intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông: Chương 3 - GV. Phan Đức Hùng

Chia sẻ: Hien Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

322
lượt xem
89
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3 Sàn liên hợp thuộc bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông. Cùng nắm kiến thức trong bài giảng này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: sàn liên hợp, yêu cầu cấu tạo, sự làm việc của sàn liên hợp, trạng thái tính toán tác động và độ võng, xác định nội lực, kiểm tra tiết diện,...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông: Chương 3 - GV. Phan Đức Hùng

  1. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG 1 Chương 3 SÀN LIÊN HỢP NỘI DUNG 2 I. SÀN LIÊN HỢP II. YÊU CẦU CẤU TẠO III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VI. KIỂM TRA TIẾT DIỆN VII. HỆ DẦM SÀN LIÊN HỢP VIII. VIII.VÍ VÍ DỤ TÍNH TOÁN 1
  2. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. I. SÀN LIÊN HỢP 3 • Sàn làm việc 1 phương • Nhịp điển hình 3,5 m  Sàn không có thanh chống trong giai đoạn xây dựng • Gác trên dầm liên hợp phụ • Dầm phụ gác lên dầm chính • Dầm chính gác lên cột  Lưới chữ nhật  Nhịp lớn 12, 15, 20 m I. SÀN LIÊN HỢP 4 • Phương pháp xây dựng nhanh, đơn giản • Sàn công tác an toàn bảo vệ công nhân bên dưới • Nhẹ hơn so với sàn truyền thống • Thường sử dụng BT nhẹ  Giảm trọng lượng bản thân • Tấm tôn và dầm sản xất tại nhà máy  Dể kiểm soát sai số 2
  3. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. II. YÊU CẦU CẤU TẠO • Tấm tôn hình dập nguội Sàn bê tông • Cốt thép đổ tại chỗ Dầm đỡ • Bê tông đổ tại chỗ Cốt thép Tấm tôn hình dập nguội nguội:: Dầm đỡ • Sàn công tác và ván khuôn khi đổ bê tông Khi BT đông cứng • Cốt thép chịu kéo khi bản  ứng xử như một cấu sàn đưa vào sử dụng kiện liên hợp thép thép--BT II. YÊU CẦU CẤU TẠO 6 Tấm tôn hình dập nguội Nhiều loại với sự khác biệt: • Hình dạng • Chiều sâu và khoảng cách giữa các sườn • Chiều rộng và chiều dài bao phủ • Độ cứng trong mặt phẳng 3
  4. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. II. YÊU CẦU CẤU TẠO 7 Tấm tôn hình dập nguội • Bề dày tấm tôn: 0,75 0,75÷ ÷1,5 mm • Chiều sâu: 40÷ 40÷80 mm • Mạ kẽm 2 mặt • Giới hạn đàn hồi ~ 300 N/mm2 • Chiều dày sàn liên hợp h ≥ 80 mm • Chiều dày phần BT trên sườn hc ≥ 40 mm • Cốt liệu ≤ min(0,4hc; bo/3; 31,5mm) • Gối tựa có bề rộng 70÷ 70÷100 mm III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 8 1. Liên kết Ma sát Cơ học Neo đầu sàn 4
  5. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 9 2. Cốt thép trong sàn • Phân phối tải • Cốt thép lớp trên chịu mômen âm • Khống chế nứt do co ngót BT Lưới cốt thép đặt phía trên sườn tấm tôn thép III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 10 2. Cốt thép trong sàn • Bố trí cốt thép gia cường tại lỗ mở 5
