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 - - - . 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. 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. 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