Thiết Kế Cột

Có thể bạn quan tâm

THIẾT KẾ CỘT

Cột là một bộ phận chịu nén, đỡ tải trọng cho công trình xây dựng, truyền tải trọng của công trình xuống dưới móng. Cột được thiết kế cho từng công trình riêng biệt và ứng với các vị trí khác nhau thì cột được sử dụng cũng là khác nhau.. Ngoài ra trong công trình cột còn có giá trị thẩm mỹ. Một cột cũng có thể coi như một bộ phận của bức tường. Vì vậy, việc thiết kế cột trong công trình là một vấn đề khi xây dựng luôn được đề cập và quan tâm.

Cột: là một cấu trúc thẳng đứng độc lập hoặc liên kết với tường để truyền tải trọng công trình từ trên xuống móng. Công năng của cột để đỡ phần nhà chính, hành lang, đại sảnh, tiểu sảnh,... Cột là một cấu trúc đòi hỏi độ vững chắc và độ cứng cao. Thông thường trong xây dựng, cột được làm từ bê tông cốt thép, gạch, đá, tre, gỗ và kim loại.

1. Cột bê tông cốt thép

Cột bê tông cốt thép là loại cột được làm từ nguyên liệu bê tông cốt thép.Tiết diện cột hình vuông, hình tròn, hình tám cạnh, hình chữ nhật, hình chữ thập,... Trong thi công, người ta thường sử dụng cột hình vuông (khi chịu nén đúng tâm) và hình chữ nhật (khi chịu nén lệch tâm).

Cột bê tông cốt thép thường được dùng trong các công trình nhà khung bê tông cốt thép, khi đó chiều rộng cột thường được lấy bằng với chiều rộng của dầm.

Nguyên tắc khi thiết kế cột bê tông cốt thép: Khi thiết kế cột ta thường quan tâm nhiều đến mô men uốn và lực dọc (dùng để tính cốt thép dọc). Lực cắt trong cột thường nhỏ hơn so với khả năng chịu cắt của bê tông. Vì vậy cốt đai trong cột thường được bố trí theo cấu tạo. Mô men xoắn trong cột là mô men xoắn tương thích, đồng thời khả năng chịu xoắn của cột thường được bỏ qua trong phân tích kết cấu, vì vậy ít khi người ta thiết kế cột chịu xoắn.

Để thiết kế cốt thép dọc thì người ta thường lựa chọn từ các tổ hợp nội lực ra các tổ hợp nguy hiểm để thiết kế. Các tổ hợp nguy hiểm này được xác định theo các tiêu chí như tiêu chí lực dọc lớn nhất hoặc tiêu chí mô men uốn lớn nhất… Việc làm này làm giảm thời gian tính toán cốt thép đáng kể. Tuy nhiên, thực tế thiết kế và lý luận dựa trên đường tương tác cho thấy rằng các tổ hợp nội lực được lựa chọn dựa vào các tiêu chí trên chưa chắc là các tổ hợp nguy hiểm thực sự. Đặc biệt đối với cột chịu nén lệch tâm xiên thì việc xác định tổ hợp nguy hiểm theo mô men uốn lớn nhất là khá phức tạp. Trong điều kiện tính toán hiện nay, chúng ta có thể tính toán cốt thép cho tất cả các tổ hợp, sau đó lấy cốt thép lớn nhất để bố trí. Việc làm này bảo đảm không bỏ sót tổ hợp nguy hiểm như cách chọn các tổ hợp xác định như trước đây.

Trong thiết kế thi công công trình xây dựng, để đảm bảo cho cột bê tông cốt thép không bị mảnh quá thì tỷ số giữa chiều cao của cột (chiều dài tính toán của cột) và cạnh nhỏ hơn của cột không được lớn hơn 40. Thông thường cạnh nhỏ của cột thường > 200mm.

