6. Những quy định cụ thể cho kết cấu thép
6.8. Thiết kế và các quy định cấu tạo cho khung có hệ giằng lệch tâm
6.8.2 Các đoạn nối kháng chấn
(1) Bản bụng của đoạn nối kháng chấn phải là bản đơn mà không được gia cường bằng bản ốp ở hai bên và không có lỗ hay bị xuyên thủng.
(2) Các đoạn nối kháng chấn đ−ợc phân làm 3 loại theo cơ chế phát triển dẻo:
- Đoạn nối kháng chấn ngắn, là đoạn nối kháng chấn tiêu tán năng l−ợng chủ yếu bằng chảy dẻo do cắt;
- Đoạn nối kháng chấn dài, là đoạn nối kháng chấn tiêu tán năng l−ợng chủ yếu bằng chảy dẻo chịu uốn;
- Đoạn nối kháng chấn trung bình, là đoạn nối kháng chấn tiêu tán năng l−ợng mà cơ chế dẻo liên quan đến cả mômen uốn và lực cắt.
(3) Đối với tiết diện chữ I, các thông số sau đây đ−ợc sử dụng để xác định khả năng chịu lực thiết kế và các giới hạn của phân loại:
Mp,link = fy.b.tf.(d - tf) (6.13)
) .(
.
3 w f
y link
p, f t d t
V = −
(6.14)
Hình 6.13: Các ký hiệu đối với tiết diện nối chữ I
(4) Nếu NEd/Npl,Rd ≤ 0,15, khả năng chịu lực thiết kế của đoạn nối kháng chấn phải thoả mãn cả 2
điều kiện sau ở hai đầu:
VEd ≤ Vp,link (6.15)
MEd ≤ Mp,link (6.16)
trong đó:
NEd, MEd, VEd các hệ quả tác động, lần l−ợt là lực dọc, mômen uốn và lực cắt tại hai đầu
đoạn nối kháng chấn.
(5) Nếu NEd/NRd > 0,15, phải thoả mãn (6.15) và (6.16) với các giá trị Vp,link , Mp,link đ−ợc thay bằng giá trị triết giảm Vp,link,r , Mp,link,r . Trong đó Vp,link,r , Mp,link,r đ−ợc xác định nh− sau:
5 , 2 0
,
1 ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
−⎛
=
Rd pl
Ed link
p, r link,
p, N
V N V
(6.17)
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
−⎛
=
Rd pl
Ed link
p, r link,
p, N
M N M
,
1
(6.18) (6) Nếu NEd/NRd ≥ 0,15, chiều dài đoạn nối kháng chấn e phải thỏa mãn:
e ≤ 1,6 Mp,link /Vp,link (6.19)
khi
( )
3 , 2 <0
= −
A V
t d t R N
Ed f w
Ed
,
trong đó:
A diện tích tiết diện nguyên của đoạn nối kháng chấn.
hoặc
( )
link p
link p
V R M e
,
6 ,
, 5 1 , 0 15 ,
1 −
≤
(6.20) khi R ≥ 0,3.
(7) Để đạt đ−ợc ứng xử tiêu tán năng l−ợng tổng thể của kết cấu, cần kiểm tra các giá trị Ωi (định nghĩa trong 6.8.3(1)) không đ−ợc sai khác quá 25% so với giá trị Ω nhỏ nhất.
(8) Trong những tr−ờng hợp mà mômen ở hai đầu đoạn nối kháng chấn bằng nhau (xem Hình 6.14a), đoạn nối kháng chấn có thể đ−ợc phân loại theo chiều dài e. Đối với tiết diện chữ I
đ−ợc phân loại nh− sau:
- đoạn nối kháng chấn ngắn: e < es = 1,6 Mp,link / Vp,link (6.21) - đoạn nối kháng chấn dài: e > eL = 3,0 Mp,link / Vp,link (6.22) - đoạn nối kháng chấn trung bình: es < e < eL (6.23)
(9) Khi thiết kế chỉ có 1 khớp dẻo có khả năng hình thành tại 1 đầu của đoạn nối kháng chấn (xem Hình 6.14b), giá trị của chiều dài e cho từng loại đoạn nối kháng chấn. Đối với tiết diện chữ I đ−ợcphân loại nh− sau:
- đoạn nối kháng chấn ngắn: e < es = 0,8 (1+α) Mp,link / Vp,link (6.24) - đoạn nối kháng chấn dài: e > eL = 1,5 (1+α) Mp,link / Vp,link (6.25) - đoạn nối kháng chấn trung bình: es < e < eL (6.26)
trong đó: α là tỷ số giữa mômen uốn nhỏ hơn MEd,A tại 1 đầu của đoạn nối kháng chấn và mômen uốn lớn hơn MEd,B tại 1 đầu có khả năng hình thành khớp dẻo, cả 2 giá trị mômen này
đều lấy giá trị tuyệt đối.
