[Xaydung360.Vn]Lý Thuyết Btct2_cô Hảo

8/9/2019 [Xaydung360.Vn]Lý Thuyết Btct2_cô Hảo.

1/230

LỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình “K ế t c ấ u bêtông c ố t thép – ph ần k ế t c ấ u nhàc ửa” đƣợ cviết ra trên cơsởđề cƣơng hệ tín chỉ của môn học “ Bê tông cốt thép – phần II “ của trƣờng Đạihọc Kiến trúc – Thành phố Hồ Chí Minh. Trong sách này trình bày những vấn đề về tính toán và cấu tạo các k ết cấu của nhà dân dụng và công nghiệ p.

Sách đƣợ c dùng làm tài liệu học tậ p cho sinh viên các ngành xây dựng cơ bản củacác trƣờng đại học, hoặc có thể làm tài liệu tham khảo cho các k ỹ sƣ thiết k ế k ết cấu

bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn hiện hành.

Trong quá trình viết quyển sách này , chúng tôi có tham khảo các tài liệu về k ết cấu bê tông cốt thép của các tác giả trƣớ c nhằm k ế thừa kiến thức đã có và bổ sung, cậ pnhật các nguyên lý tính toán mới để phục vụ bạn đọc.

Sách gồm sáu chƣơng.

Tr ần Thị Nguyên H ảo viết chương 1,2,4,6 và là chủ biên.

Đỗ Huy Thạc viết chương 3.

Lê Tuấ n Em viết chương 5.

Vớ i kiến thức và thờ i gian có hạn, tuy đã cố gắng r ất nhiều trong biên soạn , songkhó tránh khỏi những thiếu sót . Chúng tôi r ất mong các bạn sinh viên và bạn đọccảm thông và góp ý chân tình để quyển sách này ngày càng đƣợ c hoàn chỉnh hơn.

Xin chân thành cảm ơn Khoa Xây dựng trƣờng Đại học Kiến Trúc đã hỗ tr ợ và giúpđỡ chúng tôi hoàn thành giáo trình này.

NHÓM TÁC GIẢ


2/230

CHƯƠNG 1 - KẾT C ẤU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Trang1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HCM Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép- Phần 2 : Kết Cấu Nhà Cửa

CHƢƠNG 1. K ẾT CẤU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Ngày nay, k ết cấu khung bê tông cốt thép sử dụng r ộng rãi trong xây dựng dân côngnghiệp. Đối vớ i các công trình nhà ở và nhà làm việc, k ết cấu khung cho ta mặt

bằng khá linh hoạt các không gian sử dụng vì tƣờng ngăn các phòng không chịu lựccó thể phá bỏ chúng để mở r ộng không gian hoặc xây thêm vách ngăn.

Khung bê tông cốt thép có thể dùng cho nhà một tầng, nhiều tầng, một nhị p, nhiềunhị p. Khung bê tông cốt thép có thể đổ toàn khối hoặc lắ p ghép từ các cấu kiện dầmvà cột. Hệ lƣớ i cột phải phù hợ p vớ i không gian kiến trúc mặt ngoài của công trình.

1.1.1 KHE BIẾN DẠNG

Khe biến dạng là các khe đƣợ c thiết k ế đặc biệt nhằm cho phép xảy ra sự dịchchuyển tƣơng tối của hai phần cấu kiện k ế cận nhau mà không phá hỏng tínhnguyên vẹn của k ết cấu. Chức năng chung của các khe biến dạng là cho phép xảy rakhả năng dịch chuyển có thể kiểm soát đƣợc, tránh đƣợ c các ứng suất có hại.

– Khe nhi ệt độ

Khe giữa hai cột riêng trên một bản móng chung, biến dạng chênh lệch giữa cácmóng đƣợ c giải quyết một phần, nếu hai khối bị biến dạng lớ n thì móng này tr ở thành khớ p.

Khoảng cách giữa hai khe phụ thuộc vào loại k ết cấu chịu lực và k ết cấu tƣờ ngngoài của nhà. Vớ i hệ k ết cấu khung vách BTCT:

+ Khoảng cách giữa 2 khe co giãn là 45m nếu tƣờ ng ngoài là liền khối.

+ Khoảng cách giữa 2 khe co giãn là 65m nếu tƣờ ng ngoài là lắ p ghép.

Đối vớ i k ết cấu bê tông cốt thép thƣờ ng và k ết cấu bê tông cốt thép ứng lực trƣớ c có

yêu cầu chống nứt cấ p 3, cho phép không cần tính toán khoảng cách nói trên nếuchúng không vƣợ t quá tr ị số trong bảng 1.1.


3/230



Bảng 1.1. Khoảng cách lớ n nhất giữ a các khe cogiãn nhiệt cho phép không cần tính toán, m.

K ết cấuĐiều kiện làm việc của k ết cấuTrong đất Trong nhà Ngoài tr ờ i

Bê tông

Khung lắ p ghép 40 35 30

Toàn khốicó bố trí thép cấu tạo 30 25 20

không bố trí thép cấutạo

20 15 10

Bê tôngcốt thép

Khung lắ p ghép nhà một tầng 72 60 48

nhà nhiều tầng 60 50 40

Khung bán lắ p ghép hoặc toàn khối 50 40 30K ết cấu bản đặc toàn khối hoặc bán lắ pghép

40 30 25

Chú thích:Tr ị số trong bảng này không áp dụng cho các k ết cấu chịu nhiệt độ dƣớ i 40oC.Đối vớ i k ết cấu nhà một tầng , đƣợc phép tăng trị số cho trong bảng lên 20%.Tr ị số cho trong bảng này đối vớ i nhà khung là ứng với trƣờ ng hợ p khung không cóhệ giằng cột hoặc khi hệ giằng đặt ở giữa khối nhiệt độ.

– Khe lún

Khe lún tách r ờ i hai cột trên hai móng riêng r ẻ, giải pháp này giải quyết đƣợ c triệtđể cho hai khối lún biệt lậ p. Tuy nhiên tr ở nên phức tạ p khi tính toán , móng tại vị trí này bị lệch tâm r ất lớn. Đƣợ c phép không bố trí khe lún khi công trình tựa trênnền cọc, nền đá hoặc nền đƣợ c gia cố có độ lún r ất nhỏ.

Móng giữa các phần nhà cao thấ p khác nhau có phải tách ra hay không phải căn cứ vào tính chất đất nền, kiểu loại móng, hình dáng của mặt bằng công trình để xử lýcụ thể. Khi đất nền r ất kém, khó hạn chế đƣợc độ lún thì đành phải dùng khe lún để tách r ờ i móng của hai phần nhà có tầng cao thấ p khác nhau.

Ngƣợ c lại, khi tình hình địa chất là tƣơng đối tốt, tính ra lún giữa các phần nhà caothấp là đủ độ tin cậy, tr ị số lún tƣơng đối nhỏ thì có thể làm móng liền thành mộtkhối, không làm khe lún. Khi không làm khe lún, để giảm nội lực trong k ết cấu dolún không đều gây ra, có thể làm băng đổ sau ở chỗ nối giữa nhà cao vớ i nhà thấ p,

băng đổ sau đặt ở một bên của nhà vây, bề r ộng không nhỏ hơn 800mm .


4/230



Hình 1.1. Khe biến dạng

– Khe kháng ch ấ n

Trong các trƣờ ng hợ p sau, phải cắt nhà và công trình ra thành những khối nhà riêng biệt (đơn nguyên) bằng các khe kháng chấn :

- Các kích thƣớ c mặt bằng công trình không thỏa mãn các điều kiện trong

bảng 1.2 mà không có biện pháp tăng cƣờ ng.

khe luùn

khe nhieät khe luùn


5/230



- Công trình vớ i các khu vực có số tầng chênh nhau khá lớ n.

- Độ cứng hoặc tải tr ọng của các bộ phận k ết cấu chênh nhau rõ r ệtmàkhông có biện pháp hiệu quả.

Bảng 1.2 Giớ i hạn của L và B

Cấp động đất L/B L/Bmax l/b

VII ≤6 ≤6 ≤2

VIII- IX ≤5 ≤5 ≤1,5

Hình 1.2 Mặt bằng công trình


6/230



Bảng 1.3 Bề rộng tối thiểu của khe chống động đất (mm)

Hệ k ếtcấu

Cấp động đất thiết k ế VI VII XIII IX

Khung 4H+10 5H-5 7H- 35 10H-80Khung-vách cứng

2,5H+9 4,2H-4 6H-30 8,5H-68

Váchcứng

2,8H+7 3,5H-3 5H-25 7H-55

Ghi chú : H là độ cao mái của đơn nguyên thấp hơn trong cácđơn nguyên kề nhau tính bằng mét.

Nếu nhà có chiều cao H ≤ 5m thì chiều r ộng của khe kháng chấn không nhỏ hơn30mm.

Nếu nhà có chiều cao lớn hơn thì cứ 5m chiều cao thêm, chiều r ộng của khe khángchấn phải tăng thêm 20mm.

Khe kháng chấn phải phân chia nhà và công trình theo toàn bộ chiều cao nhƣngkhông nhất thiết phải xuyên qua móng ( tr ừ trƣờ ng hợ p khe kháng chấn trùng vớ ikhe lún).

Các khe co giãn, khe lún và khe kháng chấn nên bố trí trùng nhau.

Khi công trình đƣợ c thiết k ế kháng chấn thì khe co giãn và khe lún phải theo yêucầu của khe kháng chấn.

Chiều r ộng bé nhất của khe lún và khe kháng chấn đƣợ c tính theo công thức sau:

Dmin= V1 + V2+ 20mm

Trong đó V1 và V2 là chuyển dịch ngang cực đại tại đỉnh của khối thấp hơn theo

phƣơng vuông góc vớ i khe lún và khe kháng chấn.

