II LIÊN KẾT DẦM PHỤ VÀO DẦM CHÍNH

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi II... GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi c... GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi III... GVHD: PGS.TS

Trang 1

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi

II LIÊN KẾT DẦM PHỤ VÀO DẦM CHÍNH

¾ Tính toán cho chi tiết nối dầm phụ B2 và B1 vào dầm chính G9

¾ Do khi tính dầm phụ ta chọn sơ đồ tính là dầm đơn giản nên cấu tạo liên kết như sau :

DẦM PHỤ IPE A 330 DẦM PHỤ

IPE O 400

80 80

20 220 20

14 14

- 80x160x10

DẦM CHÍNH IPE 600

3M16 Grade 8.8 4M16 Grade 8.8

Vmax = 138.85 kN Vmax = 198.4 kN

- 80x210x10

Hình 7.9: Liên kết dầm phụ vào dầm chính

1 DẦM BÊN TRÁI

a Kiểm tra đường hàn

Chiều dài đường hàn: lw = 2(hp -10) = 2*(210-10)= 400 mm

Chọn chiều cao đường hàn: hw = 6mm

=> Chiều cao tính toán của đường hàn aw = 0.7hw = 0.7*6 =4.2 mm

Cường độ tính toán của đường hàn góc:

fvw = fu/[ βwγMw]

Dầm thép, bản nối đều sử dụng thép S235 => fu = 360 N/mm2 , βw = 0.8 Hệ số an toàn γMv = 1.25

=> fvw = 360/[ 3*0.8*1.25]=208N/mm2

Khả năng chịu lực của đường hàn góc

Fw.Rd = awlwfwv = 4.2*400*208 = 349440 N = 349.44 kN

Fw.Rd >Vmax = 198.4 kN => THOẢ

b Kiểm tra bulông

Chọn bulông 4M16 grade8.8 có:

Giới hạn bền fub = 800 N/mm2

Trang 2

Diện tích chịu cắt As = 157 mm2

Đường kính lỗ bulông do = 16+2 = 18mm

¾ Khả năng chịu cắt mặt của một bulông:

Fv,Rd = 0,6fubAs/γMb = 0.6*800*157/1.25 = 60228 N = 60.288 kN

¾ Khả năng ép mặt của bulông và bản nối:

Fb.Rd,1 = 2,5αfudt/γMb

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

f

; 4

1 3d

p

; 3d

e min

α

u

ub 1

o 1

360

800

; 4

1 16

* 3

50

; 18

* 3

30

=> Fb.Rd,1 = 2,5*0.556*360*16*10/1.25= 64051 N = 64.051 kN

¾ Khả năng ép mặt của bulông và bụng dầm thép:

Fb.Rd,2 = 2,5αfudtw/γMb

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

f

; 4

1 3d

p

; 3d

e min

α

u

ub 1

o 1

360

800

; 4

1 16

* 3

50

; 18

* 3

50

=> Fb.Rd,2 = 2,5*0.792*360*16*9.4/1.25= 85764 N = 85.764 kN

¾ Khả năng chịu cắt của một bulông là:

Fb,v,Rd = min(Fv,Rd; Fb,Rd,1; Fb,Rd2) = min (60.228; 64.051; 85.764)= 60.228 kN

Fb,v,Rd > Vmax/4 = 198.4/4 = 49.6 kN => THỎA

Trang 3

c Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản nối và bản bụng dầm phụ với tiết diện giảm yếu

Khả năng chịu lực cắt của tiết diện giảm yếu:

Veff,Rd = fy/ 3Av.eff/γMo

Với Av.eff diện tích hiệu quả chịu cắt của tiết diện giảm yếu:

Av.eff = tLv.eff

Với: Lv.eff = Lv + L1 + L2 và Lv.eff ≤ L3

L1 = a1 và L1 ≤ 5d

L2 = (a2 – kdo)(fu/fy) k = 0.5 nếu một hàng có một bulông

k = 2.5 nếu một hàng có hai bulông

L3 = Lv + a1 + a2 và L3≤ (Lv + a1 + a3 – ndo)(fu/fy) n: số hàng bulông

¾ Kiểm tra bản nối:

a2

36

Ta có: L1 = min(a1; 5d) = min(30; 5*16) = 30 mm

L2 = (a2 – kdo)(fu/fy)= (36-0.5*18)(360/235) = 41.36 mm

L3 = min[Lv + a1 + a2; (Lv + a1 + a3 – ndo)(fu/fy)]

= min[150 + 30+ 36; (150 + 30 +30 – 4*18)(360/235)]

= min[216; 211.4] = 211.4 mm

Trang 4

Lv.eff = min[Lv + L1 + L2; L3]

= min[150 + 30 + 41.36; 211.4]

= min[221.36; 211.4] = 211.4 mm

Av.eff = tLv.eff = 10*211.4 = 2114 mm2

Khả năng chịu lực cắt của tiết diện giảm yếu với bản nối:

Veff,Rd = fy/ 3Av.eff/γMo=235/ 3*2114/1.1=260747N=260.747kN

Veff,Rd > Vmax = 198.4 kN => THỎA

¾ Kiểm tra bản bụng dầm phụ:

a2

30

tw =9.7 mm

L2 = (a2 – kdo)(fu/fy)= (30 - 0.5*18)(360/235) = 32.17 mm

= min[150 + 50+ 30; (150 + 30 +164 – 4*18)(360/235)]

= min[230; 416.7] = 230 mm

= min[150 + 50 + 32.17; 230]

= min[232.17; 230] = 230 mm

Av.eff = twLv.eff = 9.7*230 = 2231 mm2

Khả năng chịu lực cắt của tiết diện giảm yếu của bản bụng dầm phụi:

Veff,Rd = fy/ 3Av.eff/γMo=235/ 3*2231/1.1=275178N=275.178kN

2 DẦM BÊN PHẢI

a Kiểm tra đường hàn

Chiều dài đường hàn: lw = 2(hp -10) = 2*(160 -10)= 300 mm

Chọn chiều cao đường hàn: hw = 6mm

=> Chiều cao tính toán của đường hàn aw = 0.7hw = 0.7*6 =4.2 mm

Trang 5

fvw = fu/[ βwγMw]

Dầm thép, bản nối đều sử dụng thép S235 => fu = 360 N/mm2 , βw = 0.8 Hệ số an toàn γMv = 1.25

=> fvw = 360/[ 3*0.8*1.25]=208N/mm2

Fw.Rd = awlwfwv = 4.2*300*208 = 262080 N = 262.080 kN

b Kiểm tra bulông

Chọn bulông 3M16 grade8.8 có:

Giới hạn bền fub = 800 N/mm2

Diện tích chịu cắt As = 157 mm2

Đường kính lỗ bulông do = 16+2 = 18mm

¾ Khả năng chịu cắt mặt của một bulông:

Fv,Rd = 0,6fubAs/γMb = 0.6*800*157/1.25 = 60228 N = 60.288 kN

¾ Khả năng ép mặt của bulông và bản nối:

Fb.Rd,1 = 2,5αfudt/γMb

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

f

; 4

1 3d

p

; 3d

e min

α

u

ub 1

o 1

360

800

; 4

1 16

* 3

50

; 18

* 3

30

=> Fb.Rd,1 = 2,5*0.556*360*16*10/1.25= 64051 N = 64.051 kN

¾ Khả năng ép mặt của bulông và bụng dầm thép:

Trang 6

Fb.Rd,2 = 2,5αfudtw/γMb

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

f

; 4

1 3d

p

; 3d

e min

α

u

ub 1

o 1

360

800

; 4

1 16

* 3

50

; 18

* 3

50

=> Fb.Rd,2 = 2,5*0.792*360*16*9.4/1.25= 85764 N = 85.764 kN

¾ Khả năng chịu cắt của một bulông là:

Fb,v,Rd = min(Fv,Rd; Fb,Rd,1; Fb,Rd2) = min (60.228; 64.051; 85.764)= 60.228 kN

Fb,v,Rd > Vmax/4 = 138.85/3 = 46.28 kN => THỎA

c Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản nối và bụng dầm phụ với tiết diện giảm yếu

¾ Kiểm tra bản nối:

a2

36

L2 = (a2 – kdo)(fu/fy)= (36-0.5*18)(360/235) = 41.36 mm

= min[100 + 30+ 36; (100 + 30 +30 – 4*18)(360/235)]

= min[166; 134.81] = 134.81 mm

= min[100+ 30 + 41.36; 134.81]

= min[171.36; 134.8] = 134.8 mm

Av.eff = tLv.eff = 10*134.8 = 1348 mm2

Trang 7

Khả năng chịu lực cắt của tiết diện giảm yếu của bản nối giảm yếu:

Veff,Rd = fy/ 3Av.eff/γMo=235/ 3*1348/1.1=166279N=166.279 kN

¾ Kiểm tra bản bụng dầm phụ:

a2

30

tw =6.5 mm

L2 = (a2 – kdo)(fu/fy)= (30 - 0.5*18)(360/235) = 32.17 mm

= min[100 + 50+ 30; (100 + 50 +137 – 4*18)(360/235)]

= min[180; 329.4] = 180 mm

= min[100 + 50 + 32.17; 180]

= min[212.17; 180] = 180 mm

Av.eff = twLv.eff = 6.5*180 = 1170 mm2

Khả năng chịu lực cắt của tiết diện giảm yếu của bản bụng dầm phụ:

Veff,Rd = fy/ 3Av.eff/γMo=235/ 3*1170/1.1=144311N=144.311 kN

Trang 8

III LIÊN KẾT CHÂN CỘT VÀO ĐÀI MÓNG

¾ Chọn chân cột C7, trục 6/c để tính toán

¾ Để an toàn ta xem như các nội lực Nmax, My,max, Mz,max, Vy,max, Vzmax xảy ra

đồng thời Các giá trị như sau:

z

y

Vz,max=257 kN

My,max=951 kNm

Vy,max= 102 kN

Mz,max= 441 kNm

N,max= 23169 kN

Diện tích cần thiết của bản đế là

Ap ≥ Nmax/(βjkj fck/γc)

βj =2/3

kj = 1 1 0.5

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

ab

b a

với a, b là kích thước bản đế

a1,b1 là kích thước diện tích hiệu quả của

bê tông xung quanh vùng diện tích chịu nén trực tiếp

a1 = min( a+2ar ; a+h; 5a)

b1 = min( b+2ar ; b+h; 5b)

Ta giả thiết kj = 2

Bêtông đài móng Mac 350 có fck = 25 N/mm2 , γc =1.5

=> Ap ≥ 23169*103/(2/3*2*25/1.5) = 1042605 mm2

Chọn bản đế có kích thước Ap = a*b = 1000*1000 =1*106 mm2 = 1m2

σmax = N/(ab) + My/Wy + MzWz

Wy = Wz = 1*12/6 = 0.167 m3

=> σmax = 23169/(1*1) + 951/(0.167) + 441/(0.167)

= 31504 kN/m2 = 31.504 N/mm2

Đài móng có kích thước ap*bp = 4.2*4.2 m, Chiều cao đài h = 2m

=> a1 = min( a+2ar ; a+h; 5a) =(4.2 ; 1+2; 5*1) = 3 m

Đài móng

Bản đế z

y

Trang 9

b1 = min( b+bar ; b+h; 5b) =(4.2 ; 1+2; 5*1) = 3 m

=> kj = 1 1 0.5

ab

b a

⎥⎦

⎤

⎢⎣

1

*

3

*

3 ⎥⎦⎤0.5 =

⎢⎣

⎡

Ta có: βjkj fck/γc = 2/3*3*25/1.5 = 33.33 N/mm2 > σmax = 31.504 N/mm2

=> THOẢ

325

1000

CỘT THÉP WH-700X700X40X60

DD.PL-1000x500x50 SN2.PL-125x300x50 SN1.PL-325x300x50 SN3.PL-155x300x50 BD.PL-1000x1000x80

VỮA LÓT

4BULÔNG M36 GRADE8.8

Hình 7.10 Cấu tạo chân cột

¾ Sơ đồ tính

Ta xem bản đế là bản sàn lật ngược có các cạnh là bản bụng, bản cánh cột thép, dầm đế , các sườn ngăn Ta chia bản đế thành các ô như sau:

y

X

1000

Ô1 Ô1

Ô1 Ô1 Ô2 Ô2

Ô2 Ô2

Ô4

Hình 7.11 Sơ đồ tính bản đế

Trang 10

¾ Tải trọng tác động

Tải trọng tác dụng lên các ô sàn lật ngược là ứng suất tại mặt móng Để

an toàn và đơn giản ta xem tải phân bố đều trên đơn vị diện tích là ứng suất tại điểm A (hình 7.12) khi xem Nmax, My,max, Mz,max xảy ra đồng thời

y

X

1000

A

61

My,max=951 kNm

Mz,max= 441 kNm

Bản đế

Hình 7.12 Xác định σ A

σA = N/(ab) + (My/Iy)yA + (MzIz) xA

Iy = Iz = 1*13/12 = 0.083 m3

=> σA = 23169/(1 *1) + (951/0.083)*0.25 +(441/0.083)*0.25

= 27362 kN/m2 = 27.362 N/mm2

*) Vì đây là cột Composite nên bêtông giữa các cánh cột có tham gia chịu

lực dọc vì thế các ô bản nằm giữa cánh cánh cột ( Ô1) sẽ giảm tải trọng do có ứng suất bê tông cột đè xuống Ta có thể tính ứng suất trong bêtông do lực nén dọc tại chân cột như sau:

Ứùng suất trong tiết diện cột qui đổi thành vật liệu thép:

σeq = σa = N/(Aa + Ac/n)

= 23169*103/(107200+380837/13.125)= 170 N/mm2

Với Aa = 107200 mm2 , diện tích tiết diện thép hình

Ac = 380837 mm2 , diện tích tiết diện bêtông

n = Ea/E’c = 210000/16000 =13.125, tỉ số môđun đàn hồi giữa bêtông có kể đến có ngót và từ biến

Nếu xem biến dạng dọc trục của thép và bê tông như nhau ε = σa/Ea = σc/Ec

thì ta có ứng suất trong bê tông là: σc = σa/n= 170/13.125= 12.95 N/mm2

Vậy tải phân bố đều trong Ô1 là: w1 = σA - σc = 27.362–12.95 =14.412 N/mm2

Tóm lại ta có tải phân bố lên các ô như sau

Trang 11

y

X

1000

Ô2

Ô4

27.362

Ô2 27.362

¾ Tính toán nội lực

Ta sẽ mô hình SAP200 v9 để tính nội lực trong sàn

Hình 7.13 Mô hình bản đế trên Sap2000v9

Giải mô hình ta có nội lực trong các ô như sau:

(Nmm/mm)

max

m

(Nmm/mm)

Trang 12

Hình 7.14 Biểu đồ momen uốn đơn vị M11, M22

¾ Kiểm tra nội lực

Sử dụng bản đế có chiều dày t = 80mm và mác thép S355

Ta có khả năng chịu momen của 1m rộng bản đế là:

1.1

* 6

355

* 80 6γ

f

a y

2

=

Ta có mmax = 278684 Nmm/mm < mRd = 3442424 Nmm/mm => Bản đế thoả khả năng chịu lực

¾ Sơ đồ tính, tải tác dụng

Xem sườn ngăn là dầm đơn giản gối lên bụng cột và dầm đế (hình 7.15)

Trang 13

1000

Ô1

Ô2

Ô4

Ô1

SN1

Ô4

Ô2

Ô1

2306 N/mm

DD 2306N/mm

Hình 7.15 Sơ đồ tính dầm đế và các sườn ngăn

¾ Nội lực

Dùng Sap2000 để giải nội lực

Biểu đồ momen (kNm)

Biểu đồ lực cắt (kN)

¾ Kiểm tra bền

Sườn ngăn 1 là thép tấm PL-350x200x50, Mac thép S235

Khả năng chịu momen:

MRd = (th2/6)fy/γa = (50*3502/6)*235/1.1= 218087 Nmm = 218.087 kNm

MRd > MSd.max = 61.69 kNm => THOẢ

Khả năng chịu lực cắt

VRd = th(fy/ 3)/ γa = (50*350)*235/ 3/1.1= 2158503 N = 2158.503 kN

Trang 14

VRd > VSd.max = 495.79 kNm => THOẢ

¾ Tính toán đường hàn

Đường hàn được tính toán để chịu lực cắt tại gối

Chiều dài đường hàn: lw = 2(h -10) = 2*(350 -10)= 680 mm

Chọn chiều cao đường hàn: hw = 10 mm

=> Chiều cao tính toán của đường hàn aw = 0.7hw = 0.7*10 =7 mm

fvw = fu/[ βwγMw]

