CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT

Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 370 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN LIÊN KẾT ¾ Tính toán liên kết dầm chính vào cột theo tiêu chuẩn Eurocode 4; dầm phụ vào dầm chính, chân cột, nối cột theo Eurocode 3 ¾ Các lý thuyết tính toán và công thức xem trong Lý Thuyết Tính Toán- Chương 8-Liên kết dầm vào cột trong khung liên hợp; Chương 9-Liên kết bulông và hàn theo Eurocode 3 I. LIÊN KẾT DẦM CHÍNH VÀO CỘT ¾ Chọn nút khung tại khung trục 6/B, tại tầng 5, nối dầm G9 và G10 vào cột giữa C7 ¾ Sử dụng kiểu liên kết Composite Joints with Bolted End-Plate ¾ Tính toán theo phương pháp thành phần (COMPONENT METHOD) 1. CẤU TẠO Cột : H-600x600x40x60 Chiều cao tiết diện : h c = 600 mm Bề rộng tiết diện : b c = 600 mm Bề dày bản bụng : t wc =40 mm Bề day bản cánh : t fc = 60 mm Bán kính : r c = 20 mm Mac thép S275 : f u = 360 N/mm 2 (MPa) f y = 275 N/mm 2 (MPa) Hệ số an toàn : γ Mo = 1.1 Bê tông C30 : f ck = 30N/mm 2 (MPa) Hệ số an toàn : γ c = 1.5 Dầm bên trái cột : IPE600 Chiều cao tiết diện : h b = 600 mm Bề rộng tiết diện : b b = 220 mm Bề dày bản bụng : t wb =12 mm Bề dày bản cánh : t fb = 19 mm Bán kính : r b = 24 mm Mac thép S235 : f u = 430 N/mm 2 (MPa) f y = 275 N/mm 2 (MPa) Hệ số an toàn : γ Mo = 1.1 Dầm bên phải cột : IPE450 Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 371 Chiều cao tiết diện : h b = 450 mm Bề rộng tiết diện : b b = 190 mm Bề dày bản bụng : t wb = 9.4 mm Bề dày bản cánh : t fb = 14.6 mm Bán kính : r b = 21 mm Mac thép S235 : f u = 430 N/mm 2 (MPa) f y = 275 N/mm 2 (MPa) Hệ số an toàn : γ Mo = 1.1 Bản sàn: Chiều cao tấm thép sóng : h ps = 55 mm Chiều cao bản bê tông trên tấm thép : h cs = 65mm Cốt thép tham gia liên kết: 6∅18 Mac thép Gr460 : f sk = 460 N/mm 2 (MPa) Hệ số an toàn : γ s = 1.15 Bản đệâm: Bên trái cột : Đệm dầm IPE600,PL- 320x650x40 Bên trái cột : Đệm dầm IPE450,PL- 320x490x40 Mac thép S275 : f u = 360 N/mm 2 (MPa) f y = 275 N/mm 2 (MPa) Bulông: Bên trái cột : 8M27 cấp 10.9 f ub = 1000 N/mm 2 (MPa) Bên phải cột : 4M27 cấp 10.9 f ub = 1000 N/mm 2 (MPa) Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 372 600 40406X70=42040 500 6048060 600 208010010020012030 650 208027010020 490 450 1 PL320x490x30 IPE600 IPE450 4M27 grade10.9 Cốt thép đi xuyên cánh cột, 6D18 PL320x650x40 4M27 grade10.9 PL220x500x10 2PL80x500x15 Cột WH-600x600x40x60 30 6555 120 Bản đệm gia cường cánh dầm chòu nén 208010010020012030 320 650 80 160 80 80 80 80 80 80 80 2-2 110110 Cốt thép đi xuyên cánh cột, 6D18 PL320x650x40 8M27 grade10.9 Tấm thép sóng IPE600 600 280 40 280 30 6555 120 1 208027020 320 490 80 160 80 80 80 80 80 80 80 3-3 110110 PL320x490x30 4M27 grade10.9 Tấm thép sóng IPE450 100 Cốt thép đi xuyên cánh cột, 6D18 600 280 40 280 30 6555 120 2 2 Hình 7.1: Cấu tạo nút liên kết Composite Joints with Bolted Flush End-Plate Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 373 2. CÁC KÍ HIỆU DÙNG TRONG TÍNH TOÁN KÍ HIỆU VỀ ĐẶC TÍNH VẬT LIỆU Thành phần Cường độ chòu lực Mô đun Hệ số an toàn Bụng dầm Cánh dầm Bụng cột Cánh cột Tấm đệm Đường