intTypePromotion=1
ADSENSE

Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông: Chương 3.2 - GV. Phan Đức Hùng

Chia sẻ: Hien Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

119
lượt xem
45
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1 Tổng quan về kết cấu liên hợp thép-bê tông 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: tổng quan, các khía cạnh sử dụng kết cấu liên hợp, phương pháp xây dựng phần tử kết cấu, công trình.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu liên hợp thép-bê tông: Chương 3.2 - GV. Phan Đức Hùng

  1. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. VÍ DỤ TÍNH TOÁN 1 Kiểm tra sàn liên hợp Tấm tôn + 2 nhịp 2,5 m (ba gối tựa) + 2 mặt phủ kẽm 275 gam/m2 + tải trọng sử dụng 3,0 kN/m2 + chiều dày tinh: 0,71 mm Đặc trưng của sàn Đặc trưng của tôn + chiều dày ht = 130 mm + chiều dày t = 0,75 mm + giới hạn đàn hồi fyp = fy = 330 N/mm2 + trọng lượng bản thân Gap = 0,08 kN/m2 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 2 Vật liệu Đặc trưng của tấm tôn trên 1 m chiều rộng + diện tích hữu hiệu không kể phần gân bụng Ap = 669 mm2/m + khoảng cách từ trọng tâm đến bề mặt dưới e = 35,63 mm + Ip = 49,57 cm4/m + M+pl,Rd = 4,16 kN.m/m + VRd = 52,92 kN/m 1
  2. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. VÍ DỤ TÍNH TOÁN 3 Vật liệu BT C30/37 fck = 30 N/mm2; fck,0,05 = 2,0 N/mm2; Ecm = 32 kN/mm2 Cốt thép trong bản BT TSHA P400 Ø5/100 mm (1,96 cm2/m) + Ø5,5/200 Ø5,5/200 mm (1,19 cm2/m) fsk = 500 N/mm2; Es = 210 kN/mm2 Hệ số an toàn Vật liệu: Bê tông: c = 1,50 Tấm tôn: ap = 1,10 Cốt thép: s = 1,15 Mối nối: v = 1,25 Tác động: Tĩnh tải: G = 1,35 Hoạt tải: Q = 1,50 Cốt liệu min(0,4hc; bo/3; 31,5mm)= min(28,4; 81/3; 31,5mm)= 27 mm QUY TRÌNH TÍNH TOÁN 4 1. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công a. Tải trọng – Nội lực b. Phương pháp tính đơn giản + Tính mômen quán tính của tiết diện + Tính tiết diện hiệu quả theo SLS (M+, M-) + Kiểm tra tính hiệu quả của sườn + Kiểm tra tấm tôn theo SLS c. Phương pháp tính giảm độ cứng sườn do uốn + Xác định tiết diện hiệu quả + Xác định khả năng chịu lực MRd, VRd, RRd + Kiểm tra khả năng chịu lực 2
  3. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. QUY TRÌNH TÍNH TOÁN 5 2. Tính toán sàn liên hợp trong giai đoạn sử dụng a. Tải trọng – Nội lực b. Xác định khả năng chịu lực – Kiểm tra theo ULS + Tại nhịp: M+ + Tại gối tựa trung gian: M-, độ bền chịu cắt đứng, cắt dọc c. Xác định độ võng – Kiểm tra theo SLS d. Kiểm tra nứt Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 6 Tải trọng tác dụng Xét dải bản bề rộng b = 1 m • Trọng lượng bản thân của sàn + tôn định hình: Gap = 0,08 kN/m2 + BT: Gc = (70.1000 + 72.59.5).25000.10-6 = 2,28 kN/m2 + tổng: G = 2,28 + 0,08 = 2,36 kN/m2 • Tải thi công + tải phân bố đều: S1 = 0,75 kN/m2 + trên diện tích 3x3m: S2 = 1,5 kN/m2 3
  4. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 7 Phân tích tổng thể, tính toán nội lực Phân tích đàn hồi Mômen quán tính không thay đổi theo nhịp bản • Trường hợp 1: tải trọng trên 1 nhịp TTGH về cường độ (ULS) & TTGH biến dạng (SLS) • Trường hợp 2: tải trọng lên 2 nhịp TTGH về cường độ (ULS) & TTGH biến dạng (SLS) Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 8 • Trường hợp 1: tải trọng trên 1 nhịp TTGH về cường độ (ULS): G =1,35, Q =1,5 Sp = G. ).Q = 2,36.1,35 + 1,5.1,5 = 5,44 kN/m2 G.G + (S1+S2). M12 = 0,096.SpL2 = 3,26 kN.m/m M2 = - 0,063.SpL2 = - 2,14 kN.m/m V1 = 0,43.SpL = 5,84 kN/m V2 = 0,626.SpL = 8,51 kN/m 4
  5. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 9 TTGH biến dạng (SLS): G =1,0, Q =1,0 Sp = G. ).Q = 2,36.1,0 + 1,5.1,0 = 3,86 kN/m2 G.G+(S1+S2). M12 = 0,096.SpL2 = 2,32 kN.m/m M2 = - 0,063.SpL2 = -1,52 kN.m/m V1 = 0,43.SpL = 4,22 kN/m V2 = 0,626.SpL = 6,04 kN/m Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 10 • Trường hợp 2: tải trọng lên 2 nhịp TTGH về cường độ (ULS): G =1,35, Q =1,5 G.G + S1.Q = 2,36.1,35 + 0,75.1,5 = 4,31 kN/m2 Spa = G. Spb = S2.Q = 0,75.1,5 = 1,125 kN/m2 5
  6. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 11 M12 = 0,07.SpaL2 + 0,0426.SpbL2 = 2,19 kN.m kN.m/m /m M2 = - 0,125.SpaL2 - 0,0882.SpbL2 = - 3,99 kN.m kN.m/m /m Q1 = 0,375.SpaL + 0,18.SpbL = 4,55 kN kN/m /m Q2 = 1,25.SpaL + 1,0164.SpbL = 16,33 kN kN/m /m Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 12 TTGH biến dạng (SLS): G =1,0, Q =1,0 G.G + S1.Q = 2,36.1,0 + 0,75.1,0 = 3,11 kN/m2 Spa = G. Spb = S2.Q = 0,75.1,0 = 0,75 kN/m2 M12 = 0,07.SpaL2 + 0,0426.SpbL2 = 1,56 kN.m/m M2 = - 0,125.SpaL2 - 0,0882.SpbL2 = - 2,84 kN.m/m Q1 = 0,375.SpaL + 0,18.SpbL = 3,25 kN/m Q2 = 1,25.SpaL + 1,0164.SpbL = 11,62 kN/m 6
  7. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 13 Chất tải 1 nhịp Chất tải 2 nhịp Nội lực ULS SLS ULS SLS M12 (kN.m/m) 3,26 2,32 2,19 1,56 M2 (kN.m/m) -2,14 -1,52 -3,99 -2,84 V1 (kN/m) 5,84 4,22 4,55 3,25 V2 (kN/m) 8,51 6,04 16,33 11,62 Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 14 Tính mômen quán tính của tiết diện Bỏ qua diện tích phần gân nổi không liên tục 7
  8. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 15 • Tính trọng tâm G so với mặt trong tôn hình 62,28o Góc nghiêng của sườn:  = arcotg(31/59) = 62,28 Diện tích tiết diện tôn hình trên 1m chiều dài Aa = (12,21 + 34 + 11,3 + 11,3 + 18 + 1,41 + 6).2.0,71.5 = 669 mm2/m Mômen tĩnh nguyên so với mặt dưới So = ∑Ai.di = [12,21.(59,0 – 3,5) + 34.59 + 11,3.(59 – 5) + 11,3.5 + 18.0 + 1,41.0,5 + 6.1].0,71.2.5 = 23835 mm3/m Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 16 Trọng tâm của sườn so với mặt dưới zG = So/Aa = 23835/669 = 35,63 mm • Mô men quán tính so với mặt dưới Io = ∑L.h2.t/12 + ∑ Ai.di2 = [12,21.72/12 + 12,21.(59 12,21.(59--3,5)2 + 34.592 + 11,3.102/12 11,3.(59--5)2 + 11,3.102/12 + 11,3.52 + 18.02 + 11,3.(59 + 1,41.12/12 + 1,41.0,52 + 6.12].0,71.2.5 = 1345037 mm4/m • Mômen quán tính đối với trọng tâm IG = IG - Ap.za2 = 1345037 - 669.35,632 = 495743 mm4/m 8
  9. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 17 Tính tiết diện hiệu quả theo SLS • Mômen dương (ở nhịp) M12.max = 2,32 kNm/m Ứng suất tại tiết diện chịu nén (cánh trên) M 12 max z  2,32.10 6 59  35,63 c    109,3N / mm2 IG 495743 Độ mảnh thành mỏng dưới tác dụng com = ca bp  com 34 109,3.1,1  pd  1,052  1,052  0,603  0,673 t Ek 0,71 210000.4 (hệ số ổn định k = 4)  tiết diện hoàn toàn hiệu quả Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 18 • Mômen âm (ở gối trung gian) M2.max = - 2,84 kNm/m Ứng suất tại tiết diện chịu nén (cánh trên) M 2 max z  2,84.106.35,63 c    204,1N / mm2 IG 495743 bp  com 18 204,1.1,1  pd  1,052  1,052  0,436  0,673 t Ek 0,71 210000.4  tiết diện hoàn toàn hiệu quả 9