Trong công trình xây dựng nhà ở gia đình, cột bê tông cốt thép thường có tiết diện không thay đổi từ dưới lên trên.

Cách bố trí cốt thép trong cột:

- Cốt thép trong cột thường được đặt đối xứng, đường kính từ 12 - 22mm, trong một cột đặt ít nhất 4 thanh.

- Khoảng cách cốt thép đai thường nhỏ hơn 15 lần đường kính cốt thép dọc lớn nhất, nhỏ hơn cạnh nhỏ của cột và nhỏ hơn 500mm. Khoảng cách cốt thép đai tiêu chuẩn trong khoảng 150 - 200mm.

- Đối với cột tiết diện hình chữ nhật thì cốt thép đặt dọc ở cạnh nhỏ của hình chữ nhật, nếu đường kính lớn hơn 250mm thì đường kính cốt thép dọc > 16mm.

- Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép >25mm đối với cốt thép dọc và > 15mm đối với cốt thép đai.

- Phía cạnh của cột có xây tường gạch phải bố trí cốt thép chờ đường kính 6mm dài > 200mm để liên kết tốt giữa cột và tường.

- Cốt thép chân cột cần bẻ chân vịt và liên kết với cốt thép móng. Khi thi công móng cần đặt cốt thép chờ để nối với các cốt thép dọc cột.

Thiết kế cột

Cấu trúc cột bê tông cốt thép

2. Cột gạch, đá

Cột gạch đá thường để đỡ dầm, vì kèo, sàn,...có kích thước và tiết diện nhỏ hơn so với chiều cao của cột nên có độ mảnh lớn hơn, chịu uốn kém.

Cột gạch đá không đặt trực tiếp lên cột đá mà phải qua bản bê tông cốt thép hoặc một lớp vữa xi măng mac >50, dày 30mm, rải đều trên đỉnh cột hay đệm gỗ.

Cột gạch đá có tiết diện hình vuông, hình chữ nhật, hình tám cạnh hoặc hình tròn.

Khi chiều cao của cột thấp, chịu tải trọng nhỏ, dùng cột có tiết diện 220x220. Khi cột cao, chịu tải trọng lớn, dùng cột có tiết diện 335x335 (hoặc 450x450, 565x565, 680x680).

Để tăng cường khả năng chịu lực của cột, nhất là cột chịu uốn thì nên đặt cốt thép hoặc lõi bê tông cốt thép trong cột nhà bằng gạch đá:đặt ngang trong các mạch vữa ngang (lưới ô chữ nhật hoặc lưới dích dắc), đặt dọc (cốt thép bê tông đặt trong hoặc ngoài cột).

thiết kế cột

3. Cột tre, gỗ

Cột tre, gỗ thường được làm từ tre gai, bương và gỗ thông thường. Cột tre, gỗ thường được sử dụng trong các công trình nhà cấp IV, nhà tạm, các công trình kiến trúc đình, chùa,...

Cột tre gai, bương phải thẳng, già, có đường kính > 100mm, chiều dài > 2200mm. Cột gỗ có thể nối ghép với vì kèo hay xà ngang bằng mộng hoặc kết hợp giữa mộng và bulông và đinh.

Đối với nhà tạm, cột gỗ thường được chôn xuống đất 0,5 - 0,6m. Đối với công trình nhà bình thường, cột tre, gỗ được kê lên gạch, đá hay bê tông.

Cột gỗ thường có dạng tròn, đường kính > 100mm hoặc vuông 140x140, 160x160 (mm),...

Để chống được các tác nhân môi trường như gió bão, cột gỗ cần được liên kết chặt xuống nền móng bằng bật thép đuôi cá chôn sẵn trong bê tông, gạch vỡ hoặc bê tông và dùng bulông để liên kết.

Để tránh ẩm, cột gỗ thường được kê trên đá tảng, gạch xây hay bê tông, phần chân cột gần nền nhà phải được quét bitum.

thiết kế cột