CHƯƠNG 4 TÍNH DẦM PHỤ LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG CỐT THÉP

Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 232

CHƯƠNG 4:
TÍNH DẦM PHỤ LIÊN HP THÉP – BÊ
TÔNG CỐT THÉP
¾ Tính toán dầm phụ liên hợp theo tiêu chuẩn Eurocode 4
¾ Các lý thuyết tính toán và công thức xem trong Lý Thuyết Tính Toán-
Chương 4- Dầm đơn giản; Chương 5- Dầm liên tục; Chương 6- Liên kết chống
trượt
¾ Dùng Visual Basic –Excel (Visual Basic Editor) viết Chương trình máy tính
CSSCB(Choose Steel for Simply Composie Beam) để chọn thép hình.
Nguyên tắc là chọn ra loại thép hình có diện tích tiết diện bé nhất nhưng
vẫn đảm bảo khả năng chòu lực của dầm trong giai đoạn thi công và sử dụng.
Phần trình bày chương trình này xem ở Phụ lục 1-
Phần B:Ứng Dụng Thiết
Kế
¾ Sau khi đã chọn được thép hình, kiểm tra TTGH I, TTGH II ở giai đoạn thi
công và sử dụng, tính toán neo chống trượt cho dầm, tính toán cốt thép
ngang, tính toán nứt bê tông .
G1G1G1G1
G1 G1
G1 G1
G1G1G1G1
G2G2
G2 G2
G3

G3
G4
G4
G6
G7G7
G8
G7G7
G7G7
G9G9
G10
G11G11 G12
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1
B1

B1
B1
B1
B2
B2
B2
B2
B2
B1
B1
B2
B2
B2
B4
CG1
CG1
B3
B3
B
3
B
3
B6
B5
B5
B4
B3
B3
G5 G5 G5 G5
B1 B1

B1 B1
B5
B5
G6
B3
B3
G6
B6
B6
3000 2800 3000
+27.500->+63.500
2000
340018002600
3600
4000
2150 4750
7 6
5
4
3
2 1
12400 8800 8800 8800 8800 4200
47600
A
B
C
D
10800 7800 10800
2700 2700 2700 2700 2600 2600 2600 2700270027002700
29400

C1
C2
C3
C5
C3
C5
C6
C7
C8
C9
C1
C2
C3
C5
C3
C5
C6
C7
C8
C9
MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM THÉP TẦNG 7-16

Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 233

I. DẦM PHỤ B2 CÓ NHỊP 12400

1. CẤU TẠO DẦM LIÊN HP
182
404
10
16
Tấm thép
sóng
D6a100 D6a150
6555
120404
30
122
30
IPEO400
y
z

¾
Thép hình IPE O 400 có:
Giới hạn chảy: f
y
=235N/mm
2
.
Module đàn hồi: E
a
=210000 N/mm
2
.
Chiều cao: h

a
=404 mm.
Bề rộng: b = 182mm
Bề dày bản bụng: t
w
=9.7 mm.
Bề dày bản cánh: t
f
= 15.5 mm.
Diện tích: A
a
= 9639 mm
2
.
Diện tích chòu cắt A
vz
= 4798 mm
2
.
Moment quán tính
đ/v trục uốn chính: I
ay
=26750 *10
4
mm
4
.
Moment kháng uốn dẻo
đối với trục uốn chính: W
pl.y

= 1502*10
3
mm
3
.
Khối lượng: G=0.757 kN/m.
¾ Bêtông C30:
Cường độ chòu nén tiêu chuẩn: f
ck
=30N/mm
2

Module đàn hồi ngắn hạn: E
cm
=32000 N/mm
2
Module đàn hồi hiệu quả: E’
c
= E
cm
/2=16000 N/mm
2

Chiều cao bê tông bên trên tấm thép sóng h
c
= 65 mm
Chiều cao tấm thép sóng h
p
= 55 mm
¾ Neo chống trượt:(loại headed stud)

Đường kính thân: d=19mm
19
32
10
111
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 234

Chiều dài trước khi hàn: h
osc
=111 mm
Chiều dài sau khi hàn: h
sc
=100 mm
Cường độ chòu kéo tới hạn: f
u
= 415 N/mm
2
2. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC VÀ ĐỘ VÕÙNG TRONG GIAI ĐOẠN
THI CÔNG
¾ Sơ đồ tính
Trong giai đoạn này bêtông chưa đạt đến cường độ cần thiết nên dầm làm
việc như một dầm thép bình thường, sơ đồ tính là dầm đơn giản một nhòp.

404
182

R21
16
10
16
IPE O 400
y
z
1 - 1

¾ Tải tác dụng
Trong giai đoạn thi công, dầm chòu tải trọng bản thân , tải trọng do sàn truyền
xuống gồm: tải thi công, tải bản thân bêtông ướt và tải bản thân tấm thép.
- Tải trọng bản thân thép hình g
ko
= 0.757 kN/m
- Tải trọng bê tông ướt và thép tấm: G
k1
= 0.743/300*1000 = 2.326 kN/m
2

=> g
k1
= 2.236*2.7 = 6.037 kN/m
- Tải trọng thi công :Q
k
= Q
k 1
+ Q
k2
=

1.5 kN/m
2
=>q
k
= 1.5* 2.7 = 4.05 kN/m
=> Tổng tải trọng tính toán tác dụng:
p = 1.35Σg
k
+ 1.5q
k
= 1.35*(0.757+6.037) + 1.5*4.05 = 15.247 kN/m
12400
p =15.247kN/m

¾ Nội lực :
Mmax =293 kN/m
+

Biểu đồ momen (kNm)
12400
1
1
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 235

94.531kN/m
- 94.531kN/m

Biểu đồ lực cắt (kNm)
Momen M
max
= pL
2
/8 = 15.247*12.4
2
/8 = 293 kNm
Lực cắt V
max
= pL = 15.247*12.4/2 = 94.531 kN
¾ Kiểm tra khả năng chòu uốn
Theo EC3

1.1
235
10*1502
γ
f
WM
3
s
s
sppla.Rd
==
=320.881*10
3

N/mm
2
= 320.881 kN/m
2

M
max
=293 kNm < M
pl.Rd
¾ Kiểm tra khả năng chòu cắt thẳng đứng
Kiểm tra ổn đònh bụng dầm d/t
w
<69ε
t
w
= 9.7mm
d=h
a
-2t
f
-2r = 404 -2*15.5 -2*21=331 mm
)/235(
y
f=
ε
=
=)235/235(
1
d/t
w

= 331/9.7=31.12 <69ε =69
Khả năng chòu cắt thẳng đứng:
V
pl.Rd
=
3*1.1
235
*4798
3
=
a
y
v
f
A
γ
=591.8 *10
3
N= 591.8 kN
V
max
=94.531 kN < V
pl.Rd

¾ Kiểm tra độ võng
mm
EI
pL
45.45
10*26750*210000

12400*)025.2037.6757.0(
*
384
5
384
5
4
44
=
++
==
δ

δ < [δ]= L/250 = 49.6 mm
3. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC VÀ ĐỘ VÕÙNG TRONG GIAI ĐOẠN
GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG
Trong giai đoạn sử dụng bêtông đạt đến cường độ thiết kế, dầm là dầm liên hợp
thép - bêtông cốt thép. Sơ đồ tính là dầm đơn giản một nhòp.
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 236


¾ Tải trọng tác dụng – nội lực
Trong giai đoạn này, dầm chòu tải trọng từ sàn truyền vào:
- Tải trọng bản thân thép hình g
ko

= 0.757 kN/m
- Tỉnh tải sàn: G
k1
= 5.165 kN/m
2
=> g
k1
= 5.165*2.7 = 13.946 kN/m
- Hoạt tải sàn :Q
k
=3 kN/m
2
=>q
k
= 3* 2.7 = 8.1 kN/m
=> Tổng tải trọng tính toán tác dụng:
p = 1.35Σg
k
+ 1.5q
k
= 1.35*(0.757+13.946) + 1.5*8.1 = 32 kN/m
12400
p =32kN/m

¾ Nội lực :
Mmax =615.04 kN/m
+

Biểu đồ momen (kNm)
198.54kN/m

-198.54kN/m

Biểu đồ lực cắt (kNm)
Momen M
max
= pL
2
/8 = 32*12.4
2
/8 = 615.04 kNm
Lực cắt V
max
= pL = 32*12.4/2 = 198.4 kN
¾ Kiểm tra khả năng chòu uốn
Bề rộng hữu hiệu:
L
o
=L=12400 mm

( dầm đơn giản)
b
+
eff
=2.min(L
o
/8; 2700/2)=2700mm
Khả năng chòu lực kéo dọc của dầm thép
12400
1
1

182
404
10
16
Tấm thép
sóng
D6a100 D6a150
6555
120404
30
122
30
IPEO400
y
z
1-1
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 237


1.1
235*9639
γ
fA
N
a

ya
pla
==
=2059.24*10
3
N
Khả năng chòu lực nén dọc của bêtông

30/1.5)*(0.85*2700*65)/γ(0.85fbhN
cckeffccf
==
+
=2983*10
3
N
Vì N
pla
<N
cf
=>trục trung hoà đi qua cánh bê tông
0,85 f
ck
/
γ
c
(compression)
N
cf
N
pla

z
P.N.A.
h
a
/ 2
h
a
/ 2
f/
γ
y
a
b
eff
+
(tension)
h
c
h
p
h
a

Vò trí trục trung hoà dẻo so với mép trên cánh bê tông là:
z = N
pla
/ (b
+
eff
0,85f

ck
/ γ
c
)= 2059.24*10
3
/(2700*0.85*30/1.5)= 44.9 mm
<h
c
= 65mm
Lấy mômen với đối với trọng tâm miền nén, ta có khả năng chòu uốn là :
M
+
plRd
= N
pla
(0,5h
a
+ h
c
+ h
p
- 0,5z)
=2059.24*10
3
(0.5*404+65+51-0.5*44.9)= 616.883*10
6
Nmm
M
+
max

=615.04 kNm < M
+
pl.Rd
= 616.883 kNm
¾ Kiểm tra khả năng chòu lực cắt thẳng đứng:
V
max
=194 kN<V
plRd
=591.8 kN
¾ Kiểm tra độ võng
EC4 yêu cầu tính toán kiểm tra độ võng cho hai trường hợp: toàn bộ tải trọng
tác dụng ngắn hạn và tải trọng dài hạn (tónh tải và hoạt tải dài hạn) tác dụng dài
hạn.
• Độ võng dưới ảnh hưởng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/E
cm
=210000/32000=6.56
- Tải trọng tác dụng: p =(Σg
k
+q
k
)=(0.757+13.946+8.1)=22.803 kN/m
Giả sử trục trung hoà qua dầm thép

Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 238

beff
hc
hp
ha
ENA
xe
dc
da

76.7mm
2
55*240465
65/6.56*27009639
9639
2
2hhh
/nhbA
A
d
pac
c
eff
a

a
c
=
++
+
=
++
+
=
+

x
e
= d
c
+ h
c
/2 = 76.7+65/2=109.2 mm > h
c
=65 mm=> giả thiết đúng
- Mômen quán tính của tiết diện tương đương được tính theo công thức:
()
4
h2hh
.*A
12
.hb
n
1
II

2
cpa
3
ceff
a
++
++=


65/6.56*27009639
65/6.56*2700*9639
/n.hbA
/n.h.bA
A*
ceffa
c
eff
a
+
=
+
=
+
=7085 mm
2
=>
(
)
4
6555*2404

5740
12
65*2700
56.6
1
10*26750
2
3
4
++
++=I
=870.732*10
6
mm
4

- Độ võng do tải trọng :

EI
pL
1
384
5
4
=
δ
=
63
4
10*732.870*10*210

1
12400*803.22*
384
5
=38.4 mm
δ < [δ]
max
= L/250 =49.6 mm => THOẢ

• Độ võng dưới ảnh hưởng dài hạn của tải trọng dài hạn
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/(E
cm
/3)=210000/(32000/3)=19.69
- Tải trọng tác dụng: xem 50% hoạt tải sử dụng tác dụng dài hạn
p =(Σg
k
+q
k
/2)=(0.757+13.946+8.1/2)=18.753 kN/m
Giả sử trục trung hoà qua dầm thép

mm4.150
2
55*240465

65/19.69*27009639
9639
2
2hhh
/nhbA
A
d
pac
c
eff
a
a
c
=
++
+
=
++
+
=
+

x
e
= d
c
+ h
c
/2 = 150.4+65/2=182.9 mm > h
c

=65 mm=> giả thiết đúng
- Mômen quán tính của tiết diện tương đương được tính theo công thức:
()
4
2
.*
12
.
1
2
3
cpaceff
a
hhh
A
hb
n
II
++
++=


69.19/65*27009639
69.19/65*2700*9639
/.
/
*
+
=
+

=
+
nhbA
nhbA
A
ceffa
c
eff
a
=4631 mm
2
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 239

