Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 4: Cấu kiện chịu uốn Cấu kiện chịu uốn (CKCU) là cấu kiện chỉ chịu tác dụng của mômen uốn và lực cắt. Đây là cấu kiện cơ bản rất phổ biến trong thực tế: Dầm hay bản sàn nhà dân dụng, dầm cầu, cầu thang, đà ngang của khung,… Hai cấu kiện chịu uốn chính là bản và dầm. 4.1. Đặc điểm cấu tạo của bản Bản là kết cấu phẳng có chiều dày khá bé so với chiều dài và chiều rộng. Trong kết cấu nhà cửa, các bản sàn thường có kích thước trên bề mặt bằng từ 2 – 4m. trong khi chiều dày bản chỉ biến động trong khoảng 6 10cm. Đối với sàn nhà ở và công trình công cộng, chiều dày bản yêu cầu tối thiểu là 5cm. Cốt thép trong bản gồm có cốt chịu lực và cốt phân bố, được buộc hay hàn thành lưới, minh họa trong hình: Cốt chịu lực được xác định theo tính toán và đặt trong vùng chịu kéo do mômen gây ra. Đường kính cốt chịu lực từ 5 đến 12mm với khoảng cách bố trí không vượt quá 20cm cho bản dày dưới 15cm, và 1.5 chiều dày bản cho bản dày hơn 15cm, đồng thời khoảng cách cốt thép cũng không được nhỏ hơn 7cm để dễ đổ bêtông.
Bài giảng môn học: Kết cấu bêtông Chương 4: Cấu kiện chịu uốn Cấu kiện chịu uốn (CKCU) cấu kiện chịu tác dụng mômen uốn lực cắt Đây cấu kiện phổ biến thực tế: Dầm hay sàn nhà dân dụng, dầm cầu, cầu thang, đà ngang khung,… Hai cấu kiện chịu uốn dầm 4.1 Đặc điểm cấu tạo Bản kết cấu phẳng có chiều dày bé so với chiều dài chiều rộng Trong kết cấu nhà cửa, sàn thường có kích thước bề mặt từ – 4m chiều dày biến động khoảng -10cm Đối với sàn nhà cơng trình cơng cộng, chiều dày u cầu tối thiểu 5cm Cốt thép gồm có cốt chịu lực cốt phân bố, buộc hay hàn thành lưới, minh họa hình: Cốt cấu tạo Cốt chòu lực Cốt chòu lực Cốt cấu tạo Cốt chịu lực xác định theo tính tốn đặt vùng chịu kéo mômen gây Đường kính cốt chịu lực từ đến 12mm với khoảng cách bố trí khơng vượt q 20cm cho dày 15cm, 1.5 chiều dày cho dày 15cm, đồng thời khoảng cách cốt thép không nhỏ 7cm để dễ đổ bêtông Nguyễn Tấn Page 24 Bài giảng môn học: Kết cấu bêtông Ngoài cần lưu ý bước cốt thép kéo vào gối không lớn 40cm, với số lượng tối thiểu số lượng cốt thép cốt chịu lực nhịp Cốt phân bố: loại cốt cấu tạo đặt thẳng góc với cốt chịu lực, giúp cố định vị trí cốt chịu lực đổ bêtông, phân phối ảnh hưởng lực tập trung lên cho cốt chịu lực lân cận, đồng thời chịu ứng suất phát sinh co ngót nhiệt độ Cốt phân bố có đường kính từ – 8mm, với số lượng tối thiểu 10% số lượng cốt chịu lực tiết diện chịu mômen lớn Khoảng cách cốt phân bố thường chọn từ 25 – 30cm (không lớn 35mm)… 4.2 Đặc điểm cấu tạo dầm Dầm cấu kiện mà chiều cao chiều rộng nhỏ so với chiều dài Tiết diện ngang dầm có dạng hình chử nhật, chử T, chử I, hình thang hay hình vành khuyên tùy theo ứng dụng Nhịp dầm, tức khoảng cách hai gối tựa, thơng số định kích thước dầm Chiều cao tiết diện dầm thường chọn từ 1 nhịp dầm 20 Khi chọn kích thước dầm, cần lưu ý yêu cầu thẩm mỹ kiến trúc điều kiện thống hóa ván khuôn thi công: Chiều cao dầm 60cm thường bội số 5cm, chiều cao 60cm thường bội số 10cm; chiều rộng dầm thường gặp 10, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 28, 30 cm bội số 5cm cho chiều rộng lớn 30cm Khe nứt thẳng góc Khe nứt nghiêng Xét dầm đơn giảnđược chất tải phân bố tăng dần Từ trạng thái nguyên vẹn lúc đầu chịu tải nhỏ, dầm xuất vết nứt thẳng góc với trục dầm khu vực có mơmen lớn ứng với giá trị tải đủ lớn Tiếp vết nứt nghiêng Nguyễn Tấn Page 25 Bài giảng môn học: Kết cấu bêtông khu vực có lực cắt lớn gần gối tựa hình thành Khi tải trọng đến giá trị giới hạn, dầm bị phá hoại tiết diện thẳng góc tiết diện nghiêng Việc tính tốn theo khả chịu lực để đảm bảo dầm khơng bị phá hoại tiết diện thẳng góc tiết diện nghiêng Cốt thép dầm gồm có cốt dọc chịu lực, cốt dọc cấu tạo, cốt đai cốt xiên Minh họa hình Cốt xiên Cốt cấu tạo Cốt đai Cốt chòu lực Cốt đai Cốt cấu tạo Cốt chòu lực Đai hai nhánh Đai nhánh Đai bốn nhánh Cốt dọc chịu lực dầm có đường kính từ 10 đến 32mm, bố trí thành nhiều lớp tuân theo nguyên tắc cấu tạo cốt thép Cốt đai cốt xiên dùng để chịu nội lực cắt Cốt đai (đường kính – 10mm) gắn kết hai vùng bêtơng chịu nén kéo, cốt xiên (xiên góc khoảng 450 - 600) để kháng vết nứt xiên cốt đai xác định từ tính tốn cốt thép tiết diện nghiêng Cốt dọc cấu tạo cốt giá ( đường kính 10 hay 12mm) dùng để định vị cốt đai thi công 4.3 Trạng thái ứng suất biến dạng tiết diện thẳng góc Theo dõi phát triển ứng suất biến dạng tiết diện thẳng góc dầm BTCT trình chất tải, giai đoạn sau ghi nhận Nguyễn Tấn Page 26 Bài giảng môn học: Kết cấu bêtông Giai đoạn I: Khi bắt đầu gia tải, mơmen phát sinh bé, vật liệu làm việc miền đàn hồi, quan hệ ứng suất - biến dạng đường thẳng Nếu tiếp tục tăng tải (Mômen lớn dần), biến dạng dẻo bêtông phát triển nên biểu đồ ứng suất có dạng đường cong Khi ứng suất kéo bêtông đạt đến giới hạn cường độ chịu kéo Rbt tiết diện sửa hình thành vết nứt – gọi trạng thái Ia Giai đoạn II: Khi mômen tiếp tục tăng, miền bêtông chịu kéo bị nứt vết nứt phát triển dần lên phía trên, toàn lực kéo lúc cốt thép chịu Nếu lượng cốt thép miền chịu kéo khơng đủ ứng suất đạt đến giới hạn chảy Rs – tương ứng với trạng thái IIa Đây trạng thái phá hoại sớm đột ngột, không tận dụng hết độ bền vật liệu I Ia b