Nguyên tắc bố trí thép cột theo TCVN 5574:2018 xoay quanh hai loại thép. Thép dọc chịu lực đặt đối xứng theo chu vi tiết diện. Cốt đai ôm lấy tất cả thép dọc để giữ chúng không bị phình ra khi cột chịu nén. Tiêu chuẩn quy định hàm lượng thép dọc tối thiểu, khoảng cách tối đa giữa các thanh, đường kính và bước đai, khi nào một đai ôm là đủ, khi nào phải thêm đai phụ. Số thanh và đường kính cụ thể do tính toán quyết định. Bài này liệt kê các quy định cấu tạo đó kèm ví dụ cột nhà phố, để bạn kiểm được bản vẽ và kiểm được thợ làm có đúng không.
Cốt thép trong cột gồm những gì
- Thép dọc chịu lực: chạy theo chiều cao cột, chịu nén cùng bê tông và chịu kéo khi cột bị uốn do gió, do dầm truyền mô men vào. TCVN 5574:2018 (10.4.2) yêu cầu cột thường được bố trí thép dọc đối xứng, nằm theo chu vi tiết diện.
- Cốt đai: các vòng thép ngang ôm thép dọc. Đai giữ thép dọc đúng vị trí khi đổ bê tông, ngăn thanh chịu nén bị phình (oằn) ra ngoài và giúp cột chịu lực cắt.
- Thép chờ: đoạn thép dọc để sẵn từ móng hoặc từ cột tầng dưới, dùng để nối với thép cột tầng trên.
Quy định của TCVN 5574:2018 cho thép cột
| Nội dung | Quy định | Điều khoản |
|---|---|---|
| Hàm lượng thép dọc tối thiểu | 0,1% khi cột ngắn (L0/h không lớn hơn 5), 0,25% khi cột mảnh (L0/h từ 25), nội suy ở giữa. Thép đặt đều theo chu vi thì lấy gấp đôi và tính trên toàn tiết diện | 10.3.3.1 |
| Khoảng cách tối đa giữa thép dọc | 400 mm theo phương vuông góc mặt phẳng uốn, 500 mm theo phương mặt phẳng uốn | 10.3.3.3 |
| Đường kính cốt đai | Không nhỏ hơn 0,25 lần đường kính thép dọc lớn nhất và không nhỏ hơn 6 mm | 10.3.4.2 |
| Bước đai | Không lớn hơn 15d và 500 mm (d là đường kính thép dọc chịu nén) | 10.3.4.4 |
| Bước đai khi nhiều thép | Thép chịu nén ở một mặt lớn hơn 1,5%: không lớn hơn 10d và 300 mm | 10.3.4.4 |
| Cách ôm đai | Thép dọc ít nhất cách một thanh phải nằm ở góc uốn của đai, các góc uốn cách nhau không quá 400 mm theo mặt bên | 10.3.4.5 |
| Khi một đai là đủ | Mặt bên rộng không quá 400 mm và có không quá 4 thanh thép dọc | 10.3.4.5 |
| Lớp bê tông bảo vệ | 20 mm trong nhà khô, 25 mm nơi ẩm, 30 mm ngoài trời. Không nhỏ hơn đường kính thanh | Bảng 19 |
L0 là chiều dài tính toán của cột, h là cạnh tiết diện theo phương đang xét. Các con số trong bảng áp dụng cho bê tông thông thường. Bê tông cường độ rất cao (B70 đến B100) có giới hạn chặt hơn.
Ví dụ kiểm thép một cột nhà phố
Bản vẽ cột 220 x 220 mm, thép dọc 4D16, đai D6 a150, cột trong nhà:
- Hàm lượng: 4 thanh D16 có diện tích 804 mm², tiết diện cột 48.400 mm², hàm lượng 1,66%. Lớn hơn xa mức tối thiểu 0,2 đến 0,5% (đã nhân đôi vì thép đặt đều theo chu vi).
- Đường kính đai: 0,25 x 16 = 4 mm, và không nhỏ hơn 6 mm. Đai D6 đạt.
- Bước đai: 15 x 16 = 240 mm và 500 mm. Bước 150 đạt.
- Số đai: mỗi mặt rộng 220 mm, có 2 thanh, dưới mức 400 mm và 4 thanh. Một đai ôm bốn thanh là đủ.
