cường độ chịu nén (Concrete grade classi</small>

<small>od by compressive strength) ký hiệu</small>

chữ M, là cường độ của bê tông, lẤy bằng gid tị tng bình thống kế của cường độ chịu nén tức thời, tinh bằng đơn vị đềca Niutơn trên centimét vng (daN/em’), xác

<small>định trên các mẫu lập phương kích thước tiêu chuẩn (150 mm x 150 mm x 150 mm)</small>

du, Kết cầu bê tông (Conerete structure) là kết cấu làm từ bê tông không đặt cốt thép hoặc dat cốtthp theo yêu cầu cầu tgo ma không kể đến trong tính ton, Trong kết cầu bê tơng các nội lựctính toán do tht cd các ác động đều chịu bởi bệ tông

<small>21</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<small>(Reinforced concrete structure) là kết cu làm từ.</small>

<small>Kết cấu bê tơng cốt ttơng có.</small>

<small>đặt cốt thép chịu lực và cốt thép edu tạo. Trong kết cấu bê tong cốt thép các nội lực</small>

tính tốn do tắt cả các tác động chịu bối bê tông và cốt thép chịu lực

CCốt thép chịu lực (Load bearing reinforcement) là cốt thép đặt theo tính tốn. Cốt thép cấu tạo (Nominal reinforcement) là cốt thép đặt theo yêu cảu cấu tạo mà khơng tính Chiều cao kim việc của tiết diện (Effective depth of section) là khoảng cách từ mép.

<small>chịu nén của cấu kiđến trọng tâm tiết dicủa cốt thép dọc chịu kéo</small>

Lớp bê tông bảo về (Concrete cover) là lớp bê tơng có chiều day tính từ mép cấu kiện

đến bề mặt gần nhất của thanh.

Lye tới han (Ultimate force) là nội lực lớn nhất ma cấu kiện, tiết diện của nó (với các

<small>đặc trưng vật liệu được lựa chọn) có thể chịu được.</small>

‘Trang thải giới hạn (Limit state) là trạng thái mã khi vượt quá kết cầu khơng cịn thỏa

<small>mãn các u cầu sử dụng đề ra đổi với nó khi thiết kế.</small>

<small>thường (Normal service condition) là điều kiện sử dụng tuân theo các yêu</small>

trước theo tiêu chuẩn hoặc trong thiết kế, thỏa mãn các yêu cầu về công nghệ cũng như.

<small>sử dụng,</small>

Đơn vị do trong tiêu chuẩn nảy sử dụng hệ đơn vị do SI. Don vị chiều dài: m; đơn vị

<small>ng suất MPa; đơn vị lực N (bảng chuyển đổi đơn vị xem Phụ lục).</small>

2.3.1. Cấu tạo cắt thép

<small>Để chịu momnen xoắn phải đặt cốt dọc theo chu vi cấu kiện và cốt đai phải khép kin</small>

Một phần cốt dọc đặt trong ving kéo do uỗn với lượng thép it nhất bằng diện tích thép

<small>2</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

tinh tốn do chịu uốn, phần cịn lại phân bổ theo chu vi, Các cốt dọc cần được neo

<small>chắc chấn vào gối tựa. với chiều dài lạ,</small>

Hình 2.12 Cắt thép của edu kiện chịu xoắn

Ct đại rong khung buộc cần phải tạo thành vòng kin và neo chắc chin hai đầu, đoạn chấp vào nhau không nhỏ hơn 30d (d đường kinh cốt đai). Dầu mút cốt đai tốn móc: in lảm thành vịng kín, đầu mút hàn chắc với và ôm lấy thép dọc. Nếu khung hàn ~

<small>cốt dọc.</small> với tết điện chữ T, chữ I cần đặt cốt đai thành vòng kin trong cả sườn và cánh mỗi nói chẳng >30d (d là dường kính cốt thép đai) ( Hình 2.12). Khi cạnh tiết điện h < 200 cần ít nhất hai cốt dọc, h>200 <small>nhất ba cốt doc đọc theo cạnh tiếtđiện.</small>

Những nguyên tắc cơ bản: Các kết cầu bê tông và bê tông cốt thấp cẩn được tính ốn và cấu tạo, lựa chọn vật liệu và kích thước sao cho trong các kết cầu đó khơng xuất hiện các trang thai giới hạn với độ tin cậy theo yêu cầu. Việc lựa chọn các giải pháp

<small>23</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

kết cấu Ân xuất phát từ tính hợp lý về mặt ính tế kỹ thuật khi áp dung ching trong

<small>những điều kiện thi cơng cụ thể, có tính đến việc giảm tối đa vật liệu, năng lượng,nhân công và giá thành xây dựng bằng cách:</small>

+ Sử dụng các vậtliệu và kết cầu có hiệu quả: ~ Giảm trọng lượng kết cầu;

= Sử đụng tối da đặc tag cơ lý củ vật lều: - Sử dụng vật liệu tại chỗ,

<small>chọn kích thước tiết điện và bổ tri</small>

Khi thiết kế nhà và cơng tình, cần tạo sơ đổ

<small>sốt thép đảm bảo được độ bén, độ én định và sự bit biển hình khơng gian xết tong</small>

tổng thé cũng như riêng từng bộ phận của kết cấu trong các giai đoạn xây dựng va sử

2.3.2. nguyên tắc tinh tốn

<small>Khi tính tốn tiết diện ta dựa trên các giả thiết sau:</small>

<small>- Bỏ qua khả năng chịu kéo của bé tông;</small>

<small>~ Vũng chịu nén của tết điện được coi là phẳng, nằm nghiêng một góc 0 với trục dọc</small>

cấu kiện, khả năng chịu nén của bể lông lấy bằng Rysin’0 và xem như phân bổ đều

<small>trên vùng chịu nén x;</small>

~ Ứng suất kéo, nền trong cốtthép doe và cỐtthép ngang cắt qua vùng chịu kéo của it diện khơng gi lấy bằng cường độ tinh tốn R, Ry và Ro

= Ứng suất của cốt thép nằm trong vùng chịu nén lấy bằng Ry đối với cốt thép không

<small>Tỉnh tốn cấu kiện chịu uốn xoắn thì tương đổi phức tạp nên ở đây ta chỉ thực hiện baitoán kiểm tra. Từ momen uốn tinh sơ bộ được cốt thép chịu kéo As, chọn đặt cốt thép.</small>

tăng hơn giá tị tính được, bổ tí thêm cốt dọc theo phương cạnh h. Từ lực cất ta tính ra

<small>cốt dai, chọn khoảng cách bé hơn giá trị tinh được. Sau khi sơ bộ tính và bé trí thép</small>

hành tính tốn kiểm tra xoắn theo trình tự sau: dọc và dai ta tiế

<small>24</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

ứng suất nền chính

M,<0.1R,b°h. (218) Nếu b#tơng có cấp độ bin > B30 thi lấy Rb ứng với cắp B30 để tính

~ Điều kiện về khả năng chịu lực tiết điện vênh:

<small>“Tính tốn tiết diện ngang theo độ bên (hình 2,13) cin thực hiện theo điều kiện</small>

<small>Ree Are’</small>

Hình 2.13 - Sơ đồ nội lực trong tiết điện không gian cắu kiện bê tông cốt thép chịu tốn xoắn đồng thời khi tinh toán theo độ ben

<small>“Chiều cao vùng nén x xác định theo công thức:</small>

<small>RA Rud, Rjbx 2.20)</small>

<small>(Nên hạn chế 2a” < x < ER, với 8, À ede ti số cạnh tiết diện tương ứng song song</small>

<small>và vng góc với đường giới hạn vùng chịu nén)</small>

<small>Việc tính tốn cần được tiến hành với 3 sơ đồ vị trí vùng chịu nền của tiết điện khơng.</small>

<small>25</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<small>@) &) ©</small>

<small>(a) - ở cạnh bị nén do uốn; (b) - ở cạnh song song với mat phẳng tác dụng,của mô men tốn; (c) - ở cạnh bị kéo do ồn</small>

Hình 2.14 - Sơ đồ vị trí vùng chịu nén của tiết diện không gian

<small>KY hiệu trong các cơng thức như sau:</small>

<small>b là kích thước cạnh song song vũng nén; (m, em)</small>

<small>h là kích thước cạnh vng góc với đường giới hạn vùng nén: (m, em)</small>

a a! khoảng cách từ hợp lục trong cốt thép tương ứng với S và S' đến biên gin nhấ

<small>của tiết di</small>

họ, hg chiều cao làm việc của tiết diện, tương ứng bằng ha và x chiều cao vũng bê tông chịu nên;

& chiều cao tương đối của vùng bề tông chịu nén, bằng xi; Ag la diện tích cốt thép dọc đặt theo cạnh b trong vùng nén; (cm?) [A là điện tích cốt thép đọc đặt theo cạnh b đối diện vũng nén: (em)

<small>Lin lượt là cường độ tính tốn vé kéo và nén của cốt thép đọc thép ứng với các(MPa)</small>

<small>trạng thái giới hạn thứ at</small>

<small>Ry là cường độ tính tốn cốt thép ngang; (MPa)</small>

‘Acor là điện tích tiết diện của một thanh cốt dai nằm ở cạnh phía cốt thép A, của sơ đồ dang xét (cm)

<small>26</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<small>sla khoảng cách của cốt đai: (m, em, mm)</small>

M Li momen uốn, (sơ đồ 2 lấy M = 0, sơ đồ 3 lấy M_véi du" ; (Nm, KNm...) M,là mô men xoắn (Nm, KNm...)