hàn Bu lông Cốt thép Bê tông sàn Bê tông bao bọc cột f ywb f yfb f ywc f yfc f yp f uw f ub f sk f cks f ckc E sb E sb E sc E sc E sp - - E s E cs E cc Structural steel : γ Mo = 1.1 Steel Reinforcement : γ s = 1.15 Concrete : γ c = 1.5 Welding : γ Mw = 1.25 Bolt : γ Mb = 1.25 Nếu thép hình cán nóng : f ywc = f yfc và f ywb = f yfb Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 374 KÍ HIỆU VỀ ĐẶC TÍNH VẬT LIỆU ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC z3 z2 z1 z4 1 1 tp hp tfb aw Chiều cao tính toán đường hàn bụng aw ppp1pp2 hp ep1 ep w ep bc bp aw Chiều cao đường hàn cánh a f pp1 1-1 Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 375 Dầm, sàn b eff.b b c d eff = h cs A s.l A s.r Shear connector h b Section 1-1 Tiết diện composite với sàn bêtông-tôn sóng A s = A s.l + A s.r : cốt thép trong bề rộng hiệu quả của bản bê tông để tính toán liên kết . µ% = A s / [ ( b eff.b – b c ) d eff ] : hàm lượng cốt thép . với : A s.l ; A s.r : diện tích cốt thép dọc phía bên phải và trái cột của dầm composite . e L = khoảng cách từ tim bụng cột đến trọng tâm nhóm cốt thép dọc mỗi bên cột e L phải thoả điều kiện sau : 0.7b c ≤ e L ≤ 2.5b c e T = khoảng cách từ mặt tiết diện cột đến trọng tâm nhóm cốt thép ngang mỗi bên cột h ps (profile sheeting) e L a cs Liên kết chống trượt t fb t wb d b h b h sc d sc Cột t fc r c t wc b c w b d wc h c Tiết diện cán không bọc bởi bê tông T A vc = A c - 2 b c t fc + ( t wc + 2 r c ) t fc A vc = A c : tiết diện cột thép Tiết diện cán bọc bởi bê tông T m e 0.8 r c a f : Chiều cao tính toán đường hàn cánh a w : Chiều cao tính toán đường hàn bụng Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 376 Ing beforte Hình 7.2: Hệ số λ 1 , λ 1 , α pp p pp p em m em m + = + = 1 2 2 1 1 1 λ λ Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 377 3. TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC PHẦN BÊN TRÁI CỘT A. Các tính toán ban đầu  CỘT t fc r c t wc b c w d wc h c m e 0.8 r c Cột H-600x600x40x60: h c =600mm, b c =600mm, t wc =40mm, t fc = 60mm, r c = 20mm mm 20rs Nmm/mm 000 225 1.1 275 60*0.25 γ f 0.25tm 220mm 2 160600 2 wb e mm 4420*0.8 2 40160 0.8r 2 tw m mm 2400060*20)*2(4060*600*291200)t2r(tt2b-AA 440mm20*260*26002r2thd c 2 Mo yfc 2 fcfcpl, c c wc 2 fccwcfcccvc cfccwc == === = − = − = =− − =− − = =++−=++= = − −=−−=  DẦM Dầm đònh hình IPE600 40 60 208010010020012030 650 30 6555 120 Ft1.Rd Ft2.Rd Ft3.Rd Fc.Rd MRd hàng 2 hàng 3 hàng 4 hàng 1 Ft4Rd z4=310.5 410.5 510.5 Trọng tâm vùng nén 680.5 z 1 = h b – 0.5 t fb + h cs + h ps – a cs = 600– 0.5 * 19+ 65 + 55 – 30 = 680.5 mm z 2 = 510.5 mm z 3 = 410.5 mm Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 378 z 4 = 410.5 - 100= 310.5 mm Khả năng chòu momen của dầm thép kNm 750.29Nmm10*750.290 1.1 235*3512000 γ fW M 6 Mo ybpby c.Rd ====  BẢN ĐỆM (END PLATE) ppp1pp2 hp ep1 ep w ep bc bp aw Chiều cao đường hàn cánh a f pp1 100100100220130 650 201930 19 600 80 80 80 80 12 R 2 4 220 PL320x650x40 Lỗ D30 h h=18mm h h=12mm h h=18mm 320 Chiều cao tính toán đường hàn góc cánh và bụng dầm vào bản đệm: a f =18 2/2 =12.7mm a w =12 2/2 =8.5 mm mm67.215.8*2*0.8 2 12160 a20.8 2 tw m w wb p1 =− − =− − = mm6.667.12*28.01920100m p2 =−−−= mm80 2 160203 2 wb e p p = − = − = 5440. 806.66 66.6 em m λ pp1 p1 1 = + = + = 0.498 5049.69 49.69 em m λ pp1 p2 2 = + = + = Tra đồ thò trên Hình 8.2 ta được: α =6.06 Nmm/mm 100000 1.1 572 40*0.25 γ f t0.25m 2 Mo yp 2 pppl, ===  BULÔNG Khả năng chòu kéo của một bulông: kN404 1.25 10*561*0001*0.9 γ Af0.9 B 3 Mb bs,ub t.Rd === − Khả năng chòu cắt của một bulông: Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC-Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH TOWER BULDING GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Trang 379 kN3.269 1.25 10*561*0001*0.6 γ Af0.6 F 3 Mb bs,ub v.Rd === − Đường kính đầu bulông d w = 56.1 mm e w = d w /4 =14.025 mm  BẢN SÀN d eff = h cs = 65mm b eff.b = 3h b = 3*600 = 1800 mm l eff.b = 4h b = 3*600 = 2400 mm A s = 6*π*18 2 /4 = 1527 mm 2 B. Tính toán khả năng chòu lực của các thành phần (COMPONENT) *) Lý thuyết, công thức tính dẫn giải xem ở Lý thuyết tính toán -Chương 8 –Phần 8.4.2  Component 1: column web in compresion-Bụng cột chòu nén tp=40 tfb af lo 30 Cánh cột Cánh dầm Bảm gia cường 18 10 19 15 18 l o : chiều dài lực mở rộng tác dụng lên cánh cột mm132301019151840 o = ++ + ++=A ceff, t : chiều dày hiệu quả chòu nén của bê tông trong cột chòu nén mm32460*5321t5t fcoceff, =+=+= A wcc,eff, b : bề rộng chòu nén hiệu quả của bụng cột thép mm32560)(20*5321)t(s5b fcowcc,eff, = + +=++=A awc, k : hệ số tính đến ứng suất dọc trục (do lực và momen tác dụng lên tiết diện thép cột) trong phần bụng tiết diện thép chòu nén ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −= ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −= 275 130.5 0.51.25;1.0min f σ 0.51.25;1.0mink ywc Eda,com, awc, =1 b eff,c,wc [...]... IPE450 362 .7 532 .7 270 490 80 20 hàng chòu kéo thứ 1 hàng chòu kéo thứ 2 MRd Trọng tâm vùng nén 60 z1 = 532 .7 mm z2 = 362 .7 mm Khả năng chòu momen của dầm thép M c.Rd = Wpby f yb γ Mo = 170 2000 * 235 = 363.61 *10 6 Nmm = 363.61 kNm 1.1 BẢN ĐỆM (END PLATE) GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 390 SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết hh=14mm... thứ (r) 406.691 F(1)t,Rd 610.8 F(2)t,Rd 224.2 Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING Khả năng chòu momen âm của liên kết : MRd = F(1) t,Rdz1 + F(2) t,Rdz2 = 610.8*0.53 27+ 224.2*0.36 27 = 406.691 kNm MRd = 406.691 kNm > M-Sd.max = 355.92 kNm => THOẢ D Tính toán khả năng chòu lực cắt thẳng đứng Khả năng chòu cắt của... * 67. 21 ; 6.06 * 67. 21 ] =4 07 mm n p = min [ e p ;1.25 m p1 ; e ] = min [80;1.25 × 67. 21; 220 ] = 80 mm GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 381 SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết Fep.Rd,1 = = Fep.Rd,2 = = B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING (8 n p − 2 e w ) l eff,p m pl,p 2 m p1 n p − e w (m p1 + n p ) (8 * 80 − 2 *12 .75 )... Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING beff.b = 3hb = 3*600 = 1800 mm leff.b = 4hb = 3*600 = 2400 mm As = 6*π*182/4 = 15 27 mm2 B Tính toán khả năng chòu lực của các thành phần (COMPONENT) *) Lý thuyết, công thức tính dẫn giải xem ở Lý thuyết tính toán -Chương 8 –Phần 8.4.2 Component 1: column web in compresion-Bụng... chòu kéo beff,t,wb = leff,p = 4 27. 