6.5.2. Chân cột
6.5.2. Chân cột
a. Cấu tạo
Cấu tạo chân cá»™t phải đảm bảo: truyá»n tải Ä‘á»u từ cá»™t lên móng, phù hợp sÆ¡ đồ tÃnh, thuáºn tiện cho lắp dá»±ng. Tùy theo các bố trà liên kết bu lông, hà n mà có chân cá»™t liên kết khá»›p, ‘ngà m’ vá»›i móng (‘ngà m’ ở đây mang tÃnh chất tÆ°Æ¡ng đối để chá»n mô hình tÃnh cho phù hợp, thá»±c chất là liên kết cứng, vì còn phụ thuá»™c cấu tạo liên kết).
Chân cá»™t thông dụng gồm: chỉ có bản đế (hình 6.29) là loại Ä‘Æ¡n giản nhất: dùng chân cá»™t khá»›p vá»›i móng; Cấu tạo chân cá»™t ngà m vá»›i móng (hình 6.30) thÆ°á»ng có thêm dầm đế, sÆ°á»n đế. Thân cá»™t, dầm đế và sÆ°á»n tì trá»±c tiếp và o bản đế, cần gia công mặt tiếp xúc phẳng để đảm bảo truyá»n lá»±c Ä‘á»u.
Hình 6.29. Cấu tạo chân cá»™t liên kết khá»›p : 1-bu lôngmóng ; 2,3- sÆ°á»n đế ; 4- bản đế ; 5- chốt chống cắt
TrÆ°á»ng hợp liên kết cá»™t ngà m vá»›i móng có lá»±c kéo trong bulông neo không lá»›n, có thể cấu tạo cho bulông neo liên kết trá»±c tiếp và o bản đế của chân cá»™t. Lúc nà y bản đế cần có chiá»u dà y tbd lá»›n, các bulông neo được đặt sát vá»›i các bản cánh, bản bụng cá»™t chỉ để khe hở đủ để bắt bulông.
Vá»›i cá»™t rá»—ng có khoảng cách nhánh lá»›n, chân cá»™t thÆ°á»ng cấu tạo riêng rẽ - bản đế phân cách cho má»—i nhánh nhÆ° cấu tạo chân cá»™t đặc.
Chiá»u dà y bản đế theo yêu cầu cấu tạo:
- tbđ >= 20 mm ;
- tbÄ‘ <= 40 mm - khi có sÆ°á»n và dầm đế;
- tbđ <= 60 mm - khi chỉ có bản đế.
b. TÃnh toán chân cá»™t đặc.: Việc tÃnh toán bao gồm:
- xác định kÃch thÆ°á»›c bản đế, dầm đế, các sÆ°á»n;
- liên kết chúng với nhau, với cột;
- liên kết chân cột với móng.
Ná»™i lá»±c để tÃnh chân cá»™t là cặp ná»™i lá»±c nguy hiểm nhất ở tiết diện chân cá»™t (trong bảng tổ hợp ná»™i lá»±c cá»™t).
Chân cá»™t liên kết khá»›p vá»›i móng, dùng trong trÆ°á»ng hợp cá»™t nhẹ, cấu tạo lá»±c truyá»n qua các Ä‘Æ°á»ng hà n liên kết thân cá»™t vá»›i bản đế. Diện tÃch bản đế Abd xác định theo Ä‘iá»u kiện ứng suất dÆ°á»›i bản đế do ná»™i lá»±c chân cá»™t gây ra nhá» hÆ¡n cÆ°á»ng Ä‘á»™ vá» nén cục bá»™ của bêtông móng.
Trong đó: các hệ số xác định như trong công thức (6.78) và theo tiêu chuân thiết kế kết cấu bêtông và bêtông cốt thép TCVN 5574:2012.
Chiá»u dà y bản đế xác định từ Ä‘iá»u kiện chịu uốn của bản đế dÆ°á»›i tải trá»ng chÃnh là ứng suất phản lá»±c của bê tông móng lên bản đế, coi là phân bố Ä‘á»u (xem tiếp phần chân cá»™t liên kết ngà m). Chiá»u dà y nên chá»n không nhá» hÆ¡n 12mm.
Chân cá»™t liên kết ngà m vá»›i móng, dùng khi tải trá»ng lên cá»™t khá lá»›n hoặc do yêu cầu Ä‘á»™ cứng của nhà . Dầm đế và sÆ°á»n trong cá»™t có tác dụng: phân phối ná»™i lá»±c Ä‘á»u xuống bản đế, là m gối đỡ cho bản đế chịu uốn do phản lá»±c, tăng Ä‘á»™ cứng chống uốn cho bản đế và toà n chân cá»™t dẫn tá»›i giảm chiá»u dà y bản đế.
KÃch thÆ°á»›c bản đế chân cá»™t đặc Abd =B.L chịu nén lệch tâm được xác định từ Ä‘iá»u kiện chịu ép cục bá»™ của bê tông móng tÆ°Æ¡ng tá»± nhÆ° mục a.
Chiá»u rá»™ng B và chiá»u dà i của bản đế thÆ°á»ng cấu tạo trÆ°á»›c theo các kÃch thÆ°á»›c của tiết diện cá»™t B = b + 2tdd + 2c1 ; L= h + 2c2 .
Chiá»u dà i bản đế thÆ°á»ng không nên chá»n vượt quá 30cm so vá»›i chiá»u cao tiết diện để kÃch thÆ°á»›c cổ móng không quá lá»›n.
Chiá»u dà y bản đế tbd được xác định từ Ä‘iá»u kiện chịu uốn của bản đế dÆ°á»›i tác dụng của ứng suất phản lá»±c trong bê tông móng (chú ý: ứng suất phản lá»±c trong các ô bản đế không Ä‘á»u do bố trà khoảng cách giữa dầm, sÆ°á»n đế, vì váºy để thiên vá» an toà n lấy giá trị mômen lá»›n nhất trong ô bản Ä‘ang xét):
Trong đó :
M max - giá trị mômen lớn nhất trong các ô bản đế.
Thân cá»™t, dầm đế và sÆ°á»ng chia bản đế thà nh những ô bản có các Ä‘iá»u kiện biên khác nhau (hình 6.31,a). Mômen uốn lá»›n nhất của má»—i ô bản nà y tÃnh cho dải rá»™ng má»™t Ä‘Æ¡n vị dà i là :
Trong đó:
di - nhịp tÃnh toán của ô bản thứ i;
ði - ứng suất phản lực của bê tông móng trong ô bản thứ i, xác định theo (6.79) hoặc (6.80)
ï¡b - hệ số tra bảng, phụ thuá»™c và o tỉ số giữa các cạnh và loại ô bản(bảng 6.9)
Bảng 6.9. Hệ số ï¡b để xác định mômen lá»›n nhất của bản kê bốn cạnh
Bố trà B và L, khoảng cách dầm, sÆ°á»n đế sao cho giá trị mômen trong các ô bản Ãt chênh lệch, sẽ có tbd hợp lý.
TÃnh toán dầm đế: TÃnh nhÆ° dầm Ä‘Æ¡n giản có mút thừa chịu tải trá»ng phân bố Ä‘á»u
qd = ðd (ï¡d là bá» rá»™ng của diện truyá»n phản lá»±c và o dầm đế, xem hình 6.31,a. Chiá»u cao dầm đế ( hdd ) được xác định từ Ä‘iá»u kiện chịu lá»±c của các Ä‘Æ°á»ng hà n góc liên kết vá»›i cá»™t. Xem nhÆ° lá»±c dá»c N của cá»™t phân Ä‘á»u cho các Ä‘Æ°á»ng hà n liên kết các dầm đế vá»›i thân cá»™t.
TÃnh toán sÆ°á»n đế: nhÆ° congxon, ngà m tại vị trà liên kết hà n vá»›i cá»™t hoặc dầm đế, chịu tải trá»ng phân bố Ä‘á»u qs = ï³ï¡s (ï¡s là bá» rá»™ng của diện truyá»n phản lá»±c và o sÆ°á»n, xem hình 6.31,a,c).
Chiá»u cao sÆ°á»n hs được xác định từ Ä‘iá»u kiện chịu mômen và lá»±c cắt Vs = qsls của các Ä‘Æ°á»ng hà n góc liên kết vá»›i cá»™t. Xem nhÆ° lá»±c dá»c N của cá»™t phân Ä‘á»u cho các Ä‘Æ°á»ng hà n liên kết các dầm đế vá»›i thân cá»™t.
+ Vá»›i chân cá»™t đặc và chân cá»™t rá»—ng có bản đế và dầm đế liá»n, chịu nén lệch tâm (tổ hợp nguy hiểm M, N), kÃch thÆ°á»›c bản đế cÅ©ng được xác định bởi Ä‘iá»u kiện chịu ép cục bá»™ của bê tông móng:
+ Vá»›i chân cá»™t đặc và chân cá»™t rá»—ng có bản đế phân cách cấu tạo chân riêng rẽ cho từng nhánh: chân của má»—i nhánh được tÃnh toán nhÆ° chân cá»™t nén đúng tâm vá»›i lá»±c nén lá»›n nhất của nhánh tại chân cá»™t.
