Kết cấu bê tông cốt thép : CẤU KIỆN CHỊU UỐN part 1 ppt

Chỉång 4
CÁÚU KIÃÛN CHËU ÚN.

Cáúu kiãûn chëu ún l cáúu kiãûn chëu M hay âäưng thåìi M & Q.

P
M&Q Q = 0
P
M&Q


Cáúu kiãûn chëu ún l loải cáúu kiãûn cå bn ráút quan trng âỉåüc sỉí dủng räüng ri v thỉåìng
gàûp nháút nhỉ dáưm, sn, cáưu thang,
Cọ thãø quy vãư hai loải cå bn: bn v dáưm.
1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO:
1.1 Bản:
1. Âënh nghéa: Bn l
loải kãút cáúu phàóng cọ chiãưu dy
khạ bẹ so våïi chiãưu di v chiãưu
räüng. (h=3÷30 cm, thỉåìng tỉì
6÷10 cm).
Bn cọ thãø 1 nhëp hay
nhiãưu nhëp, ton khäúi hay làõp
ghẹp.
Trong kãút cáúu nh cỉía bn cọ kêch thỉåïc màût bàòng thỉåìng bàòng 2÷4m.
Chiãưu dy bn chn theo u cáưu chëu lỉûc v âäü cỉïng (biãún dảng, vng, gọc xoay ).
2. Cäút thẹp trong bn gäưm cọ cäút chëu lỉûc v cäút phán bäú (A
I
, A
II
).

h
Cäút phán bäú
Cäút chëu lỉûc
a. Cốt thép chịu lực:
Nàòm trong màût phàóng tạc dủng ca M (âàût dc theo nhëp), bäú trê trong vng kẹo.
Chn v bäú trê theo tênh toạn.
Dng thẹp A
I
hồûc A
II
, d=5÷12 mm, khong cạch giỉỵa cạc cäút thẹp a=7÷20 cm.(Nãúu khong
cạch cäút thẹp quạ låïn thç pháưn BT giỉỵa 2 cäút thẹp khäng chëu nh hỉåíng ca cäút thẹp ). Tải gäúi cäút
m chëu M
+
thç a ≥ 100 âãø tiãûn âäø BT; Tải nåi cọ M > thç:
a ≤ 200 khi chiãưu dy bn h ≤ 150,
a ≤ 1.5h khi chiãưu dy bn h > 150,
Tải nåi cọ M< thç täúi thiãøu phi cọ 3 thanh/1m di bn.
b. Cốt thép phân bố (cấu tạo):
Âàût vng gọc cäút chëu lỉûc (Nàòm bãn trong cäút thẹp chëu lỉûc) âãø tảo thnh lỉåïi.
Cọ d=4÷8; a=20÷30 cm (a khäng quạ 350) âàût theo cáúu tảo.
1
Tạc dủng: giỉỵ vë trê cäút chëu lỉûc khi thi cäng, chëu ỉïng
lỉûc do co ngọt, thay âäøi nhiãût âäü, phán phäúi nh hỉåíng ca lỉûc
táûp trung ra cạc cäút lán cáûn.
Diãûn têch cäút phán bäú / 1M bãư di bn ≥10% diãûn têch cäút chëu lỉûc tải TD cọ M
max
.
c
l

neo
≥10d
c≤15 khi d≤10
c≤1,5d khi d>10
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
Chỉång 4
ÅÍ âoản gäúi tỉûa bn phi cọ â chiãưu di âãø kẹo cäút chëu lỉûc mäüt âoản neo l
neo
>5d sáu vo
gäúi (Thỉåìng láúy l
neo
=10d; d l âỉåìng kênh cäút chëu lỉûc). Trong phảm vi gäúi phi cọ cäút phán bäú.
Säú hiãûu BT thỉåìng 150 ÷ 200
#
âäi khi 300
#
.
l
h
1.2 Dầm:
b
h
1. Âënh nghéa:
Dáưm l loải kãút cáúu cọ chiãưu ngang
v chiãưu cao khạ bẹ so våïi chiãưu di.

2. Hçnh dạng tiãút diãûn dáưm:
b
h
Dáưm mọng

Tiãút diãûn dáưm thỉåìng cọ dảng
chỉỵ nháût, I, T, häüp, khun,


3. Kêch thỉåïc tiãút diãûn dáưm:
{
Chiãưu cao h =
1
8
1
20
÷
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
nhëp
- Bäüi säú ca 50 → h ≤ 600.
- Bäüi säú ca 100
→ h > 600.

