Tính thép vách theo tiêu chuẩn mỹ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (529.75 KB, 5 trang )
TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG THEO TIÊU CHUẨN MỸ ACI318M-08
Phạm Xuân Tùng
Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng
1. Đặt vấn đề
Hiện nay kết cấu vách cứng được sử dụng rất phổ biến trong nhà cao tầng. Thế nhưng trong tiêu chuẩn
xây dựng Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn hướng dẫn thiết kế loại cấu kiện này. Trong báo cáo này sẽ
trình bày phương pháp tính toán vách cứng theo tiêu chuẩn Mỹ ACI318M-08.
2. Giải quyết vấn đề
TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÙNG BIÊN
Quy tải về vùng biên
ef
wef
wef
2 0.5 0.5
2 0.5 0.5
uu
lt
l t right
uu
right
l t right
PM
P
lB B
PM
P
lB B
=+
−−
=−
−−
Diện tích cốt thép cần thiết
Nếu vùng biên chịu kéo
st
by
P
A
f
φ
=
Nếu vùng biên chịu nén
'
'
0.85
0.8
0.85
cg
c
sc
yc
P
f
A
A
ff
ϕ
−
=
−
Giới hạn hàm lượng cốt thép
Nếu vùng biên chịu kéo
max max 1st
A
PT hB
−
=
69
Nếu vùng biên chịu nén
max max 1sc
A
PC hB
−
=
C
max
= 0.003 T
max
= 0.005
KÝ HIỆU
f’
c
cường độ chịu nén của bê tông
f
y
cường độ chịu kéo nén của thép
A
g
diện tích vùng biên
h
chiều dày vách
B
1
bề rộng vùng biên
L
w
chiều dài vách
KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU NÉN UỐN BẰNG BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC
Sức chịu tải dọc trục tối đa:
()
'
max
0.8 0.85
cg st yst
P
f
AA
f
A
φφ
⎡
⎤
=−+
⎣
⎦
Với Ø là hệ số giảm độ bền, xác định như sau
Để xây dựng biểu đồ tương tác, ta giả định 1 loạt các phân bố biến dạng từ đó tính được các giá
trị tương ứng P
n
và M
n
.
Giả định phân bố sức căng của phần bê tông chịu nén là ε = 0.003.
Lớp cốt thép gần nhất với bề mặt chịu nén ít nhất cách về mặt chịu nén nhiều nhất khoảng d
1.
Phân bố biến dạng được xác định bằng cách giả định ε
1
=Z ε
y
.
Z là giá trị lựa chọn tùy ý
ε
y
= f
y
/E
s
là độ biến dạng tại giới hạn chảy
Tính biến dạng trong các lớp thép
1
1
0.003
0.003
0.003
si
y
cd
c
cd
Z
ε
ε
−
⎛⎞
=
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
=
⎜⎟
⎜⎟
−
⎝⎠
70
Ứng suất trong bê tông và mỗi lớp thép
'
;0.85
s
isisc c
f
Ef f
ε
==
Chiều rộng khối ứng suất chịu nén a= β
1
c
'
1
0.65 1.05 0.05 0.85
7
c
f
β
⎛⎞
≤= − ≤
⎜⎟
⎝⎠
Lực nén trong bê tông
'
0.85
cccc
CfA=
A
cc
diện tích phần bê tông chịu nén
Lực dọc trong các lớp thép
Nếu a≤d
1
thì
s
isisi
FfA=
Nếu a>d
1
thì
()
'
0.85
s
isi csi
F
ff
A=−
Sức chịu tải dọc trục P
