Chương 4 Dầm liên hợp

11 KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG Chương 4 DẦM LIÊN HỢP  KIỂM TRA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1  TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2  LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP  CỐT THÉP ĐAI  VÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾT 2 NỘI DUNG Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 2• Trạng thái giới hạn cực hạn (Ultimate Limit State - ULS)  Khả năng chịu mômen  Liên kết chịu cắt  Lực cắt ngang • Trạng thái giới hạn sử dụng (Serviceability Limit State - SLS)  Độ võng  Nứt trong BT THIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢP 3 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Điều kiện an toàn Chiều rộng tham gia làm việc của tấm sàn Phân loại tiết diện ngang Khả năng chịu mômen Độ bền tiết diện khi chịu lực cắt và mômen Phương pháp phân tích sự phân bố nội lực trong dầm liên tục Sức bền chống oằn 4 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 3KIỂM TRA THEO TTGH 1 Điều kiện an toàn Sd - giá trị tính toán của các tác động Rd - sức bền tính toán của tiết diện a = 1 hoặc 1,1 c = 1,5; s = 1,15 ap = 1,1 dd RS           ap yp s ys c ck a y dd ffff RR  ,,, 5 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Chiều rộng tham gia làm việc của tấm sàn  Khi chịu uốn, một phần tấm đan tham gia chịu lực  tiết diện chữ T  ứng suất pháp phân bố đều trong beff  Bề rộng hữu hiệu beff = be1 + be2  Dầm đơn giản bei = min(Lo/8,bi) Lo - nhịp dầm 6 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 4KIỂM TRA THEO TTGH 1  Dầm liên tục 7 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân loại tiết diện ngang • Loại 1:  Khả năng phát triển đầy đủ mômen bền dẻo Mpl.Rd  Đủ khả năng xoay khi hình thành khớp dẻo • Loại 2:  Khả năng phát triển đầy đủ mômen bền dẻo Mpl.Rd  Khả năng xoay hạn chế • Loại 3, 4:  Không có khả năng phát triển đầy đủ mômen bền dẻo Mpl.Rd do mất ổn định cục bộ 8 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 59 yf 2N/mm 235  c t c t rolled welded c / t KIỂM TRA THEO TTGH 1 Loại tiết diện Loại dầm Bụng dầm không bọc BT Bụng dầm bọc BT 1 Thép cán Tổ hợp hàn 9 9 10 9 2 Thép cán Tổ hợp hàn 11 10 15 14 3 Thép cán Tổ hợp hàn 14 14 21 20 Giới hạn độ mảnh của bản cánh dầm chịu nén đều 10 yf 2N/mm 235  rolled welded d / tt t rolled welded d / t KIỂM TRA THEO TTGH 1 Loại tiết diện Dầm chịu uốn Dầm chịu nén đều 1 72 33 2 83 38 3 124 42 Giới hạn độ mảnh của bản bụng dầm chịu uốn thuần túy hoặc nén đều Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 6KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân loại tiết diện được xác định theo loại thành phần kém nhất VD: bản bụng loại 1 và bản cánh loại 2  tiết diện loại 2  Đặc biệt: bản cánh nén loại 2 và bản bụng loại 3, tiết diện xem như loại 2 nếu: – Tiết diện tương tự, bản bụng được bọc BT – Chiều cao hữu hiệu của bản bụng, bản bụng không bọc BT b eff hc hp tw d 20t w 20t w 11 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2 • Khả năng chịu uốn dựa trên phân tích dẻo • Giả thiết:  Liên kết hoàn toàn giữa tấm sàn và dầm thép trong nhịp  Tất cả các thớ của dầm thép hóa dẻo khi kéo, nén  Ứng suất nén của BT phân bố đều = 0.85fck/c  Bỏ qua BT chịu kéo  Cốt thép sàn chịu kéo hóa dẻo = fsk/s  Bỏ qua khả năng chịu nén của cốt thép sàn và tấm tôn 12 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 7KIỂM TRA THEO TTGH 1 Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2 Tiết diện chịu mômen dương • Bỏ qua BT trong sườn của sàn • Chiều cao lớn nhất vùng BT chịu nén của sàn là hc • Dùng cho sàn đặc khi cho hp = 0 13 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BT (compression) cf (tension) h h h 0,85 f ck /  c N F N pla a z P.N.A. h a / 2 h a / 2 f /  y a b eff + c p a 14 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 8KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BT Npla = Aafy/a Ncf = hcb + eff(0,85fck/ c) PNA nằm trong bề dày hc nếu Ncf > Npla Vị trí PNA: z = Npla/ (b + eff 0,85fck/ c) < hc Môment bền: M+plRd = Npla (0,5ha + hc + hp – 0,5z) 15 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm t f b f pla1 N (tension) (compression) pla2 N N cf 16 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 9KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm Ncf hc + hp PNA nằm trong cánh dầm: Npla - Ncf < 2bf tf fy/a Ncf + Npla1 - Npla2 = 0 và Npla = Npla1 + Npla2 Ncf + 2Npla1 - (Npla2 + Npla1) = 0 Npla1 = 0,5(Npla – Ncf) hoặc Npla = Ncf + 2Npla1 Npla1 = b1 (z - hc - hp)fy/a  Npla = Ncf + 2b1 (z - hc - hp).fy/a M+pl.Rd = Npla(0,5ha + 0,5hc + hp) – 0,5(Npla - Ncf)(z + hp) 17 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm w (tension) P.N.A. N N N cf pla2 pla1 t w 18 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 10 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm Ncf > Npla và Npla - Ncf > 2bf tf fy/a zw = Ncf/(2tw fy/a) Mômen bền: M+pl.Rd = Mapl.Rd + Ncf(0,5ha + 0,5hc + hp) – 0,5 Ncf zw 19 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Tiết diện chịu mômen âm • Tính với bề rộng hiệu quả beff • BT bị nứt trên toàn bộ bề dày tấm đan 20 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 11 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 1: PNA nằm trong cánh dầm thép )5,0)(()5,0(. sfsasaaRdpl hzFFhhFM   sskss fAF  / f t f b f hs tension compression P.N.A. sa FF  ayffsa ftbFF /2 ayffsa fzbFF  /2 21 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Trường hợp 2: PNA nằm trong bản bụng dầm thép f sk /  s F s P.N.A. f / y af /y a beff tension hc hp ha Fa Fatw zw h /2a 2 . . (0,5 ) / 4pl Rd apl Rd s a s s a w yM M F h h F t f      yw sa w ft F z 2   sskss fAF  / 22 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 12 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Độ bền tiết diện khi chịu lực cắt và mômen • Giả thiết lực cắt do bản bụng dầm chịu • Điều kiện bền Av - diện tích bản bụng, với dầm thép cán • Khi bản bụng có sườn đứng bố trí cách nhau 1 khoảng a • Ứng suất tiếp tới hạn a y vRdplSd f AVV  3 .    fwffav trttbAA 22    2 2 2 112         d tE k wacr     23 KIỂM TRA THEO TTGH 1 , a/d ≤ 1 , a/d > 1 a - khoảng cách sườn đứng d - chiều cao bản bụng • Điều kiện ổn định:  Khi dầm không có sườn đứng Khi dầm thép được bọc BT phần bụng           2 2 /434,5 //34,54 da da k ktd w 30/ 3/ycr f 69/ wtd 124/ wtd 24 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 13 25 V Sd C B A V pl.Rd V pl.Rd0,5 M f.Rd _ M Rd _ M V.Rd _ Lực cắt nhỏ  khả năng chịu mômen không giảm Mômen âm nhỏ  khả năng chịu cắt không giảm Lực cắt và mômen lớn  biểu thức tương tác                   2 . ... 1 2 1)( Rdpl Sd RdfRdRdfRdv V V MMMM Khả năng chịu mô men của các bản cánh (bản cánh dầm thép và bản BT) KIỂM TRA THEO TTGH 1 Tại gối tựa trung gian dầm liên tục KIỂM TRA THEO TTGH 1 Sự phân bố nội lực trong dầm liên tục • Phân tích cứng-dẻo (đàn-dẻo): cho phép hình thành khớp dẻo gây phá hoại dầm • Phân tích đàn hồi: tính theo không nứt hoặc hình thành vết nứt 26 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 14 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân tích cứng-dẻo (đàn-dẻo) • Quy định kể đến việc phát triển các vùng dẻo thực tế:  Tiết diện hình thành khớp dẻo: loại 1  Tiết diện khác: loại 1 hoặc 2 • Quy định chiều dài nhịp: 1L < L 2 L 2 L - L < 0,50 L2 1 1 L < 1,15 L 21 L2L1 27 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân tích cứng-dẻo (đàn-dẻo) • Quy định về ổn định tổng thể • Quy định về tránh phá hoại sớm tiết diện do ép mặt BT:  Hơn ½ tải phân bố trên đoạn ≤ 1/5 nhịp  khoảng cách từ PNA đến mặt trên sàn ≤ 15% tổng chiều cao tiết diện • Quy định về liên kết:  Có liên kết ngang ở tất cả vị trí hình thành khớp dẻo 28 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 15 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân tích cứng-dẻo (đàn-dẻo) • Mômen bền dẻo yêu cầu    11 2 22Lw M f pl   Wf L M MM pl pl pl Wf Mpl L L  plM = M'pl  ψ18 2   Lw M fpl 29 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân tích đàn hồi • Dùng cho dầm liên tục, không phân biệt loại tiết diện • Hình thành vết nứt trong BT khi chịu mômen âm  phân bố lại mômen P P L 2 L 1 E I a 1 a) "uncracked" method L 2 L 1 E I a 1 E I a 2 E I a 1 a) "cracked" method x 0,15 L 1 0,15 L 2 d d 30 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 16 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Phân tích đàn hồi Loại tiết diện 1 2 3 4 Phân tích không nứt 40% 30% 20% 10% Phân tích nứt 25% 15% 10% 0% 31 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Độ bền chống oằn Độ oằn quy đổi M-cr: mô men oằn tới hạn Mômen bền khi oằn   RdLTRdb MM .    cr pl LT M M 32 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 17 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Độ bền chống oằn LT = 0,21 - dầm thép cán LT = 0,49 - dầm thép tổ hợp hàn Mômen bền Rd = 1,1 Tính trực tiếp độ mảnh quy đổi  không bị oằn C4 - hệ số phụ thuộc hình dạng biểu đồ mômen uốn (Bảng 4.3)  RdaRdplRd MM  /.   1 1 22    LTLTLT LT      22,015,0 LTLTLTLT   4 4 15 4/132 4                                       f f w s a y ff sw LT b t t h CE f tb ht  33 KIỂM TRA THEO TTGH 1 Độ bền chống oằn Với dầm có , không kiểm tra oằn khi: • Sai khác 2 nhịp < 20% • Tải trọng thường xuyên > 40% • Khoảng cách các chốt: s ≤ 0,02bfd2h/t 3 • Sàn có ít nhất 2 dầm thép • Độ cứng uốn ngang của bản BT: EcmI2 * ≥ 0,35Eatw 3a/ha • Chiều cao dầm thép không vượt quá giới hạn (Bảng 4.4) 4,0LT 34 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 18 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 Kiểm tra độ võng Kiểm tra vết nứt trong BT 35 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 Kiểm tra độ võng • Độ võng giới hạn như dầm thép • Độ võng thỏa khi Loại dầm Tỷ số nhịp dầm và tổng chiều cao tiết diện Dầm đơn giản Dầm chính 15 ÷ 18 Dầm phụ 18 ÷ 20 Dầm liên tục Dầm chính 18 ÷ 22 Dầm phụ 22 ÷ 25 36 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 19 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 • Độ võng của dầm đơn giản • Độ võng của dầm liên tục kể đến ảnh hưởng  nứt BT trong vùng mômen âm  sự hóa dẻo cục bộ dầm thép IE Lw a f f 384 5 4  37 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 MA -, MA - - mômen tại gối Mo +, o - giá trị dầm đơn giản r1 = (I1/I2) -0,35 ≥ 0,6 r2 = 0,7 - sự hóa dẻo thép cục bộ do tổ hợp nguy hiểm ngay sau khi BT khô cứng = 0,5 - do trọng lượng bản thân C = 0,6 - tải phân bố đều = 0,5 - tải tập trung           o BA of M MM rCr 211 38 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 20 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 • Độ võng của dầm liên tục kể đến ảnh hưởng trượt giữa thép và BT f - độ võng dầm liên hợp liên kết hoàn toàn a - độ võng chỉ của dầm thép cùng tải trọng k = 0,3 - không có thanh chống = 0,5 - có thanh chống N, Nf - số lượng liên kết bố trí và cần thiết, N/Nf ≥ 0,4            1/ /1 1 fa f f NN k   39 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 Sự hình thành vết nứt trong BT • Vùng BT chịu kéo • Bố trí cốt thép trong vùng tham gia làm việc:  0,4% tiết diện BT, kết cấu có chống đỡ  0,2% tiết diện BT, kết cấu không được chống đỡ • Kéo dài cốt thép 1 đoạn: ¼ nhịp 2 bên gối trung gian ½ nhịp kết cấu dạng congxon 40 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 21 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 • Vết nứt gây ra do biến dạng ngược chiều: co ngót, chuyển vị gối tựa • Diện tích cốt dọc k = 0,8 - hệ số giảm sức bền của BT chịu kéo kc = 0,9 - hệ số kể đến sự phân phối biến dạng trong tiết diện liên kết trước khi nứt Act - diện tích bản BT chịu kéo ứng với beff - fct = 3 N/mm 2 - cường độ trung bình khi nứt s - ứng suất cho phép lớn nhất của cốt thép sau khi nứt   sctctcs AfkkA /...min  41 TÍNH TOÁN THEO TTGH 2 • Ứng suất cho phép lớn nhất của cốt thép Đường kính max (mm) của thanh thép 6 8 10 12 16 20 25 32 Chiều rộng vết nứt ứng suất lớn nhất của thép s (N/mm 2) wk = 0,3 mm 450 400 360 320 280 240 200 160 wk = 0,5 mm 500 500 500 450 380 340 300 260 42 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 22 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Đại cương Sức bền tính toán của các liên kết truyền thống Thiết kế liên kết cho dầm đơn giản Thiết kế liên kết cho dầm liên tục 43 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Tổng quan EC4 P (shear) P Rk slip s s u a) Ductile connector P Rk s b) Non ductile connector P 44 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 23 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP • Liên kết dẻo  Bản sàn đặc, chốt hàn:  Chiều cao toàn bộ ≥ 4 x đường kính chốt (16÷22mm)  Biến dạng trượt su ≥ 6mm  Bản sàn liên hợp, chốt hàn:  Chốt cao hơn đỉnh sóng tôn  Biến dạng trượt su = 10÷15mm  Liên kết bằng bulông cường độ cao, thép góc có cánh mỏng hàn, thép góc bẻ nguội liên kết đinh… • Liên kết không dẻo (liên kết khối cứng)  Liên kết bằng thép hình chữ T, chữ C, khối hộp … 45 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Sức bền tính toán Chốt hàn có mũ trong tấm đan đặc fu ≤ 500 N/mm 2 – sức bền kéo đứt của thép làm chốt  - hệ số điều chỉnh,  = 1 khi h/d > 4  = 0,2(h/d+1) khi 3 ≤ d/h ≤ 4 v = 1,25 - hệ số an toàn     21 ;min RdRd PPP    v uRd d fP   1 4 8,0 2 1          v cmck Rd Ef dP   22 29,0 46 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 24 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Chốt hàn có mũ trong tấm đan liên hợp h b o h p slab member 47 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP • min(PRd (1); PRd (2)) x r r - ảnh hưởng không thuận lợi của BT bọc quanh chốt và đường hàn d ≤ 22mm; hp ≤ 85mm bo ≥ hp Nr - số lượng liên kết trong 1 sóng tôn, Nr ≤ 2 Nr ≥ 2, chốt hàn theo chiều ngang tôn  r ≤ 0,8 • Tấm tôn song song với dầm 11 07,0           pp o r h h h b N r 116,0           pp o h h h b r 48 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 25 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Thép góc hàn l ≤ 300mm - chiều dài thép góc h ≤ min(10t; 150mm) - chiều cao thép góc Đặt 1 sợi thép xuyên qua cánh thép góc có v ckRd flhP  1 10 3/24/3   4 / 1,0 ssk Rd f P  > 3 t I h 49 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Liên kết của dầm đơn giản Liên kết dẻo - Liên kết hoàn toàn - Liên kết không hoàn toàn Lực cắt dọc trên mỗi chiều dài tới hạn Vlf = min(Aa fy / a; 0,85beff hc fck /  c) Số liên kết cần thiết trên chiều dài tới hạn Nf (AB) = Nf (BC) = Vlf / PRd A B C Q d LL / 2 L / 2 50 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 26 51 A B C Mapl.Rd Mpl.Rd N N f 1.0N N ( ) f min DUCTILE CONNECTORS Mpl.Rd (red) in the steel web in the steel flange Neutral axis of the section Mô men bền dẻo của riêng dầm thép    RdaplRdpl f Rdapl red Rdpl MM N N MM ....   LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Khi N < Nf  liên kết không hoàn toàn Vl. red = N.PRd < Vlf  M+Rd red < M+pl.Rd LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP • N/Nf quá nhỏ  phá hoại xảy ra do liên kết bị hỏng, biến dạng dẻo quá lớn  không hình thành khớp dẻo trong tiết diện tới hạn • Bản sàn đặc - Dầm thép có cánh như nhau (N/Nf)min = 0,4 nếu L ≤ 5m (N/Nf)min = 0,25 + 0,03L ≤ 1 nếu L > 5m - Dầm thép có Afl ≤ 3Afu, (N/Nf)min = 0,4 + 0,03L ≤ 1 52 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 27 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP • Bản sàn liên hợp có: bo/hp ≥ 2, hp ≤ 60mm chốt hàn d = 19 hoặc 20mm, h ≥ 76mm  (N/Nf)min = 0,4 nếu L ≤ 10m (N/Nf)min = 0,04L ≤ 1 nếu L > 10m Trường hợp tải phức tạp  xác định tiết diện nguy hiểm  bố trí liên kết cần thiết 53 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 54 A B C D E Q d Q d P d M pl.Rd M Sd (B) BENDING MOMENT M Sd (x) Số liên kết trong đoạn AB: N(AB)= Nf (AC) ( MSd (B) - Mapl.Rd)/( Mpl.Rd - Mapl.Rd) Số liên kết trong đoạn AB: N(BC)= Nf (AC)-N(AB) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 28 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Liên kết của dầm liên tục • Liên kết dẻo • Tiết diện loại 1, 2 • Trong vùng mômen âm, dùng liên kết hoàn toàn • Trong vùng mômen dương, có thể dùng liên kết không hoàn toàn 55 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Liên kết của dầm liên tục Bài toán thiết kế liên kết cho dầm liên tục dùng tiết diện loại 1 (phân tích cứng-dẻo), giả sử dùng liên kết dẻo • Tải tới hạn Mu (red) phụ thuộc mức độ liênkết chịu cắt Q M 'u M (red) u C A B L d )( )( dLd dMLM Q u red u    56 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 29 57 A B C+ M pl.Rd Mpl.Rd +(red) bending diagram A B +- V L (AB) -F(red) F(red) B C L +- V (BC) -F(red) F(red) -F s Fs Mặt cắt BC: s red Rd BCBC l FFPNV  )()()( sRd BCred FPNF  )()( )(red uM Mặt cắt AB: )()()( red Rd ABAB l FPNV  Tổng số liên kết RdS BCBCAB PFNNNN /2 )()()(  LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP 58                  s sks c ckceff a ya Rd BC f fAfhb,fA P N 850 ;min 1)( Số liên kết cần thiết cho liên kết hoàn toàn trong đoạn BC Tải tới hạn trong hàm tổng số liên kết Q Qu 1,0 A' C' B' Plastic hinge theory 0 ( N/N )f B' 1,0 N/Nf LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 30 CỐT THÉP ĐAI • Tiếp nhận lực tiếp tuyến do liên kết truyền vào bản BT • Ae - tổng diện tích cốt thép đai trên 1 đơn vị chiều dài dầm • Ls - tổng chiều dài mặt phá hoại • Lực cắt thiết kế VSd ≤ khả năng chịu cắt VRd của mặt phá hoại và cốt thép đi qua mặt phẳng trượt • Ae ≥ 0, 2% diện tích BT theo hướng dọc 59 CỐT THÉP ĐAI Ab AtA bh a a cc a a Ab At a ab b a a d d Ab AtAbh Plane Ae a - a A + Ab t b - b 2 A b c - c 2 ( A + A )b bh d - d 2 A bh 60 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 31 CỐT THÉP ĐAI • Chiều dài mặt phá hoại b-b Ls = 2h + s + d’ h - chiều cao chốt s - khoảng cách giữa 2 trục chốt d’ - đường kính mũ chốt • Khả năng chịu cắt VRd = min(VRd (1); VRd (1)) VRd (1) = 2,5RdLs + Aefsk/s : khả năng chịu cắt của BT và chịu kéo của cốt thép VRd (1) = 0,2Lsfck/c : khả năng chịu nén thanh BT 61 CỐT THÉP ĐAI • Khả năng chịu cắt của BT • Rd = 0 trong vùng mômen âm khi BT nứt • Bản sàn liên hợp, nếu sóng tôn vuông góc với dầm thì tấm tôn tham gia làm việc VRd (1) = 2,5RdLs + Aefsk/s + Apfyp/ap Ap - diện tích tấm tôn trên 1 đơn vị chiều dài ap = 1,1 fck (N/mm2) 20 25 30 35 40 45 50 Rd (N/mm2) 0,26 0,3 0,34 0,38 0,42 0,46 0,5 62 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 32 VÍ DỤ TÍNH TOÁN • Dầm liên hợp đơn giản là dầm phụ, 2 đầu kê lên dầm chính • Nhịp dầm phụ L = 10m • Khoảng cách giữa các dầm là 3,5m • Bản sàn đặc dày 10cm, fck = 25N/mm 2 • Dầm thép hình IPE 400 dùng S235 • Liên kết chốt hàn d =19mm, h =100mm, fu = 450N/mm 2 • Bỏ qua sự làm việc của cốt thép dọc • Liên kết giữa bản BT và dầm là liên kết hoàn toàn 63 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Yêu cầu: Tính giá trị hoạt tải lớn nhất q Quy trình tính toán: Tính tĩnh tải Tính mômen bền uốn dương Tính hoạt tải lớn nhất dựa trên mômen bền uốn dương Kiểm tra tải trọng theo TTGH 1: • mômen bền • lực cắt đứng • lực cắt dọc  bố trí liên kết Kiểm tra tải trọng theo TTGH 2 64 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 33 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Tính tĩnh tải • Trọng lượng bản BT: 3,5.0,1.25 = 8,75kN/m • Trọng lượng thép hình: 84,5.10-4.78 = 0,66kN/m • Trọng lượng phần hoàn thiện và vách: 1,5.3,5 = 5,25kN/m • Tổng trọng lượng bản thân: g = 14,7kN/m 65 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Tính khả năng chịu mômen dương • Chiều rộng tham gia của tấm đan • Vị trí trục trung hòa dẻo mmbe 2500 8 10000 2  mmhmm fb fA z c ccke aya 1001,56 5,1/25.2500.85,0 235.8450 /85,0 /    66 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 34 (compression) cf (tension) h h h 0,85 f ck /  c N F Npla a zP.N.A. ha / 2 ha / 2 f / y a b eff + c p a VÍ DỤ TÍNH TOÁN • Mô men bền dẻo mkN x h hfA M cc a a ya Rdpl .02,540 2 1,56 100 2 400 1 235.8450 22 .                67 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Tính hoạt tải lớn nhất (TTGH 1)  p = 43,2 kN/m với a = 1,0; c = 1,5  p = 1,35g +1,5 q  q = 15,6 kN/m  VSd = pL/2 = 216 kN • Khả năng chịu cắt  thỏa điều kiện bền về cắt • Độ mảnh bản bụng: d/tw = 331/8,6 = 38,5 < 69 = 69  thỏa RdplSd M pL M . 2 max 8  Sd a yww a yv Rdpl VkN fthfA V  6,452 3 235.6,8.373.04,1 3 04,1 3 .  68 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 35 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Kiểm tra hoạt tải sử dụng (TTGH 2) • Giả thiết dầm được chống khi thi công • Bỏ qua co ngót trong BT • Hệ số tương đương cho mô đun đàn hồi BT n’’ = 2Ea/Ecm = 2.210/30,5 = 13,8 • Diện tích tương đương của tiết diện liên hợp Aeq = Aa + Ab/n’’ = 8450 + 2500.100/13,8 = 26566mm 2 Trục trung hòa đàn hồi mm hh A nA y ca eq b 5,170 2 100400 . 26566 8,13/250000 2 . / ''      69 VÍ DỤ TÍNH TOÁN • Mô men quán tính hình học tiết diện tổ hợp • Độ võng khi sử dụng 44 3 4 '' 10.60649 5,79.5,170.26566 8,13.12 100.2500 10.23130 2 mm y hh yA n I II caeq b a                250 31 10.60649.210000 10.6,157,14 384 5 384 5 4 164 L mm IE pL a     70 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. 36 VÍ DỤ TÍNH TOÁN Thiết kế liên kết • Khả năng chịu cắt của 1 chốt với h/d = 100/19 > 4   = 1     21 ;min RdRdRd PPP    N d fP v uRd 81656 25,1 1 4 19 450.8,0 1 4 8,0 22 1       N Ef dP v cmck Rd 73133 25,1 30500.25 19.1.29,029,0 222    kNPRd 13,73 71 VÍ DỤ TÍNH TOÁN • Lực cắt dọc tính toán • Số liên kết cần thiết bố trí trên nửa nhịp dầm • Lấy N = 28 liên kết  56 liên kết cho cả dầm kN fA V a ya lf 75,1985  15,27 13,73 75,1985  Rd lf f P V N 72 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.