1 KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG Chương 5 Chương 5 CỘT LIÊN HỢP CỘT LIÊN HỢP ◆ TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP ◆ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ◆ ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP ◆ TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM ◆ TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN ◆ SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG ◆ VÍ DỤ TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN VÍ DỤ TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 2 NỘI DUNG NỘI DUNG TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP Tiết diện bọc BT Tiết diện bọc BT hoàn toàn hoàn toàn • BT cung cấp khả BT cung cấp khả năng bền lửa năng bền lửa b c h c c z c y c y c z t f t w h b y z 3 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP Tiết diện bọc BT Tiết diện bọc BT không hoàn toàn không hoàn toàn • Cần thêm cốt thép Cần thêm cốt thép kháng lửa kháng lửa • Có thể cần thêm vật Có thể cần thêm vật liệu bền lửa liệu bền lửa • Có thể cần thêm đinh Có thể cần thêm đinh tán hoặc cốt thép hàn tán hoặc cốt thép hàn để truyền lực để truyền lực = h c = b c b h t f t w y z 4 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP Tiết diện bọc BT Tiết diện bọc BT không hoàn toàn không hoàn toàn • BT có thể bơm vào lỗ BT có thể bơm vào lỗ trống trong khi xây trống trong khi xây dựng dựng = h c = b c y z b b t w h t f 5 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP Cột rỗng nhồi BT Cột rỗng nhồi BT • BT lèn bên trong ống thép có cường độ cao hơn bình thường BT lèn bên trong ống thép có cường độ cao hơn bình thường y z t t h b y z t d 6 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP Cột rỗng nhồi BT có lõi thép Cột rỗng nhồi BT có lõi thép • Lõi thép bên trong có khả Lõi thép bên trong có khả năng đạt cường độ rất cao năng đạt cường độ rất cao t d y z 7 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Phương pháp tổng quát Phương pháp tổng quát • Ảnh hưởng phi tuyến và chế tạo không chính xác Ảnh hưởng phi tuyến và chế tạo không chính xác • Tiết diện không đối xứng và tiết diện thay đổi Tiết diện không đối xứng và tiết diện thay đổi • Phương pháp số Phương pháp số Phương pháp đơn giản Phương pháp đơn giản • Sử dụng đường cong uốn dọc Sử dụng đường cong uốn dọc • Kể đến sự chế tạo không chính xác Kể đến sự chế tạo không chính xác • Tiết diện không đổi có 2 trục đối xứng Tiết diện không đổi có 2 trục đối xứng Giả thiết Giả thiết • Tương tác hoàn toàn giữa thép và BT đến khi phá hủy Tương tác hoàn toàn giữa thép và BT đến khi phá hủy • Tiết diện ngang luôn phẳng khi biến dạng Tiết diện ngang luôn phẳng khi biến dạng 8 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP Tiết diện bọc BT hoàn toàn Tiết diện bọc BT hoàn toàn Bề dày lớp BT bảo vệ (c Bề dày lớp BT bảo vệ (c y y , c , c z z ) ) • ≥ ≥ 40mm 40mm • ≥ ≥ b/6 b/6 b c h c c z c y c y c z t f t w h b y z 9 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP f y - giới hạn đàn hồi của thép t d t d b t f b 2 90t/d ε≤ ε≤ 52t/d ε≤ 44t/b f y f/235= ε Tiết diện bọc BT không hoàn toàn, cột rỗng nhồi BT Tiết diện bọc BT không hoàn toàn, cột rỗng nhồi BT 10 [...]... TÂM 13 BT, lõi thép, cốt thép đạt cường độ tính toán  • Cột liên hợp đạt khả năng chịu nén tối đa Tiết diện bọc BT Npl.Rd = A a fy γ Ma fck fsk + A c 0,85 + A s γc γs Lõi thép Bê tông Thép thanh TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 14 • Cấu kiện rỗng nhồi BT Npl.Rd = A a Ống thép fy γ Ma fck fsk + Ac + As γc γs Bê tông Thép thanh Hiệu ứng bó  tăng khả năng chịu lực BT: 0,85fck Kể đến thép thanh: 0,3%Aa... dzMpl.z.Rd Mz.Sd ≤ 0,9µ dzMpl.z.Rd SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG TRONG CỘT 33 Khả năng chịu trượt giữa thép và BT: Cột bọc BT không hoàn toàn 0,2 N/mm2 cánh 0 N/mm2 bụng Chiều dài truyền lực p < 2,5d Cột bọc BT hoàn toàn 0,6 N/mm2 d Bản mã được hàn vào cột thép Cột thép rỗng nhồi BT 0,4 N/mm2 SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG TRONG CỘT 34 µPRd/2 PRd ≤ 300mm Nếu khả năng chịu trượt không... TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 17 Theo điều kiện ổn định Khả năng chịu uốn dọc của cột liên hợp đối với cả 2 trục: N Sd ≤ χ N pl Rd χ - hệ số uốn dọc phụ thuộc độ mảnh quy đổi χ= 1 φ + φ2 − λ2 [ ≤1 φ = 0,5 1 + α ( λ − 0,2 ) + λ 2  ] α = 0,21 – cột rỗng nhồi BT  α = 0,34 – cột thép chữ I chịu uốn theo phương trục khỏe  α = 0,49 – cột thép chữ I chịu uốn theo phương trục yếu TÍNH CỘT LIÊN HỢP... fck TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 15 • Cấu kiện cột tròn rỗng nhồi BT d Hiệu ứng vòng thép (đủ cứng)  tăng khả năng chịu nén của BT Khi thiết kế + Độ mảnh quy đổi λ ≤ 0,5 + Mô men uốn lớn nhất Mmax.Sd < 0,1NSdd t TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 16 • Cấu kiện cột tròn rỗng nhồi BT Npl.Rd = A aηa fy γ Ma Ống thép fck + Ac γc  f t fy  1 + η c  + A s sk  d fck  γs   Bê tông Thép thanh...TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 11 Theo điều kiện bền Theo điều kiện ổn định TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 12 Theo điều kiện bền Điều kiện áp dụng: • Cột tiết diện không đổi có 2 trục đối xứng, 0,2 < h c/bc < 5,0 Aa fy γa δ= = 0,2 ÷ 0,9 • Tỷ lệ lượng thép: γ Ma N pl Rd • • Độ mảnh quy đổi: λ ≤ 2,0 Tiết diện bọc BT hoàn toàn: 40mm ≤ c y ≤ 0,4b 40mm ≤ c z ≤ 0,4h TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU... µPRd/2 Hệ số ma sát giữa thép và BT, phụ thuộc độ đặc chắc của BT Lấy µ = 0,5 SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG TRONG CỘT 35 µPRd/2 PRd µPRd/2 PRd ≤ 400mm PRd PRd PRd ≤ 600mm VÍ DỤ TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 36 • Cột thép cao 5m   bọc BT BT C25/30 không hoàn toàn  • HEB 200 hình S355 tăng cường 4Ø10 S500 Lực tác dụng:  NSd = 991 kN  NSd,g = 665 kN (tĩnh tải) • Liên kết: NSd,q = 326... nếu chịu mô men đầu cột β = 1,0 nếu có tải trọng ngang Hệ số khuếch đại k= β 1 − NSd / Ncr ≥ 1,0 NSd rM TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 28 Ảnh hưởng của lực cắt • Giả thiết lực cắt Vsd do cột thép chịu • Ảnh hưởng của lực cắt ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt tương tự Dầm liên hợp TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 29 Khả năng chịu nén và uốn theo 1 phương N/ Npl.Rd Đường cong tương tác theo tiết diện ngang... cột đối với từng 0 M trục đối xứng TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 22 Conc N 2hn A Npl.Rd Sec Rft + + 0,85fck/γc + Mpl.Rd fy/γMa fsk/γs Điểm B: Khả năng chịu uốn 1 trục B 0 Mpl.Rd M TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 23 Conc Sec Rft N A Npl.Rd 2hn Điểm C: Khả năng chịu uốn 1 trục kèm lực nén C Npm.Rd Npm.Rd + 0,85fck/γc N C = N pm Rd + Mpl.Rd fy/γMa fsk/γs f ck = Acα β γc α = 0,85 - cột bọc BT α = 1 - thép. .. Mpl.Rd TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 30 N Nén và uốn theo 2 phương My • (y-y) - trục “mất ổn định” My • (z-z) - trục “khỏe” N y Mz N Mz N z z y TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 31 N/Npl.Rd Trục “mất ổn định”: My khuếch đại 1,0 NSd Npl,Rd 0,9µdy 0 0,9µdz µdz Mdz.Sd/Mpl.z.Rd 1,0 µdy My/Mpl.y.Rd My.Sd/Mpl.y.Rd N/Npl.Rd Trục “khỏe” 1,0 NSd Npl,Rd 0,9µdz µdz 1,0 0 Mz /Mpl.z.Rd My Mz TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN... Điều chỉnh mô đun đàn hồi khi:  λ theo phương mặt phẳng uốn > 0,8 - cột bọc BT > 0,8/(1-δ) - ống thép nhồi BT  e/d < 2 (e - độ lệch tâm) TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 20  Xác định theo đường cong tương tác M-N  Hiệu ứng bậc 2  Ảnh hưởng của lực cắt  Khả năng chịu lực chịu nén uốn theo 1 phương  Nén uốn theo 2 phương TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN 21 Đường cong tương tác M-N Conc N Sec Rft Npl.Rd . phẳng uốn > 0,8 - cột bọc BT theo phương mặt phẳng uốn > 0,8 - cột bọc BT > 0,8/( 1- > 0,8/( 1- δ δ ) - ống thép nhồi BT ) - ống thép nhồi BT  . E cm cm / / γ γ c c E E cm cm - môđun đàn hồi ban đầu của BT - môđun đàn hồi ban đầu của BT K K e e - hệ số kể đến nứt trong BT, - hệ số kể đến nứt trong