  10. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 19 Kiểm tra tính hiệu quả của sườn Ứng suất mặc định ban đầu  com  0,5 f y  0,5.330  165 N / mm2 • Sườn phía trên: bp = 34 mm   pd  0,706  0,673 34 330  pu  1,052  0,998  0,673 0,71 210000.4 Hệ số giảm bề rộng thành mỏng  0,22  1  pu  pd    1    0,18  1,107  1    pd   pd  pu 0,6  =1  các tấm mỏng kề bên sườn đều là hiệu quả Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 20 Diện tích của sườn As  17  12,21.0,71.2  41,48mm 2 Mômen tĩnh của sườn đối với mép trên S s  17.0  12,21.3,5.0,71.2  60,68mm3 Trọng tâm so với mép trên S s 60,68 zG    1,463mm As 41,48 Mômen quán tính của sườn đối với mép trên  2 12,21.7 2 2 I o  17.0   12, 21 . 3,5 .0,71.2  283,19mm4  12  10
  11. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 21 Mômen quán tính đối với trọng tâm G I S G  I o  AS z 2G  283,19  41,48.1,4632  19,4mm4 Kiểm tra độ cứng của sườn 2 3 Is  f y   bo   0,016     As 2 E  t  2 3 194,4  330   34  2  0,113  0,016     0,0043 41,48  210000   0,71   sườn phía trên đủ cứng Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 22 • Sườn phía dưới: bp = 18 mm 18 165  pd  1,052  0,374  0,673 0,71 210000.4  vậy các thành mỏng liền kề sườn là hiệu quả Tiết diện sườn As  9  1,41  6 .0,71.2  23,3mm 2 Mômen tĩnh của sườn đối với dải phía dưới S s  9.0  1,41.0,5  6.1.0,71.2  9,52mm3 Trọng tâm so với mép dưới S s 9,52 zG    0,409mm As 23,3 11
  12. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 23 Mômen quán tính của sườn đối với mép dưới 2  2 2 1, 41 . 1 2 I o   9.0  1,41.0,5   6.1 .0,71.2  9,187mm4  12  Mômen quán tính đối với trọng tâm G I S G  I o  AS z G2  9,187  23,3.0,409 2  5,289mm4 Kiểm tra độ cứng của sườn 2 3 Is  f y   bo   0,016     As 2 E  t  2 3 5,289  330   18  2  0, 0097  0, 016     0,0006 23,3  210000   0,71   sườn phía dưới đủ cứng Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 24 Kiểm tra tấm tôn theo SLS Tải trọng bản thân G = 2,36 kN/m2, G = 1,0 5 GL4 5 2,36.2500 4 f k  0,41  4,72mm 384 EI eff 384 210000.495743 Độ võng cho phép L 2500 f    13,88mm  f 180 180  thỏa, không cần xét hiệu ứng võng trước 12
  13. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 25 Phương pháp tính kể đến sườn giảm độ cứng do uốn Tính tiết diện hiệu quả • Mômen dương MRd+ Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 26 + Sườn trên As  17  12,21.0,71.2  41,48mm 2 Lực tới hạn gây mất ổn định sườn chịu nén I st 3 N cr , s  k w .4,2.E  3bs  8b 1  3  p 2b   p  Chiều dài bụng tôn hình Sw = 66,64 mm  3bs  3.2.12,21  I s b 1  3  3 4 p  2b  194, 4 . 34 1    p   3,65 4  2 . 34   297,86mm Lb  3,65 t3 0,713 13
  14. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 27 Lb 297,86   4,46  2 S w 66,64 S w2be 66,64  2.92,42  k w  k wo    1,49 be 92,42 S w 66,64  2 2 với be  bo  bs  br  34  10.2  12,21.2  20  92,42mm Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 28 194,4.0,713 N cr , s  1,49.4,2.210000  13563 N  3.2.12.21  8.34 3 1    2 . 34  Ứng suất tới hạn N cr , s 13563  cr , s    326 N / mm2 As 41,48 Độ mảnh tới hạn fy 330 s    1,0046  cr , s 326 với  = 0,13   0,51     0,2   2    0,5 1  0,131,0046  0,2  1,0046 2  1,057  14
  15. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 29 1 1  2 2  2 2  0,722     1,057  1,057  1,0046 As ,eff  As  0,722.41,48  29,94mm2 t s ,eff  t  0,722.0,71  0,5126mm Mô men quán tính hiệu quả của sườn I s ,eff  I s  0,722.194,4  140,36mm4 Khi tính khả năng chịu mô men của tiết diện tôn hình, cho phép chảy dẻo vùng chịu kéo, không cho phép chảy dẻo vùng chịu nén Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 30 Diện tích vùng chịu kéo phía dưới  i  11,3  18  1,41  6 .0,71  26,06mm 2 Diện tích vùng chịu nén phía trên  s  14,97  17  11,3.0,71  35,06mm2 s > i  giới hạn chảy đạt ở vùng dưới trước 15
  16. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 31 + Mômen quán tính của tiết diện ở ULS Ap  14,97  17  11,3  11,3  18  1,1  6 0,71.2.5  611,27 mm2 S o   Ai d i 14,9759  1,463  17.59  11,359  50,71  .2 .5  11,3.5  18.0  1,41.0,5  6.10,71   20515mm3 S o 205151 Trọng tâm zG    33,562mm Ap 611,27 Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 32 70,18  14,9759  1,4632    2 2   11,3.10 11,3.10   I o   17. 59 2   11,359  5 2   .2.5 12 12  2  0,71  11,3.5 2  18.0 2  1,41.1  1,41.0,52  6.12     12     1153780mm4 / m Mô men quán tính đối với trục trọng tâm I G  I o  Ap zG2  1153780  611,27.33,562 2  465240mm4 / m + Khả năng chịu lực (đàn hồi)  Weff .el I 330.465240 M el . Rd  fy  fy   4158632 N .mm / m m  m z max 33,562.1,1 16
  17. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 33 • Mômen âm MRd- + Sườn dưới Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 34 As  9  1,41  6 .0,71.2  23,3mm 2 be  bo  bs  br  50  (1,41  6).2  14  50,82mm S w2be 66,64  2.50,82 k wo    1,352 be 50,82 S w 66,64  2 2  3.2.7,41  5,289.183 1   4  2 . 18   76,46mm Lb  3,65 0,713 17
  18. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 35 Lb 76,46   1,15  2 S w 66,64  2L  L 2   k w  k wo  k wo  1 b   b    S w  S w    2.76,46  76,46  2   1,352  1,352  1     1,008  66,64  66,64   5,289.0,713 N cr , s  1,008.4,2.210000  3788 N  3.2.7,41  8.183 1    2.18  Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 36 N cr , s 3788 Ứng suất tới hạn  cr , s    163 N / mm2 As 23,3 fy 330 Độ mảnh tới hạn s    1,425  cr ,s 163   0,51  0,131,425  0,2   1,4252   1,5949 1  2 2  0,433 1,5949  1,5949  1,425 As ,eff  As  0,433.23,3  10,1mm2 t s ,eff  t  0,33.0,71  0,308mm I s ,eff  I s  0,433.5,289  2,29mm4 18
  19. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 37  i  11,3  9 .0,71  5,05  19,46mm2  s  12,21  24  11,3.0,71  40,83mm2  s > i  giới hạn chảy đạt ở vùng trên trước Ap  12,21  34  11,3  11,3  90,71  5,05.2.5  602,94mm2 12,2159  3,5  34.59   S o   0,71  5,05.0,408.2.5   11,359  5  11,3.5  9.0    23808mm3 Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 38 S o 23808 zG    39,49mm Ap 602,95 12,21.7 2 2 11,3.10 2     12,2159  3,5  34.59  2    12 12  0,71 2 I o   2 11,3.10  .2.5   11,3.59  5    11,3. 5 2  9. 0 2   12  2   5,05.0,409   1345000mm 4 / m I G  I o  Ap zG2  1345000  602,95.39,49 2  404723mm4 / m Weff .el 330.404723 M el . Rd  f y   3074428 N .mm / m m 39,48.1,1 19
  20. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 39 Tính khả năng chịu lực cắt Sw fy 66,64 330 w  0,346  0,346  1,2874 t E 0,71 210000 0,84  w  1,38 0,48 0,48 w  fy  330  123 N / mm 2 w 1,2874  w S wt 123.66,64.0,71 Vw.Rd  10  10  52920 N M 1,1 Tính toán tấm tôn trong giai đoạn thi công 40 Tính khả năng chịu lực tại vị trí gối tựa S w 66,64   93,86  200 t 0,71 2  r  L      1 Ra. Rd   i t 2 f y E 1  0,1  0,5  0,02 a  24       t  t    90    m i = 2.0,075 = 0,15 dùng cho tôn hình r - bán kính trong tại các góc của tôn = 3 mm  r = 0 - kể đến độ cứng phụ thêm của các gờ tạo nhám  =  = 62,28o 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2