Thông tin tài liệu
http://www.ebook.edu.vn 1 LỜI GIỚI THIỆU Quyển Kết cấu bê tông này đƣợc biên soạn, trƣớc hết, để dành sinh viên các chuyên ngành xây dựng, đặc biệt là xây dựng giao thông và xây dựng dân dụng. Trong quá trình biên soạn, các tác giả đã cố gắng mô tả sự làm việc của các kết cấu bê tông cũng nhƣ các phƣơng pháp thiết kế chúng dựa trên các tính chất cơ học. Tuy nhiên, khoa học về kết cấu bê tông là khoa học thực nghiệm nên việc tính toán và thiết kế kết cấu bê tông đòi hỏi phải sử dụng cả các kết quả thí nghiệm, các công thức thực nghiệm cũng nhƣ các quy định và khuyến nghị của các Tiêu chuẩn thiết kế. Các tiêu chuẩn đƣợc sử dụng có tính chất ví dụ trong tài liệu này là Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 của Bộ Giao thông vận tải cũng nhƣ Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông ACI 318-05 của Viện Bê tông Hoa Kỳ. Để so sánh, một số chỗ trong tài liệu cũng tham khảo cả các tiêu chuẩn khác nhƣ Euro Code, TCXDVN 356-2005, v.v. Tài liệu này bao gồm 10 chƣơng, giới thiệu một số vấn đề cơ bản nhất trong việc tính toán và thiết kế các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép. Chƣơng 1 giới thiệu các vấn đề tổng quan về kết cấu bê tông và kết cấu bê tông cốt thép cũng nhƣ các phƣơng pháp tính toán và thiết kế chúng. Chƣơng 2 tập trung về tính chất cơ bản của các vật liệu đƣợc sử dụng trong kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Chƣơng 3 trình bày nguyên lý thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn. Các chƣơng 4, 5, 6 và 7 lần lƣợt đƣợc dành để trình bày cách tính toán ứng xử và thiết kế theo trạng thái giới hạn cƣờng độ các cấu kiện bê tông cốt thép ở các trạng thái chịu lực cơ bản nhƣ chịu uốn, chịu cắt, chịu xoắn và chịu nén uốn kết hợp. Chƣơng 8 giới thiệu cách tính toán và thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép trong trạng thái giới hạn sử dụng. Chƣơng 9 đƣợc dành cho việc thiết kế các khu vực không liên tục trong các kết cấu bê tông cốt thép. Chƣơng 10 giới thiệu các nguyên lý thiết kế cấu tạo trong các kết cấu bê tông cốt thép. Việc biên soạn tài liệu đƣợc thực hiện theo sự phân công giữa các tác giả: TS. Nguyễn Duy Tiến: Chƣơng 3 và một phần của chƣơng 8, TS. Ngô Đăng Quang: Các phần còn lại và chịu trách nhiệm chung. Trong quá trình biên soạn, các tác giả đã nhận đƣợc sự giúp đỡ quý báu cả về tinh thần cũng nhƣ công sức của các tập thể Bộ môn Kết cấu xây dựng, Bộ môn Kết cấu và đặc biệt là của các thầy giáo có kinh nghiệm trong lĩnh vực kết cấu bê tông nhƣ PGS. TS. Tống Trần Tùng, GS. TS. Nguyễn Viết Trung, GS. TS. Phạm Duy Hữu. Các tác giả xin bày tỏ sự cám ơn chân thành và sâu sắc đối với những giúp đỡ quý báu đó. http://www.ebook.edu.vn 2 Mặc dù đã áp dụng cho giảng dạy và rút kinh nghiệm trong một thời gian khá dài và rất cố gắng trong quá trình biên soạn nhƣng các tác giả cũng chắc chắn rằng, tài liệu này vẫn còn có nhiều sai sót. Các tác giả rất mong nhận đƣợc các ý kiến phản hồi từ độc giả để có thể hiệu chỉnh và hoàn thiện dần tài liệu này. Hà Nội, tháng 12/2009 Các tác giả http://www.ebook.edu.vn 3 MỤC LỤC MỤC LỤC 3 HỆ THỐNG KÝ HIỆU 11 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG 15 