Slide kết cấu liên hợp chuong 1va 2

Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ KÕt cÊu liªn hợp thép - bê tông dùng nhà cao tầng Hà Nội, 2012 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ NỘI DUNG CƠ BẢN  Chương I: Tổng quan kết cấu liên hợp Thép - Bê tông  Chương II: Vật liệu sử dụng cho kết cấu liên hợp  Chương III: Sàn liên hợp  Chương IV: Dầm liên hợp  Chương V: Cột liên hợp  Chương VI: Ứng dụng kết cấu liên hợp nhà cao tầng Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Giới thiệu kết cấu liên hợp a b c d e ThÐp b¶n h i k l m Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Giới thiệu kết cấu liên hợp Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Giới thiệu kết cấu liên hợp Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Giới thiệu kết cấu liên hợp Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Giới thiệu kết cấu liên hợp  Hệ thống tiêu chuẩn kết cấu liên hợp - Tiêu chuẩn Mỹ AASHTO - Tiêu chuẩn Đức DIN - Tiêu chuẩn Anh BIST - Tiêu chuẩn Châu Âu EC4 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Giới thiệu kết cấu liên hợp  Tiêu chuẩn Châu Âu EC4 gồm có tập theo số thứ tự sau: - Eurocode 1: Cơ sở tính tốn tác động lên cơng trình; - Eurocode 2: Kết cấu bê tông cốt thép; - Eurocode 3: Kết cấu thép; - Eurocode 4: Kết cấu liên hợp Thép – Bê tông; - Eurocode 5: Kết cấu Gỗ; - Eurocode 6: Kết cấu gạch đá; - Eurocode 7: Tính tốn địa chất cơng trình; - Eurocode 8: Tính tốn kết cấu cơng trình chịu động đất; - Eurocode 9: Tính tốn kết cấu hợp kim nhơm; Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Ưu điểm kết cấu liên hợp  Tăng khả chịu lực vật liệu (do thép chịu lực chính) làm giảm kích thước cấu kiện, kết cấu mảnh so với kết cấu bêtông cốt thép thông thường, làm tăng không gian sử dụng hiệu kiến trúc tăng;  Tăng khả chống ăn mòn thép;  Tăng khả chịu lửa;  Tăng độ cứng kết cấu;  Phù hợp chịu tải trọng động đất;  Có thể tạo kết cấu ứng lực trước, tăng hiệu sử dụng vật liệu;  Có thể áp dụng phương pháp thi công đại (ván khuôn trượt, lắp ghép ), tăng tốc độ thi công;  Đạt hiệu kinh tế cao; Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG Ưu điểm kết cấu liên hợp 10 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Các đặc trưng học bê tông theo TCVN 356:2005 Độ bền (MPa) B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 Rbn 15 18.5 22 22.5 29 32 36 39.5 Rb 11.5 14.5 17 19.5 22 25 27.5 30 Rbtn 1.4 1.6 1.8 1.95 2.1 2.2 2.3 2.4 Rbt 0.9 1.05 1.2 1.3 1.4 1.45 1.55 1.6 Ebx103 27 30 32.5 34.5 36 37.5 39 39.5 Rbn Cường độ chịu nén tiêu chuẩn bêtơng tính theo trạng thái giới hạn Rb Cường độ chịu nén tính tốn bêtơng tính theo trạng thái giới hạn Rbtn Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn bêtơng tính theo trạng thái giới hạn Rbt Cường độ chịu kéo tính tốn bêtơng tính theo trạng thái giới hạn Eb Modun đàn hồi 26 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.1 Theo TCVN 356:2005 (mẫu thử lập phương)  Tương quan mác M cấp độ bền B loại bê tông thể biểu thức sau: B = 0,1 (1- S.).M Trong đó: M mác bê tơng lấy cường độ trung bình mẫu thử chuẩn, tính theo đơn vị KG/cm2; B cấp độ bền chịu nén, lấy cường độ đặc trưng mẫu thử chuẩn, tính theo đơn vị Mpa;  Tương quan cấp độ bền mác bêtông theo cường độ cho bảng 2.8 trang 36 sách KCLH 27 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.1 Theo TCVN 356:2005 (mẫu thử lập phương) 28 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.2 Theo EC Độ bền (N/mm2) Các đặc trưng học bê tông theo EC4 C20/25 C25/30 C30/35 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60 fcm 28 33 38 43 48 53 58 fck 20 25 30 35 40 45 50 fctm 2.2 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8 4.1 Fctk,0.05 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.7 2.9 Ecm 103 29 30.5 32 33.5 35 36 37 fcm Cường độ chịu nén trung bình mẫu trụ 28 ngày tuổi fck Cường độ chịu nén đặc trưng mẫu hình trụ 28 ngày tuổi fctm Cường độ chịu kéo trung bình mẫu trụ 28 ngày tuổi Fctk,0.05 Cường độ chịu kéo đặc trưng mẫu hình trụ 28 ngày tuổi Ecm Mơđun đàn hồi cát tuyến có kể đến ảnh hưởng tác động ngắn hạn 29 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.2 Theo EC (mẫu thử hình trụ)  Cường độ chịu nén đặc trưng bê tơng tuổi xác định theo công thức sau: fck (t) = fcm (t) - (MPa) với < t < 28 ngày; fck (t) = fck với t  28 ngày; Với fcm(t) cường độ trung bình chịu nén đối vói mẫu trụ bê tông tuổi t, xác định: fcm(t) = cc(t) fcm với    28 1 /    cc t   exps 1         t    fcm - cường độ trung bình chịu nén đối vói mẫu trụ bê tơng tuổi 28 ngày; cc(t) - hệ số phụ thuộc tuổi t bê tơng; t - tuổi bê tơng tính theo ngày; s - hệ sô phụ thuộc loại xi măng sử dụng, s = 0,2 - 0,38; 30 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.2 Theo EC (mẫu thử hình trụ)  Cường độ tính tốn chịu nén: fcd = cc.fck/c Trong đó: -cc hệ số kể đến tác động lâu dài đến sức bền nén tác động bất lợi tải trọng tác dụng; giá trị cc =0,8 – 1,0 thường dùng cc =1 - c hệ số điều kiện làm việc bê tông lấy theo bảng 2.2 trang 27 sách KCLH; - fck cường độ chịu nén đặc trưng bê tông mẫu trụ 28 ngày tuổi, tra bảng 2.1 trang 25 KCLH; 31 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tơng 1.2 Theo EC (mẫu thử hình trụ)  Cường độ tính tốn chịu kéo: fctd = (ct.fctk,0.05)/c Trong đó: - c hệ số điều kiện làm việc bê tông lấy theo bảng 2.2 trang 27 sách KCLH; -ct hệ số kể đến tác động lâu dài đến sức bền kéo tác động bất lợi tải trọng tác dụng; giá trị thường dùng ct =1; - fctk,0.05 cường độ chịu kéo đặc trưng mẫu trụ 28 ngày tuổi, tra bảng 2.1 trang 25 sách KCLH; 32 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.2 Theo EC  Mô đun đàn hồi: - Hệ số tương đương thép - bê tông: n = Ea/Ecm (n = 6) Trong đó: Ea Mơđun đàn hồi thép kết cấu Ea=210 kN/mm2; Ecm Môđun đàn hồi cát tuyến bê tông lấy bảng 2.1 - Khi xét đến tượng mỏi bê tông tác dụng tải trọng dài hạn n’ = 3n - - Hệ số trung gian dùng chung cho tải trọng dài hạn ngắn hạn để đơn giản hóa việc phân tích n’’ = 2n 33 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.3 So sánh tiêu chuẩn TCVN EC  Chuyển đổi giá trị mẫu hình trụ (EC) mẫu lập phương (TCVN) Độ bền (N/mm2) C20/25 C25/30 C30/35 