Hình 6.14: a) đoạn nối kháng chấn có momen ở hai đầu bằng nhau; b) đoạn nối kháng chấn có momen ở hai đầu khác nhau
(10) Góc xoay θp giữa đoạn nối kháng chấn và các cấu kiện khác (xem 6.6.4(3)) cần phù hợp với biến dạng tổng thể. Độ lớn của góc xoay này không đ−ợc v−ợt quá các giá trị sau:
- đoạn nối kháng chấn ngắn: θp = θpR = 0,08 radian (6.27) - đoạn nối kháng chấn dài: θp = θpR = 0,02 radian (6.28)
- đoạn nối kháng chấn trung bình: θp = θpR = giá trị đ−ợc nội suy tuyến tính giữa hai giá trị
trên (6.29)
(11) S−ờn gia c−ờng bản bụng phải bố trí cả 2 mặt bản bụng của đoạn nối kháng chấn tại 2 đầu thanh giằng chéo của đoạn nối kháng chấn. Các s−ờn gia c−ờng liên kết với bản bụng phải
có chiều rộng không nhỏ hơn (bf – 2tw) và chiều dày không nhỏ hơn 0,75tw và nhỏ nhất phải bằng 10 mm.
(12) Các đoạn nối kháng chấn ngắn cần có các s−ờn gia c−ờng trung gian của bản bụng nh− sau:
a) Đoạn nối kháng chấn cần có các sườn gia cường trung gian của bản bụng đặt cách nhau không quá (30tw – d/5) khi góc xoay của cấu kiện nối là 0,08 radian hoặc (52tw – d/5) khi góc xoay của cấu kiện là 0,02 radian hoặc nhỏ hơn. Với các giá trị giữa 0,08 radian và 0,02 radian th× néi suy tuyÕn tÝnh;
b) Đoạn nối kháng chấn dài cần có 1 sườn gia cường trung gian của bản bụng đặt với khoảng cách bằng 1,5 lần b, tính từ mỗi đầu của đoạn nối kháng chấn nơi có thể hình thành khớp dẻo;
c) Đoạn nối kháng chấn trung bình cần có các s−ờn gia c−ờng trung gian của bản bụng thoả
mãn các yêu cầu trong mục a) và b) ở trên;
d) Không cần sử dụng s−ờn gia c−ờng trung gian của bản bụng trong các đoạn nối kháng chấn có chiều dài lớn hơn 5Mp/Vp;
e) S−ờn gia c−ờng trung gian của bản bụng cần có chiều dài bằng chiều cao bản bụng. Đối với các đoạn nối kháng chấn có chiều cao tiết diện d−ới 600mm chỉ cần s−ờn gia c−ờng một phía bản bụng của đoạn nối kháng chấn. Chiều dày s−ờn gia c−ờng này không đ−ợc nhỏ hơn tw
và nhỏ nhất phải bằng 10mm và chiều rộng không đ−ợc nhỏ hơn (b/2) - tw. Đối với các đoạn nối kháng chấn có chiều cao tiết diện từ 600 mm trở lên, cần dùng s−ờn gia c−ờng nh− trên cho cả 2 mặt bản bụng.
(13) Đ−ờng hàn góc liên kết s−ờn gia c−ờng với bản bụng của đoạn nối kháng chấn phải có cường độ đủ lớn để chịu được một lực bằng γovfyAst, trong đó Ast là diện tích tiết diện sườn gia cường. Cường độ thiết kế của đường hàn góc nối sườn gia cường với bản cánh phải đủ chịu
đ−ợc lực γovAstfy/4.
(14) Các gối đỡ bên phải có ở cả cánh trên và cánh dưới ở hai đầu của đoạn nối kháng chấn. Các gối đỡ bên ở hai đầu đoạn nối kháng chấn phải có khả năng chịu lực dọc trục thiết kế đủ lớn
để tiếp nhận lực bằng 6% khả năng chịu lực dọc trục danh nghĩa của bản cánh, bằng fybtf. (15) Trong các dầm có đoạn nối kháng chấn, khả năng chịu mất ổn định do cắt của ô bản bụng
bên ngoài của đoạn nối kháng chấn cần đ−ợc kiểm tra theo ch−ơng 5 của EN1993-1-5:2004.