- Lớp bảo vệ: cột trong nhà khô 20 mm, nhưng không nhỏ hơn đường kính thanh 16 mm. Lấy 20 đến 25 mm.
Cột 300 x 400 với 8 thanh (3 thanh trên mỗi mặt rộng 400) vẫn dùng một đai ôm được, vì mặt rộng 400 mm và có 3 thanh. Cột rộng 500 mm thì mặt bên đã quá 400 mm, phải thêm đai phụ hoặc thanh móc để các góc uốn đai cách nhau không quá 400 mm. Muốn quy số thanh ra diện tích để so với tính toán, tra bảng diện tích cốt thép theo số thanh.
Đai cột dày hơn ở đâu
- Đoạn nối chồng thép dọc: trong đoạn nối, đai thường được đặt dày hơn theo bản vẽ để giữ hai thanh nối làm việc cùng nhau.
- Đầu cột, gần nút dầm cột: đây là chỗ lực cắt và mô men lớn nhất. Nhà ở vùng có động đất được thiết kế theo TCVN 9386, có yêu cầu riêng về đai dày ở vùng đầu cột.
- Khi thép dọc nhiều: thép chịu nén ở một mặt vượt 1,5% thì bước đai giảm xuống không quá 10d và 300 mm.
Nút dầm cột cần đai khép kín hoặc đai chữ U trong vùng neo thép dầm, theo hình mẫu ở mục 10.4.11 của TCVN 5574:2018. Cách bố trí thép dầm vào nút có ở bài thép dầm neo vào nút dầm cột.
Nối thép cột và thép chờ
Thép cột thường được nối chồng theo từng tầng. Chiều dài nối chồng phụ thuộc mác thép, cấp bê tông và tỷ lệ thanh nối trên một mặt cắt, xem bảng tính sẵn ở bài nối thép cột bao nhiêu d. Vài điểm cần kiểm ngoài công trường:
- Thép chờ từ móng phải đặt đúng tim cột, được cố định bằng vài vòng đai trong móng để không bị xô khi đổ bê tông.
- Đủ chiều dài để nối với thép tầng trên, đầu thanh không bị cắt hụt.
- Không nối tất cả các thanh ở cùng một cao độ nếu bản vẽ yêu cầu so le.
Thép chờ cột đặt cùng lúc với thép dầm móng, xem bài bố trí thép dầm móng và giằng móng.
Lỗi hay gặp khi làm thép cột
- Thiếu con kê: lồng thép áp sát cốp pha, một mặt cột gần như không có lớp bảo vệ, cốt thép gỉ sớm và bê tông nứt dọc.
- Đai thưa hơn bản vẽ: thợ tăng bước đai để tiết kiệm thép. Bước đai cột là thứ giữ thép dọc không oằn, không được tự ý nới.
- Thép dọc lệch tâm: thép chờ đặt lệch khỏi tim, lên tầng trên phải bẻ thép để nắn lại.
- Móc đai không đủ dài: đai bị bung khi đổ và đầm bê tông.
Câu hỏi thường gặp
Thép cột nhà 2 tầng dùng phi bao nhiêu?
Do tính toán quyết định, tùy nhịp, tải và kích thước cột. Tiêu chuẩn chỉ quy định mức tối thiểu: hàm lượng thép dọc từ 0,2 đến 0,5% tiết diện khi đặt đều theo chu vi, đai không nhỏ hơn 6 mm và không nhỏ hơn một phần tư đường kính thép dọc.
Bước đai cột bao nhiêu là đúng?
Không lớn hơn 15 lần đường kính thép dọc chịu nén và 500 mm. Ví dụ thép dọc D16 thì bước đai không quá 240 mm. Khi thép chịu nén ở một mặt vượt 1,5% thì bước đai không quá 10d và 300 mm.
Khoảng cách giữa các thanh thép dọc cột tối đa bao nhiêu?
Theo TCVN 5574:2018, không quá 400 mm theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn và 500 mm theo phương mặt phẳng uốn.
Khi nào cột cần thêm đai phụ?
Khi mặt bên cột rộng hơn 400 mm hoặc có hơn 4 thanh thép dọc trên một mặt. Khi đó phải thêm đai hoặc thanh móc để các góc uốn đai cách nhau không quá 400 mm.