Tính toán hệ dầm sàn liên hợp thép - bê tông nhà nhiều tầng có kể đến tương tác không hoàn toàn giữa bản bê tông và dầm thép hình theo tiêu chuẩn Eurocode 4

Header Page of 126 B GIO DC V O TO I HC NNG PHM TRNG V TNH TON H DM SN LIấN HP THẫP - Bấ TễNG NH NHIU TNG Cể K N TNG TC KHễNG HON TON GIA BN Bấ TễNG V DM THẫP HèNH THEO TIấU CHUN EUROCODE Chuyờn ngnh: Xõy dng cụng trỡnh dõn dng v cụng nghip Mó s : 60.58.20 TểM TT LUN VN THC S K THUT Nng - Nm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Cụng trỡnh c hon thnh ti I HC NNG Ngi hng dn khoa hc: TS Hunh Minh Sn Phn bin 1: GS TS Phm Vn Hi Phn bin 2: PGS TS Nguyn Quang Viờn Lun ó c bo v ti Hi ng chm Lun Thc s K thut hp ti i hc Nng vo ngy 27 thỏng nm 2013 Cú th tỡm hiu lun ti: - Trung tõm Thụng tin - Hc liu, i hc Nng - Trung tõm Hc liu, i hc Nng Footer Page of 126 Header Page of 126 M U Tớnh cp thit ca ti Bờn cnh cỏc gii phỏp kt cu h dm sn cho nh nhiu tng ó c ng dng rng rói thc t nh: Sn BTCT; Sn BTCT ng lc trc; Sn thộp; Sn búng (Bublle-desk) thỡ gii phỏp h dm sn liờn hp thộp bờ tụng ang c nghiờn cu ng dng ph bin trờn th gii Vic nghiờn cu tớnh toỏn, la chn cỏc thụng s hỡnh hc, vt liu cho h dm sn LH-TBT cú xột n tng tỏc khụng hon ton nhm em li hiu qu cao v kt cu v kinh t cho phng ỏn l cn thit Trong quỏ trỡnh thi cụng, vic gia cụng, ch to v thi cụng liờn kt hon ton gia sn liờn hp v dm thộp l rt phc nờn tỏc gi chn ti ny Mc tiờu nghiờn cu - Nghiờn cu s lm vic ca h dm sn LH-TBT nh nhiu tng; - Nghiờn cu liờn kt cú xột n tng tỏc khụng hon ton gia bn BT v dm thộp hỡnh; - Tớnh toỏn h dm sn LH-TBT cú xột n tng tỏc khụng hon ton gia bn BT v dm thộp hỡnh theo Eurocode 4; - Lp thut toỏn, chng trỡnh tớnh h dm sn LH-TBT; - Kho sỏt quan h gia cỏc thụng s v la chn kớch thc hp lý cho bn sn v h dm h dm sn LH-TBT; - Kho sỏt nh hng ca tng tỏc khụng hon ton n s lm vic ca h dm sn LH-TBT; i tng v phng phỏp nghiờn cu 3.1 i tng nghiờn cu - Sn LH-TBT dựng tm tụn nh hỡnh liờn kt cht vi dm thộp Footer Page of 126 Header Page of 126 hỡnh ch I h dm sn b trớ mt h thng dm 3.2 Phng phỏp nghiờn cu Da trờn c s lý thuyt ca cỏc tỏc gi i trc ó c kim chng v thc nghim; p dng tiờu chun thit k kt cu thộp (EC3); Kt cu liờn hp (EC4) Chõu u (hin Vit Nam cha cú tiờu chun thit k kt cu liờn hp thộp bờ tụng) Minh ha, kim chng bng cỏc vớ d s; Kho sỏt quan h cỏc thụng s bng chng trỡnh t lp t ú tng hp phõn tớch v ỏnh giỏ kt qu Cỏc gi thit v phm vi nghiờn cu 4.1 Cỏc gi thit Tuõn theo cỏc gi thit tớnh toỏn ca kt cu liờn hp thộp bờ tụng Tng tỏc gia bn BT v tm tụn l hon ton; Tng tỏc gia bn sn LH-TBT v dm thộp hỡnh l khụng hon ton Cỏc trng hp kho sỏt xột h dm sn ó phỏt huy c s lm vic liờn hp (giai on s dng) 4.2 Phm vi nghiờn cu Xột h dm sn LH-TBT b trớ theo s n gin (Cú h thng dm theo phng ngn), chu ti trng phõn b u Hỡnh thc liờn kt gia bn sn BT vi dm thộp hỡnh dựng liờn kt cht Xột dm liờn hp thộp bờ tụng giai on s dng í ngha khoa hc v thc tin B cc ti Ngoi phn m u, kt lun Lun gm chng Footer Page of 126 Header Page of 126 CHNG TNG QUAN V H DM SN LIấN HP THẫP - Bấ TễNG TRONG CễNG TRèNH XY DNG DN DNG 1.1 KHI NIM CHUNG 1.1.1 Khỏi nim kt cu liờn hp Kt cu liờn hp thộp bờ tụng (LHT-BT) l kt cu m thộp chu lc cú dng thộp tm, thộp hỡnh, thộp ng liờn kt (cht hn, thộp gúc hn, neo, múc) vi bờ tụng cựng lm vic phỏt huy hiu qu ca hai loi vt liu S lm vic hon ton khỏc vi BTCT v ch c thc hin m bo s lm vic liờn hp gia BT v thộp kt cu 1.1.2 Khỏi nim h dm sn liờn hp thộp - bờ tụng (LH-TBT) H dm sn LH-TBT gm: - Bn sn cú th l bn BTCT ( trờn cp pha hoc ỳc sn) hoc l bn BTCT liờn hp v trờn tm tụn nh hỡnh (úng vai trũ cp pha v lm ct thộp chu M+) - Dm thộp hỡnh ch I (liờn kt cht vi bn sn) b trớ vuụng gúc vi phng ca sn tm tụn, cng ca bn sn v s phõn b ni lc hp lý nht 1.2 B TR H DM SN LH-TBT TRONG CễNG TRèNH NH DN DNG 1.2.1 B trớ tm tụn súng h dm sn LH-TBT + PA1: Phng ca sn vuụng gúc vi dm ph tt nht + PA2: Phng ca sn song song vi dm ph 1.2.2 B trớ h dm thộp + PA1: S n gin h thng dm + PA2: S ph thụng h thng dm, dm ph gi lờn dm chớnh b trớ theo biờn + PA3: S phc h thng dm, dm ph giao Footer Page of 126 Header Page of 126 vi dm chớnh, dm chớnh liờn tc dm ph b ngt nhp ti v trớ giao (khụng liờn tc) s lng liờn kt ln 1.3 S LM VIC V PH HOI CA H DM SN LIấN HP THẫP Bấ TễNG 1.3.1 S lm vic v phỏ hoi ca sn liờn hp thộp bờ tụng a S lm vic ca sn LHTBT - Giai on thi cụng: Ch cú tm tụn chu ti - Giai on s dng: Bn BT lm vic liờn hp vi tm tụn - Hỡnh thc liờn kt: Gi thit tng tỏc hon ton b Cỏc dng phỏ hoi ca sn liờn hp thộp bờ tụng - Cỏc phỏ hoi sn liờn hp: + Dng phỏ hoi I: Phỏ hoi mụmen gia nhp + Dng phỏ hoi II: Phỏ hoi trt dc + Dng phỏ hoi III: Phỏ hoi trt ngang di tỏc dng lc ct 1.3.2 S lm vic ca dm liờn hp thộp bờ tụng: - Giai on thi cụng: Ch cú dm thộp chu ti trng - Giai on s dng: Sn lm vic liờn hp vi dm - Hỡnh thc liờn kt: Xột liờn kt cht hn cú m - Phõn bit ba dng lm vic liờn hp: + Tng tỏc hon ton: Khụng cú s trt ti b mt Nu tng s liờn kt, kh nng chu ti khụng i + Tng tỏc khụng hon ton Cú s trt gii hn Nu tng s liờn kt, kh nng chu ti tng theo + Khụng tng tỏc Khụng cú s truyn lc ct dc 1.3.3 S lm vic ca dm liờn hp thộp bờ tụng xột n tng tỏc khụng hon ton S lm vic ca cỏc liờn kt chng ct tng tỏc khụng hon ton lm xut hin s trt tng i gia bn bờ tụng v dm thộp tng vừng Footer Page of 126 Header Page of 126 1.4 U V NHC IM CA H DM SN LH-TBT 1.4.1 u im V kin trỳc: - Tit din dm thộp < BTCT, b trớ ng ng trờn l m - Bc ct ln b trớ khụng gian linh hot V kt cu: - Nh s lm vic LH tng n nh & cng - Nh tm thộp dp ngui tng cng V thi cụng Thi cụng dõy chuyn, lp sn khung thộp, khụng thỏo coffa Thi cụng nhanh, ng thi cỏc tng s dng cỏc phng phỏp hin i 1.4.2 Nhc im - Yờu cu cht lng vt liu cao chi phớ cao - Yờu cu trỡnh v thit b thi cụng hin i - Chi phớ ch to v thi cụng cỏc liờn kt 1.5 VT LIU V CC YấU CU TO H DM SN LH-TBT: 1.5.1 Vt liu a Bờ tụng - Theo EC4 dựng mỏc bờ tụng t C20/25 n C50/60 b Ct thộp Tiờu chun EC4: S220, S400 v S500 c Thộp kt cu Tiờu chun EC4: S235, S275 v S355 Theo TCXDVN mỏc thộp t XCT38 tr lờn d Tụn nh hỡnh theo Eurocode S dng tiờu chun Chõu u EN 10147: + Gii hn n hi fyp t 220 n 350 N/mm2; + Chiu dy ca cỏc tm tụn t 0,7 n 1,5mm, m km núng; Footer Page of 126 Header Page of 126 Ea = 210 kN/mm2; + Mụun n hi + Cú mt s qui nh k thut riờng (súng, ma sỏt) 1.5.2 Yờu cu cu to sn LHTBT Chiu dy sn: ht=100-400 & >= 90mm Chiu dy cỏnh (hc ) khụng c nh hn 50mm Chiu dy tm tụn: t = 0,75 - 1,5 mm (thng 0,75 - 1mm) Chiu cao mt ct tụn: hp = 40 - 80mm Gii hn n hi tm tụn = 300 N/mm2 bo bo hc hp b hc h hp b b h b Tấm tôn có sườn mở Tấm tôn có sườn đóng Hỡnh 1.13: Cỏc kớch thc ca sn v ca tm tụn NHN XẫT CHNG Phn m u v chng ca lun ó xỏc nh c cỏc v phng phỏp lun nghiờn cu: T tớnh cp thit v tỡnh hỡnh nghiờn cu ng dng thc t ca ti, lun ó xỏc nh c mc tiờu nghiờn cu, i tng, phm vi, gi thit v phng phỏp nghiờn cu ng thi lm rừ cỏc tng quan v s lm vic ca h dm sn LH-TBT cụng trỡnh xõy dng dõn dng Kt qu t c l c s thc hin nhim v nghiờn cu cỏc chng v CHNG C S Lí THUYT TNH TON H DM SN LIấN HP THẫP - Bấ TễNG THEO EUROCODE (EC4) 2.1 PHNG PHP V TIấU CHUN TNH TON 2.1.1 Phng phỏp chung H dm sn LH-TBT c tớnh toỏn v kim tra theo hai trng thỏi gii hn: trng thỏi phỏ hoi v trng thỏi s dng Footer Page of 126 Header Page of 126 Tớnh toỏn kim tra giai on: + Giai on thi cụng i vi sn v dm + Giai on s dng i vi sn v dm 2.1.2 Tiờu chun tớnh toỏn Tớnh toỏn theo tiờu chun Eurocode v Eurocode 2.2 TNH TON H DM SN LIấN HP THẫP Bấ TễNG 2.2.1 Tớnh toỏn sn liờn hp thộp - bờ tụng a Trng thỏi tớnh toỏn Cn phõn bit rừ hai trng thỏi tớnh toỏn thit k sn liờn hp sau: * Giai on thi cụng - Tm tụn s dng nh cp pha thi cụng: * Giai on s dng - Sn lm vic liờn hp: b Xỏc nh ti trng v tỏc ng * Xỏc nh ti trng giai on thi cụng: * Xỏc nh ti trng tỏc dng lờn sn liờn hp giai on s dng: c Tớnh toỏn ni lc * Tớnh toỏn ni lc tm tụn thộp (s dng nh cp pha thi cụng) * Tớnh toỏn ni lc sn lm vic liờn hp: d Tớnh toỏn kim tra sn LHTBT * Tớnh toỏn tm tụn nh cp pha giai on thi cụng: - Kim tra tit din hiu qu i vi trng thỏi gii hn bin dng: - Kim tra kh nng chu lc: - Kim tra vừng: d =k b pb Ê [d ] = 384 EI 180 (2.5) * Tớnh toỏn sn liờn hp giai on s dng: - Kim tra kh nng chu un ca sn liờn hp, dng phỏ hoi I: - Kim tra kh nng chu lc ct ngang ca sn, dng phỏ hoi III: Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 - Kim tra vừng: 2.2.2 Tớnh toỏn kim tra dm liờn hp thộp - bờ tụng a Xỏc nh mụ men bn ca tit din Sc bn chu un ca tit din c tớnh ti mụmen tớnh toỏn do, mụ men bn dng M pl+ Rd v mụmen bn õm M pl- Rd b Trng hp tit din chu mụmen dng Fa = Aa fy (2.27) ga Fc = hc beff 0,85 f ck (2.28) gc * Trng hp - trc trung ho nm bn bờ tụng Trng hp kho sỏt trờn s xy khi: Fc > Fa b hc (2.29) (Nén) + eff 0,85 f ck / Trục T.H dẻo gc F z c1 hp / Fa ha / g f y/ a (Kéo) Hỡnh 2.10: Biu ng sut trc trung ho i qua bn bờ tụng (un dng) Tớnh toỏn mụmen bn theo hp lc ca vựng bờtụng chu nộn: M + pl Rd = Fa ( z + hc + hp - ) 2 (2.31) * Trng hp - Trc trung ho i qua cỏnh ca dm thộp: Trng hp ny xy Fc < Fa v F - F Ê a c Footer Page 10 of 126 2b f t f f y (2.32) ga 10 Header Page 12 of 126 p Hỡnh 2.17 Tớnh toỏn cho dm n gin chu ti trng trung vừng tng thờm nh hng ca s trt tng i ca thộp v bờ tụng : L - ea L Dd1 = b P ( + ) 4h 2a h(1 + ea L ) (2.62) b i vi dm n gin chu ti trng phõn b q Hỡnh 2.18: Tớnh toỏn cho dm n gin chu ti trng phõn b vừng tng thờm nh hng ca s trt: L2 2ea L /2 - - ea L Dd = b q ( + ) 8h a h(1 + ea L ) (2.63) bin thiờn ca vừng nh hng ca s trt tng i ti mt tip xỳc xỏc nh theo cụng thc (2.62), (2.63) cú th n gin húa nh sau: Dd1 = b P( L ) 4h 2a h (2.64) L2 (2.65) ) 8h a h vừng tng cng bin dng n hi v s trt gõy Dd = b q ( cho trng hp ti trng: PL3 L d1 = d e1 + Dd1 = + b P( ) 48 EI 4h 2a h d = d e + Dd = 5qL4 L2 + b q( - ) 384 EI 8h a h (2.66) (2.67) Trong ú: EI: l cng ca tit din (tớnh toỏn trờn tit din Footer Page 12 of 126 11 Header Page 13 of 126 quy i) b= A1d c p ; K a2 = K A1I Es p p: Khong cỏch gia cỏc hng cht p = L/(N-1) 2.3.3 Liờn kt h dm sn liờn hp thộp bờ tụng a Sc bn tớnh toỏn ca cỏc liờn kt truyn thng PRd(2) = 0,29a d f ck Ecm / g u (2.68a) b Cht hn cú m tm sn liờn hp c Liờn kt hon ton (LK-HT) v liờn kt khụng hon ton (LK-KHT) Xột dm n gin chu ti trng phõn b pd hoc ti trng trung Qd Ta cú lc ct dc tỏc dng lờn mi chiu di ti hn nh sau: Vlf = min( Aa f y / g a ;0,85beff hc f ck / g c ) (2.72) Cỏc liờn kt c gi thit thc t tip nhn ni lc PRD, t ú s lng liờn kt cn thit trờn chiu di ti hn v cui cựng nhn c liờn kt hon ton: Nf = Vlf (2.73) PRD Khi trờn mt chiu di ti hn cú s lng liờn kt N c chn hn Nf thỡ on ny chiu di ny v dm c coi l liờn kt khụng hon ton: V (2.73b) N Ê N f = lf PRD Kt qu l lc trt di c truyn qua liờn kt trờn chiu di ti hn trng thỏi gii hn v phỏ hng ch t n giỏ tr: Vl(red) = NPrd < Vlf Cng nh vy mụmen bn m tit din ti hn cú th tip nhn M +Rd( red ) < M+pl.rd + ( red ) bn suy gim M Rd cho cú giỏ tr i nh sau: Mụmen Footer Page 13 of 126 phộp c xỏc nh ging 12 Header Page 14 of 126 nh mụmen bn M + ( red ) pl.Rd T s N/Nf th hin nh mc liờn kt trờn chiu di ti hn kho sỏt Nu N/Nf =1 (liờn kt hon ton), mụmen bn suy gim s bng mụmen bn M +pl.Rd , nu N/Nf = (khụng cú liờn kt), mụ men bn suy gim s bng mụmen bn ca riờng dm thộp Map.rd Cỏch n gin hoỏ ny cho phộp ta xỏc nh mụmen bn suy gim bng quan h tuyn tớnh : ( red ) M +pl.Rd = M apl.Rd + ( N / N f ) M +pl.Rd - M apl.Rd ( ); (2.74) Mapl.Rd : Mụ men bn ca riờng dm thộp: M +apl.Rd = f y Wxpl / g a Trng hp sn liờn hp c liờn kt bng cỏc cht: ( N / N f ) = 0,4 ; Nu: L 10m; 2.4 V D S 2.4.1 Vớ d 1: H dm sn LH-TBT liờn kt hon ton S liu u bi: Tớnh toỏn kim tra dm v sn ca mt ụ sn liờn hp cú kớch thc l (9x12)m, chu ti trng s dng 3,0 kN/m2, xột dm ph l dm n gin nhp 9m, khong cỏch dm 2,4m, sn liờn hp dy 12cm Xột liờn kt gia bn bờ tụng v dm thộp hỡnh l liờn kt hon ton Liờn kt s dng cỏc cht hn u, ng kớnh thõn d=19mm, chiu cao h=100mm, lm bng thộp vi cng bn t f u = 450 N / mm Hỡnh 2.24: Xột ụ sn liờn hp thộp bờ tụng Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 Ta cn kim tra sn theo ULS (trng thỏi phỏ hng) v SLS (trng thỏi s dng) ca tm tụn (vi tụn nh hỡnh) giai on thi cụng v ca sn liờn hp giai on s dng Kim tra dm liờn hp, vi dm thộp hỡnh chn IPE 330 v tớnh toỏn liờn kt gia dm thộp v bn bờ tụng 2.4.2 Vớ d 2: H dm sn liờn hp TBT liờn kt khụng hon ton S liu u bi: Ging vớ d 1, xột liờn kt gia bn bờ tụng v dm thộp hỡnh l liờn kt khụng hon ton Kim tra dm liờn hp, vi dm thộp hỡnh chn IPE 330 v tớnh toỏn liờn kt gia dm thộp v bn bờ tụng NHN XẫT CHNG Trong chng ó thc hin cỏc vic chớnh: Tớnh toỏn sn liờn hp giai on thi cụng v s dng; Tớnh toỏn v kim tra dm liờn hp giai on thi cụng v s dng; Tớnh toỏn liờn kt gia sn liờn hp vi dm thộp; p dng tiờu chun Eurocode tớnh toỏn dm v sn liờn hp, a mt s vớ d minh v kim chng lý thuyt Qua cỏc vớ d s trờn, mc liờn kt nh hng n kh nng chu mụ men v lm tng vừng ca dm, ú yu t vừng l quan trng, nú quyt nh kh nng chu lc ca dm liờn hp Do vy tớnh toỏn dm liờn hp thộp bờ tụng phi xột n mc liờn kt gia sn liờn hp vi dm thộp Vn t chng l cn lp chng trỡnh tớnh toỏn v kim tra sn v dm liờn hp lm cụng c t ng húa tớnh toỏn, t ú tỡm s quan h gia chiu dy sn, khong cỏch dm v chiu cao dm thộp Footer Page 15 of 126 14 Header Page 16 of 126 CHNG KHO ST CHN KCH THC HP Lí CHO H DM SN LH-TBT V NH HNG CA TNG TC KHễNG HON TON GIA BN Bấ TễNG V DM THẫP 3.1 XY DNG THUT TON V CHNG TRèNH TNH 3.1.1 Xỏc nh thut toỏn Bc 1: Xỏc nh s liu tớnh toỏn: Chn loi tm tụn: Cỏc c trng hỡnh hc: Ap, Zg, hp, Ea, Ip, M + pl,rd, Vrd Chn dm thộp hỡnh: ha, bf, tf, Aa, hw, tw, Ia, Wx c trng hỡnh hc ụ sn: Chiu rng ụ sn L, chiu cao bn BTCT hc, khong cỏch gia cỏc dm b c trng vt liu: Vt liu thộp Ea, fy, fsk, vt liu bờ tụng, cht liờn kt, ct mm vừng cho phộp [d] (theo quy phm) Chn ti trng s dng q (kN/m2) Bc 2: Tớnh toỏn v kim tra sn LH-TBT giai on thi cụng: Tớnh toỏn tm tụn nh cp pha giai on thi cụng: Tớnh toỏn ti trng tỏc dng lờn tụn Phõn tớch tng th, tớnh toỏn ni lc: M Sd+ , M Sd- , Vsd, Rsd, Tớnh toỏn tit din hiu qu i vi trng thỏi gii hn bin dng: Kim tra kh nng chu lc ca tụn: + Kim tra trờn gi biờn: Vsd < Vw.rd ; Rsd < Ra.rd + Kim tra gia nhp: + Ê M el+ Rd M Sd + Kim tra trờn gi trung gian: 2 v ổ M sd ổ M sd ổ Vsd ỗ ữ +ỗ ữ Ê 1x0,9 ố M Rd ứ ố Vw Rd ứ Footer Page 16 of 126 ổ Rsd ỗ ữ+ỗ M ố Rd ứ ố Ra Rd ữ Ê 1, 25 x0,9 ứ 15 Header Page 17 of 126 Kim tra vừng: d = k 5.GL Ê d = L max 384EIeff 250 Bc 3: Tớnh toỏn v kim tra sn LH-TBT giai on s dng: Xỏc nh ni lc tỏc dng bn: - Xỏc nh ti trng tỏc dng lờn sn - Tớnh toỏn ni lc: + M Sd , M Sd , Vv , Sdi , Vv , Sde Kim tra trng thỏi gii hn phỏ hoi: + Kim tra: + M Sd Ê M p+,Rd < M p-, Rd + Kim tra: M Sd - Tớnh toỏn bn chu ct theo phng ng: + Kim tra: Vv , Sde Ê Vv , Rd Tớnh toỏn vừng v kim tra theo SLS: - vừng ca sn liờn hp c tớnh tng vừng cỏc ti trng sau: + Ti trng di hn sau xõy dng G2: dG = k f 5G2 L4 5G2 L4 = 0,49 386 EI m 386 EI m + Ti trng s dng Q: d = 0,007 QL Q EI m + Kim tra vừng: d = k L 5.G2 L + dQ Ê dmax = 384E Im 250 Bc 4: Tớnh toỏn v kim tra dm thộp hỡnh giai on thi cụng: Kim tra trng thỏi gii hn phỏ hoi: - Xỏc nh ti trng tỏc dng lờn dm thộp thi cụng - Tớnh toỏn ni lc - Kim tra: M sd+ , + M sd+ Ê M apl , Rd Footer Page 17 of 126 16 Header Page 18 of 126 Kim tra vừng dm thộp: d = 5.g L Ê [d ] = L a 384.Ea I 250 Bc 5: Tớnh toỏn v kim tra dm LH-TBT giai on s dng: Kim tra trng thỏi gii hn phỏ hoi: - Xỏc nh ti trng tỏc dng lờn dm LH-TBT - Tớnh toỏn ni lc + - Kim tra: M sd M sd+ , Vsd Ê M pl+ ,Rd ; Vsd Ê Vpl , Rd Kim tra trng thỏi gii hn s dng: p.L4 L d= Ê [d ] = 384.Ea I 250 Bc 6: Tớnh toỏn liờn kt cho dm lm vic liờn hp hon ton: Xỏc nh sc bn chu ct tớnh toỏn ca cht liờn kt PRD Xỏc nh lc ct dc tỏc dng lờn mi chiu di ti hn Vlf Tớnh toỏn liờn kt cn thit k trờn chiu di ti hn l: N = Vlf f PRD Chn s lng liờn kt N N f Bc 7: Xột dm liờn hp tng tỏc khụng hon ton: Chn mc liờn kt N / N f ( N / N f 0,4 ) Tớnh toỏn mụ men bn suy gim ( red ) M +pl.Rd : ( red ) M +pl.Rd = M apl.Rd + ( N / N f ) ( M +pl.Rd - M apl.Rd ) Tớnh toỏn kh nng chu ct ca dm Vl ( red ) + Vpl , rd = Av ( f y / 3)g a = ằ 1,04hw tw ( f y / 3) / g a + Vl ( red ) = NxPRd = 0,4V pl ,rd Kim tra trng thỏi gii hn phỏ hoi: + Kim tra: Footer Page 18 of 126 ) M sd( red ) Ê M pl+ (.red Rd 17 Header Page 19 of 126 + Kim tra: Vsd Ê Vl Kim tra trng thỏi gii hn s dng - Tớnh toỏn vừng tng cng bin dng n hi v liờn kt khụng hon gõy ra: 5qL4 L2 d = d e + Dd = + b q( - ) 384 EI 8h a h L - Kim tra: d = d + Dd Ê [d ] = e 250 3.1.2 Lp chng trỡnh tớnh ( red ) T cỏc trỡnh t tớnh toỏn v kim tra, lp nờn chng trỡnh tớnh toỏn v kim tra h dm sn LH-TBT 3.2 KHO ST QUAN H GIA HOT TI VI T S KHONG CCH DM V CHIU DY SN LIấN HP (b/ht) ng vi mi hot ti q, vừng cho phộp[d], khong cỏch dm b, ta cú c ht v t s b/ht Ta lp bng v th quan h gia hot ti vi nhp bn v chiu dy bn bờ tụng nh sau: 3.2.1 Trng hp 1: Vi vừng cho phộp [d]=b/250 Bng 3.1: Cỏc i lng ng vi vừng cho phộp [d] =b/250 TT q (kN/ m2) [d] b hp hc ht =1/250 (cm) (cm) (cm) (cm) 1,5 250 2,0 0,96 240 3,0 0,96 240 4,0 0,94 235 5,0 0,94 235 6 6,0 0,92 230 7,0 0,9 225 7,5 0,9 225 Footer Page 19 of 126 11 T s Dm thộp b/ht hỡnh IPE (cm) 22,73 IPE 300 5,5 11,5 20,87 IPE 330 12 20,00 IPE 330 6,5 12,5 18,80 IPE 360 13 18,08 IPE 360 7,5 13,5 17,04 IPE 360 14 hd 16,07 IPE 360 8,5 14,5 15,52 IPE 400 41 Dm thộp hd hỡnh HE (cm) HE 260B 37 44,5 HE 260B 37,5 45 HE 260B 38 48,5 HE 280B 40,5 49 HE 280B 41 49,5 HE 300B 43,5 50 HE 300B 44 54,5 HE 300B 44,5 18 Header Page 20 of 126 7,5 (IPE400/HE300B) (IPE400/HE300B) (IPE360/HE300B) (IPE360/HE280B) (IPE360/HE280B) (IPE330/HE260B) (IPE330/HE260B) (IPE300/HE260B) 1,5 12 15,52 16,07 17,04 18,0818,8 20 20,87 22,73 Hỡnh 3.1: Biu quan h gia hot ti q v t s b/ht 3.2.2 Trng hp 2: Vi vừng cho phộp [d]=b/300 Bng 3.2: Cỏc i lng ng vi vừng cho phộp [d]=b/300 TT q [d] b (kN/ m2) =1/300 (cm) 1,5 7,5 0,83 0,80 0,80 0,78 0,78 0,77 0,75 0,75 250 240 240 235 235 230 225 225 7,5 hp hc ht T s Dm thộp hd Dm thộp hd (cm) (cm) (cm) b/ht hỡnh IPE (cm) hỡnh HE (cm) 6 6 6 6 5,5 6,5 7,5 8,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 22,73 20,87 20,00 18,80 18,08 17,04 16,07 15,52 IPE 330 IPE 330 IPE 360 IPE 360 IPE 400 IPE 400 IPE 400 IPE 400 44 44,5 48 48,5 53 53,5 54 54,5 HE 260B HE 260B HE 280B HE 280B HE 300B HE 300B HE 300B HE 300B (IPE400/HE300B) (IPE400/HE300B) (IPE400/HE300B) (IPE400/HE300B) (IPE360/HE280B) (IPE360/HE280B) (IPE330/HE260B) (IPE330/HE260B) 1,5 12 15,52 16,07 17,04 18,0818,8 20 20,87 22,73 Hỡnh 3.2: Biu quan h gia hot ti q v t s b/ht Footer Page 20 of 126 37 37,5 40 40,5 43 43,5 44 44,5 19 Header Page 21 of 126 3.2.3 Trng hp 3: Vi vừng cho phộp [d]=b/400 Bng 3.3: Cỏc i lng ng vi vừng cho phộp [d]=b/250 TT Q [d] b hp hc ht T s Dm thộp hd Dm thộp hd (KN/m ) =1/400 (cm) (cm) (cm) (cm) b/ht hỡnh IPE (cm) hỡnh HE (cm) 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 7,5 0,60 0,60 0,59 0,59 0,58 0,55 0,55 0,55 240 240 235 235 230 220 220 220 7,5 6 6 6 6 5,5 6,5 7,5 8,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 21,82 20,87 19,58 18,80 17,69 16,30 15,71 15,17 IPE 360 IPE 360 IPE 400 IPE 400 IPE 450 IPE 450 IPE 450 IPE 450 47 47,5 52 52,5 58 58,5 59 59,5 HE 280B HE 280B HE 300B HE 300B HE 320B HE 320B HE 320B HE 340B 39 39,5 42 42,5 45 45,5 46 48,5 (IPE450/HE340B) (IPE450/HE320B) (IPE450/HE320B) (IPE450/HE320B) (IPE400/HE300B) (IPE400/HE300B) (IPE360/HE280B) (IPE360/HE280B) 1,5 12 15,17 15,71 16,29 17,69 18,8019,58 20,9 21,82 Hỡnh 3.3: Biu quan h gia hot ti q v t s b/ht í ngha s dng biu : Ngi thit k dựng biu tra chiu dy sn, khong cỏch dm v loi dm thộp hỡnh ng vi mt hot ti yờu cu q, vừng cho phộp [d] ca sn liờn hp, tra biu ta cú c t s b/ht v loi dm thộp tng ng ng thi chiu cao kin trỳc tng v chiu cao thụng thy cho trc, ta cú chiu cao dm liờn hp ti a hdmax , nh vy ta chn c ht vi ht Ê hd max - , v tớnh c khong cỏch cỏc dm b thụng qua t s b/ht 3.3 CHN PHNG N HP Lí CHO H DM SN LH-TBT 3.3.1 t T chng trỡnh tớnh toỏn Excel ta chn s liu u vo: Chn Footer Page 21 of 126 20 Header Page 22 of 126 cựng hot ti s dng trờn sn, tỏc gi kho sỏt thay i chiu dy sn bờ tụng hc theo cỏc phng ỏn: Phng ỏn th nht vi hc nh hn t ú tớnh toỏn khong cỏch dm b; Phng ỏn th hai tng hc tng t cng tớnh c khong cỏch dm b, tớnh toỏn v so sỏnh phng