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 15 1.1.1 Kết cấu bê tông 15 1.1.2 Bê tông cốt thép 17 1.1.3 Phân loại kết cấu bê tông cốt thép 17 1.1.3.1 Phân loại theo trạng thái ứng suất 17 1.1.3.2 Phân loại theo phương pháp thi công 18 1.1.4 Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng của kết cấu bê tông 19 1.1.5 Các dạng kết cấu bê tông điển hình dùng trong công trình xây dựng 20 1.2 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BÊ TÔNG CỐT THÉP 22 1.3 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 23 1.3.1 Thiết kế sơ bộ 23 1.3.2 Phân tích kết cấu 23 1.3.3 Thiết kế chi tiết 24 1.4 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 24 CHƢƠNG 2 VẬT LIỆU 26 2.1 BÊ TÔNG 26 2.1.1 Thành phần của bê tông 26 2.1.2 Đặc tính của bê tông non 28 2.1.3 Phân loại bê tông 30 2.1.4 Các tính chất cơ lý của bê tông đã đóng rắn 30 2.1.4.1 Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông 30 2.1.4.2 Cường độ chịu kéo của bê tông 33 2.1.4.3 Sự làm việc của bê tông khi chịu nén một trục – các định luật vật liệu của bê tông 34 2.1.4.4 Mô đun đàn hồi của bê tông 39 2.1.4.5 Sự làm việc của bê tông khi chịu kéo 40 2.1.4.6 Sự làm việc của bê tông khi chịu tải trọng lặp 41 2.1.4.7 Ảnh hưởng của tốc độ chất tải đến cường độ của bê tông 42 2.1.4.8 Từ biến của bê tông 43 2.1.4.9 Ví dụ 2.1 – Tính toán từ biến 48 2.1.4.10 Co ngót của bê tông 49 2.1.4.11 Các thuộc tính nhiệt của bê tông 51 2.1.4.12 Khối lượng thể tích của bê tông 52 2.1.4.13 Sự làm việc của bê tông khi chịu ứng suất nhiều chiều 53 2.1.5 Cấp bê tông, cấp độ bền và mác bê tông 56 2.1.5.1 Cấp bê tông 56 2.1.5.2 Cấp độ bền và mác bê tông 57 2.2 CỐT THÉP 58 2.2.1 Các loại cốt thép 58 2.2.2 Quan hệ ứng suất – biến dạng của cốt thép 59 2.2.3 Các đặc trưng mỏi của cốt thép 61 http://www.ebook.edu.vn 4 2.3 BÊ TÔNG CỐT THÉP 62 2.3.1 Sự dính bám giữa bê tông và cốt thép 62 2.3.1.1 Khái niệm 62 2.3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực dính bám 64 2.3.2 Sự tham gia làm việc của bê tông giữa các vết nứt 65 2.3.3 Một số vấn đề về tuổi thọ của kết cấu bê tông cốt thép 65 2.4 BÀI TẬP 70 CHƢƠNG 3 CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 73 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 73 3.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ 73 3.2.1 Thiết kế theo ứng suất cho phép 74 3.2.2 Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng 75 3.3 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ TẢI TRỌNG VÀ SỨC KHÁNG 76 3.3.1 Sự biến thiên của tải trọng 77 3.3.2 Sự biến thiên của sức kháng 77 3.3.3 Các trạng thái giới hạn 78 3.3.4 Khái niệm về độ an toàn 79 3.3.4.1 Phân bố thống kê và giá trị trung bình (Mean Value) 79 3.3.4.2 Độ lệch chuẩn (Standard Deviation) 80 3.3.4.3 Hàm mật độ xác suất (Probability Density Function) 81 3.3.4.4 Hệ số độ lệch (Bias Factor) 82 3.3.4.5 Hệ số biến sai (Coefficient of Variation) 83 3.3.4.6 Xác suất phá hoại (Probability of Failure) 83 3.3.4.7 Chỉ số độ an toàn (Safety Index) 85 3.3.4.8 Cách xác định hệ số cường độ và hệ số tải trọng 87 3.4 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ 89 CHƢƠNG 4 THIẾT KẾ CHỊU UỐN 91 4.1 GIỚI THIỆU 91 4.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO 91 4.2.1 Cấu tạo của rầm 91 4.2.1.1 Chiều dày bản cánh 92 4.2.1.2 Chiều dày sườn rầm 92 4.2.1.3 Chiều cao rầm 92 4.2.1.4 Cốt thép rầm 93 4.2.2 Cấu tạo của bản 94 4.3 SỰ LÀM VIỆC CỦA RẦM KHI CHỊU UỐN 95 4.3.1 Tổng quan về sự làm việc của rầm khi chịu uốn 95 4.3.2 Tính toán xác định sự làm việc của rầm chịu uốn thuần tuý 98 4.3.2.1 Các tham số cơ bản 98 4.3.2.2 Điều kiện tương thích về biến dạng 98 4.3.2.3 Điều kiện cân bằng 99 4.3.2.4 Phương pháp xác định sự làm việc của rầm chịu uốn 99 4.3.2.4.1 Phương pháp chia lớp 100 4.3.2.4.2 Phương pháp khối ứng suất 101 4.3.3 Chi tiết về các giai đoạn trong quá trình làm việc chịu uốn thuần tuý của rầm bê tông cốt thép 104 http://www.ebook.edu.vn 5 4.3.3.1 Giai đoạn I – Giai đoạn bê tông chưa nứt 104 4.3.3.2 Ví dụ 4.1 – Tính toán mô men gây nứt 105 4.3.3.3 Giai đoạn II – Giai đoạn bê tông vùng kéo đã nứt, bê tông vùng nén làm việc trong giai đoạn đàn hồi 106 4.3.3.4 Ví dụ 4.2 – Xác định sự làm việc của mặt cắt đã nứt 109 4.3.3.5 Giai đoạn III – Giai đoạn gần phá hoại, rầm ở trạng thái giới hạn về cường độ 111 4.3.4 Quan hệ mô men – độ cong trong các giai đoạn làm việc của rầm 111 4.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẶT CẮT CỦA CẤU KIỆN CHỊU UỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VỀ CƯỜNG ĐỘ 112 4.4.1 Các giả thiết cơ bản 112 4.4.2 Mô hình vật liệu của bê tông và cốt thép 112 4.4.3 Xác định sức kháng uốn của mặt cắt hình chữ nhật đặt cốt thép đơn 114 4.4.4 Tính dẻo dai của rầm và hàm lượng cốt thép chịu kéo tối đa 116 4.4.5 Diện tích cốt thép chịu kéo tối thiểu 121 4.4.6 Tính toán rầm chịu uốn mặt cắt chữ nhật đặt cốt thép đơn 123 4.4.6.1 Sơ đồ khối 123 4.4.6.2 Ví dụ 4.3 – Tính toán diện tích cốt thép tối thiểu 123 4.4.6.3 Ví dụ 4.4 – Tính toán sức kháng uốn của rầm chữ nhật đặt cốt thép đơn 125 4.4.7 Thiết kế mặt cắt rầm chữ nhật chịu uốn đặt cốt thép đơn 129 4.4.7.1 Tổng quan 129 4.4.7.2 Trình tự thiết kế 129 4.4.7.3 Ví dụ 4.5 – Thiết kế mặt cắt chữ nhật đặt cốt thép đơn 131 4.4.8 Tính toán và thiết kế mặt cắt rầm chữ nhật chịu uốn đặt cốt thép kép 133 4.4.8.1 Giới thiệu mặt cắt rầm chữ nhật chịu uốn đặt cốt thép kép 133 4.4.8.2 Phương pháp tính toán 134 4.4.8.3 Ví dụ 4.6 – Tính toán mặt cắt rầm chữ nhật đặt cốt thép kép 136 4.4.8.4 Thiết kế mặt cắt rầm chữ nhật đặt cốt thép kép 139 4.4.8.5 Ví dụ 4.7 – Thiết kế mặt cắt rầm chữ nhật đặt cốt thép kép 140 4.4.9 Tính toán và thiết kế mặt cắt rầm chữ T và L 143 4.4.9.1 Giới thiệu chung 143 4.4.9.2 Xác định bề rộng có hiệu của bản cánh rầm 144 4.4.9.3 Tính toán sức kháng uốn 146 4.4.9.3.1 Tính toán theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 146 4.4.9.3.2 Tính toán theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 148 4.4.9.4 Ví dụ 4.8 – Tính toán sức kháng uốn của rầm chữ T theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 150 4.4.9.5 Ví dụ 4.9 – Tính toán sức kháng uốn của rầm chữ T theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 151 4.4.9.6 Thiết kế mặt cắt chữ T 154 4.4.9.7 Ví dụ 4.10 – Thiết kế mặt cắt chữ T 155 4.5 BÀI TẬP 158 CHƢƠNG 5 THIẾT KẾ CHỊU CẮT 162 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG 162 5.2 SỰ LÀM VIỆC CỦA CẤU KIỆN CHỊU CẮT 162 5.2.1 Cơ sở xác định sự làm việc của cấu kiện chịu cắt 162 5.2.2 Sức kháng cắt của bê tông 164 5.2.2.1 Các dạng phá hoại ở cấu kiện chịu cắt 164 5.2.2.2 Sức kháng cắt sườn 165 5.2.2.3 Sức kháng uốn cắt 165 5.2.2.3.1 Xác định ứng suất dọc trục 166 5.2.2.3.2 Xác định ứng suất tiếp 166 http://www.ebook.edu.vn 6 5.2.2.3.3 Tính toán sức kháng uốn cắt của bê tông theo tiêu chuẩn ACI 318-05 168 5.2.3 Sự làm việc của rầm bê tông cốt thép sau khi nứt nghiêng 169 5.3 THIẾT KẾ CHỊU CẮT 171 5.3.1 Mô hình giàn 171 5.3.2 Mô hình của Tiêu chuẩn ACI 318-05 174 5.3.3 Ví dụ thiết kế chịu cắt theo tiêu chuẩn ACI 177 5.3.3.1 Ví dụ 5.1 177 5.3.3.2 Ví dụ 5.2 178 5.3.3.3 Ví dụ 5.3 180 5.3.4 Lý thuyết trường nén sửa đổi 184 5.3.4.1 Giới thiệu 184 5.3.4.2 Điều kiện tương thích về biến dạng 185 5.3.4.3 Điều kiện cân bằng 186 5.3.4.4 Quan hệ ứng suất – biến dạng trong bê tông đã nứt 188 5.3.4.4.1 Quan hệ ứng suất – biến dạng khi chịu nén 188 5.3.4.4.2 Quan hệ ứng suất – biến dạng khi chịu kéo 189 5.3.4.4.3 Giới hạn của ứng suất kéo trong bê tông 190 5.3.4.5 Ứng dụng trong thiết kế 192 5.3.4.6 Trình tự thiết kế 197 5.3.4.7 Ví dụ thiết kế chịu cắt theo hương pháp trường nén sửa đổi (Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05) 198 5.4 BÀI TẬP 203 CHƢƠNG 6 THIẾT KẾ CHỊU XOẮN 205 6.1 GIỚI THIỆU CHUNG 205 6.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU XOẮN 206 6.2.1 Tổng quan 206 6.2.2 Thanh thành mỏng chịu xoắn 208 6.3 SỰ LÀM VIỆC CỦA CẤU KIỆN CHỊU XOẮN 209 6.3.1 Sự làm việc chịu xoắn trước khi nứt 209 6.3.2 Ví dụ 6.1 – Tính toán rầm chịu xoắn trước khi nứt 211 6.3.3 Sự làm việc chịu xoắn sau khi nứt 212 6.3.3.1 Nội lực do xoắn gây ra trong các thành phần cốt thép 213 6.3.3.2 Chiều dày lớp bê tông tham gia chịu xoắn và diện tích chịu xoắn có hiệu 214 6.3.4 Xoắn và uốn đồng thời 217 6.4 THIẾT KẾ CẤU KIỆN CHỊU XOẮN, CẮT VÀ UỐN ĐỒNG THỜI 218 6.4.1 Nguyên tắc cấu tạo 218 6.4.2 Thiết kế chịu xoắn, uốn và cắt đồng thời theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 219 6.4.2.1 Mô men xoắn tính toán 219 6.4.2.2 Thiết kế chịu xoắn 220 6.4.2.2.1 Giới hạn kích thước của mặt cắt ngang 220 6.4.2.2.2 Tính toán cốt thép chịu xoắn 221 6.4.2.2.3 Bố trí cấu tạo 222 6.4.3 Thiết kế chịu xoắn, uốn và cắt đồng thời theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 222 6.4.3.1 Mô men xoắn tính toán 223 6.4.3.2 Giới hạn kích thước mặt cắt ngang 223 6.4.3.3 Thiết kế cốt thép chịu xoắn 223 6.4.4 Ví dụ 6.2 – Thiết kế cốt thép ngang cho rầm chịu xoắn, cắt và uốn kết hợp 224 6.5 SỰ PHÂN BỐ LẠI MÔMEN XOẮN TRONG CÁC KẾT CẤU SIÊU TĨNH 227 6.6 BÀI TẬP 230 http://www.ebook.edu.vn 7 CHƢƠNG 7 THIẾT KẾ CHỊU NÉN UỐN KẾT HỢP 231 7.1 GIỚI THIỆU CHUNG 231 7.2 PHÂN LOẠI CỘT 232 7.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ MẢNH CỦA CỘT 234 7.3.1 Khái quát 234 7.3.2 Các đặc trưng hình học và vật liệu 234 7.3.3 Chiều dài có hiệu và bán kính quán tính 235 7.3.3.1 Hệ số chiều dài có hiệu 235 7.3.3.2 Phân biệt khung có chuyển vị ngang và khung không có chuyển vị ngang 236 7.3.3.3 Xác định hệ số chiều dài có hiệu bằng phương pháp biểu đồ 237 7.3.3.4 Xác định hệ số chiều dài có hiệu bằng công thức kinh nghiệm 238 7.3.4 Ví dụ 7.7 – Tính toán hệ số độ mảnh 239 7.4 