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60 fcm Mẫu hình trụ 28 33 38 43 48 53 58 fcm Mẫu lập phương 35 39.6 46.7 55 60 64.7 69.6 B25 B30 B35 B45 - B50 B55 32.11 38.53 44.95 57.80 - 64.22 70.64 Độ bền (MPa) Rch Mẫu lập phương 34 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Bê tông 1.3 So sánh tiêu chuẩn TCVN EC  Khi thiết kế kết cấu liên hợp thép bê tông theo Tiêu chuẩn Eurocode lấy mác bê tơng theo TCXDVN tương đương với lớp độ bền bê tông theo Eurocode sử dụng lý thuyết thiết kế theo Eurocode  Cần lưu ý theo qui định Eurocode để chế tạo kết cấu liên hợp thépbê tơng dùng bê tơng có Mác 350 (B27,5) trở lên theo TCXDVN 35 Bộ môn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Cốt thép 2.1 Thép theo Eurocode  Tiêu chuẩn Châu Âu EN 10080-3 đưa ba mác thép dùng cho kết cấu liên hợp: S220; S400 S500, số ký hiệu giới hạn đàn hồi loại fsk (N/ mm2)  Mác S220 thép trịn trơn cán nóng, mác S400 S500 thép trịn có gai ( kể lưới thép hàn) cho tính ma sát lớn  Mơđun đàn hồi Es cốt thép giao động từ 190 đến 200 kN/ mm2 Để đơn giản tính tốn, kết cấu liên hợp cho phép lấy giá trị Es = Ea = 210 kN/ mm2 thép kết cấu 36 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Cốt thép 2.2 Thép theo TCXDVN 356:2005  TCXDVN qui định dùng thép cho kết cấu bê tông cốt thép nêu bảng 2.11, ký hiệu cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rsn cường độ chịu kéo tính tốn tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ hai Rs,ser 37 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Cốt thép 2.3 Thép kết cấu theo Eurocode  Trong tiêu chuẩn ENV 1994 - 1-1 Eurocode trình bầy cách tính tốn kết cấu liên hợp sản xuất từ thép mác thông thường S235, S275 S355 (các số giới hạn chảy N/mm2), xác định Tiêu chuẩn EN 10025 EN 10113  Để có giá trị tiêu chuẩn giới hạn đàn hồi fy sức bền kéo đứt fu cấu kiện thép cán nóng phụ thuộc vào chiều dầy, thành lập bảng tra 38 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Cốt thép 2.4 Thép kết cấu theo TCVN 5709:1993  TCVN qui định dùng thép cacbon cán nóng sử dụng kết cấu xây dựng nêu bảng 2.12 trang 42  Theo quy định Eurocode loại thép Việt Nam dùng kết cấu liên hợp có mác từ XCT38 trở lên 39 Bộ mơn Cơng trình Thép - gỗ CHƯƠNG II VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP Cốt thép Loại thép EC Tiêu chuẩn VN Thép S220/S400, S500 CI/CII, CIII, CIV AI/AII, AIII, AIV Thép Kết cấu S235, S275, S355 CT34, CT38, CT42, CT52 Tôn định hình fy = 220 - 350 N/mm2 - 40 ... TCVN 356 :20 05 Độ bền (MPa) B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 Rbn 15 18.5 22 22 .5 29 32 36 39.5 Rb 11.5 14.5 17 19.5 22 25 27 .5 30 Rbtn 1.4 1.6 1.8 1.95 2. 1 2. 2 2. 3 2. 4 Rbt 0.9 1.05 1 .2 1.3 1.4... C35/45 C40/50 C45/55 C50/60 fcm 28 33 38 43 48 53 58 fck 20 25 30 35 40 45 50 fctm 2. 2 2. 6 2. 9 3 .2 3.5 3.8 4.1 Fctk,0.05 1.5 1.8 2. 0 2. 2 2. 5 2. 7 2. 9 Ecm 103 29 30.5 32 33.5 35 36 37 fcm Cường độ... thép EC Tiêu chuẩn VN Thép S 220 /S400, S500 CI/CII, CIII, CIV AI/AII, AIII, AIV Thép Kết cấu S235, S275, S355 CT34, CT38, CT 42, CT 52 Tơn định hình fy = 22 0 - 350 N/mm2 - 40