IV LIÊN KẾT NỐI CỘT

Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 7: Tính liên kết SUNWAH TOWER BULDIN
G

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 419

IV. LIÊN KẾT NỐI CỘT
¾ Các cột thép được nối với nhau các bản nối là các tấm thép ốp hai bên bề
mặt bản cánh thép, bụng thép và bulông ứng lực trước
¾ Ứng lực trước trong bulông tạo ra lực ma sát giữa bề mặt tiếp xúc các tấm
thép cánh thép và bụng thép. Do đó tạo được liên kết giữa cột trên và cột
dưới.
¾ Nếu nối hai cột có tiết diện giống nhau thì không cần các bản đệm, nếu hai
cột có tiết diện khác nhau thì cần có những bản đệm lèn vào lấp khoảng
trống giữa bản nối và bản cánh thép, bụng thép

Hình 7.16 Nối cột tiết diện bằng nhau và không bằng nhau
¾ Cột nối đúng tâm và vò trí nối thống nhất cách mép trên của dầm một
khoảng 1200mm
¾ Tính toán mẫu cho vò trí nối cột tầng 1 và tầng 2 của cột C7, các vò trí còn
lại bảng tính

1. Tính toán mẫu
Tính toán mẫu cho vò trí nối cột tầng 1 và tầng 2 của cột C7, tiết diện WH-
700x700x40x60 với WH-700x700x40x60
¾ Tính toán sơ bộ bố trí bulông và bản nối
Để đơn giản và an toàn ta tính liên kết sao cho khả năng chòu lực nén dọc
trục của cột N
a.Rd

không thay đổi. Tức là tổng diện tích tiết diện bản nối phải
không bé hơn diện tích tiết diện của cột và số bulông phải đủ để tổng lực ma sát
của các bề mặt tiếp xúc không bé hơn khả năng chòu lực N
a.Rd
.
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 7: Tính liên kết SUNWAH TOWER BULDIN
G

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 420

Nếu hai cột có tiết diện khác nhau thì đảm bảo khả năng chòu lực N
a.Rd
của
cột có tiết diện bé hơn ( thường là cột trên)
• Ta chọn bulông M24 grade 10.9, giới hạn bền f
ub
= 1000 N/mm
2
, diện tích tiết
diện qua ren A
s
= 353 mm
2
• Khả năng chòu trượt của một bulông ứng lực trước
F
s,Rd
= nµF

p.Cd
/γ
ms

n : Số lượng mặt phẳng ma sát, ốp hai bản nên n=2
µ : Hệ số ma sát lấy theo bảng 9.4- Chương 9-Lý thuyết tính toán. Ta
sẽ xử lý bề mặt tiếp xúc bằng cách chà nhám và phun bột kim loại, ta
có µ=2
F
p.Cd
: Lực kéo trước trong thân bulông
F
p.Cd
= 0,7 f
ub
. A
s
=0.7* 1000*353= 247100 N
γ
ms
: Hệ số an toàn bằng 1,25
=> F
s,Rd
= 2*0.5*247100/1.25= 197680 N= 197.68 kN
• Khả năng chòu lực nén dọc N
f.Rd
của một bản cánh cột trên WH-
700x700x40x60 là:
N
f.Rd

= (f
y
/γ
a
)t
f
b
f
= 275/1.1*60*700= 10500*10
3
N =10500 kN
• Khả năng chòu lực nén dọc N
w.Rd
của bản bụng cột trên WH-700x700x40x60 là:
N
w.Rd
= (f
y
/γ
a
)t
w
b
w
= 275/1.1*40*(700-2*60)= 5800*10
3
N =5800 kN
• Số bulông sơ bộ cần thiết trên một cột theo tính toán là:
Trên một bản cánh n
f

