Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 1
Phn I T CU G
Chng 1
DÙNG TRONG XÂY DNG.
I/ u, nhc m ca g.
1.u m:
-G là vt liu nh hn bêtông, thép, cng khá cao.
-Ph bin nhiu Vit Nam.
-D gia công, thi công khi xây dng.
2.Nhc m:
-G là vt liu không ng nht, không ng hng.
-Nhiu d tt: mc, khe nt, th vn.
-B nm mc, mi, mt, mc, cháy c. t
o
>50
o
C không c dùng
.
-Là vt liu ngm nc khi tip xúc vi nc, d b co ngót, cong vênh,
t.
Có th hn ch khuyt m ca g bng cách: x lí g bng hóa cht
chng mi , mt trt khi dùng, s dng gúng ch, không dùng g ti có
m ln.
II/ Phm vi s dng kt cu g.
c s dng khá rng rãi: Xây dng dân dng, giao thông vn ti và
thy li,…
i vi xây dng s dng các v trí:
+ Ct, dm, sàn, xà g, vì kèo.
+ Ca s, ca i, ván copa.
III/ Tính cht c hc ca g.
m các ch tiêu v bn, àn hi khi chu kéo, chu nén, chu un,
chu ép mt, chu trt. Ph thuc vào:
60
a)
b)
c) e)d)
Hình 1.1: Mu g tiêu chun th v cng .
a)Kéo dc th; b)Un; c) Ép dc th; d)Trt dc th; e) Ép ngang th
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 2
-Thi gian thnh hành.
-Khuyt tt, cu to g.
-u kin làm vic ca g.
1.Chu kéo
:
-Cng chu kéo dc th ca g rt cao: m 15% cng
t ti 10KN/cm
2
. Tuy vy trên thc t không th s dng tr s này vì có
nhiu nhân t làm gim cng chu kéo (mc, th, g không ng nht).
-Cng chu kéo ngang th ca g rt nh, cht 1/15 - 1/20
ng chu kéo ngang th.
2.Chu nén
:
-Cng chu nén dc th nh hn cng chu kéo dc th
khong 3 - 4KN/cm
2
. ây là ch tiêu n nh nht trong các ch tiêu v cng
, nó c dùng ánh giá và phân loi g.
-Kh nng chu nén ngang th thp .
3.Chu un
: Nm khong trung bình gia cng chu kéo và chu
nén.
4.Chu ép mt
: -Cng ép mt dc th tng ng vi nén dc th.
-Cng ép mt ngang th (ép mt cc b và ép mt toàn
) cng nh nén ngang th.
Công thc cng ép mt:
em
em
F
N
=σ
-N: lc ép mt.
-F
em
: Din tích chu ép mt (din tích tip xúc)
5.Chu trt
: -Trt dc th, ngang th và xiên th.
Cng tính toán là cng trung bình
tr
tb
F
P
=τ
IV/ Nhân nh hng n cng g:
1. nh hng ca m: (W)
m(W) càng ln thì cng ca g càng gim.
m tiêu chun:
( )
[ ]
2
18
/181 cmKNw
w
−+= ασσ
Trong ó:
18
σ :cng gm tiêu chun 18%
α
:h s diu chnh m( chu kéo dc th 015,0=α , nén dc
th 05,0=α , nén ngang th 035,0=α , un 04,0=α , trt 03,0=α
W: m ca g.
w
σ :cng gm W
2.
nh hng ca nhit ( t
o
)
Nhit (t
o
) tng cng gim,t
o
tng t 20à50
o
C thì cng chu kéo
gim 15-20% ,cng chu nén gim 20-40%, cng chu trt gim 15-
20%; g giãn n gây ng sut cc b ln có th làm t g.
Kt cu g không c dùng t
o
>50
o
C.
3.
nh hng ca khuyt tt
c g, th vn, khe nt gây nh hng n cng g.
----------------------------------------------------------------------------------------------
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 3
Chú ý: ng tính toán ca g khi chu ép mt xiên th 1 góc c tính
theo công thc.
α
α
3
90
sin.11
−+
=
em
em
em
em
R
R
R
R
(1)
Trong ó: R
em
cng ép mt tính toán dc th.
90
em
R
cng ép mt ngang th ca g
Cng tính toán ca g khi chu trt xiên th 1 góc c tính theo
công thc.
α
α
3
90
sin.11
−+
=
tr
tr
tr
tr
R
R
R
R (2)
Trong ó: R
em
cng trt tính toán dc th.
90
tr
R cng trt tính toán ngang th ca g
Thông thng ly
90
tr
R = R
tr
/2
Do ó công thc (2) c vit thành
α
α
3
sin1+
=
tr
tr
R
R
Chng 2
TÍNH TOÁN CU KIN C BN.
I/ Tính toán cu kin chu kéo úng tâm.
Tính theo cng
k
th
R
F
N
≤=σ
-N: Lc kéo tính toán.
-R
k
: Cng chu kéo ca g.
-F
th
: Din tích tit din ngang ca cu kin ã b thu hp
gyth
FFF −=
Vi F : Din tích tit din ngang, F
gy
: Din tích do các l liên kt
hay khuyt tt,...). Nu khong cách gia các tit din gim yu nh hn hay
ng 20cm coi nh trên cùng 1 tit din ngang tránh s phá hoi ca g
theo ng gãy khúc.
F
gy
F
th
N
N
NN
N N
20cm
a)
b) c)
Hình 2.1: u kin chu kéo úng tâm
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 4
II/Tính toán cu kin chu nén úng tâm
1. Kim tra cng :
n
th
R
F
N
≤=σ
Trong ó: -N: Lc nén tính toán.
-F
th
: Din tích tit din ngang ca cu kin.
-R
n
: Cng chu nén ca g.
2. Kim tra vn nh
n
tt
R
F
N
≤=
ϕ
σ
Trong ó:
F
tt
: Din tích tính toán tit din ngang ca thanh, c ly nh sau:
- Nu ch gim yu không mép cu kin (hình 2.1a) và
F
gy
%25
≤ F
ng
thì: F
tt
= F
ng
F
gy
%25
≥ F
ng
thì: F
tt
=4/3F
th
- Nu ch gim yu mép cu kin và i xng (hình 2.1b) thì: F
tt
=F
th
.
- Nu ch gim yu mép cu kin và không i xng (hình 2.1c) thì
phi tính theo nén lch tâm.
ϕ
: h s un dc, dùng xét kh nng chu lc khi b un dc, c ly nh
sau:
- Vt liu g làm vic trong giai n àn hi:
2
3100
λ
ϕ=
; khi
λ
> 75
- Vt liu g làm vic ngoài giai n àn hi:
2
100
8,01
−=
λ
ϕ
; khi
75
≤λ
3. Kim tra v mnh
min
0
r
l
=λ
Trong ó:
-l
o
: chiu dài tính toán ca cu kin ; ll .
0
µ=
-
µ
:h s ph thuc s liên kt gia 2 u ca cu kin.
• u 2 u cu kin liên kt khp thì:
1=µ
• u 1 u ngàm 1u khp thì: 8,0=µ
• u 2 u liên kt ngàm thì: 65,0=µ
• u 1 u ngàm 1 u t do thì: 2=µ
-r
min
: bán kính nh nht ca tit din nguyên;
ng
F
J
r
min
min
=
v i vi tit din hình ch nht: br 289,0
min
=
v i vi tit din tròn :
dr 25,0
min
=
b:cnh ngn ca hình ch nht.
d: ng kính ca tit din tròn.
[λ] : mnh gii hn cho phép ca cu kin
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 5
• Các cu kin chu nén ch yu [λ] =120
• Các cu kin ph [λ] =150
• Thanh ging kt cu [λ] =200
4.Bài toán thit k:
Cn c vào u kin liên kt, lc tác dng, chn kích thc tit din
a cu kin kt cu an toàn trong s dng.
Thông thng da vào u kin n nh chn tit din.
Phân thành hai trng hp λ > 75 và λ 75 tính toán.
Bài tp
Kim tra u kin làm vic ca ct chu nén có tit din 12x18cm,
chiu dài tính toán l
o
=3,2m, chu lc nén N=9tn. Ct có 2 l bu lông d
=16mm nm khon gia ca ct. Bit g thuc nhóm VI, W = 18%.
Gii:
gi thit:g nhóm VI, W=18%
→
R
n
= 1,15KN/cm
2
Din tích nguyên ca ct g: F
ng
= 12x18 = 216cm
2
Din tích gim yu ca ct : F
gy
= 12x(1,6x2) = 38,4cm
2
⇒
Din tích thu hp ca ct g là: F
th
= F
ng
– F
gy
= 216 – 38,4 = 177,6cm
2
- Kim tra v cng :
KNRKNR
F
N
nn
th
15,151,0
6,177
90
=≤==≤=σ
- Kim tra vn nh:
Ta có:
n
tt
R
F
N
≤=
.ϕ
σ
Vì :
nggy
FxF %25%8,17100
216
4,38
<==
⇒
F
tt
= F
ng
c khác r
min
= 0.289b = 0.289x12 = 3.47
22,92
47,3
320
min
0
===⇒
r
l
λ
365,0
22,92
31003100
22
===⇒
λ
ϕ
y
15,114,115,1
216.365,0
90
<=≤=σ
Vy ct làm vic an toàn.
III/Tính toán cu kin chu un.
1.Un phng.
a)Kim tra v cng .( ng sut pháp)
u
th
Rm
W
M
.≤=σ
-M: mô men un tính toán.
-W
th
: mô men chng un ca tt din b thu hp
-R
u
: Cng chu un tính toán ca g.
-m: h su kin làm vic.
m = 1 cnh tit din nh hn 15 cm
m = 1,15 cnh tit din ln hn hoc bng 15 cm vi g x
m = 1,2 cnh tit din ln hn hoc bng 15 cm vi g tròn
b)Kim tra vng sut tip.
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 6
tr
x
x
R
bJ
SQ
≤=
.
.
τ
-Q: lc ct tính toán trên tit din ang xét.
-S
x
: mô men tnh ca phn tit din nguyên b trt i vi trc chính
trung tâm x.
-J
x
: mô men quán tính chính trung tâm ca tit din.
-b: b rng tit din mt trt.
-R
tr
: Cng trt dc th ca g;
+Tit din hình ch nht :
F
Q
2
.3
=τ
+Tit din hình tròn:
F
Q
.3
.4
=τ
c)Kim tra võng cu kin( cng).
≤
l
f
l
f
i
l
f
tính theo công thc sc bn vt liu
JE
lMk
l
f
.
..
=
l
f
võng cho phép ca cu kin ly theo bng tra ph lc (bng 2).
Dm 2 u khp chu ti trng phân bu k =0,104
Dm 2 u khp chu ti trng tp trung gia k =0,083
d) Thit k tit din cu kin
Tu kin cng ta có
u
yc
R
M
W ≥
Nu tit din tròn t W
yc
tìm d, tit din ch nht tìm b,h
Kim tra li theo võng cho phép [f/l]
Cng có th chn tit din theo võng cho phép [f/l]
≥
l
f
E
lM
J
x
.
Sau khi có J
x
tính c kích thc tit din
Tit din ch nht
12
.
3
hb
J
x
=
Tit din tròn
64
4
d
J
x
π
=
Bài tp Chn tit din cho mt dm g liên kt 2 u là khp; chiu dài
m g l = 4,5m, chu ti trng phân bu q
tc
= 4KN/m, ti trng tính toán q
= 4,85KN/m, võng tng i cho phép
250
1
=
l
f
; R
u
= 1,3KN/cm
2.
Gii:
Ta có:
KNm
lq
M 28,12
8
5,4.85,4
8
.
2
2
max
===
Chn tit din hình ch nht, b và h
cm15
≥
.
3
2
max
821
3,1.15,1
10.28,12
.
cm
Rm
M
W
u
===
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 7
m bo cng, tit din nên chn tha mt chút chn 15 x20 cm.
Mômen chng un ca tit din
33
2
8211000
6
2015
cmcm
x
W >==
Kim tra võng ca dm
Mô men quán tính( theo sc bn vt liu) :
4
3
000.10
12
2015
cm
x
J
x
==
Môun àn hi E =10
6
N/cm
2
võng tng i:
250
1
256
1
.
..
<==
JE
lMk
l
f
Chn tit din 20x15cm có W = 12000cm
3
; J = 12000cm
4
.
Gii:
Ta có:
KNm
lq
M 48,12
8
5,4.85,4
8
.
22
max
===
Chn tit din hình ch nht, b và h
cm15≥
.
cm
Rm
M
W
u
832
3,1.15,1
10.474,12
.
2
max
===
Mô men quán tính:
cm
f
l
E
lq
J
tc
1200
10
250.5,4.4
.
384
5
.
.
.
384
5
6
3
3
==
=
hb
b
h
8,025,1 =→=
12
8,0
;
6
0,8
W
43
h
J
h
==
.
Kích thc tit din:
Theo cng
cmbcmh 1,154,18.8,0;4,18
8,0
832.6
0,8
W.6
=====
Theo cng:
cmbcm
J
h
x
5,166,20.8,0;6,20
8,0
12000.12
8,0
.12
=====
Chn tit din 20x18cm có W = 12000cm
3
; J = 12000cm
4
.
2.Un xiên
: Khi phng ti trng tác dng không nm trong mt phng
a 1 trc quán tính chính nào ca tit din gi là un xiên.
a)Kim tra cng
.
tr
y
y
x
x
yx
R
W
M
W
M
≤+=+= σσσ
R
tt
:cng chu un tính toán
a g.
b)Kim tra võng.
[ ]
ffff
yx
≤+=
22
f
x
, f
y
: võng thành phn i vi trc x và y
IV Tính toán cu kin chu nén un
-----------------------------------------------------------------------------------------------
b
x
y
Hình 2.5: tính toán cu kin un xiên
αsinqq
x
=
αcosqq
y
=
α
α
q
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 8
Chng 3 LIÊN KT TRONG KT CÂU G
I/Liên kt mng: Thng dùng nhng thanh chu nén, c m ca s
làm vic ca liên kt mng là lc truyn qua mt tip xúc.
1.Mng uôi kèo 1
ng
a)Tính toán liên
t mng:
-Kim tra chu ép mt:
α
σ
em
em
n
R
F
N
≤=
Trong ó: -N
n
:Lc nén
tính toán ca kèo tác dng
lên din tích ép mt.
- F
em
: din tích ép
t:
αcos
.
m
em
hb
F =
+ b:Chiu rng thanh kèo thng ly theo chiu rng quá giang
+h
m
:Chiu sâu rãnh mng.
- Kim tra trt uôi mng:
tb
tr
tr
tr
R
F
N
≤=σ
Trong ó:-N
tr
= N
k
= N
n
cos
α
-F
tr
:din tích mt trt:Ftr = b.ltr
-b:b rng ca thanh quá giang
-l
tr
:chiu dài mt trt:
tb
tr
tr
tr
Rb
N
l
.
≥
-
tb
tr
R
:cng chng trt trung bình :
e
l
R
R
tr
tr
tb
tr
β+
=
1
+R
tr
:cng chng trt ca g ly theo ng 1giáo trình trang
169
+β :h s ph thuc hình thc trt.
+ e: lch tâm ca lc trt
Trt 1phía:
he 5,0;25,0 ==β
;
Trt 2phía:
he 25,0;125,0
==β
-Kim tra cu kin b gim yu do khc rãnh mng gây ra.
k
th
k
R
F
N
≤
-N
k
:lc kéo tác dng lên quá giang.
-R
k
:cng chu kéo dc th ca g
-F
th
:din tích tit din b thu hp: F
th
= b(h - hm)
2.Mng uôi kèo 2 rng.
Công thc v chu trt ca g:
tb
tr
tb
tr
tb
tr
tb
tr
RR
RR
15,1
80,0
''
'
=
=
Hình 3.1
a
b
c
Nk
h m
R
N
Nk
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 9
tb
tr
n
tr
Rb
N
R
15,1.
cos.
'
α
=
αsin2
'''
h
ll
trtr
−=
II/Liên kt cht
: Cht là
nhng thanh tròn hoc tm
nh dùng ni dài các
thanh g, làm tng tit din
các thanh thép, liên kt các
u kin thành cu kin chu
c hoàn chnh.
Cht có tác dng chng
i hin tng trt xy ra
gia các phân t ghép khi chu ngoi lc tác dng. Khi liên kt b phá hoi
hoc do 2 kh nng hoc cht b ct tit din ngang ti mt tip xúc gia 2
phân t hoc cht b bin dng gây ra hin tng ép mt phân t g.
Tác dng :chng li hin tng trt xy ra gia các phân tc ghép
chu ngoi lc tác dng.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Phn II
KT CU THÉP
Chng 4
THÉP DÙNG TRONG XÂY DNG
I/u khuyt m ca thép.
1.u m:-Thép là vt liu ng nht, ng hng, có modun àn hi
cao.
- là vt liu nh hn kt cu bê tông, gch á
- Chu ti trng tt.
- Thi công, lp dng nhanh.
2.Nhc m
:-Thép d b ôxi hóa, hoen r, mt nhiu chi phí bo dng.
-Kt cu chu nhit kém, t
o
≥500
o
C thép không còn kh nng chu
c
-Giá thành cao.
II/Thép dùng trong xây dng
.
Các kí hiu thép hay dùng:CT
0
, CT
1
, CT
2
, CT
3
, CT
4
,…
Hàm lng cacbon có trong thép<0,27%.
v hoen r thép xy ra b mt ngoài làm gim din tích b mt ct
ngang à gim kh nng chu lc ca thép.
Tc hoen r: u kin thng 0,05mm/nm.
Nhà công nghip0,1mm/nm.
vBiên pháp chng hoen r:-Làm kt cu c, rng, quét sn.
-Kt cu ngoài tri không c ng nc, có bin pháp thoáng, không
gim.
-Cn kim tra nh k, thn trng kt cu thép có m cao, n
trng, axit, hóa cht,…
Hình 3.4
:Mng 2 rng
e
r
r
.
N
N
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 10
nâng cao tính c hc ca thép ngi ta thêm vào thành phn ca thép 1 s
kim loi nh:Ni, Cr, Mn, Cu, …t l kim loi trong thành phn ca thép<2,5%.
-Hình dng thép dùng trong ngành xây dng:
a) b) c) d)
Ngoài ra còn loi thép úc: vuông, tròn, thép ng tròn.
-Loi thép bn có chiu dày t 4à60mm, các cp khác nhau 2mm.
-Loi thép bn mng có chiu dày t 0,2à4mm, thng c làm tm lp.
-Các thanh mng.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Chng 5
LIÊN KT TRONG KT CU THÉP
I/Liên kt hàn.
1.Khái nim:Hàn là dùng nhit t nóng cc b kim loi nóng chy ra
hòa ln vào nhau khi ngui ông li to thành ng hàn.
2.Phng pháp hàn
.
a)Hàn hi
(hàn xì): Dùng khi Oxi và Axêtylen kt hp to thành hn
p bc cháy ta nhit cao khong 3200
o
C. Thép nóng chy hòa vào nhau
o thành liên kt hàn.
b)Hàn n
: (To h quan n t nóng chy kim loi)
-Có 2 phng pháp: Hàn th công và hàn tng.
-Cu to que hàn:
+Lõi que hàn (bng kim loi) có tác dng là 1 n cc phát sinh h
quang n.
+V bc que hàn(hn hp bt kim loi, bt á, thy tinh và nc) gi h
quang n n nh, to lp s mi hàn ngui chm, ngn cn không khi chui
vào to bt khí ng hàn
3.Phân loi ng hàn
.
a)Hàn i u:Có u m là không tn các bn ghép, ng hàn
ng lc truyn i thng, không gây hin tng tp trung ng sut. Nhng
khi hàn các bn ghép c bn có chiu dày a>10cm thì phi gia công mép bn
thép à tn công.
a<10(mm) a = 10à20(mm) a>20(mm)
Hình 4.1:Các loi thép hình ph bin
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 11
b) ng hàn góc
:Có u m không phi gia công mép thép cn hàn,
nhng tn bn thép, ng truyn lc qua mi hàn un cong hây hin tng
p trung ng sut; không nên dùng hàn góc chu ti trng chn ng.