=>
(
)
4
6555*2404
4775
12
65*2700
69.19
1
10*26750
2

3
4
++
++=I
=658.784*10
6
mm
4

- Độ võng do tải trọng :

EI
pL
p
1
384
5
4
=
δ
=
63
4
10*784.658*10*210
1
12400*753.18*
384
5
=31.6 mm
- Độ võng thêm do bêtông co ngót

δ
sh
=
2
cceff
sh
a
2
sh
L
nI
dhb
0.125ε
I8E
lM
+
=
M
sh
: mômen dương do bê tông co ngót = N
sh
d
c
N
sh
: lực nén tác dụng vào cánh bê tông do co ngót = ε
sh
E’
c
b

+
eff
h
c
E’
c
: môđun đàn hồi hiệu quả của bê tông =16000 N/mm
2

ε
sh
: tổng biến dạng dài dài hạn trong cánh bê tông do co ngót = 200x10
-6
d
c
: là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện cánh bê tông đến trọng tâm toàn bộ
tiết diện
δ
sh
= mm8.712400
10*658.784*13.13
106.07*65*2700
10*200*0.125
2
6
6-
=
- Tổng độ võng: δ = δ
p
+ δ

sh
=39.4 mm
Ta có : δ < [δ]
2
= L/300 =41.3 mm

4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ NEO CHỐNG TRƯT
¾ Lực cắt gây phá hoại neo là:

vuRd
dfP
γπ
/)4/².( 8,0
)1(
= =0.8*415*(π*19
2
/4)/1.25= 75 305 N
¾ Lực gây phá hoại vùng bê tông xung quanh neo là:

vcmckRd
EfdP
γα
/ ² 29.0
)2(
=
=
25.1/32000*3019*1*29.0
2
= 82 060 N
(h

sc
/d=100/19 >4 => α=1)
¾ Khả năng chòu lực cắt của một neo là:

),min(
)2()1(
RdRdRd
PPP =
= 75305 N
¾ Hệ số giảm khả năng chòu lực khi sử dụng tấm thép sóng:
Do sườn thép tấm vuông góc với dầm thép nên
19.11
55
100
55*2
162*7.0
1
70,0
0
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
⎟
⎟
⎠

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=
p
sc
p
r
t
h
h
h
b
N
k

(Nr : số neo trên một sườn thép tấm, Nr = 2)
Do tấm thép có chiều dày bé hơn 1mm và neo được hàn xuyên qua tấm thép
nên k
t
≤0.7 => k
t
=0.7
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

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

Trang 240

Vậy khả năng chống trượt của một neo:
P
Rd
=0.70*75305=52 714 N
¾ Lực dọc mà neo chống trượt phải chòu:
V=Min(N
cf
;N
apl
)=Min(2984*10
3
; 2059*10
3
)= 2059*10
3
N
¾ Số neo cần thiết để đạt được liên kết hoàn toàn là:
N
f
=2V/P
Rd
=79 neo
¾ Bố trí (xem thêm bản vẽ sàn)
Ta có số sườn (thung lũng) của tấm thép sóng trên dầm là 41 sườn
Bố trí trên mỗi sườn là 2 neo
Tổng số neo trên dầm là: 41*2=82>79
Khoảng cách giữa các cặp neo theo phương dọc trục dầm là i= 300mm, thỏa
5d

sc
=95mm

<i<6h=720mm

Khoảng cách giữa 2 neo trên một sườn là theo phương dọc vuông góc trục
dầm là s = 122 mm thoả >4d
sc
=76mm
Với d
sc
là đường kính thân neo =19mm, h tổng chiều cao sàn =120 mm

5. KIỂM TRA CỐT THÉP NGANG
Ta kiểm tra tại hai mặt cắt a-a, b-b như hình vẽ, xét trên 1m dài dọc trục dầm
a
a
A
b
A
t
a
a
bb

với A
t
: diện tích cốt thép chòu momen âm bản sàn trên 1m dài của dầm phụ
∅6a100 => A
t

= 283 mm
2

A
b
: diện tích cốt thép ngang nằnm dưới đỉnh neo chống trượt, vì đã có tấm
thép sóng nên ta không đặt, A
b
= 0
Tiết diện a-a
¾ Khả năng của bê tông chòu cắt và cốt thép chòu kéo là:
V
Rd
(1)
= 2,5 τ
Rd
L
s
+ A
e
f
sk
/ γ
s
+ A
p
f
yp
/γ
ap

f
ck
= 30 N/mm
2
=>tra bảng 6.2 –Lý thuyết tính toán được τ
Rd
= 0.34 N/mm
2

L
s
=h =120 mm

A
e
: tổng diện cốt thép tại mặt cắt a-a
A
e
= A
t
= 283 mm
2
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 241

f
sk
= 460 N/mm
2

A
p
diện tích tấm thép sóng tại tiết diện đang xét A
p
=1312 mm
2


=> V
Rd
(1)
= 2.5*0.34*120*1000+283*460/1.15+1312*350/1.1= 601 052 N
¾ Khả năng của bê tông chòu nén là:
V
Rd
(2)
= 0,2 L
s
f
ck
/ γ
Rd
= 0.2*120*1000*(0.85*30/1.5)=408 000 N
¾ Khả năng chòu lực cắt của mặt phá hoại L
s

*1000 mm là:
V
Rd
=min(V
Rd
(1)
;V
Rd
(2)
)= 408 000 N
¾ Lực cắt dọc trục tính toán tác dụng trên 1m chiều dài:
V
Sc1
= N
f
P
Rd
/L = 82*52714/12.4 = 348 590 N
Ta có : V
Sc1
< V
Rd
=> THOẢ
 Tiết diện b-b
¾ Khả năng của bê tông chòu cắt và cốt thép chòu kéo là:
V
Rd
(1)
= 2,5 τ
Rd

L
s
+ A
e
f
sk
/ γ
s
+ 2A
p
f
yp
/γ
ap

L
s
=2h
sc
+s+d
sc
= 2*100+122+19=341 mm
A
e
= 0

A
p
=1312 mm
2

=> V
Rd
(1)
= 2.5*0.34*341*1000+ 0 +2*1312*350/1.1=907 377 N
¾ Khả năng của bê tông chòu nén là:
V
Rd
(2)
= 0,2 L
s
f
ck
/ γ
Rd
= 0.2*341*1000*(0.85*30/1.5)=1 159 400 N
¾ Khả năng chòu lực cắt của mặt phá hoại L
s
*1000 mm là:
V
Rd
=min(V
Rd
(1)
;V
Rd
(2)
)= 907 377 N
¾ Lực cắt dọc trục tính toán tác dụng trên 1m chiều dài:

V
Sc1
= N
f
P
Rd
/L = 82*52714/12.4 = 348 590 N
Ta có : V
Sc1
< V
Rd
=> THỎA

6. TÍNH TOÁN NỨT BÊ TÔNG
Vết nứt trong dầm đơn giản là do co ngót bê tông trong khi đông cứng. Theo
Eurocode 2 để giới hạn bề rộng vết nứt là 0.3 mm thì lượng cốt thép tối thiểu trong
bề rộng hiệu quả b
+
eff
là :
A
smin
= k
s
k
c
k f
ct,eff
A
ct

/ σ
s
Với - f
ct,eff
là cường độ chòu kéo trong bê tông, thường được lấy 3N/mm
2
.
- k: hệ số tính đến sự phân bố ứng suất không đều lấy bằng k= 0,8
- k
s
: hệ số tính đến sự giảm lực trong bản bê tông do nứt cục bộ và biến
dạng của các liên kết chống cắt, k
s
= 0,9
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 242

- k
c
là hệ số tính đến kiểu phân phối lại ứng suất ngay trước khi bê tông
bò nứt
k
c
= 1 / {1 + h
c
/ (2 z

o
)} + 0,3 ≤ 1,0
h
c
là chiều dày của cánh bê tông = 65mm
z
o
là khoảng cách giữa các trọng tâm của cánh bê tông và tiết diện
composite với giả thiết rằng bê tông không bò nứt và bỏ qua diện
tích cốt thép. (xem phần kiểm tra độ võng giai đoạn sử dụng) nhưng
lấy n=E
a
/(E
cm
/2)=210/(32/2)=13.13
z
o
=
2
2
.
/
pac
c
eff
a
a
hhh
nhbA
A

+
+
+
+


mm7.76
2
55*240465
.
13.13
/
65*27009639
9639
=
+
+
+
=

=> k
c
= 1/[1+65/(2*106.07)]+0.3=1.05 phải ≤ 1,0=> k
c
=1
- A
ct
có thể lấy đơn giản là diện tích tiết diện bê tông trong bề rộng hữa
ích, A
ct

= b
+
eff
.h
c
= 2700*65=175 500
σ
s
có thể lấy đơn giản bằng cường độ tiêu chuẩn f
sk
= 460 N/mm
2

=> A
smin
= 0.9*1*0.8* 3*175500/460= 747 mm
2

Bố trí ∅6100 => A
s
= (π/4*6
2
)/100*2700 = 763.41 mm
2
> A
smin
=> Thoả

II. DẦM PHỤ B1 CÓ NHỊP 8800
1. CẤU TẠO DẦM LIÊN HP

Tấm thép
sóng
D6a100 D6a150
6555
120
30
100
IPEA330
y
z
160
327
6.5
10.0
30

¾
Thép hình IPE A 330 có:
Giới hạn chảy: f
y
=235N/mm
2
.
Module đàn hồi: E
a
=210000 N/mm
2
.
Chiều cao: h
a

=327 mm.
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 243

Bề rộng: b = 160 mm
Bề dày bản bụng: t
w
=6.5 mm.
Bề dày bản cánh: t
f
= 10 mm.
Diện tích: A
a
= 5474 mm
2
.
Diện tích chòu cắt A
vz
= 2699 mm
2
.
Moment quán tính I
ay
=10230 *10
4
mm

4
.
Moment kháng uốn dẻo W
pl.y
= 701.9*10
3
mm
3
.
Khối lượng: G=0.43 kN/m.
¾ Bêtông C37/30:
Cường độ chòu nén tiêu chuẩn: f
ck
=30N/mm
2

Module đàn hồi ngắn hạn: E
cm
=32000 N/mm
2
Module đàn hồi hiệu quả: E’
c
= E
cm
/2=16000 N/mm
2

Chiều cao bê tông bên trên tấm thép sóng h
c
= 65 mm

Chiều cao tấm thép sóng h
p
= 55 mm
¾ Neo chống trượt:
Đường kính thân: d=19mm
Chiều dài trước khi hàn: h
osc
=111 mm
Chiều dài sau khi hàn: h
sc
=100 mm
Cường độ chòu kéo tới hạn: f
u
= 415 N/mm
2
2. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC VÀ ĐỘ VÕÙNG TRONG GIAI ĐOẠN
THI CÔNG
¾ Sơ đồ tính
Trong giai đoạn này bêtông chưa đạt đến cường độ cần thiết nên dầm làm
việc như một dầm thép bình thường, sơ đồ tính là dầm đơn giản một nhòp.

160
327
6.5
10.0
R18
1-1

¾ Tải tác dụng
Trong giai đoạn thi công, dầm chòu tải trọng bản thân , tải trọng do sàn truyền

xuống gồm: tải thi công, tải bản thân bêtông ướt và tải bản thân tấm thép.
- Tải trọng bản thân thép hình g
ko
= 0.43 kN/m
8800
1
1
19
32
10
111
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 244

- Tải trọng bê tông ướt và thép tấm: G
k1
= 0.743/300*1000 = 2.326 kN/m
2

=> g
k1
= 2.236*2.7 = 6.037 kN/m
- Tải trọng thi công :Q
k
= 1.5 kN/m
2

=>q
k
= 1.5* 2.7 = 4.05 kN/m
=> Tổng tải trọng tính toán tác dụng:
p = 1.35Σg
k
+ 1.5q
k
= 1.35*(0.43+6.037) + 1.5*4.05 = 14.805 kN/m
¾ Nội lực :
Momen M
max
= pL
2
/8 = 14.805*8.8
2
/8 = 143.32 kNm
Lực cắt V
max
= pL = 14.805*8.8/2 = 65.145kN
¾ Kiểm tra khả năng chòu uốn
Theo EC3

1.1
235
10*9.701
3
.
==
s

s
spRdpla
f
WM
γ
=149.95*10
3
N/mm
2
= 149.95 kNm
M
max
=143.32 kNm < M
pl.Rd
¾ Kiểm tra khả năng chòu cắt thẳng đứng
Kiểm tra ổn đònh bụng dầm d/t
w
= 271/6.5=41.6 <69ε =69
Khả năng chòu cắt thẳng đứng:
V
pl.Rd
=
3*1.1
235
*2699
3
=
a
y
v

f
A
γ
=332.903 *10
3
N= 332.903 kN
V
max
=65.145 kN < V
pl.Rd

¾ Kiểm tra độ võng
mm
EI
pL
9.30
10*10230*210000
8800*)05.4037.643.0(
*
384
5
384
5
4
44
=
++
==
δ

δ < [δ]= L/250 = 35.2 mm
3. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC VÀ ĐỘ VÕÙNG TRONG GIAI ĐOẠN
GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG
Trong giai đoạn sử dụng bêtông đạt đến cường độ thiết kế, dầm là dầm liên hợp
thép - bêtông cốt thép. Sơ đồ tính là dầm đơn giản một nhòp.