1.1.2 KHÁI NIỆM NHÀ CAO TẦNG.

Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đƣa ra định nghĩa nhà cao tầng nhƣ sau:

Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết k ế, thi cônghoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thƣờng thì đƣợ c gọi là nhà cao tầng. Căn cứ vào chiều cao và số tầng nhà, phân ra 4 loại nhƣ sau:

- Nhà cao tầng loại 1: 9- 16 tầng (cao nhất 50m);


7/230


8/230



loại tải tr ọng ngang khác có thể tác dụng theo phƣơng bất k ỳ, khi đó phải tínhkhung nhƣ một khung không gian.

1.2.1 HỆ CHỊU LỰ C KHUNG.

Hệ khung là hệ thanh liên k ết giữa các thanh đứng (là cột), thanh ngang (là dầm) tạothành các nút cứng khung. Điện cần và đủ để khung ổn định là hệ bất biến hình. Đốivớ i khung BTCT toàn khối nhiều nhị p , nhiều tầng là hệ siêu tĩnh. Nút cứng khungcó chuyển vị, khác vớ i ngàm cứng giũa cột vớ i móng cao trình ngàm tại mặt trênmóng. Vì vậy khi công trình không có sàn hầm và có sàn hầm cao trình ngàm tínhkhung quy ƣớc nhƣ hình 1.4

Hình 1.3.Khung bê tông cốt thép


9/230


10/230



Đà kiềng thƣờng đƣợ c xem không phải là bộ phận khung ngang(thiên về an toàn).Tuy nhiên có ảnh hƣở ng nhất định đối với khung nhƣ:

Giảm chiều dài tính toán cột giảm độ mãnh cột tầng tr ệt.

Tăng độ cứng không gian của công trình khắc phục lún không đều.

Đà kiềng đƣợc gán vào tính khung khi có đúc bêtông sàn trệ t ( công trình khu vựcnền đất yếu). Đối vớ i công trình có sàn hầm cùng cao độ với đà giằng móng và mặtđài ( hình 1.4) nếu gán đà giằng móng vào cao trình ngàm tính khung, thì nh ị p tínhtoán đà giằng không chính xác vì không k ể tới kích thƣớc đài móng.

-Thi ế t k ế theo mô hình khung ph ẳng ngang .

Hình 1.5.Sơ đồ tính khung phẳng


11/230



- Thi ế t k ế theo mô hình khung không gian .

Hình 1.6 Sơ đồ tính khung không gian

- Thi ế t k ế theo mô hình khung tương đương : trong trườ ng h ợ p sàn không d ầm

Nguyên tắc cơ bản: (Theo quy phạm ACI 318 )

Đặc điểm chung của phƣơng pháp này là kết cấu không gian 3 chiều đƣợ cchia thành các khung phẳng dọc,khung phẳng ngang (hình 6.5).Mỗi khunggồm cột và bản dầm kéo liên tục qua các cột ,với đƣờ ng tr ục khung trùng vớ iđƣờ ng tr ục các cột . Dầm hoặc bản dầm bao gồm một phần bản sàn đƣợ c giớ i


12/230



hạn bởi các đƣờ ng tim của các ô bản liền k ề với đƣờ ng tr ục cột và k ết cấudầm hoặc mũ cột (nếu có).

Khi tính toán khung tƣơng đƣơng chịu tải tr ọng thẳng đứng,sàn và cột đƣợ ctính toán riêng r ẽ.Khi đó, cột đƣợ c giả thiết ngàm cả đầu trên lẫn đầu dƣớ i.

Hình 1.7 Sơ đồ tính khung tƣơng đƣơng

1.2.2 SƠ BỘ KÍCH THƢỚ C TIẾT DIỆN.

Khi chọn kích thƣớ c tiết diện các cấu kiện khung bê tông cốt thép, vì khung là hệ siêu tĩnh, tỉ lệ độ cứng của các cấu kiện hợ p lý sẽ cho sự phân phối nội lực hợ p lýgiữa các bộ phận, đảm bảo sự bền vững, độ biến dạng nhỏ và dễ thi công.

a. Chiều dày sàn :


13/230



+ Sàn có d ầm

1.

45

1

40

1 Lhb

Có thể chọn chiều dày theo công thức kinh nghiệm sau nhằm khống chế độ võng.

180min

nChuvibansàh

+ Sàn ph ẳng , sàn n ấ m (sàn không d ầm)

1.40

1

30

1 Lhb

b. Tiết diện dầm khung :

- Chi ều cao d ầm khung : h

Dầm liên k ết vớ i cột: Lh .12

1

14

1

Dầm liên k ết vớ i dầm: Lh .14

1

16

1

- Chi ều r ộng d ầm khung hb .2

1

3

1

- Đố i v ớ i ti ế t di ện d ầm b ẹt (sử dụng khi kiến trúc yêu cầu giảm chiều cao tầng)

..32

.181

201

hb

Lh

Nếu chênh lệch chiều cao h không nhiều giữa các nhịp, đồng thờ i k ết hợ p vớ iyêu cầu kiến trúc có thể chọn tiết diện dầm caobằng nhau.

c. Tiết diện cột khung :

Diện tích tiết diện cột đƣợc sơ bộ theo công thức:


14/230



b

b R

N K A

Trong đó

K= 1,1÷1,25 : hệ số k ể tớ i ảnh hƣở ng momen trong cột

N= q. S. n .

q= g+p (kN/m2), giá tr ị tải tr ọng đứng sơ bộtrên một m2 sàn, cóthểlấy tr ị số sau:

q= 0,8 ÷1 (kN/m

2

) đối vớ i cao ốc văn phòng, tƣờ ng là vách nhẹ.q= 1,1 ÷1,3 (kN/m2) đối với chung cƣ, tƣờ ng là vách gạch.

S (m2) diện tích sàn truyền tải lên cột khung.

n : số tầng nhà.

Kích thƣớ c tiết diện cột cần đáp ứng yêu cầu về chịu lực, phần tử cột nên có độ cứng lớn hơn phần tử dầm, và đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ của kiến trúc

d. Chiều dày vách : chiều dày vách đƣợ c chọn theo chiều cao mỗi tầng nhà

cmhh g vach 10&.25

1tan

min

1.2.3 XÁC ĐỊNH TẢI TR ỌNG.

(1). Tĩnh tải :

- Tr ọng lƣợ ng bản thân các lớ p cấu tạo sàn,chống thấm, dầm ,cột.

- Tr ọng lƣợng đƣờ ng ống k ỹ thuật

- Tải tr ọng tƣờ ng xây, vách hầm, vách thang.

Đối vớ i ô sàn vệ sinh, sàn mái ngoài tr ọng trƣợ ng các lớ p cấu tạo trên cộng thêmtr ọng lƣợ ng lớ p chống thấm ( vửa hồ dầu, sika, hay flinkote,..)

Tr ọng lƣợ ng lớ p chống thấm gc=10 daN/m2 , n=1,2

(2). Hoạt tải:


15/230



- Tùy theo chức năng sử dụng của sàn, giá tr ị tải tr ọng lấy theo TCXDVN 2737-1995 (xem ph ụ l ục 1 trang 232)

(3). Tải trọng gió:

Theo TCXD 2737-1995 công trình có chiều cao H>40m, có xét thành phần độngcủa tải tr ọng gió (xem phụ lục 11; trích dẫn TCXD 229-1999).

Khi H


16/230



Khuất gió c= -0.6.

Các mặt phẳng nghiêng góc : khi nhà có mái dốc hai phía, lấy theoTCVN 2737-1995)- bảng chỉ dẫn xác định hệ số khí động c.

Hệ số α độ H/L0 0,5 1 ≥2

Ce1 0204060

0+0,2+0,4+0,8

-0,6-0,4+0,3+0,8

-0,7-0.7-0,2+0,8

-0.8-0.8-0.4+0,8

Ce2 ≤60 -0,4 -0,4 -0,5 -0,8

B ảng 1.5 .Hệ số khí động c khi nhà có mái dốc hai phía

Hình 1.8 Sơ đồ tải gió nhà hai mái dốc

Ví dụ công trình có chiều cao H=17.1m và L=12.8m

34,18,12

1,17

L

H

Tra bảng 1.4 Ce1= - 0,466 và Ce2= - 0,5, nhƣ vậy gió gây bốc mái.

k : hệ số độ cao tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao z., ứng vớ i dạng địahình t xác định theo công thức sau:

2

1.844

t m

t g

t

z k z

z (1.2)

Trong đó:


17/230



ztg – độ cao của địa hình dạng t mà ở đó vận tốc gió không còn chịu ảnh hƣở ng của

mặt đệm, còn gọi là độ cao gradient;

mt – số mũ tƣơng thích với địa hình dạng t.

B ảng 1.6. Độ cao gradient vàh ệ s ố m t

Dạng địa hình ztg (m) mt

ABC

250300400

0.0700.0900.140

Địa hình A là địa hình tr ống tr ải, không có hoặc có r ất ít vật cản cao không quá1,5m( bờ biển thoáng, mặt sông ,hồ lớn, cánh đồng,..)

Địa hình B là địa hình tƣơng đối tr ống tr ải, có một số vật cản thƣa thớ t cao khôngquá 10m( vùng ngoại ô ít nhà , thị tr ấn, làng mạc,..)

Địa hình C là địa hình bị che chắn mạnh , có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m tr ở lên (trong thành phố, vùng r ừng r ậm…)

Công trình xây dựng tại TP.HCM tra phụ l ục 10 vùng gió IIA và dạng địa hình C dovậy ,

Wo= 95-12= 83daN/m2 (vùng ít ảnh hƣởng gió bão đƣợ c giảm 12daN/m2.

ztg = 400 ; mt = 0,14.