Chiu dày tính toán ng hàn góc:
hh
h.βδ=
+h
h
:chiu cao ng hàn h
h
= a ng chiu dày thép hàn c bn hoc bng
chiu dày bn thép h
h
= a/2
-Hàn th công 7,0
=β
-Hàn bán tng 8,0=β
-Hàn tng 1=β
c) Kí hiu ng hàn
Tên ng
hàn
Hàn nhà máy & công trng
Hàn i u
Th?ng góc
Xiên góc
Hàn góc:
- Liên tc: l
và h ghi
chiu dài và
chiu cao
ng hàn.
- Gián n.
l
l
ll
Phía khu?t
Phía th?y
l
4.Tính toán liên kt hàn.
Trng hp hàn thng góc. u kin bn
h
h
R
F
N
≤=σ
-N:ni lc nén(kéo) ng hàn phi chu.
-F
h
:din tích tit din ng hàn i u F
h
= h
h
.l
h
-R
h
:ng chu nén(kéo).
Trng hp ng hàn xiên góc
h
h
R
F
N
≤=
α
σ
sin.
h
c
h
R
F
N
≤=
α
τ
cos.
h
c
R
:cng chu ct ca ng hàn.
5. Tính liên kt hàn chu mô men un và lc ct
.
k bn:
h
k
h
h
R
W
M
≤=σ
h
c
h
h
R
F
Q
≤=τ
ng sut tng hp:
h
khhtd
R≤+=
22
τσσ
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 12
Trong ó:- W
h
:mô men chng un ca
ng hàn
6
.
2
hh
h
lh
W =
-
h
k
R :cng ng hàn chu kéo.
-
td
σ
ng sut tng ng
Thí d
:Có 2 tm thép bn thuc nhóm C-I, tit din thép 250x12mm
2
n liên
t hàn i u chu lc dc trt N
k
= 500KN. Cn dùng que hàn s hiu bao
nhiêu và dùng phng pháp hàn nào thì liên kt chu c.
Gii.
h
h
= a = 12mm:chiu cao ng hàn bng chiu dày thép c bn
l
h
= 250 – 10 = 240mm:chiu dài ng hàn bng chiu rng thép c bn tr
i bên 5mm.
Din tích tit din ng hàn: F
h
= h
h
.l
h
= 12x240 = 2880mm
2
= 28,8cm
2
ng sut ng hàn:
2
/4,17
8,88
500
cmKN
F
N
h
k
h
===σ
Tra bng 5 ta có th dùng que hàn kí hiu E42, phng pháp hàn th công,
ng hàn
2
/18 cmKNR
h
k
=
y mi hàn chu lc.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Chng 6
TÍNH TOÁN TRONG CU KIN C BN
I/u kin chu un ngang phng
1.m thép nh hình.
a)Chn tit din dm thép hình
.
5,1.
max
R
M
W
yc
≥
Trong ó:-M
max
:mô men un ln nht dm phi chu.
-R:cng tính toán chu un ca thép hình. W
x
≥W
yc
-1,5:h s kn nh hng ca un dc.
b)Kim tra tit din dm ã c chn v bn
.
R
W
M
th
.
min
γσ ≤=
c
x
c
R
tJ
SQ
.
.
max
γτ ≤=
Trong ó:Q
max
:lc ct ln nht trong dm.
S
c
:mô men tnh ca tit din dm i vi trc trung hòa.
t:chiu dày bn bng thép hình.
M:mô men un ti tit din cn kim tra.
W
thmax
:mô men un nh nht.
c)Kim tra v cng( võng) ca dm
.
≤
l
f
l
f
;ti trng phân bu
.J
.
.
384
5
3
E
lq
l
f
c
=
d)kim tra n nh tng th ca dm
.
R
W
M
d
.
max
γ
ϕ
σ ≤=
250
N
N
Hình 5.13
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 13
Nu
16
0
≤
c
b
l
thì dm không cn kim tra n nh.
Trong ó:l
o
:chiu dài tính toán ca nhp dm.
b
c
:chiu rng bn cánh thép hình làm dm.
M
max
:mô men un ln nht dm phi chu.
W:mô men chng un tit din nguyên ca dm.
d
ϕ
:h s kn s gim kh nng chu un ca dm.
Giá tr
d
ϕ c ly theo
1
ϕ . Nu
85,0
1
≤ϕ
y
1
ϕϕ=
d
.
Nu
1
ϕϕ>
d
y
1.21,068,0
1
≤+= ϕϕ
d
.
Giá tr
1
ϕ c xác nh:
R
E
l
h
J
J
y
x
2
0
1
=ψϕ
ψ
:ly theo bng 11, ph thuc vào liên kt ca dm các gi ta, ph
thuc tham s
α
.
m ch I thì
2
0
54,1
=
h
l
J
J
y
x
α
J
k
:mô men quán tính khi xon ca tit din dm.
h:chiu cao tit din dm.
l
o
:chiu dài tính toán ngoài mt phng dm.
E:môun àn hi ca thép.
R:cng tính toán ca thép. Thép CT
3
có
3
10=
R
E
.
Thí d
:Thit k dm thép kí hiu CT
3
, chiu dài dm l
o
= 6m, chu ti trng
phân bu. cánh trên ti trng tác dng q
tc
= 25KN/m, h s vt ti n
g
=
1,2.
400
1
=
l
f
Gii
:
Thép CT
3
có: R = 21KN/cm
2
; R
c
= 13KN/cm
2
àq
tt
= n
g
.q
tc
= 1,2x25 = 30KN/m.
Mô men ln nht ti gia nhp dm:
KNm
l
qM
tt
135
8
6
.30
8
22
max
===
.
c ct ln nht ti gi dm
KN
l
qQ
tt
90
2
6
.30
2
max
===
.
3
946
21
13500
5,15,1 cm
R
M
W
yc
=== .
Tra bng chn c thép I40 có:J
x
= 18930cm
4
; W
x
= 947cm
3
J
y
= 666cm
4
; J
k
= 40,6cm
4
.
12,21
4,0
6
666
6,40
54,154,1
2
2
0
=
=
=
h
l
J
J
y
x
α
12,21
=α
à
αψ .08,06,1 +=
.
Tính tr s
56,010.
6
4,0
3,189
666
65,3..
3
2
2
0
=
=
=
R
E
l
h
J
J
x
y
d
ψϕ
22
x
/21/25
947.56,0
13500
W.
cmKNRcmKN
M
d
=>===
ϕ
σ
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 14
àm không n nh. Chn li tit din.
Chn thép I45, có: J
x
= 2769cm
4
; W = 12,31cm
4
.
J
y
= 808cm
4
; J
k
= 54,7cm
4
.
19
4,0
6
808
7,54
.54,1
2
=
=α
57,010
6,0
4,0
696,27
808
.61,361,3
3
2
=
=⇒=→ x
d
ϕψ
22
/21/2,19
1231.57,0
13500
cmKNRcmKN =<==→σ
y dm t yêu cu v bn.
Kim tra võng
400
1
800
1
0012,0
27450.10.1,2
)10.6.(10.25
.
384
5
4
322
=
<===
l
f
l
f
2.Dm thép t hp
.c dùng khi nhp dm và ti trng tác dng ln q
tc
>20KN/m.
