Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông Chương 4 - GV. Phan Đức Hùng

1 1 KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP –– BÊ TÔNGBÊ TÔNGKẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP –– BÊ TÔNGBÊ TÔNG Chương 4Chương 4 DẦM LIÊN HỢPDẦM LIÊN HỢP  KIỂM TRA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1KIỂM TRA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1  TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2  LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢPLIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP  CỐT THÉP ĐAICỐT THÉP ĐAI  VÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾTVÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾT 2 NỘI DUNGNỘI DUNGNỘI DUNGNỘI DUNG Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 2 •• Trạng thái giới hạn cực hạn (Trạng thái giới hạn cực hạn (Ultimate Limit State Ultimate Limit State ULS)ULS)  Khả năng chịu mômenKhả năng chịu mômen  Liên kết chịu cắtLiên kết chịu cắt  Lực cắt ngangLực cắt ngang •• Trạng thái giới hạn sử dụng (Trạng thái giới hạn sử dụng (Serviceability Limit State Serviceability Limit State SSLS)LS)  Độ võngĐộ võng  Nứt trong BTNứt trong BT THIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢPTHIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢPTHIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢPTHIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢP 3 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1  Điều kiện an toàn  Chiều rộng tham gia làm việc của tấm sàn  Phân loại tiết diện ngang  Khả năng chịu mômen  Độ bền tiết diện khi chịu lực cắt và mômen  Phương pháp phân tích sự phân bố nội lực trong dầm liên tục  Sức bền chống oằn 4 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 3 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Điều kiện an toànĐiều kiện an toàn S d - giá trị tính toán của các tác động R d - sức bền tính toán của tiết diện  a = 1 hoặc 1,1  c = 1,5;  s = 1,15  ap = 1,1 dd RS           ap yp s ys c ck a y dd ff f f RR  ,,, 5 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 ChiềuChiều rộngrộng thamtham giagia làmlàm việcviệc củacủa tấmtấm sànsàn  KhiKhi chịuchịu uốnuốn, , mộtmột phầnphần tấmtấm đanđan thamtham giagia chịuchịu lựclực  tiếttiết diệndiện chữchữ TT  ứngứng suấtsuất pháppháp phânphân bốbố đềuđều trongtrong bb effeff  BềBề rộngrộng hữuhữu hiệuhiệu bb effeff = b= b e1e1 + b+ b e2e2  DầmDầm đơnđơn giảngiản bb eiei = min(L= min(L oo /8,b/8,b ii )) LL oo nhịpnhịp dầmdầm 6 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 4 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1  Dầm liên tụcDầm liên tục 7 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 PhânPhân loạiloại tiếttiết diệndiện ngangngang •• LoạiLoại 1:1:  KhảKhả năngnăng phátphát triểntriển đầyđầy đủđủ mômenmômen bềnbền dẻodẻo MM pl.Rdpl.Rd  ĐủĐủ khảkhả năngnăng xoayxoay khikhi hìnhhình thànhthành khớpkhớp dẻodẻo •• LoạiLoại 2:2:  KhảKhả năngnăng phátphát triểntriển đầyđầy đủđủ mômenmômen bềnbền dẻodẻo MM pl.Rdpl.Rd  KhảKhả năngnăng xoayxoay hạnhạn chếchế •• LoạiLoại 3, 4: 3, 4:  KhôngKhông cócó kkhảhả năngnăng phátphát triểntriển đầyđầy đủđủ mômenmômen bềnbền dẻodẻo MM pl.Rdpl.Rd do do mấtmất ổnổn địnhđịnh cụccục bộbộ 8 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 5 9 y f 2 N/mm 235  c t c t rolled welded c / t KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Loại tiết diện Loại dầm Bụng dầm không bọc BT Bụng dầm bọc BT 1 Thép cán Tổ hợp hàn 9 9 10 9 2 Thép cán Tổ hợp hàn 11 10 15 14 3 Thép cán Tổ hợp hàn 14 14 21 20 Giới hạn độ mảnh của bản cánh dầm chịu nén đều 10 y f 2 N/mm 235  rolled welded d / t t t rolled welded d / t KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Loại tiết diện Dầm chịu uốn Dầm chịu nén đều 1 72 33 2 83 38 3 124 42 Giới hạn độ mảnh của bản bụng dầm chịu uốn thuần túy hoặc nén đều Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 6 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân loại tiết diện được xác định theo loại thành phần kém nhấtPhân loại tiết diện được xác định theo loại thành phần kém nhất VDVD: bản bụng loại 1 và bản cánh loại 2  tiết diện loại 2  Đặc biệt: bản cánh nén loại 2 và bản bụng loại 3, tiết diện xem như loại 2 nếu: – Tiết diện tương tự, bản bụng được bọc BT – Chiều cao hữu hiệu của bản bụng, bản bụng không bọc BT b eff h c h p t w d 20t  w 20t  w 11 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 KhảKhả năngnăng chịuchịu mômenmômen củacủa tiếttiết diệndiện 1 1 hoặchoặc 22 •• KhảKhả năngnăng chịuchịu uốnuốn dựadựa trêntrên phânphân tíchtích dẻodẻo •• GiảGiả thiếtthiết::  LiênLiên kếtkết hoànhoàn toàntoàn giữagiữa tấmtấm sànsàn vàvà dầmdầm thépthép trongtrong nhịpnhịp  TấtTất cảcả cáccác thớthớ củacủa dầmdầm thépthép hóahóa dẻodẻo khikhi kéokéo, , nénnén  ỨngỨng suấtsuất nénnén củacủa BT BT phânphân bốbố đềuđều = 0.85f= 0.85f ckck // cc  BỏBỏ qua BT qua BT chịuchịu kéokéo  CốtCốt thépthép sànsàn chịuchịu kéokéo hóahóa dẻodẻo = = ff sksk // ss  BỏBỏ qua qua khảkhả năngnăng chịuchịu nénnén củacủa cốtcốt thépthép sànsàn vàvà tấmtấm tôntôn 12 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 7 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2 Tiết diện chịu mômen dươngTiết diện chịu mômen dương •• Bỏ qua BT trong sườn của sànBỏ qua BT trong sườn của sàn •• Chiều cao lớn nhất vùng BT chịu nén của sàn là hChiều cao lớn nhất vùng BT chịu nén của sàn là h cc •• Dùng cho sàn đặc khi cho hDùng cho sàn đặc khi cho h pp = 0= 0 13 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BTTrường hợp 1: PNA nằm trong bản BT (compression) cf (tension) h h h 0,85 f ck /  c N F N pla a z P.N.A. h a / 2 h a / 2 f /  y a b eff + c p a 14 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 8 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BTTrường hợp 1: PNA nằm trong bản BT N pla = A a f y / a N cf = h c b + eff (0,85f ck /  c ) PNA nằm trong bề dày h c nếu N cf > N pla Vị trí PNA: z = N pla / (b + eff 0,85f ck /  c ) < h c Môment bền: M + plRd = N pla (0,5h a + h c + h p – 0,5z) 15 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầmTrường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm t f b f pla1 N (tension) (compression) pla2 N N cf 16 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 9 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầmTrường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm N cf < N pla và z > h c + h p PNA nằm trong cánh dầm: N pla - N cf < 2b f t f f y / a N cf + N pla1 - N pla2 = 0 và N pla = N pla1 + N pla2 N cf + 2N pla1 - (N pla2 + N pla1 ) = 0 N pla1 = 0,5(N pla – N cf ) hoặc N pla = N cf + 2N pla1 N pla1 = b 1 (z - h c - h p )f y / a  N pla = N cf + 2b 1 (z - h c - h p ).f y / a M + pl.Rd = N pla (0,5h a + 0,5h c + h p ) – 0,5(N pla - N cf )(z + h p ) 17 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầmTrường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm w (tension) P.N.A. N N N cf pla2 pla1 t w 18 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 10 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầmTrường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm N cf > N pla và N pla - N cf > 2b f t f f y / a z w = N cf /(2t w f y / a ) Mômen bền: M + pl.Rd = M apl.Rd + N cf (0,5h a + 0,5h c + h p ) – 0,5 N cf z w 19 KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1KIỂM TRA THEO TTGH 1 TiếtTiết diệndiện chịuchịu mômenmômen âmâm •• TínhTính vớivới bềbề rộngrộng hiệuhiệu quảquả bb effeff •• BT BT bịbị nứtnứt trêntrên toàntoàn bộbộ bềbề dàydày tấmtấm đanđan 20 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. [...]... evaluation only LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 55 Liên kết của dầm liên tục • Liên kết dẻo • Tiết diện loại 1, 2 • Trong vùng mômen âm, dùng liên kết hoàn toàn • Trong vùng mômen dương, có thể dùng liên kết không hoàn toàn LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 56 Liên kết của dầm liên tục Bài toán thiết kế liên kết cho dầm liên tục dùng tiết diện loại 1 (phân tích cứng-dẻo), giả sử dùng liên kết dẻo ' Mu L... LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 43  Đại cương  Sức bền tính toán của các liên kết truyền thống  Thiết kế liên kết cho dầm đơn giản  Thiết kế liên kết cho dầm liên tục LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 44 Tổng quan EC4 P P (shear) P P Rk Rk slip su a) Ductile connector s s b) Non ductile connector 22 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LIÊN...  24 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 49 Thép góc hàn 2 PRd  10lh 3 / 4 f ck / 3 1 v >3 h t I l ≤ 300mm - chiều dài thép góc h ≤ min(10t; 150mm) - chiều cao thép góc Đặt 1 sợi thép xuyên qua cánh thép góc có   0,1PRd 4 f sk /  s  LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 50 Liên kết của dầm đơn giản Liên kết. .. LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 45 • Liên kết dẻo  Bản sàn đặc, chốt hàn:    Chiều cao toàn bộ ≥ 4 x đường kính chốt (16÷22mm) (16÷ Biến dạng trượt su ≥ 6mm Bản sàn liên hợp, chốt hàn:    Chốt cao hơn đỉnh sóng tôn Biến dạng trượt su = 10÷15mm 10÷ Liên kết bằng bulông cường độ cao, thép góc có cánh mỏng hàn, thép góc bẻ nguội liên kết đinh… • Liên kết không dẻo (liên kết khối cứng)  Liên kết. .. http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 47 Chốt hàn có mũ trong tấm đan liên hợp slab bo h hp member LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 48 • min(PRd(1); PRd(2)) x r r - ảnh hưởng không thuận lợi của BT bọc quanh chốt và đường hàn r d ≤ 22mm; hp ≤ 85mm  0,07 bo  h   1  1 N r hp  hp  b o ≥ hp   Nr - số lượng liên kết trong 1 sóng tôn, Nr ≤ 2 Nr ≥ 2, chốt hàn... (N/Nf)min = 0 ,4 nếu L ≤ 10m  (N/Nf)min = 0,04L ≤ 1 nếu L > 10m Trường hợp tải phức tạp  xác định tiết diện nguy hiểm  bố trí liên kết cần thiết LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 54 Qd Qd P A M B d C D E BENDING MOMENT M (x) Sd (B) Sd M pl.Rd Số liên kết trong đoạn AB: N(AB)= Nf(AC) ( MSd(B) - Mapl.Rd)/( Mpl.Rd - Mapl.Rd) Số liên kết trong đoạn AB: N(BC)= Nf(AC)-N(AB) 27 Generated by Foxit PDF Creator...  f - độ võng dầm liên hợp liên kết hoàn toàn a - độ võng chỉ của dầm thép cùng tải trọng k = 0,3 - không có thanh chống = 0,5 - có thanh chống N, Nf - số lượng liên kết bố trí và cần thiết, N/Nf ≥ 0 ,4 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 40 Sự hình thành vết nứt trong BT • Vùng BT chịu kéo • Bố trí cốt thép trong vùng tham gia làm việc:  0 ,4%  0,2% • tiết diện BT, kết cấu có chống đỡ tiết diện BT, kết cấu không... (BC) +V - L F (red) ( BC ) -F s (red Mu ) Tổng số liên kết N  N ( AB )  N ( BC )  2 N ( BC )  FS / PRd LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 58 Số liên kết cần thiết cho liên kết hoàn toàn trong đoạn BC N (f BC )  1 PRd   Aa f y 0 ,85beff hc f ck  min    ; c   a  Q Qu 1,0  As f sk     s    Plastic hinge theory A' B' Tải tới hạn trong hàm tổng số liên kết C' 0 ( N/Nf ) B' 1,0 N/N... dầm đơn giản Liên kết dẻo - Liên kết hoàn toàn - Liên kết không hoàn toàn Q d A L/ 2 L/2 C B L Lực cắt dọc trên mỗi chiều dài tới hạn Vlf = min(Aa fy / a; 0,85beff hc fck /  c) Số liên kết cần thiết trên chiều dài tới hạn Nf(AB) = Nf(BC) = Vlf / PRd 25 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 51 Neutral axis of the... Bản sàn đặc - Dầm thép có cánh như nhau (N/Nf)min = 0 ,4 nếu L ≤ 5m (N/Nf)min = 0,25 + 0,03L ≤ 1 nếu L > 5m - Dầm thép có Afl ≤ 3Afu, (N/Nf)min = 0 ,4 + 0,03L ≤ 1 26 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 53 • Bản sàn liên hợp có: bo/hp ≥ 2, hp ≤ 60mm chốt hàn d = 19 hoặc 20mm, h ≥ 76mm (N/Nf)min = 0 ,4 nếu L ≤ 10m . 1 1 KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP –– BÊ TÔNGBÊ TÔNGKẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP –– BÊ TÔNGBÊ TÔNG Chương 4Chương 4 DẦM LIÊN HỢPDẦM LIÊN HỢP  KIỂM TRA. GIỚI HẠN 2  LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢPLIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP  CỐT THÉP ĐAICỐT THÉP ĐAI  VÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾTVÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾT 2 NỘI. dầm liên tục kể đến ảnh hưởng trượt giữa thép Độ võng của dầm liên tục kể đến ảnh hưởng trượt giữa thép và BTvà BT  ff độ võng dầm liên hợp liên kết hoàn toànđộ võng dầm liên hợp liên kết