= N
f.Rd
/F
S.Rd
= 10500/197.68 = 53.1 bulông
Trên bản bụng n
w
= N
w.Rd
/F
S.Rd
= 5800/197.68 = 29.3 bulông
• Sơ bộ chọn và bố trí bulông
Trên một bản cánh n
f
= mxn = 9x6 Bulông
Trên bản bụng n
w
=mxn = 8x4 Bulông
(m: số hàng bulông, n: sốâ cột bulông)
Chọn khoảng cách giữa các hàng bulông là p
1
= 90mm
Chọn khoảng cách giữa các cột bulông là p
2
= 100mm
Chọn khoảng cách từ hàng bulông ngoài cùng đến mép bản nối là e
1
= 50mm
Chọn khoảng cách từ cột bulông ngoài cùng đến mép bản nối là e

2
= 50mm
• Sơ bộ chọn các bản nối
Bản ốp bản bụng:
Chiều rộng: a= p
2
(n-1)+2e
2
= 100*(4-1)+2*50= 400 mm
Chiều dài: b= 2[p
1
(m-1)+2e
1
]+t
g
=2*[90(8-1)+2*50]+5= 1465mm
(t
g
: khoảng hở giữa hai cột bằng 5mm)
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 7: Tính liên kết SUNWAH TOWER BULDIN
G

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 421

Bề dày: t= t
w
/2+5= 40/2+5= 25mm

Bản ốp mặt ngoài bản cánh:
Chiều rộng: a= b
f
= 700mm
Chiều dài: b= 2[p
1
(m-1)+2e
1
]+t
g
=2*[90(9-1)+2*50]+5= 1645mm
Bề dày: t= t
f
/2+5= 60/2+5= 35mm
Bản ốp mặt trong bản cánh:
Chiều rộng: a = p
2
(n/2-1)+ 2e
2
= 100*(6/2-1)+ 2*50= 300 mm
Chiều dài: b = 2[p
1
(m-1)+2e
1
]+t
g
=2*[90(9-1)+2*50]+5= 1645mm
Bề dày: t = t
f
/2+10= 60/2+10= 40mm

NGOÀI
BẢN THÉP
TRONG
BULÔNG
CẤU TẠO
SPLICE COL
WH -700x700x40x60
NỐI BỤNGNỐI CÁNH
2PL-35x700x1645
4PL-40X700X1645
4x54-M24 32x2-M24x70
2PL-25x400x1465
+ WH -700x700x40x60
700
5050 350
50 8x90=720 50
820 5 820
1645
100 100 100
50 7x90=630 50
730 5 730
1465
150 50 3x100 50 150
700
ĐỆM CÁNH ĐỆM BỤNG

¾ Kiểm tra khả năng chòu lực của bulông
Lực tác dụng tại ví trí nối cột, một cách an toàn ta xem như các nội lực cực
đại xảy ra đồng thời
N

max
= 20798 kN
M
y.max
= 733 kNm
M
z.max
= 302 kNm
V
y.max
= 102 kN
V
z.max
= 254 kN
Ta xem như các thành phần trong cột chòu các lực như sau:
- Bêtông: chòu một phần của N
max

z
y
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 7: Tính liên kết SUNWAH TOWER BULDIN
G

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 422

- Bản cánh: Chòu một phần của N
max

; chòu toàn bộ M
z.max
, M
y.max
và V
y
- Bản bụng: Chòu một phần của N
max
; chòu toàn bộV
z
Ta tính lực nén dọc tác dụng lên các thành phần như sau:
Ứng suất trong tiết diện tương đương(tiết diện qui đổi về cùng loại vật
liệu):
σ
eq
=
n/AAA
N
cwf
max
++

A
f
= 2b
f
t
f
= 2*700*60= 84000 mm
2

, diện tích hai bản cánh
A
w
= b
w
t
w
= (700-2*60)*40= 23200 mm
2
, diện tích bản bụng
A
c
= bh- A
f
- A
w
= 700*700-84000-23200 = 382800 mm
2
,
diện tích
bêtông
n=E
a
/E’
c
= 210/16= 13.125, tỉ số môđung có kể đến ảnh hưởng tải dài
hạn
=> σ
eq
=

