QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG KẾT CẤU BÊ TÔNG THÉP ỐNG CECS 28-90 TIẾNG VIỆTCECS 28 90

CÁC KÝ HIỆU CHÍNH Aa - Diện tích Phần diện ngang của ống thép Ac - Diện tích Phần diện ngang của bêtông trong ống thép Acor - Diện tích Phần diện ngang của bêtông lõi trong cuộn thép lò

MỤC LỤC

Chương 1 Các quy định chung

Chương 2 Vật liệu

Phần 1 Ống thép

Phần 2 Bê tông

Chương 3 Qui định thiết kế cơ bản

Phần 1 Qui định chung

Phần 2 Qui định tính toán trạng thái giới hạn về năng lực chịu tải

Phần 3 Qui định nghiệm toán biến dạng khi sử dụng trạng thái giới hạn bình

thường Chương 4 Tính toán năng lượng chịu tải

Phần 1 Tính toán năng lượng chịu tải của một nhánh đơn

Phần 2 Tính toán năng lượng chịu tải của một cột hình ô

Phần 3 Tính toán chịu nén cục bộ

Chương 5 Tính toán biến dạng

Chương 6 Cấu tạo điểm mắt

Phần 1 Qui định chung

Phần 2 Điểm mắt khung

Phần 3 Điểm mắt cột hình ô

Phần 4 Điểm mắt dàn

Phần 5 Chân cột

Chương 7 Thi công và yêu cầu chất lượng

Phần 1: Chế tạo ống thép

Phần 2: Lắp nối ống thép

Phần 3: Cẩu lắp cột ống thép

Phần 4: Đổ bêtông vào ống thép

Phụ lục 1: Hệ số chiều dài tính toán cột

Phụ lục 2: Thuyết minh các từ dùng trong quy trình

Phụ lục 3: Thuyết minh các điều khoản

CÁC KÝ HIỆU CHÍNH

Aa - Diện tích Phần diện ngang của ống thép

Ac - Diện tích Phần diện ngang của bêtông trong ống thép

Acor - Diện tích Phần diện ngang của bêtông lõi trong cuộn thép lò xo

A1 - Diện tích chịu nén cục bộ

Asp - Diện tích Phần diện ngang của cốt thép lò xo

ac - Khoảng cách từ trọng tâm nhánh kéo của cột hình ô đến trục trọng tâm

chịu nén

d - Đường kính ngoài của ống thép

dsp - Đường kính của cuộn thép lò xo

Ea - Mô đun đàn hồi của vật liệu thép

Ec - Mô đun đàn hồi của bêtông

lθ - Khoảng cách lệch tâm của lực nén trục tại đầu có mômen lớn hơn của

cột đến với trục trọng tâm của Phần diện cột hoặc trục trọng tâm chịu nén

fa - Trị thiết kế cường độ chịu kéo, chịu nén của vật liệu thép

fc - Trị thiết kế cường độ chịu nén trục của bêtông

fsp - Trị thiết kế cường độ chịu kéo của cuộn cốt lò xo

H - Chiều dài cột treo kiểu hình ô

h - Khoảng cách giữa các nhánh cột của hình ô tại mặt phẳng có mômen

quán tính của diện tích Phần diện ngang của ống thép đối với trục trọng tâm

Ic - Mômen quán tính của diện tích Phần diện ngang của bêtông trong ống

thép đối với trục trọng tâm

l - Chiều dài của cột bê tông thép ống hoặc chiều dài cấu kiện

lo - Chiều dài tính toán tương đương của cột bêtông thép ống hoặc của cấu

kiện

lo - Chiều dài cột hình ô bằng bêtông thép ống

lo c - Chiều dài tính toán tương đương của cột hình ô bằng bêtông thép ống

lc - Chiều dài tính toán của cột hình ô bằng bêtông thép ống

M - Trị số mômen thiết kế

M1 - Trị số mômen thiết kế nhỏ hơn trong hai mômen ở tại đầu cột

M2 - Trị số môment thiết kế lớn hơn trong hai mômen ở tại đầu cột

M2 - Trị số thiết kế lực chịu tải giới hạn về lực nén trục của cột ngắn bằng

bê tông thép ống

N - Trị thiết kế lực trục

No - Trị thiết kế chịu tải giới hạn về lực nén trục của cột ngắn bằng bêtông

thép ống

Nν - Trị thiết kế chịu lực giới hạn về nén hướng trục của cấu kiện

No o - Tổng của trị thiết kế chịu tải giới hạn về chịu lực nén trục của hai

nhánh cột ngắn trong vùng chịu nén của cột hình ô dưới tác dụng đơn độc của mômen

Nt o - Tổng của trị thiết kế chịu tải giới hạn về chịu lực nén trục của hai

nhánh cột ngắn trong vùng chịu kéo của cột hình ô dưới tác dụng đơn độc của mômen nén trục của toàn cột hình ô

Na - Trị thiết kế chịu tải giới hạn về chịu nén trục của toàn bộ cột hình ô Not - Trị thiết kế chịu tải giới hạn chịu nén cục bộ của bêtông ống thép

