intTypePromotion=1
ADSENSE

Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông: Chương 2 - GV. Phan Đức Hùng

Chia sẻ: Hien Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

203
lượt xem
61
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 Vật liệu sử dụng cho kết cấu 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: bê tông, cốt thép, phân tích kết cấu, trạng thái giới hạn tới hạn, trạng thái giới hạn sử dụng, nút liên hợp, sàn liên hợp.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông: Chương 2 - 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 2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP NỘI DUNG 2  BÊ TÔNG  CỐT THÉP  PHÂN TÍCH KẾT CẤU  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN TỚI HẠN  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG  NÚT LIÊN HỢP  SÀN LIÊN HỢP 1
  2. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 3 EC2 & EC4 Bê tông thông thường:  Bê tông nặng: 1800 <  ≤ 2500 kg/m3  Bê tông nhẹ: 1600 <  ≤ 1800 kg/m3  Cường độ đặc trưng: C20/25 ÷ C50/60 BÊ TÔNG 4 Các đặc trưng cơ học của BT theo EC4 Lớp độ bền C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60 fck (N/mm2) 20 25 30 35 40 45 50 fctm (N/mm2) 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 fcm (N/mm2) 28 33 38 43 48 53 58 fctk,0,05 (N/mm2) 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2,9 Ecm (kN/mm2) 29 30,5 32 33,5 35 36 37 2
  3. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 5  Cường độ chịu nén đặc trưng của BT f ck t   f cm t   8MPa  với 3 < t < 28 ngày f ck t   f ck với t ≥ 28 ngày f cm t    cc t  f cm   s = 0,2 ÷ 0,38 28    cc t   exps 1     t   tùy thuộc loại ximăng BÊ TÔNG 6  Cường độ chịu kéo khi uốn của BT f ctm, fl  max1,6  h / 1000 f ctm ; f ctm  với h - chiều cao cấu kiện kiện,, mm  Cường độ chịu kéo theo thời gian của BT  = 1 với t < 28 ngày  f ctm t    cc t  f ctm  = 2/3 với t ≥ 28 ngày 3
  4. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 7  Cường độ tính toán chịu nén của BT f cd   cc f ck /  c  Cường độ tính toán chịu kéo của BT f ctd   ct f ctk ,0,05 /  c fctk,0,05 - giá trị dưới của sức bền đặc trưng khi kéo cc, ct - hệ số kể những tác động lâu dài và các tác động bất lợi của tải trọng tác dụng, = 1 Hệ số  Thép thanh và Tổ hợp tải trọng Bê tông, c thép ứng suất trước, S Cơ bản 1,5 1,15 Đặc biệt (trừ động đất) 1,3 1,0 BÊ TÔNG 8 Ecm t    f cm t  / f cm  Ecm 0 ,3  Mô đun đàn hồi riêng của BT  Mô đun đàn hồi của tiết diện liên hợp thép - BT  Hệ số tương đương thép - BT Ea n Ecm  Kể đến hiện tượng mỏi của tải trọng dài hạn, Ecm  Ecm/3 n '  3n  Đơn giản hóa trong phân tích: n ''  2 n 4
  5. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 9 TCXDVN 356:2005  BT nặng: 2200 <  ≤ 2500 kg/m3  BT hạt nhỏ:  > 1800 kg/m3  BT nhẹ, cấu trúc đặc và rỗng BÊ TÔNG 10  Chỉ tiêu chất lượng của BT  Cấp độ bền chịu nén B  Cấp độ bền chịu kéo dọc trục Bt  Mác theo khả năng chống thấm W  Mác theo khối lượng thể tích trung bình D  Mác theo khả năng tự gây ứng suất Sp 5
  6. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 11  Đặc trưng tiêu chuẩn và tính toán của BT  Cường độ tiêu chuẩn • Nén dọc trục trục:: Rbn • Kéo dọc trục trục:: Rbtn  Cường độ tính toán • Trạng thái giới hạn I: Rb, Rbt • Trạng thái giới hạn II II:: Rb,ser, Rbt,ser Cường độ tính toán = Cường độ tiêu chuẩn / hệ số độ tin cậy BÊ TÔNG 12 Hệ số độ tin cậy khi nén bc và khi kéo bt Trạng thái giới hạn Thứ nhất Thứ hai Loại BT bt tương ứng với cấp bc , bt bc độ bền của BT Chịu nén Chịu kéo BT nặng, BT hạt nhỏ, BT tự ứng 1,3 1,5 1,3 1,0 suất, BT nhẹ và BT rỗng BT tổ ong 1,5 2,3 - 1,0 6