2
3
152.74N/mm
125382800/13.2320084000
10*20798
=
++

Lực dọc nén tác dụng lên một bản cánh là
N
f
= σ
eq
A
f
/2 = 152.74*84000/2= 6415*10
3
N = 6415 kN
Lực dọc tác dụng lên một bản bụng là
N
w
= σ
eq
A
w
= 152.516*23200 = 3544*10
3
N = 3544 kN
Tính toán lực trượt tác dụng lên một bulông trên bản cánh

• Do N
f
= 6415 kN
Nf
y
x

F
x1
= N
f
/(nm)= 6415/54= 118 kN
• Do M
y.max
= 733 kNm
Lực nén dọc trên bản cánh do M
y.max
gây ra là:
N
My
= M
y.max
/(h/2)= 733/(0.7/2)= 2094 kN
Lực tác dụng lên một bulông là:
F
x2
= N
My
/(mn)= 2094/54= 39 kN
• Do M

z.max
= 302 kNm

y
x
Mymax
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 7: Tính liên kết SUNWAH TOWER BULDIN
G

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 423

F
x3
=
kN 33
)0.60.49ΣΣ(0.
0.6*302
mΣΣ
lM
222
i
2
maxz.max
=
++
=

• Do V
y.max
= 102 kNm
F
y
= V
y.max
/(mn)= 102/54= 5.5 kN
Vậy tổng lực trượt tác dụng lên bulông là:

197.68kNFkN 1905.533)39(118
F)FF(FF
Rds,
22
2
y
2
x3x2x1s
=<=+++=
+++=

=>Thoả
Tính toán lực trượt tác dụng lên một bulông trên bản bụng

• Do N
w

= 3544 kN
F
x
= N
w
/(nm)= 3544/32= 110.7 kN
• Do V
z.max
= 254 kN
F
x
= N
w
/(nm)= 254/32= 7.9 kN
197.68kNFkN 1119.7(110.7
FFF
Rds,
22
2
y
2
xs
=<=+=
+=

=>Thoả

2. Bảng tính sơ bộ kích thước các cấu kiện nối cột

y
x
Mzmax
200
400
600
y
x
Vymax
z
x
Nw
Vz.max
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 7: Tính liên kết SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 424

BẢNG TÍNHSƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN NỐI CỘT

KÍCH THƯỚC CỘT CÁNH BỤNG
SO BL
TINH
TOAN
CHỌN ỐP NGOÀI ỐP TRONG ĐỆM NGOÀI ĐỆM TRONG CHỌN ỐP BỤNG ĐỆM BỤNG
STT TRÊN DƯỚI
n
f
n
w
m n e1 p1 e2 p2 a b t a b t a b t a b t m n e1 p1 e2 p2 a b t a b t
1
400x400x20x20 400x400x20x20
10 9 3 4 50 90 40 80 400 565 15 160 565 20 - - - - - - 3 3 50 90 50 90 280 565 15 - - -
2
400x400x20x20 400x400x20x30
10 9 3 4 50 90 40 80 400 565 15 160 565 20 - - - 400 280 10 3 3 50 90 50 90 280 565 15 - - -
3
400x400x20x20 400x400x20x40
10 9 3 4 50 90 40 80 400 565 15 160 565 20 - - - 400 280 20 3 2 50 90 50 90 190 565 15 - - -
4
400x400x20x20 400x400x30x30
10 9 3 4 50 90 40 80 400 565 15 160 565 20 - - - 400 280 10 3 3 50 90 50 90 280 565 15 280 280 5
5
400x400x20x20 400x400x40x40
10 9 3 4 50 90 40 80 400 565 15 160 565 20 - - - 400 280 20 5 2 50 90 50 90 190 925 15 190 460 10
6
400x400x20x30 400x400x20x40
15 9 4 4 50 90 40 80 400 745 20 160 745 25 - - - 400 370 10 5 2 50 90 50 90 190 925 15 - - -
7