Thit k dm thép t hp:-Chn tit din dm.
-Thay i tit din theo chiu dài dm.
-Kim tra tit din dm ã chn v bn, cng,
n nh,…
-Tính toán các chi tit ca dm liên kt.
a)Xác nh chiu cao dm
:
xdktc
hhh ≤≤
min
võng:
( )
EJ
l
pgf
cc
4
384
5
+= .
Trong ó:g
c
,p
c
: Tnh ti và hot ti tiêu chun trên 1 n v chiu dài dm.
l:Nhp ca dm.
EJ: cng chng un ca dm.
b)Xác nh chiu dày bn bng
.
c
b
Rh
Q
t
.2
3
max
= .
u chiu cao dm t 1-2m thì có th chn chiu dày bn bng:
mm
h
t
b
+=
1000
3
7
u không dùng sn gia cng bn bng thì:
E
R
h
t
b
b
.
5,5
≥ .
Thông thng: mmtmm
b
228 ≤≤
c)Xác nh kích thc cánh dm
.
i vi dm tit din i xng:
cc
tb 30≤ i
hhmmbhb
ccc
→=≥≥
5
1
2
1
;180;
10
1
.
d) n nh cc b tng khoang dm
.
-Khi
70≤
b
b
t
h
thì dm n nh cc b và dm không cn gia c thêm sn.
-Khi
70>
b
b
t
h
thì phi t sn ng gia c ti v trí có Q
max.
-Khi
160>
b
b
t
h
thì phi t thêm sn dc song song cánh dm và t cách cánh
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 15
trên t
h
→
5
1
4
1
.
i vi sn dc: b rng mm
h
b
s
40
30
+= .
b dày
ss
bt
15
1
≥
.
II/u kin chu nén úng tâm.
1.Kim tra cng .
R
F
N
th
≤=σ
.
2.Kim tra n nh
.
R
F
N
≤=
.ϕ
σ
Trong ó:-N:lc dc tính toán.
-F
th
:din tích tit din thu hp(ã tr phn gim yu).
-R:cng chu nén ca thép.
-F:din tích tit din nguyên ca tit din.
-
ϕ :h s un dc.
s
ϕ ph thuc mnh
r
l
0
=λ ;
l
0
:chiu dài tính toán ca cu kin, ph thuc liên kt 2 u
ngàm: ll .
0
µ= (hình 6.4).
r:bán kính quán tính trung tâm ca tit din:
F
J
r =
3.Kim tra v mnh :
[ ]
λλ≤
Trong ó:-
λ
: mnh tính toán ca cu kin.
-
[ ]
λ mnh gii hn cho phép.
+i vi cu kin chu lc chính:
[ ]
120=λ
+i vi cu kin khác :
[ ]
150=λ
1=µ 75,0=µ 5,0=µ
Hình 6.4 Liên kt 2 u cu kin
a)Mt u ngàm, 1u t do ; b)Hai u là khp.
c)Mt u ngàm, 1 u khp ; d)Hai u là ngàm.
a)
b) c)
d)
l
l
l
l
P P P P
2=µ
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 16
Thí d
: Kim tra s làm vic ca thanh kèo chu nén. Bit lc nén tính toán N
= 210KN, thanh kèo là thép góc u cnh L100x10, s hiu thép CT
3
, thanh
kèo dài 2m, hai u thanh liên kt bng bu lông có ng kính d = 20mm;
[ ]
150=λ .
Gii
.
Thép CT3 có:
2
/21 cmKNR = .
Tra bng 13(ph lc) – Thép L100x10 có:
cmtrcmF 1;96,1;2,19
min
2
===
Hai u thanh liên kt khp nên 1
=µ
[ ]
150102
96,1
200.1
.
min
0
=<===→ λ
µ
λ
r
l
Kim tra u kin n nh:
R
F
N
≤=
.ϕ
σ
T
102
=λ
tra bng 12(ph lc) tìm c
584,0
=ϕ
22
/21/73,18
2,19.584,0
210
cmKNRcmKN =<=→σ
Kim tra cng do thanh kèo b gim yu bi l bu lông:
R
F
N
th
≤=σ
22
/21/28,12
)12(2,19
210
cmKNcmKN
x
<=
−
=⇔σ
.
III/u kin chu kéo úng tâm
.
Kim tra u kin ng sut
R
F
N
th
≤=σ
Trong ó: -N:lc dc tác dng vào thanh.
-F
th
: din tích tt din ngang thu hp; nu không có các l bu lông, inh
tán thì ly F
th
= F
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Phn III
KT CU BÊ TÔNG CT THÉP
Chng 7 NHNG VN C BN V KT CU BÊ TÔNG CÔT
THÉP
I/ Khái nim chung
-Bê tông ct thép (BTCT) là 1 loi vt liu xây dng phc hp do bê tông (BT)
và ct thép (CT) cùng cng tác vi nhau chu lc.
-BT bao gm ct liu và cht kt dính kt li vi nhau to thành thá nhân
o. BT chu nén tt hn chu kéo t 8 n 15 ln.
-CT chu kéo và chu nén tt hn BT nhiu ln.
-Nu ch dùng BT kh nng chu lc ca cu kin không cao, khi cu kin chu
n s chu lc không hp lí, vùng chu kéo ca tit din yu cho nên b phá
hoi trc trong khi vùng chu nén vn còn kh nng chu lc na.
-Vic t thép trong cu kin BT to thành cu kin BTCT có kh nng chu
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 17
c ln hn cu kin BT. Mc khác s chu lc cng hp lí bi vùng BT nào
u ã có ct thép chu lc tng cng, nht là vùng b kéo.
1.Nguyên lí làm vic ca BTCT
.
-Phi dính cht khi BT và CT ninh kt vi nhau. Khi có lc tác dngBT và CT
cùng bin dng và không b trt tng i nhau.
-Gia BT và CT không xy ra phn ng hóa hc. BT còn bao quanh CT bo v
CT không bn mòn do u kin môi trng.
-H s giãn n vì nhit ca BT và CT xp x nhau.
2.Phân loi BTCT
.
a)Theo phng pháp thi công
:
-BT toàn khi: ti ch, chu mi công n ti v trí công trình.
-BT lp ghép: úc ti nhà máy, vn chuyn n công trình lp ghép.
-Va lp ghép.
b)Theo ng sut
.
-ng lc trc.
-Không có ng sut.
3. u nhc m.
u m: +Có kh nng s dng vt liu a phng:cát, si, á,…
+Có kh nng chu lc tt hn kt cu gch á và kt cu g.
+Có bn lâu, tui th cao, ít tn công bo dng và sa cha.
+Có kh nng chu nhit cao.
+Có th to nhiu hình dáng a dng, phc tp theo yêu cu ca thit
.
Nhc m
:+Trng lng bn thân ln 26000Kg/cm3.
+Cách âm, cách nhit kém.