c. Liên kết chân cá»™t và o móng: Chân cá»™t liên kết và o móng phổ biến nhất bằng bulong neo. Chân cá»™t khá»›p: Bulong neo bắt trá»±c tiếp và o bản đế (hình 6.29). Bulong neo đặt theo cấu tạo, 2 hoặc 4 cái, Ä‘Æ°á»ng kÃnh 18 : 25mm . Lá»— bulong trên bản đế có Ä‘Æ°á»ng kÃnh bằng 1.5 : 2 lần Ä‘Æ°á»ng kÃnh bulong neo. Lá»— được phủ kÃn bằng bản thép đệm ecu dà y 16  20 mm và khoét lá»— rá»™ng hÆ¡n Ä‘Æ°á»ng kÃnh bulong 3mm. Sau khi xiết chặt ecu, hà n miếng đệm vá»›i bản đế. Trong trÆ°á»ng hợp lá»±c cắt lá»›n để tránh sá» dụng bu lông Ä‘Æ°á»ng kÃnh lá»›n hoặc số lượng bu lông nhiá»u có thể sá» dụng giải pháp chốt chống cắt – thép hình cỡ nhá» hà n dÆ°á»›i đáy bản đế (thép số 5, hình 6.29b).
Chân cá»™t ngà m: Bulong neo bắt chặt và o các chi tiết đỡ trên các dầm đế hoặc sÆ°á»n (hình 6.30). Dùng Ãt nhất 4 bulông neo, Ä‘Æ°á»ng kÃnh 20 : 36 mm cho chân cá»™t nén đúng tâm và chân cá»™t nén lệch tâm không có tổ hợp ná»™i lá»±c (M, N) gây kéo cho bulong neo. Vá»›i tổ hợp gây kéo thì bulong tÃnh theo lá»±c kéo lá»›n nhất, thÆ°á»ng chá»n lá»›n hÆ¡n 24mm. Tổ hợp Mmax và Nmin sẽ gây ra ứng suất kéo lá»›n nhất giữa bản đế và móng sẽ gây ra ná»™i lá»±c kéo lá»›n nhất cho các bulong neo. Giả thiết các bulong neo tiếp thu toà n bá»™ vùng kéo của biểu đồ ứng suất dÆ°á»›i đế cá»™t (hình 6.30,c).
Tổng diện tÃch yêu cầu của bulong neo chịu kéo xác định theo công thức:
Äối vá»›i các cá»™t rá»—ng có cấu tạo chân riêng rẽ cho từng nhánh, lá»±c kéo của các bulong neo chÃnh là lá»±c kéo lÆ¡n nhất của nhánh tại tiết diện chân cá»™t:
Trong đó:
ho - khoảng cách trá»ng tâm hai nhánh cá»™t;
y - khoảng cách từ trá»ng tâm toà n tiết diện cá»™t đến trá»ng tâm nhánh tÃnh bulong neo.
Các Ä‘Æ°á»ng hà n liên kết cá»™t và o bản đế được tÃnh toán trên quan niệm coi mômen và lá»±c dá»c do các Ä‘Æ°á»ng hản ở bản cánh chịu, còn lá»±c cắt do các Ä‘Æ°á»ng hà n ở bản bụng chịu. Cặp ná»™i lá»±c để tÃnh toán Ä‘Æ°á»ng hà n thÆ°á»ng chÃnh là cặp đã dùng để tÃnh toán bu lông neo. Lá»±c kéo trong bản cánh cá»™t do mômen và lá»±c dá»c phân và o:
Chiá»u cao của Ä‘Æ°á»ng hà n liên kết cánh và o bản đế tÃnh vá»›i lá»±c Nk, Ä‘Æ°á»ng hà n liên kết bản bụng và o bản đế tÃnh vá»›i lá»±c cắt V lá»›n nhất tại chân cá»™t.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHÆ¯Æ NG 6:
- Các loại tiết diện cột đặc chịu nén đúng tâm ? Ưu nhược điểm của từng loại ?
- Trình tự thiết kế cột đặc (tiết diện thép định hình và thép tổ hợp) chịu nén
đúng tâm ?
- Cách thiết kế cột đặc chịu nén lệch tâm ?
- Các loại tiết diện cột rỗng chịu nén đúng tâm ? Khái niệm trục ảo ? Cách cấu tạo tiết diện, ưu nhược điểm của từng loại?
- Sự là m việc của cột rỗng đối với trục thực, trục ảo ?
- Sự khác nhau giữa cột rỗng thanh giằng, bản giằng ?
- Tác dụng của bản giằng, thanh giằng trong thiết kế cột rỗng ?
- Cách thiết kế cột rỗng chịu nén đúng tâm ?
- Cách thiết kế cột rỗng chịu nén lệch tâm ?
- Cấu tạo và tÃnh toán liên kết giữa cá»™t vá»›i dầm, cá»™t vá»›i móng ?
![]() ![]() ![]() |