400x400x20x30 500x500x20x40
15 9 4 4 50 90 40 80 400 745 20 160 745 25 400 370 50 400 370 40 3 3 50 90 50 90 280 565 15 - - -
8
400x400x20x40 500x500x20x40
20 8 5 4 50 90 40 80 400 925 25 160 925 30 400 460 50 400 460 50 4 2 50 90 50 90 190 745 15 - - -
9
400x400x30x30 500x500x20x40
15 13 4 4 50 90 40 80 400 745 20 160 745 25 400 370 50 400 370 40 5 3 50 90 50 90 280 925 20 280 460 5
10
400x400x40x40 500x500x40x40
20 16 5 4 50 90 40 80 400 925 25 160 925 30 400 460 50 400 460 50 8 2 50 90 50 90 190 1465 25 - - -
11
500x500x20x40 500x500x40x40
25 11 7 4 50 90 50 90 500 1285 25 190 1285 30 - - - - - - 4 3 50 90 50 90 280 745 15 280 370 10
12
500x500x20x40 500x500x40x50
25 11 7 4 50 90 50 90 500 1285 25 190 1285 30 - - - 500 640 10 4 3 50 90 50 90 280 745 15 280 370 10
13
500x500x20x40 500x500x50x50
25 11 7 4 50 90 50 90 500 1285 25 190 1285 30 - - - 500 640 10 4 3 50 90 50 90 280 745 15 280 370 15
14
500x500x40x40 500x500x40x60
25 21 7 4 50 90 50 90 500 1285 25 190 1285 30 - - - 500 640 20 7 3 50 90 50 90 280 1285 25 - - -
15
500x500x40x40 500x500x50x50
25 21 7 4 50 90 50 90 500 1285 25 190 1285 30 - - - 500 640 10 7 3 50 90 50 90 280 1285 25 280 640 5
16
500x500x40x40 500x500x50x60
25 21 7 4 50 90 50 90 500 1285 25 190 1285 30 - - - 500 640 20 7 3 50 90 50 90 280 1285 25 280 640 5
17

500x500x40x50 500x500x40x60
32 20 8 4 50 90 50 90 500 1465 30 190 1465 35 - - - 500 730 10 7 3 50 90 50 90 280 1285 25 - - -
18
500x500x40x60 600x600x40x60
38 19 10 4 50 90 50 90 500 1825 35 190 1825 40 500 910 50 500 910 50 7 3 50 90 50 90 280 1285 25 - - -
19
500x500x50x50 500x500x50x60
32 25 8 4 50 90 50 90 500 1465 30 190 1465 35 - - - 500 730 10 9 3 50 90 50 90 280 1645 30 - - -
20
500x500x50x60 500x500x50x60
38 24 10 4 50 90 50 90 500 1825 35 190 1825 40 - - - - - - 8 3 50 90 50 90 280 1465 30 - - -
21
500x500x50x60 600x600x40x60
38 24 10 4 50 90 50 90 500 1825 35 190 1825 40 500 910 50 500 910 50 8 3 50 90 50 90 280 1465 30 280 730 5
22
500x500x50x60 600x600x50x60
38 24 10 4 50 90 50 90 500 1825 35 190 1825 40 500 910 50 500 910 50 8 3 50 90 50 90 280 1465 30 - - -
23
600x600x40x60 600x600x40x60
46 24 8 6 50 90 45 85 600 1465 35 260 1465 40 - - - - - - 6 4 50 90 50 90 370 1105 25 - - -
24
600x600x40x60 700x700x40x60
46 24 8 6 50 90 45 85 600 1465 35 260 1465 40 600 730 50 600 730 50 6 4 50 90 50 90 370 1105 25 - - -
25
600x600x50x60 600x600x50x60
46 30 8 6 50 90 45 85 600 1465 35 260 1465 40 - - - - - - 8 4 50 90 50 90 370 1465 30 - - -
26
700x700x40x60 700x700x40x60
53 29 9 6 50 90 50 100 700 1645 35 300 1645 40 - - - - - - 8 4 50 90 50 90 370 1465 25 - - -