Tấm thép
sóng
D6a100 D6a150
6555
120
30
100
IPEA330
y
z
160
327
6.5
10.0
30
1-1

8800
1
1
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 245

¾ Tải trọng tác dụng – nội lực
Trong giai đoạn này, dầm chòu tải trọng từ sàn truyền vào:
- Tải trọng bản thân thép hình g
ko
= 0.43 kN/m
- Tỉnh tải sàn: G
k1
= 5.165 kN/m
2
=> g
k1
= 5.165*2.7 = 13.946 kN/m
- Hoạt tải sàn :Q
k
=3 kN/m
2
=>q
k
= 3* 2.7 = 8.1 kN/m
=> Tổng tải trọng tính toán tác dụng:
p = 1.35Σg
k
+ 1.5q
k
= 1.35*(0.43+13.946) + 1.5*8.1 = 31.558 kN/m
¾ Nội lực

Momen M
max
= pL
2
/8 = 31.558*8.8
2
/8 = 305.47 kNm
Lực cắt V
max
= pL = 31.558*8.8/2 = 138.85 kN
¾ Kiểm tra khả năng chòu uốn
Bề rộng hữu hiệu:
L
o
=L=8800 mm

( dầm đơn giản)
b
+
eff
=2.min(L
o
/8; 2700/2)=2200 mm
Khả năng chòu lực kéo dọc của dầm thép

1.1
235*5474
==
a
ya

pla
fA
N
γ
=1169.445*10
3
N
Khả năng chòu lực nén dọc của bêtông

)5.1/30*85.0(*2200*65)/85.0( ==
+
cckeffccf
fbhN
γ
=2431*10
3
N
Vì N
pla
<N
cf
=>trục trung hoà đi qua cánh bê tông
0,85 f
ck
/
γ
c
(compression)
N
cf

N
pla
z
P.N.A.
h
a
/ 2
h
a
/ 2
f/
γ
y
a
b
eff
+
(tension)
h
c
h
p
h
a


Vò trí trục trung hoà dẻo
z = N
pla
/ (b

+
eff
0,85f
ck
/ γ
c
)= 1169.445*10
3
/(2200*0.85*30/1.5)= 31.3 mm
<h
c
= 65mm
Lấy mômen với đối với trọng tâm miền nén, ta có khả năng chòu uốn là :
M
+
plRd
= N
pla
(0,5h
a
+ h
c
+ h
p
- 0,5z)
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

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

Trang 246

=1169.445*10
3
(0.5*327+69+51-0.5*31.3)= 313.254*10
6
Nmm
M
+
max
=305.47 kNm < M
+
pl.Rd
= 313.254 kNm
¾ Kiểm tra khả năng chòu lực cắt thẳng đứng:
V
max
= 138.85 kN<V
plRd
=332.903 kN
¾ Kiểm tra độ võng
• Độ võng dưới ảnh hưởng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/E
cm

=210000/32000=6.56
- Tải trọng tác dụng: p =(Σg
k
+q
k
)=(0.43+13.946+8.1)=22.476 kN/m
Giả sử trục trung hoà qua dầm thép
beff
hc
hp
ha
ENA
xe
dc
da

mm4.50
2
55*227365
69/6.56*22004745
5474
2
2hhh
/nhbA
A
d
pac
c
eff
a

a
c
=
++
+
=
++
+
=
+

x
e
= d
c
+ h
c
/2 = 50.4+65/2=82.9 mm > h
c
=65 mm=> giả thiết đúng
- Mômen quán tính của tiết diện tương đương được tính theo công thức:
()
4
2
.*
12
.
1
2
3

cpaceff
a
hhh
A
hb
n
II
++
++=


56.6/69*2005474
56.6/65*2200*5474
/.
/
*
+
=
+
=
+
nhbA
nhbA
A
ceffa
c
eff
a
= 4375mm
2

=>
(
)
4
6555*2327
4375
12
65*2200
56.6
1
10*10230
2
3
4
++
++=I
=385.599*10
6
mm
4

- Độ võng do tải trọng :

EI
pL
1
384
5
4
=

δ
=
63
4
10*599.385*10*210
1
8800*476.22*
384
5
=21.7 mm
δ < [δ]
max
= L/250 =35.2 mm => THOẢ

• Độ võng dưới ảnh hưởng dài hạn của tải trọng dài hạn
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/(E
cm
/3)=210000/(32000/3)=19.69
- Tải trọng tác dụng: xem 50% hoạt tải sử dụng tác dụng dài hạn
p =(Σg
k
+q
k
/2)=(0.43 +13.946+8.1/2)=18.426 kN/m

Giả sử trục trung hoà qua dầm thép
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 247

mm9.107
2
55*227365
65/19.69*22004745
5474
2
2hhh
/nhbA
A
d
pac
c
eff
a
a
c
=
++
+
=
++
+

=
+

x
e
= d
c
+ h
c
/2 = 107.9+65/2=140.4 mm > h
c
=65 mm=> giả thiết đúng
- Mômen quán tính của tiết diện tương đương được tính theo công thức:
()
4
2
.*
12
.
1
2
3
cpaceff
a
hhh
A
hb
n
II
++

++=


69.11/65*2005474
69.11/65*2200*5474
/.
/
*
+
=
+
=
+
nhbA
nhbA
A
ceffa
c
eff
a
= 3121mm
2
=>
(
)
4
6551*2327
3201
12
65*2200

69.11
1
10*10230
2
3
4
++
++=I
=301.516*10
6
mm
4

- Độ võng do tải trọng :

EI
pL
p
1
384
5
4
=
δ
=
63
4
10*516.301*10*210
1
8800*426.18*

384
5
=17.8 mm
- Độ võng thêm do bêtông co ngót
δ
sh
=
2
cceff
sh
a
2
sh
L
nI
dhb
0.125ε
I8E
lM
+
=
δ
sh
= mm0.58800
10*301.516*13.13
107.9*65*2200
10*200*0.125
2
6
6-

=
- Tổng độ võng: δ = δ
p
+ δ
sh
=22.8 mm
Ta có : δ < [δ]
2
= L/300 =29.3 mm=> THOẢ