14,0.2

400844,1)(

x

t

z z k

B: b ề r ộng đón gió, đƣợc xác định tùy theo cách nhậ p tải tr ọng gió vào phần mềm

tính khung

Khi gán tải vào phần tử cột thì B(m) là bƣớ c cột liền k ề đƣợ c gán tải,cách nhậ p này khá mất công vì tải gió sẽ khác nhau cho từng cột theomỗi phƣơng, và giữa các phƣơng x, y có bƣớ c cột khác nhau. Có thể dùng cách gán tải này nếu chúng ta chọn giải pháp tính nội lực chokhung phẳng (gán áp lực gió đẩy, gió hút vào 2 cột biên của khung).

Khi gán tải vào phần tử dầm thì B(m) là trung bình cộng của chiều cao

hai tầng nằm liền k ề cao trình z(m) đang xét. Cách nhậ p này nhanh và


18/230



tiện vì lực gió theo hai phƣơng trong từng tầng sẽ nhƣ nhau, không phụ thuộc vào bƣớ c cột phƣơng x,y.

Khi gán tải tậ p trung vào nút cột biên mỗi tầng, gió đẩy và gió hútđƣợ c cộng dồn giá tr ị, nghĩa là áp lực gió đƣợ c tính vớ i hệ số khíđộng c=1,4.

Khi gán tải tậ p trung vào tâm cứng sàn mỗi tầng (phần mềm ETAB cóthêm chức năng này), gió đẩy và gió hút đƣợ c cộng dồn giá tr ị, nghĩalà áp lực gió đƣợ c tính vớ i hệ số khí động c=1,4. Vì vậy, B(m2) làdiện tích mặt đón gió theo chiều r ộng hoặc chiều dài nhà.

Gió phương X

→ B(m2)= bề r ộng nhà theo phƣơng X nhân vớ i trung bình cộng củachiều cao hai tầng liền k ề cao trình đang xét.

Gió phương Y

→ B(m2)= bề rông nhà theo phƣơng Y nhân vớ i trung bình cộng củachiều cao hai tầng liền k ề cao trình đang xét.

1.2.4 CÁC TRƢỜ NG HỢ P TẢI NHẬP VÀO MÔ HÌNH TÍNH KHUNG

Các trƣờ ng hợ p tải tr ọng Diễn giảiTĨNH TẢI ( DEAD) Tải thƣờ ng xuyên+ Phần tải dài hạn

của hoạt tảiHOẠT TẢI 1 (LIVE) Chất đầy phần tải ngắn hạn của hoạt

tảiHOẠT TẢI 2 (LIVE) Chất cách nhị p phần tải ngắn hạn

của hoạt tảiHOẠT TẢI 3 (LIVE) Chất cách nhị p phần tải ngắn hạncủa hoạt tải (chất ngƣợ c vớ i HT2)

GIÓ TX (WIND) Gió phƣơng X từ tráiGIÓPX (WIND) Gió phƣơng -X từ phảiGIÓ TY (WIND) Gió phƣơng Y từ trƣớ cGIÓ PY (WIND) Gió phƣơng -Y từ sau

Lƣu ý khi tính khung phẳng chỉ có tải GIO TX, GIO PX.


19/230



DEAD :

Tải tr ọng tác dụng lên sàn (daN/m2) đƣợ c phần mềm tính toán k ếtcấu (SAP, ETAB) tự động hóa tr ọng lƣợ ng bản thân các cấu kiệnsàn, dầm, cột, vách BTCT.

Tr ọng lƣợ ng các lớ p hoàn thiện sàn cộng vớ i phần dài hạn của hoạttải.

Giá tr ị tải thƣờng xuyên đƣợ c nhập dƣớ i dạng tải phân bố trên diện tích sàn.

Ví dụ

Loại phòng

Giá tr ị tiêu chuẩn

(daN/m2)

Giá tr ị tính toán.

(daN/m2)

Lớ pHoànthiện

Phầndài hạn

TảiThƣờ ngxuyên

Lớ pHoànthiện

Phầndài hạn

TảiThƣờ ngxuyên

Phòng ngủ, ăn, bế p.

138 30 168 158 39 197

Phòng học, bancông

138 70 208 158 84 242

Tr ọng lượng tường xây :( xem phụ l ục 1)

gt = gtc x 1,1x (htầng -hdầm)

CHÚ Ý:

Nếu mô hình cầu thang, hồ nƣớ c mái chứa khai báo đƣợ c vào mô hìnhkhung không gian, thì cần nhậ p thêm vào khung các giá tr ị tải sau:

+ Tải tr ọng phân bố trên đoạn dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tớ i do bảnthang truyền vào.

+ Tải tr ọng tậ p trung tại các tr ục cột do hồ nƣớ c mái truyền vào .


20/230



LIVE :Hoạt tải ngắn hạn có giá tr ị tải không lớ n so vớ i giá tr ị tải tr ọng thƣờ ngxuyên, nên việc chia nhiều các trƣờ ng hợp đặt hoạt tải kh ác nhau không làm tăngđáng kể nội lực tại tiết diện khảo sát.Chênh lệch nội lực do trƣờ ng hợ p hoạt tải chất

đầy và do đặt cách nhị p chỉ làm M thay đổi không qu á 3%. Giá tr ị M chủ yếu làdo gió gây ra (nếu không xét ảnh hƣởng động đất), nên việc thay đổi cách đặt hoạttải đứng càng không ảnh hƣởng đáng kể đến giá tr ị này. Vì vậy có thể tách riêng

phần hoạt tải đứng dài hạn vào tĩnh tải nhƣ đã trình bày ở bảng trên.

WIND:

- Tính khung phẳng nên gán tải gió tậ p trung tại nút cột biên mỗi tầng, vì khi đóhệ số c lấy bằng tổng của phía gió đẩy và gió hút c=0,8+0.6=1.4 → việc nhậ p tải

không cần tách hai phía đẩy và hút cho một hƣớ ng gió. - Tính khung không gian nên gán tải gió phân bố lên dầm biên mỗi tầng, hoặc tâm

cứng sàn.

1.2.5 TÍNH TOÁN NỘI LỰ C VỚ I TỪNG TRƢỜ NG HỢ P TẢI TR ỌNG, TỔ HỢ P NỘI LỰ C.

Khung là k ết cấu siêu tĩnh bậc cao, hiện nay thƣờ ng sử dụng các chƣơng trình tínhk ết cấu đã đƣợ c lậ p trình sẵn để xác định nội lực do từng trƣờ ng hợ p tải tr ọng gây

ra.

- Theo TCVN 2737-95 , tổ hợ p tải tr ọng gồm có tổ hợp cơ bản và tổ hợ pđặc biệt.

Tổ hợp cơ bản gồm các tải tr ọng thƣờ ng xuyên, tải tr ọng tạm thờ i dài hạn vàtạm thờ i ngắn hạn.

Tổ hợp đặc biệt gồm các tải tr ọng thƣờ ng xuyên, tải tr ọng tạm thờ i dài hạn vàtạm thờ i ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải tr ọng đặc biệt.

Tổ hợ p tải tr ọng cơ bản có từ 2 tải tr ọng tạm thờ i tr ở lên thì phải nhân vớ i hệ số tổ hợ p 0,9

Trong phạm vi đồ án môn học chỉ cần tính toán vớ i tổ hợ p nội lực cơ bản.

Định nghĩa các tổ h ợ p n ội l ự c :

Khi tính theo phƣơng án khung phẳng bao gồm 7 tổ hợ p (t ừ comb1 ÷ comb7) và 13

tổ hợ p (từ comb1 ÷ comb13) khi tính theo phƣơng án khung không gian. Phần mềm


21/230



tính toán mặc định các COMBO theo kiểu cộng đại số (linear add) và 1 tổ hợ p BAO(mặc định Envelope) để lấy giá tr ị max, min từ các tổ hợ p trên.

Các tổ hợ pTổ hợ p Cấu trúcCOMB1 TĨNH TẢI+ HT1COMB2 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT1+ GIO TX)COMB3 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT1+ GIO PX)COMB4 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT2+ GIO TX)COMB5 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT2+ GIO PX)COMB6 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT3+ GIO TX)COMB7 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT3+ GIO PX)COMB8 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT1+ GIO TY)

COMB9 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT1+ GIO PY)COMB10 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT2+ GIO TY)COMB11 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT2+ GIO PY)COMB12 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT3+ GIO TY)COMB13 TĨNH TẢI+ 0,9 (HT3+ GIO PY)BAO Envelope (COMB1, COMB2,…, COMB13)

- Theo ACI CODE 318-1995

Là tiêu chuẩn thiết k ế k ết cấu BTCT của Hoa K ỳ. Tiêu chuẩn quy định,

khi thiết k ế vẫn dựa vào phƣơng trình cơ bản quen thuộc:

Nội lực gây ra do tải tr ọng bất lợi ≤ khả năng chịu lực.

Hay U(≡ M, N, Q) ≤ ФSn

Giá tr ị Ф tùy vào trạng thái ứng suất của tiết diện đang xét:

Ф =0.7 - 0.9; cấu kiện chịu uốn, chịu kéo đúng tâm, lệch tâm.

Ф = 0.7; cấu kiện chịu nén đúng tâm, lệch tâm.

Quy phạm không quy định phần hoạt tải tác dụng dài hạn riêng. Chỉ có những dạngtải tác động nhƣ sau:

D: Tĩnh tải - Dead load.

L: Hoạt tải - Live load.

W: Gió - Wind load.

E: động đất - Earthquake load


22/230



H: Áp lực đất - Earth pressure

F: Áp lực chất lỏng -Fluid pressure

I : Xung động( va chạm, nổ..) - Impact allowance

T: Tác động môi trƣờ ng - Environmental effects

(T có thể do co ngót, từ biến, lún, thay đổi nhiệt độ gây ra).

