Dầm liên hợp

1
KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG
KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG
Chương 4
Chương 4
DẦM LIÊN HỢP
DẦM LIÊN HỢP

KIỂM TRA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1
KIỂM TRA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1

TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2
TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 2

LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP
LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP

CỐT THÉP ĐAI
CỐT THÉP ĐAI

VÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾT
VÍ DỤ TÍNH TOÁN DẦM LIÊN HỢP VÀ LIÊN KẾT
2
NỘI DUNG
NỘI DUNG
•
Trạng thái giới hạn cực hạn (
Trạng thái giới hạn cực hạn (
Ultimate Limit State -
Ultimate Limit State -
ULS)

ULS)

Khả năng chịu mômen
Khả năng chịu mômen

Liên kết chịu cắt
Liên kết chịu cắt

Lực cắt ngang
Lực cắt ngang
•
Trạng thái giới hạn sử dụng (
Trạng thái giới hạn sử dụng (
Serviceability Limit State - S
Serviceability Limit State - S
LS)
LS)

Độ võng
Độ võng

Nứt trong BT
Nứt trong BT
THIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢP
THIẾT KẾ DẦM LIÊN HỢP
3
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1

Điều kiện an toàn


Chiều rộng tham gia làm việc của tấm sàn

Phân loại tiết diện ngang

Khả năng chịu mômen

Độ bền tiết diện khi chịu lực cắt và mômen

Phương pháp phân tích sự phân bố nội lực trong dầm liên tục

Sức bền chống oằn
4
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Điều kiện an toàn
Điều kiện an toàn
S
d
- giá trị tính toán của các tác động
R
d
- sức bền tính toán của tiết diện
γ
a
= 1 hoặc 1,1
γ
c
= 1,5; γ
s

= 1,15
γ
ap
= 1,1
dd
RS
≤








=
ap
yp
s
ys
c
ck
a
y
dd
ff
f
f
RR
γγγγ

,,,
5
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Chiều rộng tham gia làm việc của tấm sàn
Chiều rộng tham gia làm việc của tấm sàn

Khi chịu uốn, một phần tấm đan tham gia chịu lực
Khi chịu uốn, một phần tấm đan tham gia chịu lực



tiết diện chữ T
tiết diện chữ T



ứng suất pháp phân bố đều trong
ứng suất pháp phân bố đều trong
b
b
eff
eff

Bề rộng hữu hiệu
Bề rộng hữu hiệu
b
b
eff
eff

= b
= b
e1
e1
+ b
+ b
e2
e2



Dầm đơn giản
Dầm đơn giản
b
b
ei
ei
= min(L
= min(L
o
o
/8,b
/8,b
i
i
)
)
L
L
o

o
- nhịp dầm
- nhịp dầm
6
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1



Dầm liên tục
Dầm liên tục
7
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Phân loại tiết diện ngang
Phân loại tiết diện ngang
•
Loại 1:
Loại 1:

Khả năng phát triển
Khả năng phát triển
đầy đủ
đầy đủ
mômen bền dẻo M
mômen bền dẻo M
pl.Rd
pl.Rd

Đủ khả năng xoay khi hình thành khớp dẻo

Đủ khả năng xoay khi hình thành khớp dẻo
•
Loại 2:
Loại 2:

Khả năng phát triển
Khả năng phát triển
đầy đủ
đầy đủ
mômen bền dẻo M
mômen bền dẻo M
pl.Rd
pl.Rd

Khả năng xoay hạn chế
Khả năng xoay hạn chế
•
Loại 3, 4:
Loại 3, 4:

Không có k
Không có k
hả năng phát triển
hả năng phát triển
đầy đủ
đầy đủ
mômen bền dẻo
mômen bền dẻo
M
M

pl.Rd
pl.Rd


do mất ổn định cục bộ
do mất ổn định cục bộ
8
9
y
f
2
N/mm 235
=ε
c
t
c
t
rolled
welded
c / t
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Loại tiết diện Loại dầm
Bụng dầm
không bọc BT
Bụng dầm
bọc BT
1
Thép cán
Tổ hợp hàn