4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ NEO CHỐNG TRƯT
¾ Lực cắt gây phá hoại neo là:

vuRd
dfP
γπ
/)4/².( 8,0
)1(
= =0.8*415*(π*19
2
/4)/1.25= 75 305 N
¾ Lực gây phá hoại vùng bê tông xung quanh neo là:

vcmckRd
EfdP
γα
/ ² 29.0
)2(
=
=

25.1/32000*3019*1*29.0
2
= 82 060 N
(h
sc
/d=100/19 >4 => α=1)
¾ Khả năng chòu lực cắt của một neo là:

),min(
)2()1(
RdRdRd
PPP =
= 75305 N
¾ Hệ số giảm khả năng chòu lực khi sử dụng tấm thép sóng:
Do sườn thép tấm vuông góc với dầm thép nên
19.11
55
100
55*2
162*7.0
1
70,0
0
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛

−=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=
p
sc
p
r
t
h
h
h
b
N
k

(Nr : số neo trên một sườn thép tấm, Nr = 2)
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 248

Do tấm thép có chiều dày bé hơn 1mm và neo được hàn xuyên qua tấm thép
nên k
t
≤0.7 => k
t
=0.7
Vậy khả năng chống trượt của một neo:
P
Rd
=0.70*75305=52 714 N
¾ Lực dọc mà neo chống trượt phải chòu:
V=Min(N
cf
;N
apl
)=Min(2431*10
3
; 1169*10
3
)=1169*10
3
N
¾ Số neo cần thiết để đạt được liên kết hoàn toàn là:
N
f
=2V/P
Rd
=45 neo
¾ Bố trí (xem thêm bản vẽ sàn)
Ta có số sườn (thung lũng) của tấm thép sóng trên dầm là 30 sườn

Bố trí trên mỗi sườn là 2 neo
Tổng số neo trên dầm là: 30*2=60>45
Khoảng cách giữa các cặp neo theo phương dọc trục dầm là i= 300mm, thỏa
5d
sc
=95mm

<i<6h=720mm

Khoảng cách giữa 2 neo trên một sườn là theo phương dọc vuông góc trục
dầm là s = 100 mm thoả >4d
sc
=76mm
Với d
sc
là đường kính thân neo =19mm, h tổng chiều cao sàn =120 mm

5. KIỂM TRA CỐT THÉP NGANG
Ta kiểm tra tại hai mặt cắt a-a, b-b như hình vẽ, xét trên 1m dài dọc trục dầm
a
a
A
b
A
t
a
a
bb

với A

t
: diện tích cốt thép chòu momen âm bản sàn trên 1m dài của dầm phụ
∅6a100 => A
t
= 283 mm
2

A
b
: diện tích cốt thép ngang nằnm dưới đỉnh neo chống trượt, vì đã có tấm
thép sóng nên ta không đặt, A
b
= 0
Tiết diện a-a
¾ Khả năng của bê tông chòu cắt và cốt thép chòu kéo là:
V
Rd
(1)
= 2,5 τ
Rd
L
s
+ A
e
f
sk
/ γ
s
+ A
p

f
yp
/γ
ap

f
ck
= 30 N/mm
2
=>tra bảng 6.2 –Lý thuyết tính toán được τ
Rd
= 0.34 N/mm
2

L
s
=h =120 mm

Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 249

A
e
: tổng diện cốt thép tại mặt cắt a-a
A
e

= A
t
= 283 mm
2
f
sk
= 460 N/mm
2

A
p
diện tích tấm thép sóng tại tiết diện đang xét A
p
=1312 mm
2


=> V
Rd
(1)
= 2.5*0.34*120*1000+283*460/1.15+1312*350/1.1= 601 052 N
¾ Khả năng của bê tông chòu nén là:
V
Rd
(2)
= 0,2 L
s
f
ck
/ γ

Rd
= 0.2*120*1000*(0.85*30/1.5)=408 000 N
¾ Khả năng chòu lực cắt của mặt phá hoại L
s
*1000 mm là:
V
Rd
=min(V
Rd
(1)
;V
Rd
(2)
)= 408 000 N
¾ Lực cắt dọc trục tính toán tác dụng trên 1m chiều dài:
V
Sc1
= N
f
P
Rd
/L = 60*52714/8.8 = 359 411 N
Ta có : V
Sc1
< V
Rd
=> THOẢ
 Tiết diện b-b
¾ Khả năng của bê tông chòu cắt và cốt thép chòu kéo là:
V

Rd
(1)
= 2,5 τ
Rd
L
s
+ A
e
f
sk
/ γ
s
+ 2A
p
f
yp
/γ
ap

L
s
=2h
sc
+s+d
sc
= 2*100+100+19=319 mm
A
e
= 0

A
p
=1312 mm
2


=> V
Rd
(1)
= 2.5*0.34*319*1000+ 0 +2*1312*350/1.1=888 677 N
¾ Khả năng của bê tông chòu nén là:
V
Rd
(2)
= 0,2 L
s
f
ck
/ γ
Rd
= 0.2*319*1000*(0.85*30/1.5)=1084 600 N
¾ Khả năng chòu lực cắt của mặt phá hoại L
s
*1000 mm là:
V
Rd
=min(V
Rd
(1)
;V

Rd
(2)
)= 1084 600 N
¾ Lực cắt dọc trục tính toán tác dụng trên 1m chiều dài:
V
Sc1
= N
f
P
Rd
/L = 60*52714/8.8 = 359 411 N
Ta có : V
Sc1
< V
Rd
=> THỎA

6. TÍNH TOÁN NỨT BÊ TÔNG
Vết nứt trong dầm đơn giản là do co ngót bê tông trong khi đông cứng. Theo
Eurocode 2 để giới hạn bề rộng vết nứt là 0.3 mm thì lượng cốt thép tối thiểu trong
bề rộng hiệu quả b
+
eff
là :
A
smin
= k
s
k
c

k f
ct,eff
A
ct
/ σ
s
Với f
ct,eff
= 3N/mm
2
.
k = 0,8
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 250

k
s
= 0,9
k
c
= 1 / {1 + h
c
/ (2 z
o
)} + 0,3 ≤ 1,0
h

c
= 65mm
z
o
=
2
2
.
/
pac
c
eff
a
a
hhh
nhbA
A
+
+
+
+


mm39.50
2
55*232765
.
13.13
/
65*22005474

5474
=
+
+
+
=
=> k
c
= 1/[1+65/(2*50.39)]+0.3=0.908 ≤ 1,0
A
ct
= b
+
eff
.h
c
= 2200*65=143 000 mm
2