Và chỉ có các dạng tổ hợp sau đây:

Cơ bản U=1.4D+1.7L

Gió U=0.75(1.4D+1.7L+1.7W)

U=0.9D+1.3W (kiểm tra lệch, trƣợ t)

Động đất U=0.75(1.4D+1.7L+1.87E)

U=0.9D+1.43E (kiểm tra lệch, trƣợ t)

Áp lực đất U=1.4D+1.7L+1.7H

U=0.9D+1.7H

Chất lỏng U=1.4D+1.7L+1.4F

U=0.9D+1.4F

Xung động U=1.4D+1.7(L+I)

U=0.9D+1.7I

T ác động môi trƣờ ng U=0.75(1.4D+1.7L+1.4T)U=1.4(D+T)

1.2.6 TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP

(1).Thép cột :

Sau khi sử dụng các phần mềm tính toán nội lực khung, xuất bảng giá tr ị nội lực cộtkhung chỉ định ,chọn tất cả các COMBO khai báo. Nhƣ vậy, tại mỗi vị trí tiết diện

ngang của cột sẽ lực có 7 cặ p nội lực khi tính theo phƣơ ng án khung phẳng và 13cặ p nội lực khi tính theo phƣơ ng án khung không gian. Cần làm thêm buớ c lọc k ết


23/230



quả tr ƣớ c khi tính thép. Do tính chất đối xứng khi tính và bố trí thép cột, không cần phân biệt momen âm hay dƣơng ,chỉ cần lấy các cặ p nội lực bất lợ i cho cột nhƣ sau:

Hình 1.9 Quy ƣớ c chiều phần tử cột.

Chú ý quy ƣớ c tr ục tọa độ sử dụng trong các phần mềm tính toán k ết cấu nhƣ sau:

Momen M 22 quay quanh tr ục OX có phương tác dụng theo phương OY. Momen M 33

quay quanh tr ục OY có phương tác dụng theo phương OX. Cạnh b song song OX,cạnh h song song OY.

Khung ph ẳng: N max →M33tƣ

M33 max →Ntƣ

Khung không gian : N max → Mxtƣ ; My

tƣ

Mx max → N

tƣ

; Mytƣ

My max → N

tƣ ; Mxtƣ

Từ mỗi cặ p nội lực trên, áp dụng bài toán tính thép cột cho cấu kiện chịu nén lệchtâm đã đƣợ c học trong giáo trình BTCT phần 1, tính đƣợ c diện tích tiết diện cốtthép c ột , chọn giá tr ị thép của cặ p nào lớ n nhất để bố trí.

(2). Thép dầm :

Đối vớ i phần tử dầm, là cấu kiện chịu uốn chỉ cần xuất nội lực của 1 tổ hợ p BAO.Tƣơ ng tự nhƣ cột, tại mỗi tiết diện dầm ta lọc các cặ p nội lực sau:


24/230



Mmax→ tính thép dọc cho miền dƣớ i (ứng vớ i giá tr ị momen dƣơng lớ n nhất)

Mmin → tính thép dọc cho miền trên (ứng vớ i giá tr ị momen âm lớ n nhất)

Qmax → tính bƣớc đai cho dầm.

Hình 1.10 Quy ƣớ c chiều phần tử dầm

Lƣu ý, khi sử dụng phần tính nội lực khung ,nên hạn chế chọn số vị thép trí mặt cắtcho phần tử cột, dầm (2-3 mặt cắt) thì việc xuất và lọc k ết quả nội tính .

1.2.7 TÍNH THÉP VÁCH

Tính toán cốt thép dọc cho vách phẳng

Vách cứng dạng côngxon phải chịu tổ hợ p nội lực sau: (N, Mx, My, Qx, Qy). Dovách cứng chỉ chịu tải tr ọng ngang tác động song song vớ i mặt phẳng của nó nên bỏ qua khả năng chịu mô men ngoài mặt phẳng Mx và lực cắt theo phƣơ ng vuông gócvớ i mặt phẳng Qy, chỉ xét đến tổ hợ p nội lực gồm (N, My, Qx).


25/230



Việc tính toán tác động đồng thờ i của cả mô men và lực cắt r ất phức tạ p và khó thựchiện đƣợc. Cho nên, đến nay trong các tiêu chuẩn thiết k ế vẫn tách riêng việc tínhcốt dọc và cốt đai. Dƣới đây trình bày 3 phƣơng pháp tính toán cốt thép dọc cho

vách phẳng có thể sử dụng thiết k ế vách cứng cho nhà cao tầng.

-Phƣơ ng pháp phân bố ứng suất đàn hồi.

-Phƣơ ng pháp giả thiết vùng biên chịu mô men.

-Phƣơ ng pháp xây dựng biểu đồ tƣơ ng tác.

(1)Ph ươ ng pháp phân b ố ứ ng su ất đàn hồi

Phƣơ ng pháp này chia vách thành những phần tử nhỏ chịu lực kéo hoặc nén đúngtâm, coi nhƣ ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử. Tính toán cốt thép cho từng phần tử. Thực chất là coi vách nhƣ những cột nhỏ chịu kéo hoặc nén đúng tâm.

Các bướ c tính toán

- Chia vách cứng thành 5 vùng, đánh số từ 1÷5, mỗi vùng có kíchthƣớ c(0.2Lxhv)

1

(0,2 L)

2

(0,2 L)

3

(0,2 L)

4

(0,2 L)

5

(0,2 L)

L

- Ứ ng suất trung bình của mỗi vùng tiết diện (hv x0,2L)

i

X

X

C

y J

M

A

N ; (>0 hay 0 theo chiều kim đồng hồ

+ yi : khoảng cách từ tr ọng tâm tiết diện đến tr ọng tâm vùng thứ i

+ Jx : Momen quán tính

-Ứ ng suất trung bình trong vùng (1), (2)

hv


26/230



i

X

X

C

i y J

M

A

N ; (>0 hay 0 hay 0 ) ; vớ i i = 3 (1.6)

-Lực kéo nén cho các vùng (1), (2), (3), (4), (5) :

Ni= 0,2L. hv. i (>0 hay 0 : s

vb si

R

Lh R N A

2,0..

(1.7)

+ Nếu Ni< 0 : s

i

s R

N A

(1.8)

- Bố trí thép cho vùng (1) và (5)là As

As = max ( As1 , As5 )

- Bố trí thép cho vùng (2),ø (3) và (4) là fs

fs =2 max ( As2 , As4 )+ As3

- Tổng diện tích cốt thép trên tiết diện là As = 2 As + fs.

Ví d ụ : Tính toán và bố trí cốt thép cho vách có tiết diện (hvxL)= (250x2250). Bê

tông B25, thép AIII. Nội lực : N=7200KN, Mx=3400KNm, Q=1800KN.


27/230



Gi ải :

R b=14,5MPa= 1,45KN/cm2

R s=360MPa=36 KN/cm2

Tính4

3

237,012

25,2.25,0m J x

V ùng 5,1 1237,0

3400

5,2.25,0

72001,5 i

X

X

v

y J

M

A

N

Vùng 4,2 5,0237,03400

5,2.25,072002,4 i

X

X

v

y J M

A N

Vùng 32

3 /115205,2.25,0

7200m KN

A

N

v

Vùng 1 2 3 4 5

i (KN/m2) -2826 4347 11520 18693 25866

Ni (KN) -353,25 543 1440 2337 3233

Asi (cm2 ) 9,81


28/230



Bảng k ết quả thép vách

Diện tích thép tínhtoán

Đoạn biên Đoạn giữa Diện tích thépchọn

As

cm2

fs

cm2

As

cm2 (mm)

a

(mm)

As

(cm2) (mm)

a

(mm)

fs

(cm2)

As

(cm2)

µ%

39,48 29,16 108 13Ø20 80 40,82 2x11Ø14

120 31,9 113 1,82

(2)Ph ươ ng pháp gi ả thi ế t vùng biên ch ị u mô men

Phƣơ ng pháp này cho r ằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu tƣờng đƣợ c thiếtk ế để chịu toàn bộ mô men. Lực dọc tr ục đƣợ c giả thiết là phân bố đều trên toàn bộ


29/230



chiều dài tƣờng. Tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp 1, chỉ khác ở chỗ bố trí tập trung lƣợ ngcốt thép chịu toàn bộ momen ở hai đầu vách.

Phƣơ ng pháp này khá thích hợp đối với trƣờ ng hợ p vách có tiết diện tăng cƣờ ng ở hai đầu (bố trí cột ở hai đầu vách),thiên về an toàn vì chỉ k ể đến khả năng chịumômen của cốt thép.

Các bướ c tính toán:

- Bƣớ c 1: giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu mô men. Xét vách chịu lực dọctr ục N và mô men uốn trong mặt phẳng Mx. Mô men Mx tƣơng đƣơ ng vớ i một cặ pngẫu lực đặt ở hai vùng biên của tƣờ ng.

- Bƣớc 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên:

)5,05,0(,

r l

xbr l

B B L

M A

A

N P

(1.9)

vớ i A b : diện tích vùng biên.

A: diện tích mặt cắt vách.

- Bƣớ c 3: tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén.

- Bƣớ c 4: kiểm tra hàm lƣợ ng cốt thép. Nếu không thỏa mãn thì phải tăng kíchthƣớ c B của vùng biên lên r ồi tính lại từ bƣớ c 1. Chiều dài của vùng biên B có giátr ị lớ n nhất là L/2, nếu vƣợ t quá giá tr ị này cần tăng bề dày tƣờ ng.

- Bƣớ c 5: kiểm tra phần tƣờ ng còn lại giữa hai vùng biên nhƣ đối vớ i cấu kiện chịunén đúng tâm. Trƣờ ng hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu néntrong vùng này đƣợc đặt theo cấu tạo.