+Thi công ti ch, tri qua nhiu khâu phc tp, tn nhân công.
+Thng có khe ntàgim kh nng chng thm và kh nng làm
vic ca CT.
Khc phc:dùng BT nh chu lc, BT ng lc, Pôlime,…
II/Các tính cht c hc ca BTCT
1.Tính cht c hc ca BT
a)ng ( RàRn)
Bàn máy nén
M?u BT ch?u nén
N
N
a
a
a
a
a
h = 4a
h = 4d
d
Hình 7.1:Mu BT chu nén và thí nhim nén
u
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 18
- Cng chu nén c xác nh mu BT úc sau 28 ngày.Mu thí
nghim có dng khi vuông hoc hình lng tr (hình 7.1).Ta có
F
N
R
p
n
=
Trong ó: Np:lc phá hoi mu.
F:tit din ngang ca mu BT.
N
k
- Cng chu kéo c xác nh theo mu kéo ca tit din
vuông, cng có th xác nh theo mu BT có tit din ch nht.Ta có:
F
N
R
k
k
=
Trong ó:
Nk: Lc kéo phá hoi mu.
F:din tích tit din ngang.
Trong thí nghim mu BT chu un:
2
.
5,3
hb
M
R
k
=
M: giá tr mô men làm mu BT phá hoi.
- Mác BT: là ch s ch tiêu cht lng ca BT.
Có 3 loi mác BT:
+Mác theo cng chu nén(M): Là tr s cng nén tính theo da
N/cm
2
ca mu BT chun khi vuông có cnh 15cm c ch to, dng h và
thí nghim theo tiêu chun nhà nc. BT nng có mác chu nén: M100, M150,
M200, M250, M300, M350, M400, M500, M600. Trong kt cu BTCT dùng
BT Mác không thp hn M150.
+Mác theo cng chu kéo(K): là con s ly bng tr s cng chu
kéo tính ra da N/cm
2
ca mu th tiêu chun. BT nng có mác chu kéo: K10,
K15, K20, K25, K30, K40.
+Mác theo kh nng chng thm(T): ly bng áp sut ln nht (atm) mà
u chu c nc không thm qua. BT có mác chng thm: T2, T4, T6,
T8, T10, T12.
b)Bin dng ca BT
- Bin dng do ti trng tác dng ngn hn.
i
b
ε :bin dng toàn phn ca BT
dh
ε :phn bin dng àn hi
d
ε :phn bin dng do
r : h sàn hi ca BT
Ta có:
ddhb
εεε += ;
b
dh
v
ε
ε
=
Môun bin dng toàn phn ca BT là:
4a l = 4h
b
P
Hình 7.2: Thí nghim xác nh cng chu kéo ca BT
a)Xác nh theo mu BT chu kéo; b)Xác nh theo mu BT chu un.
N
k
N
k
0
Hình 7.3: Biu quan h
εσ −
Cát tuy?n OM
Ti?p tuy?n t?i O
M
? th? tang t?i tr?ng
0
? th? gi?m t?i tr?ng
R
n
b
σ
0
α
F
dh
r
b
ch
δ
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 19
α
σσ
σ
ε
σ
tgE
ddh
b
b
b
b
=
+
==
'
- Bin dng do ti trng tác dng dài hn.
+ Khi ti trng lâu
dài, bin dng ca
BT tng dn theo
thi gian, lúc u
ng nhanh sau tng
chm li trong khi
ng sut không thay
i. Hin tng này
i là t bin.
+ T bin có tác hi
làm tng võng và
rng khe nt vi
u kin chu un. Làm tng s un dc trong cu kin chu nén. Làm tn hao
ng sut trong cu kin ng sut trc.
Cách hn ch t bin: BT già tui mi cho chu lc, hn ch lng Ximng
và t l N/X khi úc BT.
2.Tính cht c hc ca ct thép
CT có tính ng nht cao, àn hi, chu nén và chu kéo tt và tt hn BT.
ng ca CT cao
ö Phân loi CT
:
-Phân theo nhóm: có 4 nhóm: C-I; C-II; C-III; C-IV (theo TCVN 1651-85).
+ Thép C-I có tính do và c ch to sn thành các thanh tròn trn ng
kính 6à40mm. Thép C-II, C-III, C-IV c ch to thành thanh thép có g,
ng kính trung bình thanh thép này t 10à40mm.
+Thép nhp tông Âu có thép AI, AII, AIII, AIV.
-Theo hình dáng tit din thanh: có thép hình và ct thép tròn.
+Thép hình( I, L c ch to sn t nhà máy);
+Ct thép tròn (c làm t các thanh thép tròn)
-Theo cng: có ct thép mm và ct thép cng.
+Ct thép mm là ct thép mà khi thi công có th un ct d ( thng là
thép tròn có ng kính mmd 40
≤
+Ct thép cng là ct thép mà khi thi công ngi ta không th un c
(thng là thép hình và thép tròn có mmd 40
>
-Theo cng : có ct thép thng và ct thép có cng cao.
+Ct thép thng: có cng
2
/60 cmKNR
a
≤
+Ct thép cng cao: có
2
/60 cmKNR
a
>
-Theo chiu dài thép: có thép thanh và thép si
+Thép thanh thng là thép hình và thép tròn có d>10mm c ch to sn
thành các thanh thng dài 6à12m.
+Thép si: là thép tròn d<10mm, thép này c ch to thành si dài và
cun thành cun tròn nhiu vòng.
mà bi?n d?ng tang
? ng su?t không tang
A
B
0
bi?n d?ng tang theo th?i gian
A
B
0
Hình 7.4: Biu v s t bin ca BT
b
r
0
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 20
ö Neo, n, ni ct thép
* Móc neo: un u các thanh thép tròn trn làm cho ct thép không b
trt trong BT; móc neo có hình bán
nguyt (hình 7.5). Gi ng kính ca
thanh thép b un là d, chiu dài n
thép un móc neo là 6,25d nu un
ng th công và 3,25d nu un bng
máy.
* Un ct thép: nhng ch CT b un cong khi làm vic CT s b ép vào
BT, lc ép phân ra khong rng cho BT chu lc ngi ta phi un ct
thép sao cho ch un có bán kính cong dr 10
≥
* Ni CT: Thép không chiu dài theo thit k thì phi ni: có th ni
buc hoc hàn.
3.Bê tông ct thép(BTCT)
a)c dính gia BT & CT
- Lc dính là yu t c bn BT và CT cùng làm vic. Lc dính c to do
keo XM c bám vào thép, ma sát gia thép vi BT; CT phi có g, mt
nhám; thép trn phi có móc neo
- Lc dính phân b b mt ca thanh CT nhng s phân b không u.
b)ng sut trong BT và CT
Khi BT co ngót có s cn tr ca thép, kt cu BTCT có ng sut nh hn kt
u BT không có CT (ng sut thép nén, ng sut BT kéo)àTrong cu kin
chu kéo BT nt.
c) phá hoi và h hng ca BTCT
- Do tác ng c hc: ti trng ln, s mài mòn,…
- Do tác ng hóa hc: môi trng có mui, axit, m, xâm thc,…
- Do tác ng sinh hc: vi khun, rêu mc,…
Làm gim kh nng chng ca công trình, gim tui th,… có khi gãy ,
sp.
