Tài liệu Tính toán vai cột

TÍNH TOÁN VAI CỘT

Hình 1 – Sơ đồ tính toán công xôn ngắn

Việc tính toán vai cột bao gồm kiểm tra kích thước của vai cột, tính toán cốt thép chịu mômen, tính toán cốt thép chịu lực cắt và kiểm tra về ép cục bộ.
1. Kiểm tra kích thước của vai cột theo điều kiện về chịu lực cắt.
Vai cột thuộc loại công son ngắn (l≤0.9h0) kích thước của vai cột được kiểm tra theo các điều kiện sau:
1.1. Điều kiện để đảm bảo độ bền trên dải nghiêng chịu nén giữa tải trọng tác dụng và gối.
(85)
trong đó: vế phải biểu thức (85) lấy không lớn hơn và không nhỏ hơn vế phải của biểu thức (84); là góc nghiêng giữa dải chịu nén tính toán với phương ngang. Có thể viết lại điều kiện của vế phải biểu thưc (85) như sau:

Giá trị của c có thể lấy bằng a (a là khoảng cách từ mép gối đến tim của điểm đặt lực Q).
Chiều rộng của dải nghiêng chịu nén được xác định theo công thức:
(86)
trong đó: – chiều dài của vùng truyền tải dọc theo chiều dài vươn của công xôn.
Khi xác định chiều dài cần xét đến đặc điểm truyền tải trọng theo các sơ đồ gối tựa khác nhau của kết cấu lên công xôn (dầm tựa tự do hoặc dầm ngàm, được đặt dọc theo công xôn hay vuông góc với công xôn, v.v .)
Hệ số , xét đến ảnh hưởng cốt thép đai đặt theo chiều cao công xôn, xác định theo công thức:
(87)
trong đó: ;
– diện tích tiết diện của các cốt thép đai nằm trong cùng một mặt phẳng;
– khoảng cách giữa các cốt thép đai, theo phương vuông góc với chúng.
Việc bố trí cốt thép ngang của công xôn ngắn cần thoả mãn các yêu cầu trong điều 8.7.9. Cụ thể là: Cốt thép ngang của các công xôn ngắn được đặt theo phương ngang hoặc nghiêng một góc 45. Bước cốt thép ngang phải ≤( /4 và 150 mm) (với là chiều cao công xôn).
1.2. Điều kiện để đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên của riêng bê tông (không có cốt thép ngang)
(84a)

Trong đó vế phải của biểu thức 84a không lớn hơn 2.5Rbtbh0. và không bé hơn jb3(1+jn)Rbtbh0. Với bê tông nặng jb3=0.6; jb4=1.5;
Giá trị của c được lấy bằng a (a là khoảng cách từ mép gối đến tim của điểm đặt lực Q).
Kv Hệ số kể đến tính chất của tải trọng tác dụng trên vai cột: Kv =1.0 với tải trọng tĩnh; Kv=0.9 với tải trọng cầu trục có chế độ nhẹ và trung bình; Kv=0.7 với cầu trục có chế độ nặng.
(Lưu ý: Nếu chọn h=2.5a, thì giá trị nhỏ nhất của vế phải biểu thức 84a =2.625Rbtbh0 vì vậy chỉ cần điều kiện Q≤2.5Rbtbh0 là riêng bê tông đủ khả năng chịu cắt rồi, cốt thép ngang được đặt vào hoàn toàn theo cấu tạo.).
Trong trường hợp điều kiện 84a không thoả mãn, có thể tính diện tích cốt xiên theo công thức sau: . ở đây a là góc nghiêng của cốt xiên so với phương ngang.
1.3. Cấu tạo cốt thép cho vai cột
Cốt ngang trong vai cột được đặt theo các qui định sau:
a. Cốt thép ngang của các công xôn ngắn được đặt theo phương ngang hoặc nghiêng một góc 45. Bước cốt thép ngang phải ≤( /4 và 150 mm) (với là chiều cao công xôn). Đường kính của các thanh cốt xiên không quá 25mm và 1/15 chiều dài đoạn xiên linc. Tổng diện tích các thanh cốt xiên hoặc đai xiên cắt qua nửa trên của dải chịu nén không ít hơn 0.002bh0.
b. Khi h≤2.5a dùng ccốt đai nằm nghiêng đặt suốt cả chiều cao vai cột.
c. Khi 3.5a>h>2.5a dùng cốt đai nằm ngang đặt suốt chiều cao vai cột và các thanh cốt xiên.
d. Khi h≥3.5a chỉ cần đặt các thanh cốt đai ngang, không cần bố trí các thanh cốt xiên.

2. Tính toán cốt thép vai cột chịu mômen uốn.
Cốt thép chịu mômen uốn được tính toán tại tiết diện mép gối với giá trị của mômen được tăng thêm 25%, tức là M=1.25Qa. Việc tính cốt thép này giống như cấu kiện chịu uốn đã biết.
3. Tính toán kiểm tra nén cục bộ cho vai cột.
Vai cột cần được kiểm tra về nén cục bộ tại vị trí dầm cầu trục kê lên vai, nếu điều kiện về nén cục bộ không thoả mãn cần phải gia cố các lưới thép hoặc các tấm thép ở mặt trên của vai cột. Các điều kiện về tính toán kiểm tra này theo mục 6.2.5 của tiêu chuẩn TCXDVN356-2005. Cụ thể như sau: