zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước: Chương 5 - PGS.TS. Nguyễn Minh Long

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kết cấu bê tông ứng lực trước" Chương 5 - Thiết kế kháng cắt và xoắn, cung cấp cho sinh viên những kiến thức như: Giới thiệu; So sánh ứng xử cắt giữa dầm BTCT và dầm PC; Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt; Hình thái vết nứt cắt trong dầm; Khả năng kháng cắt của dầm PC; Tính toán kháng xoắn;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước: Chương 5 - PGS.TS. Nguyễn Minh Long

KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC Prestressed concrete: Analysis and design KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC (Bài giảng – C5) BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GV: PGS.TS. Nguyễn Minh Long Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng E-mail: nguyenminhlong@hcmut.edu.vn ĐH Bách Khoa, TP. HCM
KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC Prestressed concrete: Analysis and design Tài liệu tham khảo [1] ACI 318 (2014). Building Code Requirements for Structural Concrete. American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 524p. [2] AASHTO (2012). Design Specifications, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington DC, 1661p. [3] PTI (2006). Post-Tensioning Manual, 6th Edition, Post-Tensioning Institute, Phoenix, AZ, 370p. [4] Naaman, A. E. (2004). Prestressed Concrete: Analysis and Design, 2rd Edition, Techno Press, Michigan, USA, 1108p. BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GV: PGS.TS. Nguyễn Minh Long Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng E-mail: nguyenminhlong@hcmut.edu.vn ĐH Bách Khoa, TP. HCM
KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC Prestressed concrete Chương 5: Thiết kế kháng cắt và xoắn 5.1. Giới thiệu 5.2. So sánh ứng xử cắt giữa dầm BTCT và dầm PC 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt 5.4. Hình thái vết nứt cắt trong dầm 5.5. Khả năng kháng cắt của dầm PC 5.6. Tính toán kháng xoắn 1
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.1. Giới thiệu  Các tác động của tải trọng lên công trình hiếm khi chỉ tạo ra kiểu ứng xử uốn thuần túy. Chúng thường tạo nên các dạng ứng xử kết hợp như cắt, xoắn, kéo hoặc nén. Trong đó, ứng xử cắt thường xuyên xuất hiện cùng lúc với ứng xử uốn.  Xét về bản chất, ứng xử cắt và xoắn có sự khác biệt (cắt là tác động do lực còn xoắn tạo nên bởi mô-men xoắn); tuy nhiên, hai kiểu tác động này tạo nên trường ứng suất cắt tương đồng nhau trong kết cấu (ứng suất kéo “ứng suất kéo xiên” và nén chính).  Kiểu phá hoại do cắt và xoắn rất giòn và xảy ra đột ngột.  Một số mô hình dùng để phân tích và thiết kế kháng cắt và xoắn có thể kể đến như sau: mô hình dàn (truss model), mô hình dàn mềm (softened truss model), lý thuyết vùng nén (compression field theory), lý thuyết vùng nén hiệu chỉnh (modified compression field theory), và mô hình thanh chống giằng (struts and ties model). 2
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.1. Giới thiệu Hình 5.1: Phá hoại cắt trong dầm BTCT và BTUST (BKSEL) 3
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.2. So sánh lực cắt giữa dầm BTCT và dầm PC Hình 5.2: Lực cắt trong dầm BTCT và BTUST 4
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt  Ứng suất cắt ν phân bố dọc theo chiều cao tiết diện dầm được tính như sau:  Q  A y  y y  V   V  Ib   Ib y   y    (5.1) Ay : Diện tích phần tiết diện được xem xét I : Mô-men quán tính của tiết diện lấy đối với trục trung hòa νy : Ứng suất cắt tại cao độ y bất kỳ dọc theo chiều cao tiết diện dầm V : Lực cắt tại tiết diện đang xét Q : Mô men tĩnh phần tiết diện được xem xét by : Bề rộng của tiết diện tại cao độ y y- : Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến trục trung hòa 5
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt Hình 5.3: Sự phân bố ứng suất cắt trên một số tiết diện điển hình 6
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt Hình 5.3: Sự phân bố ứng suất cắt trên một số tiết diện điển hình (tt) 7
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt Ứng suất nén chính và kéo chính  Lực cắt gây nên ứng suất cắt τ trong tiết diện, cùng với ứng suất pháp σ được tạo ra do mô-men, sinh ra các ứng suất kéo chính σ1 và nén chính σ2. Trước khi vết nứt đầu tiên xuất hiện (vết nứt uốn), có thể sử dụng lý thuyết đàn hồi để phân tích ứng xử của dầm một cách tương đối chính xác, theo đó, các ứng suất kéo chính σ1 và nén chính σ2 được xác định như sau : 2 x x  My  1,2      2 (5.2)   (5.3) 2  2  I σ - ứng suất gây uốn (pháp) tại vị trí cách trục trung hòa khoảng cách y M - mô-men gây uốn của tiết diện 8
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt Trường ứng suất kéo - nén chính trong dầm  Quỹ đạo ứng suất kéo chính σ1 và nén chính σ2 trong dầm : Ritter & MŐrscha - 1899 σ2 σ1 σ1 σ2 Ứng suất chính σ1- quỹ đạo ƯS kéo Gây nên các vết nứt Ứng suất chính σ2- quỹ đạo ƯS nén Gây nên hiện tượng nén vỡ bê tông τ σ2 τ σ1 σx σx σ1 σ2 9
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.3. Ứng suất cắt trên tiết diện chưa nứt Hình 5.4: Vòng tròn Mohr ứng suất cho phần tử dọc theo trục trung hòa 10
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.4. Hình thái vết nứt cắt và kiểu phá hoại cắt trong dầm a. Nứt do kéo xiên (web-shear) Vết nứt xiên dạng này xuất hiện khi lực cắt V rất lớn và mô men M rất nhỏ. Vết nứt dạng này xuất hiện ở vị trí gần sát gối tựa và bắt đầu từ vùng gần trục trung hòa trên thân dầm. b. Nứt do uốn – cắt kết hợp (flexure-shear) Vết nứt xiên dạng này xuất hiện khi mô men M tương đối lớn. Vết nứt dạng này xuất hiện ở vị trí gần gối tựa và bắt đầu từ thớ chịu kéo của dầm. Hình 5.5: Hình thái vết nứt cắt điển hình 11
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.4. Hình thái vết nứt cắt và kiểu phá hoại cắt trong dầm Hình 5.6: Các kiểu phá hoại cắt điển hình 12
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.4. Hình thái vết nứt cắt và kiểu phá hoại cắt trong dầm  Các mô hình phân tích vết nứt cắt và tính toán sức kháng cắt của dầm đã và vẫn đang được đề xuất. Các cơ cấu thường được sử dụng để xây dựng các mô hình tính hiện này gồm: cơ cấu giàn (truss analogy); cơ cấu vòm (arch analogy); và cơ cấu khung (frame analogy). Hình 5.7: Cơ cấu vòm và giàn dùng trong phân tích ứng xử cắt 13
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.5. Khả năng kháng cắt của dầm  Giả thiết tính  Vết nứt cắt nghiên góc 45o với trục dầm  Tại thời điểm phá hoại, biến dạng của cốt đai đã đạt tới giá trị chảy  Lực trong cốt đai cân bằng với lực gây ra bởi ứng suất kéo chính vuông góc với vết nứt cắt  Vết nứt cắt luôn đi qua tối thiểu là một cốt đai  Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông  Không xét tới hiệu ứng cài móc của cốt liệu (interlocking action)  Bỏ qua hiệu ứng chốt chặn của cốt dọc và cáp (dowel action) 14
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.5. Khả năng kháng cắt của dầm  Khả năng kháng cắt của dầm theo ACI 318 (2014) được xác định theo nguyên lý cộng tác dụng khả năng kháng cắt của bê tông Vc và của cốt đai Vs: V  Vc  Vs (5.4) Hình 5.8: Sơ đồ phân bố lực trên tiết diện nghiêng của dầm PC 15
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.5.1. Khả năng kháng cắt của cốt đai Hình 5.9: Sơ đồ phân tích lực trong cốt đai theo cơ cấu giàn 16
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.5.1. Khả năng kháng cắt của cốt đai  Diện tích tiết diên cốt đai (5.5) Vs Av f y d e s  Vs   0.66 f c 'bw d e (5.6) bd e s  Diện tích tiết diên cốt xiên (5.7) Av f y  sin   cos  d e Vs   0.66 f c 'bw d e s  Diện tích tiết diên cốt đai, xiên tối thiểu: (5.8) 17
Chương 5 – Thiết kế kháng cắt và xoắn Chapter 5 – Design for shear and torsion 5.5.2. Khả năng kháng cắt của bê tông  Nứt do uốn – cắt (5.9) d p  0.8h Vd : Lực cắt gây ra bởi tải trọng bản thân Vi : Lực cắt gây ra bởi tải trọng hoàn thiện và hoạt tải Mmax : Mô-men gây ra bởi tải trọng hoàn thiện và hoạt tải Mcre : Phần mô-men gây nên vết nứt uốn trong dầm sau giai đoạn nén trước (decompression) Mcr : Mô-men gây vết nứt uốn đầu tiên trong dầm Md : Mô-men gây ra bởi tải trọng bản thân M cre  M cr  M d (5.10) 18

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2437 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.