Cột liên hợp bê tông thép

 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN  ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP  TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM  TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN  SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA T

Trang 1

KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

Chương 5

CỘT LIÊN HỢP

Trang 2

 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP

 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP

 TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

 TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

 SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG

 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

2NỘI DUNG

Trang 3

TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP

Trang 4

Trang 5

tw

h

tf

5

Trang 6

6

Trang 7

Cột rỗng nhồi BT có lõi thép

• Lõi thép bên trong có khả

năng đạt cường độ rất cao

Trang 8

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Phương pháp tổng quát

•Ảnh hưởng phi tuyến và chế tạo không chính xác

•Tiết diện không đối xứng và tiết diện thay đổi

•Phương pháp số

Phương pháp đơn giản

•Sử dụng đường cong uốn dọc

•Kể đến sự chế tạo không chính xác

•Tiết diện không đổi có 2 trục đối xứng

Giả thiết

•Tương tác hoàn toàn giữa thép và BT đến khi phá hủy

•Tiết diện ngang luôn phẳng khi biến dạng

8

Trang 9

ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP

Tiết diện bọc BT hoàn toàn

Trang 10

ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP

fy - giới hạn đàn hồi của thép

t

d

t

d b

tf b

2

90 t





Tiết diện bọc BT không hoàn toàn, cột rỗng nhồi BT

10

Trang 11

TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

Theo điều kiện bền

Theo điều kiện ổn định

11

Trang 12

y a

N

f A





0 , 2





h c

mm

b c

mm

z

y

4 , 0 40

Trang 13

BT, lõi thép, cốt thép đạt cường độ tính toán

 Cột liên hợp đạt khả năng chịu nén tối đa

ck c

Ma

y a

Rd

.

pl

f A

f 85 , 0 A

f A

Trang 14

• Cấu kiện rỗng nhồi BT

Kể đến thép thanh: 0,3%Aa ≤ As ≤ 4%Aa

Hiệu ứng bó  tăng khả năng chịu lực BT: 0,85f ck  f ck

s

sk s c

ck c Ma

y a

Rd pl

f A

Trang 15



d 0,1N

Mmax.Sd  Sd

15

Trang 16

y c

c

ck c Ma

y a a Rd

.

pl

f A f

f d

t

f A

( a0

0 a a

0 , 1 ) 2 3 ( 25 , 0

e 10 1

(

0 c

c   



0 17

5 , 18 9

Trang 17

Theo điều kiện ổn định

Khả năng chịu uốn dọc của cột liên hợp đối với cả 2 trục:

 - hệ số uốn dọc phụ thuộc độ mảnh quy đổi

Rd pl

  = 0,21 – cột rỗng nhồi BT

  = 0,34 – cột thép chữ I chịu uốn theo phương trục khỏe

  = 0,49 – cột thép chữ I chịu uốn theo phương trục yếu

Trang 18

Độ mảnh quy đổi trong mặt phẳng uốn đang xét

N pl.R = N pl.Rd khi a , c , s = 1 (EI) c - độ cứng cột liên hợp

• Tải ngắn hạn:

E cd - môđun đàn hồi tính toán của BT, Ecd = E cm /c

E cm - môđun đàn hồi ban đầu của BT

K e - hệ số kể đến nứt trong BT, Ke = 0,8 (EC4, Ke = 0,6)

cr

R pl

Trang 19

• Tải trọng dài hạn: thay Ecd bằng Ec

N G.Sd - phần dài hạn của lực nén NSd

t - hệ số từ biến của BTĐiều chỉnh mô đun đàn hồi khi:

 theo phương mặt phẳng uốn > 0,8 - cột bọc BT

c

N

N E



t Sd

Sd G

cm c

Trang 20

TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

 Xác định theo đường cong tương tác M-N

 Hiệu ứng bậc 2

 Ảnh hưởng của lực cắt

 Khả năng chịu lực chịu nén uốn theo 1 phương

 Nén uốn theo 2 phương

20

Trang 21

Đường cong tương tác M-N

Trang 22

Trang 23

Rd pm C

f A

ck

y c

f

f d

t



  1 

23

Trang 24

Điểm D: Khả năng chịu

uốn lớn nhất

s

s ps c

cd pc

a

y pa D

c

ck c

Rd pm D

f W

f W M

f A

N N

12

1

.

24

Trang 25

Điểm E: 50% khả năng

chịu uốn 1 trục

25

+

Trang 26

Đường cong tương tác thực

AECDB chính xác hơn ACDB khi lực nén lớn

26

Trang 27

1N

/N1

k

cr Sd

Trang 28

Ảnh hưởng của lực cắt

• Giả thiết lực cắt Vsd do cột thép chịu

• Ảnh hưởng của lực cắt ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt

tương tự Dầm liên hợp

28

Trang 29

Khả năng chịu nén và uốn theo 1 phương

theo tiết diện ngang

Trang 30

Nén và uốn theo 2 phương

30

Trang 31

Trang 32

Tại 1 giá trị lực nén N Sd không đổi

Sd

z 0 , 9 M

Rd y pl dy

Sd

0,

1M

MM

M

Rd z pl dz

Sd z Rd

y pl dy

Sd y

Trang 33

SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA

THÉP VÀ BÊ TÔNG TRONG CỘT

Cột bọc BT không hoàn toàn

Cột thép rỗng nhồi BT

Cột bọc BT hoàn toàn 0,6 N/mm 2

Khả năng chịu trượt giữa thép và BT:

33

Trang 34

Nếu khả năng chịu trượt không đủ  dùng chốt hàn (PRd) vào bản bụng:

Lấy  = 0,5

34

Trang 35

Trang 37

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

Yêu cầu: Kiểm tra các khả năng chịu lực của cột

Quy trình tính toán:

 Kiểm tra điều kiện áp dụng phương pháp tính đơn giản

 Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ

 Tính hiệu ứng thứ cấp

 Tính và kiểm tra khả năng chịu lực của cột chịu nén đúng tâm

 Tính và kiểm tra sự truyền lực tác dụng trong cột

 Tính và kiểm tra khả năng chịu nén uốn

37

Trang 38

Kiểm tra tổng thể theo 2 phương uốn

3 4

1 4 4

kN

f A

N

s

sk s

c

ck a

a

y a Rd

pl

3108 15

, 1

500 314

5 , 1

25 31900

85 ,

0 1

, 1

355 7808

85 ,

Trang 39

Kiểm tra tổng thể theo 2 phương uốn

0 3108000

1 , 1

355

y a

Trang 40

Kiểm tra theo phương chính

• Chiều dài tính toán: Lft = 5m (2 đầu khớp)

• Độ cứng đàn hồi của tiết diện liên hợp

 

2

2 4

3

2

2 4

13637

4

10

4

30 2

200 10

.

5696 12

200

200 35

, 1

30500

8 , 0

4

10

4

30 2

200 210000

10 5696

210000

8 , 0

m kN

I E I

E I

Trang 41

EI N

A f

A

3606 500

314 25

31900

85 , 0 355

7808

85 ,

,

0 5384

Trang 42

Kiểm tra theo phương chính

, 0

1 35

, 1

30500 5

, 0

N

N E

E

Sd

G cd

Trang 43

Kiểm tra theo phương yếu

• Chiều dài tính toán: Lft = 0,5.5 = 2,5m (neo giữa cột)

• Độ cứng đàn hồi của tiết diện liên hợp

 

2

2 2

4 3

2 2

4

6593

4

10

4 75 10

.

5696 12

200

200 35

, 1

30500

8 , 0

4

10

4 75 210000 10

2003

210000

8 , 0

m kN

I E I

E I

Trang 44

c

5 , 2

6593

.

2

2 2

,

0 10411

N



2 59

Trang 45

13 15

0 355

44 3

45

Trang 46

1 1

82 , 0 5202

991 1

44 , 0 66

, 0 1

cr Sd



46

Trang 47

1 1

73 , 0 10411

991 1

44 , 0 66

, 0 1

cr Sd



47

Trang 48

83 , 0



   0 , 5  1      0 , 2   2   0 , 952

705 ,

Sd N

Trang 49

   0 , 5  1      0 , 2   2  0 , 7696

791 ,



49

Trang 50

Kiểm tra sự truyền lực tác dụng

p < 2d

d Bản mã được hàn vào cột thép

50

Trang 51

• Diện tích BT quy đổi

• Lực truyền qua tiết diện quy đổi BT và cốt thép

• Chiều dài truyền lực

• Cột bọc BT không hoàn toàn  khả năng chịu trượt ở bề mặt giữa thép và BT = 0,2 N/mm2

2

3 , 46

319 210000

30500

cm

A E

08 , 78 14

3 3

, 46

14 , 3 3

51

Trang 52

16 , 3 19

/ 60

u Rd

E

f d

d f

; 4

8 , 0 min

52

Trang 53

• Khả năng chịu cắt tính toán của 1 chốt

d f

P

v

ck ck

v

u Rd

8 ,

60 25

, 1

30500

25 19

83 , 0 29 , 0

; 25 , 1 4

19 450

8 , 0 min

29 , 0

; 4

8 , 0 min

2 2

Trang 54

• Lực được truyền bởi các chốt:

 bố trí 2 chốt mỗi phía bản bụng với khoảng các 5d = 95mm

84 , 1 2

/

385 2

2 8

Trang 55

Khả năng chịu nén uốn theo phương trục chính

Đường cong tương tác

0

Npl.Rd

Mpl.Rd Mmax.RdM

N A

E

C

D B

Trang 56

200 4

10

Trang 57

5 ,

642 4

20

f W f

W f

W

4

,

226 2

5 , 1

25 5

,

1335 15

, 1

500 22

1 , 1

355 5

, 642

2

/

max

Trang 58

Giả thiết trục trung hòa đi qua bản bụng cột

 vùng giữa có chiều cao 2hn chỉ chịu lực kéo, không có cốt thép dọc trong vùng này

t f

b

N h

f h t

b N

f h t b f

A f

t h

cd ya

w cd

c

Rd

pm n

cd n w Rd

pm cd

n w cd

c ya

w n

70

30 2

200 5

,

26 2

2 2

2

1 2

Trang 59

Mômen kháng uốn của phần BT có chiều cao 2hn

 NB = 0; M B = 223,4 kN.m

3 2

2

2 t h 20 2 , 65 6 , 32 134 , 1 cm h

M

M pl.Rd  max.Rd  n.Rd  226 , 4  3  223 , 4



59

Trang 60

bt A

f A

1172 5

, 1

500 4

4 1

, 1

355 5

, 2 200

2 7808

10 452

2

2 3

1 , 1

355 15

Trang 61

61

m kN M

kN N

Rd

Sd

190

m kN

M

171

190

9 , 0

90

9 , 0

Trang 62

Khi kể đến sự chế tạo không chính xác về hình học, kết cấu

4

1 rn

Rd

Sd M

M 

Rd pl

Trang 63

Kiểm tra

 Tương tự như tính toán với phương trục chính

63

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	2,22 MB