BÀI TIỂU LUẬN THIẾT KẾ KẾT CẤU LIÊN HỢP Đề bài: Thiết kế dầm liên hợp liên tục thép- BTCT theo tiêu chuẩn Eurocode 4 (tôn sàn có thể lựa chọn trên Catalog của các hãng khác nhau). -Kiểm tra ở giai đoạn sử dụng (trạng thái giới hạn phá hoại và trạng thái giới hạn sử dụng) -Bỏ qua kiểm tra ở giai đoạn thi công :
BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : THIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG Đề bài: Thiết kế dầm liên hợp liên tục thép- BTCT theo tiêu chuẩn Eurocode (tơn sàn lựa chọn Catalog hãng khác nhau) - Kiểm tra giai đoạn sử dụng (trạng thái giới hạn phá hoại trạng thái giới hạn sử dụng) - Bỏ qua kiểm tra giai đoạn thi công : Hình 1 MẶT BẰNG DẦM SV Khánh Số nhịp Nhịp (m) Nhịp (m) Nhịp (m) Nhịp (m) Khoảng cách với dầm bên trái (m) 6 Khoảng cách với dầm bên phải (m) Xét dầm liên hợp thép- bê tơng cốt thép hình vẽ: HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Hình SƠ ĐỒ TÍNH DẦM Thông số đầu vào: - Chiều dài nhịp: L1 = m , L2 = m, L3 = m - Khoảng cách dầm chính: B1 = m ; B2 = M - Nhịp dầm sàn: Ldp1 = B1= m ; Ldp2 = B2= m - khoảng cách dầm sàn: - Bdp1= L L1 L = = 2.5 m ; Bdp2= = = 3.5 m ; Bdp3= = = m 2 2 2 1.1 Kích thước sàn liên hợp: Hình Chi tiết cốt thép sàn - Hình Chi tiết tơn Đầu mũ tơn vng góc với dầm Chiều dày bê tơng hc = 75 mm Chiều cao mũ tôn: hp=55 mm Khoảng cách mũ tôn: eo=200 mm Chiều rộng nhỏ mũ: b1=65 mm Chiều rộng lớn mũ: b2= 85 mm - Chiều rộng trung bình mũ: bo= - Chiều dày tơn tp= 1mm HVTH : = 75mm MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP - GVHD : Xác định bề rộng có hiệu dầm : + Khi chịu momen dương nhịp biên ( vùng 1) : b+ eff, ext= ( B2; 0,8 × L2 + L3 7+6 ) = min( m; 0.8 × )= (8 m ; m) 8 b+ eff, ext= 1.3 m + Khi chịu momen dương nhịp biên ( vùng 3): b+ eff, ext= ( B2; 0,7 × L2 + L3 7+6 ) = min( m; 0.7 × )= (8 m ;0.86 m) 8 b+ eff, ext= 1.14 m + Khi chịu momen âm nhịp biên ( vùng ) : b- eff, ext= ( B2 ; 0,5 × L2 + L3 7+6 ) = min(8 m; 0.5 × ) ( m; 0.63m) 8 b+ eff, ext= 0.81 m - Cốt thép dọc sàn Ø10a100 sử dụng để chịu momen âm Điều tương ứng có cốt thép vùng bề rộng có hiệu gối trung gian chịu momen âm - Tổng diện tích cốt thép vùng bề rộng có hiệu: π × (102 ) As= × = 628.32 mm2 - Bề dày lớp bê tông bảo vệ Cs = 25 mm suy khoảng cách lớp thép dọc mặt dầm hs = 100mm Cốt thép ngang sàn Ø10a100 làm việc theo phương vng góc với dầm, bao gồm 10 1m dài dầm Tổng diện tích cốt thép ngang mét dài sàn: π × (102 ) As= 10 × = 785.4 mm2 - Khoảng cách lớp cốt thép với mặt dầm thép là: hst = 90 mm 1.2 Các đặc trưng thép hình: HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Hình 1.5 Các kích thước thép hình IPE360 - Dưới đặc trưng thép hình IPE360 ( theo bảng tra STUCTURAL SECTIONS ) : Kích thước thép hình : Ha = 360 mm, bf = 170 