Ra - Bán kính trong của ống thép

S - Khoảng cách cuộn thép là xo

t - Bề dày vách ống thép

V - Trị thiết kế lực cắt

β - Tỉ số giữa trị thiết kế mômen nhỏ hơn với trị số mômen lớn hơn của

hai đầu cột; hệ số nâng cao cường độ chịu nén cục bộ của bêtông thép ống

βsp - Hệ số nâng cao cường độ chịu nén cục bộ của bêtông có khoảng đặt

Cuộn cốt lò xo

γu - Hệ số về tầm quan trọng của kết cấu

εb - Suất lệch tâm giới hạn

θ - Chỉ tiêu cuộn thép của bêtông thép ống

θ1 - Chỉ tiêu cuộn thép của nhánh cột tại vùng chịu kéo của cột hình ô

θsp - Chỉ tiêu cuộn thép của bêtông có đặt cuộn thép lò xo

k - Hệ số chiều dài tương đương của cột

λo - Độ mảnh cột hình ô

µ - Hệ số chiều dài tính toán cột

fnrsp - Tỉ suất thể tích phối cốt thép của cuộn thép lò xo

CHƯƠNG 1 CÁC QUY ĐỊNH CHUNG

Điều 1.0.1 Để cho việc thiết kế và thi công kết cấu bê tông ống thép quán triệt

việc chấp hành chính sách kinh tế kỹ thuật của nhà nước, đạt được tiên tiến về kỹ thuật, hợp lý về kinh tế, sử dụng an toàn, chất lượng đảm bảo, đã lập ra bản quy trình này

Điều 1.0.2 Quy trình này dùng thích hợp cho việc thiết kế và thi công kết cấu bê

tông thép ống của các vật thể kiến trúc, kiến trúc công nghiệp và dân dụng Bê tông thép ống nói ở quy trình này là kết cấu bê tông thép ống tức là bêtông được đổ đầy vào trong các ống thép hình tròn

Điều 1.0.3 Quy trình này là căn cứ vào các nguyên tắc quy định của “Tiêu chuẩn

thống nhất thiết kế kết cấu kiến trúc” của tiêu chuẩn quốc gia (GBJ 68-84) để tiến hành chế định ra “Các ký hiệu, đơn vị đo lường và các thuật ngữ cơ bản thông dụng trong thiết kế kết cấu kiến trúc” (GBJ 83-85)

Điều 1.0.4 Khi thiết kế và thi công theo quy trình này, ngoài các quy định rõ ràng

trong quy trình, tải trọng cần tuân thủ theo quy định của tiêu chuẩn quốc gia “Qui phạm tải trọng kết cấu kiến trúc” (GBJ 9-87), thiết kế còn phải phù hợp với các yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia “Qui phạm thiết kế kết cấu bêtông” (GBJ17-88), và “Qui phạm thiết kế chống động đất cho kiến trúc” (CBJ 11-89); chất lượng vật liệu và thi công còn phải phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia “Qui phạm thi công và nghiệm thu công trình kết cấu thép” (GBJ205-83) và “Qui phạm thi công và nghiệm thu công trình kết cấu bêtông” (GBJ 204-83)

Điều 1.0.5 Nhiệt độ bề mặt của kết cấu bêtông ống thép không nên vượt quá

100oC Khi vượt quá 100oC thì nên chọn giải pháp phòng hộ có hiệu quả

Điều 1.0.6 Đối với kết cấu có yêu cầu chống cháy và chống ăn mòn, cần dựa vào

các quy định chuyên môn có liên quan để có biện pháp xử lý chống cháy và chống ăn mòn

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU

Phần 1 Ống thép

Điều 2.1.1 Việc chọn vật liệu ống phải phù hợp với quy định liên quan của “Qui

phạm thiết kế kết cấu thép” (GBJ 17-88)

Điều 2.1.2 Ống thép có thể dùng ống thép hàn nối trực tiếp, ống thép hàn nối

bằng đường hàn xoắn ốc và ống thép không hàn Hàn nối cần phải dùng đường hàn đối đầu và đạt yêu cầu về cường độ như thép chính

Điều 2.1.3 Mô đun đàn hồi và trị thiết kế cường độ của vật liệu thép dùng theo

bảng 2.1.3

Số hiệu thép Bề dày vật liệu

thép (mm) Trị thiết kế cường độ chịu kéo, chịu

Bảng 2.1.3 Modun đàn hồi và trị thiết kế cường độ của vật liệu thép

Chú thích: Trị thiết kế cường độ thép số 3 lò tĩnh nên tăng lên 5% so với các trị số

trong bảng

Phần 2 Bê tông

Điều 2.2.1 Bê tông dùng loại bê tông thông thường, cấp cường độ của bê tông

không được thấp hơn C30

Cấp cường độ bê tông nói ở đây là nói mẫu thí nghiệm lập phương cạnh 150mm, trong thời hạn 28 ngày, rồi dùng phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn đo được trị số

Điều 2.2.2 Mô đun đàn hồi và trị thiết kế cường độ của bê tông dùng theo bảng

CHƯƠNG 3 QUY ĐỊNH THIẾT KẾ CƠ BẢN

Phần 1 Các qui định chung

Điều 3.1.1 Qui phạm này sử dụng phương pháp thiết kế trạng thái giới hạn lấy lý

luận chính xác suất làm cơ sở, dùng dạng biểu đạt thiết kế hệ số phân hạng để tiến hành tính toán

Điều 3.1.2 Trạng thái giới hạn kết cấu là chỉ kết cấu hoặc cấu kiện có thể đáp

ứng được trạng thái tới hạn theo yêu cầu của công năng nào đó theo qui định thiết kế, nếu vượt quá trạng thái này thì kết cấu hoặc cấu kiện sẽ không thể đáp ứng được yêu cầu thiết kế

Trạng thái giới hạn có thể chia làm hai loại sau:

1 Trạng thái giới hạn năng lực chịu tải: Trạng thái giới hạn này tương ứng với việc kết cấu hoặc cấu kiện đạt đến lực chịu tải tối đa hoặc đến sự biến dạng không thể tiếp tục chịu tải được nữa

2 Trạng thái giới hạn sử dụng bình thường: Trạng thái giới hạn này tương ứng với trị số giới hạn qui định nào đó mà vẫn sử dụng bình thường

Điều 3.1.3 Kết cấu hoặc cấu kiện phải căn cứ vào trạng thái giới hạn năng lực

chịu tải và trạng thái giới hạn sử dụng bình thường, lần lượt tiến hành tính toán và nghiệm toán theo qui định sau:

1 Lực chịu tải: Tất cả các kết cấu hoặc cấu kiện đều phải tiến hành tính toán lực chịu tải, khi tính dùng trị thiết kế tải trọng, đối với tải trọng động còn phải nhân thêm hệ số động lực

2 Biến dạng: Đối với kết cấu hoặc cấu kiện mà khi sử dụng cần phải khống chế sự biến dạng, phải tiến hành nghiệm toán; khi nghiệm toán dùng trị số đại biểu tải trọng tương ứng, đối với tải trọng động không phải nhân với hệ số động lực

Điều 3.1.4 Liên kết giữa kết cấu bê tông thép ống hoặc các cấu kiện, cũng như

chịu tải trọng giai đoạn lắp đặt thi công (trước khi đổ bê tông và trước khi bê tông đông cứng), độ biến dạng và độ ổn định phải tiến hành thiết kế theo kết cấu thép

Điều 3.1.5 Cấu kiện bê tông thép ống cần bảo đảm các yêu cầu sau:

1 Đường kính ngoài của ống thép không nên nhỏ hơn 100mm, bề dày vách ống không nên nhỏ hơn 4mm

2 Tỷ lệ đường kính ngoài và bề dày của ống thép d/t nên giới hạn trong khoảng

20 đến 85 235/ f y , fy là cường độ khuất phục của thép (hoặc điểm khuất

2

tróng löôïng noùi chung thì duøng d/t = khoạng 70, ñoâi vôùi keât caâu daøn duøng d/t = khoạng 25

3 Chư tieđu ñai bóc θ neđn giôùi hán töø 0,3 ñeân 3

4 Ñoô mạnh khođng ñöôïc vöôït quaù trò giôùi hán cụa bạng 3-1.5

Bạng 3-1.5 Ñoô mạnh cho pheùp cụa caâu kieôn

Phaăn 2 Qui ñònh tính toaùn tráng thaùi giôùi hán naíng löïc chòu tại

Ñieău 3.2.1 Caín cöù vaøo möùc ñoô nghieđm tróng cụa haôu quạ phaù hoái cụa keât caâu

kieân truùc (nguy hieơm ñeân tính máng, gađy toơn thaât kinh teâ, gađy ạnh höôûng cho xaõ hoôi, v.v…) keât caâu kieân truùc phại döïa vaøo bạng 3-2-1 chia laøm 3 caâp an toaøn Khi thieât keâ caín cöù vaøo tình hình cú theơ ñeơ chón duøng caâp an toaøn thích hôïp

Ñieău 3.2.2 Caùc caâp an toaøn cụa caâu kieôn keât caâu caùc loái trong vaôt theơ kieân truùc

phại cuøng caâp an toaøn vôùi keât caâu toaøn boô Ñoâi vôùi caâp an toaøn trong boô phaôn cụa caâu kieôn keât caâu coù theơ tieân haønh ñieău chưnh, nhöng khođng ñöôïc thaâp hôn caâp 3

Caâp an toaøn Haôu quạ phaù hoái Loái vaôt theơ kieân truùc

Caẫp I Raât nghieđm tróng Vaôt theơ kieân truùc quan tróng Caâp II Nghieđm tróng Vaôt theơ kieân truùc noùi chung

Caâp III Khođng nghieđm tróng Vaôt theơ kieân truùc thöù yeâu

Bạng 3-2-1 Caâp an toaøn cụa keât caâu kieân truùc

Ñieău 3.2.3 Thieât keâ naíng löïc chòu tại cụa caâu kieôn keât caâu phại duøng cođng thöùc

bieơu ñát thieât keâ tráng thaùi giôùi hán döôùi ñađy:

Trong ñoù:

γ0 – Hệ số quan trọng của cấu kiện kết cấu, đối với các cấu kiện kết cấu có cấp an toàn là cấp I, cấp II, cấp III, ta lần lượt dùng bằng 1,1; 1,0; 0,9 Trong thiết kế chống động đất thì không xét đến hệ số quan trọng của cấu kiện kết cấu

S – Trị thiết kế tổ hợp nội lực, tiến hành tính toán theo qui định tiêu chuẩn quốc gia “ Qui phạm tải trọng kết cấu kiến trúc (GBJ 9-37) và “qui phạm thiết kết chống động đất trong kiến trúc” (GBJ 11-89)

R – Trị thiết kế năng lực chịu tải của cấu kiện kết cấu

R (.) – Hàm số năng lực chịu tải của cấu kiện kết cấu

fc, fa – Trị thiết kế cường độ của bê tông và thép

ak – Trị tiêu chuẩn tham số hình học

Chú thích: Trị thiết kế nội lực của qui trình này (N, M, V …) là trị số sau khi đã

nhân với hệ số quan trọng γ0

Phần 3 Qui định nghiệm toán biến dạng của trạng thái giới hạn sử dụng bình thường

Điều 3.3.1 Đối với trạng thái giới hạn sử dụng bình thường, cấu kiện kết cấu phải

lần lượt tiến hành nghiệm toán theo tổ hợp hiệu ứng thời gian ngắn và tổ hợp hiệu ứng thời gian dài của tải trọng, đồng thời phải đảm bảo biến dạng không vượt quá trị số giới hạn qui định tương ứng

Tổ hợp hiệu ứng thời gian ngắn và tổ hợp hiệu ứng thời gian dài phải tiến hành tính toán theo qui định tiêu chuẩn quốc gia “Qui phạm tải trọng kết cấu kiến trúc“ (GBJ 9-37) và “ Qui phạm thiết kế chống động đất trong kiến trúc” (GBJ 11-89)

Điều 3.3.2 Trị số biến dạng giới hạn của kết cấu bê tông thép ống trong trạng thái

giới hạn sử dụng bình thường phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia “Qui phạm thiết kế kết cấu thép” (GBJ 17-88) “Qui phạm thiết kế chống động đất trong xây dựng” (GBJ 11-89) và các qui định của qui phạm liên quan khác

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI

Phần 1 Tính toán sức chịu tải cột nhánh đơn

Điều 4.1.1 Lực chịu tải về chịu nén trục của cột nhánh đơn bằng bê tông thép ống

phải đảm bảo yêu cầu sau:

Trong đó:

N – Trị thiết kế lực nén trục

Nu – Trị thiết kế lực chịu tải của cột nhánh đơn bằng bê tông thép ống

Điều 4.1.2 Lực chịu tải của cột nhánh đơn bằng bê tông thép ống tính theo công

thức sau:

)1

(

θ – Chỉ tiêu đai bọc của bê tông thép ống

fc – Trị thiết kế cường độ chịu nén của bê tông

Ac – Diện tích tiết diện ngang củ bê tông trong ống thép

fa – Trị thiết kế cường độ chịu kéo, chịu nén của ống thép

Aa – Diện tích tiết diện ngang của ống thép

ϕl – Hệ số chiết giảm lực chịu tải xét ảnh hưởng của độ mảnh, xác định theo điều 4.1.4 của chương này

ϕe – Hệ số chiết giảm lực chịu tải xét ảnh hưởng của độ lệch tâm, xác định theo điều 4.1.3 của chương này

Trong bất kỳ điều kiện nào đều phải thoả mãn điều kiện:

Trong đó : ϕo – Trị ϕl theo cột chịu nén trục

Điều 4.1.3 Hệ số chiết giảm ϕo và lực chịu tải xét ảnh hưởng lệch tâm của cột bê tông thép ống, tính theo công thức sau:

rc – Bán kính trong của thép ống

M2– Trị thiết kế mômen lớn hơn của đầu cột

N – Trị thiết kế lực nén trục

Điều 4.1.4 Hệ số chiết giảm ϕl của lực chịu tải xét ảnh hưởng độ mảnh của cột bê tông thép ống theo công thức sau:

1 khi le/d > 4 thì

4/115.0

d – đường kính ngoài của thép ống

le – chiều dài tính toán tương đương của cột, xác định theo qui định điều 4.1.5 và 4.1.6 của chương này

Điều 4.1.5 Đối với cột khung và các thanh mà giữa hai điểm tựa không có tải

trọng ngang tác dụng thì chiều dài tương đương xác định theo công thức:

Trong đó:

lo – Chiều dài tính toán của cột khung hoặc thanh (hình 4.1-5)

l – Chiều dài của cột khung hoặc thanh

k – Hệ số chiều dài tương đương

µ - Hệ số chiều dài tính toán; Đối với khung không có chuyển vị ngang thì xác định theo bảng phụ lục 1-1; đối với khung có chuyển vị ngang thì xác định theo bảng phụ lục 1-2 Hệ số chiều dài tương đương thì tính theo qui

(a) Chịu nén trục (b) Uốn nén cong đơn (c) Uốn nén cong hai chiều

Hình 4.1.5 Cột khung không dịch ngang

1 Cột và thanh chịu nén trục thì:

Chú thích: Khung không có chuyển dịch ngang là kết cấu thanh chống trong khung

không có giá thanh chống, tường chịu lực cát, lỗ thang máy vv… và độ cứng chống chuyển dịch ngang của kết cấu thanh phải bằng hoặc lớn hơn 5 lần độ cứng chống chuyển dịch ngang của bản thân Khung có chuyển dịch ngang là nói trong khung không đặt các kết cấu thanh chống nói trên hoặc nói đến loại khung mà độ cứng chống chuyển dich ngang của kết cấu thanh chống nhỏ hơn 5 lần độ cứng chống chuyển dịch ngang của bản thân khung

Điều 4.1.6 Chiều dài tính toán tương đương của cột hẫng (hình 4.1.6) xác định

theo công thức sau:

Trong đó: H – Chiều dài cột hẫng

k – Hệ số chiều dài tương đương

Hệ số chiều dài tương đương của cột hẫng tính theo qui định dưới đây, rồi chọn trị số lớn nhất trong số đó:

Khi suất lệch tâm tại đầu ngàm eo/rc ≥ 0.8 thì k=1 ( 4.1.6-2) Khi suất lệch tâm tại đầu ngàm eo/rc < 0.8 thì k = 2-1.25eo/rc (4.1.6-3) Khi tại đầu tự do của cột hẫng có mômen M1 tác dụng thì

Trong đó: β - Tỉ lệ giữa trị thiết kế mômen M1 tại đầu tự do với trị thiết kế mômen M2 tại đầu ngàm của cột hẫng, khi β là âm (uốn nén cong hai chiều) thì dựa vào điểm uốn của đường cong ta lấy chiều dài tính toán của cột hẫng là chiều cao H2 (hình 4.1.6)

Chú thích: Đầu ngàm là chỉ trị số tỷ lệ độ cứng tuyến của dầm ngang của cột giao

nhau với độ cứng tuyến của cột không nhỏ hơn 4, hoặc là chiều dài và bề rộng của móng cột đều không nhỏ hơn đường kính của cột 4 lần

(a) Uốn nén cong đơn (b) Uốn nén cong hai chiều

Hình 4.1.6 Cột hẫng

Phần 2 Tính toán sức chịu tải cột tổ hợp

Điều 4.2.1 Cột bê tông thép ống do hai nhánh hoặc nhiều nhánh tổ hợp thành cột

tổ hợp (hình 4.2.1) cần phải tính toán lần lượt theo hai trường hợp là lực chịu tải một nhánh và lực chịu tải toàn bộ

(a) Cột hai nhánh (b) Cột bốn nhánh (c) Cột ba nhánh đồng tiết diện đồng tiết diện

Hình 4.2.1 Cột tổ hợp

Điều 4.2.2 Tính toán lực chịu tải một nhánh của cột tổ hợp trước hết phải theo

dạng dày để xác định lực trục của nhánh đơn, sau đó lần lượt tính lực chịu tải của nhánh chịu nén và chịu kéo Lực chịu tải nhánh nén phải tính theo công thức trong phần 1 của chương này, chiều dài thì lấy chiều dài l giữa các mắt cột tổ hợp trong mặt phẳng dàn (hình 4.2.1); trên hướng thẳng góc với mặt phẳng dàn thì lấy khoảng cách giữa các điểm thanh giằng bên Lực chịu tải của thanh kéo phải tính theo thanh chiu lực kéo của kết cầu thép, không xét đến cường độ chịu kéo của bê tông

Điều 4.2.3 Cấu tạo và tính toán thanh giằng của cột tổ hợp phải phù hợp với qui

định liên quan trong “Qui phạm thiết kế cầu thép” (GBJ17-88) Thanh giằng của cột tổ hợp phải chịu được trị lớn nhất cảu các lực cắt sau đây, trị lực cắt V có thể coi như không thay đổi trên toàn bộ chiều dài cột tổ hợp

1 Trị thiết kế lực cắt hướng ngang thực tế tác dụng lên cột tổ hợp

Điều 4.2.5 Trị thiết kế lực chịu tải của toàn bộ cột tổ hợp phải tính theo công thức

Trong đó: ϕ* o – Trị ϕ* o xét theo cột chịu nén trục

Điều 4.2.6 Hệ số chiết giảm lực chịu tải tòan bộ của cột tổ hợp ϕ*o khi xét ảnh hưởng lêch tâm tính theo công thức sau:

1 Đối với cột hai nhánh hoặc cột 4 nhánh có tiết diện đối xứng:

(a) khi độ lệch tâm eo/h ≤ εb thì:

h eo

e

/21

1

*+

=

(b) Khi độ lệch tâm e0/h > εb thì:

)1/2)(

(1

*

−+

+

=

h e

t t

t e

θ θ

θ

2 Đối với cột 3 nhánh hoặc cột nhiều nhánh có tiết diện không đối xứng:

(a) Khi độ lệch tâm e0/h < εb thì:

t e

a

e /

1

10

(1

*

−+

+

=

c t

t

t e

a e θ θ

θ

Trong đó:

εb - Độ lệch tâm giới hạn, xác định theo qui định trong điều 4-2-7 của chương này

e0 - Khoảng cách lệch tâm đối với trọng tâm chịu nén cột tổ hợp của lực nén trục tại đầu cột có mômen lớn hơn; e0 = M2/N, trong đó M2 là mômen lớn hơn trong số mômen hai đầu cột

h - Khoảng cách giữa trọng tâm hai nhánh cột trong mặt phẳng có mômen tác dụng

Hình 4.2.6 Sơ đồ tính toán cột tổ hợp

at, ao - Khoảng cách từ trọng tâm nhánh cột vùng chịu kéo, nhánh cột vùng chịu nén dưới tác dụng riêng của mômen đến trọng tâm chịu nén của cột tổ hợp (hình 4.2.6) : at = hNc o/N * o,

ac = hNt o/N * o, trong đó N c o là tổng của trị thiết kế lực chịu tải nén trục cột ngắn của các nhánh cột tại vùng chịu nén, Nt 0 là tổng của trị thiết kế lực chịu tải nén trục cột ngắn của các nhánh cột tại vùng chịu kéo N* o = N c o + N t o

θt - Chỉ tiêu cuộn thép của nhánh cột vùng chịu kéo, tính theo công thức (4.1.2 – 3)

Điều 4.2.7 Độ lệch tâm giới hạn εb của tổ hợp cột tính theo công thức sau:

1 Đối với cột 2 nhánh và cột 4 nhánh có tiết diện đối xứng:

t

t b

θ

θ ε

++

=

15

2 Đối với cột 3 nhánh hoặc cột nhiều nhánh tiết diện không đối xứng:

5.0(

2

* 0 0

t t t

++

Điều 4.2.8 Hệ số chiết giảm lực chịu tải toàn bộ của cột tổ hợp do xét ảnh hưởng

của độ mảnh ϕ1* tính theo công thức:

160575

.0

λ* của cột hình ô tính theo công thức sau:

1 Khi cột tổ hợp 2 nhánh (hình 4.2.8a):

(a) Khi hệ giằng là bản thì:

2 2

I l

o

y e y

(b) Khi hệ giằng là thanh thì :

y o o

y e y

A

A A

I l

2 Khi cột tổ hợp 4 nhánh (hình 4.2.8b):

(a) Khi hệ giằng là bản thì :

2 2

I l

o

x e x

2 2

I l

o

y e y

(b) Khi hệ giằng dùng thanh thì:

x o o

x e x

A

A A

I l

y e y

A

A A

I l

42/

I

o

x e

A A

I

o

y e

E

E A A

1 1

0

0 , trong đó Aoi, Aci lần lượt là diện tích tiết diện ngang của ống thép nhánh của nhánh thứ i

l - chiều dài khoảng mắt cột hình ô

d - đường kính ngoài của ống thép

A1x - Tổng diện tích tiết diện thực của các thanh giằng xiên thẳng góc với trục x trong tiết diện ngang của cột hình ô

A1y - Tổng diện tích tiết diện thực của các thanh giằng xiên thẳng góc với trục y trong tiết diện ngang của cột hình ô

α - Góc kẹp tại mặt phẳng của thanh giằng xiên trong tiết diện cấu kiện tạo thành với trục x

Hình 4.2.8 Tiết diện cột tổ hợp

Điều 4.2.9 Đối với khung và các cấu kiện dạng tổ hợp mà giữa hai điểm tựa

không có lực ngang tác dụng, chiều dài tính toán tương đương xác định theo công thức sau:

Trong đó:

l* o - Chiều dài tính toán của cấu kiện hoặc cột tổ hợp

k - Hệ số chiều dài tương đương

µ - Hệ số chiều dài không có chuyển dịch ngang thì xác định theo bảng 1 – 1 của phụ lục 1, đối với khung có chuyển dịch ngang thì xác định theo bảng 1 – 2 của phụ lục 1

Hệ số chiều dài tương đương tính toán theo quy định sau (hình 4.2.9)

1 Cột hoặc thanh chịu nén dọc trục:

Chú thích: Tiêu chuẩn để phân biệt khung có hoặc không có chuyển dịch ngang

xem chú thích ở điều 4.1.5

(a) Chịu nén dọc trục (b) Uốn nén cong một bên (c) Uốn nén cong 2 bên

Hình 4.2.9 Cột khung dạng tổ hợp không chuyển dịch ngang

Điều 4.2.10 Chiều dài tính toán tương đương của cột treo dạng tổ hợp xác định

L* 0 = kH * (4.2.10.1)

Trong đó:

H* - Chiều dài của cột treo dạng hình ô

k - Hệ số chiều dài tương đương

Hệ số chiều dài tương đương của cột treo dạng hình ô phải tính toán theo qui định sau đây và trong đó chọn trị số lớn hơn

1 Khi độ lệch tâm của đầu cột ngàm eo/h ≥ 0.5εb thì : k=1 (4.2.10.1)

Khi độ lệch tâm của cột ngàm eo/h < 0.5 thi k = 2 – 2 (eo/h)/εb (4.2.10.2)

2 Khi tại đầu tự do của cột có lực mô men M1 tác dụng thì:

Trong đó :

β - trị số giữa trị thiết kế mô men tại đầu cột tự do M1 và trị thiết kế mô men tại đầu cột ngàm M2, β = M1/M2 Khi trị β là âm (uốn nén cong 2 chiều) thì dựa vào điểm uốn chia cắt thành chiều cao H2 để tính cho cột treo [ hình 4.2.2.10 (b)]

εb – độ lệch tâm giới hạn, tính theo điều 4.2.7

Chú thích : Định nghĩa về đầu ngàm xem chú thích ở điều 4.1.6

(a) Nén uốn một chiều (b) Nén uốn hai chiều

Hình 4.2.10 Cột hẫng dạng tổ hợp

Điều 4.2.11 Cột tổ hợp giật cấp của nhà xưởng một tầng kiểu khung đầu dưới được

cố định, chiều dài tính toán tương đương của mỗi bậc cột trong mặt bằng khung xác định theo công thức sau:

Trong đó :

Hi – Chiều dài tương đương các đoạn cột bậc

µi – Hệ số chiều dài tính toán tương ứng của các đoạn bậc cột

Hệ số chiều dài tính toán µi xác định theo quy định sau :

1) Cột một bậc:

a Hệ số chiều dài tính toán µ2 cột đoạn dưới :

Khi đầu trên của cột được khớp nối với dầm ngang thì lấy bằng trị số tại bảng 1–3 phụ lục 1 (cột một bậc đầu trên tự do) rồi nhân với hệ số chiết giảm trong bảng 4.2.11; khi đầu trên của cột được nối cứng với dầm ngang thì bằng trị số tại bảng 1–4 phụ lục 1 (là một bậc mà đầu trên của cột có thể dịch động nhưng không quay được) rồi nhân với hệ số chiết giảm trong bảng 4.2.11

b Hệ số chiều dài tính toán M1 cột đoạn tên tính theo công thức:

Trong đó:

η1 – tham số tính toán theo công thức trong bảng 1–3 hoặc bảng 1–4 của phụ lục 1

2) Cột hai bậc:

a Hệ số chiều dài tính toán µ3 của cột đoạn dưới:

Khi đầu trên của cột khớp với dầm ngang thì bằng trị số trong bảng 1-5 phụ lục

1 (cột hai bậc mà đầu trên của cột tự do) rồi nhân với hệ số chiết giảm trong bảng 4–2-11; khi đầu trên trên cột nối cứng với dầm ngang thì bằng trị số trong bảng 1-6 phụ lục 1 (cột hai bậc mà đầu trên của cột có thể dịch chuyển nhưng không quay được) rồi nhân với hệ số chiết giảm tại bảng 4.2.11

Bảng 4.2.11 Hệ số chiết giảm chiều dài tính toán cột dạng bậc của nhà xưởng

một tầng Loại nhà xưởng Nhịp đơn

Tình trạng mái nhà Hệ thanh chống nằm ngang theo dọc mái nhà

của hai bên nhà xưởng có thông chiều dài hay không

Hệ số chiết giảm

Mái nhà không dùng loại tấm mái cỡ lớn

Không có thanh chống ngang trên hướng dọc Có thanh chống ngang hướng dọc

Không có thanh chống ngang trên hướng dọc Có thanh chống ngang hướng dọc

0.7 Mái nhà dùng

tấm mặt như

Chú thích : Đối với kết cấu lộ thiên có dầm ngang (như gian để toa xe v.v.) thì hệ

số chiết giảm có thể dùng bằng 0.9

b Hệ số chiều dài tính toán của cột đoạn trên và của cột đoạn giữa là µ1 và µ2 tính theo công thức sau:

Trong đó : η1, η2 - tham số, tính theo công thức ở bảng 1–5 hoặc bảng 1–6 phụ lục 1

Phần 3 Tính toán chịu nén cục bộ

Điều 4.3.1 Chịu nén cục bộ của cột bê tông thép ống phải đảm bảo điều kiện sau

:

N ≤ Nu1 Trong đó:

N – Trị thiết kế lực nén trục

Nu1 – trị thiết kế lực chịu tải của cột bê tông thép ống khi chịu nén cục bộ

Điều 4.3.2 Trị thiết kế lực chịu tải của cột bê tông thép ống khi chịu nén cục bộ

tính theo các công thức sau:

β θ

1(1

1 = fcA + +

1

/ A Ac

Trong đó:

A1 – Diện tích nén cục bộ

Hình 4.3.2 Chịu nén cục bộ của cột bê tông thép ống

β - Hệ số nâng cao cường độ chịu nén cục bộ của bê tông thép ống, khi trị số β

lớn hơn 3 thì lấy bằng 3

θ - Chỉ tiêu cuộn thép của bê tông thép ống, xác định theo công thức (4.1.2 –3)

Ac – Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong ống thép

fc – Cường độ chịu nén của bê tông

Điều 4.3.3 Trị thiết kế lực chịu tải của bê tông thép ống có gia cường bằng thép

lò xo chịu nén cục bộ tính toán theo công thức sau (hình 4.3.3)

sp ρ , /

sp

sp sp

r

sd

A

4, =

Trong đó:

βsp – Hệ số nâng cao cường độ chịu nén cục bộ của bê tông đặt cốt thép lò xo

θsp – Chỉ tiêu cuộn thép của bê tông đặt cốt lò xo

Acor – Diện tích tiết diện ngang của bê tông lõi trong cuộn cốt thép lò xo fsp – Trị thiết kế cường độ chịu kéo của cốt thép lò xo trị số chọn theo quy phạm thiết kế của kết cấu bê tông “ (GBJ 10 – 89);

ρrysp – Tỉ suất phối thể tích cốt thép của cốt thép lò xo

Asp – Diện tích tiết diện ngang của cuộn cốt thép lò xo

dsp – Đường kính của vòng thép lò xo

s – Khoảng cách các vòng lò xo

Hình 4.3.3 Chịu nén cục bộ của bê tông thép ống có đặt cốt thép lò xo

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN BIẾN DẠNG

Điều 5.0.1 Biến dạng của kết cấu bê tông thép ống có thể được tính toán theo

phương pháp cơ học kết cấu thông thường

Điều 5.0.2 Độ cứng của cấu kiện bê tông thép ống trong trạng thái giới hạn vẫn

sử dụng bình thường có thể theo qui định sau để chọn trị số:

1 Độ cứng nén ép và kéo dãn:

CHƯƠNG 6 CẤU TẠO TIẾP ĐIỂM

Phần 1 Các qui định chung

Điều 6.1.1 Cấu tạo của Tiếp điểm nên có cấu tạo đơn giản, có tính chỉnh thể tốt,

truyền lực rõ ràng, an toàn tin cậy, Tiếp kiệm vật liệu và tiện thi công

Điều 6.1.2 Việc hàn nối ống phải dùng đường hàn lồi và phải đảm bảo tiêu chuẩn

nghiệm thu chất lượng cấp II và phải đạt yêu cầu là cường độ mối hàn phải bằng cường độ của thép ống

Điều 6.1.3 Khi nối dài ống thép, nếu đường kính ống không đổi thì nên dùng

đường hàn lồi có cùng cường độ (hình 6.1.3.a) nếu đường kính ống khác nhau có thể dùng mặt bích và liên kết bằng bulông (hình 3.1.3b) và phải đảm bảo cùng cường độ Tấm mặt bích phải dùng loại bản thép có lỗ trống để đảm bảo tính liên tục của bê tông trong ống thép

Hình 6.1.3 Nối dài ống thép

Điều 6.1.4 Khi ống thép được nối dài ở hiện trường thì còn phải hàn thêm các linh

kiện định vị cần thiết để dảm bảo kích thước hình học phù hợp với yêu cầu thiết kế

Phần 2 Tiếp điểm khung

Điều 6.2.1 Căn cứ vào yêu cầu cấu tạo và vận chuyển thì chiều dài cột khung chỉ

nên dài 12m hoặc là phân đoạn theo chiều cao của 3 tầng nhà Vị trí nối đầu của mỗi phân đoạn nên đặt gần vị trí của điểm uốn, cũng không nên lồi lên so với mặt sàn trên 1m để cho việc hàn nối tại hiện trường được dễ dàng

Điều 6.2.2 Để tăng thêm sự cùng chịu lực của ống thép với lõi bê tông thì tại nơi

đầu nối của nỗi đoạn cột, tại đầu cột đoạn dưới nên đặt một tấm bản đỉnh hình khuyên (hình 6.2.2) Bề dày của bản đỉnh là:

Nếu bề dày ống thép t < 30mm lấy là 12mm

Nếu t > 30mm lấy là 16mm

Hình 6.2.2 Bản đậy đỉnh của đầu nối cột

Điều 6.2.3 Tiếp điểm liên kết giữa cột khung với dầm, trừ điểm mắt có nội lực

rất lớn, có yêu cầu độ cứng toàn bộ kết cấu rất cao, không nên để các cấu kiện bộ phận nào đó xuyên qua ống thép làm ảnh hưởng đến việc đổ bê tông vào ống thép

Điều 6.2.4 Lực cắt đầu dầm tại nơi liên kết cột với dầm có thể di chuyển theo các

phương pháp sau:

1 Đối với dầm bê tông, có thể hàn vào cột thép ống một chân trâu (điểm tựa) bằng thép để thực hiện truyền lực cắt (hình 6-2.4a); bản bụng của thép chân trâu không xuyên qua tâm ống để khỏi trở ngại đến việc đổ bê tông, nếu cần thiết phải xuyên qua tâm ống thì trước tiên phải làm cái rãnh trên vách ống thép, đặt bản bụng thép chân trâu vào rồi dùng đường hàn góc hai mặt hàn kín lại

2 Đối với dầm thép, có thể theo cách làm của kết cấu thép, thực hiện bằng cách hàn bản bụng của liên kết vào ống thép (hình 6.2.4b)