Khc phc: Bo v mt ngoài tt (chng xâm thc) sn vôi, thit k thông
thoáng, s dng xi mng c bit.
III/Nguyên lí tính toán kt cu BTCT
1.Nguyên lí tính toán
- Kt cu BTCT m bo c bn,làm vic bình thng và có tui th
- Cht lng ca kt cu BTCT c qui nh bi các khâu: thit k, thi công,
dng
Trong vic thit k phi luôn cân nhc sao cho kt cu an toàn nhng tit kim
nguyên vt liu; vi ti trng tác dng lên kt cu ta xác nh ni lc bt li
nht tác dng lên tit din ca kt cu tó tin hành tính kh nng chu lc
a cu kin.
¯Hai dng bài toán thng gp
:
• Kim tra các thông s v tit din BT và CT cho trc cn phi xác nh
i lc mà tit din có th chu c.
tp
TT ≤ .Trong ó: T: ni lc bt li
nht có th phát sinh trong kt cu do các tnh ti và các ti trng khác
d
2,5d
d
d
Hình 7.5: Móc neo và un côt thép
r
r
dr 10
≥
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 21
c
.
1
2
Hình 8.1: b trí ct thép trong bn
a)Mt bng; b)Mt ct; c)Cu to ti gi ta.
1.Ct thép chu lc; 2.Ct thép phân b.
a)
b)
c)
l
0
.10d
gây ra. Ttp: giá tr bé nht v kh nng chu lc ca tit din.
• Tính CT xut phát t ni lc tác dng lên cu kin khi có các thông s v
kích thc, vt liu sao cho các cu kin hàm lng CT kh nng
chu lc.
2.Nguyên lí cu to
Chn hình dng, kích thc nhm làm cho kích thc kt cu tit kim và m
o cng tt nht, làm vic hp lí và d dàng; trong ch to, thi công, tuân
th v các qui nh CT, nu gia cng CT sao cho trong kt cu không c
phát sinh các ng sut do co ngót cng và s c khác. Lp BT bo v CT
m bo yêu cu. Nu chiu dày lp BT bo v không m bo s làm cho CT
hoen r. Trong mi trng hp thì chiu dày lp BT bo v không c nh
n ng kính CT, CT phi c t vi khong hm bo cho va BT lt
qua d dàng, khe h gia 2 mép thanh thép cnh nhau phi ln hn hoc bng
ng kính ca thép và ln hn 25.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Chng 8
TÍNH TOÁN CU KIN CHU UN THEO CNG
I/c m cu to
mt ni lc: Trong cu kin chu un có mômen un(M) và lc ct(Q).
mt hình dáng: cu kin chu un có bn và dm.
1.u to bn(tm an)
n là mt tm phng có chiu dày rt nh so vi chiu dài và chiu rng.
Kích thc chung bn sàn là 1à5m, chiu dày ca bn sàn thông thng
6à10cm, ôi khi ln hn i vi trng hp bn sàn không dm.
t thép trong bn ch yu ct chu lc và ct phân b. Thép chu lc thng
là 108
φφ÷ ; thép phân b 86 φφ÷ .
-Ct thép chu lc thng dùng loi thép C-I và A-I có ng kính t
6à12mm t trong min chu kéo ca tit din, nm dc theo phng có ng
sut kéo. S lng thanh, ng kính thanh, khong cách gia trc các thanh
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 22
y theo kt qu tính toán, nhng không ly quá 200mm khi chiu dày bn
i 100mm, không ly quá 1,5h khi h>150mm(h:chiu dày ca bn)
-Ct thép phân bc t vuông góc vi CT chu lc, buc vi CT chu lc
thành li không cho các thanh thép b dch chuyn lúc thi công. Ct thép phân
bó phi chu ng sut v co ngót và thay i nhit theo phng t thanh
thép y. Ngoài ra thép phân b còn có tác dng phân nh hng ca lc tp
trung ra din rng hn. Thép phân b thng có ng kính
84
÷=d
mm,
khong cách gia các thanh thép không ly quá 350mm.
2.u to ca dm
m là kt cu chu un có kích thc tit din ngang khá nh so vi chiu dài
a nó. Tit din ngang ca dm có th là hình ch nht, ch T, ch I, hình
p, hình thang
i nhp dm là l, chiu cao tit din dm là h, chiu rng tit din dm là b.
Ta có:
42;
20
1
8
1
÷=
÷=
b
h
lh . Khi chn h và b cn xét n yêu cu kin trúc và
nh hình hóa ván khuôn, kích thc ca tng và ct.
t thép trong dm gm có: Ct dc chu lc, ct dc cu to, ct ai và ct
xiên.
-Ct thép chu lc t theo tính toán chu lc, thng là thép có ng
kính 4010
÷=d mm. Nu chiu rng ca tit din b>150mm thì ít nht phi có
hai thanh t 2 góc thuc vùng bêtông chu kéo. Nu b<150mm có th dùng
1 thanh thép dc . Nu có nhiu thanh thép dc chu lc, phi t thành nhiu
hàng, nhiu lp m bo khong cách h gia các thanh thép.
-Ct thép dc cu to dùng làm giá gi cho ct ai không b dch chuyn
trong lúc thi công, mc khác nó chu các tác dng do bêtông co ngót hoc có
thay i nhit . Khi chiu cao dm h<700 thì ch cn t thép cu to
góc ca tit din. Khi h>700 phi t thêm thép dc cu to vào trong mt bên
a chiu cao tit din. Ct dc cu to thng có ng kính 1210
÷ mm.
ng din tích mt ct ngang ca ct cu to không c nh hn 0,1% din
tích ca sn dm.
-Ct ai thng là thép C-I có ng kính 86
÷ mm chu lc ct, buc
t dc, gi nguyên v trí ct dc lúc thi công.
-Ct xiên là 1 n thép t nghiên chu lc ct, thng do n thép dc
chu lc un xiên lên mà thành.
*Khi dm có h<800mm ly góc un xiên
0
45=α và ai dùng 6
φ .
b
h
Hình 8.2: Các dng tit din ca dm BTCT
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 23
*Khi dm có
800≥h
mm ly góc un ct xiên
0
60=α
và ai dùng 8
φ
*i vi các dm thp và bn có th un ct xiên vi góc
0
30=α
II/ làm vic ca dm BTCT
1.Thí nghim:
Quan sát 1 dm BTCT t lúc mi t ti trng nh ri tng dn ti trng
n khi dm b phá hoi, thy s làm vic ca dm nh sau: Khi ti trng còn
nh dm bn vng và nguyên vn. Tip tc tng ti trng thì vùng chu kéo ca
m s xut hin vt nt. nhng ch có mô men ln vt nt có phng
vuông góc vi trc dm gi là vt nt thng góc, tit din dm theo phng vt
t này gi là tit din thng góc. nhng ch có lc ct ln (thng là ti các
mép các gi ) vt nt có phng nghiêng so vi trc dm gi là vt nt
nghiêng, tit din dm theo phng vt nt nghiêng gi là tit din nghiêng.
