Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
CHƯƠNG 3
DẦM BÊTƠNG CỐT
THÉP
Ths Bùi Nam Phương
LOGO
Nội dung
ĐỊNH NGHĨA
HÌNH DẠNG VÀ TiẾT DiỆN DẦM
TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG
SƠ ĐỒ TÍNH VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
2
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
57
1
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.1 ĐỊNH NGHĨA
Là cấu kiện chịu uốn ở dạng thanh, chiều dài lớn
gấp nhiều lần kích thước tiết diện ngang. Trong hệ
kết cấu nhà cửa dầm có vai trị:
Đỡ sàn, làm sườn tăng độ cứng và
giảm bề dày, độ võng cho sàn, trực
tiếp nhận tải từ sàn truyền vào, sau
đó truyền về cột.
Kết hợp với cột, vách tạo thành kết
cấu khung chịu lực chính cho cơng
trình.
Là gối đỡ hoặc là một bộ phận thành
phần của các kết cấu khác như: cầu
thang, bể chứa, mái, …
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
3
3.2 HÌNH DÁNG
& TIẾT DIỆN DẦM
Dầm thường có tiết diện chữ nhật, chữ T, chữ I,
hình thang, hoặc tiết diện hộp,…
Tiết diện của dầm chữ nhật có thể chọn sơ bộ theo
các cách sau
Cách 1: Tính hd = L/m với
m = 8 - 12 đối với dầm 1 nhịp, dầm chính
m = 12 - 20 đối với dầm nhiều nhịp, dầm phụ
Chọn bd theo bề rộng cột và bd = (1/2 1/3) hd
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
4
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
58
2
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
3.2 HÌNH DÁNG
& TIẾT DIỆN DẦM
Cách 2: Tách riêng từng dầm, xem là dầm đơn giản, chịu
tác dụng của tải trọng tính tốn. Xác định
qL2
M tt 0, 6 0, 7
8
Chọn trước bề rộng dầm b ≤ bcột
M tt
Tính chiều cao dầm h0 2
h = h0 + a
Rb b
Cách 3: Tính Mtt để xác định cả h lẫn b
hr
M tt
Rb
Với r = 2.15 – 2.35
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
b
4h
r3
5
3.2 HÌNH DÁNG
& TIẾT DIỆN DẦM
Độ mảnh giới hạn cho dầm: khi dầm quá mỏng (hẹp),
vùng bêtông nén trong dầm thường dễ bị bất ổn định
theo phương ngang. Sàn bêtơng nằm trong vùng nén có
thể giúp dầm tăng độ ổn định này. Khoảng cách tối đa
giữa 2 điểm có giằng ngang của dầm (Lr):
(a) Trường hợp có bản sàn
trong vùng nén:
Lr = min(40b, 200b2/h)
(b) Trường hợp khơng có bản
sàn trong vùng nén:
Lr = min(20b, 80b2/h)
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
6
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
59
3
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
3.3.1 Trọng lượng bản thân dầm
Trọng lượng bản thân dầm là tải trọng phân bố đều trên
dầm được xác định như sau:
g d hd bd bt n ( KN / m )
hd bd chiều cao và chiều rộng dầm
bt = 25 KN/m 3 khối lượng riêng của bêtông cốt thép
n =1,1 hệ số vượt tải
Khi dầm được đổ toàn khối với sàn, phần dầm nằm trong bề dày
sàn đã được tính trong phần tải trọng sàn, lúc đó trọng lượng bản
thân dầm sẽ được tính:
g d ( hd hs )bd bt n ( KN / m )
hs chiều dày sàn
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
7
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
3.3.2 Tường Xây Trên Dầm
Tải trọng do tường xây trên dầm được tính như sau:
g t ht bt t n
( KN / m )
ht (m) chiều cao tường, thơng thường ht = H – hd
• H (m) chiều cao tầng
• hd (m) chiều cao dầm trên tường (nếu khơng có dầm thì là hs)
bt (m) chiều dày tường
t = 15 – 18 KN/m3 khối lượng riêng của gạch ống – gạch đinh
n = 1,1 – 1,3 hệ số vượt tải
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
8
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
60
4
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
3.3.3 Tải sàn truyền vào dầm
Tải trọng phân bố trên sàn sẽ được truyền vào dầm đỡ
sàn. Tuỳ theo từng loại ơ bản mà có cách truyền tải khác
nhau
Ơ bản làm việc 1 phương:
Loại bản console chỉ có 1 cạnh bản ngàm với
dầm, tải phân bố từ sàn truyền vào dầm:
q sd q s L1
La = cạnh vng góc với trục dầm
Lb = cạnh bản song song với trục dầm
Bản có 4 cạnh đều liên kết với dầm, tải phân
bố từ sàn truyền vào dầm cạnh dài:
q sd q s
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
L1
2
9
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
Ô bản làm việc 2 phương: sẽ có diện truyền tải hình
thang theo phương cạnh dài và tam giác theo phương
cạnh ngắn.
