VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP KẾT CẤU LIÊN HỢP

1
KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG
KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG
Chương 2
Chương 2
VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO
VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO
KẾT CẤU LIÊN HỢP
KẾT CẤU LIÊN HỢP

BÊ TÔNG
BÊ TÔNG

CỐT THÉP
CỐT THÉP

PHÂN TÍCH KẾT CẤU
PHÂN TÍCH KẾT CẤU

TRẠNG THÁI GIỚI HẠN TỚI HẠN
TRẠNG THÁI GIỚI HẠN TỚI HẠN

TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG
TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

NÚT LIÊN HỢP
NÚT LIÊN HỢP

SÀN LIÊN HỢP
SÀN LIÊN HỢP
2

NỘI DUNG
NỘI DUNG
EC2 & EC4
EC2 & EC4
Bê tông thông thường:
Bê tông thông thường:

Bê tông nặng:
Bê tông nặng:
1800 <
1800 <
ρ
ρ


≤ 2500 kg/m
≤ 2500 kg/m
3
3

Bê tông nhẹ:
Bê tông nhẹ:
1600 <
1600 <
ρ
ρ


≤ 1800 kg/m
≤ 1800 kg/m

3
3

Cường độ đặc trưng: C20/25 ÷ C50/60
Cường độ đặc trưng: C20/25 ÷ C50/60
3
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
4
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Lớp độ bền C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60
f
ck
(N/mm
2
)
20 25 30 35 40 45 50
f
ctm
(N/mm
2
)
2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1
f
cm
(N/mm
2
)
28 33 38 43 48 53 58

f
ctk,0,05
(N/mm
2
)
1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2,9
E
cm
(kN/mm
2
)
29 30,5 32 33,5 35 36 37
Các đặc trưng cơ học của BT theo EC4
Các đặc trưng cơ học của BT theo EC4

Cường độ chịu nén đặc trưng của BT
Cường độ chịu nén đặc trưng của BT
với 3 <
với 3 <
t
t
< 28 ngày
< 28 ngày
với
với
t
t
≥ 28 ngày
≥ 28 ngày
s = 0,2 ÷ 0,38

s = 0,2 ÷ 0,38
tùy thuộc loại ximăng
tùy thuộc loại ximăng
5
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
( ) ( ) ( )
MPatftf
cmck
8−=
( )
ckck
ftf
=
( ) ( )
cmcccm
fttf
β
=
( )

















−=
t
st
cc
28
1exp
β

Cường độ chịu kéo khi uốn của BT
Cường độ chịu kéo khi uốn của BT
với h - chiều cao cấu kiện, mm
với h - chiều cao cấu kiện, mm

Cường độ chịu kéo theo thời gian của BT
Cường độ chịu kéo theo thời gian của BT
α
α


= 1
= 1
với t < 28 ngày
với t < 28 ngày
α

α


= 2/3 với t ≥ 28 ngày
= 2/3 với t ≥ 28 ngày
6
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
( ){ }
ctmctmflctm
ffhf ;1000/6,1max
,
−=
( ) ( )
[ ]
ctmccctm
fttf
α
β
=

Cường độ tính toán
Cường độ tính toán
chịu
chịu
nén
nén
của BT
của BT


Cường độ tính toán
Cường độ tính toán
chịu
chịu
kéo
kéo
của BT
của BT
f
f
ctk,0,05
ctk,0,05
- giá trị dưới của sức bền đặc trưng khi kéo
- giá trị dưới của sức bền đặc trưng khi kéo
α
α
cc
cc
,
,
α
α
ct
ct
- hệ số kể những tác động lâu dài và các tác động bất
- hệ số kể những tác động lâu dài và các tác động bất
lợi của tải trọng tác dụng, = 1
lợi của tải trọng tác dụng, = 1
7
BÊ TÔNG

BÊ TÔNG
cckcccd
ff
γα
/=
cctkctctd
ff
γα
/
05,0,
=
Tổ hợp tải trọng
Bê tông, γ
c
Thép thanh và
thép ứng suất trước, γ
S
Cơ bản 1,5 1,15
Đặc biệt (trừ động đất) 1,3 1,0
Hệ số
Hệ số
γ
γ

Mô đun đàn hồi riêng của BT
Mô đun đàn hồi riêng của BT

Mô đun đàn hồi của tiết diện liên hợp thép - BT
Mô đun đàn hồi của tiết diện liên hợp thép - BT


