CHƯƠNG 4 - DẦM ĐƠN GIẢN

DẦM ĐƠNGIẢN 4 4.1 Giới thiệu 4 4.1 Giới thiệu 4.2 Tính theo trạng thái giớihạntớihạn 43 Tính toán liên kết đối với dầm đơn giản 4 . 3 Tính toán liên kết đối với dầm đơn giản composite loại 1 và 2 ế ố ầ 4.4 Tính liên k ế t đ ố ivớid ầ mloại3 vàloại4 4.5 Thép ngang 1 4.6 Tính toán theo trạng thái sử dụng 4.1 Giớithiệu 4.1.1 Các thành phầnvàsự làm việccủatừng phần Dầm liên hợp thép – BTCT gồm: + Bản sàn bê tông cốt thép + dầm thép + liên kếtchịucắt 2 4.1 Giớithiệu a. Thép + Khi chịu kéo hoặc nén, thép làm việc đàn hồi tuyến tính cho đến khi bắt đầu đạt đến giới hạn chảy + Sau đó thép bắt đầu làm việc tiiđ dẻ t rong g i a i đ oạn dẻ o + Khi chịu moment dương, hầu hết tiếtdiện thép chịukéovàmất ổn tiết diện thép chịu kéo và mất ổn định của tiết diện mảnh không cần quan tâm cần quan tâm + Tuy nhiên đối với dầm liên tục, khi cánh ch ị u nén thì mất ổn 3 ị định sẽ được quan tâm đến 4.1 Giớithiệu b. Bê tông + Hai trạng thái phải được xét đến + Sự làm việc của bê tông trong miền nén được thể hiện bằng đường cong ứng suất đàn hồi hi t ế biế d p hi t uy ế n - biế n d ạng + Khối ứng suất parabol được dùng trong thiếtkế BTCT dùng trong thiết kế BTCT + Khối ứng suất chữ nhật thường được dùng trong thường được dùng trong thiết kế dầm liên hợp + Bê tôn g tron g miền nứt do kéo 4 gg khi tải còn rất bé, trong thiết kế xem như bê tông không chịu kéo 4.1 Giớithiệu c. Liên kết chịu cắt + Làm việc không tuyến tính 5 4.1 Giớithiệu 4.1.2 Mô tả dầm liên h ợp thé p –BTCT ợp p 4.1.2.1 Dầmvàdầm liên hợp a. Dầm + Dầm thép đượcthiếtkế chịutảitrọng tác dụng lên sàn và trọng lượng bản thân sàn + Ứng suấtkéotạithớ trên cùng và ứng suất nén tạithớ dưới cùng là bằng nhau: σ t = σ c = M service load / W steel section + Bản BTCT không liên kếtvớidầm thép và làm việc độclập Mặ d ới ủ bả BTCT đá kể đối ới ặ ê ủ dầ hé + Mặ t d ư ới c ủ a bả n BTCT trượt tự do đá ng kể đối v ới m ặ ttr ê nc ủ a dầ mt hé p + Khả năng chịuuốn (cùng vớidầm thép) củabảnlànhỏ nên bỏ qua 6 4.1 Giớithiệu 7 4.1 Giớithiệu b. Dầm liên h ợp ợp + Nếu bản BTCT được liên kết với dầm thép, cả hai cùng nhau chịu tải tác dụng + Tiết diện dầm liên hợp là không đối xứng và trục trung hòa thường nằm gần cánh trên của thép + Trong giai đoạn đàn hồi, ứng suất kéo và nén của tiết diện là: σ t = M service load * y 1 / I composite section σ c = M service load * y 2 / I composite section Với y 1 là khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ biên thép chịu kéo là kh ả áhừ hò đế hớ biê bê ô hị é y 2 là kh o ả ng c á c h t ừ trục trung hò a đế n t hớ biê n bê t ô ng c hị u n é n + Moment quán tính của tiết diện dầm liên hợp lớn nhiều lần so với tiết diện thép do đó ứng suấttạithớ ngoài cùng củacấukiện liên hợpbéhơnsovới 8 thép do đó ứng suất tại thớ ngoài cùng của cấu kiện liên hợp bé hơn so với cấu kiện thông thường 4.1 Giớithiệu 4.1.2.2 Sự làm việccủakếtcấu a. Giai đoạn1 + Tảitrọng bé, thép và bê tông làm việc đàn hồi, ứng suấtvàbiến d là t ế tí h d ạng là t uy ế n tí n h + Liên kếtgiữa thép và bê tông chịu ứng và bê tông chịu ứng suấtcắtrấtbé + Khi bản BTCT dày + Khi bản BTCT dày , trục trung hòa có thể q ua bê tôn g , bỏ q ua khả năn g ch ị ukéocủabêtôn g 9 q g , q g ị g + Khi bảnBTCTmỏng, trục trung hòa có thể qua thép, phầndiện tích thép nằm trên trục trung hòa sẽ chịu nén 4.1 Giớithiệu b. Giai đoạn 2 + Tải trọng tăng, ứng suất cắt giữa thép bà BT tăng làm biến dạng liên kết. Biến dạng này làm tăng biến dạng tổng thể của dầm. Đối với dầm liên hợp, sự trượt là rất nhỏ nên có thể bỏ qua 10 [...]... sẽ bị thay đổi 12 4. 1 Giới thiệu + Giai đoạn 3c: - Các thành phần khác của dầm liên hợp có thể bị phá hoại trước khi thép đạt giới hạn chảy hoặc bê tông bị vỡ tại liên kết - Tải trọng làm tăng biến dạng nên lực cắt dọc giữa bản BTCT và dầm thép tăng tương ứng - Lực cắt đơn vị: T = VS/I ắ - Vì lực cắt dọc tỷ lệ với lực cắt đứ ắt đứng, nên l liê kết ê lực liên tại đầu dầm là lớn nhất - Tải trọng bé lực...    hc  M pl Rd  N pla 0.5ha  hc  h p  0.5 z  (3) (4) 22 4. 2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn 4. 2.3.2 Trục trung hòa dẻo qua canh dầm thép Nếu Ncf < Npla thì trục trung hòa dẻo nằm bên dưới mât tiếp xúc, thực tế trong phạm vi cánh trên của dầm thép đối xứng đối với dầm đơn giản Chiều cao trục trung hòa dẻo z > hc + hp 23 4. 2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn Đối với trục... thành moment uốn dẻo hoàn toàn M+ - Có thể xoay sau khi hì h thà h khớ dẻ hình thành khớp dẻo ● Loại 3: - Không đạt được sức kháng dẻo hoàn toàn - Ứng suất trong thớ xa nhất của tiết diện thép không đạt đến giới hạn chảy ● Loại 4: - Mất ổn định xảy ra trước khi ứng suất đạt đến giới hạn chảy 4. 2.2.1 Phân loại cánh chịu nén ● Dầm làm việc kết hợp với bản bê tông ệ ợp g - Cánh chịu nén bị ngăn cản bởi... + Độ võng õ + Nứt bê tông 4. 2.2 4 2 2 Phân tiết diện dầm liên hợp + Mất ổn định được kiểm soát bằng việc phân loại tiết diện + Tiết diện được phân loại theo loại bất lợi nhất của bản thân cấu kiện thép trong vùng chịu nén: - Cánh - Bụng 16 4. 2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn + Loại tiết diện và độ mảnh tương tự như đối với tiết diện thép theo EC3 ● Loại 1 và 2: - Có khả năng hình thành moment... = b1(z – hc - hp)fy/γa, do đó: Npla = Ncf + 2b1(z – hc – hp)fy/γa (10) Lấy moment với trọng tâm của bê tông, moment kháng là: M+pl.Rd = Npla(0.5ha + 0.5hc +hp) – 0.5(Npla – Ncf)(z + hp) (11) 24 4.2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn 4. 2.3.3 Trục trung hòa dẻo qua bụng dầm thép Trục trung hòa dẻo qua bụng dầm thép nếu thỏa đồng thời: Ncf > Npla và Npla – Ncr > 2bftffy/γa (12) 25 4. 2 Tính toán... Sử dụng g trị r lớn nhất: ụ g giá ị M ( ) (21) rct   cts 0.85 f ck /  c  1.0 rmax = max{rab, rat, rct} {  el Rd  1 rmax M a , Sd  M c , Sd  ( ) (22) ( ) (23) ( 24) 34 4.2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn 4. 2 .4. 4 Dầm composite không chống trong công trình kho chứa Điều khác nhau duy nhất so với trường hợp trước là sử dụng hai hệ số tính đổi, một đối với ảnh hưởng ngắn hạn, một đối... thép và BTCT tại đầu dầm là lớn nhất 13 4. 1 Giới thiệu + Khi tăng tải trọng, lực cắt dọc sẽ tăng lên, tải tác dụng lên các liên kết đầu dầm gây ra biến dạng dẻo + Các liên kết mềm là các liên kết có khả năng biến dạng dẻo trong khi vẫn giữa được khả năng chịu lực cắt dọc 14 4.1 Giới thiệu + Khi tăng tải trọng làm tăng lực cắt dọc và biến dạng của liên kết + Các liên kết gần giữa dầm bắt đầu biến dạng... xem như loại 1 ● Dầm nằm một phần trong bê tông - Bê tông được lắp đầy giữa hai cánh, độ mảnh giới hạn đối với cánh như bảng 1 17 4. 2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn 18 4. 2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn 4. 2.2.2 Phân loại bụng + Khi trục trung hòa dẻo qua bản bê tông hoặc cánh trên, tiết diện composite có thể xem như loại 1 vì bụng nằm trong vùng kéo hoàn toàn + EC4 cho phép hiệu... g t ó c u g + Trước khi làm việc phức hợp, chỉ dầm thép chịu moment uốn Ma.Sd + Sau đó dầm liên hợp chịu moment Me.Sd + Chú ý rằng dầm thép trần (không nằm trong bê tông) có thể là loại 3 hoặc loại 4, nhưng theo sau khi hình thành sự làm việc phức hợp, dầm thép trở thành loại 1 hoặc loại 2 Do đó, cần xem xét khả năng mất ổn định cánh trên (chịu nén) của dầm, giới hạn độ mảnh của cánh đến 0.673 p +... chiều cao 20εt, tại biên của miền nén, với ε = √(235/fy) 19 4. 2 Tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn 4. 2.3 Sức kháng dẻo của tiết diện loại 1 và loại 2 Khả năng chịu uốn của tiết diện loại 1 và 2 được xác định bằng phân tích dẻo Một số giả thiết đơn giản hóa: + Xem tương tác giữa dầm thép và bản bê tông là hoàn toàn + Tất cả các thớ của dầm thép đạt đến giới hạn chảy trong vùng kéo và nén Ứng ất . DẦM ĐƠNGIẢN 4 4.1 Giới thiệu 4 4.1 Giới thiệu 4. 2 Tính theo trạng thái giớihạntớihạn 43 Tính toán liên kết đối với dầm đơn giản 4 . 3 Tính toán liên kết đối với dầm đơn giản composite. loại 1 và 2 ế ố ầ 4. 4 Tính liên k ế t đ ố ivớid ầ mloại3 vàloại4 4. 5 Thép ngang 1 4. 6 Tính toán theo trạng thái sử dụng 4. 1 Giớithiệu 4. 1.1 Các thành phầnvàsự làm việccủatừng phần Dầm liên hợp thép. dầm thép tăng tương ứng ắ -Lực c ắ t đơn vị: T = VS/I -Vì lực cắt dọc tỷ lệ với lực ắt đứ êl liê kết c ắt đứ ng, n ê n l ực liê n kết tại đầu dầm là lớn nhất. Tảitrọng bé lựctácdụng - Tải