CHƯƠNG 6
.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẤU KIỆ
KIỆN
CHỊU
CHỊ
U NÉ
NÉN
N
1.Đặc
1 Đặ điểm
điể cấu
ấ tạo
t
ặ điểm chịu
ị lực,
ự , các g
giả thiết tính toán
2.Đặc
3.Tính toán cột ngắn
4.Tính toán cột mảnh
5 Cột chịu nén lệch tâm theo hei pheơng
5.Cột

Trường Đại học Giao thông Vận tải
University of Transport and Communications


6.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
6.1.1. Khái niệm chung


mố,
ố, ttrụ
ụ và
à ttháp
áp cầu
cầu.


2


6.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
6.1.1. Khái niệm chung

(2/2)
e

P

P

Phân loại cấu kiện chịu nén theo vị trí tác dụng của tải trọng


3


6.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
6.1.2. Mặt cắt ngang
 MCN cột

• Ct dọc chủ;
• Ct đai = đai thường + đai xoắn.
xoắn

cèt ®ai xo¾n



cèt ®ai th−êng

5


6.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
6.1.3. Cốt thép

(2/9)

a)) Cốt thép
thé dọc
d chủ
hủ
Là ct đặt dọc theo chiều dài ck để tham gia chịu lực chính cùng với bt.
Khi tính toán tk, chúng ta cần chú ý yêu cầu về cấu tạo như sau:
 Với cột chịu nén đtâm, ct dọc chủ p
phải được bố trí đối xứng;
g
 Khoảng cách giữa các thanh ct dọc 150 mm,
mm thì phải bố trí ct đai phụ (xem

thỏ mãn
ã đk tối thiểu
thiể và
à tối đa
đ như
h sau:
(A 5.7.4.3):
stmin
(5/9)

b) Cốt thép đai
 Đường kính nhỏ nhất của ct đai thường là:
D10 cho các thanh ct dọc
ọ chủ = D36;
D13 cho các thanh ct dọc chủ là bó thanh.
 Khoảng cách giữa các ct đai ngang
 Đk ctt đai
đ i xoắn
ắ tối thiểu
thiể là D10;
D10
 Ct đai
đ i xoắn
ắ thích
thí h hợp
h với
ới các
á cột
ột có
ó mcn tròn
t ò hoặc
h ặ tương
t
t tròn;
tự
tò
 Khoảng
Kh ả trống
t ố giữa
iữ các
á thanh
th h ctt đai
đ i xoắn
ắ >= 25 mm >= 1,33
1 33 Dmax;
D

ctt đai
đ i xoắn
ắ được
đ
qđ
đ như
h sau:
s = Asp.Lsp/(Ac.Lc) = 4Aps/(s.Dc) >= smin = 0,45(Ag/Ac -1).f’c/fyh
Trong đó:
Ag = dtích tiết diện nguyên;
Ac = dtích phần lõi bê tông, tính từ mép ngoài của ct đai xoắn;
f h = cđộ
fyh
độ chảy
hả của
ủ ctt đai
đ i xoắn;
ắ
Asp = dtích tiết diện ct đai xoắn;
Dc = đk phần lõi bê tông;
Lsp = độ dài một vòng lượn của ct đai xoắn = Dc;
Lc = s = bước ct đai xoắn.


13


6.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
6.1.4. Cấu tạo liên kết đầu cột


(2/2)

15


6.2. ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC, CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN
6.2.1. Phân loại cột theo độ mảnh

(1/2)

 Sự
S phá
há hoại
h i của
ủ cột
ột có
ó thể do:
d vật
ật liệu
liệ bị phá
há hoại
h i (cthép
( thé bị chảy
hả
dẻo hoặc bê tông bị nén vỡ) hoặc do cột bị mođ;
 Mođ của cột là hiện tượng cột bị phá hoại trước khi vật liệu bị phá
hoại do biến dạng quá lớn gây ra;
 Cột bị phá hoại do vl bị phá hoại gọi là cột ngắn;
 Cột bị phá hoại do mođ gọi là cột dài hay cột mảnh;
 Theo A 5.7.4.3, cột được coi là cột ngắn, khi:

thanh
Cột có giằng đỡ ngang?



17


6.2. ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC, CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN
6.2.2. Đặc điểm chịu lực của cột ngắn
 Cột ngắn
ắ có
ó độ cứng
ứ
ngang lớn
lớ (độ mảnh
ả h nhỏ),
hỏ) nên
ê cvịị ngang là
nhỏ, có thể bỏ qua. Do vậy, k có hiện tượng tăng uốn dọc hay tăng độ
lệch tâm khi chịu lực. Cột bị phá hoại khi ct hoặc bt bị phá hoại.
 Tùy theo độ lệch tâm e và cốt thép bố trí, sự p/h của cột có thể là:
• Phá hoại từ vùng chịu nén;
• Phá hoại từ vùng chịu kéo;
• Phá hoại cân bằng.



18


K.lu
u = cchiều
ều dà
dài có hiệu
ệu của cột;


19


6.2. ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC, CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN
6.2.3. Đặc điểm chịu lực của cột dài (mảnh)

(2/2)

lu = chiều dài tự do (không được trống đỡ,
đỡ tĩnh) của cột;
K = hệ số hiệu chỉnh chiều dài cột; phụ thuộc vào đk lk 2 đầu cột. Với
cột độc lập, thì K được xđ như sau:



20


6.2. ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC, CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN
6.2.4. Các giả thiết tính toán

Tương tự cấu kiện chịu uốn!



Pn = 0,85.[0,85f’c(Ag-Ast)+Ast.fy]

với ct đai xoắn

 Đk cường độ:
Pr = 
Pn = 0,
0,75Pn
5
>= Pu
u


22


6.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỘT NGẮN
6.3.1. Tính toán thiết kế cột ngắn chịu nén đúng tâm

(2/7)

T
Trong
đó
đó:
f’c, Ag, Ast, fy = cđộ chịu nén qđ của bt, …
 Hệ số nhân 0,8 và 0,85 (
bài toán:
t á
1. Bài toán tính duyệt: Cho cột ngắn chịu nén đt, biết: kt mặt cắt b,h
(D); loại bt f’c; loại thép fy; loại ct đai sd; số thanh ct dọc chủ Ast; và tải
t
trọng
tí h toán
tính
t á Pu.
P Tính
Tí h duyệt
d ệt tiết diện
diệ cột?
ột?
Giải:
Tính và ktra hàm lượng ct dọc chủ. Tính Pr = Pn >= Pu  Đạt!
2. Bài toán Thiết kế 1: Cho cột chịu nén đt, biết: kt mặt cắt b,h (D); (loại
bt f’c;
f’ loại
l i thép
thé fy;
f loại
l i ctt đai
đ i sd);
d) và
à tải trọng
t
tí h toán
tính
t á Pu.

A t Chọn
Ch Ag,
A Ast
A t
và bố trí. Tính duyệt lại tiết diện cột.


25