Slide kết cấu liên hợp chuong 4 1

Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP Dầm liên hợp thép bêtông tạo dầm thép cán nóng dầm thép tổ hợp hàn đan bêtông cốt thép (bình thường hay ứng suất trước) Tấm đan liên kết với dầm thép liên kết để đảm bảo làm việc đồng thời chúng Dầm liên hợp kiểm tra theo hai trạng thái giới hạn: TTGH1:Trạng thái phá hỏng (trạng thái giới hạn cường độ - ULS) TTGH2: Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS) Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP TTGH1: Trạng thái phá hỏng (trạng thái giới hạn cường độ - ULS): Khi khảo sát theo trạng thái giới hạn phá hoại cho tiết diện ngang cấu kiện hay liên kết yêu cầu: Sd  Rd Trong đó: Sd - giá trị tính tốn tác động Khi xác định Sd phải kể đến tổ hợp tải trọng nguy hiểm sử dụng thi cơng, dựng lắp Rd - sức bền tính toán tuơng ứng tiết diện kiểm tra Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP TTGH1: Trạng thái phá hỏng (trạng thái giới hạn cường độ - ULS): Sd  Rd Rd phụ thuộc vào cường độ đặc trưng loại vật liệu tiết diện: Rd = Rd (fy/a , fck/c , fys/s , fyp/ap ) Các ký hiệu sau: - fy : giới hạn chảy vật liệu thép; - a : hệ số an toàn vật liệu cho thép, thường a =1, trừ trường hợp kiểm tra ổn định phần thép (oằn, cong vênh) điều chỉnh hệ số Rd = 1,10; - fck : cường độ chịu nén bêtông; - c : hệ số an tồn vật liệu bê tơng, c = 1,50; - fys: giới hạn chảy vật liệu cốt thép thanh; - s : hệ số an toàn vật liệu cốt thép thanh, s = 1,15; - fyp : giới hạn chảy vật liệu làm tôn sàn; - ap : hệ số an tồn vật liệu tơn sàn, ap = 1,10; Khi tính liên kết dùng hệ số an toàn vật liệu làm chốt V=1,25; Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP TTGH2: Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS): Tính tốn theo trạng thái giới hạn sử dụng dầm liên hợp gồm: + Kiểm tra độ võng; + Kiểm tra nứt bê tông Giá trị độ võng giới hạn dầm liên hợp lấy dầm thép theo bảng 4.5 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Các khái niệm chung 1.1 Chiều rộng tham gia làm việc sàn  Đối với dầm đơn giản beff = be1 + be2 bei = (lo/8, bi) đó: lo nhịp dầm Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính toán dầm theo TTGH1 Các khái niệm chung 1.1 Chiều rộng tham gia làm việc sàn  Đối với dầm liên tục Lo lấy theo hình 4.2, chia theo vùng mơmen dương (ở nhịp) mơmen âm (ở gối tựa) Hình 4.2 Nhịp tương đương để xác định chiều rộng tham gia làm việc đan Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Các khái niệm chung 1.2 Phân loại tiết diện ngang Khi khảo sát làm việc dầm liên hợp tải trọng, tuỳ theo khả xoay tiết diện chịu uốn mà chia làm loại:  Loại 1: có khả phát triển mômen bền dẻo với khả xoay đủ để hình thành khớp dẻo;  Loại 2: có khả phát triển mômen bền dẻo, với khả xoay hạn chế;  Loại 4: khơng có khả phát triển mômen bền dẻo, ứng suất không vượt qua giới hạn đàn hồi vật liệu Ta khảo sát tiết diện loại hay gặp xây dựng nhà cửa Bộ môn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 1.2 Phân loại tiết diện ngang Khi tiết diện chịu uốn với mômen âm (MSd 0) có mặt đan đóng vai trị phân loại sau:  Tất cánh chịu nén dầm thép liên kết với đan liên kết bố trí theo khoảng cách thích hợp (nhỏ 20t đan đặc 5t đan có sườn vng góc với dầm), coi tiết diện loại 1;  Khi trục trung hoà dẻo nằm đan hay cánh dầm mà cánh có độ mảnh thuộc loại liên kết với đan coi tiết diện liên hợp loại bụng hồn tồn chịu kéo Trong trường hợp trục trung hoà qua bụng tiết diện liên hợp coi loại tăng ép mặt đan gây nén phần tiết diện làm hạn chế khả quay tiết diện 10 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Phân phối nội lực dầm liên tục 3.1 Phân tích đàn hồi b) Phân tích nứt lấy theo mơmen qn tính uốn I2 khoảng cách 15% nhịp hai nhịp bên gối tựa trung gian, mơmen qn tính I1 phần cịn lại nhịp Mơmen qn tính I2 tính bỏ qua phần bê tơng chịu kéo kể đến cốt thép bố trí chiều rộng tham gia làm  việc đan beff gối 29 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Phân phối nội lực dầm liên tục 3.1 Phân tích đàn hồi Tính tốn cách xác phân bố lại mơmen điều khó khăn, ta chấp nhận cách làm đơn giản giảm mômen tiết diện nơi mà tỉ số mômen tác dụng mômen bền lớn (chủ yếu chỗ gối tựa trung gian) tăng mơmen có dấu ngược lại (chủ yếu nhịp) với mục đích giữ cân tác động (tải trọng) tác dụng mômen uốn 30 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Phân