σ
s
= f
sk
= 460 N/mm
2

=> A
smin
= 0.9*0.908*0.8* 3*143000/460= 609 mm
2

Bố trí ∅6a100 => A
s
= (π/4*6
2
)/100*2200 = 622 mm
2
> A
smin


Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 251

III. DẦM PHỤ B3 CÓ NHỊP 3000
1. CẤU TẠO DẦM LIÊN HP
100
200
5.6
8.5
D6a100 D6a150
6555
120
50
50
y

z

¾
Thép hình IPE 200 có:
Giới hạn chảy: f
y
=235N/mm
2
.
Module đàn hồi: E
a
=210000 N/mm
2
.
Chiều cao: h
a
=200 mm.
Bề rộng: b = 100 mm
Bề dày bản bụng: t
w
=8.5 mm.
Bề dày bản cánh: t
f
= 6.9 mm.
Diện tích: A
a
= 2848 mm
2
.
Diện tích chòu cắt A

vz
= 1400 mm
2
.
Moment quán tính I
ay
=1943 *10
4
mm
4
.
Moment kháng uốn dẻo W
pl.y
= 220.6*10
3
mm
3
.
Khối lượng: G=0.224 kN/m.
¾ Bêtông C30:
Cường độ chòu nén tiêu chuẩn: f
ck
=30N/mm
2

Module đàn hồi ngắn hạn: E
cm
=32000 N/mm
2
Module đàn hồi hiệu quả: E’

c
= E
cm
/2=16000 N/mm
2

Chiều cao bê tông bên trên tấm thép sóng h
c
= 65 mm
Chiều cao tấm thép sóng h
p
= 55 mm
¾ Neo chống trượt:
Đường kính thân: d=19mm
Chiều dài trước khi hàn: h
osc
=111 mm
Chiều dài sau khi hàn: h
sc
=100 mm
Cường độ chòu kéo tới hạn: f
u
= 415 N/mm
2

19
32
10
111
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ

P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 252

2. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC VÀ ĐỘ VÕNG GIAI ĐOẠN THI
CÔNG
¾ Sơ đồ tính

100
200
5.6
8.5
R
1
2
1-1

¾ Tải tác dụng
- Tải trọng bản thân thép hình g
ko
= 0.224 kN/m
- Tải trọng bê tông ướt và thép tấm: G
k1
=2.326 kN/m
2

=> g
k1

= 2.236*2.6 = 5.814 kN/m
- Tải trọng thi công :Q
k
= 1.5 kN/m
2
=>q
k
= 1.5* 2.6 = 3.9 kN/m
=> Tổng tải trọng tính toán tác dụng:
p = 1.35Σg
k
+ 1.5q
k
= 1.35*(0.224+5.814) + 1.5*3.9 = 14 kN/m
¾ Nội lực :
Momen M
max
= pL
2
/8 = 14*3.0
2
/8 = 15.75 kNm
Lực cắt V
max
= pL = 14*3/2 = 21 kN
¾ Kiểm tra khả năng chòu uốn
Theo EC3

1.1
235

10*6.220
3
.
==
s
s
spRdpla
f
WM
γ
=47.128*10
3
Nmm = 47.128 kNm
M
max
=15.75 kNm < M
pl.Rd
¾ Kiểm tra khả năng chòu cắt thẳng đứng
Kiểm tra ổn đònh bụng dầm d/t
w
= 112.2/4.7=23.85 <69ε =69
Khả năng chòu cắt thẳng đứng:
V
pl.Rd
=
3*1.1
235
*1400
3
=

a
y
v
f
A
γ
=172.68*10
3
N= 172.68 kN
V
max
= 21 kN < V
pl.Rd

¾ Kiểm tra độ võng
mm
EI
pL
1.2
10*1943*210000
3000*)9.3814.5224.0(
*
384
5
384
5
4
44
=
++

==
δ

δ < [δ]= L/250 = 12 mm
3000
1
1
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 253

3. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC VÀ ĐỘ VÕNG TRONG GIAI ĐOẠN
SỬ DỤNG
Trong giai đoạn sử dụng bêtông đạt đến cường độ thiết kế, dầm là dầm liên hợp
thép - bêtông cốt thép. Sơ đồ tính là dầm đơn giản một nhòp.


100
200
5.6
8.5
D6a100 D6a150
6555
120
50
50
y

z
1-1

¾ Tải trọng tác dụng – nội lực
Trong giai đoạn này, dầm chòu tải trọng từ sàn truyền vào:
- Tải trọng bản thân thép hình g
ko
= 0.224 kN/m
- Tỉnh tải sàn: G
k1
= 5.165 kN/m
2
=> g
k1
= 5.165*2.6 = 13.429 kN/m
- Hoạt tải sàn :Q
k
=3 kN/m
2
=>q
k
= 3* 2.6 = 7.8 kN/m
=> Tổng tải trọng tính toán tác dụng:
p = 1.35Σg
k
+ 1.5q
k
= 1.35*(0.224+13.429) + 1.5*7.8 = 30.132 kN/m
¾ Nội lực
Momen M

max
= pL
2
/8 = 30.132*3
2
/8 = 33.898 kNm
Lực cắt V
max
= pL = 30.003*3.0/2 = 45.197 kN
¾ Kiểm tra khả năng chòu uốn
Bề rộng hữu hiệu:
L
o
=L=3000 mm

( dầm đơn giản)
b
+
eff
=2.min(L
o
/8; 2600/2)=750 mm
Khả năng chòu lực kéo dọc của dầm thép

1.1
235*2848
==
a
ya
pla

fA
N
γ
=608.436*10
3
N
Khả năng chòu lực nén dọc của bêtông

)5.1/30*85.0(*750*65)/85.0( ==
+
cckeffccf
fbhN
γ
=828.75*10
3
N
Vì N
pla
<N
cf
=>trục trung hoà đi qua cánh bê tông
3000
1
1
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 254

0,85 f
ck
/
γ
c
(compression)
N
cf
N
pla
z
P.N.A.
h
a
/ 2
h
a
/ 2
f/
γ
y
a
b
eff
+
(tension)
h
c
h

p
h
a

Vò trí trục trung hoà dẻo
z = N
pla
/ (b
+
eff
0,85f
ck
/ γ
c
)= 608.436 *10
3
/(750*0.85*30/1.5)= 47.7 mm
<h
c
= 65mm
Lấy mômen với đối với trọng tâm miền nén, ta có khả năng chòu uốn là :
M
+
plRd
= N
pla
(0,5h
a
+ h
c

+ h
p
- 0,5z)
=608436*10
3
(0.5*200+65+55-0.5*47.7)= 119 339*10
6
Nmm
M
+
max
=33.754 kNm < M
+
pl.Rd
= 119.339 kNm
¾ Kiểm tra khả năng chòu lực cắt thẳng đứng:
V
max
= 45.005 kN<V
plRd
=172.68 kN
¾ Kiểm tra độ võng
• Độ võng dưới ảnh hưởng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/E

cm
=210000/32000=6.56
- Tải trọng tác dụng: p =(Σg
k
+q
k
)=(0.224+13.429+7.8)=21.453 kN/m
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/E
cm
=210000/32000=6.56
- Tải trọng tác dụng: p =(Σg
k
+q
k
)=(0.224+13.946+8.1)=22.27 kN/m
Giả sử trục trung hoà qua dầm thép
beff
hc
hp
ha
ENA
xe
dc
da

mm4.50
2
55*227365
69/6.56*22004745
5474
2
2hhh
/nhbA
A
d
pac
c
eff
a
a
c
=
++
+
=
++
+
=
+

x
e
= d
c

+ h
c
/2 = 50.4+65/2=82.9 mm > h
c
=65 mm=> giả thiết đúng
- Mômen quán tính của tiết diện tương đương được tính theo công thức:
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 255

()
4
2
.*
12
.
1
2
3
cpaceff
a
hhh
A
hb
n
II
++

++=


56.6/65*20052848
56.6/65*2200*2848
/.
/
*
+
=
+
=
+
nhbA
nhbA
A
ceffa
c
eff
a
= 1943 mm
2
=>
(
)
4
6555*2327
2058
12
65*2200

56.6
1
10*1943
2
3
4
++
++=I
=41.4*10
6
mm
4

- Độ võng do tải trọng :

EI
pL
1
384
5
4
=
δ
=
63
4
10*4.41*10*210
1
3000*27.22*
384

5
=2.6 mm
δ < [δ]
max
= L/250 =35.2 mm => THOẢ

• Độ võng dưới ảnh hưởng dài hạn của tải trọng dài hạn
- Tỉ số môđun n=E
a
/E’
c
=E
a
/(E
cm
/3)=210000/(32000/3)=19.69
- Tải trọng tác dụng: p =(Σg
k
+q
k
/2)=(0.129+13.429+7.8/2)=17.458 kN/m
Giả sử trục trung hoà qua dầm thép
mm3.100
2
55*220065
65/19.69*50712848
2848
2
2hhh
/nhbA

A
d
pac
c
eff
a
a
c
=
++
+
=
++
+
=
+

x
e
= d
c
+ h
c
/2 = 100+65/2=132.8 mm > h
c
=65 mm => giả thiết đúng
- Mômen quán tính của tiết diện tương đương được tính theo công thức:
()
4
2

.*
12
.
1
2
3
cpaceff
a
hhh
A
hb
n
II
++
++=


69.11/65*7502848
69.11/65*750*2848
/.
/
*
+
=
+
=
+
nhbA
nhbA
A

ceffa
c
eff
a
= 1325 mm
2
=>
(
)
4
6555*2200
1325
12
65*750
69.11
1
10*1943
2
3
4
++
++=I
=66.86*10
6
mm
4

- Độ võng do tải trọng :

EI

pL
p
1
384
5
4
=
δ
=
63
4
10*86.66*10*210
1
3000*7.22*
384
5
=2.1 mm
- Độ võng thêm do bêtông co ngót
δ
sh
=
2
cceff
sh
a
2
sh
L
nI
dhb

0.125ε
I8E
lM
+
=
δ
sh
= mm8.03000
10*66.86*13.13
52*65*750
10*200*0.125
2
6
6-
=
- Tổng độ võng: δ = δ
p
+ δ
sh
=3 mm
Ta có : δ < [δ]
2
= L/300 =10 mm=> THOẢ
Chuyên đề: KẾT CẤU LIÊN HP THÉP-BÊTÔNG CỐT THÉP B/ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ
P
hần 2-KC-Chương 4: Tính dầm phụ liên hợp thép-bê tông cốt thép SUNWAH TOWER BULDING

GVHD: PGS.TS Bùi Công Thành SVTH: Lê Lương Bảo Nghi
Trang 256

4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ NEO CHỐNG TRƯT
Lực cắt gây phá hoại neo là:

vuRd
dfP
γπ
/)4/².( 8,0
)1(
= =0.8*415*(π*19
2
/4)/1.25= 75305 N
Lực gây phá hoại vùng bê tông xung quanh neo là:

vcmckRd
EfdP
γα
/ ² 29.0
)2(
=
=
25.1/32000*3019*1*29.0
2
= 82 060 N
(h
sc
/d=100/19 >4 => α=1)
Khả năng chòu lực cắt của một neo là:

),min(
)2()1(

RdRdRd
PPP =
= 75 305 kN
Hệ số giảm khả năng chòu lực khi sử dụng tấm thép sóng:
Do sườn thép tấm vuông góc với dầm thép nên
19.11
55
100
55*2
162*7.0
1
70,0
0
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=

p
sc
p
r
t
h
h
h
b
N
k

(Nr : số neo trên một sườn thép tấm, Nr = 2)
Do tấm thép có chiều dày bé hơn 1mm và neo được hàn xuyên qua tấm thép
nên k
t
≤0.7 => k
t
=0.7
Vậy khả năng chống trượt của một neo:
P
Rd
=0.70*75305=52714 N
Lực dọc mà neo chống trượt phải chòu:
V=Min(N
cf
;N
apl
)=Min(828.75*10
3

; 608.436*10
3
)= 608.436*10
3
N
Số neo cần thiết để đạt được liên kết hoàn toàn là:
N
f
=2V/P
Rd
=24 neo
Do khả năng chòu lực của một mình dầm thép lớn hơn momen nội lực nên
đáng lẽ không cần đặt neo, nhưng trong trường hợp này Eurocode vẫn yêu cầu một
lượng neo tối thiểu. Tỉ số giữa lượng neo tối thiểu/lượng neo để đạt liên kết hoàn
toàn là:
[
]
4.04.0;03.075.0)(/355(1max
=
−
−= Lf
y
η

Vậy số lượng neo cần thiết là:0.4*24= 10 neo
¾ Bố trí
Ta có số sườn (thung lũng) của tấm thép sóng trên dầm là 10 sườn
Bố trí trên mỗi sườn là 1 neo
Tổng số neo trên dầm là:10*1=10
Khoảng cách giữa các cặp neo theo phương dọc trục dầm là i= 300mm, thỏa

5d
sc
=95mm

<i<6h=720mm

Với d
sc
là đường kính thân neo =19mm, h tổng chiều cao sàn =120 mm