Chiãưu räüng h =
1
2
1
4
÷
⎛

⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
h
( Âãø tiãûn qui cạch họa vạn khn v tiãu chøn họa kêch thỉåïc ca dáưm ).
{
- Bäüi säú ca 50 → b >250.
- 100, 120, 150, 180, 200,
4. Cäút thẹp:
Cäút thẹp trong dáưm thỉåìng dng A
I
, A
II
, A
III
cọ âỉåìng kênh tỉì φ 10 ÷ φ 32 bao gäưm cäút dc
chëu lỉûc, cäút âai, cäút xiãn, cäút dc cáúu tảo.
a. Cốt dọc chịu lực:
Chëu M. Âàût dc theo nhëp dáưm åí vng BT chëu kẹo hay nẹn. Âỉåìng kênh d = 10-32
Xạc âënh theo tênh toạn, cọ thãø bäú trê 1, 2 hay nhiãưu låïp (khi b ≥ 150 phi cọ êt nháút 2 thanh)

Cäút dc
ch
ë
u lỉ
û
c
Cäút xiãn Cäút âai

Cäút dc ct
Âai 2 nhạnh
Âai 4 nhạnh




b. Cốt đai:
Dng âãø chëu lỉûc càõt, liãn kãút cäút dc thnh khung, gàõn vng BT chëu kẹov vng BT chëu
nẹn våïi nhau âãø chëu mä men.
Tênh toạn theo lỉûc càõt.
Âỉåìng kênh cäút âai thỉåìng dng:
φ ≥ 6mm âäúi våïi h < 800; φ ≥ 8mm âäúi våïi h ≥ 800.
c.Cốt xiên:
Dng âãø chëu lỉûc càõt Q hồûc cọ lục chè âãø âỉa cäút dc lãn chëu M
(-)
åí trãn.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
2
Chỉång 4
Thỉåìng l cäút dc ún lãn våïi gọc nghiãng
α:
α
- 45
0
khi h ≤ 800.
- 60
0
khi h > 800.
- 30

0
khi dáưm tháúp v bn.
d. Cốt dọc cấu tạo:
Cäút dc
phủ
Cäút giạ
Khi dáưm cọ chiãưu cao låïn h > 700 thç trãn khong cạch
giỉỵa phi âàût cäút thẹp phủ cạch nhau 40 - 50 cm.
φ =10 ÷ 14.
Cọ tạc dủng giỉỵ äøn âënh cäút âai, chëu ỉïng lỉûc co ngọt v nhiãût
âäü.
Cäút dc
chëu lỉûc
Cäút giạ: l cäút dc âàût trong vng BT chëu nẹn âãø giỉỵ
vë trê cäút âai (tảo thnh khung). Âàût theo cáúu tảo, âỉåìng kênh φ
10 ÷ φ 14.
(Cạc u cáưu cáúu tảo s trçnh by chi tiãút trong cạc mủc sau ). Âãø lm cäút chëu lỉûc trong cáúu kiãûn
chëu ún ngỉåìi ta cn dng thẹp hçnh (Cäút cỉïng) v khung cäút hn khäng gian.
2. SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM
M
Q
KHE NỈÏT
À
Ĩ Ï
KHE NỈÏT
Ã
Quan sạt mäüt dáưm BTCT chëu ti cho âãún
lục bë phạ hoải, ta tháúy sỉû lm viãûc ca dáưm diãùn
biãún nhỉ sau:
Ban âáưu khi ti trng chỉa låïn dáưm váùn cn

ngun vẻn. Ti trng tàng lãn âãún mäüt mỉïc no
âọ trong dáưm xút hiãûn cạc vãút nỉït. Tải khu vỉûc
giỉỵa dáưm nåi cọ M > cọ vãút nỉït thàóng gọc våïi
trủc dáưm; Tải khu vỉûc gáưn gäúi tỉûa nåi cọ Q > thç
vãút nỉït nghiãng. Khi ti trng khạ låïn thç dáưm bë
phạ hoải: hồûc theo tiãút diãûn cọ vãút nỉït thàóng gọc
hồûc theo tiãút diãûn cọ vãút nỉït nghiãng.
Nhỉ váûy viãûc tênh toạn v cáúu tảo cạc cáúu kiãûn chëu ún theo âiãưu kiãûn cỉåìng âäü nhàòm:
- Khäng bë phạ hoải trãn TD thàóng gọc: Tênh toạn theo cỉåìng âäü trãn TD vng gọc.
- Khäng bë phạ hoải trãn TD nghiãng: Tênh toạn theo cỉåìng âäü trãn TD nghiãng.
(Màût khạc trong sút quạ trçnh âàût ti thç âäü vng ca dáưm cỉï tàng dáưn lãn v khe nỉït ngy cng måí
räüng. Âãø âm bo sỉû lm viãûc bçnh thỉåìng cho kãút cáúu cn phi tênh kiãøm tra âäü vng, nỉït)
3. TRẠNG THÁI ƯS - BD TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GĨC:
Quan sạt quạ trçnh thê nghiãûm ún mäüt dáưm BTCT tỉì lục âàût ti âãún lục phạ hoải. Diãùn biãún ca US
- BD trãn TD thàóng gọc cọ thãø phán thnh 3 giai âoản sau:
3.1 Giai đoạn I:
Khi ti trng cn nh (M), váût liãûu lm viãûc
ân häưi, US & BD trãn tiãút diãûn tn theo âënh lût
Hook. Ti trng tiãúp tủc ↑ → biãún dảng do trong
P
I
x
σ
a
F
a
σ
bk
M
σ

3
I
a
x
σ
a
F
a
σ
bk
=R
k
M
σ
b
<R
n
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛ
Chỉång 4
BT phạt triãøn (nháút l vng kẹo). Så âäư ỉïng sút
trong BT cong âi. Âãún khi ỉïng sút trong miãưn
BTchëu kẹo âảt âãún R
k
(σ
bk
=R
k
) thç BT vng kẹo
sàõp sỉía nỉït TTUS-BD ca TD åí vo giai âoản I
a

.
3.2 Giai đoạn II:
Ti trng ↑ → BT chëu kẹo nỉït. Ti trng
tiãúp tủc ↑ → vãút nỉït måí räüng, tải khe nỉït BT vng
kẹo khäng chëu lỉûc nỉỵa m ton bäü lỉûc kẹo do cäút
thẹp chëu (trãn khe nỉït cn 1 pháưn BT chëu kẹo
nhỉng ráút nh). Miãưn BT chëu nẹn cọ biãún dảng do
khạ låïn → så âäư ỉïng sút bë cong nhiãưu.
Nãúu lỉåüng cäút thẹp chëu kẹo khäng nhiãưu làõm thç khi ti trng ↑ → ỉïng sút trong cäút thẹp
âảt giåïi hản chy R
a
(σ
a
=R
a
). TTUS-BD ca TD åí vo giai âoản II
a
.
II
σ
b
<R
n
x
σ
a
<R
a
M
II

a
x
σ
a
=R
a
M
σ
b
<R
n
3.3 Giai đoạn III:
Ti trng ↑ → så âäư ỉïng sút trong miãưn BT
chëu nẹn bë cong âi nhiãưu. Khe nỉït måí räüng v phạt
triãøn dáưn lãn phêa trãn, miãưn BT chëu nẹn thu hẻp
dáưn lải. ỈÏng sút trong cäút thẹp váùn R
a
vç åí vo
trảng thại chy do (Biãún dảng ↑ m ỉïng sút
khäng ↓).
Khi ỉïng sút trong BT chëu nẹn âảt R
n
→bë phạ
hoải: trỉåìng håüp phạ hoải thỉï nháút (phạ hoải do).
Trỉåìng håüp 1
(phạ hoải do)
σ
b
=R
n

x
σ
a
=R
a
M
Trỉåìng håüp 2
(phạ hoải dn)
x
σ
a
<R
a
M
σ
b
=R
n
Nãúu lỉåüng cäút thẹp chëu kẹo âàût khạ nhiãưu, khi ti trng ↑ trảng thại US-BD ca TD chuøn trỉûc
tiãúp tỉì giai âoản II sang giai âoản III m khäng qua trảng thại II
a
. Tiãút diãûn bë phạ hoải khi BT chëu
nẹn âảt R
n
trong khi ỉïng sút trong cäút thẹp chëu kẹo chỉa âảt giåïi hản chy (σ
a
< R
e
). Âáy l
trỉåìng håüp phạ hoải thỉï 2: phạ hoải dn.

Khi thiãút kãú cáúu kiãûn chëu ún cáưn trạnh trỉåìng håüp phạ hoải dn vç sỉû phạ hoải xy ra âäüt ngäüt khi
biãún dảng cn khạ bẹ, khäng biãút trỉåïc âỉåüc (nguy hiãøm). Màût khạc khäng táûn dủng hãút kh nàng
chëu lỉûc ca váût liãûu (Cäút thẹp chè måïi âảt
σ
a
< R
a
).
Dc theo chiãưu di dáưm ty theo trë säú ca M v vë trê khe nỉït m cạc tiãút diãûn vng gọc ca dáưm
cọ thãø åí vo cạc giai âoản ca TTUS-BD khạc nhau (Tỉì giai âoản I âãún III).
4. TÍNH TỐN THEO CƯỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GĨC
4.1 Tính cấu kiện có TD chữ nhật:
Tiãút diãûn chỉỵ nháût l loải TD phäø biãún nháút ca cáúu kiãûn chëu ún, vãư màût cáúu tảo nọ thỉåìng cọ
hai loải: Trãn tiãút diãûn chè âàût cäút chëu kẹo gi l cäút âån; Trãn tiãút diãûn cọ cäút chëu lỉûc âàût c
trong vng kẹo láùn vng nẹn : Cäút kẹp. Ta s láưn lỉåüt xẹt tỉìng trỉåìng håüp.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
4
Chỉång 4
a. Tính tiết diện chữ nhật có cốt đơn:
a) Så âäư ỉïng sút:
Khi nghiãn cỉïu trảng thại ỈS & BD trãn tiãút diãûn thàóng gọc ca cáúu kiãûn chëu ún ta biãút
ràòng åí trỉåìng håüp phạ hoải do: ỉïng sút trong BT chëu nẹn v trong Cäút thẹp chëu kẹo âãưu âảt tåïi
trë säú giåïi hản vãư cỉåìng âäü, nãn â táûn dủng âỉåüc hãút kh nàng chëu ca váût liãûu (lải xy ra khäng
âäüt ngäüt nguy hiãøm). Vç váûy ngỉåìi ta xem nọ l TTGH vãư cỉåìng âäü trãn TD thàóng gọc ca dáưm.
* Så âäư ỉïng sút dng âãø tênh toạn tiãút diãûn åí TTGH nhỉ sau:
- ỈÏng sút trong vng BT chëu nẹn: âảt cỉåìng âäü chëu nẹn R
n
.
- ỈÏng sút trong cäút thẹp chëu kẹo âảt cỉåìng âäü chëu kẹo R
a

.
(Så âäư ỉïng sút vng nẹn phán bäú dảng chỉỵ nháût)
* Gii thêch cạc kê hiãûu:
x/2
F
a
x
h
h
0
h
x/2
x/2
R
n
M
gh
R
n
bx
h
0
-x
R
a
F
a
b
a
- x: Chiãưu cao vng BT chëu ẹp.

- h
0
: Chiãưu cao lm viãûc ca TD
dáưm h
0
= h - a.
- a: Khong cạch tỉì trng tám F
a

âãún mẹp dỉåïi TD.
- F
a
: Ton bäü diãûn têch cäút thẹp
chëu kẹo.
- M: Mämen ún do ti trng tênh toạn gáy ra trãn TD.
b) Cäng thỉïc cå bn:
Dỉûa vo så âäư ỉïng sút ta thiãút láûp cạc phỉång trçnh cán bàòng ca cạc ỉïng lỉûc trãn TD:
Phỉång trçnh hçnh chiãúu cạc lỉûc lãn phỉång trủc dáưm:
Σ.X= 0 ⇒ R
a
F
a
= R
n
bx. (4 - 1)
Täøng mä men våïi trủc qua trng tám cäút thẹp chëu kẹo v vng gọc våïi mp ún ca dáưm:
Σ.M.F
a
= 0 ⇒ M
gh

= R
n
bx.(h
0
-0.5x). (4 - 2)
Âiãưu kiãûn cỉåìng âäü (âm bo cho TD khäng vỉåüt quạ TTGH thỉï I) l:
M
≤ M
gh
⇒ M ≤ R
n
bx.(h
0
- 0,5x). (4 - 3)
Kãút håüp (4-1)&(4-3): M ≤ R
a
F
a
.[h
0
- 0,5x]. (4 - 3a)
Âãø tiãûn sỉí dủng (nháút l khi tênh toạn bàòng tay), ta tiãún hnh mäüt säú phẹp biãún âäøi:
Âàût α = x/h
0
, Cạc cäng thỉïc trãn viãút lải nhỉ sau:
Tỉì (4-1) ⇒ R
a
F
a
= α.R

n
bh
0
. (4 - 4)
Tỉì (4-3)
⇒ M
gh
= R
n
b h
0
2
. α.(1-0,5α).
Tỉì (4-3a) ⇒ M
gh
= R
a
F
a
h
0
.(1-0,5α).
Âàût A = α.(1 - 0,5α), γ = (1 - 0,5α), ta cọ:
M ≤ A.R
n
b h
0
2
. (4 - 5)
M ≤ γ. R

a
F
a
h
0
. (4 - 6)
c) Âiãưu kiãûn hản chãú:
Âãø khäng xy ra phạ hoải dn thç cäút thẹp F
a
khäng âỉåüc quạ nhiãưu, theo (4-1) tỉång ỉïng l
hản chãú chiãưu cao vng nẹn x. Kãút qu thỉûc nghiãûm cho tháúy trỉåìng håüp phạ hoải do xy ra khi
chiãưu cao vng BT chëu nẹn khäng vỉåüt quạ giåïi hản sau: x ≤ α
0
h
0
. (4 - 7)
Hay A ≤ A
0
= α
0
.(1-0,5α
0
) .
Våïi α
0
phủ thüc vo mạc BTv loải cäút thẹp (tra bng).
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
5