Khi dm ã có vt nt mà c tip tc tng ti trng thì vt nt ngày càng m
ng ra và dm b phá hoi. S phá hoi có trng hp xy ra vt nt thng
góc, có trng hp xy ra vt nt nghiêng. Do vy khi thit k dm phi tính
toán trên c hai loi tit din nhm làm cho dm không b phá hoi theo bt c
tit din nào.
2.Trng thái ng sut và bin dng ca tit din thng góc
.
Quá trình phát trin ng sut và bin dng trên tit din thng góc xy ra liên
c, khi nghiên cu ngi ta phân làm 3 giai n:
a)Giai n I
: Khi mômen bé (ti trng còn nh) có th xem nh vt
liu làm vic àn hi, quan hng sut và bin dng là ng thng, sng
4 32
2
41
3
2
2
1
4
A
A
Hình 8.3: Các loi thép trong dm.
1.Ct dc chu lc; 2.Ct dc cu to buc thép ai;
2’.Ct dc cu to khi chiu cao dm h>700mm; 3.Ct ai; 4. n ct xiên.
v?t n?t nghiên v?t n?t th?ng d?ng
Tr?c d?m
PP
b)
Hình 8.4: Các dng khe nt trong dm n gin
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 24
sut có dng tam giác (hình Ia). Khi mômen tng lên, bin dng do trong
bêtông phát trin, sng sut có dng ng cong. Lúc sp sa nt ng
sut kéo trong bêtông t ti gii hn cng chu kéo R
k
(hình Ib). Mun
cho dm không b nt thì ng sut pháp trên tit din không c vt quá
gii hn trng thái Ib.
b)Giai n II
: Khi mômen tng lên min bêtông chu kéo s b nt,
khe nt phát trin dn lên phía trên. Ti khe nt hình nh phn bêtông chu kéo
không làm vic toàn bng lc kéo là do CT chu.
u lng CT chu kéo nhiu thì ng sut trong CT
a
R<σ nh hình IIa.
u lng CT chu kéo không nhiuthì ng sut trong CT chu kéo có tht
i gii hn chy ca thép
aa
R=σ nh hình IIb.
c)Giai n III
(giai n phá
hoi): Tip tc tng mômen un lên
a thì dm b phá hoi. Trng hp
ng CT chu kéo t lên rt nhiu
ng sut trong thép còn
nh
aa
R<σ
nhng ng sut trong
bêtông vùng chu nén ln, n khi
nb
R=σ
thì bêtông vùng chu nén b
ép v làm cho dm b phá hoi nh
hình IIIa. ây là hin tng phá hoi
giòn, hin tng xy ra nhanh t
ngt nên rt nguy him. Khi thit k
phi tránh không dm t trng
thái gii hn này. Trng hp lng
CT chu kéo t không nhiu ng sut
trong CT ã t R
a
, nu tng mômen
n thì CT b chy do, khe nt tip
c phát trin lên phía trên làm cho
vùng bêtông chu nén b thu hp dn
khi ng sut trong bêtông t ti gii hn chu nén R
n
thì dm phá hoi (hình
IIIb)
***Nhn xét
: Khi dm b phá hoi c bêtông vùng chu nén và CT u phát
huy ht kh nng làm vic. Thép b chy do ri mi b phá hoi cho nên hin
ng xy ra t t, trc khi b phá hoi dm có bin dng ln gi là phá hoi
o.
III/Tính toán cu kin chu un có tit din ch nht
1.u kin có tit din ch nht t ct n.
a)ng sut
b:chiu rng tit din
h:chiu cao tit din
h
0
:chiu cao làm vic ca tit din
x:chiu cao vùng bêtông chu nén
Fa:din tích tit din ngang ca CT chu kéo.
nb
R<σ
nb
R
<σ
nb
R<σ
nb
R<σ
Hình 8.5: Các giai n ng sut
và bin dng trên tit din thng
góc.
Ra
IIIa)
IIa)
Ia) Ib)
IIb)
IIIb)
M M
Rn
GIAI O?N III
GIAI O?N II
GIAI O?N I
M M
M
M
M
M
Bài ging môn hc
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Th.S. Nguyn Phú Th Trang 25
Mgh
X
C?t thép ch?u kéo
X
Vùng bêtông ch?u nén
Fa
Hình 8.6: ng sut ca tit din
ch nht t ct n
A:khong cách t trng tâm ca
CT Fa n mép chu kéo ca tit
din
Khi tính toán cn chú ý:
-Ti vùng bêtông chu
nén, ng sut trong bêtông bng
nhau và t n mc cng
chu nén R
n
-Ti vùng chu kéo bêtông b
t coi nh bêtông không làm
vic. Ct thép trong vùng chu kéo
chu toàn b lc kéo. trng thái gii hn ng sut trong CT t cng
chu kéo ca CT là R
a
b)Phng trình cân bng
.
sng sut ta thy ây là h lc song song cân bng nên có 2 phng
trình cân bng có ý ngha c lp vi nhau
Tng hình chiu ca các lc lên phng trc dm: xbRFR
naa
..=
Tng mômen ca các lc i qua trng tâm chung ca các CT chu kéo:
−=
2
..
0
x
hxbRM
ngh
2 công thc trên ta suy ra c:
−=
2
0
x
hFRM
aagh
c)Công thc c bn
.
t
( )
αγαααα 5,01;5,01;.;
0
0
−=−=== Ahx
h
x
.
Suy ra
00
..... hbRhbRFR
nnaa
αα ==
(Tra bng 24 Giáo trình KCXD tìm A)
i giá tr mômen ln nht mà cu kin phi chu là M. u kin cng
khi tính toán theo trng thái gii hn là
gh
MM ≤ ; ng thi thay
0
.hx α= vào
phng trình mômen ta c:
( )( )
2
0n
2
00000
.b.hAR..5,01..5,0...
2
.. =−=−=
−≤ hbRhhhbR
x
hxbRM
nnn
αααα
Tóm li, ta có công thc c bn:
0
... hbRFR
naa
α=
2
0
.. hbARM
n
≤
0
.. hFRM
aa
γ≤
d)u kin s dng
-u kin hn ch v chiu cao vùng BT chu nén: m bo cu kin n
trng thái gii hn phá hoi do, chiu cao vùng chu nén phi nh hn gii
n
00
.hx α≤
hay
0
0
α≤
h
x
c là:
0
αα ≤
; khi ó
0
A≤A
.
Giá tr gii hn
0
α
ph thuc mác bêtông và nhóm ct thép (tra
0
α
ng 20- bit
0
α tra bng 24 c A
0
)