  7. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 13 Cường độ tiêu chuẩn của BT Rbn, Rbtn và cường độ tính toán của BT khi tính theo TTGH II Rb,ser, Rbt,ser, MPa BÊ TÔNG 14 Cường độ tiêu chuẩn của BT Rbn, Rbtn và cường độ tính toán của BT khi tính theo TTGH II Rb,ser, Rbt,ser, MPa 7
  8. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 15 Cường độ tính toán của BT Rb, Rbt khi tính theo TTGH I, MPa BÊ TÔNG 16 Cường độ tính toán của BT Rb, Rbt khi tính theo TTGH I, MPa 8
  9. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 17 Cường độ chịu kéo tính toán của BT Rbt ứng với cấp độ bền chịu kéo của BT, MPa Trạng Loại BT Cấp độ bền chịu kéo và mác tương ứng của BT thái BT nặng, Bt0,8 Bt1,2 Bt1,6 Bt2,0 Bt2,4 Bt2,8 Bt3,2 Kéo BT tự ứng dọc suất , BT K10 K15 K20 K25 K30 K35 K40 trục hạt nhỏ, BT nhẹ 0,62 0,93 1,25 1,55 1,85 2,15 2,45 BÊ TÔNG 18 Hệ số điều kiện làm việc của BT bi 9
  10. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 19  Tương quan giữa cấp độ bền và cường độ tức thời của BT  Chịu nén B  Bm 1 1,64   Chịu kéo Bt  Bmt 1 1,64  Bm, Bmt - giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén và kéo tức thời n B  n B  ...  nn Bn Bm Bmt   1 1 2 2 n1  n2  ...  nn ni - số lượng mẫu thử tiêu chuẩn có cường độ khi nén (kéo) là Bi  - hệ số biến động của cường độ mẫu thử tiêu chuẩn chịu nén:  = 0,135; chịu kéo:  = 0,165 BÊ TÔNG 20 Tương quan cấp độ bền chịu nén và mác BT theo cường độ chịu nén Cường độ Cường độ trung bình Mác theo trung bình Mác theo Cấp độ bền Cấp độ bền của mẫu cường độ của mẫu cường độ chịu nén chịu nén thử tiêu chịu nén thử tiêu chịu nén chuẩn, MPa chuẩn, MPa B10 12,84 M150 B40 51,37 M500 B12,5 16,05 M150 B45 57,80 M600 B15 19,27 M200 B50 64,22 M700 B20 25,69 M250 B55 70,64 M700 B22,5 28,90 M300 B60 77,06 M800 B25 32,11 M350 B65 83,48 M900 B27,5 35,32 M350 B70 89,90 M900 B30 38,53 M400 B75 96,33 M1000 B35 44,95 M450 B80 102,75 M1000 10
  11. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 21  Tương quan giữa cường độ chịu nén tiêu chuẩn Rbn và cấp độ bền chịu nén của BT  Đối với BT nặng nặng,, BT hạt nhỏ nhỏ,, BT nhẹ và BT rỗng Rbn  0,77  0,001B  , không nhỏ hơn 0,72 B  BT tổ ong Rbn  0,95  0,005 B  B  Hệ số nở ngang ban đầu  = 0,2  Mô đun trượt = 0,4. 0,4.E Eb BÊ TÔNG 22 Mô đun đàn hồi ban đầu của BT khi kéo và nén Ebx103, MPa (Bảng 2.8) 11
  12. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 23 So sánh EC2, EC4 và TCXDVN 356:2005  Đặc trưng cường độ  Hệ số chuyển đổi cường độ chịu nén trung bình fcm mẫu hình trụ qua mẫu lập phương = 1,25 Giá trị cường độ chịu nén trung bình fcm BT ở tuổi 28 ngày (EC) Lớp độ bền C20/25 C25/30 C30/37 C35/40 C40/50 C45/55 C50/60 Mẫu hình trụ 28 33 38 43 48 53 58 fcm, N/mm2 Mẫu lập phương 35 39,6 46,7 55 60 64,7 69,6 BÊ TÔNG 24 So sánh tương đương EC TCXDVN C20/25 B25 (M350) C25/30 B30 (M400) C30/37 B35 (M450) C35/45 B45 (M600) EC4  dùng BT C20/25 tương ứng B25 (M350) trở lên 12
  13. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. BÊ TÔNG 25  Các chỉ tiêu cơ lý khác  Mô đun đàn hồi hồi:: tương đương nhau  Hệ số dãn nở nhiệt nhiệt,, hệ số Poisson: như nhau  Khi thiết kế kết cấu liên hợp thép - BT theo EC4:  Dùng mác BT theo TCXDVN 356:2005 tương đương cấp độ bền của BT theo EC4  Sử dụng lý thuyết thiết kế theo EC4 CỐT THÉP 26 13
  14. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. CỐT THÉP 27 THÉP THANH  EC4 • S220: + giới hạn đàn hồi fsk = 220 N/mm2 + thép tròn trơn cán nóng • S400, S500: thép thanh tròn có gai gai,, tính dẻo dai lớn (u ) f s(u ) fs(u) - sức bền kéo đứt của thép  sk  5%  1,08 f sk sk(u) - biến dạng tương đối khi đứt • Mô đun đàn hồi = 190 190÷ ÷200 kN /mm2  Es = Ea = 210 kN kN/mm /mm2 kN/mm CỐT THÉP 28  TCXDVN • Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn Rsn và cường độ chịu kéo tính toán theo TTGH II của thép thanh Nhóm cốt thép thanh Rsn và Rs,ser , MPa Ghi chú C I, A-I 235 Thép trơn C II, A-II 295 C III, A-III 390 C IV, A-IV 590 Thép gai A-V 788 A-VI 980 Thép gai gia công nhiệt AT-VII 1175 và cơ nhiệt luyện 14
  15. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. CỐT THÉP 29 THÉP KẾT CẤU ((lõi lõi chịu lực KC liên hợp hợp)) EC4 • S235, S275, S355 ((giới chảy,, N/mm2) giới hạn chảy TCVN 5709- 5709-1993 Các chỉ tiêu cơ học của thép cacbon cán nóng Độ bền Giới hạn chảy, N/mm2 Độ dãn dài, % Mác cho độ dày, mm cho độ dày, mm kéo thép N/mm2 ≤ 20 (20÷40] (40÷100] ≤ 20 (20÷40] (40÷100] XCT34 340-440 220 210 200 32 31 29 XCT38 380-500 240 230 220 26 25 23 XCT42 420-520 260 250 240 23 23 22 XCT52 520-620 360 350 350 22 22 21 CỐT THÉP 30 TÔN ĐỊNH HÌNH BẰNG THÉP (sàn liên hợp) EN10147 • Bề dày tấm tôn = 0,7 0,7÷ ÷1,5 mm • 2 mặt mạ kẽm (0,02 mm) • Giới hạn đàn hồi fyp = 220÷350 N/mm2 220÷ • Mô đun đàn hồi Ea = 210 kN/mm2 15
  16. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. PHÂN TÍCH KẾT CẤU 31  Trình tự thiết kế – Đặc tính vật liệu – Các yếu tố an toàn – Phương pháp phân tích – Trạng thái giới hạn – Phần tử kết cấu PHÂN TÍCH KẾT CẤU 32  Trạng thái giới hạn tới hạn – TTGH I Ultimate Limit State (ULS) – Đàn hồi hoặc dẻo  Trạng thái giới hạn sử dụng – TTGH II Serviceability Limit State (SLS) – Phân tích đàn hồi 16
  17. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN TỚI HẠN ULS 33  Xét đến khả năng chống sập của kết cấu  Dựa trên cường độ của các phần tử riêng rẽ  Kiểm tra ổn định tổng thể của kết cấu  Hệ số vượt tải TRẠNG THÁI GIỚI HẠN TỚI HẠN ULS 34 Dầm  Khả năng chịu uốn – Khả năng ứng dụng cho phân tích dẻo, phi tuyến và tuyến tính – Tương tác hoàn toàn hoặc không hoàn toàn  Khả năng chịu cắt đứng – Ảnh hưởng mất ổn định khi chịu cắt  Khả năng chịu kết hợp uốn và cắt 17
  18. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. TRẠNG THÁI GiỚI HẠN TỚI HẠN ULS 35 Dầm bọc không hoàn toàn  BT lấp đầy giữa các cánh bọc bụng dầm  Áp dụng riêng biệt cho uốn và cắt TRẠNG THÁI GiỚI HẠN TỚI HẠN ULS 36 Mất ổn định do xoắn  Cánh trên chịu M+ cố định bởi sàn BT  Khi cánh chịu nén không được cố định – Phải kiểm tra mất ổn định do xoắn – Không cần kiểm tra trong điều kiện bình thường 18
  19. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. TRẠNG THÁI GiỚI HẠN TỚI HẠN ULS 37 Liên kết chịu cắt dọc  Liên quan đến: – Độ bền của sàn và cốt thép dọc trong sàn – Loại liên kết TRẠNG THÁI GiỚI HẠN TỚI HẠN ULS 38 Cột  Nhiều loại cột liên hợp – BT bọc lõi thép – BT nhồi ống thép  Đơn giản hóa: – Mặt cắt ngang có 2 trục đối xứng suốt chiều cao cột 19
  20. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG SLS 39  Độ võng  Nứt trong BT  Không bao gồm kiểm soát dao động và ứng suất giới hạn TRẠNG THÁI GiỚI HẠN SỬ DỤNG SLS 40 Độ võng – Tải trọng tiêu chuẩn – Điều kiện gối đỡ được lý tưởng hóa Tính toán độ võng  Chỉ có thành phần thép – Giai đoạn xây dựng với điều kiện không có thanh chống – Đặc tính chỉ có mặt cắt thép  Mặt cắt ngang liên hợp – Phân tích đàn hồi – Cho phép tương tác không hoàn toàn và nứt trong BT (nếu cần) 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2