– Có tính dẻo tốt hơn BTCT vì sự làm việc gần như đồng thời vỏ thép và lõi bê tông nên khả năng kháng chấn của công trình tốt hơn BTCT. – Khắc khục được tính dòn lớn của bê tông cường độ cao do bê tông bị gò chặt trong ống thép. – Có khả năng chịu mài mòn ở vỏ thép và va đập tốt hơn. Trị số biến dạng co ngót theo chiều dọc của mẫu cách ly là rất nhỏ. – Trong kết cấu không có cốt thép dọc hay cốt thép đai, do đó quá trình thi công thuận tiện hơn và độ chặt sít bê tông đảm bảo hơn. – Việc duy tu bảo dưỡng đơn giản vì nếu hỏng lớp sơn chống rỉ mặt ngoài vỏ thép thì chỉ cần sơn bảo vệ lại. Do vậy đảm bảo tính bền vững không bị xâm thực phá hoại trực tiếp như kết cấu bê tông cốt thép thuần tuý.
Trường đh kiến trúc tp.hcm khoa xây dựng BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN KẾT CẤU THÉP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ KẾT CẤU ỐNG THÉP NHỒI BÊTÔNG GVHD: Thầy Trần Văn Phúc Nhóm thực hiện: Nhóm Nội dung trình bày: Giới thiệu chung về kết cấu ống thép nhồi bê tông Trạng thái học – tính chất liên kết của bêtông và thép Trạng thái ứng suất của cột ống thép nhồi bêtông Lý thuyết tính toán CHƯƠNG Giới thiệu chung về kết cấu ống thép nhồi bê tông 1.1 Khái niệm: [?] Kết cấu ống thép nhồi bê tông là gì ? Kết cấu ống thép nhồi bê tông (CFST-Concrete-Filled Teel Tube) là một hệ thống các cấu kiện chịu lực chính là các ống thép được nhồi đặc bằng bêtông cường độ cao hoặc trung bình Lợi điểm của loại kết cấu CFST: Lợi điểm của loại kết cấu CFST: - Độ bền của lõi bê tông tăng lên khoảng lần - Bê tông không bị co ngót mà trương nở - Khả chống ăn mòn tốt - Khả chống cháy vượt trội - Khả kháng chấn tuyệt vời - Tiết kiệm được khối lượng cấu kiện thép - Xây dựng thuận tiện, thời gian thi công được rút ngắn đáng kể Hạn chế của kết cấu CFST: Chỉ làm việc hiệu quả chịu nén Tiết kiệm một khối lượng đơn vị thép tương đối lớn giá thành một đơn vị thép lại rất cao Cần có độ chính xác thi công Đòi hỏi các thiết bị kỹ thuật tiên tiến, trình độ chuyên môn cao 1.2 Đặc điểm chịu lực của kết cấu CFST CFST chỉ làm việc hiệu quả chịu nén Nên sử dụng cho cấu kiện chịu nén Diện tích bề mặt ngoài: CFST < S Chi phí sơn phủ và bảo dưỡng ít Kết cấu hình trụ tròn Cải thiện được tính chất khí động học và tính ổn định Độ cứng chống xoắn cao nhiều so với mặt cắt hở CFST không cần sơn phủ, mạ kim loại hoặc bịt kín mặt của ống Khối lượng kết cấu: Vận chuyển, lắp ráp dễ dàng CFST < RC Không cần ván khuôn, giá vòm, đai kẹp, các chi tiết đặt sẵn Kinh tế Có sức chịu tải tốt hơn, ít hư hỏng va đập Sản xuất sẵn, nên có độ chính xác cao Thỏa mãn các điều kiện lắp dựng và khai thác 1.2 Đặc điểm chịu lực của kết cấu ống thép nhồi bê tông Sử dụng các sơ đồ kết cấu truyền thống của công trình có cấu kiện chịu nén Lập phương trình chịu lực: Lập các sơ đồ kết cấu mới mà đó tải trọng tính toán chủ yếu thép nhồi bê tông chịu ( Áp dụng theo nguyên lý cụ thể) Nguyên lý tập chung vật liệu Nguyên lý đơn giản hóa hình dạng kết cấu Nguyên lý về sự kết hợp chức I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phương pháp tính toán: Phương pháp tổng quát + Ảnh hưởng đến sự làm việc phi tuyến và sự chế tạo không chính xác + Tiết diện thay đổi và không đối xứng + Phương pháp số Phương pháp đơn giản + Sử dụng đường cong uốn dọc + Kể đến sự chế tạo không chính xác + Tiết diện không đổi và có hai trục đối xứng I CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIẢ THIẾT + Tương tác giữa thép và bêtông là hoàn toàn cho đến cột bị phá hoại + Sự chế tạo không chính xác về