Hệ số tương đương thép - BT
Hệ số tương đương thép - BT

Kể đến hiện tượng mỏi của tải trọng dài hạn,
Kể đến hiện tượng mỏi của tải trọng dài hạn,
E
E
cm
cm






E
E
cm
cm
/3
/3

Đơn giản hóa trong phân tích:
Đơn giản hóa trong phân tích:
8
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
( ) ( )( )
cmcmcmcm
EftftE

3,0
/=
cm
a
E
E
n =
nn 3
'
=
nn 2
''
=
TCXDVN 356:2005
TCXDVN 356:2005

BT nặng:
BT nặng:
2200 <
2200 <
ρ
ρ


≤ 2500 kg/m
≤ 2500 kg/m
3
3

BT hạt nhỏ:

BT hạt nhỏ:
ρ
ρ
>
>
1800 kg/m
1800 kg/m
3
3

BT nhẹ, cấu trúc đặc và rỗng
BT nhẹ, cấu trúc đặc và rỗng
9
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG

Chỉ tiêu chất lượng của BT

Cấp độ bền chịu nén B

Cấp độ bền chịu kéo dọc trục B
t

Mác theo khả năng chống thấm W

Mác theo khối lượng thể tích trung bình D

Mác theo khả năng tự gây ứng suất S
p
10

BÊ TÔNG
BÊ TÔNG

Đặc trưng tiêu chuẩn và tính toán của BT
Đặc trưng tiêu chuẩn và tính toán của BT

Cường độ tiêu chuẩn
Cường độ tiêu chuẩn
•
Nén dọc trục:
Nén dọc trục:
R
R
bn
bn
•
Kéo dọc trục:
Kéo dọc trục:
R
R
btn
btn

Cường độ tính toán
Cường độ tính toán
•
Trạng thái giới hạn
Trạng thái giới hạn
I
I

:
:
R
R
b
b
,
,
R
R
bt
bt
•
Trạng thái giới hạn
Trạng thái giới hạn
II
II
:
:
R
R
b,ser
b,ser
,
,
R
R
bt,ser
bt,ser
Cường độ tính toán = Cường độ tiêu chuẩn / hệ số độ tin cậy

Cường độ tính toán = Cường độ tiêu chuẩn / hệ số độ tin cậy
11
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
12
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Hệ số độ tin cậy khi nén
Hệ số độ tin cậy khi nén
γ
γ
bc
bc
và khi kéo
và khi kéo
γ
γ
bt
bt
Loại BT
Trạng thái giới hạn
Thứ nhất Thứ hai
γ
bc

γ
bt
tương ứng với cấp
độ bền của BT
γ

bc
, γ
bt

Chịu nén Chịu kéo
BT nặng, BT hạt
nhỏ, BT tự ứng
suất, BT nhẹ và BT
rỗng
1,3 1,5 1,3 1,0
BT tổ ong 1,5 2,3 - 1,0
13
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Cường độ tiêu chuẩn của BT
Cường độ tiêu chuẩn của BT
R
R
bn
bn
,
,
R
R
btn
btn
và cường độ tính toán
và cường độ tính toán
của BT khi tính theo TTGH
của BT khi tính theo TTGH

II
II
R
R
b,ser
b,ser
,
,
R
R
bt,ser
bt,ser
, MPa
, MPa
14
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Cường độ tiêu chuẩn của BT
Cường độ tiêu chuẩn của BT
R
R
bn
bn
,
,
R
R
btn
btn
và cường độ tính

và cường độ tính
toán của BT khi tính theo TTGH
toán của BT khi tính theo TTGH
II
II
R
R
b,ser
b,ser
,
,
R
R
bt,ser
bt,ser
, MPa
, MPa
15
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Cường độ tính toán của BT
Cường độ tính toán của BT
R
R
b
b
,
,
R
R

bt
bt
khi tính theo TTGH
khi tính theo TTGH
I
I
, MPa
, MPa
16
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Cường độ tính toán của BT
Cường độ tính toán của BT
R
R
b
b
,
,
R
R
bt
bt
khi tính theo TTGH
khi tính theo TTGH
I
I
, MPa
, MPa
17

BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Cường độ chịu kéo tính toán của BT
Cường độ chịu kéo tính toán của BT
R
R
bt
bt
ứng
ứng
với cấp độ bền chịu kéo của BT, MPa
với cấp độ bền chịu kéo của BT, MPa
Trạng
thái
Loại BT Cấp độ bền chịu kéo và mác tương ứng của BT
Kéo
dọc
trục
BT nặng,
BT tự ứng
suất , BT
hạt nhỏ,
BT nhẹ
B
t
0,8 B
t
1,2 B
t
1,6 B

t
2,0 B
t
2,4 B
t
2,8 B
t
3,2
K10 K15 K20 K25 K30 K35 K40
0,62 0,93 1,25 1,55 1,85 2,15 2,45
18
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Hệ số điều kiện làm việc của BT
Hệ số điều kiện làm việc của BT
γ
γ
bi
bi
19
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG

Tương quan giữa cấp độ bền và cường độ tức thời của BT
Tương quan giữa cấp độ bền và cường độ tức thời của BT

Chịu nén
Chịu nén

Chịu kéo

Chịu kéo
B
B
m
m
,
,
B
B
mt
mt
- giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén
- giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén
và kéo tức thời
và kéo tức thời
n
n
i
i
- số lượng mẫu thử tiêu chuẩn có cường độ khi nén
- số lượng mẫu thử tiêu chuẩn có cường độ khi nén
(kéo) là
(kéo) là
B
B
i
i
ν
ν

- hệ số biến động của cường độ mẫu thử tiêu chuẩn
- hệ số biến động của cường độ mẫu thử tiêu chuẩn
chịu nén:
chịu nén:
ν
ν
= 0,135; chịu kéo:
= 0,135; chịu kéo:
ν
ν
= 0,165
= 0,165
( )
ν
64,11−=
m
BB
( )
ν
64,11−=
mtt
BB
( )
n
nn
mtm
nnn
BnBnBn
BB

+++
+++
=


21
2211
20
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Tương quan cấp độ bền chịu nén và mác BT theo cường độ chịu nén
Tương quan cấp độ bền chịu nén và mác BT theo cường độ chịu nén
Cấp độ bền
chịu nén
Cường độ
trung bình
của mẫu
thử tiêu
chuẩn, MPa
Mác theo
cường độ
chịu nén
Cấp độ bền
chịu nén
Cường độ
trung bình
của mẫu
thử tiêu
chuẩn, MPa
Mác theo

cường độ
chịu nén
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
21
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
( )
B
B
R
bn
001,077,0 −=
( )
B
B
R
bn
005,095,0 −=
22
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
Mô đun đàn hồi ban đầu của BT khi kéo và nén

Mô đun đàn hồi ban đầu của BT khi kéo và nén
E
E
b
b
x10
x10
3
3
, MPa (Bảng 2.8)
, MPa (Bảng 2.8)
So sánh EC2, EC4 và TCXDVN 356:2005
So sánh EC2, EC4 và TCXDVN 356:2005

Đặc trưng cường độ
Đặc trưng cường độ

Hệ số chuyển đổi cường độ chịu nén trung bình
Hệ số chuyển đổi cường độ chịu nén trung bình
f
f
cm
cm
mẫu
mẫu
hình trụ qua mẫu lập phương = 1,25
hình trụ qua mẫu lập phương = 1,25
23
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG

Giá trị cường độ chịu nén trung bình
Giá trị cường độ chịu nén trung bình
f
f
cm
cm
BT ở tuổi 28 ngày (EC)
BT ở tuổi 28 ngày (EC)
Lớp độ bền
C20/25 C25/30 C30/37 C35/40 C40/50 C45/55 C50/60
f
cm
,
N/mm
2
Mẫu hình trụ 28 33 38 43 48 53 58
Mẫu lập phương 35 39,6 46,7 55 60 64,7 69,6
So sánh tương đương
So sánh tương đương
EC4
EC4


dùng BT C20/25 tương ứng B25 (M350) trở lên
dùng BT C20/25 tương ứng B25 (M350) trở lên
24
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
EC TCXDVN
C20/25 B25 (M350)

C25/30 B30 (M400)
C30/37 B35 (M450)
C35/45 B45 (M600)

Các chỉ tiêu cơ lý khác

Mô đun đàn hồi: tương đương nhau
Mô đun đàn hồi: tương đương nhau

Hệ số dãn nở nhiệt, hệ số Poisson: như nhau
Hệ số dãn nở nhiệt, hệ số Poisson: như nhau




Khi thiết kế kết cấu liên hợp thép - BT theo EC4:
Khi thiết kế kết cấu liên hợp thép - BT theo EC4:

Dùng mác BT theo TCXDVN 356:2005 tương đương cấp độ
Dùng mác BT theo TCXDVN 356:2005 tương đương cấp độ
bền của BT theo EC4
bền của BT theo EC4

Sử dụng lý thuyết thiết kế theo EC4
Sử dụng lý thuyết thiết kế theo EC4
25
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG