III. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
3. Lý thuyết tính toán dầm liên hợp có bụng rỗng theo tiêu chuẩn châu Âu
tiêu chuẩn châu Âu
a. Các giả thiết tính toán
Sự phân bố của nội lực xung quanh một lỗ mở bản bụng rất phức tạp và vì thế cần phải đưa ra các giả thiết để đơn giản hóa việc tính toán. Cụ thể như sau:
- Lực cắt tại lỗ mở được lấy tại phía lực cắt lớn hơn. - Lực kéo trong tiết diện chữ T dưới được lấy từ tác dụng của momen tại tim của lỗ mở. Điều đó đảm bảo cho toàn bộ các trường hợp thiết kế.
- Để đảm bảo sự tương thích trong tính toán của lực kéo trong tiết diện chữ T dưới, lực nén trong bản sàn được lấy dựa trên số lượng các chốt liên kết được đặt trên đường tim của lỗ mở.
- Khả năng chịu uốn của tiết diện chữ T phụ thuộc vào phân loại tiết diện.
- Lực cắt tác dụng lên lỗ mở do tiết diện chữ T trên và bản sàn bê tông chịu
- Khả năng chịu uốn Vierendeel do tác động liên hợp cục bộ bị giảm đi nếu tồn tại lực kéo trong các chốt liên kết.
b. Bề rộng hiệu quả của sàn tham gia làm việc cùng với dầm
Bề rộng hiệu quả của sàn beff được xác định trong BS EN 1994-1-1, mục 5.4.1.2
- Bề rộng hiệu quả tại giữa nhịp
Theo mục 5.4.1.2, bề rộng hiệu quả của sàn tại giữa nhịp bằng:
= +∑
eff 0 ei
b b b
Trong đó:
bei: Là bề rộng hiệu quả của sàn trên hai phía của dầm = Le/8
b0: Là khoảng cách giữa tâm của các chốt liên kết Le: Là nhịp hiệu quả, nếu là dầm đơn giản thì nhịp của nó là L
- Bề rộng hiệu quả tại vị trí lỗ mở
Bề rộng hiệu quả của sàn tại lỗ mở có cách gối tựa một khoảng x bằng: = + eff e b 3L 16 x 4 Khi x L 4≤ e = eff e b L 4 Khi x L 4> e
c. Phân loại tiết diện
Có 4 loại tiết diện như sau:
- Loại 1: Tiết diện có khả năng phát triển momen bền dẻo với khả năng xoay đủ để hình thành khớp dẻo.
- Loại 2: Tiết diện cũng có khả năng phát triển momen bền dẻo, nhưng với khả năng xoay hạn chế.
- Loại 3 hoặc 4: Khi hiện tượng mất ổn định cục bộ trong vùng chịu nén của dầm thép, ứng suất của những thớ chịu tải lớn không thể vượt quá giới hạn đàn hồi tính toán fy γa
d. Tính toán dầm liên hợp theo trạng thái giới hạn bền
- Khả năng chịu uốn tại lỗ mở
Khi xác đinh khả năng chịu uốn dẻo tại tâm lỗ mở, trạng thái cân bằng có 3 khả năng xảy ra: Trục trung hòa nằm trong bản sàn và trục trung hòa nằm trong bản cánh chữ T trên, trục trung hòa nằm trong bản bụng
- Trường hợp 1: Nc,Rd>NbT,Rd (Trục trung hòa nằm trong sàn)
Khả năng chịu kéo của tiết diện chữ T: = γ bT y bT,Rd M0 A f N Trong đó:
AbT Là diện tích mặt cắt tiết diện chữ T dưới fy Là giới hạn chảy của thép
Momen bền dẻo được tính bằng:
o,Rd bT,Rd s t c tT,Rd t s c M N (h h z 0.5z ) N (z h 0.5z ) = + − − + + − Trong đó:
NtT,Rd Khả năng chịu lực của tiết diện chữ T trên =AbTfy/ γa
hs Tổng chiều cao sàn h Là chiều cao của dầm thép
zt Là chiều cao của tâm chữ T trên tính từ cạnh ngoài của bản cánh
zc Là khoảng cách từ mặt sàn bê tông tới trục trung hòa: = c,Rd ≤ c c cd eff,o N z h 0.85f b
Hình 1. Dầm được gia công dạng cắt lượn sóng dọc bản bụng rồi hàn lại
- Trường hợp 2: < c,Rd bT,Rd