Chỉång 9 TÊNH TOẠN CÁÚU KIÃÛN BTCT THEO TRẢNG THẠI GIÅÏI HẢN THỈÏ II. 1. TÍNH ĐỘ VÕNG CẤU KIỆN CHỊU UỐN 1.1. Khái niệm chung: Âäúi våïi cáúu kiãûn chëu ún khi chëu tạc dủng ca ti trng thç bë vng xúng. Kãút cáúu cọ âäü vng låïn s khäng thûn låüi cho viãûc sỉí dủng màûc d nọ chỉa bë phạ hoải. Âäúi cạc cáúu kiãûn làõp ghẹp v nhỉỵng kãút cáúu sỉí dủng váût liãûu cỉåìng âäü cao, viãûc tênh âäü vng ca cáúu kiãûn cng cáưn âỉåüc chụ hån âãø âm bo âiãưu kiãûn sỉí dủng ca kãút cáúu. (Vãư màût váûn hnh mạy mọc, vãư màût cáúu tảo, vãư u cáưu mé quan, ). Cạc dáưm cọ âäü vng låïn hån 1/250 nhëp thỉåìng cọ thãø nháûn tháúy bàòng màõt thỉåìng, nháút l âäü vng ca cạc dáưm chça ra ngoi. Âäü vng quạ mỉïc s: -Gáy hỉ hng cạc thnh pháưn phi kãút cáúu ca cäng trçnh: nỉït cạc tỉåìng ngàn, hỉ hng cạc cỉía -nh hỉåíng âãún kh nàng sỉí dủng bçnh thỉåìng ca kãút cáúu: nhỉ khi phi âåỵ cạc thiãút bë cọ u cáưu phi thng hng, gáy tråí ngải cho sỉû thoạt nỉåïc sn -Hỉ hng cạc kãút cáúu: cáúu kiãûn cọ âäü vng quạ mỉïc cọ thãø tiãúp xục våïi cạc cáúu kiãûn khạc thç qu âảo ti trng (sỉû phán bäú ti trng vo cạc cáúu kiãûn) s thay âäøi gáy phạ hoải. Qui phảm quy âënh âäü vng ca cáúu kiãûn khi lm viãûc bçnh thỉåìng phi nh hån âäü vng cho phẹp âäúi våïi loải kãút cáúu âọ. f ≤ [f]. (9 - 1) Trong âọ: - f: Âäü vng låïn nháút ca cáúu kiãûn trong âiãưu kiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng. - [f]: Âäü vng cho phẹp ca loải kãút cáúu âọ. (Theo qui phảm). Thê dủ: - Dáưm cáưu trủc chảy âiãûn. [f] = (1/600) L - Sn cọ tráưn phàóng, cáúu kiãûn ca mại. Khi Nhëp L ≤ 6m. [f] = (1/200) L. 6m < L ≤ 7,5m [f] = 3cm. L > 7,5m [f] = (1/250).L. * Chụ : - Khi tênh âäü vng thç dng ti trng tiãu chøn vç âọ l ti trng tạc dủng lãn kãút cáúu trong âiãưu kiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng. Khi no cọ ti trng vỉåüt quạ trë säú tiãu chøn thç chè l nháút thåìi v khi ti trng tråí vãư trë säú tiãu chøn thç âäü vng cng gim âi. - Vç bã täng cọ tênh tỉì biãún nãn ti tạc dủng di hản s lm tàng âäü vng ca cáúu kiãûn lãn. Do âọ cáưn phán biãût ti trng tạc dủng di hản v ti trng tạc dủng ngàõn hản. Ti trng tạc dủng di hản gäưm trng lỉåüng bn thán v mäüt pháưn ti trng sỉí dủng. Theo tiãu chøn nh nỉåïc vãư “T i trng v tạc âäüng TCVN 2737-95) â âỉa ra nhỉỵng qui âënh củ thãø. Cáúu kiãûn cáưn tênh vng thỉåìng cọ khe nỉït trong vng kẹo nãn cå såí tênh toạn l giai âoản II ca trảng thại ỉïng sút v biãún dảng. 1.2. Độ cong trục dầm và độ cứng của dầm: a. Khái niệm độ cong và độ cứng của dầm: Viãûc tênh âäü vng ca cáúu kiãûn bàòng váût liãûu ân häưi chụng ta â gàûp trong män Sỉïc bãưn Váût liãûu (Nhỉ cạc phỉång phạp tênh phán âënh hản, phỉång phạp thäng säú ban âáưu, phỉång phạp â toạn,v.v ) hay trong cå hc kãút cáúu (Phỉång phạp âàût lỉûc âån vë,v.v ). KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 1 Chỉång 9 Xẹt dáưm chëu ún våïi ti trng tàng dáưn: lục âáưu dáưm cỉïng v khäng bë nỉït, ton bäü tiãút diãûn bã täng chëu ỉïng sút (âỉåìng biãún dảng l âoản OA). Khi ti trng tàng vãút nỉït xút hiãûn, tải tiãút diãûn bë nỉït mä men quạn tênh gim lm gim r rãût âäü cỉïng ca dáưm. Cạc âoản dáưm cọ xút hiãûn vãút nỉït cạc nhiãưu, säú vãút nỉït cng nhiãưu cng lm gim âäü cỉïng, âäü vng ca dáưm tàng nhanh hån. Nhỉ váûy bàõt âáưu tỉì âiãøm A dáưm cọ âäü vng phi tuún r rãût do sỉû gim âäü cỉïng khi tàng dáưn cạc vãút nỉït. Theo thåìi gian, âäü vng tàng do tênh tỉì biãún ca bã täng. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 2 Theo Sỉïc bãưn Váût liãûu thç âäü cong trủc dáưm âỉåüc xạc âënh theo phỉång trçnh vi phán âỉåìng ân häưi: 1 ρ = M EJ Trong âọ: - 1 ρ : Gi l âäü cong trủc dáưm. - EJ: Âäü cỉïng ca dáưm bàòng váût liãûu ân häưi, âäưng cháút, âàóng hỉåïng. (Gii ptrçnh vi phán våïi cạc âiãưu kiãûn biãn ta âỉåüc âäü vng y). Nhỉng BTCT l váût liãûu ân häưi do, khäng âäưng cháút, trong miãưn chëu kẹo lải cọ khe nỉït nãn khäng thãø biãøu thë âäü cỉïng ca dáưm bàòng EJ âỉåüc. Våïi dáưm BTCT cáưn xẹt âãún sỉû thay âäøi âäü cỉïng do biãún dảng do v nỉït. Mä men quạn tênh ca dáưm thay âäøi tỉì tiãút diãûn khäng nỉït låïn hån tiãút diãûn bë nỉït. Do sỉû thay âäøi ny m viãûc tênh toạn âäü vng ca dáưm BTCT tråí nãn khäng âån gin. Thỉåìng âäü cỉïng ca dáưm BTCT âỉåüc kê hiãûu bàòng chỉỵ B v âäü cong trủc dáưm âỉåüc biãøu thë bàòng quan hãû sau: 1 ρ = M B (9 - 2) b. Trạng thái ứng suất biến dạng của dầm sau khi xuất hiện khe n ứt: Xẹt mäüt âoản dáưm chëu ún. Sau khi xút hiãûn khe nỉït trảng thại US - BD thãø hiãûn trãn hçnh v. - ỈÏng sút trong cäút thẹp chëu kẹo: Tải tiãút diãûn cọ khe nỉït ton bäü lỉûc kẹo do cäút thẹp chëu. ỈÏïng sút kẹo trong cäút thẹp tải tiãút diãûn cọ khe nỉït l σ a , ỉïng sút gim dáưn vo khong giỉỵa hai khe nỉït vç cọ BT cng tham gia chëu kẹo. - ỈÏïng sút trong BT chëu kẹo: Tải khe nỉït ỉïng sút trong BT bàòng khäng. Cng xa vãút nỉït, ỉïng sút trong BT tàng dáưn v låïn nháút tải khong giỉỵa hai khe nỉït v bàòng σ bk . Do âọ sau khi xút hiãûn khe nỉït thç trủc trung ha ca dáưm cọ dảng lỉåün sọng (Tỉïc x biãún thiãn). Âãø tênh toạn ngỉåìi ta thay trủc trung ha thỉûc tãú bàòng trủc trung ho trung bçnh våïi chiãưu cao vng nẹn trung bçnh x . Bàòng thỉûc nghiãûm ngỉåìi ta â xạc láûp âỉåüc quan hãû giỉỵa x v x . x = x 1 07 100 1 − + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ . µ (9 - 3) Z 1 σ a F a x x σ b A: Thåìi âiãøm cạc âáưu dáưm bàõt âáưi bë nỉït. B: Bàõt âáưi cọ cạc vãút nỉït giỉỵa nhëp. D: Bàõt âáưu sỉû chy do tải cạc TD cọ mä men låïn. C→ C’ âäü vng tàng do tỉì biãún våïi ti trng di hản C C’ D B A âäü vng giỉỵa nhëp f O P σ bk l n l n σ a σ a M c Chỉång 9 v σ b = ψ b .σ b Våïi ψ b ≤ 1. (pxi) (9 - 4) σ a = ψ a .σ a Våïi ψ a ≤ 1. (9 - 5) Trong âọ: - ψ b : Hãû säú xẹt âãún sỉû bêãún dảng khäng âäưng âãưu ca thåï BT chëu nẹn ngoi cng dc theo âoản dáưm âang xẹt (våïi BT nàûng ψ b = 0.9, khi chëu ti trng rung âäüng ψ b = 1). - ψ a : Hãû säú xẹt âãún sỉû lm viãûc chëu kẹo ca BT nàòm giỉỵa hai khe nỉït. Xạc âënh bàòng tênh toạn. Màût khạc khi cháúp nháûn gi thiãút tiãút diãûn phàóng âäúi våïi dáưm cọ chiãưu cao vng nẹn x thç biãún dảng tè âäúi trung bçnh ca BT chëu nẹn ε b v ca cäút thẹp chëu kẹo ε a cọ quan hãû: ε σ ψ σ a a a a a a EE == ; ε σ ψ σ ν b b b b b b EE == . } (9 - 6) ν: l hãû säú ân häưi ca BT vng nẹn. Våïi BT nàûng: ν = 0,45 khi ti trng tạc dủng ngàõn hản, ν = 0,15 khi ti trng tạc dủng di hản. Tải tiãút diãûn cọ khe nỉït, biãøu âäư ỉïng sút trong BT vng nẹn âỉåüc xem l hçnh chỉỵ nháût. Xẹt cán bàòng näüi - ngoải lỉûc ta cọ: σ a c a M FZ = 1 ; σ b c b M FZ = 1 (9 - 7) Trong âọ: - F a : l diãûn têch cäút thẹp chëu kẹo. - F b : l diãûn têch vng bã täng chëu nẹn. - Z 1 : Cạnh tay ân näüi lỉûc ngáùu lỉûc tải tiãút diãûn cọ khe nỉït. Nãúu tiãút diãûn cọ cäút thẹp chëu nẹn F a ’ thç qui âäøi F a ’ thnh diãûn têch BT tỉång âỉång. Khi âọ: σ b c bqâ M FZ = 1 (9 - 8) Våïi F bqâ = F b + E E a b , F a ’ = F b + ν n F a ’ O c. Độ cong trục dầm và độ cứng của dầm: Xẹt 1 âoản dáưm nàòm giỉỵa 2 khe nỉït : Khong cạch 2 khe nỉït bàòng l n , chiãưu cao vng nẹn x, chiãưu cao lm viãûc h 0 , bạn kênh cong ρ. Qua B k DC//OA; qua E k EF//DC: ED = ε b .l n ; FG = ( ε b + ε a ).l n . Xẹt 2 tam giạc âäưng dảng OAB v EFG: ll h na b n ρ εε = + (). 0 ⇒ 1 0 ρ εε = + () a b h (9 - 9) ε a l n ε b l n x C F G B h 0 A D E l n ρ ε b l n M C Thay (9 - 6), (9 - 7) vo (9 - 9) ta âỉåüc: 1 01 ρ ψψ ν =+ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ M hZ EF EF c a aa b bbqâ . (9 - 10) So sạnh (9 - 10) våïi (9 - 2), ta cọ: KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 3 Chỉång 9 B = hZ EF EF a aa b bbqâ 01 ψψ ν + ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ . (9 - 11) Nhçn vo cäng thỉïc xạc âënh B ta tháúy âäü cỉïng ca dáưm BTCT khạc dáưm bàòng váût liãûu ân häưi, nọ khäng nhỉỵng phủ thüc vo âàûc trỉng hçnh hc ca TD m cn phủ thüc vo ti trng (F b cọ x, ) vo tinh cháút ân häưi do ca BT. Mún tàng B thç tàng h 0 l hiãûu qu nháút. (Ngoi ra cọ thãø tàng mạc BT hay bãư räüng tiãút diãûn nhỉng kẹm hiãûu qu). d. Tính các đặc trưng trong B: a) Tênh F bqâ : Diãûn têch miãưn BT chëu nẹn cọ kãø âãún cäút thẹp chëu nẹn trong TD chỉỵ T (täøng quạt): F bqâ =(b c ’ - b).h c ’ + n ν .F a ’ + b.x. (9 - 12) F bqâ =(γ’+ξ).b.h 0 . Våïi γ’ = () . ,, bbh n F bh cc −+ ν 0 , a ; ξ = x h 0 ξ: Chiãưu cao tỉång âäúi ca vng BT chëu nẹn ξ = x h 0 xạc âënh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: ξ = 1 18 15 10 . () . + ++ LT n µ (9 - 13) Trong âọ L = M R.b.h c n c 0 2 ; T = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − 2 ' 1' δ γ ; 0 , ' h h c = δ ; µ = F b.h a 0 ; n = E E a ; b b) Tênh Ζ 1 : Cạnh tay ân näüi ngáùu lỉûc tải tiãút diãûn cọ khe nỉït. Nãúu gi thiãút så âäư ỉïng sút ca miãưn BT chëu nẹn l hçnh chỉỵ nháût thç dãù dng tçm âỉåüc Ζ 1 tỉì âiãưu kiãûn: Ζ 1 = S F S n Fh a bh bbhh h bx h xn Fh a bh bqâ bqâ ba cc c a = +− + = −− ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ +− ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ +− + ν γξ ν γξ , ,, , , (') (' ) (). ( (' ) 0 0 00 0 22 ') 0 Viãút lải theo cạc kê hiãûu trãn v 2a’ ≈ h c ’ nãn Ζ 1 = 1 2 2 0 − + + ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ δγ ξ γξ '. ' .( ' ) h (9 - 14) c) Tênh ψ a : Ta cọ: ψ σ σ a a a = Tỉì så âäư ỉïng sút bãn âáy, cọ thãø biãùu diãùn: σ a = σ a - ω k . σ a2 ; Trong âọ: -ω k Hãû säú âiãưu chènh biãøu âäư ỉïng sút trong cäút thẹp giỉỵa 2 khe nỉït. b c ’ h c ’ h c F a b c h b x σ b σ b σ a1 l n l n σ a σ a σ bk x x σ a2 F a ’ M c KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 4 Chỉång 9 Ta âỉåüc: ψω σ σ ak a a =−1 2 . Xẹt sỉû cán bàòng giỉỵa näüi lỉûc v ngoải lỉûc åí trảng thại âang xẹt: - Tải TD cọ khe nỉït: M c = σ a . F a .Z 1 ; - Tải TD giỉỵa 2 khe nỉït: M c = M a + M b = σ a1 . F a .Z + M b ; Suy ra: σ a . F a .Z 1 = σ a1 . F a .Z + M b ; Nãúu láúy M b = χ. M bn , trong âọ: (khi) M bn : mä men ún do BT chëu âỉåüc trỉåïc khi xút hiãûn vãút nỉït M bn = R kc . W bn W bn : mä men khạng ân häưi do ca tiãút diãûn BT cọ xẹt âãún biãún dảng khäng ân häưi ca BT chëu kẹo. Láúy Z 1 ≈ Z ⇒ σ a2 . F a .Z = M b ⇒ c b a a M M = σ σ 2 Ta âỉåüc: ω σ σ ωχ ω χ k a a k bn c k bn c M M M M . 2 ==⇒ ψω χ ak bn c M M =−1. (9 - 15) Våïi ω χ k = 0.8 âäúi våïi ti trng tạc dủng ngàõn hản. ω χ k = 1.0 âäúi våïi ti trng tạc dủng di hản. * Tiãu chøn thiãút kãú cho phẹp dng cäng thỉïc thỉûc nghiãûm sau: ψ a kc n c S RW M =−125 ≤ 1 (9 - 16) Trong âọ: S Hãû säú phủ thüc hçnh dảng màût ngoi cäút thẹp v ti trng tạc dủng. Ti trng tạc dủng ngàõn hản S = 1,1 thẹp gåì; S=1,0 thẹp trån. Ti trng tạc dủng di hản: S = 0,8 cho mi loải thẹp. Khi tênh ψ a nãúu (R K c .W n )/M c > 1 thç láúy bàòng 1 âãø tênh vç ràòng cå såí tênh vng l giai âoản II trảng thại ỈS - BD, tỉïc l khi miãưn BT chëu kẹo â cọ khe nỉït. b c F a 2R k c σ a F a b M n h h c x h c ’ F a ’ σ a ’F a ’ b c ’ σ b R k c R K c : Cỉåìng âäü chëu kẹo tiãu chøn ca cäút thẹp. * Tênh W n : ỈÏng sút trãn tiãút diãûn khi sàõp nỉït nhỉ hçnh v. ỈÏng sút trong vng BT chëu nẹn phán bäú dảng hçnh tam giạc cọ ν = 1, vng BT chëu kẹo xem gáưn âụng hçnh chỉỵ nháût cọ trë säú bàòng R K c (do BT vng kẹo cọ biãún dảng do låïn, ν =0,5). Nãúu kẹo di cảnh nghiãng hçnh tam giạc vng nẹn thç s càõt mẹp ngoi chëu kẹo 1 âoản 2R K ). Váûy ỉïng sút trong thåï BT chëu nẹn ngoi cng (theo gthuút TD phàóng) σ b = 2R k c . x hx− Tỉì phỉång trçnh cán bàòng lỉûc lãn phỉång trủc dáưm ta cọ thãø tçm âỉåüc chiãưu cao vng nẹn: ξ = x h = 1 - ( ) ( ) bh F nF FF cc a bqâ c . ' ,, +− + − − 21 21 2 δδ , (9 - 17) Trong âọ: F c ’=(b c ’-b).h c ’; F c =(b c -b).h c ; δ c ’=h c ’/2h; δ=a’/h. F bqâ =bh + F c ’ + F c + n.