Các tải này sẽ được quy về phân bố đều tương đương
theo công thức như sau (L1 : chiều dài cạnh ngắn)
Phân bố trên cạnh ngắn hình tam giác:
q tđ
5 L1
qs
8
2
Phân bố trên cạnh dài hình thang:
qtđ 1 2 b 2 b 3 q s
L1
2
b
L1
2L 2
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
61
10
5
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
A
L1
B
L3
C
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
L2
1
L2
2
L2
3
L2
4
5
11
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
3.3.4 Từ dầm phụ
Cho mặt bằng và 2 mặt cắt của
khung nhà bêtơng cốt thép tồn
khối như hình. Biết hoạt tải tiêu
chuẩn phân bố trên sàn p = 2.0
kN/m2 .Tĩnh tải tính tốn sàn g =
1.5
kN/m2
(chưa
kể
TLBT
sàn
BTCT). Tường gạch xây dày 200
trên toàn bộ dầm. Giả sử sàn dày hs
= 120mm, tồn bộ dầm có tiết diện
b×h = 200mm ×400mm. Tính tải
trọng tác động lên dầm B1.
12
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
62
6
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.3 TẢI TRỌNG
TÁC DỤNG LÊN DẦM
13
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.1 Dầm đơn
Dầm một nhịp đơn có hai đầu gối là tường chịu lực (a)
hoặc cột bêtơng cốt thép đổ tồn khối (b).
Các gối của dầm có thể là tường gạch, cột, hoặc dầm
khung. Tuỳ vào cấu tạo, độ cứng tương quan giữa gối tựa
và dầm mà chọn là liên kết khớp hay ngàm hay “…” khi
phân tích sơ đồ tính cho dầm.
14
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
63
7
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.1 Dầm đơn
Chiều dài nhịp tính tốn cho dầm đơn
giản Ltt là giá trị nhỏ nhất của:
Khoảng cách tâm hai gối tựa (L)
1,05 lần khoảng cách hai mép trong
gối tựa (1,05×Lc)
Khoảng cách hai mép trong dầm cộng
với chiều cao hữu hiệu dầm (Lc + d)
với d = h0
Với dầm 1 nhịp, thường dùng sơ đồ tính
dầm đơn giản để xác định moment
Mmax=qLtt2/8
Sau đó sẽ phân phối lại Mgối = (20–40)%
Mmax và Mnhịp = (60-80)% Mmax. Tỉ lệ
phân phối phụ thuộc vào tương quan độ
cứng của gối và độ cứng dầm.
L
15
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.2 Dầm console
Dầm nhịp đơn có thêm đoạn console ở một bên hoặc cả hai
bên. Tiết diện dầm đoạn console có thể thay đổi so với nhịp
bên trong.