hình học và kết cấu được kể đến tính toán + Tiết diện ngang phẳng cột bị biến dạng I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Điều kiện ổn định cục bộ của tiết diện thép: I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1 Khả chịu nén dọc trục của tiết diện cột thay vì 0,85 cho riêng cột ống thép nhồi bêtông có xét đến hiệu ứng chống nở hông (confinement) của vỏ thép đối với bêtông bên Kể đến thép thanh: I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.2 Khả chịu nén lệch tâm phẳng của tiết diện cột Được xác định theo đường cong tương tác M-N I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.2 Khả chịu nén lệch tâm phẳng của tiết diện cột Được xác định theo đường cong tương tác M-N I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.2 Khả chịu nén lệch tâm xiên của tiết diện cột I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.2 Khả chịu nén lệch tâm xiên của tiết diện cột Hệ số 0,9 kể đến các yếu tố sau: + Đường cong bền M-N được xác định coi tiết diện chảy dẻo hoàn toàn dưới tác dụng của N và M Điều này không phù hợp hoàn toàn với thực tế + Mômen được xác định coi tiết diện không bị nứt, thực tế mômen đủ lớn cột xuất hiện vết nứt, ảnh hưởng đến độ cứng của nó II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Các điều kiện áp dụng công thức xác định khả chịu nén của cột: + Cột có tiết diện không đổi và có hai trục đối xứng + Tỉ lệ lượng thép: + Việc kiểm tra khả chịu lực của tiết diện dựa điều kiện bền II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Phương trình bản: Biểu đồ tương tác thể hiện khả chịu lực của tiết diện được tính toán theo trạng thái phá hoại dẻo của tiết diện, đó thép và bêtông cùng đạt cường độ tính toán Các phương trình cân bằng bản được sử dụng tương ứng với mặt cắt đặc trưng của cấu kiện liên hợp II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Khả chịu ́n: Khả chịu lực dọc trục: II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Khả chịu lực dọc và mômen của tiết diện có thể được xác định từ các vị trí khác của trục trung hòa Ứng với mỗi vị trí của trục trung hòa tương ứng với một điểm nằm đường biểu diễn của biểu đồ tương tác + Trường hợp 1: Toàn bộ tiết diện chịu ứng suất nén () + Trường hợp 2: Một phần thép chịu kéo () + Trường hợp 3: Một phần bêtông chịu kéo () + Trường hợp 4: Hơn một nửa bêtông chịu kéo () II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Việc thiết lập biểu đồ tương tác không thứ nguyên dựa tỷ số : đối với tiết diện hình tròn đối với tiết diện hình vuông Đối với tiết diện hình chữ nhật, đặc trưng cho hình dạng tiết diện ta có: Đối với tiết diện hình tròn: II PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Họ biểu đờ khơng thứ ngun tương ứng với tiết diện hình vuông được Ermiyas Ketema xây dựng III VÍ DỤ TÍNH TOÁN Ví dụ 1: Thiết kế tiết diện cột vuông chịu nén lệch tâm phẳng Bêtông: C30/70; Thép: S235H Lực dọc tính toán và mômen thiết kế: Yêu cầu: Thiết kế tiết diện và bề dày thép; Kiểm tra khả chịu lực của tiết diện ... đặc bằng bêtông cường độ cao hoặc trung bình Lợi điểm của loại kết cấu CFST: Lợi điểm của loại kết cấu CFST: - Độ bê n của lõi bê tông tăng lên khoảng lần - Bê tông không... Vật liệu của kết cấu ống thép nhời bê tơng: Bê tơng Ớng thép nhời bê tông Thép 1.4 Vật liệu của kết cấu ống thép nhồi bê tông: 1.4.1 Bê tông Tùy thuộc vào Hợp đồng của... ống, khung ngoài là ống thép nhồi bê tông, cột BTCT làm khung ống bên CHƯƠNG TRẠNG THÁI CƠ HỌC – TÍNH CHẤT LIÊN KẾT CỦA BÊTÔNG VÀ THÉP BÊTÔNG Trạng thái học Khả chịu nén