Bài giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép (theo 22TCN 27205): Chương 4 TS. Đào Sỹ Đán

CHƯƠNG 4.
TÍNH
TÍ
NH TOÁ
TOÁN
N THIẾ
THIẾT KẾ
KẾ CẤU KI
KIỆ
ỆN
CHỊU
CHỊ
U UỐ
UỐN
1.Đặc
1 Đặ điểm
điể cấu
ấ tạo
t
ặ điểm chịu
ị lực,
ự , các g
giả thiết cơ bản
2.Đặc
3.Các giới hạn cốt thép
4.Tính toán tiết diện BTCT thường chịu
uốn

Trường Đại học Giao thông Vận tải
University of Transport and Communications

4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.1. Khái niệm về cấu kiện chịu uốn
 Cấu
Cấ kiện
kiệ chịu
hị uốn?
ố ? là cấu
ấ kiện
kiệ chủ
hủ yếu
ế chịu
hị tác
tá dụng
d
của
ủ tải trọng
t
có phương vuông góc với trục cấu kiện.
P

w

P

Ví dụ về cấu kiện chịu uốn
 Mặc
ặ dù ckcu có thể đồng
g thời chịu
ị thêm lực

ự cắt, xoắn, nén hoặc
ặ
kéo, nhưng theo kn thì các yêu cầu về tttk chịu uốn (mô men) thường
khống
g chế việc
ệ lựa
ự chọn
ọ hình dạng
ạ g và kích thước cấu kiện.
ệ Vì vậy,
ậy, việc
ệ
tttk cấu kiện chịu uốn thường bắt đầu từ việc tt, tk cấu kiện theo điều
kiện chịu uốn (mô men),
men) sau đó kiểm tra lại theo các đk chịu lực cắt,
cắt
xoắn, kéo, nén cũng như các đk về võng, bề rộng vết nứt, v.v.
 Ckcu là ck được sd rất phổ biến.
biến Hai loại pb nhất là bản và dầm.
dầm


2


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.2. Cấu tạo bản

(1/3)

 Cấu
Cấ kiện
kiệ bản?
bả ? là một
ột ckk phẳng
hẳ có
ó chiều
hiề dày
dà khá nhỏ
hỏ so với
ới chiều
hiề
dài và chiều rộng;
 Bản thường có chiều dày từ 100 – 400 mm. Với bmc, TC 05 quy
định t >
>= 175 mm và ff’cc >
>= 28 Mpa;
 Theo sơ đồ làm việc, bản được chia thành:
 Bản kê 2 cạnh;
 Bản kê 4 cạnh (khi L1/L2 > 2 thì ta có thể coi như bản kê 2 cạnh);
 Bản ngàm 2 cạnh;
 Bản ngàm 4 cạnh;
g
 Bản hẫng.


3


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO

(2/3)
t

4.1.2. Cấu tạo bản

L1

Ví dụ về bản kê 4 cạnh.
Khi L1/L2 > 2 thì có thể coi
như bản kê 2 cạnh.

L2



4


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.2. Cấu tạo bản

(3/3)

 Cốt thép
thé cho
h bản
bả gồm:
ồ ctt chịu
hị lực
l và

à cấu
ấ tạo
t
 Ct chịu lực thường đặt trong vùng chịu kéo do M gây ra (có thể cả
trong vùng chịu nén), số lượng do tt, đk thường chọn >= 10 mm.
 Ct cấu tạo thường đặt thẳng góc với ct chịu lực và gần tth hơn. Nó
thường được bố trí theo kinh nghiệm, đk <= 16 mm, k/c từ 100 đến 300
mm. Vai
V i trò
t ò của
ủ ctt cấu
ấ tạo:
t
ự lyy g
giữa các thanh ct chịu
ị lực
ự trong
gq
qt thi công;
g;
o Giữ vịị trí và cự
o Phân bố lực tập trung td lên bản ra diện tích rộng hơn;
o Chịu các us phụ do cn, tb và thay đổi nđộ.


5


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm

(1/9)

 Ck dầm? là loại cấu kiện dạng thanh, có chiều rộng và chiều cao
nhỏ hơn nhiều so với chiều dài.
dài
g có dạng
ạ g HCN,, T hoặc
ặ hộp,
ộp, thỏa mãn 2 đặc
ặ điểm:
 MCN dầm thường
 Vật liệu được đưa ra xa tth;
 Mở rộng thêm ở phần td chịu nén.

Dầm giản đơn


Dầm liên tục
6


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm

(2/9)

 Kích
Kí h thước
th ớ tiết diện

diệ dầm
dầ phụ
h thuộc
th ộ vào
à tính
tí h toán.
t á Tuy
T nhiên,
hiê cần
ầ
chú ý chọn theo kn và phải xem xét đến yêu cầu về thẩm mỹ, khả năng
thi công, đơn giản.
 Chiều cao h = (1/8  1/20) l;
 Chiều rộng b = (1/3  1/1,5)h

Cho td HCN

 Ct dầm bao gồm:
 Ct dọc chịu lực (kéo, nén);
 Ct dọc cấu tạo (k/c thường từ 100 đến 300 mm);
 Ct đai;
)
 Ct xiên ((nếu có).


7


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm

(3/9)

Các loại cốt thép trong dầm

8


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm

(4/9)

Một số
ố hình
hì h ảnh
ả h cho
h ckk dầm:
dầ



9


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm

(5/9)

10


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm



(6/9)

11


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm



(7/9)

12


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm

(8/9)

13


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.3. Cấu tạo dầm



(9/9)

14


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.4. Chiều cao tối thiểu của cấu kiện chịu uốn

(1/2)

 Biến dạng (độ võng) của dầm phụ thuộc lớn vào chiều cao dầm ?
 Nếu cc dầm quá nhỏ thì đv của dầm sẽ rất lớn  ảnh hưởng đến
sự khai thác bình thường của kc?
 Các TCTK thường quy định chiều cao tối thiểu của ck chịu uốn để
hạn chế đv của nó;
 TC 05 quy định như sau:


15

4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.4. Chiều cao tối thiểu của cấu kiện chịu uốn
(2/2)
Chiều cao tối thiểu của kết cấu phần trên (A2.5.2.6.3
(A2 5 2 6 3-1)
1)
Chiều cao tối thiểu

Kết cấu phần trên
Vật
ậ liệu
ệ

Loại
ạ hình

Dầm g
giản đơn

Dầm liên tục
ụ

Bản có cốt thép chủ song song

1.2 (S + 3000)

S + 3000  165 mm

Bê

ê tô
tông
g cốt tthép
ép với phương xe chạy

lực
ự

30

Dầm T

0,070L

0,065L

Dầm hộp

0 060L
0,060L

0 055L
0,055L

Dầm kết cấu cho người đi bộ

0,035L

0,033L

0 030L165
0,030L165mm

0 027L 165mm
0,027L
165

Dầm hộp đúc tại chỗ

0,045L

0,04L

Dầm
ầ I đúc sẵn
ẵ

0.045L

0,04L

Dầm kết cấu cho người đi bộ

0,033L

0,030L

Dầm hộp liền kề

0 030L

0,030L

0 025L
0,025L

Bả
Bản
Bê tông dự ứng

30



16


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.5. Chiều rộng bản cánh hữu hiệu của dầm tiết diện chữ T

(1/2)

 Khi dầm T chịu lực, phần bản cánh tham gia chịu lực cùng sườn
dầm không đều? Để đơn giản cho tt,
tt chúng ta tính với một bề rộng bc
nào đó,, gọ
gọi là bề rộng
ộ g bản cánh hữu hiệu
ệ beff. Với bề rộng
ộ g hh này,
y, us

trên bc đc coi là phân bố đều. beff = ?
W

500

4@S = 4S
B

Se

500

Se

MCN cầu sử dụng dầm T thông thường


17


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.5. Chiều rộng bản cánh hữu hiệu của dầm tiết diện chữ T

(2/2)

 Với dầm giữa (trong):

 Với dầm biên (ngoài):

ịp hh ((= cd nhịp

ịp g
)
leff = cd nhịp
gđ or kc g
giữa hai điểm đổi dấu của bđ M).


18


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.6. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

(1/3)

 Khái niệm?
iệ ? là kc
k nhỏ
hỏ nhất
hất từ bề mặt
ặt bt đến
đế bề mặt
ặt ct;
t
 Cdày lớp bt bảo vệ ct dưl và ct chủ >= cdày qđ như Bảng A5.12.3-1;
 Lớp bt bảo vệ với các tao cáp dưl kéo trước, neo và các lk cơ học
cho ct hoặc các tao cáp dự kéo sau phải giống ct;
 Lớp bt bảo vệ ống bọc ct dưl kéo sau phải lớn hơn gtrị lớn hơn của:
 Lớp
Lớ bt bảo

bả vệ
ệ cho
h cthép
thé chủ;
hủ
 1/2 đk ống bọc;
 Bảng A5.12.3-1.
A5.12.3-1,
1, được nhân với hs sau:
 Cdày lớp bt bảo vệ trong Bảng A5.12.3
 Khi N/X <= 0,4:
0,8
 Khi N/X >= 0,5:
1,2


19


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.6. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

(2/3)

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu cho ct chủ không được bảo vệ (A5.12.3-1)
(A5 12 3 1)
TRẠNG THÁI
Lộ trực tiếp trong nước muối