mm, tw= mm, tf =12.7 mm, r = 18 mm, hw = 334.6 mm Diện tích thép hình: Aa = 7.273 × 10-3 Diện tích phần thép hình chịu cắt: Av = Aa − × b f × t f + ( t w + × r ) × t f Av = 7.273 ×10−3 − × 0.17 × 0.0127 + ( 0.008 + × 0.018 ) × 0.0127 Av = 3.514 ×10−3 m - Momen qn tính mặt cắt thép hình theo trục khoẻ: Ia,y =1.627 × 10-4 m4 - Momen qn tính mặt cắt thép hình theo trục yếu: Ia,z= 1.043 × 10-5 m4 - Momen qn tính chống xoắn mặt cắt thép hình: Ia,t= 3.74 × 10-7 m4 1.3 Tải trọng: a, Giai đoạn thi công: Trong gia đoạn thi công dầm ngang chống bên nhịp Khi ta coi dầm ngang dầm liên tục , nhịp chiều dài nhịp nửa chiều dài dầm ngang Tải trọng tác dụng lên dầm phản lực dầm liên tục nhịp Phản lực dầm liên tục nhịp chịu tải trọng phân bố gối biến tính theo công thức: ql Tải trọng thân sàn bê tông: ( sàn tác dụng lên dầm ngang truyền lực xuống dầm chính) HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : b L G = × ( ) ×( dp ) × Bdp × ( hc + hp ) × ρc e0 8 G = × ( ) ×( ) ×3.5 × ( 0.075 + 0.075 × 0.055 ) × 25 G = 25.1 kN 0.2 Tải trọng thân thép hình IPE360: gs = Aa × ρa = 7.273 × 10-3 × 78.5= 0.571 kN/m Gs = gs × L = 0.571 × = 3.997 kN Dầm ngang thép hình IPE 360, tải trọng dầm ngang tác dụng lên dầm chính: L −3 G1 = × × dp × Aa × ρ a G1 = × × × 7.273 ×10 × 78.5 8 G1= 1.71 kN Tải trọng thi công lấy 0.8 kN/m2 L Q = × × dp × Bdp × 0.8 8 Q = × × × 3.5 × 0.8 = 8.4 kN b, Giai đoạn hoàn thành: Trong giai đoạn hoàn thành, lúc chống bỏ đi, dầm ngang coi dầm giản đơn tựa lên dầm Tải trọng thường xuyên: - Trọng lượng thân sàn bê tơng : G = 2× ( Ldp ) × Bdp × (hc + b0 × ρc ) e0 × × G = ( ) ( 0.075 + × × × 0.055 ) 25 G = 53.94 kN - Tải trọng lớn lấy : 1.2 Kn/m2 G = × 1.2 × Bdp × - G= × 1.2 × × = 33.6 kN Tải trọng dầm ngang: G1= × × Aa × ρa = × × 7.273 × 10-3 × 78.5 = 4.57 kN - Hoạt tải: Các tải trọng khai thác tác dụng lên sàn: lấy kN/m2 HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Q = × × Bdp × = × × × = 84 kN Các đặc trưng mặt cắt dầm liên hợp: 2.1 Momen quán tính mặt cắt dầm liên hợp: Ta thấy , vùng khác có bề rộng có hiệu khác nên ta có mặt cần xác định momen quán tính: a, Vùng chịu momen dương nhịp biên: - Diện tích mặt cắt liên hợp: × Ah= Aa + = 7.273 10 × -3 1.3 ×103 × 0.075 10-6 + = 7273 m m2 13.8 Nhận xét: ta có: Aa( + hp ) = 7.273 × 10-3 ( = + 55) × 10-3 = 1.709x10-3 m3 1.3 × (0.075) × -4 × 13.8 = 2.64 10 m × = 2.64 10-4 m3 < Aa( × + hp) = 1.709 10-3 m3 Như trục trung hoà nằm phần thép hình Khoảng cách từ trục trung hồ tới mép sàn: Ze = Ze = + × h2 Aa b × ( + hp + hc ) + × eff ,ext c Ah Ah 2n 7.273 × 10−3 360 1300 × 752 =346.4 mm × ( + 55 + 75) + × 7273 ×10−6 7273 ×13.8 Momen tính theo cơng thức sau : I1,ext = I a + Aa × ( za − ze ) + beff+ ,ext × hc2 hc2 h × + (Ze − c )2 2n 12 I1,ext = 1.627 × 10−4 + 7.272 ×10−3 × ( +( 360 + 75 + 55 − 346.4) ×10 −6 1.4 × 0.075 752 75 )× + (346.4 − ) ×10 −6 13.8 12 HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : I1,ext = 4.42 ×10−4 m4 b, Vùng chịu momen dương nhịp ( vùng 2): - Diện tích mặt cắt liên hợp: Ah = A a + beff+ ,ext × hc2 2n = 7.273 × 10-3 × 106 + 1.14 ×10 × 0.075 13.8 Ah = 7279.2 m m2 Nhận xét ta có: Aa × ( + hp) = 7.273 × 10-3 × ( beff+ ,ext × hc2 2n beff+ ,ext × hc2 2n = + 55) × 10-3 = 1.709 × 10-3 m3 1.14 × (0.075) = 0.23 × 10-3 m3 × 13.8 = 0.23 × 10-3 m3 < Aa × ( + hp) = 1.709 × 10-3 m3 Như trục trung hồ nằm phần thép hình Khoảng cách từ trục trung hoà tới mép sàn: Ze = Ze = × ( × + hp + hc ) + beff+ ,ext × hc2 2n 7.273 × 10−3 360 1140 × 752 = 341.66 mm × ( + 55 + 75) + × 7279 ×10−6 7279 ×13.8 Momen qn tính tính theo cơng thức: I1,ext = I a + Aa × ( za − ze ) + beff+ ,ext × hc2 hc2 h × + (Ze − c )2 2n 12 I1,ext = 1.627 × 10−4 + 7.272 ×10 −3 × ( +( 360 + 75 + 55 − 346.4) ×10 −6 1.14 × 0.075 752 75 )× + (341.6 − )2 ×10−6 13.8 12 I1,ext = 4.24 ×10−4 m4 c, Vùng chịu momen âm ( gối trung gian ) Khoảng cách từ trục trung hồ đến trọng tâm thép hình : Ze = 360 + hs ) 628.32 × ( + 100) 2 = = 22.27 mm Aa + As 7.273 ×10−3 ×106 + 628.32 As × ( HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Momen quán tính tính theo cơng thức: I = I a + Aa × ze + As × ( + hs − Z e ) 2 1.627 × 10-4 + 7.273 × 10-3 × 22.272 × 10-6 + 628.32 × ( +100 - 22.27)2 × 10-12 I2 = 2.08 × 10-4 2.2 Phân loại sức kháng dẻo mặt cắt a Mặt cắt thép hình - Momen kháng dẻo mặt cắt thép hình: × × Mpl,a,Rd = fyd Wpl,y = Wpl,y × 103 × × 10-3 = 239.47 kN.m Mpl,a, Rd = Sức kháng mặt cắt: Vpl,a,Rd = Av × Trong đó: Av = Aa – × bf × tf + (tw+ × r) × tf Av= 7.273 × 10-3 – × 0.17 × 0.0127 +( 0.008 + × 0.018) × 0.0127 Av = 3.514 × 10-3 m2 Vpl,a,Rd = 3.514 × = 476.77 kN Chú ý : sức kháng cắt mặt cắt lien hợp coi sức kháng cắt riêng bụng thép hình Vpl,Rd = Vpl,a,Rd= 476.77 kN b, Mặt cắt liên hợp chịu momen dương nhịp biên: - Sức bền dẻo bê tông chịu nén: Fc = 0.85 - × × beff,ext+ × hc = 0.85 × × × × 1.3 10-3 75 = 1381.25 kN Sức bền dẻo thép hình chịu kéo : HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP Fa = Aa × f y γa GVHD : 7.273 ×10−3 × 235 ×106 = = 1709 kN 1×103 Nhận xét: ta thấy Fa > Fc fy Fa − Fc = 1709 − 1381.25 = 327.75kN < × γ × t f × b f = × 235 × 12.7 ×170 = 1014.73kN a → Trục trung hoà nằm cánh thép hình Khoảng cách từ trục trung hoà đến mép sàn: Z= Fa × Fc 1709 − 1381.25 + h p + hc = + 75 + 55 fy × 235 × 170 ×10 −3 × × bf γa z = 132.97 mm Phân loại mặt cắt: Theo Eurocode ta có: b f − tw − × r tf 170 − − × 18 235 = = 4.96 < × ε = × =9 12.7 fy Bản cánh : → Bản cách có mặt cắt loại Lại có: cánh bụng chịu kéo Vậy mặt cắt thép hình thuộc loại Momen kháng dẻo mặt cắt liên hợp: M+pl,a,Rd = Fa ( + M+pl,a,Rd = 1709 × ( + hp) – ( Fa – Fc) ( + ) + 55 ) – ( 1709 - 1381.25 ) ×( 132.97 + 55 ) M+pl,a,Rd = 434.9 kN.m c, Mặt cắt liên hợp chịu momen dương nhịp giữa: - Sức bền dẻo bê tông chịu nén: Fc = 0.85 × beff,int × hc = 0.85 × × 1.14 × × 103 75 =1211.25 kN Nhận xét: ta thấy HVTH : MHV : LỚP : Trang BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Fa > Fc fy Fa − Fc = 1709 − 1211.25 = 497.75kN < × γ × t f × b f = × 235 ×12.7 × 170 = 1014.73kN a Trục trung hoà nằm cánh thép hình Khoảng cách từ trục trung hồ đến mép sàn: Z= Fa × Fc 1709 − 1211.25 + h p + hc = + 75 + 55 fy × 235 ×170 ×10−3 × × bf γa z = 136.23 mm Phân loại mặt cắt: giống trường hợp “ mặt cắt liên hợp chịu momen dương nhịp biên” Vậy mặt cắt thép hình thuộc loại Momen kháng dẻo mặt cắt liên hợp: M+pl,a,Rd = Fa × ( + M+pl,a,Rd = 1709 × ( + hp) – ( Fa – Fc) ( + ) + 55 ) – ( 1709 – 1211.25 ) ×( 136.23 + 55 ) M+pl,a,Rd = 418.1 kN.m d Mặt cắt liên hợp chịu momen âm: - Sức kháng dẻo cốt thép: F s = As = 628.32 × × 10-3 = 273 kN Nhận xét: ta thấy Fa = 1709kN > Fs = 273kN fy Fa − Fc = 1709 − 273 = 1436kN < × γ × t f × b f = × 235 ×12.7 × 170 = 1014.73kN a → Trục trung hoà nằm cánh thép hình Khoảng cách từ trục trung hồ đến mép sàn: 273 ×10−3 Zw = = = 72.7 mm f y × × 235 2tw × γa Fs Phân loại mặt cắt: Theo Eurocode ta có: HVTH : MHV : LỚP : Trang 10 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : + phân loại cánh : b f − tw − × r tf 170 − − × 18 235 = = 4.96 < × ε = × =9 12.7 fy Vậy mặt cắt thép hình thuộc loại + phân loại bụng : Chiều cao bụng chịu nén : C = Zw + 360 − t f − r = 72.7 + − 12.7 − 18 = 222mm 2 Chiều cao bụng : d = − 2t f − 2r = 360 − × 12.7 − ×18 = 2986mm → α= c 222 = = 0.74 > 0.5 d 298.6 Áp dụng điều kiện sau : d 222 396 × ε 396 ×1 = = 27.75 < = = 45.9 tw 13 × α − 13 × 0.74 − → Bản bụng có mặt cắt loại Vậy mặt cắt thép hình thuộc loại Momen kháng dẻo mặt cắt chịu momen âm : M pl− ,Rd = M pl ,a,Rd + Fs × ( + hs ) − M pl− ,Rd = 239.47 + 273 × ( Fs2 × tw × fy γa 360 2732 + 100) × 235 4×8× M pl− ,Rd = 306kN m Kiểm tra trạng thái giới hạn phá hoại 3.1 Kiểm tra giai đoạn hoàn thành: Tổ hợp tải trọng : tải trọng tập trung tác dụng lên dầm tính đến tải trọng khai thác: Pd = 1.35 × ( G + Gs + Gs + Gi ) + 1.5 × Q Pd = 1.35 × ( 53.94 + 3.997 + 4.57 + 33.6 ) + 1.5 × 84 = 255.74 kN Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm khơng tính đến tải trọng khai thác: Gd = 1.35 × ( G + Gs + Gs + Gi ) Gd = 1.35 × (53.94 + 3.997 + 4.57 + 33.6 ) = 129.74 kN 3.1.1 Trường hợp tải trọng 1: HVTH : MHV : LỚP : Trang 11 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Hình Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm (THTT1) Phân tích đàn hồi khơng nứt : Hình Biểu đồ momen uốn tính phương pháp đàn hồi không nứt Nhận xét: MB = 220.96 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m MC = 253 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m Kiểm tra: - Với momen nhịp momen sau phân bố phải không vượt momen kháng: + Với nhịp AB: MABSd = 209.20 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m + Với nhịp BC: MBCSd = 210.57 Kn.m < M+pl, Rd = 418.1 Kn.m + Với nhịp AB: MABSd = 257.11 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m Với lực cắt kiểm tra theo điều kiện: Max [Vsd] = 172.06 Kn < 0.5 × Mpl, Rd = 0.5 × 476.7 = 238.35 kN Như điều kiện kháng cắt thoả mãn không cần kiểm tra điều kiện bền tiết diện chịu tác dụng đồng thời lực cắt momen 3.1.2 Trường hợp tải trọng 2: Hình Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm (TH2) Phân tích đàn hồi không nứt : HVTH : MHV : LỚP : Trang 12 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Nhận xét: MB = 241.04 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m MC = 182.72 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m Kiểm tra: - Với momen nhịp momen sau phân bố phải khơng vượt momen kháng: + Với nhịp AB: MABSd = 199.15 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m + Với nhịp BC: MBCSd = 235.67 Kn.m < M+pl, Rd = 418.1 Kn.m + Với nhịp AB: MABSd = 103.25 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m Với lực cắt kiểm tra theo điều kiện: Max [Vsd] = 176.08 Kn < 0.5 × Mpl, Rd = 0.5 × 476.7 = 238.35 kN Như điều kiện kháng cắt thoả mãn không cần kiểm tra điều kiện bền tiết diện chịu tác dụng đồng thời lực cắt momen 3.1.3 Trường hợp tải trọng 3: Hình Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm (TH3) Phân tích đàn hồi khơng nứt : Nhận xét: MB = 144.8 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m MC = 184.68 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m HVTH : MHV : LỚP : Trang 13 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Kiểm tra: - Với momen nhịp momen sau phân bố phải không vượt momen kháng: + Với nhịp AB: MABSd = 247.27 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m + Với nhịp BC: MBCSd = 62.3 Kn.m < M+pl, Rd = 418.1 Kn.m + Với nhịp AB: MABSd = 291.27 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m Với lực cắt kiểm tra theo điều kiện: Max [Vsd] = 156.83 Kn < 0.5 × Mpl, Rd = 0.5 × 476.7 = 238.35 kN Như điều kiện kháng cắt thoả mãn không cần kiểm tra điều kiện bền tiết diện chịu tác dụng đồng thời lực cắt momen 3.1.4 Trường hợp tải trọng : Hình 13 Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm (TH4) Nhận xét: MB = 64.89 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m MC = 114.4 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m Kiểm tra: - Với momen nhịp momen sau phân bố phải không vượt momen kháng: + Với nhịp AB: MABSd = 237.23 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m + Với nhịp BC: MBCSd = 87.4 Kn.m < M+pl, Rd = 418.1 Kn.m + Với nhịp AB: MABSd = 137.41 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m Với lực cắt kiểm tra theo điều kiện: Max [Vsd] = 160.68 Kn < 0.5 × Mpl, Rd = 0.5 × 476.7 = 238.35 kN Như điều kiện kháng cắt thoả mãn không cần kiểm tra điều kiện bền tiết diện chịu tác dụng đồng thời lực cắt momen 3.1.5 Trường hợp tải trọng : HVTH : MHV : LỚP : Trang 14 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Hình Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm (TH5) Nhận xét: MB = 188.24 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m MC = 196.67 Kn.m < M-pl, Rd = 306 kN.m Kiểm tra: - Với momen nhịp momen sau phân bố phải không vượt momen kháng: + Với nhịp AB: MABSd = 68.06 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m + Với nhịp BC: MBCSd = 255.09 Kn.m < M+pl, Rd = 418.1 Kn.m + Với nhịp AB: MABSd = 96.28 Kn.m < M+pl, Rd = 434.9 Kn.m Với lực cắt kiểm tra theo điều kiện: Max [Vsd] = 129.07 Kn < 0.5 × Mpl, Rd = 0.5 × 476.7 = 238.35 kN Như điều kiện kháng cắt thoả mãn không cần kiểm tra điều kiện bền tiết diện chịu tác dụng đồng thời lực cắt momen 3.1.6 Xác định số lượng liên kết : Ta xác định số lượng kiên kết để đảm bảo truyền lực sàn bê tông thép hình Liên kết sử dụng loại liên kết chốt hàn Trên dầm liên hợp, ta phân biệt vùng ta phải thiết kế, tính tốn số lượng liên kết Hình Các vùng thiết kế liên kết Chốt hàn hàn vào cách thép hình Chọn d = 19 mm ; h = 95 mm HVTH : MHV : LỚP : Trang 15 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Hình Chốt hàn a Thiết kế liên kết Tính α: = =5>4 α=1 Sức kháng phá hoại chốt: f π ×d2 450 π ×192 PRd = 0.8 × u × ( ) = 0.8 × ×( ) ×10−3 = 81.66 kN γv 1.25 Sức kháng phá hoại bê tông bao quanh chốt: P = 0.29 × α × d × Rd f ck × Ecm 0.29 ×1×192 × 25 × 30500 = × 10−3 = 73.133 kN γv 1.25 PRd = (P1Rd ; P2Rd) = 73.133 kN Vì sườn tốn song song với trục dầm nên: r = 0.6 × × ( – 1) = 0.6 × × ( -1) = 0.595 < Lực cắt dọc tác dụng chiều dài tới hạn: Vlf1 = min( Aa × f y γa ;0.85 × beff+ ,ext × hc × f ck ) γc 7.273 × 235 25 ;0.85 ×1.3 × 75 × ) 1.5 V1lf = ( 1709.2kN ;1381.25kN ) V1lf = ( V1lf = 1381.25 kN Số lượng liên kết chiều dài tới hạn để đảm bảo liên kết hoàn tồn là: Nf = Vlf1 r × PRd = 1381.25 = 31.74 0.595 × 73.133 Liên kết chiều dài tới hạn L/2= m HVTH : MHV : LỚP : Trang 16 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Trên hàng ta bố trí chốt hàn, khoảng cách nhỏ theo phương dọc chốt hàn : L = 3000 = 189 mm N f 31.74 / Chọn khoảng cách chốt hàn 180 mm thoả mãn không lớn lần chiều dày sàn b Thiết kế liên kết cho vùng Ở vùng ta có: đầu chịu momen âm, đầu chịu momen dương Lực cắt dọc xác định theo công thức: As × f sk γs 628.32 × 500 Vlf2 = 1386.25 + ×10−3 =1654.4 kN 1.15 Vlf2 = Vlf1 + Fs = Vlf1 + - Số lượng liên kết chiều dài tới hạn để đảm bảo liên kết hoàn tồn là: Nf = Vlf2 r × PRd = 1654.4 = 38.02 kN 0.595 × 73.133 Liên kết chiều dài tới hạn L/2 = m Ở hàng ta bố trí chốt hàn, khoảng cách nhỏ theo phương dọc chốt hàn: L = 3000 = 157.8 N f 38.02 / chọn khoảng cách chốt hàn 150mm thoả mãn không lớn lần chiều dày sàn (780mm) không lớn 800mm c Thiết kế liên kết cho vùng Đối với vùng 3, momen uốn nhịp đạt giá trị lớn trường hợp tải trọng thứ 5: MBCmax = 225.09 Kn.m < M+pl, Rd,int = 418.1 Kn.m Như ta thiết kế chốt hàn vùng liên kết không hoàn toàn Tuy nhiên sàn liên hợp trường hợp ta có b0 75 = = 1.36 < hb 55 Nên ta phải thiết kế chốt hàn vùng liên kết hoàn toàn Lực cắt dọc xác định theo công thức: f ck As × f sk + γc γs 25 628.32 × 500 Vlf3 = 0.85 ×1.14 × 75 × + ×10−3 1.5 1.15 Vlf = 1484.4 kN Vlf3 = 0.85 × beff+ ,ext × hc × Số liên kết hồn tồn : HVTH : MHV : LỚP : Trang 17 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP Nf = Vlf3 r × PRd = GVHD : 1484.4 =34.1 0.595 × 73.133 Liên kết chiều dài tới hạn: 3.5 m hàng ta bố trí chốt hàn, khoảng cách nhỏ theo phương dọc chốt hàn : L = 3500 = 200 N f 34.1/ chọn khoảng cách chốt hàn 200 mmm thoả mãn không lớn lần chiều dày sàn không lớn 800mm 3.1.7 Khả chống oằn dầm: Nhận xét: Hai nhịp cạnh dầm khơng có sai khác độ lớn (nhịp 7m) - Các tải trọng phân bố nhịp, tải trọng thường xuyên chiếm 53,7% tồn tải trọng tính tốn - Có liên kết chịu cắt cánh dầm thép sàn bê tong ( thiết kế trên) - Bản sàn có dầm thép - Momen qn tính sàn đơn vị chiều dài dầm: Ab × ( ze − hb ) + Ast × (hst − ze ) I = 1m * - Trong đó: diện tích tơn thép 1m dải sàn Ab = × 1m = × 1000 = 100 mm2 Khoảng cách trung bình từ tơn đến mặt thép hình: hb = - b0 75 × hp = × 55 =20.63 mm e0 200 Khoảng cách từ cốt thép ngang đến mặt thép hình: hst = 90 mm Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt thép hình: ze = Ab × hb + Ast × hst 1000 × 20.63 + 785.4 × 90 = = 51.14mm Ab + Ast 1000 + 785.4 1000 × (51.14 − 20.63) + 785.4 × (90 − 51.14) = 2.12 ×10−6 m / m 1m Ecm × I 2* = 30500 × 2.167 × 106 = 6.61×1010 N mm I 2* = 0.35 × Ea × tw3 × a 0.35 × 210000 × 83 ×10000 = = 1.05 ×109 N mm 360 Ecm × I 2* > 0.35 × Ea × tw3 × Độ cứng uốn ngang bê tông lớn độ cứng bụng ( theo eurocode 4) HVTH : MHV : LỚP : Trang 18 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : = 360 mm < 600 mm Từ nhận xét suy dầm khơng có khả bị oằn 3.2 Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng 3.2.1 Kiểm tra độ võng : ( phương pháp đơn giản) Các tải trọng tác dụng : - Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm tính tốn đến hoạt tải: Pd = ( G + Gs + G1 + Gi ) + 0.3 × Q Pd = ( 53.94 + 3.997 + 4.57 + 33.6 ) + 0.3 × 84 = 121.3 kN - Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm khơng tính đến hoạt tải : Gd = ( G + G s + G + G i ) Gd = ( 53.94 + 3.997 + 4.57 + 33.6 ) = 96.107 kN Sử dụng phương pháp phân tích đàn hồi khơng nứt ta biểu đồ momen uốn cho trường hợp tải trọng Hình Biểu đồ momen uốn ứng với trường hợp tải trọng Hình 10 Biểu đồ momen uốn ứng với trường hợp tải trọng Hình 11 Biểu đồ momen uốn ứng với trường hợp tải trọng Hình 12 Biểu đồ momen uốn ứng với trường hợp tải trọng HVTH : MHV : LỚP : Trang 19 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : Hình 13 Biểu đồ momen uốn ứng với trường hợp tải trọng Kiểm tra độ võng cho nhịp: - Nhịp AB: độ võng đạt giá trị lớn trường hợp thứ nên ta kiểm tra theo trường hợp : - M− +M− δ f = δ × 1 − Cr1r × A + B M0 Theo eurocode có: M A− = 0, M B− = 106.84 Kn.m Trong đó: C=0.5 ( hệ số tải trọng phân bố tập trung nhịp ) r1= 0.6 ( hệ số giảm momen âm ) r2= 0.7 P × L 121.3 × M 0+ = d = = 151.625 kN.m 4 P × L3 121.3 × 53 δ0 = d = = 0.0034 48 × Ea × I 48 × 210000000 × 4.42 ×10−4 106.84 L δ f = 0.0034 × 1 − 0.5 × 0.6 × 0.7 × = 0.0029 < = 0.0125 m 151.625 400 vậy: Yêu cầu độ võng đảm bảo Nhịp BC: Độ võng đạt giá trị lớn trường hợp thứ nên ta kiểm tra theo trường hợp 5: M A− + M B− δ f = δ × 1 − Cr1r × M 0+ Theo eurocode có: M B− = 106.84 kN.m , M c− = 108.78 kN.m Trong đó: C=0.5 ( hệ số tải trọng phân bố tập trung nhịp ) r1= 0.6 ( hệ số giảm momen âm ) r2= 0.7 Pd × L 121.3 × = = 212.275 kN.m 4 P × L3 121.3 × 73 δ0 = d = = 0.0093 48 × Ea × I 48 × 210000000 × 4.42 ×10−4 M 0+ = HVTH : MHV : LỚP : Trang 20 BÀI TIỂU LUẬN TK KẾT CẤU LIÊN HỢP GVHD : 108.78 L δ f = 0.0093 × 1 − 0.5 × 0.6 × 0.7 × = 0.0082 < = 0.0175 m 212.275 400 vậy: Yêu cầu độ võng đảm bảo - Nhịp CD : Độ võng đạt giá trị lớn trường hợp thứ nên ta kiểm tra theo trường hợp 3: M− +M− δ f = δ × 1 − Cr1r × A + B M0 Theo eurocode có: M C− = 128.78 kN.m , M D− = kN.m Trong đó: C=0.5 ( hệ số tải trọng phân bố tập trung nhịp ) r1= 0.6 ( hệ số giảm momen âm ) r2= 0.7 Pd × L 121.3 × = = 181.95 kN.m 4 P × L3 121.3 × 63 δ0 = d = = 0.0059 48 × Ea × I 48 × 210000000 × 4.42 ×10−4 128.78 L δ f = 0.0059 × 1 − 0.5 × 0.6 × 0.7 × = 0.005 < = 0.015 m 181.95 400 M 0+ = vậy: Yêu cầu độ võng đảm bảo 3.3 Kiểm tra vết nứt bê tơng k × kc × f ct × Act σs = 2.6 MPA ACDT : ( As ) = Với f ct = f ctm Act = beff− × hc + × hb × b1 = 75 × 1000 + × 65 × 55 = 92875 mm2 σs = 360 MPA ( thép đường kính 10mm chiều rộng tính tốn vết nứt 0.3 mm) 0.8 × 0.9 × 2.6 × 92875 = 482.95 mm2 / m 360 Mà As = 628.32mm / m > ( As ) ( thoả mãn) ( As ) = HVTH : MHV : LỚP : Trang 21 ... 0.018) × 0.0127 Av = 3.514 × 10-3 m2 Vpl,a,Rd = 3.514 × = 476.77 kN Chú ý : sức kháng cắt mặt cắt lien hợp coi sức kháng cắt riêng bụng thép hình Vpl,Rd = Vpl,a,Rd= 476.77 kN b, Mặt cắt liên hợp