6 mm FRd,8 = b eff,t, wb t wb f ywb / γ Mo = 4 27. 6 × 9.4 × 235 /1.1 = 858698 N = 858 .7 kN GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 394 SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING Component 7 : Bolts in tension – Bulông chòu kéo F(2) Rd ,7 = F(3) Rd,10 = F(4) Rd,10 = 2... =0.286 ζ2 = 1FRd ,7 808 GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 388 SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING (2 FRd ) 671 .6 ζ3= 1/1,4= 1/1,4 =0.406 FRd ,7 808 (4 FRd ) 0 /1,4= 1/1,4 =1 ζ4= 1FRd ,10 528 .76 8 (5 FRd ) 0 /1,4= 1/1,4 =1 (hàng bulông dưới cùng không chòu lực ζ5= 1FRd ,10 528 .76 8 kéo) => VRd,2... *12 .75 ) × 4 27. 6 × 56250 = 2935416 N = 2935.42 kN 2 × 69.4 × 50 − 12 .75 × (69.4 + 80) = Fep.Rd,2 = 2 l eff,p m pl,p + 2 B t,Rd n p m p1 + n p 2 × 4 27. 6 × 56250 + 2 × 404 × 10 3 × 80 = = 75 4652 N = 75 4 .7 kN 69.4 + 80 FRd,5 = min [ Fep,Rd,1 ; Fep,Rd,2 ] = min [ 2935.42 ; 75 4 .7] = 75 4 .7 kN Component 5 : Beam flange in compression – Cánh dầm chòu nén FRd,6 = M c,Rd h b − t fb 363.61×10 3 = = 835.1 17 kN... 610.8 FRd ,7 F(2)Rd,2 F(2)Rd,3 808.0 2446 .7 170 5.5 FRd ,7 F(3)Rd,2 F(3)Rd,3 808.0 FRd ,7 808.0 2446 .7 170 5.5 F(4)Rd,2 F(4)Rd,3 2446 .7 170 5.5 F(2)Rd,4 F(2)Rd,6 F(2+3+4)Rd,2 F(2+3+4)Rd,3 F(2+3+4)Rd,4 992.1 F(3)Rd,4 969.1 F(3)Rd,6 4216 .7 2939.3 F(2+3+4)Rd,2 - F(2+3+4)Rd,3 F(2)t,Rd F(2)t,Rd 1 479 .6 1556.1 F(2+3+4)Rd,4 - F(2+3+4)Rd,6 F(2)t,Rd F(2)t,Rd 992.1 F(4)Rd4 992.1 969.1 F(4)Rd,6 969.1 3408 .7 F(2+3+4)Rd,2... có công thức tính z như sau: GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 395 SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết z= B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING (1) (2) FRd,13 z 1 + FRd,10 z 2 = (1) (2) FRd,13 + FRd,10 610.8 * 532 .7 + 808 * 362 .7 = 435.6 mm 610.8 + 808 Tổng cộng F Rd,1 = Vwp,Rd β = Va, wp,Rd + Vc, wp,Rd β = 31 17. 691 + 2001.2... 1 Ft2.Rd z2=362 .7 Ft1.Rd MRd Fc.Rd Hình 7. 8 Xác đònh khả năng chòu momen GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 396 SVTH: Lê Lương Bảo Nghi Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP Phần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ SUNWAH TOWER BULDING Khả năng chòu kéo tại các hàng cốt thép hay bulông thứ r xác đònh trong bảng tính sau: GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành Trang 3 97 SVTH: Lê Lương . Chiều cao tính toán đường hàn cánh a w : Chiều cao tính toán đường hàn bụng Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ P hần 2-KC -Chương 7: Tính toán liên kết SUNWAH. và công thức xem trong Lý Thuyết Tính Toán- Chương 8 -Liên kết dầm vào cột trong khung liên hợp; Chương 9 -Liên kết bulông và hàn theo Eurocode 3 I. LIÊN KẾT DẦM CHÍNH VÀO CỘT ¾ Chọn nút. CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN LIÊN KẾT ¾ Tính toán liên kết dầm chính vào cột theo tiêu chuẩn Eurocode 4; dầm phụ vào dầm chính, chân cột, nối cột theo Eurocode 3 ¾ Các lý thuyết tính toán và công