phối nội lực dầm liên tục 3.1 Phân tích đàn hồi Nếu p tỉ lệ phân phối lại lớn dự định, chuyển mômen âm   đàn hồi đỉnh M pic thành mơmen bền M Rd với mức độ an tồn theo điều kiện: M  Rd  M  pic  M Rd  p 1 100 không vượt sức bền vùng mômen dương phân phối lại 31 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Phân phối nội lực dầm liên tục 3.1 Phân tích đàn hồi Eurocode cho giá trị p, phụ thuộc vào phương pháp phân tích đàn hồi (nứt hay không nứt) loại tiết diện gối tựa theo bảng sau: 32 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính toán dầm theo TTGH1 Khả chống oằn dầm liên hợp Dầm liên hợp chịu mômen dương: Cánh dầm chịu kéo, cánh dầm chịu nén; Dầm liên hợp chịu mômen âm: Cánh dầm chịu kéo, cánh dầm chịu nén 33 Bộ môn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Khả chống oằn dầm liên hợp Biểu đồ mômen uốn dầm liên hợp liên tục, cánh chịu nén vùng mômen âm gối tựa trung gian: đặc biệt chiều dài vùng chịu mômen âm lớn hoạt tải tác dụng bên nhịp 34 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính toán dầm theo TTGH1 Khả chống oằn dầm liên hợp Khi chịu mômen âm gối tựa trung gian, ổn định ngang dầm (sự oằn) phải kể đến ảnh hưởng sàn bê tông gối tựa trung gian 35 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Khả chống oằn dầm liên hợp  Giá trị mômen bền oằn gối tựa: M b.Rd  LT M Rd đó:  M Rd  M pl Rd   a /  Rd  LT  LT LT    LT LT LT = 0.49 với dầm tổ hợp hàn LT 1  t w hs    f y  LT  1    bf t f   E aC   = 0.21 với dầm thép cán    hs   t f          t w   bf      0.5  LT  LT  0.2   LT    1/4 hs khoảng cách hai cánh dầm thép C4 hệ số phụ thuộc dạng biểu đồ mômen uốn loại nhịp; tra bảng 36 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §1 Tính tốn dầm theo TTGH1 Khả chống oằn dầm liên hợp Theo Eurocode dầm khơng có khả bị oằn độ mảnh qui đổi thoả mãn điều kiện:  LT  0, 37 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §2 Tính tốn dầm theo TTGH2 Kiểm tra độ võng  Dầm đơn giản: pL4 f  384 Ea I1 (bê tông sàn không nứt) đó: I1 mơmen qn tính tiết diện dầm liên hợp bê tông ko nứt  Dầm liên tục: - Mômen âm giảm theo hệ số r1 xét đến ảnh hưởng vết nứt bê tông r1   I / I  0.35  0.6 đó: I2 mơmen qn tính tiết diện dầm liên hợp bỏ qua phần sàn bê tơng chịu kéo (có kể đến cốt thép sàn) - Mômen âm giảm (mômen gối) theo hệ số r2 xét đến hóa dẻo cục thép: r2 = 0.7 với tổ hợp tải trọng bê tông vừa khô cứng r2 = 0.5 tải trọng thân bê tơng 38 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §2 Tính toán dầm theo TTGH2 Kiểm tra độ võng   f  o 1  Cr1 r2 ( M A  M B ) / M 0  - MA MB mômen gối tựa Dầm liên tục: đó: - C = 0.6 với tải trọng phân bố đều; = 0.5 với tải trọng tập trung nhịp - o M0 độ võng dương nhịp coi nhịp đơn P giản; pL4 0  384 Ea I pL M o  A M A B L r r M A M B r r M B 39 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §2 Tính tốn dầm theo TTGH2 Kiểm tra độ võng   Dầm liên tục: Xét đến ảnh hưởng ngẫu nhiên trượt mặt tiếp xúc thép - bê tông   N / Nf     f 1  k   /   a f   đó: k hệ số, k=0,3 kết cấu không chống thi công k=0,5 kết cấu chống đỡ thi công; f độ võng dầm liên hợp liên kết hoàn toàn; a độ võng dầm thép chịu tải trọng;  độ võng thực 40 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §2 Tính tốn dầm theo TTGH2 Sự hình thành vết nứt bê tơng  Bố trí phần bề rộng tham gia làm việc sàn hàm lượng cốt dọc: 0.4% kết cấu có chống đỡ 0.2% kết cấu không chống đỡ Đồng thời phải kéo dài cốt dọc thêm 1/4 nhịp bên gối trung gian 1/2 nhịp với congxon; 41 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §2 Tính tốn dầm theo TTGH2 Sự hình thành vết nứt bê tơng  Diện tích tối thiểu cốt dọc để hạn chế bề rộng vết nứt co ngót bê tơng chuyển vị gối tựa gây ra: ( As )min  kk c f ct Act /  s đó: k = 0.8; kc = 0.9 Act diện tích bê tông chịu kéo ứng với bề rộng hiệu fct cường độ TB bê tông thời điểm xảy vết nứt, bê tơng ngồi 28 ngày tuổi lấy fct =3N/mm2 s ứng suất max cốt thép xảy nứt 42 Bộ môn Công trình Thép - gỗ CHƯƠNG IV DẦM LIÊN HỢP §2 Tính tốn dầm theo TTGH2 Sự hình thành vết nứt bê tơng  Diện tích tối thiểu cốt dọc để hạn chế bề rộng vết nứt co ngót bê tơng chuyển vị gối tựa gây ra: ( As )min  kk c f ct Act /  s đó: s ứng suất max cốt thép xảy nứt 43 ... tốn dầm theo TTGH1 1.2 Phân loại tiết diện ngang Khi tiết diện chịu uốn với mômen âm (MSd