(3)Ph ươ ng pháp s ử d ụng bi ểu đồ t ươ ng tác

a. Khái niệm:

Phƣơ ng pháp này dựa trên một số giả thiết về sự làm việc của bê tông và cốtthép để thiết lậ p tr ạng thái chịu lực giớ i hạn (Nu, Mu) của một vách bê tông cồt thépđã biết. Tậ p hợ p các tr ạng thái này sẽ tạo thành 1 đƣờ ng cong liên hệ giữa lực dọc Nvà mômen M của tr ạng thái giớ i hạn.

- Tiết diện vách đƣợ c giả thiết nhƣ sau: tiết diện vách phẳng trƣớ c khi chịulự c thì vẫn phẳng sau khi chịu lự c. Đây là giả thiết r ất quan tr ọng trong tính toán,


30/230



giả thiết này đƣợ c sử dụng để tính toán cấu kiện chịu uốn(dầm), cấu kiện chịu nénuốn (cột) trong các tiêu chuẩn của Hoa K ỳ, Anh, Australia,… . Dựa trên giả thiếtnày, chúng ta có thể tính toán đƣợ c biến dạng tại một điểm bất k ỳ trên tiết diện theo

biến dạng lớ n nhất của bê tông vùng nén và cốt thép trong vùng kéo hoặc nén ít.

-Giả thiết quan hệ ứng suất biến dạng của cốt thép, quan hệ này đã đƣợc đơ ngiản hóa để thuận tiện cho tính toán.

-Giả thiết về biểu đồ ứng suất bê tông vùng nén và bê tông vùng nén quy đổi.

-Giả thiết về biến dạng cực hạn quy ƣớ c của bê tông vùng nén.

Thiế t l ậ p biểu đồ t ươ ng tác:

-Nguyên tắc chung: dựa vào biến dạng cực hạn của bê tông vùng nén và vị trícủa tr ục trung hòa đƣợ c thể hiện qua chiều cao vùng nén x, ta có thể xác định đƣợ ctr ạng thái ứng suất trong bê tông và cốt thép trong vách, các ứng suất này tổng hợ plại thành 1 lực dọc và 1 mômen tại trong tâm hình học của vách, chính là 1 điểmcủa biểu đồ tƣơ ng tác.

-Các điểm chính trên biểu đồ tƣơ ng tác: vì biểu đồ tƣơ ng tác là một đƣờ ngcong,mỗi điểm trên đƣờ ng cong này tƣơ ng ứng vớ i 1 vị trí của tr ục trung hòa trên

tiết diện vách (1 giá tr ị của x), vì vậy việc thiết lậ p biểu đồ này thƣờng đƣơ c thiếtlậ p bằng sự tr ợ giúp của máy tính.

Tính toán cốt thép ngang cho vách phẳng

Đối vớ i các vách cứng thông thƣờ ng - tỷ lệ cao/chiều dài tƣờ ng lớ n, ảnh hƣở ng củalực cắ

Khả năng chịu lực cắt của tƣờ ng gồm khả năng chịu cắt của bê tông Q b và khả năngchịu cắt cốt thép Qsw:

Qu=Q b+Qsw(1.10)

t là nhỏ. Tuy nhiên, khi tỷ lệ chiều cao/chiều dài thƣờ ng tƣơng đối nhỏ, vách códạng côngxon ngắn, ảnh hƣở ng của lực cắt là nguy hiểm. Lúc này, cần xét đến lựccắt.

Chú ý r ằng khả năng chịu lực cắt của bê tông Qb phải xét đến hảnh hƣở ng của lựcdọc. Khi có lực nén, ứng suất kéo gây bở i lực cắt sẽ giảm, do đó làm tăng khả năng

chịu cắt của bê tông.


31/230


32/230



1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0

α. 10-5

126 150 172 191 207 220 230 238 245 249 254

Bảng1.7 Hệ số α

- Kiểm tra võng và bề r ộng vết nứt của các cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật chịu uốn, cốt thép đơn bằng công thức đơn giản và các biểu đồ từ 1 đến 5(xem

phụ lục 8).

Công thức xác định độ võng :

oh

l T f

2

(1.13)

Công thức xác định bề r ộng vết nứt

Ad an (1.14)

Trong đó: f – độ võng (cm);

an – bề r ộng vết nứt (mm);

l – khẩu độ (nhị p)cấu kiện (m);

ho – chiều cao có ích của tiết diện cấu kiện (cm);

d – đƣờ ng kính cốt thép (cm);

T và A – hệ số tra biểu đồ từ 1 đến 5 phụ thuộc vào:

+ Hàm lƣợ ng cốt thép %.

+ Số hiệu bê tông (cấp độ bền B) và cốt thép.

+ Tỉ lệ phần tải tr ọng tác dụng dài hạn trên tổng tải tr ọng (r) .

cc

c

dh

c

p g

p g r (1.15)


33/230



- Có thể xem k ết quả từ phần mểm tính khung độ võng của từng trƣờ ng hợ ptải tr ọng sau:

B EJ x f f danhoi BTCT

Trong đóf đàn hồi = k ết quả tính theo phần mềm SAP2000.

Đ ộ cứng B của cấu kiện BTCT (xem sách BTCT phần1)

bred b

b

s s

s

A E A E

Z h B 0 (1.16)

1.2.9 QUY ĐỊNH CẤU TẠO THÉP NÚT KHUNG.

Cấu tạo nút khung (nối cột vớ i dầm, nối cột vớ i móng, ..) là r ất quan tr ọng. Nútkhung phải có kích thƣớ c hình học và bố trí cốt thép sao cho phù hợ p với sơ đồ tínhtoán. Trong khung bê tông cốt thép toàn khối các nút đƣợ c xem là nút cứng, vì thế

phải bảo đảm bê tông chịu nén không bị ép vỡ và cốt thép neo vào nút không bị tuột.Tr ạng thái ứng suất nút khung khá phức tạ p. Ở các góc đều có sự tậ p trung ứngsuất , sự phân bố ứng suất phụ thuộc r ất nhiều vào hình dáng và kích thƣớ c nútkhung (vát góc nút khung thì sự tậ p trung ứng suất giảm đi). Mặt khác bê tông cốtthép là vật liệu không đồng chất và đẳng hƣớ ng, nên tr ạng thái ứng suất còn phụ thuộc vào sự bố trí thép trong nút đó, ngƣờ i ta phải thí nghiệm nhiều mẫu nút khung

bằng chính vật liệu bê tông cốt thép để rút ra những cấu tạo hợ p lý cho các loại nútkhác nhau.

Khi cấu tạo cốt thép tại nút khung cần phải phân biệt cốt thép chịu kéo (đặt tại vùngmomen căng thớ ), hoặc chịu nén để xác định chiều dài đoạn neo đúng quy định.

Đoạn neo cốt thép k ể từ mút thanh đến tiết diện vuông góc vớ i tr ục dọc cấu kiện màở đó nó đƣợ c sử dụng toàn bộ khả năng chịu lực (tính vớ i toàn bộ cƣờng độ tínhtoán ) không đƣợ c nhỏ hơn giá trị lan xác định theo công thức:

an

b

sanan R

R

(1.17)

Đồng thời đoạn neo cũng không đƣợ c nhỏ hơn giá trị l*an = an và lmin.


34/230



Các giá tr ị số của an , Δan , an và lmin cho trong bảng và là đƣờ ng kính của cốtthép.’

Điều kiện làmviệc của cốt thép

Hệ số an và an

Hệ số Δan

lmin(mm)

Cốt thép có giờ Cốt thép tròntrơn

an an an an

1.Đoạn neo cốt thépa-Chịu kéo trong bê tông

chịu kéo b-Chịu nén hoặc kéotrong vùng bê tông chịunén2.Nối chồng cốt thépa-Trong bê tông chịukéo

b-Trong bêtông chịu nén

0.7

0.5

0.90.65

20

12

2015

1.2

0.8

1.551

20

15

2015

11

8

118

250

200

250200

Trong trƣờ ng hợ p thanh cần neo có diện tích tiết diện lớn hơn diện tích yêu cầu theo

tính toán (chƣa sử dụng hết khả năng chịu lƣc) thì giá trị lan tính theo công thứcđƣợ c phép giảm xuống bằng cách nhân vớ i tỉ số diện tích yêu cầu và diện tích thựccó.


35/230



`

Hình 1.11 Cấu tạo thép nút khung

Tại vị trí đà ngang bị gãy khúc, dƣớ i tác dụng của momen dƣơng, lực trong cốt thépchịu kéo và chịu nén tạo thành những hợ p lực hƣớng ra ngoài. Góc gãy α< 160o,ngoài việc bố trí đai gia cƣờng trong vùng S=htg3/8α cần phải cắt cốt dọc chịu kéo(toàn bộ hay một phần) để neo vào vùng bê tông chịu nén.

Cốt đai dùng để giằng cốt dọc đƣợc đƣợc tính toán theo hai trƣờ ng hợ p:

Đủ chịu hợ p lực trong các thanh cốt dọc không đƣợ c neo trong vùng nén.

2cos2cos 1 s s sw sw A R A R

(1.18)

Đủ chịu 35% hợ p lực trong tất cả các thanh cốt dọc chịu kéo

2cos7,0cos s s sw sw A R A R (1.19)

As - diện tích tiết diện của tất cả các thanh cốt dọc chịu kéo;

As1 - diện tích tiết diện của các thanh cốt dọc không neo trong vùng nén.


36/230




37/230



Hình 1.11 Cấu tạo thép nút khung


38/230



Hình 1.12. Cấu tạo cốt treo gia cƣờ ng

1.3 KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP.

Khung bêtông cốt thép lắp ghép đƣợ c thíết k ế gồm các cấu kiện cột, dầm, k ể cả móng đƣợ c chế tạo tại nhà máy, vận cuyển đến công trƣờ ng lắ p ráp lại. Việc tínhtoán khung lắ p ghép hoàn toàn giống khung toàn khối, do vậy phần còn lại chỉ làviệc xử lý các mối liên k ết. Về nguyên tắc các mối nối phải chắc chắn, đảm bảocƣờng độ và độ cứng của toàn bộ k ết cấu để k ết cấu làm việc giống nhƣ toàn khối.