Chiều dài nhịp tính tốn cho đoạn dầm console Stt là giá trị nhỏ
nhất của:
Khoảng cách từ tâm gối tựa đến mép biên console (S)
Chiều dài hình chiếu bằng của đoạn console cộng với chiều cao lớn
nhất của nó. (S-hc/2+hdmax)
Có thể sử dụng sơ đồ tĩnh định để xác định moment và lực cắt
trong dầm. Moment tại gối khơng có console được “phân phối”
lại từ moment giữa nhịp Mmax
16
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
64
8
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.3 Dầm nhiều nhịp liên tục
Chiều dài nhịp tính tốn của dầm nhiều nhịp
Khi dầm được đổ tồn khối với gối đỡ (gối có thể là dầm
khung hoặc cột khung). Ltt là giá trị nhỏ nhất của:
Khoảng cách tâm hai gối tựa (L)
1,05 lần khoảng cách hai mép trong gối tựa (1,05×Lc)
17
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.3 Dầm nhiều nhịp liên tục
Chiều dài nhịp tính tốn của dầm nhiều nhịp
Khi các gối là tường gạch chịu lực, Ltt là giá trị nhỏ nhất của:
Khoảng cách tâm hai gối tựa (L)
Khoảng cách hai mép trong dầm cộng với chiều cao hữu
hiệu dầm (Lc + h0d)
Khi phân tích nội lực, có thể sử dụng bảng tra hoặc có thể
sử dụng phần mềm phân tích kết cấu như: MicroFEAP,
STAAP.Pro, SAP2000, ETABS …
18
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
65
9
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.3 Dầm nhiều nhịp liên tục
Khi chiều dài các nhịp chênh lệch không quá 20% và tải phân bố
đều, hoạt tải khơng q lớn có thể tính nội lực gần đúng theo sơ
đồ đàn hồi như sau:
1
Moment M
qL2tt ( KNm ) với hệ số km lấy như sau
km
Lực cắt
Q k s qLtt ( KN ) với hệ số ks lấy như sau
19
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
3.4.4 Các trường hợp tải trọng
Các trường hợp chất tải lên dầm liên tục 4 nhịp
Tĩnh tải
Hoạt tải cách nhịp lẻ
Sẽ có được giá trị M
dương lớn nhất ở
giữa các nhịp lẻ này
Hoạt tải cách nhịp chẵn
Sẽ có được giá trị M
dương lớn nhất ở
giữa các nhịp chẵn này
20
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
66
10
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
3.4 SƠ ĐỒ TÍNH
VÀ PHÂN TÍCH NỘI LỰC
Hoạt tải liền nhịp 1
Sẽ có được giá trị M
âm lớn nhất ở Gối giữa
hai nhịp chất tải (Gối B)
Hoạt tải liền nhịp 2
Sẽ có được giá trị M
âm lớn nhất ở Gối giữa
hai nhịp chất tải (Gối C)
Biểu đồ bao moment
tổ hợp các trường hợp tải
và vẽ Biểu đồ bao cho các Tổ
hợp tải này, Biều đồ bao thể
hiện các giá trị moment nguy hiểm
có thể xảy ra ở mọi vị trí của tất cả cácnhịp dầm
21
BÀI TẬP SỐ 4
Cho mặt bằng kiến trúc (slide 22)
và MB kết cấu (slide 23). Tải
trọng tính tốn phân bố trên sàn
gs, ps . Tồn bộ dầm có tiết diện
200mm×300mm. Tường dày 200
mm cao 3m.
1. Tính tải trọng tác dụng lên các
dầm B1, B2, B3, B4, B5.
2. Liệt kê các trường hợp tải
trọng tác dụng lên dầm trục C
3. Xác định Biểu đồ bao Moment
và lực cắt cho dầm trục C.
Đề
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
gs (kN/m2)
3.1
3.3
3.5
3.7
3.9
3.1
3.3
3.5
3.7
3.9
Ps (kN/m2)
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
4.0
3.6
3.6
2.8
2.4
Nhịp
Lx
Lx
Lx
Lx
Lx
Kết cấu BTCT 2 – Chương1.05
3 dầm BTCT
1.10 0.95 0.90 1.00
Lx
Lx
Lx
Lx
1.05 1.10 0.95 0.90
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
67
Lx
1.00
22
11
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
BÀI TẬP SỐ 4
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
23
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
Cho hệ dầm sàn tồn khối như hình vẽ
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
3L1
C
3L1
D
tường gạch chịu lực
dày 340 mm
Sàn làm việc 1 phương
(L2>2L1) sơ đồ tính nhiều nhịp
có gối biên là tường chịu lực
dày 340mm, gối giữa là các
dầm phụ.
Dầm phụ từ trục A trục D
(khơng bao gồm trục A&D) có
các gối đỡ là dầm chính và
tường chịu lực ở hai biên
Dầm chính từ Trục 2, trục 3,
trục 4 có các gối đỡ là cột
BTCT
300mm×300mm và
tường chịu lực ở hai biên
A
3L1
B
cột
30x30 (cm)
L2
1
L2
2
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thơng vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
68
L2
3
L2
4
5
24
12
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.1 Thiết kế dầm phụ
3.5.1.1 Sơ đồ tính toán
Là dầm liên tục gối lên tường và dầm chính. Dầm phụ được
tính theo sơ đồ khớp dẻo có nhịp tính tốn được xác định như
sau:
340
450
220
170
5390
5300
300
5600
1
300
5600
2
3
q = 3944,295 daN/m
5390
5300
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
25
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Nhịp giữa lấy L bằng khoảng cách 2 mép trong dầm chính:
Ltt = L2 - bdc
Nhịp biên: Lb lấy bằng khoảng cách mép dầm chính đến tâm
gối tựa trên tường:
Ltt , b L2 b
bdc t S d
2 2 2
• Sd = 220 mm là chiều dài đoạn dầm phụ gối lên tường chịu
lực
• t = 340 mm là chiều dày tường
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
26
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
69
13
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.1.2 Tải trọng tính tốn
Dầm chịu tải trọng phân bố đều do bản truyền vào và
trọng lượng bản thân dầm
Hoạt tải: từ bản truyền vào dầm
p dp 0, 5 p s L1t 0, 5 p s L1 p
(KN/m)
L1t , L1p là khoảng cách giữa các dầm phụ phía trái và phía phải dầm
Tĩnh tải:
g dp 0, 5 g s L1t L1 p g d
(KN/m)
gdp - trọng lượng bản thân dầm phụ đã trừ đi chiều dày bản
g d bdp hdp h s .1. btc .n bt
(KN/m)
Tải trọng toàn phần lên dầm:
q dp g dp p dp
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
27
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
3.5.1.3 Xác định nội lực
Khi các nhịp cạnh nhau chênh lệch khơng q 10% có thể
dùng biểu đồ bao moment lập sẵn theo sơ đồ dẻo.
Dầm năm nhịp trở lên vẽ cho hai nhịp rưỡi, các nhịp giữa lấy
giống nhau
Dầm có bốn hoặc ba nhịp thì vẽ cho 2 nhịp hoặc 1,5 nhịp rồi
lấy đối xứng.
Tung độ hình bao moment
M b q dp L2tt
Hệ số b phụ thuộc vào vị trí tiết diện và tỉ số pdp/gdp cho trong
bảng tra
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
28
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
70
14
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Biểu đồ bao moment và lực cắt cho dầm phụ
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
29
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.1.4 Tính cốt thép dọc
Dùng moment dương lớn nhất ở giữa mỗi nhịp, để tính
thép dọc phía dưới tại mặt cắt giữa nhịp
Dùng moment âm lớn nhất trên từng gối tựa để tính
thép dọc phía trên tại mặt cắt gối
Dầm đúc liền khối với bản, xem một phần bản tham gia
chịu lực với dầm như là cánh của tiết diện chữ T.
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
30
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
71
15
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
Tùy theo sự làm việc của
bêtơng vùng cánh mà tính
với tiết diện chữ T hay chữ
nhật R
Dầm tiết diện chữ T:
(section A – Section D) khi
cánh nằm trong vùng nén
xem như cánh tham gia
chịu lực với sườn.
Dầm tiết diện chữ nhật R:
(Section B – Section C)
cánh nằm trong vùng kéo
nên bỏ qua. Tính tốn cấu
kiện chịu uốn tiết diện chữ
nhật bdp×hdp
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
31
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Chiều rộng tính tốn của bản
cánh:
bf = b + 2C1
Với C1 không vượt quá trị số bé
nhất trong 3 giá trị sau:
1/2 khoảng cách giữa 2 mép
trong của dầm: 1/2(L1 – bdp)
1/6 nhịp tính tốn L2 của dầm
6hs Khi hs ≥ 0,1hd thì có thể
tăng thành 9hs
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
32
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
72
16
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
Xác định vị trí trục trung hịa bằng cách tính Mf
M
f
R b b f h f h0 0, 5 h f
Nếu M ≤ Mf trục trung hồ qua cánh, tính như tiết diện chữ nhật “lớn” bf.h
Nếu M > Mf trục trung hịa qua sườn, tính như tiết diện chữ T
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
%
As 100%
bd hd 0
% ≥ min-dầm = 0,15% . Đối với dầm % = 0,8% 1,2% là hợp lý.
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
33
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
3.5.1.4 Tính cốt thép ngang (đai)
Kiểm tra điều kiện hạn chế về lực cắt
Kiểm tra điều kiện cần tính tốn cốt thép chịu cắt
Tính tốn cốt đai
Chọn đường kính cốt đai ( = 6, 8 mm) . Chọn số nhánh cốt
đai (n= 2, 3, 4)
Khoảng cánh tính tốn của cốt đai stt
Khoảng cách cực đại của cốt đai smax
stt
Khoảng cách cấu tạo của cốt đai sct
Chọn s ≥ 70 mm và chẵn theo cm
s sct
Nếu s quá dày hoặc quá thưa thì chọn
s max
lại và số nhánh rồi tính lại s
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
34
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
73
17
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.2 Tính dầm chính
3.5.2.1 sơ đồ tính
Dầm chính xem như là dầm liên tục kê lên cột và tường. Đoạn dầm
chính kê lên tường chịu lực t ≥ 340mm.
Tính dầm chính theo sơ đồ đàn hồi, nhịp tính tốn được lấy như sau:
Nhịp giữa lấy bằng
khoảng cách các trục
cột
Nhịp biên, lb lấy bằng
khoảng cách từ trục
cột đến tâm của gối
tựa trên tường.
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
35
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.2.2 Tải trọng tính tốn
Dầm chính chịu tải trọng do các dầm phụ truyền vào dưới
dạng các lực tập trung, ngồi ra cịn có trọng lượng bản
thân dầm là phân bố đều theo chiều dài dầm.
Hoạt tải:
P 0, 5 p dp L2 t L2 p
pdp là hoạt tải phân bố trên dầm phụ.
Tĩnh tải:
G G1 G 0
• G1 0, 5 g d L2 t L2 p
•
G0 b h hb L1. bt .n
gd là hoạt tải phân bố đều trên dầm phụ
là trọng lượng bản thân dầm chính được
quy về lực tập trung
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
36
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
74
18
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.2.3 Xác định nội lực
Có thể xác định biểu đồ bao moment, lực cắt một cách
trực tiếp hoặc tổ hợp.
a. Cách trực tiếp
Tung độ nhánh dương của biểu đồ bao moment
M max 0 GL 1 PL
Tung độ nhánh âm của biểu đồ bao moment
M min 0 GL 2 PL
Tung độ nhánh dương và âm của biểu đồ bao lực cắt
Qmax b 0 G b 1 P
Qmin b 0 G b 2 P
• trong đó i, bi - cho trong các bảng lập sẵn phụ thuộc vào số lượng
nhịp dầm và sơ đồ đặt tải trên mỗi nhịp.
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
37
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
A
C
B
2600
2600
2600
2600
46792,07
30182,27 10698,12
49728,02
38017,81
20447,68
57005,69
7800
27376,6
7800
2600
34106,21
2600
28691,5
19126,16
9990,35
3402,93
10149,63
5854,37
1983,33
2659,9
6984,57
10994,34
9605,49
30945,62
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
38
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
75
19
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
3.5.2.3 Xác định nội lực
b. Cách tổ hợp
Đặt tĩnh tải G lên toàn bộ dầm, vẽ được biểu đồ MG
Xét các trường hợp bất lợi của hoạt tải P. Ứng với mỗi
trường hợp như vậy vẽ được biểu đồ moment MPi
Các giá trị M G GL M P PL với hệ số được cho
trong bảng lập sẵn phụ thuộc vào sơ đồ dầm và dạng tải
trọng từng nhịp
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
39
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Tiến hành tổ hợp:
Tại mỗi tiết diện của dầm tính hai giá trị moment
M max M G max M P
M min M G min M P
trong đó maxMP và minMP là giá trị lớn nhất và bé nhất trong
các MPi
Hoặc đem cộng MG với lần lượt từng biểu đồ Mpi sẽ có các
biểu đồ Mi; vẽ chung tất cả biểu đồ Mi lên cùng một trục và
cùng tỉ lệ. Nối liền các đoạn ngoài cùng ở cả hai phiá sẽ 2
nhánh Mmax và Mmin của biểu đồ bao.
Đối với lực cắt làm tương tự
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
40
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
76
20
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.2.4 Tính cốt thép dọc
Việc tính tốn cốt thép thực hiện tương tự như đối với dầm
phụ
3.5.2.5 Tính cốt thép ngang
Tại những vùng lực cắt lớn, thì ngồi cốt đai có thể bố trí
thêm cốt xiên. Với trình tự tính tốn như sau
Kiểm tra điều kiện tính toán như đối với dầm phụ
Xác định smax , sct chọn bố trí cốt đai với s≤smax và s≤sct
Tính tốn qđ và Qđb
qđ
Rsd na d
s
Qđb
8 Rk bh02 q d
nếu Q ≤ Qđb thì khơng cần tính cốt xiên
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
41
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
3.5.2.6 Tính cốt treo
Tại vị trí dầm phụ gác lên dầm chính phải gia cố thêm lớp
cốt đai hay cốt xiên cho dầm chính, gọi là cốt treo.
Khi dùng cốt đai làm cốt treo thì diện tích cốt treo cần thiết là:
Atr
PG
Rs
trong đó Rs – cường độ tính tốn
về kéo của thép, P + G là lực tập
trung từ dầm phụ truyền vào dầm
chính
Số cốt treo cần thiết
ntreo
Atr
2
n( / 4)
n = số nhánh cốt treo
= đường kính cốt treo
Phạm vi bố trí cốt treo S = bbd + 2(hdc – hdp)
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
42
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
77
21
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
3.5.3 Cấu tạo cốt thép dọc trong dầm chính và dầm
phụ
Đường kính thép dọc ≤ 1/10 bd . Đối với dầm phụ =
12-20 mm, đối với dầm chính 32 mm
Trong mỗi dầm khơng nên có q 3 loại và độ chênh
lệch đường kính giữa chúng 3 ≤ D ≤ 8
Cốt thép khơng được bố trí so le giữa các hàng và phải
đối xứng qua trục đối xứng của tiết diện ngang dầm
Đảm bảo chiều dày lớp bêtông bảo vệ
và khoảng hở cốt thép
Bố trí cốt thép cấu tạo khi cần thiết
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
43
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
Cốt dọc chịu lực
cốt xiên
cốt cấu tạo
cốt đai
Cốt cấu tạo
Cốt đai
Cốt dọc chịu lực
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
Cốt dọc chịu lực
44
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thơng vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
78
22
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
3.5.4 Cắt uốn phối hợp thép – Biểu đồ bao moment
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
45
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
Kết cấu BTCT 2 – Chương 3 dầm BTCT
46
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
79
23
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtơng
cốt thép
a. Cắt bớt cốt dọc chịu kéo:
Từ điểm cắt lý thuyết cần kéo dài cốt thép dọc bị cắt thêm một
đoạn W
W
Khi trong vùng cắt bớt cốt dọc có cốt xiên thì W được tính
W
trong đó
0,8 Q 0
5d
2 q sw
0,8Q 0 Q inc
5d
2 q sw
Qsin c Rsin c Asin c sin
Vaø W >= 20d
47
3.5 HỆ DẦM TRONG KẾT CẤU
SÀN SƯỜN TỒN KHỐI
48
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thơng vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
80
24
Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2
Chương 3 – Dầm bêtông
cốt thép
b. Uốn cốt dọc – cốt xiên chống cắt
Khi thiết kế, thường bố trí trước cốt đai sct, dsw và n, từ
đó tính Qwb
Q wb 2 b 2 1 f b Rbt bh02 q sw
Nếu Q > Qwb thì cốt đai và bêtơng chưa đủ khả năng
chịu cắt phải tính cốt xiên
49
A sinc1
x
A sinc2
x2
A sinc3
x3
x4
Qwb
Q1 = Qgối
x
Q1
Q2
Tìm đoạn dầm (x) cần phải bố trí cốt xiên: theo quy tắc hai tam giác đồng
dạng dựa vào biểu đồ lực cắt và Qwb
Bố trí số lượng các lớp cốt xiên: dựa vào điều kiện đoạn xi < smax và góc
nghiêng cốt xiên
Tìm tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất bằng cách tính hình chiếu c0
Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thơng vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
81
25