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA CỘT 240 7.4.1 Kích thước mặt cắt ngang 240 7.4.2 Cốt thép dọc 241 7.4.2.1 Hàm lượng cốt thép tối thiểu 241 7.4.2.2 Hàm lượng cốt thép dọc tối đa. 241 7.4.2.3 Số lượng thanh cốt thép dọc tối thiểu 241 7.4.3 Bố trí cốt thép đai 241 7.5 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CỐT ĐAI 242 7.5.1 Thiết kế cốt đai xoắn 243 7.5.2 Thiết kế cốt đai giằng 245 7.6 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỘT NGẮN, CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 246 7.6.1 Nguyên tắc chung 246 7.6.2 Sức kháng của cột ngắn chịu nén đúng tâm 246 7.6.3 Ví dụ 7.1 – Tính toán sức kháng của cột ngắn, mặt cắt chữ nhật, cốt đai giằng 247 7.6.4 Ví dụ 7.2 – Tính toán sức kháng nén của cột ngắn, mặt cắt tròn, cốt đai xoắn 248 7.6.5 Ví dụ 7.3 – Thiết kế cột ngắn, chịu nén đúng tâm 249 7.7 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỘT NGẮN CHỊU NÉN LỆCH TÂM 250 7.7.1 Khái niệm về tâm dẻo của mặt cắt 250 7.7.2 Các phương trình cơ bản mô tả sự làm việc của mặt cắt 251 7.7.3 Phương pháp tính toán 254 7.7.4 Ví dụ 7.4 – Tính toán sức kháng của cột chịu nén lệch tâm 255 7.7.5 Tính toán sức kháng của mặt cắt cột trong trường hợp tổng quát 258 7.7.5.1 Mặt cắt chữ nhật 258 7.7.5.2 Mặt cắt tròn 259 7.7.6 Ví dụ 7.5 – Tính toán sức kháng nén của cột tròn 261 7.7.7 Phương pháp gần đúng tính toán sức kháng nén của cột tròn 262 7.7.8 Ví dụ 7.6 – Tính toán sức kháng nén của cột tròn bằng phương pháp Whitney 264 7.7.9 Biểu đồ tương tác P – M 265 7.7.9.1 Xây dựng biểu đồ tương tác P-M 265 7.7.9.2 Đặc điểm của biểu đồ tương tác P-M 271 7.8 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỘT MẢNH 272 7.8.1 Tổng quan về các phương pháp tính toán 272 7.8.2 Phương pháp phóng đại mô men 274 7.8.2.1 Sự phóng đại mô men cho các cột trong khung có giằng theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 275 7.8.2.2 Sự phóng đại mô men cho các cột trong khung không giằng theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 276 7.8.2.3 Sự phóng đại mô men theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 278 http://www.ebook.edu.vn 8 7.8.2.4 Ổn định của cột trong khung không có giằng 278 7.8.3 Ví dụ tính toán cột trong khung không có chuyển vị ngang 279 7.8.3.1 Ví dụ 7.8 279 7.8.3.2 Ví dụ 7.9 280 7.8.4 Ví dụ 7.10 – Tính toán cột trong khung có chuyển vị ngang 283 7.9 CẤU KIỆN CHỊU NÉN VÀ UỐN HAI PHƯƠNG 286 7.9.1 Giới thiệu chung 286 7.9.2 Ví dụ 7.11 – Tính toán cột chịu nén uốn theo hai phương 290 7.10 BÀI TẬP 291 CHƢƠNG 8 THIẾT KẾ KẾT CẤU TRONG GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG 294 8.1 GIỚI THIỆU CHUNG 294 8.2 CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN 294 8.3 TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG 295 8.3.1 Giới thiệu chung 295 8.3.2 Tính toán độ cứng chống uốn 295 8.3.3 Mô men quán tính của một số dạng mặt cắt phổ biến 297 8.3.3.1 Mặt cắt chữ nhật đặt cốt thép đơn 297 8.3.3.2 Mặt cắt chữ nhật đặt cốt thép kép 297 8.3.3.3 Mặt cắt chữ T 298 8.4 ĐỘ VÕNG DÀI HẠN 300 8.5 TÍNH DUYỆT ĐỘ VÕNG 302 8.6 VÍ DỤ TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG 303 8.6.1 Ví dụ 8.1 – Tính duyệt độ võng của rầm giản đơn theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 303 8.6.2 Ví dụ 8.2 – Tính duyệt độ võng của rầm liên tục theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 306 8.6.3 Ví dụ 8.3 – Tính duyệt độ võng của rầm cầu theo 22 TCN 272-05 314 8.7 TÍNH TOÁN VÀ HẠN CHẾ ĐỘ MỞ RỘNG VẾT NỨT 316 8.7.1 Các loại vết nứt và nguyên nhân 316 8.7.1.1 Các vết nứt do chịu lực 317 8.7.1.2 Các vết nứt không do chịu lực 318 8.7.2 Bề rộng vết nứt 320 8.7.3 Quá trình hình thành vết nứt 320 8.7.3.1 Sự tăng ứng suất trong cốt thép và sự phá hoại dính bám tại vết nứt đầu tiên 320 8.7.3.2 Khoảng cách giữa các vết nứt trong cấu kiện bê tông cốt thép 322 8.7.3.3 Khoảng cách giữa các vết nứt trong các cấu kiện có chiều dày vùng kéo nhỏ 324 8.7.3.4 Vùng ảnh hưởng của cốt thép 325 8.7.4 Tính toán độ mở rộng vết nứt 326 8.7.5 Tính duyệt độ mở rộng vết nứt 329 8.8 CỐT THÉP TỐI THIỂU ĐỂ KHỐNG CHẾ NỨT 330 8.9 VÍ DỤ TÍNH TOÁN ĐỘ MỞ RỘNG VẾT NỨT 333 8.9.1 Ví dụ 8.3 – Tính toán theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 333 8.9.2 Ví dụ 8.4 – Tính toán theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 335 8.10 BÀI TẬP 337 CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÙNG KHÔNG LIÊN TỤC 341 9.1 KHÁI NIỆM CHUNG 341 9.2 PHÂN TÍCH ỨNG XỬ TRƯỚC KHI BÊ TÔNG NỨT 343 9.2.1 Phân tích đàn hồi 343 http://www.ebook.edu.vn 9 9.2.2 Phương pháp tương tự rầm cao để thiết kế khu vực đầu rầm 347 9.3 PHÂN TÍCH ỨNG XỬ SAU KHI BÊ TÔNG NỨT 348 9.4 THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ HỆ THANH 349 9.4.1 Giới thiệu phương pháp sơ đồ hệ thanh 349 9.4.2 Xây dựng sơ đồ hệ thanh 350 9.4.2.1 Nguyên tắc 350 9.4.2.2 Trình tự chung 350 9.4.2.3 Phương pháp phân chia kết cấu thành các vùng B và vùng D 351 9.4.2.4 Các phương pháp xây dựng sơ đồ hệ thanh 351 9.4.3 Tính toán nội lực của các thanh trong sơ đồ hệ thanh 353 9.4.4 Thiết kế và tính duyệt kết cấu bằng phương pháp sơ đồ hệ thanh 353 9.4.4.1 Xác định kích thước của các nút 354 9.4.4.2 Xác định kích thước của các thanh nén 356 9.4.4.3 Xác định kích thước thanh kéo 358 9.4.5 Ví dụ 9.1 – Thiết kế vùng neo bằng phương pháp SĐHT 359 9.4.6 Ứng dụng phương pháp SĐHT trong tính toán chịu cắt 362 9.4.7 Ví dụ 9.2 – Thiết kế rầm tường (rầm cao) bằng phương pháp SĐHT 364 9.5 SỰ TRUYỀN LỰC CẮT QUA MẶT PHẲNG YẾU – KHÁI NIỆM VỀ MA SÁT CẮT 370 CHƢƠNG 10 THIẾT KẾ CẤU TẠO 373 10.1 GIỚI THIỆU CHUNG 373 10.2 LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ 373 10.3 KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC THANH CỐT THÉP 375 10.3.1 Khoảng cách tối thiểu theo phương ngang giữa các thanh cốt thép 375 10.3.2 Khoảng cách tối đa theo phương ngang giữa các thanh cốt thép 376 10.3.3 Khoảng cách tối thiểu giữa các lớp cốt thép 376 10.4 TRIỂN KHAI CỐT THÉP 377 10.4.1 Khái niệm về chiều dài triển khai 377 10.4.2 Mặt cắt khống chế đối với việc triển khai cốt thép 379 10.4.3 Triển khai cốt thép chịu kéo thông qua lực dính bám 379 10.4.3.1 Chiều dài triển khai cơ sở cho các thanh có gờ và sợi thép có gờ chịu kéo 380 10.4.3.2 Các hệ số điều chỉnh chiều dài triển khai cho các thanh có gờ và sợi thép có gờ chịu kéo 380 10.4.3.3 Chiều dài triển khai cho các bó thanh 381 10.4.4 Ví dụ 10.1 – Tính toán chiều dài triển khai cho cốt thép chịu kéo 382 10.4.5 Triển khai cốt thép chịu kéo có móc và các thiết bị neo 383 10.4.5.1 Cấu tạo móc 383 10.4.5.2 Chiều dài triển khai của cốt thép có móc chịu kéo 384 10.4.5.3 Yêu cầu giằng cho cốt thép có móc chịu kéo 385 10.4.5.4 Các dạng neo cơ khí khác 385 10.4.6 Triển khai cốt thép chịu nén 386 10.5 NỐI CỐT THÉP 388 10.5.1 Mối nối chồng 388 10.5.1.1 Mối nối chồng chịu kéo 389 10.5.1.2 Mối nối chồng chịu nén 389 10.5.2 Mối nối hàn 390 10.5.3 Mối nối bằng thiết bị cơ khí 392 10.6 TRIỂN KHAI CỐT THÉP DỌC CHỊU UỐN 392 10.6.1 Bố trí cốt thép dọc 392 10.6.2 Cắt cốt thép dọc 393 http://www.ebook.edu.vn 10 10.6.2.1 Giới thiệu chung 393 10.6.2.2 Các quy định về cắt và uốn cốt thép 395 10.6.2.3 Ví dụ 10.2 – Tính toán cắt cốt thép chịu kéo của rầm 396 10.6.2.4 Uốn cốt thép dọc 400 10.7 CẤU TẠO CỐT THÉP NGANG Ở CÁNH VÀ BẦU DẦM 400 10.8 CẤU TẠO CỐT THÉP CHỊU CẮT VÀ XOẮN 403 10.8.1 Lựa chọn và bố trí cốt thép chịu cắt 403 10.8.1.1 Cốt thép đai 403 10.8.2 Lựa chọn và bố trí cốt thép chịu xoắn 404 10.9 CỐT THÉP CHỊU CO NGÓT VÀ NHIỆT ĐỘ 407 10.10 MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP CẤU TẠO ĐẶC BIỆT 409 10.10.1 Thiết kế cốt thép cho rầm có cấu tạo đặc biệt 409 10.10.2 Thiết kế cốt thép cho vai cột, cong-xon 412 TÀI LIỆU THAM KHẢO 414 [...]... chung để chỉ các kết cấu đƣợc làm từ bê tông xi măng nhƣ kết cấu bê tông không có cốt, kết cấu bê tông có cốt, kết cấu bê tông dự ứng lực, kết cấu bê tông cốt sợi, v.v Tài liệu này chỉ tập trung cho kết cấu bê tông cốt thép là dạng kết cấu đang đƣợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay ở nƣớc ta và trên toàn thế giới Bê tông cốt thép 1.1.2 Ở các điều kiện sử dụng bình thƣờng, bê tông và cốt thép có thể phối... hiện nội ứng suất làm phá hoại vật liệu 1.1.3 Phân loại kết cấu bê tông cốt thép 1.1.3.1 Phân loại theo trạng thái ứng suất Phụ thuộc vào trạng thái ứng suất trong bê tông và cốt thép trƣớc khi chịu lực, có thể có hai dạng kết cấu bê tông cốt thép là Kết cấu bê tông cốt thép thƣờng Là loại kết cấu bê tông cốt thép mà, khi chế tạo, cốt thép và bê tông không đƣợc tạo ứng suất trƣớc Ngoại trừ các nội ứng... kéo lớn vào kết cấu bê tông (để thay thế bê tông chịu lực kéo), ngƣời ta còn tìm cách nén trƣớc các vùng bê tông sẽ chịu kéo khi chịu các tác động bên ngoài Giải pháp này sẽ làm tăng khả năng chống nứt của kết cấu bê tông và, qua đó, làm tăng khả năng chống thấm, độ cứng và độ bền của nó Kết cấu bê tông dạng này đƣợc gọi là kết cấu bê tông dự ứng lực hay kết cấu bê tông ứng suất trƣớc Kết cấu bê tông. .. Trong khi đó, ở kết cấu bê tông dự ứng lực một phần, bê tông đƣợc phép xuất hiện vết nứt ở một số tổ hợp tải trọng nhất định 1.1.3.2 Phân loại theo phƣơng pháp thi công Theo phƣơng pháp thi công, kết cấu bê tông cốt thép có thể đƣợc phân loại thành: Kết cấu bê tông đổ tại chỗ: là loại kết cấu đƣợc lắp dựng cốt thép và đổ bê tông tại vị trí thiết kế của nó Hầu hết các kết cấu bê tông cốt thép có kích... đây, có thể coi bê tông cùng với cốt là một dạng vật liệu phức hợp, trong đó, bê tông và cốt cùng phối hợp chịu lực Bê tông có cốt là các thanh thép đƣợc gọi là bê tông cốt thép Bên cạnh các loại cốt ở dạng thanh, ngƣời ta cũng sử dụng cốt tăng cƣờng cho bê tông ở dạng sợi và loại vật liệu này đƣợc gọi là bê tông cốt sợi http://www.ebook.edu.vn 16 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG Ngoài việc... đƣa cốt sắt vào vùng bê tông chịu kéo và, năm 1886, đã công bố các bản thảo về lý thuyết và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Những năm sau đó, rất nhiều tiến bộ trong lĩnh vực bê tông cốt thép đã đạt đƣợc ở nhiều nƣớc nhƣ Pháp, Đức và dẫn đến việc thành lập Hiệp hội bê tông Đức vào năm 1910 và sau đó là các Hiệp hội bê tông Áo cũng nhƣ các Viện nghiên cứu bê tông Anh, Viện nghiên cứu bê tông Mỹ Bên... xây dựng Kết cấu bê tông đang là loại kết cấu đƣợc sử dụng phổ biến nhất trong các lĩnh vực xây dựng Kết cấu bê tông có mặt trong xây dựng dân dụng, công nghiệp, cầu, đƣờng, sân bay, thuỷ lợi, v.v Trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, kết cấu bê tông đƣợc sử dụng làm kết cấu chịu lực, kết cấu sàn, kết cấu móng cũng nhƣ các kết cấu bao che Trong các công trình cầu, kết cấu bê tông đƣợc... CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG nhà ở, ván khuôn này là các cấu kiện tƣờng hoặc cột rỗng có bề mặt nhẵn Bê tông đổ tại chỗ sẽ làm đầy các cấu kiện này Phần bê tông đổ tại chỗ Ván khuôn ở công trƣờng Phần bê tông đúc sẵn Hình 1.2 1.1.4 Kết cấu bê tông cốt thép bán lắp ghép Ƣu, nhƣợc điểm và phạm vi áp dụng của kết cấu bê tông Kết cấu bê tông là một trong những dạng kết cấu đƣợc sử dụng phổ biến nhất... trƣơng nở của bê tông, ứng suất trong bê tông và cốt thép chỉ xuất hiện khi kết cấu bắt đầu chịu lực Kết cấu bê tông dự ứng lực Nhằm mục đích hạn chế sự xuất hiện của vết nứt trong bê tông dƣới tác dụng của tải trọng và các tác động khác, cốt thép đƣợc căng trƣớc để, 17 http://www.ebook.edu.vn Kết cấu bê tông thông qua lực dính bám hoặc neo, tạo ra lực nén trƣớc trong những khu vực bê tông sẽ chịu... trình khai thác Loại kết cấu bê tông này đƣợc gọi là bê tông dự ứng lực Thông qua dự ứng lực, ngƣời ta có thể chủ động tạo ra các trạng thái ứng suất thích hợp trong kết cấu để hạn chế tối đa các tác động bất lợi từ bên ngoài Kết cấu bê tông dự ứng lực còn đƣợc phân loại thành kết cấu bê tông dự ứng lực hoàn toàn và dự ứng lực một phần Ở kết cấu bê tông dự ứng lực hoàn toàn, trong bê tông không đƣợc phép . trong khung có giằng theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 275 7.8.2.2 Sự phóng đại mô men cho các cột trong khung không giằng theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 276 7.8.2.3 Sự phóng đại mô men theo Tiêu chuẩn 22. rầm giản đơn theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 303 8.6.2 Ví dụ 8.2 – Tính duyệt độ võng của rầm liên tục theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 306 8.6.3 Ví dụ 8.3 – Tính duyệt độ võng của rầm cầu theo 22 TCN. 146 4.4.9.3.1 Tính toán theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 146 4.4.9.3.2 Tính toán theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 148 4.4.9.4 Ví dụ 4.8 – Tính toán sức kháng uốn của rầm chữ T theo Tiêu chuẩn 22 TCN
Ngày đăng: 08/06/2014, 23:33
Xem thêm: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO 22TCN272-05 VÀ ACI, KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO 22TCN272-05 VÀ ACI