ỏn no dựng trng lng thộp dm ớt hn m tha cỏc iu kin v cng , vừng v chiu cao kin trỳc tng 3.3.2 Gii quyt : Chn hot ti s dng trờn sn q = 5,0 (kN/m2), ta thay i chiu dy sn bờ tụng hc * Trng hp 1: Vi vừng cho phộp [d]=b/250, ta lp bng 3.4 Bng 3.4: ng vi vừng cho phộp [d]=b/250 [d] b hp hc q (kN/m ) =1/250 (cm) (cm) (cm) T PA1 PA2 5,0 5,0 0,96 0,94 240 235 6 ht T s Dm thộp hd (cm) b/ht hỡnh IPE (cm) 12 13 20,00 IPE 360 18,08 IPE 360 48 49 Nh vy vi chiu dy sn nh hn cho ta lng thộp dm ớt hn * Trng hp 2: Vi vừng cho phộp [d]=b/300, ta lp bng 3.5 Bng 3.5: ng vi vừng cho phộp [d]=b/300 TT q [d] b hp hc ht T s b/ht (kN/m2) =1/300 (cm) (cm) (cm) (cm) PA1 0,79 237 6 12 19,75 PA2 0,78 235 13 18,08 Dm thộp hỡnh IPE IPE 400 IPE 400 hd (cm) 52 53 Nh vy vi chiu dy sn nh hn cho ta lng thộp dm ớt hn * Trng hp 3: Vi vừng cho phộp [d]=b/400, ta lp bng 3.6 Bng 3.6: ng vi vừng cho phộp [d] =b/400 q [d] b hp hc ht T s Dm thộp (kN/m ) =1/400 (cm) (cm) (cm) (cm) b/ht hỡnh IPE PA1 5,0 0,5375 215 6 12 17,917 IPE 400 PA2 5,0 0,58 230 13 17,69 IPE 450 TT hd (cm) 52 58 Nh vy vi chiu dy sn nh hn cho ta trng lng thộp dm ụ sn cn xột ớt hn Footer Page 22 of 126 21 Header Page 23 of 126 3.4 KHO ST NH HNG CA TNG TC KHễNG HON TON TRONG LIấN KT N S LM VIC CA H DM SN LIấN HP THẫP Bấ TễNG S liu u bi: Ging vớ d chng Xột liờn kt gia bn bờ tụng v dm thộp hỡnh l liờn kt khụng hon ton Kho sỏt nh hng ca mc liờn kt gia dm thộp hỡnh vi bn bờ tụng n kh nng chu lc ca dm liờn hp: 3.4.1 Liờn kt khụng hon ton nh hng n kh nng chu mụ men ca dm - Mụ men bn suy gim: ( red ) M +pl.Rd = M apl.Rd + ( N / N f ) ( M +pl.Rd - M apl.Rd ) - Ta chn mc liờn kt ( N / N f ) : 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 - Vy gim mụ men bn DM : (red) DM =M+pl.Rd - M+pl.Rd =M+pl.Rd -[ Mapl.Rd + (N / Nf ) M+pl.Rd - Mapl.Rd ( )] DM = (1 - N / N f ) ( M +pl.Rd - M apl.Rd ) v c lp bng 3.7: Bng 3.7: Quan h gia mụ men bn vi mc liờn kt (N / N f ) 0,40 0,50 0,60 0,68 0,70 0,80 0,90 M 1,0 DM 13.404 11.170 8.936 7.149 6.702 + ( red ) pl.Rd 25.694 27.928 30.162 31.949 32.396 34.630 36.863 39.097 DM / M + pl.Rd (%) 13404 11170 34,28 28, 57 22,86 18,28 17,14 4.468 2.234 11,43 14000 12000 10000 8936 8000 7149 6702 6000 4486 4000 2234 2000 0,30 0,40 vùng không xét 0,50 0,60 0,68 0,70 0,80 0,90 1,00 vùng thỏa mãn cường độ Hỡnh 3.4: Biu quan h gia DM v t s N / N f Footer Page 23 of 126 5,71 0,0 22 Header Page 24 of 126 3.4.2 Liờn kt khụng hon ton nh hng n vừng ca dm Ta cú vừng tng cng bin dng n hi v liờn kt khụng hon ton gõy ra: 5qL4 L2 d = d e + Dd = + b q( - ) 384 EI 8h a h x 21,54 x9004 Trong ú: d = p.L = = 32,57 (mm) e 384.Ea I 384 x 210.000 x 26.906,21 L2 - ) ; 8h a h - Ta chn mc liờn kt ( N / N f ) : 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 v c lp c bng 3.8: Bng 3.8: Quan h gia vừng vi mc liờn kt bin thiờn ca vừng: Dd = b q ( (N / N f ) 0,40 0,50 0,60 0,68 0,70 0,80 0,90 1,0 Dd ( mm ) 4,857 4,225 3,685 3,413 3,329 2,964 2,721 2,467 d ( mm ) 37,42 36,79 36,25 35,98 35,90 35,53 35,29 35,03 10 xDd / L 53,96 46,95 40,95 37,92 36,99 32,93 30,24 27,41 Dd / d (%) 14,91 12,97 11,32 10,48 10,22 9,10 8,36 7,58 -5 V biu quan h bin thiờn vừng v mc liờn kt 60,0 Dd (1 - ) l 53,96 50,0 46,95 40,95 40,0 37,92 36,99 32,93 30,24 30,0 27,41 20,0 0,20 0,30 vùng không xét 0,40 0,50 0,60 0,68 0,70 vùng không thỏa mãn Hỡnh 3.5: Biu quan h gia Footer