1.3.1 SƠ ĐỒ KHUNG LẮP GHÉP VÀ NỬ A LẮP GHÉP.


39/230



H ình 1.13. Sơ đồ tính khung lắp ghép

Hình 1.14 Sơ đồ khung ngang nhà công nghiệ p lắp ghép

Cột bêtông cốt thép lắ p ghép k ết hợ p vớ i dầm mái, dàn mái bằng thép hoặc bêtôngcốt thép cho phép làm nhà có dị p lớ n 18m, 24m, 36m.Trong nhà có thể có cầu chạychạy trên vai cột hoặc cầu chạy treo vào k ết cấu mái. Nhiều nhà công cộng đƣợ cdựng lắp theo sơ đồ trên hình 1.13. Các sơ đồ này cũng thích hợ p vớ i k ết cấu nhàkho. Sơ đồ trên hình 1.14 đƣợ c dùng cho những nhà có dịp đến 15m có mái dốc lợ p

bằng vật liệu nhẹ. Do k ết cấu là tĩnh định nên không phát sinh nội lực do lún khôngđều.

Đối vớ i khung lắ p ghép, việc tạo nút cứng là k hó khăn hơn so vớ i khung toàn khối.Vì vậy việc phân nhỏ khung thành những phần riêng biệt để chế tạo ở công xƣở nghoặc trên sân bãi r ồi lắ p ghép vào vị trí thiết k ế đòi hỏi nhiều yêu cầu k ỹ thuậttrong đó khâu chế tạo và nối ghép chính xác là đáng quan tâm. Chi phí thép và nhâncông cho một mối nối cũng không nhỏ. Tuy vậy, mối nối khớ p r ất dễ thực hiện đốivớ i khung lắ p ghép, nên các nhà một tầng có sơ đồ nhƣ trên hình 1.15 khá thích hợ pvớ i khung lắp ghép và đƣợ c sử dụng r ộng rãi trong xây dựng công nghiệ p và dândụng.

Đối vớ i khung nhiều tầng, việc chia cắt thành các cấu kiện lắ p ghép (là những phầnriêng biệt để chế tạo sẵn) phải xuất phát từ khả năng của thiết bị cẩu, sự thuận tiệntrong chế tạo , chất kho, chuyên chở cẩu lắ p và hàn nối, dễ hoán vị cấu kiện, dễ sử sử lý sai số khi chế tạo và dựng lắ p.

Khi tính toán cấu kiện của k ết cấu lắ p ghép có k ể đến nội lực bổ sung sinh ra trongquá trình vận chuyển và cẩu lắ p, tải tr ọng do tr ọng lƣợ ng bản thân cấu kiện cầnnhân vớ i hệ số động lực, lấy bằng 1,6 khi vận chuyển và lấy bằng 1,4 khi cẩu lắ p.

Đối vớ i các hệ số động lực trên đây, nếu có cơ sở chắc chắn cho phép lấy các giá tr ị thấp hơn nhƣng không thấp hơn 1,25.


40/230



Các k ết cấu bán lắp ghép cũng nhƣ kết cấu toàn khối dùng cốt chịu lực chịu tảitr ọng thi công cần đƣợc tính toán theo độ bền , theo sự hình thành và mở r ộng vếtnứt và theo biến dạng trong hai giai đoạn làm việc sau đây:

a) Trƣớ c khi bê tông mới đổ đạt cƣờng độ quy định, k ết cấu đƣợ c tính toán theotải tr ọng do tr ọng lƣợ ng của phần bê tông mới đổ và của mọi tải tr ọng kháctác dụng trong quá trình đổ bê tông.

b) Sau khi bê tông mới đổ đạt cƣờng độ quy định, k ết cấu đƣợ c tính toán theotải tr ọng tác dụng trong quá trình xây dựng và tải tr ọng khi sử dụng.

Mối nối có thể là khớ p (chỉ truyền lực cắt và lực dọc), cũng có thể là cứng (phảitruyền cả lực cắt, lực dọc và mômen). Dù là mối nối khớ p hay cứng thì sau khi nối

chúng phải bảo đảm cho k ết cấu có đặc trƣng làm việc nhƣ sơ đồ tính toán, nghĩa làlàm việc nhƣ một k ết cấu không bị chia cắt.

Trên hình 1.15 trình bày một số phƣơng án trong việc chia cắt khung.


41/230



Phƣơng án a có ƣu điểm là giảm số lƣợ ng mối nối, nhƣng trọng lƣợ ng cấu kiện khácnhau quá nhiều, cấu kiện khó chất kho và chuyên chở .

Ở phƣơng án b mối nối đƣợc đặt ở chỗ có mômen nhỏ nhƣng cột có hình chữ thậ pnên khó chất kho, chuyên chở ; khó dựng lắp, định vị cho đúng tâm và khó tiếnhành nối ghép.

Ở phƣơng án c, các cấu kiện đều thẳng, dễ chế tạo, chất kho và chuyên chở , tr ọnglƣợ ng các cấu kiện tƣơng đối giống nhau. Tuy nhiên mối nối dầm phải nằm ở chỗ có mômen lớ n nhất.

Trong nhà công nghiệp ngƣời ta thƣờng hay dùng phƣơng án d, cột có vai để đở dầm.

1.3.2 CẤU TẠO MỐI NỐI KHUNG LẮP GHÉP VÀ NỬ A LẮP GHÉP.

Mối nối khung lắ p ghép có thể đƣợ c chọn một trong hai loại : mối nối ƣớ t và mốinối khô. Sơ đồ nguyên tắc về mối nối khô và ƣớt đƣợ c thể hiện trên hình 1.16,hình1.18

Hình 1.16 Mối nối khô


42/230



Mối nối ƣớt đƣợ c hoàn thành bằng cách đặt cốt thép liên k ết và đổ bêtông tại chỗ để nối hai cấu kiện lắ p ghép vớ i nhau. Khả năng chịu tải của mối nối chỉ đạt đƣợ c khi

bêtông đổ vào mối nối đủ cƣờng độ . Ƣu điểm của loại mối nối này là dễ thi công,

chi phí ít thép cho mối nối và không cần phải hàn tại hiện trƣờ ng, mối nối đƣợ c bảovệ tốt. Nhƣợc điểm của mối nối ƣớ t là phải đổ bêtông tại chỗ, việc đỗ bêtông mốinối ƣớt đòi hỏi giám sát k ỹ thuật chặt chẽ, khó quản lý chất lƣợ ng ; phải chờ bêtôngkhô cứng mớ i bảo đảm khả năng chịu tải của mối nối

Mối nối khô đƣợ c thực hiện thông qua hàn nối những chi tiết bằng thép đặt ở đầucấu kiện (các chi tiết này phải đƣợ c nối vớ i thép chịu lực) thƣờng đƣợ c gọi là chitiết chôn sẵn. Ƣu điểm của mối nối khô là ngay sau khi hàn, mố nối đã có thể chịulực và có thể tiế p tục quá trình lắp ghép. Nhƣợc điểm của nó là chi phí thép bản và

thép hình cho mối nối khá lớn, đòi hỏi thợ hàn giỏi và độ chính xác cao khi chế tạovà lắ p ghép.

Hình 1.16 thể hiện một mối nối khớ p giữa cột và dầm. Dầm đƣợ c gối lên côngxoncủa cột. Côngxon đó phải đủ chịu lực cắt bằng phản lực gối tựa của dầm. Tại mối

nối tiết diện dầm bị giảm, giá tr ị mômen uốn nhỏ nên có thể coi nhƣ khớ p.

Hình 1.17 Mối nối ƣớ t


43/230



Hình 1.17 thể hiện một phƣơng án nối cột chịu đƣợ c mômen (nối cứng). Ở hình1.18chỉ nối bốn cốt thép ở góc tiết diện, mối nối này thích hợ p vớ i tiết diện có mômenuốn nhỏ. Khi hàn cốt thép phải có phễu làm máng hàn.Tổng chiều cao phần nối

không nhỏ hơn 30cm và không nhỏ hơn tám lần đƣờ ng kính của cốt đƣợ c nối. khác, đòi hỏi việc chế tạo chính xác để đảm bảo có thể hàn các cốt thép.

Để xác định diện tích cốt thép chịu mômen âm (đầu dầm) chiều dài đƣờ ng hàn cóthể dùng sơ đồ nội lực trên hình 1.18. Trên hình 1.18. M và Q là nội lực ở tiết diệnđầu dầm , N là lực dọc mà cốt thép đầu dầm phải chịu. Giá tr ị của N và diện tích cốtthép đƣợ c tính theo công thức

b Z

M N

(1.20)

s

s R

N A

Hình 1.18Sơ đồ nội lực ở mối nối .

Nếu lực nén N ở mép dƣớ i chỉ xem nhƣ đƣợ c truyền qua đƣờng hàn phía dƣớ i thì Z blà khoảng cách giữa tr ọng tâm chịu kéo và tr ọng tâm đƣờng hàn phía dƣớ i. Nếu

phải sử dụng bêtông chịu nén thì Z b đƣợc xác định nhƣ đối vớ i cấu kiện chịu uốn.

Hình 1.19 Chi tiết liên k ết dầm cầu chạy vào vai cột.


44/230

CHƯƠNG 2 - KẾT C ẤU C ẦU THANG Trang43


CHƢƠNG 2. K ẾT CẤU CẦU THANG

2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI

Cầu thang là một bộ phận k ết cấu của ngôi nhà có mục đích phục vụ cho việc đi lênxuống của ngƣờ i sinh sống hoặc làm việc trong ngôi nhà đó, vì vậy cầu thang phảiđƣợ c thiết k ế theo các yêu cầu sau đây :

- Vị trí cầu thang thuận lợi và đủ số lƣợ ng theo tiêu chuẩn thiết k ế. Trong cácnhà cao tầng, cầu thang thƣờng đƣợ c bố trí gần khu vực thang máy .

- - Bề r ộng phải đảm bảo yêu cầu đi lạị và thoát hiểm. Độ dốc theo tiêu chuẩnthiết k ế.

- -K ết cấu phải đủ khả năng chịu lực, có độ bền vững và độ rung động cho phép.

- -Có khả năng chống cháy- -Nhiều khi cầu thang còn là

một bộ phận kiến trúc làm hàihòa nội thất công trình vì vậycầu thang phải đƣợ c trang tríđẹ p.

Hình 2.1 Cấu tạo cầu thang

Về công dụng, cầu thang có các loại dùngcho công trình dân dụng ( nhà ở , bệnh viện)công trình công cộng ( trƣờ ng học, nhà hát,triển lãm,…) công trình công nghiệ p .Cácloại cầu thang bê tông cốt thép


45/230



H ình 2.2. Mô hình các loại cầu thang

Mặt bằng cầu thang r ất đa dạng, có loại một vế, hai vế, ba vế, xoắn ốc,… Ngƣờ ithiết k ế căn cứ yêu cầu của công trình và vị trí đặt cầu thang, cần lựa chọn loại thíchhợ p và hệ k ết cấu tƣơng ứng.


46/230



Hình 2.3 Mặt bằng các loại cầu thang.

2.2 TẢI TR ỌNG TÁC DỤNG.

Chiều dầy bản thang h b=(1/30-1/35)L đƣợ c chọn tùy thuộc vào nhị p bản thangchiều r ộng vế thang B=1~2m. Trên bản thang xây bậc gạch hoặc đúc bêtông cốtthép. Tải tr ọng tác dụng lên bản thang bao gồm bản thân bản thang, bậc thang cùngcác lớ p vật liệu trang trí, và hoạt tải do đi lại.

(2.1)

Trong đó

BT- tr ọng lƣợ ng thể tích của bê tông, BT =2500(daN/m3).

tb- tr ọng lƣợ ng trung bình của các lớ p cấu tạo bậc, tb =2200(daN/m3)

BT b v v tb cγ x1,1xh + γ x1,1xδ γ x1,1xh

q = + + p .1,2cosα 2


47/230


48/230



Tùy theo việc bố trí hệ dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tớ i , ta có các sơ đồ tính nhƣhình 2.4.

- Xác đ ịnh t ải tr ọng (trình b ày 2.2)

- Xác định nội l ự c : dùng phƣơng pháp mặt cắt của cơ học k ết cấu hoặc sử dụng các phần mềm PTHH tính nội lực bản thang.

Hình dƣớiđây minh họa sơđồ tính, biểu đồ phản lực bản thang, biểu đồ momen bản thang cho loại cầu thang bản chịu lực.

Sơ đồ tính bản thang


49/230



Phản lực gối tựa

Biểu đồ momen bản thang

Sơ đồ phân bố nội lực trong bản thang tính theo mô hình không gian

- Tính thép: tính và chọn thép giống nhƣ kết cấu bản đã học, tại vị trí gối tựakhông có momen miền trên , chúng ta vẩn đặt thép theo cấu tạo vớ i hàm

lƣợ ng ct=0,4 ( - là hàm lƣợ ng thép miền dƣớ i bản thang)

- Bốtrí và cấu tạo thép xem phần 2.4.


50/230



2.3.2 T ÍNH DẦM THANG

- Sơ đồ tính : thƣờ ng có sơ đồ dầm đơn giản , liên k ết gối tựa ngàm haykhớ p tùy theo xét độ cứng đơn vị cấu kiện.

- Nhƣng thực ra khi xét điều kiện độ cứng đơ n vị thì dầm thang nếu đúc toànkhối vớ i cột là liên k ết nút cứng, nếu dầm thang có gối tựa là dầm thì có sơđồ tính là dầm liên k ết 1gối tựa cốđịnh và gối di động (thép miền trên đặt theo

quy định cấu tạo ct=0,4 ( - là hàm lƣợ ng thép miền dƣớ i dầm thang)

- T ải tr ọng tác d ụng :

Tr ọng lƣợ ng b ản thân dầm

Tải tr ọng do bản thang truyền vào; chính là giá tr ị phản lực gối tựa bản thang(daN/1m r ộng bản).

Tr ọng lƣợng tƣờ ng xây (nếu có)

- Xác định nội l ự c

- Tính thép: tính và chọn thép giống nhƣ kết cấu dầm đã học, lƣu ý dầm liênk ết bản xoắn cần kiểm tra và c ấu tạo thép theo cấu kiện chịu uốn xoắn.


51/230



2.4 CẤU TẠO THÉP CẦU THANG.

Cầu thang có bản chịu lực có thể có mặt bằng hình cong dạng cung tròn. Loại đannày đƣợ c cấu tạo dốc vào phía trong tăng thêm độ cứng của bản thang chịu lực. Bảnthang chịu uốn và xoắn ( hình 2-5).

Cấu tạo thép cầu thang bản xoắn.

Hình 2.5 Cầu thang bản xoắn


52/230



Dầm xƣơng cá là bộ phận k ết cấu quan tr ọng nhất thƣờng đƣợc đặt ở giữa vế thang.Các bậc không bít kín mà để hở, chúng đƣợ c neo chặt vào dầm xƣơng cá. Dầmxƣơng cá có thể có dạng thẳng, gẫy góc hoặc cong (h ình 2.6b)

Dầm xƣơng cá có thể đổ toàn khối toàn bộ cùng bậc thang hoặc đổ toàn khối, dầmxƣơng cá còn bậc thang đúc sẵn đƣợ c lắ p và neo vào dầm xƣơng cá. Độ vƣơn của

bậc thang so vớ i mặt bên của dầm xƣơng cá tối đa là 1m để sao cho thép chịu lựctrong bậc thang không quá lớ n gây khó uốn thép bậc thang.Đan bậc đƣợc tính nhƣđan công xon ngàm vào dầm thang. Dầm xƣơng cá là cấu kiện chịu uốn xoắn chonên phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu của cấu kiện chịu uốn và xoắn đồng thời đƣợ cngàm chặt ở đầu dƣới và đầu trên.

Hình 2.6. Cấu tạo thép bản thang

a. bản thang có limon biên; b. bản cầu thang xương cá ; c. bản công xon


53/230



H ình 2.7. Cấu tạo thép bản thang

hình a- Bản và bậc đúc toàn khố i;hình b- Bậc xây g ạch

h ình c- Bậc xây g ạch, nhưng bậc t ại chiế u nghỉ được đúc bê tông .

hình a

hình b


54/230



Khi đặt thép cần chú ý các chỗ gẫy góc của bản thang hay dầm thang tạo ra góc lồi(hình 2-8)

Hợ p lực ở vùng nén và vùng kéo đều hƣớ ng ra phía ngoài, vì vậy ở vùng kéo thép phải neo, ở vùng nén thép phải cấu tạo liên tục.

hình c


55/230

CHƯƠNG 3 - KẾT C ẤU HỒ NƯỚC Trang54


H ình 2.8. Gia cƣờng đai tại dầm gẫy.

2.5 Bài tập cầu thang

Thiết k ế k ết cấu các cầu thang bộ có mặt bằng bố trí nhƣ hình (2.9a, b, c.) theo số liệu sau:


56/230



CHƢƠNG 3. K ẾT CẤU HỒ NƢỚ C

3.1 GIỚ I THIỆU CHUNG

Bể chứa bằng bê tông cốt thép đƣợ c xây dựng và sử dụng r ộng rãi vào mục đíchchứa đựng các loại chất lỏng nhƣ nƣớc, xăng, dầu, hóa chất, thực phẩm lỏng…

Thông thƣờng, đối vớ i những trƣờ ng hợ p dung tích bể chứa có không quá lớ n, thể loại k ết cấu này là một bộ phận k ết cấu gắn vớ i công trình. Bên cạnh đó, trong mộtsố trƣờ ng hợp đối vớ i những bể có dung tích lớn hơn, bể chứa đƣợ c xây dựng nhƣthành một công trình k ết cấu độc lậ p.

3.1.1 YÊU CẦU THIẾT K Ế

Về mặt yêu cầu thiết k ế, nhìn chung, tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng đối vớ i từngtrƣờ ng hợ p cụ thể mà bể chứa chất lỏng có các yêu cầu về hình dạng, yêu cầu về cấu tạo, yêu cầu chống thấm, và yêu cầu chống ăn mòn ở những mức độ khác nhau.

Ngoài ra, những yêu cầu cụ thể về thiết k ế và thi công cũng thƣờ ng r ất khác nhau ở mỗi nƣớ c.

Đối vớ i bể chứa nƣớ c dùng cho nhu cầu sinh hoạt, do bê tông hầu nhƣ không bị nƣớc ăn mòn, do đó chỉ cần đảm bảo tính kín cho bể . Điều này dẫn đến yêu cầu về

độ đặc chắc của vật liệu bê tông và khả năng chống nứt và chống thấm trong quátrình thiết k ế

Bên cạnh nƣớ c sinh hoạt, các bể chứa nƣớ c thải chƣa xử lý thƣờ ng phức tạp hơn rấtnhiều do có chứa các hóa chất phức tạ p khác. Vì vậy vần tuân thủ thêm yêu cầuchống ăn mòn bê tông theo từng trƣờ ng hợp tƣơng ứng.

Khác vớ i bể chứa nƣớ c, bể chứa nhiên liệu có yêu cầu cao hơn nhƣ không cho phépvết nứt, khả năng chống ăn mòn của bê tông đối vớ i các nhiên liệu trong bể. Bên

cạnh đó yêu cầu chống thấm cũng cao hơn so vớ i bể nƣớ c do tính thẩm thấu cao củamột số loại nhiên liệu.

3.1.2 PHÂN LOẠI

Bể chứa có thể đƣợ c phân loại theo các tiêu chí sau:

- Theo chức năng sử dụng, có những loại bể chứa nhƣ:

Bể chứa nƣớ c sạch,

bể chứa hóa chất,


57/230



bể chứa nhiên liệu,...

- Theo dung tích, bể chứa đƣợ c phân loại thành các loại sau:

Bể nhỏ → dung tích < 1.000m3

Bể trung bình → 1.000m3 ≤ dung tích < 10.000m3

Bể lớn → dung tích ≥ 10.000m3

- Theo hình dạng bể, bể chứa bằng bê tông cốt thép thƣờng đƣợ c xây dựngthành các dạng sau:

Bể hình tr ụ tròn,

bể hình chữ nhật,

bể hình vuông,

bể có hình dáng đặt biệt

- Theo công nghệ hay biện pháp thi công :

Bể toàn khối, bể lắ p ghép,bể bán lắp ghép…

Bể bằng bê tông cốt thép thƣờ ng, bể bằng bê tông cốt thép ứng suấttrƣớ c.

- Theo vị trí đặt bể :

Bể ngầm,

bể nửa ngầm ,

bể nổi.

3.1.3 TẢI TR ỌNG TÁC DỤNG

Trong quá trình thiết k ết và tính toán k ết cấu bể chứa, cần xem xét tất cả các loại tácđộng có thể tác dụng vào bể chứa nhằm tính toán tải tr ọng tác dụng cho k ết cấu.Thông thƣờ ng có thể gặp các trƣờ ng hợ p tải tr ọng sau:

- Tải tr ọng thƣờ ng xuyên do tr ọng lƣợ ng bản thân k ết cấu

- Tải tr ọng tạm thờ i do chất lỏng chứa bao gồm:


58/230



Áp lực thủy tĩnh,

áp lực dƣ của không gian hơi và áp lực chân không của không gianhơi (trong trƣờ ng hợ p bể kín).

- Tải tr ọng tạm thờ i do áp lực đất chủ động (trong trƣờ ng hợ p bể ngầm)

- Tải tr ọng tạm thời do nƣớ c ngầm (trong trƣờ ng hợ p bể ngầm)

- Tải tr ọng tạm thờ i do tr ọng lƣợng đất trên nắ p bể (trong trƣờ ng hợ p bể ngầm)

- Tải tr ọng tạm thờ i do sửa chửa.

- Tải tr ọng tạm thờ i do gió.

Ngoài ra, trong một số trƣờ ng hợ p, cần xét đến tác động do sự thay đổi nhiệt độ vàtác động địa chấn.

Việc tổ hợ p tải tr ọng nhằm xem xét các trƣờ ng hợ p bất lợ i cần đƣợ c thực hiện theotiêu chuẩn 2737-1995

3.2 THIẾT K Ế BỂ CHỨA NƢỚ C TRÊN MÁI HÌNH CHỮ NHẬT

3.2.1 CẤU TẠO CHUNG

Bể chứa nƣớ c trên mái là một bộ phận k ết cấu gắn liền với công trình, đƣợ c xâydựng nhằm mục đích lƣu trữ nƣớc để sử dụng và chữa cháy cho công trình.

Thông thƣờ ng, bể chứa nƣớ c hình chữ nhật đƣợ c phân làm 3 loại:

- Bể thấ p khi: và

- Bể cao khi: và

- Bể dài khi: và

Trong đó:

: Chiều cao bể

: Chiều dài bể

: Chiều r ộng bể

H

H 1

L2

L 1

BAÛN NAÉP

BAÛN ÑAÙY

B A Û N

T H A Ø N H

LỖ THĂM

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo hồ nƣớ c


59/230



Để tạo ra cấu kiện có khả năng chứa đựng chất lỏng, bể chứa chữ nhật đƣợ c cấuthành từ các bản vỏ hồ nƣớ c gồm bản đáy, bản thành và bản nắ p. Các bản này cóthể liên k ết tr ực tiế p vớ i nhau (bể không sƣờ n) hoặc thông qua các dầm hồ nƣớ c và

sƣờn đứng liên k ết các bản thành (bể có sƣờ n).

Thông thƣờ ng ở bản nắp thƣờ ng bố trí lỗ thăm kích thƣớ c tối thiểu 600x600 nhằmmục đích vệ sinh và bảo trì hệ thống thiết bị.

3.2.2 TẢI TR ỌNG TÁC ĐỘNG

Đối vớ i bể chứa nƣớ c trên mái, các tải tr ọng cần xem xét sẽ bao gồm tải tr ọng bảnthân, áp lực thủy tĩnh, và tải tr ọng gió. Ngoài ra trong một số trƣờ ng hợ p cần xemxét đến tác động từ các thiết bị công nghệ lắp đặt ở phạm vi đáy bể hoặc nắ p bể,

hoặc ảnh hƣở ng của ứng lực trƣớ c , vì vậy việc xem xét sự làm việc đồng thờ i của bể chứa trêm mái vớ i hệ khung cũng là một vấn đề đáng lƣu ý trong quá trình thiếtk ế bể chứa để xem xét đầy đủ các tác động lên cấu kiện. Và ngƣợ c lại khi tính toánhệ khung của công trình, bể nƣớc trên mái cũng gây ra những tác động nhất định.

Nhìn chung, việc tính toán tính toán bể chứa hiện nay thƣờng đƣợ c thực hiện bằnghai qui trình tính toán thông dụng:

- Để đơn giản trong tính toán, bể chứa đƣợ c tách riêng từng bộ phận cấu thành

và lập sơ đồ tính cho từng bộ phận riêng biệt sau khi xem xét các điều kiện biên của bộ phận đó.

- Lập sơ đồ tính tổng hợp xem xét đến sự làm việc đồng thờ i của các bộ phậncủa bể và tính toán bằng phƣơng pháp phần tử hữu hạn.

Trong phần lý thuyết này sẽ trình bày qui trình tính toán bằng cách tách riêng từng bộ phận cấu thành sau. Đối vớ i cách tính toán bể chứa khi xem xét sự làm thờ i tấtcả các cấu kiện sẽ đƣợ c trình bày trong phần ví dụ.

3.2.3 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN

a) BẢN NẮP

Bản nắ p toàn khối có sƣờ n (dầm nắ p) làm việc nhƣ ô bản có kích thƣớ c L1xL2 ,chiều dày là h bn.

Tải trọng

Tải tr ọng tác dụng lên bản nắ p gồm tỉnh tải do tr ọng lƣợ ng bản thân bản nắ p và hoạttải sửa chữa. Có thể xét thêm tải tr ọng do thiết bị gây ra nếu có.


60/230



- Tỉnh tải do tr ọng lƣợ ng bản thân đƣợ c tính dựa vào lớ p cấu tạo bản nắ p:

1

n

bn i i i g n ( 3.1)

: Chiều dày lớ p cấu tạo

: Tr ọng lƣợ ng riêng

: Hệ số vƣợ t tải

- Hoạt tải sửa chữa theo TCVN 2737-1995 :

p bn

= pcx n p ( 3.2)

pc= 75 (daN/m2); n p = 1.3

Sơ đồ tính :

Tùy thuộc vào tỷ số L1/L2 bản nắ p có thể xem nhƣ bản kê 4 cạnh hoặc bản loại dầm.

Tính toán nội lực bằng cách tra bảng hoặc phần mềm. Từ nội lực tính bố trí cốt thépcho bản nắ p.

L1

L 2

SÔ ÑOÀ TÍNH LAØ BAÛN KEÂ 4 CAÏNH SÔ ÑOÀ TÍNH LAØ BAÛN LOAÏI DAÀM

L 2

Hình 3.2 Sơ đồ tính bản nắ p


61/230



MẶT CẮT B-B

b) BẢN THÀNH

Sự làm việc của bản thành:

Trên thực tế, bản thành là cấu kiện bản chịu nén uốn thời, tuy nhiên để đơn giảntrong quá trình tính toán khi tách thành cấu kiên riêng lẽ, có thể xem bản thành làmviệc tƣơng tự ô bản đơn hoặc bản liên tục chịu uốn liên k ết ngàm vớ i dầm dáy vàhai sƣờn đứng liên k ết vớ i hai bản vuông góc vớ i nó. Cạnh liên k ết còn lại vớ i dầm

nắ p hoặc bản nắ p có thể xem là liên k ết tựa đơn. Trong trƣờ ng hợ p không có bảnnắ p, cạnh còn lại xem nhƣ tự do.

Do xem bản thành nhƣ ô bản, tùy thuộc vào tỷ lệ kích thƣớ c hai cạnh của ô mà sơđồ tính có thể là dạng bản kê hoặc bản dầm.

Kích thƣớc sơ bộ:

Chiều dày của bản thành đƣợ c chọn nhƣ khi thiết k ế bản, thƣờng đƣợ c chọn để đảm

bảo đƣợc các điều kiện: Đủ khả năng chịu lực theo TTGH 1 và đảm bảo điều kiệnvề khe nứt theo TTGH 2. Bên cạnh đó, khi chọn chiều dày bản thành cần lƣu ý là

120 120

8 0

Þ6a170

19Þ8a200

8Þ6a140

7 6Þ6a140Þ6a160

Þ6a1408

Þ6a20019 1250120 1250 120

D N 1

DN2

D N 1

DN2

MAËT BAÈNG BOÁ TRÍ THEÙP BAÛN NAÉP HOÀ NÖÔÙC MAÙI

5300

3 5 0 0

B

A

B

A

600x600 2Þ12

400 (30Þ)

Hình 3.3 Minh họa bố trí cốt thép bản nắ p


62/230


63/230


64/230


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KI

Documents

[Xaydung360.Vn]Lý Thuyết Btct2_cô Hảo