LỚP BT

BẢO VỆ
(mm)
100

Đúc áp vào đất

75

Vùng bờ biển

75

Bề mặt cầu chịu vấu lốp xe

60

h ặ xích
hoặc
í h mài
ài mòn
ò
Mặt ngoài khác các điều ở trên

50

Lộ bên trong, khác các điều
trên
1. Với thanh tới No36

40

Đáy bản đúc tại chỗ
1. thanh tới No36

25

Đáy ván khuôn panen đúc sẵn

20



TRẠNG THÁI
Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn
1. Môi trường không ăn mòn
2. Môi trường ăn mòn
Cọc dự ứng lực đúc sẵn
Cọc đúc tại chỗ
1. Môi trường không ăn mòn
2. Môi trường ăn mòn
- Chung
Ch
- Được bảo vệ
3. Giếng đứng
4. Đúc trong lỗ khoan bằng
ống đổ bê tông trong nước
hoặc vữa sét

LỚP BT
BẢO VỆ

(mm)
50
75
50
50
75
75
50
75

20


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.6. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

(3/3)

 Chú ý:
 Lớp bt bảo vệ nhỏ nhất của ct chủ (bao gồm cả những thanh được
bảo
ả vệ bằng
ằ keo êpoxy là >= 25 mm;
 Lớp bt bảo vệ cho cthép đai, giằng và ct cấu tạo có thể nhỏ hơn so
với ct chủ 12 mm, nhưng phải >= 25 mm;
 Lớp bọc bảo vệ chống ăn mòn Clorua có thể bằng keo êpoxy hoặc
mạ thanh ct, ống bọc và phần kim loại của neo. Lớp bê tông bảo vệ
cho ct được
ợ bọc
ọ êpoxy

p y được
ợ lấyy như Bảng
g 5.12.3-1 tương
g ứng
g với
trường hợp lộ bên trong;
 Với các bó cáp dưl trong, có dính bám thì sau khi tạo dưl xong phải
được bơm vữa xm. Với các bó cáp dưl khác, thì phải được thường
xuyên bảo vệ chống ăn mòn và các chi tiết bảo vệ phải được ghi rõ.
rõ


21


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.7. Khoảng cách (cự ly) cốt thép

(1/3)

a)) Khoảng
Kh ả cách
á h tối thiểu
thiể
 Cự ly tịnh (trống) giữa các thanh ct // trong cùng một lớp phải >=
max của:
 Với bt đổ tại chỗ:
o 1,5 lần db;
o 1,5
1 5 Dmax;

o 38 mm.
 Với bt đúc sẵn
ẵ trong nhà máy:
o 1,0 lần db;
o 1,33 Dmax;
o 25
5 mm.


22


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.7. Khoảng cách (cự ly) cốt thép

(2/3)

 Với trường hợp nhiều lớp cốt thép:
Trừ bản mặt cầu, khi ct // được đặt thành 2 hoặc nhiều lớp với cự ly
tịnh giữa các lớp <= 150 mm, thì các thanh ở lớp trên phải
ả được đặt
trực tiếp trên những thanh ở lớp dưới và cự ly tịnh giữa các lớp không
được < 25 mm or db.
 Với trường hợp bó thanh:
o Số thanh // được bó lại để làm việc như 1 đơn vị <= 4 thanh;
o Với ck chịu
ị uốn, số thanh > D36 trong
g một
ộ bó <= 2 thanh;
o Bó thanh phải được bao bằng bằng ct đai hoặc giằng;

o Khi các thanh trong bó bị gián đoạn thì kc giữa các điểm gđ > 40db;
o Khi xem xét kc tối thiểu giữa các bó thanh, 1 bó được xem như 1
thanh có đk tương đương.
đương


23


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.7. Khoảng cách (cự ly) cốt thép

(3/3)

b) Khoảng
Kh ả cách
á h tối đa
đ
 Đối với ck vách hoặc bản, kc tối đa giữa các thanh ct không được >
1,5 chiều dày ck or 450 mm;
 Với ct đai xoắn của ck chịu nén, thì kc tối đa là 6 đk ct dọc or 150
mm;
 Với ct đai thường của ck chịu nén và ct đai của ck chịu uốn,
uốn thì cự
kc tối đa là kt nhỏ nhất của ck or 300 mm. Khi ct dọc có >= thanh D32
trở lên được bó lại, thì kc tối
ố đa là 1/2 kt nhỏ nhất
ấ của ck ỏ 150 mm;
 Với các thanh ct cấu tạo bề mặt chịu us do cn và tđ nhiệt độ cho ck
dày < 1200 mm, kc tối đa là 3 cdày ck or 450 mm (300 mm cho ck

móng
ó g hoặc
oặc tườ
tường
g cchắn)
ắ ) và
àp
phải
ả ttm đ
đk Ass >= 0,
0,75
5 Ag/fy.
g/ y


24


4.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
4.1.8. Móc tiêu chuẩn

(1/2)

 Khái niệm? là móc được định nghĩa như sau:
 Với ct dọc:
+ Uốn 1800 + 4db & >= 65 mm;;
+ Uốn 900 + 12db.
 Với ct ngang:
+ Khi db <= 16 mm: uốn 900 + 6db;
+ Khi 16 mm < db <= 25 mm: uốn 900 + 12db;

+ Khi db <= 25 mm: uốn 1350 + 6db;;


25