Có thể nói cấu kiện là một trong những bộ phận không thể nào thiếu đi được trong các công trình xây dựng công nghiệp và công trình xây dựng dân dụng. Việc bạn nắm bắt được cấu kiện là gì? Cách tính toán cấu kiện phù hợp với công trình đang thi công là điều vô cùng quan trọng. Trong bài viết này thì INSAATHABERLERI sẽ chia sẻ cho bạn cách tính toán cấu kiện chịu kéo trung tâm, hãy cùng theo dõi ngay sau đây nhé!
Cấu kiện là gì?
Cấu kiện là một trong những bộ phận cơ bản được phân chia từ các kết cấu ở trong một số công trình thi công kết cấu thép hay công trình bê tông cốt thép. Cấu kiện là thuật ngữ phổ biến trong lĩnh vực xây dựng, một số công việc liên quan tới cấu kiện sẽ bao gồm tính toán, đo lượng các lực đỡ với nội lực và ngoại lực cùng với các tác động ngoại vi sẽ làm thay đổi kết cấu công trình xây dựng.
Khi này, các nhà thầu hoặc kiến trúc sư sẽ tiến hành tính toán chính xác các cấu kiện nhằm mục đích bảo đảm cho các kết cấu của công trình được liên kết chặt chẽ hơn, an toàn và bền vững hơn. Ngoài việc sử dụng các cấu kiện ghép lớn như thép hình hay thép tấm riêng thì bắt buộc phải sử dụng phương pháp liên kết . Việc liên kết sẽ khiến cho công trình trở nên hoàn hảo hơn, một trong số các liên kết phổ biến hiện nay là liên kết bu lông, liên kết bằng bản mã và liên kết hàn.
Phân loại cấu kiện
Hiện nay, cấu kiện trong xây dựng sẽ được chia thành 4 loại cơ bản:
- Cấu kiện chịu uốn: Đây là loại cấu kiện cơ bản nhất và cũng là loại quan trọng nhất nên thường được bắt gặp trong dầm, sàn và cầu thang.
- Cấu kiện chịu nén: Với loại cấu kiện này thì bạn sẽ gặp trong các cột của khung nhà, thanh đà, trong thanh bòm hoặc lực nén N tác dụng theo phương trục dọc cấu kiện. Tại đây sẽ được chia thành hai loại, đó là chịu nén trung tâm và chịu nén lệch tâm.
- Cấu kiện chịu kéo: Riêng cấu kiện chịu kéo thì sẽ được gặp tại các thanh dàn chịu kéo, thanh treo và thanh căng của vòm thành bể chứa bunke, chất lỏng, ống dẫn áp hoặc silo,..
- Cấu kiện chịu xoắn: Bạn sẽ thường bắt gặp với cấu kiện chịu uốn. Khi này cột chịu lực ngang sẽ được đặt cách trục 1 đoạn và dầm sẽ được liên kết với bản một phía còn các xà ngang của khung biên dỡ dầm thì theo phương vuông góc với liên kết cứng. Đặc biệt, trong cấu kiện chịu xoắn sẽ xuất hiện các ứng suất kéo chỉnh với ứng suất nén chính nghiêng góc 45 độ so với trục.
Cách tính toán cấu kiện chịu kéo trung tâm
Tính theo cường độ
Cơ sở dùng trong tính toán theo cường độ là giai đoạn sử dụng. Tại giai đoạn này thì toàn bộ tải trọng đều do cốt thép chịu cho nên điều kiện bền sẽ là:
N ≤ RaFa + mHRHFH’
Trong đó:
mH: Chính là số kể đến điều kiện làm việc của cốt thép ở cường độ cao khi ứng suất cao hơn giới hạn chảy quy ước. Lấy theo bảng 4
| Loại thép | MH |
| A-IV và AT-IV | 1.20 |
| A-V, AT-V | 1.15 |
| AT-VI | 1.10 |
Tính không cho phép nứt
Khi này cơ sở sử dụng để tính toán cấu kiện không cho phép nứt là giai đoạn Ia trong trạng thái ứng suất. Và điều kiện để bảo đảm cho cấu kiện không xuất hiện khe nứt là:
N ≤ RK(Fb + 2nHFH + 2naFa) + N02
Trong đó:
– N: Lực kéo dọc trục
– No2: Lực kéo khi xuất kéo trong bê tông bị triệt tiêu
No2 = (σ0 – σh) FH – σa Fa
với σa = σtbn + σco + σtb
– Fb: Diện tích tiết diện bê tông
Riêng cấu kiện đòi hỏi tính chống nứt cấp 1 và cấp 2 thì sẽ lấy N làm tải trọng tính toán. Còn với những cấu kiện có tính chất chống nứt cấp 3 thì tính toán và kiểm tra xem có cần thiết tính toán mở rộng khe nứt hay không, vẫn lấy N là tải trọng tiêu chuẩn.
Tính theo sự mở rộng khe nứt
σa =(Nc – No2) / (Fa + FH)
Trong đó: σa chính là độ tăng ứng suất trong cốt thép, tính từ lúc ứng suất nén trước trong bê tông triệt tiêu cho tới lúc kết cấu chịu tải trọng tiêu chuẩn Nc.
Tính theo sự khép kín khe nứt
Việc tính toán và kiểm tra sự khép kín khe nứt sẽ xuất phát từ điều kiện, nhằm bảo đảm cho vết nứt và tải trọng tạm thời ngắn hạn qua đi thì dưới tác dụng của ứng suất trong cốt thép thì khe nứt sẽ được khép kín lại.