(F a + F a ’). Tỉì âiãưu kiãûn cán bàòng Mämen âäúi våïi trủc song song v cạch mẹp trãn tiãút diãûn 1 âoản bàòng x/3 räưi so sạnh våïi biãøu thỉïc M n trãn ta âỉåüc: W n = b.(h - x). ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎛ + ⎝ + 6 x 3 h ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −− 3 x 2 h hF + c c ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − − 2 h 3 x . xh )0,5h(x2F , c , c , c + KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 5 Chỉång 9 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − − + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − a' 3 x . xh a'x '2.n.F 3 x h.2.n.F a0a ; (9 - 18) Âäúi våïi tiãút diãûn chỉỵ nháût âàût cäút âån (F a ’ = 0) ξ = x h = 1 - bh bh nF a . .( . . )2 + = 1 - 1 21 1 .( . )+ n µ Trong âọ µ 1 = F b.h a . Váûy: W n = b.(h - x). h 2 x 6 + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + 2.n.F a . h x 3 0 − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ (7 - 19) Trong tênh toạn thỉûc tãú cọ thãø láúy gáưn âụng ξ =1/2 thç W n = [0,292 + 0,75γ 1 + 0,15γ 1 ’]b.h 2 . (7 - 20) Trong âọ: γ 1 = (b b).h 2.n.F b.h cc − a + ; γ 1 ’ = (b b).h 2.n.F b.h c , c , a , −+ Cäng thỉïc gáưn âụng ca W n sai säú khäng âạng kãø khi n.µ 1 ≤ 0,25 v γ 1 ’ ≤ 0,3. Khi tiãút diãûn chỉỵ nháût khäng âàût cäút thẹp thç ξ = 1/2, lục âọ W n kê hiãûu l : W bn =(7/24).b.h 2 (Tỉïc Mämen khạng ân häưi do låïn hån momen khạng ân häưi 7/4 láưn). Cng cọ thãø xạc âënh W n tỉì mämen khạ ân häưi W 0 : W n = γ.W 0 . (7 - 21) Trong âọ γ l hãû säú kãø âãún biãún dảng khäng ân häưi ca BT vng kẹo v phủ thüc vo hçnh dạng tiãút diãûn, trë säú γ cọ bng tra. M 1 =M max M 2 M B 1 =B min B 1/δ 1 1 B M c P 2 P 1 l 1 2 B M c 1.3. Tính độ võng của dầm: a. Dầm đơn giản có tiết diện khơng đổi: Khi xạc âënh B ta â cọ nháûn xẹt l B phủ thüc vo mämen do ngoải lỉûc gáy ra, do âọ B s thay âäøi dc theo trủc dáưm cng våïi sỉû thay âäøi ca mämen. Nhỉng nhỉ váûy s ráút phỉïc tảp nãn tiãu chøn thiãút kãú cho phẹp coi dáưm âån gin cọ tiãút diãûn khäng âäøi cọ âäü cỉïng khäng âäøi v bàòng âäü cỉïng nh nháút B min . (Tỉïc B theo tiãút diãûn cọ M max ). Thê dủ âäúi våïi dáưm âån nhëp l, chëu q phán bäú âãưu: f = 5 384 . ql EJ c4 = 5 48 . M B max min c .l 2 ; Khi chëu ti trng báút k thç âäü vng âỉåüc biãøu diãøn theo cäng thỉïc täøng quạt: f = β. 1 ρ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ max .l 2 = β. M B max min c .l 2 ; (7 - 22) Trong âọ β hãû säú phủ thüc vo så âäư dáưm, dảng ti trng. b. Dầm liên tục: Âäúi våïi dáưm liãn tủc thç ta xem B khäng âäøi trãn tỉìng âoản cọ mämen cng dáúu v âäü cỉïng âỉåüc xạc âënh theo mämen låïn nháút ca âoản dáưm âọ (láúy bàòng âäü cỉïng bẹ nháút). Tỉång tỉû dáưm âån gin, trãn mäùi âoản dáưm cọ mä men cng dáúu ta xem âäü cong tè lãû våïi mä men: 1 ρ = M B i c i_min KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 6 Chỉång 9 Cäng thỉïc täøng quạt âãø xạc âënh âäü vng ca cáúu kiãûn: f = ∫ l 0 (x).dx 1 (x).M ρ ; (7 - 23) Trong âọ: M(x): Mä men tải TD cọ ta âäü x do ti trng âån vë âàût tải TD cáưn tênh âäü vng. 1 ρ ()x : Âäü cong ton pháưn ca cáúu kiãûn tải TD cọ ta âäü x do ti trng gáy ra. c. Độ võng tồn phần của dầm: Theo tiãu cháøn thiãút kãú, âäü vng ton pháưn ca dáưm chëu ti trng tạc dủng ngàõn hản v ti trng tạc dủng di hản âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc: f = f 1 - f 2 + f 3 . (7 - 24) Trong âọ: - f 1 : Âäü vng do tạc dủng ngàõn hản ca ton bäü ti trng. - f 2 : Âäü vng do tạc dủng ngàõn hản ca ti trng di hản. - f 3 : Âäü vng do tạc dủng di hản ca ti trng di hản. (Chụ khi tênh f 1 , f 2 cạc giạ trë γ v ψ a phi ỉïng våïi tênh cháút ngàõn hản ca ti trng cn f 3 thç γ v ψ a ỉïng våïi tênh cháút di hản ca ti trng.) Cọ thãø gii thêch cäng thỉïc tênh f bàòng âäư thë. Sau khi tênh âỉåüc f, tiãu chøn thiãút kãú cn u cáưu âiãưu chènh (tàng, gim) âãø xẹt âãún sỉû sai lãûch do thi cäng v nh hỉåíng ca lỉûc càõt. M 2 c M 4 c M 1 c M 3 c M 5 c M B 5 B B 3 M 1 c B 1 M 3 c B 3 M 5 c B 5 P dh P ng + P dh ff 3 f 2 O f f 1 f 3 - f 2 P 1/δ B 1 B 2 B 4 2. TÍNH BỀ RỘNG KHE NỨT 2.1. Khái niệm chung: Trong thỉûc tãú chụng ta váùn thỉåìng gàûp vãút nỉït xút hiãûn åí cáúu kiãûn BTCT. Âäúi våïi cáúu kiãûn âỉåüc thi cäng theo âụng qui trçnh k thût (Âỉåüc thi cäng mäüt cạch âụng âàõn, âỉåüc bo dỉåíng täút khi chãú tảo, ) thç hiãûn tỉåüng nỉït thỉåìng xy ra do BT co ngọt v ti trng sỉí dủng. Cạc khe nỉït do co ngọt ca BT thỉåìng khäng nguy hiãøm làõm vç ráút nh. Khe nỉït do ti trng gáy ra l cáưn phi chụ båíi mỉïc âäü tạc hải ca nọ. Khe nỉït quạ räüng lm BT khäng bo vãû âỉåüc cäút thẹp khi bë hy hoải båíi khäng khê áøm v mäi trỉåìng àn mn, lm gim kh nàng chäúng tháúm ca cạc bãø chỉïa, äúng dáù n,v.v Ngoi ra khe nỉït quạ läü liãùu khäng nhỉỵng lm máút mé quan cäng trçnh m cn gáy ra mäúi nghi ngåì trong nhỉỵng ngỉåìi khäng chun män vãư âäü an ton ca kãút cáúu. Tuy nhiãn khäng phi mi khe nỉït âãưu nguy hiãøm. Qui phảm â chia kh nàng chäúng nỉït ca kãút cáúu ra 3 cáúp ty thüc vo âiãưu kiãûn lm viãûc ca nọ v loải cäút thẹp trong âọ: Cáúp I: Khäng cho phẹp xút hiãûn vãút nỉït. Cáúp II: Cho phẹp cọ vãút nỉït ngàõn hản våïi bãư räüng hản chãú. Khi ti trng ngàõn hản thäi tạc dủng thç khe nỉït phi âỉåüc khẹp kên lải. Cáúp III: Cho phẹp nỉït våïi bãư räüng khe nỉït hản chãú. Âãø cho kãút cáúu BTCT khäng nỉït thç täút nháút l dng BTCT ỉïng lỉûc trỉåïc. Âäúi våïi BTCT thỉåìng cho d tênh toạn khäng cho nỉït nhỉng vãút nỉït váùn cọ thãø xút hiãûn do nhiãưu ngun nhán gáy ra. Cạc ỉïng sút kẹo trong bã täng do kẹo dc, mä men, lỉûc càõt tảo ra cạc vãút nỉït khạc nhau: KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 7 Chỉång 9 Våïi cạc cáúu kiãûn chëu kẹo s bë nỉït thàóng gọc trãn ton bäü tiãút diãûn ngang. Cạc vãút nỉït cạch nhau khong 0.75 âãún 2 láưn bãư räüng tiãút diãûn. Nhiãưu vãút nỉït nh s xút hiãûn åí låïp cọ cäút thẹp, cạc vãút nỉït ny näúi våïi nhau åí giỉỵa tiãút diãûn. Kãút qu l bãư räüng vãút nỉït tải vë trê häüi tủ cạc vãút nỉït åí giỉỵa chiãưu cao tiãút diãûn s låïn hån. Cạc cáúu kiãûn chëu ún cọ vãút nỉït trong vng kẹo. Cạc vãút nỉït ny kẹo di gáưn nhỉ tåïi trủc trung ho. Våïi dáưm cọ chiãư u cao tiãút diãûn låïn cạc vãút nỉït åí vng cọ cäút thẹp våïi cạch khong tỉång âäúi gáưn bãư räüng bẹ. Bãư räüng vãút nỉït låïn åí chäø giao nhau ca cạc vãút nỉït åí giỉỵa chiãưu cao tiãút diãûn. 2.2. Tính bề rộng khe nứt thẳng góc: ε a .l n + l n M a n /2 a n /2 ∆ bk + l n l n a. Cơng thức tổng qt: Tạch mäüt âoản dáưm nàòm giỉỵa 2 khe nỉït. Bãư räüng khe nỉït tải vë trê cäút dc âỉåüc xạc âënh tỉì âiãưu kiãûn hçnh hc sau: Âäü dn di ca thåï BT åí ngang trng tám cäút dc cäüng våïi bãư räüng khe nỉït l bàòng âäü dn di ca cäút dc: ε a .l n = a n + ∆ bk Trong âọ: - ε a : Sút dn trung bçnh ca cäút dc. - l n : Khong cạch giỉỵa 2 khe nỉït. - a n : Bãư räüng khe nỉït. - ∆ bk : Âäü dn ca thåï BT åí ngang trng tám cäút dc. Vç âäü dn ∆ bk ca BT chëu kẹo ráút bẹ so våïi âäü dn ca cäút dc cọ thãø b qua: Váûy a n = ε a .l n . Thay ε a = σ a a E = ψ a . σ a a E vo ta âỉåüc: a n = ψ a . σ a a E .l n . (7 - 25) Trong âọ: - ψ a : Xạc âënh nhỉ khi tênh vng. - σ a : ỈÏïng sút trong cäút thẹp tải TD cọ khe nỉït σ a = M FZ c a1 . - M c : Mämen do ti trng tiãu chøn gáy ra tải TD cọ khe nỉït. - Z 1 : Cạnh tay ân ca näüi ngáùu lỉûc tải TD cọ khe nỉït, xạc âënh nhỉ khi tênh vng. Bãư räüng khe nỉït a n s låïn khi ỉïng sút trong cäút thẹp låïn v khong cạch cạc khe nỉït låïn. b. Khoảng cách giữa các khe nứt l n : R k l n M c M 1 2 σ an δ a1 Xẹt mäüt âoản dáưm chëu ún thưn tụy våïi M tàng dáưn: Khi ỉïng sút kẹo trong BTâảt tåïi R K thç khe nỉït âáưu tiãn xút hiãûn tải TD no m BT chëu kẹo kẹm nháút. Thê dủ tải tiãút diãûn (1) chàóng hản. Tải TD cọ khe nỉït ỉïng sút trong cäút thẹp σ a1 , ỉïng sút trong BT vng kẹo bàòng khäng. Cng xa vãút nỉït do sỉû dênh kãút giỉỵa BT v cäút thẹp BT tham gia chëu kẹo v ỉïng sút trong BT tàng dáưn, âãún TD m ỉïng sút kẹo trong BT âảt R K s xút hiãûn khe nỉït måïi, thê dủ khe nỉït (2). Khong cạch tỉì TD cọ khe nỉït âáưu tiãn (1) âãún TD sàõp xút hiãûn khe nỉït (2) l l n . ỈÏïng sút trong cäút thẹp tải TD sàõp nỉït l σ an : σ an = ε a .E a = ε bk .E a = . . , a bk k a bk k E E R E E R ν = Så âäư ỉïng sút ca cäút thẹp v BT sau khi xút hiãûn khe nỉït thỉï nháút. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 8 Chỉång 9 Khi BT sàõp nỉït thç ν k = 0,5 ⇒ σ an = R n k 05. . = 2.n.R k Âãø xạc âënh l n ta xẹt âiãưu kiãûn cán bàòng ca âoản cäút thẹp giåïi hản båíi 2 TD (1) & (2) : Phỉång trçnh cán bàòng: σ τ aa ka n FnRF sl 1 2 = + Trong âọ: - τ: ỈÏïng sút dênh trung bçnh trãn âoản l n . - s: Chu vi cäút thẹp. Rụt ra: () l nR F s n ak a = − σ τ 1 2. . ; (7 - 26) Nhỉ váûy nãúu cỉåìng âäü kẹo ca BT låïn, lỉûc dênh giỉỵa BT v cäút thẹp låïn, chu vi låïn thç khong cạch hai khe nỉït nh, a n nh. Âäúi våïi nhỉỵng kãút cáúu cáưn hản chãú bãư räüng khe nỉït thç nãn dng cäút cọ gåì våïi âỉåìng kênh nh. c. Tính bề rộng khe nứt thẳng góc theo tiêu chuẩn thiết kế: Bãư räüng ca cáúu kiãûn chëu ún, chëu kẹo trung tám v chëu kẹo nẹn lãûch tám âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: () akc E pd n a a =− η σ 70 20 3 (7 - 27) Trong âọ: - k = 1: Cáúu kiãûn chëu ún, nẹn lãûch tám. k = 1,2: Cáúu kiãûn chëu kẹo lãûch tám. - c: hãû säú xẹt âãún tênh cháút tạc dủng ca ti trng c = 1: Ti trng tạc dủng ngàõn hản. c = 1,5: Ti trng tạc dủng di hản v ti trng rung âäüng. - η: hãû säú xẹt âãún tênh cháút bãư màût cäút thẹp. η = 1: Thẹp gåì. η = 1,3: Thẹp thanh trn trån. η = 1,4: Thẹp såüi trån. η = 1,2: Thẹp såüi cọ gåì, dáy bãûn. - p: Tè säú pháưn tràm ca diãûn têch cäút chëu kẹo våïi diãûn têch lm viãûc ca BT nhỉng phi ≤ 2; Âäúi våïi cáúu kiãûn chëu ún, nẹn v kẹo lãûch tám: p 100. 100. F b.h a 0 == µ . Âäúi våïi cáúu kiãûn chëu kẹo trung tám: p 100. 100. F F a == µ - d: Âỉåìng kênh cäút dc chëu kẹo tênh bàòng mm, nãúu chụng gäưm nhiãưu loải âỉåìng kênh khạc nhau d 1 , d 2 , d 3 , våïi säú lỉåüng thanh tỉång ỉïng n 1 , n 2 , thç dng âỉåìng kênh tỉång âỉång: d nd n d nd n d = ++ ++ . . . . 1 2 22 2 122 - σ a , E a : ỈÏïng sút trong cäút thẹp chëu kẹo tải TD cọ khe nỉït v mäâun ân häưi ca cäút thẹp âọ. σ a c a M ZF = 1 . Âäúi våïi cáúu kiãûn chëu ún. σ a c at N F = Âäúi våïi cáúu kiãûn chëu kẹo trung tám. Khi trãn kãút cáúu cọ ti trng tạc dủng ngàõn hản v di hản thç bãư räüng khe nỉït ton pháưn l a n = a n ngh + a n dh . Trong âọ: - a n ngh : Bãư räüng khe nỉït do pháưn ti trng ngàõn hản (Âỉåüc tênh våïi c = 1 v σ a do ti trng ngàõn hản gáy ra). - a n dh : Bãư räüng khe nỉït do pháưn ti trng ngàõn hản (Tênh våïi c = 1,5 v σ a do ti trng di hản gáy ra). KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 9 . 1 0 ρ εε = + () a b h (9 - 9) ε a l n ε b l n x C F G B h 0 A D E l n ρ ε b l n M C Thay (9 - 6), (9 - 7) vo (9 - 9) ta âỉåüc: 1 01 ρ ψψ ν =+ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ M hZ EF EF c a aa b bbqâ . (9 - 10) So. σ bk l n l n σ a σ a M c Chỉång 9 v σ b = ψ b .σ b Våïi ψ b ≤ 1. (pxi) (9 - 4) σ a = ψ a .σ a Våïi ψ a ≤ 1. (9 - 5) Trong âọ: - ψ b : Hãû säú xẹt âãún sỉû bê ún dảng khäng âäưng âãưu. EF c a aa b bbqâ . (9 - 10) So sạnh (9 - 10) våïi (9 - 2), ta cọ: KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 3 Chỉång 9 B = hZ EF EF a aa b bbqâ 01 ψψ ν + ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ . (9 - 11) Nhçn vo cäng thỉïc