n
1
n
nc si
i
PC F
=
=+
∑
Khả năng chịu mômen M
n
1
22
n
nc si i
i
ha h
M
CFd
=
−
⎛⎞ ⎛ ⎞
=+−
⎜⎟ ⎜ ⎟
⎝⎠ ⎝ ⎠
∑
THIẾT KẾ CỐT THÉP CHỊU CẮT
Khả năng chịu cắt của bê tông:
'
w
'
w
w
'
w
0.27
4
0.1 0.2
min
0.05
2
u
c
u
c
c
c
u
u
Nd
fhd
l
N
lf
V
lh
f
hd
Ml
V
λ
λ
λ
⎛⎞
+
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
⎡⎤
⎛⎞
⎜⎟
+
=
⎢⎥
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎢⎥
+
⎜⎟
⎢⎥
−
⎜⎟
⎢⎥
⎜⎟
⎢⎥
⎣⎦
⎝⎠
Ghi chú:
d = 0.8l
w
N
u
dương khi chịu nén và âm khi chịu kéo
Công thức dưới không áp dụng khi (M
u
/V
u
-l
w
/2)≤0 hoặc V
u
=0
λ=1 với bê tông nhẹ
Thiết kế thép ngang chịu cắt
V
u
<0.5φV
c
đặt theo cấu tạo
V
u
≥φV
c
bố trí thép thõa mãn
'
0.83
vys
cncsc u
Af d
f
hd V V V V V
s
ϕϕ
> =+=+ ≥
71
Ghi chú:
φ=0.85 với vách không chịu động đất và φ=0.6 cho vách chịu động đất
V
u
lực cắt tại tiết diện thiết kế
V
s
lực cắt thiết kế của thép
V
n
lực cắt thiết kế của vách
f
ys
cường độ chịu cắt của cốt thép
s bước cốt thép s≤min(l
w
/5,3h,450mm)
Hàm lượng tối thiểu 0.0025
Thép dọc chịu cắt
Hàm lượng
()
w
w
max 0.0025 0.5 2.5 0.0025 ,0.0025
ll
h
l
ρρ
⎛⎞
⎛⎞
=+−−
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎝⎠
ρ
t
hàm lượng cốt ngang chịu cắt
Khoảng cách tối thiểu của cốt dọc chịu cắt
()
w
min / 3,3 ,450lhmm
Đối với vách chịu động đất
Lực cắt thiết kế của vách không vượt quá
(
)
''
min ,0.66
ncvcctycvc
VAffAf
αλ ρ
⎡⎤
≤+
⎢⎥
⎣⎦
Nếu
'
0.17
ucvc
VAf
λ
>
đặt ít nhất 2 lưới thép
A
cv
diện tích tiết diện vách
Chiều dài vùng biên
()
w
ax 0.1 , / 2
BZ
Lmc lc≥−
Với
()
w
w
600 /
u
l
c
h
δ
≥
và
w
0.007
u
h
δ
≥
'
w
0.09
14
min ,6 ,150, 4
43
cc
sh
yt
x
b
sb f
A
f
th
sd
=
−
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
b
c
khoảng cách xa nhất giữa 2 đai
f
yt
cường độ chịu kéo nén của cốt đai
d
b
đường kính bé nhất của thép dọc
h
x
là giá trị x lớn nhất
72
Với
()
w
w
600 /
u
l
c
h
δ
<
và
w
0.007
u
h
δ
<
cốt đai đặt cấu tạo như sau:
h
x
≤ 350
Nếu hàm lượng thép dọc vùng biên lớn hơn 2.8/f
y
thì đặt s ≤ 200
Tài liệu tham khảo
[1] PGS-TS. Nguyễn Viết Trung, thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI, nhà xuất bản
giao thông vận tải, 2000.
[2] Ks. Nguyễn Tuấn Trung, Ths. Võ Mạnh Tùng, một số phương pháp tính cốt thép cho vách phẳng
bê tông cốt thép.
[3] Daniel T.Li, shear wall design based n ACI 318-02.
[4] American concrete institute, ACI 318-02, 2002.
[5] American concrete institute, ACI 318M-08, 2008.
[6] CSI, shear wall design manual ACI 318-08 for Etabs, 2010.
73