Điều kiện ở đây là: Ở thớ ngoài cùng ở miền chịu kéo của cấu kiện phải tồn tại ứng suất nén trước ob không được < 10Kg/cm tải trọng tĩnh và tải trọng dài hạn tác dụng.
Và: σo2 + σa ≤ kRHC
Trong đó:
- σo2: Ứng suất trong cốt thép ƯLT ngay sau khi kể tất cả các ứng suất ha
- σa: Độ tăng ứng suất trong cốt theo, tính theo
- k: Hệ số lấy bằng 0,65 đối với sợi thép và 0,8 đối với thép thanh
Kiểm tra cường độ cấu kiện ở giai đoạn chế tạo
Khi buông cốt thép ứng lực trước thì cấu kiện có thể bị ép hỏng cho nên bạn cần phải kiểm tra cường độ cấu kiện ở giai đoạn chế tạo theo công thức sau:
NH ≤ RnF + R’aF’a
Trong đó: NH: Là lực nén bê tông khi buông cốt thép
Đối với cấu kiện căng trước.
NH = (1,1σ0 – 3000)FH
Đối với cấu kiện căng sau:
NH = 1,1 (σ 0 – nH sb)FH’
Rnt là cường độ chịu nén của bên tổng ở ngày thứ t nhân với hệ số điều kiện làm việc của bê tông mb. Sau đó lấy mb = 1,1 đối với sợi thép và mb = 1,2 đối với thanh.
Ứng dụng của cấu kiện trong ngành xây dựng
Ứng dụng cấu kiện trong mái công trình
- Các dầm chính thức sẽ có chức năng theo chiều dài khung nhà đỡ mái
- Rui phần dầm phụ ở giữa cọc sẽ đặt dọc theo chiều dốc mái và gối lên hệ thống hoành nhà.
- Mè chính là dầm phụ nhỏ, được giao với rui. . Phần kết cấu thì được xếp theo thứ tự hoành – rui – mè. Cấu kiện này giúp cho mái công trình cứng cáp, chắc chắn hơn.
- Gạch màn là loại gạch đơn từ đất nung, phù hợp sử dụng cho nhà gỗ
- Ngói vảy rồng giúp nhà không dột, tránh nóng và có phần sét kẹp chính giữa
Ứng dụng cấu kiện trong nhà gỗ truyền thống
Dĩ nhiên là phần khung quan trọng nhất của ngôi nhà là cột, vai trò của cột là chịu lực nén truyền từ dầm hay xà xuống sàn để giữ cho nhà vững chắc. Trong đó phải kể đến các loại cột như sau:
- Cột cái: Là cột chính của nhà, 2 đầu tạo 1 khoảng độ sâu cho không gian giữa.
- Cột con: Là cây cột phụ, nằm ở đầu nhịp. Mái nhà càng dốc và đổ xuống thì càng nhiều cấu kiện cột phụ.
- Cột mái hiên: Được sử dụng ở một số công trình cổ, kiểu truyền thống. Bên hiên nhà phía trước và phía sau sẽ được dựng thêm cột hiên làm trụ.
Xà dầm là giằng ngang chịu kéo, có nhiệm vụ liên kết các cột với nhau. Có rất nhiều loại xà nằm trong hoặc ngoài và nó vuông góc với khung xà. Một số loại xà cơ bản như sau:
- Xà đại: Liên kết các cột cái với nhau ở đỉnh đầu
- Xà trên cột con: Liên kết các cột quân của khung phần trên
- Xà thượng: Liên kết với đỉnh cột chính, song song với chiều dài của ngôi nhà
- Xà dưới cột con: Liên kết phần dưới cột quân
- Xà hiên: Liên kết các bộ khung lại 1 thể
- Xà đòn dông: Là phần xà trên nóc của mái nhà.
Ứng dụng cấu kiện trong nhà thép tiền chế
Hiện nay, hầu hết các nhà thép tiền chế đều dùng cấu kiện dầm, cột, xà gồ và kèo,.. Đây đều là những cấu kiện được thiết kế đủ khả năng chịu lực và vượt các nhịp lớn tới 100m theo yêu cầu thi công nhà xưởng, thi công nhà kho chuyên nghiệp.
- Với cột, kèo thì được thiết kế dạng chữ H hoặc thiết kế theo dạng dàn, cột tròn. Còn với dầm thì thường sử dụng dầm chữ I, H hoặc hộp.
- Xà gồ thép thì có dạng chữ Z, C với khoảng cách từ 1-> 1m5 và được liên kết với khung chính để đỡ hệ mái tôn bên trên.
- Cấu kiện phụ- giằng giúp tăng khả năng liên kết, bảo đảm tính ổn định của hệ thống kết cấu khung nhà thép tiền chế trong suốt quá trình xây dựng.
Ở trong bài viết này thì chúng tôi cũng đã chia sẻ cho bạn cách tính toán cấu kiện chịu kéo trung tâm chi tiết nhất. Hy vọng, với những gì mà chúng tôi chia sẻ tới cho bạn trong bài viết này sẽ là những thông tin hữu ích nhất dành cho bạn. Một đơn vị thi công xây dựng nhà xưởng, nhà kho chuyên nghiệp tại Việt Nam bạn cần tham khảo, đó là Công ty Nam Trung, liên hệ ngay để được tư vấn cho công trình của bạn.