Page 24 of 126 0,80 0,90 1,00 vùng thỏa mản N Dd v t s Nf L Header Page 25 of 126 23 NHN XẫT CHNG Chng ó thit lp chng trỡnh tớnh toỏn v kim tra sn liờn hp, dm liờn hp, t ú kho sỏt nh hng thụng s hỡnh hc, hot ti n kh nng chu lc ca h dm sn Thit lp c cỏc biu quan h gia t s b/ht vi hot ti ca sn ng vi mi vừng cho phộp Qua biu ny, vic khng ch vừng, chiu cao dm liờn hp v hot ti s dng, ta cú quan h gia chiu dy sn, khong cỏch dm v chiu cao dm thộp, vi chiu dy sn hc hp lý, thỡ cho ta trng lng dm thộp ụ sn nh nht KT LUN V KIN NGH ỏnh giỏ chung - Lm rừ s lm vic v phng phỏp tớnh toỏn h dm sn LHTBT cú xột n nh hng ca liờn kt khụng hon ton gia bn BT v dm thộp hỡnh p dng v thc hin c cỏc vớ d minh bng s, cỏch tớnh toỏn h dm sn LH-TBT theo EC4 - Nghiờn cu v kho sỏt c quan h gia cỏc thụng s tớnh toỏn ti trng, b dy sn v khong cỏch dm theo cỏc c trng hỡnh hc v c hc la chn lm c s la chn kớch thc hp lý cho h dm sn LH-TBT - Kho sỏt c nh hng ca liờn kt tng tỏc khụng hon ton n kh nng chu ti trng v vừng ca h dm sn LH-TBT Kt lun - ng vi mt vừng cho trc, lun ó thit lp c biu quan h gia ti trng trờn sn (q) v t s (b/ht) gia khong cỏch dm ph (b) trờn b dy ca bn sn (ht) Vi mi s hiu thộp hỡnh ca dm ph ó chn ta thy: Ti trng (q) cng ln thỡ t s (b/ht) cng gim, cú ngha l cn chn b dy sn ln v khong cỏch dm nh tha iu kin v cng v vừng Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 - Lun ó thit lp c cỏc biu (b/ht q) lm cụng c tr giỳp vic thit k s b la chn c khong cỏch dm ph theo b dy sn v s hiu dm thộp hỡnh, tha cỏc iu kin thit k v cng v vừng ca h dm sn LH-TBT m chiu cao dm c khng ch theo yờu cu kin trỳc - So sỏnh cỏc phng ỏn cho thy: Vi cựng mt ti trng v vừng cho phộp, phng ỏn cú b dy sn mng hn s cú trng lng dm thộp ớt hn - i vi liờn kt cht hn h dm sn LH-TBT, mc tng tỏc khụng hon ton ca liờn kt nh hng quyt nh n vừng nhiu hn so vi nh hng n mụ men bn ca dm liờn hp Trong phm vi kho sỏt, mc tng tỏc khụng hon ton (N/Nf) phi ln hn 68% mi tha iu kin vừng, nh vy l phự hp vi quy phm (quy nh mc liờn kt ti thiu phi ln hn 40%) Kin ngh: - Khi thit k la chn thụng s ca h dm sn LH-TBT, cn la chn phng ỏn b trớ s lng dm ph, gim khong cỏch dm ph, gim b dy sn s chn c s hiu thộp hỡnh ca dm ph nh hn v t c trng lng thộp ca ton h l ớt nht - Khi thit k h dm sn LH-TBT cú k n tng tỏc khụng hon ton gia bn BT v dm thộp hỡnh cn kim tra m bo b trớ s lng liờn kt (N/Nf) h dm sn LH-TBT tha cỏc iu kin v cng v vừng (EC quy nh ti thiu ln hn 40%) Hng phỏt trin ca lun vn: - Kho sỏt nh hng ca tng tỏc khụng hon ton n s lm vic ca h dm sn LH-TBT giai on thi cụng - Kho sỏt nh hng ca tng tỏc khụng hon ton h dm sn i vi cỏc hỡnh thc liờn kt khỏc ng thi cn xột n s tng tỏc khụng hon ton gia tm tụn hỡnh v bn BT Footer Page 26 of 126 ... 17, 04 IPE 360 14 hd 16,07 IPE 360 8,5 14, 5 15,52 IPE 40 0 41 Dm thộp hd hỡnh HE (cm) HE 260B 37 44 ,5 HE 260B 37,5 45 HE 260B 38 48 ,5 HE 280B 40 ,5 49 HE 280B 41 49 ,5 HE 300B 43 ,5 50 HE 300B 44 54, 5... 18,08 17, 04 16,07 15,52 IPE 330 IPE 330 IPE 360 IPE 360 IPE 40 0 IPE 40 0 IPE 40 0 IPE 40 0 44 44 ,5 48 48 ,5 53 53,5 54 54, 5 HE 260B HE 260B HE 280B HE 280B HE 300B HE 300B HE 300B HE 300B (IPE400/HE300B)... HE 300B HE 320B HE 320B HE 320B HE 340 B 39 39,5 42 42 ,5 45 45 ,5 46 48 ,5 (IPE450/HE 340 B) (IPE450/HE320B) (IPE450/HE320B) (IPE450/HE320B) (IPE400/HE300B) (IPE400/HE300B) (IPE360/HE280B) (IPE360/HE280B)