  6. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 11 3. Ứng xử bản sàn liên hợp P P hc hp • Liên kết giữa BT và tấm tôn b thép đảm bảo biến dạng dọc h t L L Ls = Ls = giữa tấm tôn và BT tiếp xúc 4 L 4 như nhau  tương tác hoàn load P P P toàn P u  P u : complete interaction P u : partial interaction • Tồn tại sự trượt dọc tương P u : no interaction đối  tương tác không P f First crack load deflection  hoàn toàn 0 III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 12 3 dạng ứng xử xử:: load P P P  P P u : complete interaction u Tương tác hoàn toàn toàn:: P u : partial interaction • Không có trượt tổng thể tại P u : no interaction mặt tiếp xúc thép thép--BT P f First crack load deflection  0 • Phá hoại: hoại: giòn / dẻo Tương tác không hoàn toàn: Tương tác bằng không: • Tồn tại nhưng có giới hạn • Không giới hạn trượt tổng trượt tổng thể tại mặt tiếp xúc thể tại mặt tiếp xúc • Không hoàn toàn truyền lực • Không truyền lực cắt dọc cắt dọc • Phá hoại xảy ra từ từ • Phá hoại: giòn / dẻo 6
  7. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 4. Độ cứng sàn liên hợp  Độ dốc của phần đầu đường cong P-  Tương tác hoàn toàn cho độ cứng lớn nhất  3 loại liên kết giữa thép và BT BT:: 1. Liên kết lý lý--hóa hóa:: yếu nhưng luôn tồn tại cho tất cả các loại tấm tôn thép 2. Liên kết ma sát sát:: phát triển ngay khi xuất hiện trượt 3. Liên kết neo cơ học học:: + tác động sau lần trượt đầu + phụ thuộc dạng mặt tiếp xúc giữa thép thép--BT III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 4. Độ cứng sàn liên hợp Sau vết nứt đầu, load P P P  tương tác ma sát P u P u : complete interaction P u : partial interaction và cơ học phát P u : no interaction triển do sự trượt P f First crack load deflection  xảy ra 0 Từ 0 đến Pf , tương tác chủ yếu Độ cứng phụ thuộc giữa thép và BT là liên kết lý-hóa hiệu quả loại kết nối 7
  8. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 15 5. Các dạng phá hoại sàn liện hợp hợp:: • Dạng I: phá hoại do mômen giữa nhịp lớn hơn Mpl.Rd  Sàn nhịp lớn lớn,, bậc liên kết cao giữa thép thép--BT III I II Shear span Ls III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 16 5. Các dạng phá hoại sàn liện hợp hợp:: • Dạng II: phá hoại do trượt dọc  Đạt khả năng chịu lực giới hạn liên kết thép thép--BT  Phá hoại dọc theo chiều dài trượt Ls III I II Shear span Ls 8
  9. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 17 5. Các dạng phá hoại sàn liện hợp hợp:: • Dạng III: phá hoại do trượt ngang tại gối tựa do lực cắt  Sàn nhịp bé bé,, dày dày,, chịu tải lớn III I II Shear span Ls III. SỰ LÀM VIỆC CỦA SÀN LIÊN HỢP 18 6. Phá hoại giòn / dẻo • Phụ thuộc tính chất liên kết Load P Ductile behaviour giữa thép thép--BT • Sàn với tấm tôn có Brittle behaviour  sườn mở  ứng xử giòn deflection   sườn đóng  ứng xử dẻo • Giảm ứng xử giòn bằng biện pháp cơ học: học: tạo gờ gờ,, tạo lỗ lỗ,, … 9
  10. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 19 Điều kiện thiết kế  Khi thi công công,, tấm tôn thép sử dụng như ván khuôn  Khi sàn làm việc liên hợp IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 20 1. Tấm tôn thép sử dụng như cốp pha khi thi công a/ Tải trọng (ULS): • Trọng lượng bản thân BT và cốt thép • Tải trọng thi công công:: công nhân và thiết bị • Kho chứa tạm (nếu có có)) • Tăng bề dày BT bù vào độ võng 10
  11. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 21 (b) (a) (c) (b) (b) (a) (c) (b) 3000 3000 Moment in mid-span moment over support (a) Concentration of construction loads 1,5 kN / m² (b) Distributed construction load 0,75 kN / m² (c) Self weight IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 22 b/ Độ võng khi thi công (SLS): • Do trọng lượng bản thân BT và cốt thép • Độ võng  < (L/180; 20mm) • Khi  > (L/250; 20mm)  tăng chiều dày BT 0,7 trên toàn bộ nhịp sàn • Dùng thanh chống tạm (gối tựa tựa)) để giảm độ võng 11
  12. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 23 2. Sàn làm việc liên hợp a/ Tải trọng tác dụng dụng:: • Trọng lượng bản thân • Tải trọng thường xuyên (trọng lượng các cấu kiện không chịu lực) lực) • Phản lực thay đổi do gỡ bỏ thanh chống tạm (nếu có có)) • Hoạt tải • Từ biến, biến, co ngót ngót,, biến dạng • Tác động của khí hậu (nhiệt độ độ,, gió gió,, …) IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 24 Hệ số vượt tải cho các trường hợp tổ hợp tải trọng theo ULS Tổ hợp Tĩnh tải Hoạt tải Gió Tĩnh tải + Hoạt tải 1,35 1,5 - Tĩnh tải + Gió 1,35 - 1,5 Tĩnh tải + Hoạt tải + Gió 1,35 1,35 1,35 Hệ số vượt tải cho các trường hợp tổ hợp tải trọng theo SLS Tổ hợp Tĩnh tải Hoạt tải Gió Tĩnh tải + Hoạt tải 1 1 - Tĩnh tải + Gió 1 - 1 Tĩnh tải + Hoạt tải + Gió 1 0,9 0,9 12
  13. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 25 b/ Trạng thái giới hạn khi sử dụng (SLS) • Độ võng • Độ trượt ở đầu nhịp • Vết nứt của BT IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 26  Độ võng • 1 - độ võng do tĩnh tải • 2 - độ võng do hoạt tải • 0 - độ võng khi chế tạo 13
  14. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 27 Độ võng cho phép (EC3) Điều kiện max 2 Mái L/200 L/250 Mái chịu tải trọng sử dụng hơn tải sửa chữa L/250 L/300 Sàn L/250 L/300 Sàn có vật liệu hoàn thiện giòn L/250 L/350 Sàn có cột cấy L/400 L/500 IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 28  Độ trượt ở đầu nhịp • Nhịp biên: biên: độ trượt ở đầu nhịp ảnh hưởng đến độ võng • Ứng xử của sàn liên hợp làm việc nửa dẻo dẻo:: - Sự trượt và phá hoại có thể trùng nhau - Độ trượt làm tăng độ võng • Kể đến sự trượt ở đầu nhịp nếu nó > 0,5mm 14
  15. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. IV. TRẠNG THÁI TÍNH TOÁN, TÁC ĐỘNG VÀ ĐỘ VÕNG 29  Vết nứt của BT • Bề rộng vết nứt trong vùng mômen âm của sàn liên tục kiểm tra theo EC2 • Điều kiện sử dụng bình thường (không có tác động ăn mòn): mòn): bề rộng vết nứt cho phép 0,3mm • Bề rộng vết nứt > 0,3mm  bố trí cốt thép chống nứt • PP đơn giản hóa hóa:: sàn liên tục tính như sàn kê đơn giản  As chống nứt > 0,2% Ac trên sóng tôn khi không có thanh chống  As chống nứt > 0,4% Ac khi có thanh chống V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 30 1. Tấm tôn thép sử dụng như cốp pha khi thi công • Tấm tôn là cấu kiện thành mỏng  mất ổn định cục bộ trong giai đoạn làm việc đàn hồi  dùng phương pháp phân tích đàn hồi • Mômen quán tính là hằng số - được tính với toàn bộ bề ngang tấm tôn • Sự đơn giản hóa này chỉ dùng phân tích tổng thể - không dùng tính độ bền mặt cắt ngang - kiểm tra độ võng 15
  16. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 31 2. Sàn làm việc liên hợp • Phân tích đàn hồi tuyến tính tính:: - không phân bố lại mômen ở gối trung gian nếu kể ảnh hưởng vết nứt - có phân bố lại mômen ở gối trung gian (tối đa 30%) không kể ảnh hưởng vết nứt • Phân tích cứng cứng--dẻo dẻo:: mặt cắt xuất hiện khớp dẻo phải đủ khả năng xoay • Phân tích đàn đàn--dẻo dẻo:: kể đến đặc tính phi tuyến của vật liệu V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 32 • Phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính: ULS và SLS • Phương pháp phân tích dẻo: ULS • Thiết kế sàn liên tục như sàn bản kê đơn giản  bố trí cốt thép tại các gối trung gian 16
  17. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 33 a/ Phương pháp phân bố lại mômen (đàn hồi) hồi) L  R.L  P  M Sd 2   M Sd . red  0, 7 M Sd  M Sd . red P R  L 2 V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 34 b/ Chiều rộng hữu ích của sàn với tải tập trung và tuyến tính • Tải phân bố đều đều:: chiều rộng hữu ích = chiều rộng sàn • Tải tập trung hoặc phân bố song song nhịp sàn  phân bố trên bề rộng bm = bp + 2( 2(h hc+hf) 17
  18. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 35 Chiều rộng hữu ích sàn cho phân tích tổng thể và bền bền:: - Cắt dọc và uốn uốn::  Nhịp đơn giản giản,, nhịp ngoài sàn liên tục (1--Lp/L) ≤ chiều rộng sàn bem = bm + 2Lp(1  Nhịp trung gian sàn liên tục (1--Lp/L) ≤ chiều rộng sàn bem = bm + 1,33Lp(1 - Cắt ngang: ngang: (1--Lp/L) ≤ chiều rộng sàn bev = bm + Lp(1 Lp – khoảng cách từ tâm tải trọng đến gối tựa gần nhất V. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 36 • Phân bố trên chiều rộng ảnh hưởng  đặt cốt thép ngang bảo đảm sự phân bố • Tải tác động < (7,5 kN kN;; 5,0 kN kN/m²) /m²)  bố trí trí:: A cốt thép ngang > 0,2%.A BT trên sườn tôn 18
  19. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. VI. KIỂM TRA TIẾT DIỆN 37 1. Kiểm tra tấm tôn thép khi thi công a/ Theo ULS • Tải trọng khi thi công công:: tải nguy hiểm • Tôn thép thép:: cấu kiện thành mỏng  ổn định tiết diện chịu nén  tiết diện hiệu quả VI. KIỂM TRA TIẾT DIỆN 38 • Bề rộng hiệu quả + Thành mỏng chịu nén: beff = bpi + Thành mỏng chịu kéo: toàn bộ bề rộng 19
  20. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. VI. KIỂM TRA TIẾT DIỆN 39 • Hệ số giảm bề rộng khi  pd  0,673  0,22  1  pu   pd    1    0,18 1   pd   pd  pu  0,6  bp  com Độ mảnh của thành mỏng dưới  pd  1,052 t Ek tác dụng của com bp fy Độ mảnh cho phép ứng với giới  pu  1,052 t Ek hạn đàn hồi fy com = ca , c - ứng suất nén hiệu quả trên tiết diện hiệu quả VI. KIỂM TRA TIẾT DIỆN 40 • Chi tiết sườn cứng + Chia thành mỏng thành nhiều phần + Điều kiện độ cứng 2 3 Is  f y   bp  Is - mômen quán tính sườn cứng 2  0,016    As E  t  As - diện tích hiệu quả sườn cứng t bp - bề rộng lớn nhất của 2 thành As  beff .1..2  beff .2..2  bs  2 mỏng 2 bên sườn Weff • Mômen giới hạn tính toán toán:: M Rd  f yp  ap 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2