9ε
9ε
10ε
9ε
2
Thép cán
Tổ hợp hàn
11ε
10ε
15ε
14ε
3
Thép cán
Tổ hợp hàn
14ε
14ε
21ε
20ε
Giới hạn độ mảnh của bản cánh dầm chịu nén đều
10
y
f
2
N/mm 235
=ε
rolled
welded
d / t
t
t

rolled
welded
d / t
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Loại tiết diện Dầm chịu uốn Dầm chịu nén đều
1
72ε 33ε
2
83ε 38ε
3
124ε 42ε
Giới hạn độ mảnh của bản bụng dầm chịu uốn thuần túy hoặc nén đều
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Phân loại tiết diện được xác định theo loại thành phần kém nhất
Phân loại tiết diện được xác định theo loại thành phần kém nhất
VD
VD: bản bụng loại 1 và bản cánh loại 2  tiết diện loại 2

Đặc biệt: bản cánh nén loại 2 và bản bụng loại 3, tiết diện
xem như loại 2 nếu:
–
Tiết diện tương tự, bản bụng
được bọc BT
–
Chiều cao hữu hiệu của bản
bụng, bản bụng không bọc BT
b
eff

h
c
h
p
t
w
d
20t
ε
w
20t
ε
w
11
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2
Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2
•
Khả năng chịu uốn dựa trên phân tích dẻo
Khả năng chịu uốn dựa trên phân tích dẻo
•
Giả thiết:
Giả thiết:

Liên kết hoàn toàn giữa tấm sàn và dầm thép trong nhịp
Liên kết hoàn toàn giữa tấm sàn và dầm thép trong nhịp

Tất cả các thớ của dầm thép hóa dẻo khi kéo, nén
Tất cả các thớ của dầm thép hóa dẻo khi kéo, nén


Ứng suất nén của BT phân bố đều = 0.85f
Ứng suất nén của BT phân bố đều = 0.85f
ck
ck
/
/
γ
γ
c
c

Bỏ qua BT chịu kéo
Bỏ qua BT chịu kéo

Cốt thép sàn chịu kéo hóa dẻo = f
Cốt thép sàn chịu kéo hóa dẻo = f
sk
sk
/
/
γ
γ
s
s

Bỏ qua khả năng chịu nén của cốt thép sàn và tấm tôn
Bỏ qua khả năng chịu nén của cốt thép sàn và tấm tôn
12
KIỂM TRA THEO TTGH 1

KIỂM TRA THEO TTGH 1
Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2
Khả năng chịu mômen của tiết diện 1 hoặc 2
Tiết diện chịu mômen dương
Tiết diện chịu mômen dương
•
Bỏ qua BT trong sườn của sàn
Bỏ qua BT trong sườn của sàn
•
Chiều cao lớn nhất vùng BT chịu nén của sàn là h
Chiều cao lớn nhất vùng BT chịu nén của sàn là h
c
c
•
Dùng cho sàn đặc khi cho h
Dùng cho sàn đặc khi cho h
p
p
= 0
= 0
13
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BT
Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BT

(compression)
cf
(tension)
h

h
h
0,85 f
ck
/
γ
c
N
F
N
pla
a
z
P.N.A.
h
a
/ 2
h
a
/ 2
f
/
γ
y
a
b
eff
+
c
p

a
14
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BT
Trường hợp 1: PNA nằm trong bản BT
N
pla
= A
a
f
y
/γ
a
N
cf
= h
c
b
+
eff
(0,85f
ck
/ γ
c
)
PNA nằm trong bề dày h
c
nếu N
cf

> N
pla
Vị trí PNA:
z = N
pla
/ (b
+
eff
0,85f
ck
/ γ
c
) < h
c
Môment bền:
M
+
plRd
= N
pla
(0,5h
a
+ h
c
+ h
p
– 0,5z)
15
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1

Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm
Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm

t
f
b
f
pla1
N
PN
A
(tension)
(compression)
pla2
N
N
cf
16
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm
Trường hợp 2: PNA nằm trong cánh dầm
N
cf
< N
pla
và z > h
c
+ h
p

PNA nằm trong cánh dầm: N
pla
- N
cf
< 2b
f
t
f
f
y
/γ
a
N
cf
+ N
pla1
- N
pla2
= 0 và N
pla
= N
pla1
+ N
pla2
N
cf
+ 2N
pla1
- (N
pla2

+ N
pla1
) = 0
N
pla1
= 0,5(N
pla
– N
cf
) hoặc N
pla
= N
cf
+ 2N
pla1
N
pla1
= b
1
(z - h
c
- h
p
)f
y
/γ
a
 N
pla
= N

cf
+ 2b
1
(z - h
c
- h
p
).f
y
/γ
a
M
+
pl.Rd
= N
pla
(0,5h
a
+ 0,5h
c
+ h
p
) – 0,5(N
pla
- N
cf
)(z + h
p
)
17

KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm
Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm
w
(tension)
P.N.A.
N
N
N
cf
pla2
pla1
t
w
18
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm
Trường hợp 3: PNA nằm trong bụng dầm
N
cf
> N
pla
và N
pla
- N
cf
> 2b
f

t
f
f
y
/γ
a

z
w
= N
cf
/(2t
w
f
y
/γ
a
)
Mômen bền:
M
+
pl.Rd
= M
apl.Rd
+ N
cf
(0,5h
a
+ 0,5h
c

+ h
p
) – 0,5 N
cf
z
w

19
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Tiết diện chịu mômen âm
Tiết diện chịu mômen âm
•
Tính với bề rộng hiệu quả
Tính với bề rộng hiệu quả
b
b
eff
eff
•
BT bị nứt trên toàn bộ bề dày tấm đan
BT bị nứt trên toàn bộ bề dày tấm đan
20
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Trường hợp 1: PNA nằm trong cánh dầm thép
Trường hợp 1: PNA nằm trong cánh dầm thép
)5,0)(()5,0(
. sfsasaaRdpl
hzFFhhFM

+−−+=
−
sskss
fAF
γ=
/
f
t
f
b
f
h
s
tension
compression
P.N.A.
sa
FF
>
ayffsa
ftbFF
γ
/2≤−
ayffsa
fzbFF
γ+=
/2
21
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1

Trường hợp 2: PNA nằm trong bản bụng dầm thép
Trường hợp 2: PNA nằm trong bản bụng dầm thép
f
sk
/
γ
s
F
s
P.N.A.
f
/
γ
y
a
f
/
γ
y
a
b
eff
tension
h
c
h
p
h
a
F

a
F
a
t
w
z
w
h
/
2
a
2
. .
(0,5 ) / 4
pl Rd apl Rd s a s s a w y
M M F h h F t f
γ
−
= + + −
yw
sa
w
ft
F
z
2
γ
=
sskss
fAF

γ=
/
22
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Độ bền tiết diện khi chịu lực cắt và mômen
Độ bền tiết diện khi chịu lực cắt và mômen
•
Giả thiết lực cắt do bản bụng dầm chịu
Giả thiết lực cắt do bản bụng dầm chịu
•
Điều kiện bền
Điều kiện bền
A
A
v
v
- diện tích bản bụng, với dầm thép cán
- diện tích bản bụng, với dầm thép cán
•
Khi bản bụng có sườn đứng bố trí cách nhau 1 khoảng a
Khi bản bụng có sườn đứng bố trí cách nhau 1 khoảng a
•
Ứng suất tiếp tới hạn
Ứng suất tiếp tới hạn
a
y
vRdplSd
f
AVV

γ
3
.
=≤
( )
fwffav
trttbAA 22
++−=
( )
2
2
2
112






−
=
d
tE
k
wa
cr
ν
π
τ
τ

23
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
, a/d
, a/d
≤ 1
≤ 1
, a/d > 1
, a/d > 1
a - khoảng cách sườn đứng
a - khoảng cách sườn đứng
d - chiều cao bản bụng
d - chiều cao bản bụng
•
Điều kiện ổn định:
Điều kiện ổn định:



Khi dầm không có sườn đứng
Khi dầm không có sườn đứng

Khi dầm thép được bọc BT phần bụng
Khi dầm thép được bọc BT phần bụng
( )
( )






+
+
=
2
2
/434,5
//34,54
da
da
k
τ
ε
τ
ktd
w
30/
≤
3/
ycr
f
≤
τ
ε
69/
≤
w
td
ε
124/

≤
w
td
24
25
V
S d
C
B
A
V
p l . R d
V
p l . R d
0 , 5
M
f . R d
_
M
R d
_
M
V . R d
_
Lực cắt nhỏ  khả năng
chịu mômen không giảm
Mômen âm nhỏ  khả năng
chịu cắt không giảm
Lực cắt và mômen lớn
 biểu thức tương tác

















−−−+=
−−−−
2
.

1
2
1)(
Rdpl
Sd
RdfRdRdfRdv
V
V
MMMM

Khả năng chịu mô men của các bản cánh (bản cánh dầm thép và bản BT)
KIỂM TRA THEO TTGH 1
KIỂM TRA THEO TTGH 1
Tại gối tựa trung gian dầm liên tục
Tại gối tựa trung gian dầm liên tục