Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2014 ISBN: 978-604-82-1388-6 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CỨNG LIÊN KẾT ĐẾN SỰ PHÂN PHỐI NỘI LỰC CỦA KẾT CẤU KHUNG LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG Hoàng Hiếu Nghĩa1, Vũ Quốc Anh2 Khoa Xây Dựng - Trường Đại học Hải Phòng Email: hoanghieunghia@gmail.com Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Email: anhquocvu@gmail.com MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Báo cáo nghiên cứu phương pháp xác định độ cứng liên kết liên hợp dầm – cột theo tiêu chuẩn EUROCODE Phân tích nội lực khung liên hợp thép – bê tông với liên kết khớp, cứng nửa cứng Khảo sát ảnh hưởng độ cứng liên kết dầm – cột đến phân phối nội lực kết cấu khung liên hợp thép – bê tông thông qua việc khảo sát khung phẳng liên hợp thép – bê tông phần mềm SAP2000 Sử dụng mô hình lò xo mô độ mềm chuyển vị xoay nút liên kết Tính toán độ cứng liên kết dầm – cột: Bảng Độ cứng xoay liên kết liên hợp thép – bê tông PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phương pháp PTHH – sử dụng mô hình hóa kết cấu liên kết phần mềm Sap2000 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC STT Trường hợp tính Cột thép không liên hợp (kN.m/rad) Cột thép liên hợp (kN.m/rad) Sj,ini Dầm liên hợp thép – bê tông 10.319 14.729 Sj Dầm liên hợp thép – bê tông 5.160 7.365 Ứng dụng phần mềm Sap2000.V14 để mô hình hóa kết cấu, khai báo độ cứng liên kết dầm – cột công cụ Frame releases/Partial Fixity, 3.1 Giới thiệu đặc điểm cấu tạo phân loại theo độ cứng chống xoay ban đầu liên kết dầm cột 3.2 Tính toán độ cứng liên kết dầm – cột liên hợp theo tiêu chuẩn EUROCODE 3.3 Phân tích kết cấu khung liên hợp thép – bê tông có xét đến độ cứng liên kết Xét kết cấu khung phẳng liên hợp thép – bê tông tầng – nhịp chịu loại tải trọng tĩnh Hình 2: Sự chênh lệch mô men đầu dầm dầm có kể đến độ cứng liên kết Hình 1: Mô hình hóa kết cấu sơ đồ tải trọng tác dụng đứng ngang Khảo sát ảnh hưởng độ cứng liên kết đến phân bố nội lực khung Nhận xét: - Bảng cho thấy: kiểu liên kết với cột thép bọc bê tông cho độ cứng liên kết lớn cột không bọc bê tông - Bảng cho thấy nội lực cột dầm có phân phối lại sử dụng khung với liên kết khớp, liên kết cứng, liên kết nửa cứng cấu tạo cột liên hợp hay không liên hợp 161 Kỷ niệm 55 năm thành lập Đại học Thủy Lợi Hình cho thấy chênh lệch mômen đầu dầm dầm có kể đến độ cứng liên kết: Liên kết khớp chênh 100%; liên kết cứng có độ chênh 62,92% ; liên kết nửa cứng có độ chênh 15,07% Qua ta thấy rõ phân bố lại nội lực dầm khung sử dụng liên kết nửa cứng Bảng Sự thay đổi nội lực khung liên hợp có kể đến độ cứng liên kết Liên kết khớp (1) 0,000 Liên kết cứng (2) 267,930 Liên kết nửa cứng (3) 113,570 (3) - (1) 100,00 (3) - (2) -57,61 0,000 250,690 114,440 100,00 -54,35 Dầm LH - Cột thép không LH 168,610 107,840 143,000 -15,19 32,60 Dầm LH - Cột thép LH 168,610 92,950 131,690 -21,90 41,68 Dầm LH - Cột thép không LH 715,320 223,520 349,550 -51,13 56,38 Dầm LH - Cột thép LH 715,180 252,190 372,980 -47,85 47,90 Dầm LH - Cột thép không LH Dầm LH - Cột thép LH 100,000 100,000 -59,751 -62,922 25,914 15,073 Đại lượng so sánh Mô men đầu (a) dầm tầng (kN.m) Mô men (b) dầm tầng (kN.m) Mô men chân cột tầng (kN.m) Chênh lệch (%) (b) - (a) Loại tiết diện Dầm LH - Cột thép không LH Dầm LH - Cột thép LH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Tác giả giới thiệu ưu điểm việc áp dụng liên kết nửa cứng thiết kế kết cấu liên hợp thép – bê tông, giới thiệu đặc điểm ứng xử liên kết nửa cứng theo tiêu chuẩn Châu Âu – EUROCODE cách xác định độ cứng liên kết liên hợp theo EUROCODE Đồng thời khảo sát ảnh hưởng độ cứng liên kết đến phân phối lại nội lực khung liên hợp thép – bê tông Khi sử dụng liên kết nửa cứng phân tích khung kết Mômen đầu dầm giảm Mômen dầm tăng lên so với sử dụng khung liên kết cứng Mô men chân cột tăng lên so với liên kết cứng giảm so với liên kết khớp Sự chênh lệch nội lực (mômen) đầu dầm dầm lớn mô hình khung với liên kết khớp liên kết cứng Khi dùng mô hình khung với liên kết nửa cứng cho thấy chênh lệch không đáng kể, dầm có tiết diện hợp lý kinh tế Độ cứng liên kết thay đổi thay đổi cấu tạo liên kết tác giả kiến nghị thiết kế công trình cần xác định cấu tạo sơ liên kết sau tính độ cứng liên kết tính toán lại nội lực thực tế khung để tránh gây lãng phí vật liệu phản ánh làm việc Chênh lệch (%) thực tế công trình Đồng thời cần nghiên cứu nhiều loại liên kết khác cho phù hợp với công trình thực tế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] CEN Eurocode 4: Design of steel and concrete structures Part 1.1:General rules and rules for buildings (prEN 1994-1-1), stage 49 draftedition 2003 [2] SAP2000 (2002), Three dimensional Static and Dynamic Analysis of Structures, Computer and Structures Inc Berkeley California USA [3] N Kishi and W.F.Chen (1987) “Momentrotation relations of semi-rigid connections” CE-STR-87-29, School of Civil Engineering PurdueUniversitym West lafayette, In 47907 [4] Structural Steelwork Erocodes Development of Trans-National Approach, SSEDTA (2001), “Lecture 9: Composite joint” [5] Richard RM, Elsalti MK PRCONN-momentrotation curves for partially restrained connections User’s manual for program developed at The University of Arizona Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics 1991, Tucson, AZ 162 ... định độ cứng liên kết liên hợp theo EUROCODE Đồng thời khảo sát ảnh hưởng độ cứng liên kết đến phân phối lại nội lực khung liên hợp thép – bê tông Khi sử dụng liên kết nửa cứng phân tích khung kết. .. kể đến độ cứng liên kết: Liên kết khớp chênh 100%; liên kết cứng có độ chênh 62,92% ; liên kết nửa cứng có độ chênh 15,07% Qua ta thấy rõ phân bố lại nội lực dầm khung sử dụng liên kết nửa cứng. .. khung sử dụng liên kết nửa cứng Bảng Sự thay đổi nội lực khung liên hợp có kể đến độ cứng liên kết Liên kết khớp (1) 0,000 Liên kết cứng (2) 267,930 Liên kết nửa cứng (3) 113,570 (3) - (1) 100,00