Sườn ngăn sử dụng thép S235 => fu = 360 N/mm2 , βw = 0.8

Hệ số an toàn γMv = 1.25

=> fvw = 360/[ 3*0.8*1.25]=208N/mm2

Fw.Rd = awlwfwv = 7*680*208 = 990080 N =900.08 kN

Xem dầm đế là dầm đơn giản có mút thừa có gối tựa là hai cánh thép của cột (hình 7.15)

1000

Ô1

Ô2

Ô4

Ô1

SN1

Ô4

Ô2

Ô1

2306 N/mm

DD 2306

Trang 15

¾ Nội lực

¾ Kiểm tra bền

Dầm đế là thép tấm PL-1000x500x50, Mac thép S235

MRd = (th2/6)fy/γa = (50*5002/6)*235/1.1= 445076 Nmm = 445076 kNm

VRd = th(fy/ 3)/ γa = (50*500)*235/ 3/1.1= 3083575 N = 3083.575 kN

Đường hàn được tính toán để chịu đồng thời lực cắt và momen tại gối

Chiều dài đường một đường hàn: lw = (h -10) = (300 -10)= 290 mm

fvw = fu/[ βwγMw]

Trang 16

=> fvw = 360/[ 3*0.8*1.25]=208N/mm2

Diện tích đường hàn: Aw = 2*7*290 =4060 mm2

Mômen kháng uốn của đường hàn: Ww = 2*(awlw2/6)

Fw.Rd = awlwfwv = 7*980*208 = 1426880N =1426.88 kN

Xem sườn ngăn 2 là dầm console ngàm vào dầm đế, sườn ngăn 3 là dầm console ngàm vào cánh thép

Hai sườn có kích thước tiết diện như nhau nên ta sẽ chọn sườn ngăn 3 có dài hơn để tính toán

1000

Ô1

Ô2

Ô4

Ô1

SN1

Ô4

Ô2

Ô1

2306 N/mm

DD 2306

¾ Nội lực

Trang 17

¾ Kiểm tra bền

Sườn ngăn 1 là thép tấm PL-350x200x50, Mac thép S235

MRd = (th2/6)fy/γa = (50*3502/6)*235/1.1= 218087 Nmm = 218.087 kNm

VRd = th(fy/ 3)/ γa = (50*350)*235/ 3/1.1= 2158503 N = 2158.503 kN

Đường hàn được tính toán để chịu lực cắt và momen tại gối

Chiều dài một đường hàn: lw = h -10 = 350 -10= 340 mm

Diện tích đường hàn : Aw = 2awlw = 2*7*290= 4760 mm2

Môđun kháng uốn của đường hàn: Wh = 2(awlw2/6)= 2(7*3402/6)= 269733 mm3

fvw = fu/[ βwγMw]

=> fvw = 360/[ 3*0.8*1.25]=208N/mm2

Ứng suất tiếp trong đường hàn:

Trang 18

2 6 2

3 2

w Sd 2

w

269733

10

* 39.9 4760

10

* 443.34 W

M A

V

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

σt < fvw = 208 N/mm2 => Đường hàn đủ chịu lực

8 Tính toán bulông móng

Do không có trường hợp tổ hợp nội lực nào gây lực kéo tại chân cột nên

bulông sẽ đặt theo cấu tạo nhằm chịu tải ngang và định vị bản đế

Ta chọn 4 bulông neo M36 grade 8.8

¾ Kiểm tra khả năng chịu tải ngang của bulông

Lực cắt tác dụng:

Vmax = V y V z 1022 2572 276.5kN

max 2 max

Khả năng chịu cắt của một bulông:

Fv,Rd = 0,6fubAs/γMb = 0.6*800*814/1.25= 312576 N= 312 kN

Ta có Vmax < 4Fv,Rd = 1250 kN => Thoả điều kiện chịu cắt của bulông

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	416,92 KB