M, là mô men uốn lớn nhất mà tết diện thẳng góc với tre dọc của cấu kiện chịu

<small>được; (Nm, KNm...).</small>

Mạ, là mô men tốn lớn nhất mà tiết điện vênh của cầu kiện chịu được: (Nm, KNm...)

<small>090% — được xác định theo từng sơ đồ</small>

<small>Qj. -là khả năng chịu lực cắt của bể tông. (N)</small>

Que - khả năng chịu ct của cốt dai ại it điện cắt thuyết. CN)

<small>uu —Khả năng chịu cất cũa cốt đá</small>

<small>- Sơ đồ 1: ở cạnh bị nên do</small> ốn của cầu kiện (Hình 2.15):

<small>Hình 2.15 Hình minh họa tính tốn cho sơ đồ 1~ Cơng thức xác định Mạ,</small>

<small>p Phương trình mơ men đối với trụ đi qua hợp ực cũa vùng nền và theo phương</small>

„A„Z,sin0 + ER„„A „„Z„cos0. (221a)

<small>AB ta có: Msin0 + Mcos0 =</small>

“rong đó: Z,.Zy là cánh tay đồn nội lực của cốt thép đọc và cốt thép đai, có thể chấp

<small>nhận Z,</small>

= thụ -Š). Đặt ẢN,, biến đổi phương ình (6.214) thành

<small>(RsAstg8 + ERA IZ</small>

<small>In] 210)</small>

<small>7</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

thức 2.218 là phương trình cân bằng. Liên hệ với điều kiện về khả năng chịu lực

<small>thấy rằng về phải chính là khả năng chịu xoắn của tiết điện vênh, được kí hệ là My,</small>

Sau khi diing một số cơng thức biến đổi tốn học để biéu diễn Mạ, thành dạng dễ vận 1+ 0,81?

<small>đụng hơn ta có cơng thức: Mạ = RAS G5</small> (họ =0.5x) ~ Khi tinh toán theo sơ đồ 1

Me a=

(Thông thường chọn As, As’, Asw, sồi tiến hành tinh tốn. Xác định x theo cơng thức (2.20), kiểm tra 2a” < x <ERhp, Nếu x > ERhu cần tăng AS’, b, họ...)

<small>= Sơ đồ 2: ở cạnh của cấu kiện, song song với mặt phẳng tác dụng của mô men uốn(đình 2.16)</small>

<small>nh 216 hình minh họa tính tốn cho sơ đồ 2 </small>

<small>-(ở cạnh song song với mặt phông tc dụng của mơ men tốn)</small>

<small>= khi tinh tốn theo sơ đỗ 2:</small>

Lạy = ee

"Trường hợp M, > 0.5Qb cần kiểm ta theo tiết di wen tức à

M,<SM„=R.A, epee (ho 0.5x) theo (2.19)

<small>28</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

sắc bước tinh giống như sơ đồ 1, không cin xác định Mu vi lấy <small>04 như sau:</small>

Néux<2a'thi trong (2.19) lấy

<small>= TIẤM</small>

<small>x = minQa'x1) 630Chon (0u, = 0.5 và ọy 2ø; = 1.5, Lúc này vị trí ving nền song song theo cạnh h nêncác cạnh b, b hoán đổi nhau, As và As” lấy theo hình 15a</small>

<small>“Trường hợp M, <0.5Qb,</small>

(Can kiểm tra theo điều kiện: Q < Que =

"rong đó: Qy 8 khả năng chịu lực cất của bê tông

<small>cyđược Cụ</small>

6 giá nhỏ nhất, tức làta đạo hàm bậc hai của về phải và ho bằng không sẽ tim

<small>~ Sa đồ 3: ở cạnh bị kéo do uốn của cầu kiện (Hình 2.17).</small>

Hình 2.17 hình minh hoa tỉnh tốn cho sơ đồ 3 (ở cạnh bị kéo do nốn) ~ khi tính tốn theo sơ dé 3:

<small>“Trong các công thức (2.19) và (2.20):</small>

<small>29</small>

</div>

×