Chương 5 Cột liên hợp

 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁNPHÁP TÍNH TOÁN  ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP  TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM  TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN  SỰ LÀM V

Trang 1

 TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP

 PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁNPHÁP TÍNH TOÁN

 ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP

 TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

 TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

 SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA THÉP VÀ BÊ TÔNG

 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

2

NỘI DUNG

Trang 2

TIẾT DIỆN CỘT LIÊN HỢP

liệu bềnbền lửalửa

••CóCó thểthể cầncần thêmthêm đinhđinh

z

4

Trang 3

Tiết

Tiết diện diện bọc bọc BT BT

không

không hoàn hoàn toàn toàn

••BT BT cócó thểthể bơmbơm vàovào lỗlỗ

6

Trang 4

Cột

Cột rỗng rỗng nhồi nhồi BT BT có có lõi lõi thép thép

••LõiLõi thépthép bênbên trongtrong cócó khảkhả

Phương pháp pháp tổng tổng quát quát

•• ẢnhẢnh hưởnghưởng phi phi tuyếntuyến vàvà chếchế tạotạo khôngkhông chínhchính xácxác

•• TiếtTiết diệndiện khôngkhông đốiđối xứngxứng vàvà tiếttiết diệndiện thaythay đổiđổi

•• PhươngPhương pháppháp sốsố

Phương

Phương pháp pháp đơn đơn giản giản

•• SửSử dụngdụng đườngđường cong cong uốnuốn dọcdọc

•• KểKể đếnđến sựsự chếchế tạotạo khôngkhông chínhchính xácxác

•• TiếtTiết diệndiện khôngkhông đổiđổi cócó 2 2 trụctrục đốiđối xứngxứng

Giả

Giả thiết thiết

•• TươngTương táctác hoànhoàn toàntoàn giữagiữa thépthép vàvà BT BT đếnđến khikhi pháphá hủyhủy

•• TiếtTiết diệndiện ngangngang luônluôn phẳngphẳng khikhi biếnbiến dạngdạng

8

Trang 5

ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỤC BỘ LÕI THÉP

fy - giới hạn đàn hồi của thép

t d

t

d b

t f

b

290

Trang 6

TÍNH CỘT LIÊN HỢP

TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM NÉN ĐÚNG TÂM

Theo Theo điều điều kiện kiện bền bền

Theo Theo điều điều kiện kiện ổn ổn định định

11

Theo điều kiện bền

y a

N

f A

g



0 , 2





h c

mm

b c

mm

z

y

4 , 0 40

Trang 7

BT, lõi thép, cốt thép đạt cường độ tính toán

Cột liên hợp đạt khả năng chịu nén tối đa

ck c

Ma

y a

Rd

.

pl

f A

f 85 , 0 A

f A

N

g

 g

•• Cấu kiện rỗng nhồi BT

ck c Ma

y a Rd

.

pl

f A

f A N

g

 g



Lõi thép

Bê tông Thép thanh

Trang 8



d0,1N

y c c

ck c Ma

y a a Rd

.

pl

fAf

fd

tf

A

fA

N

g

 g

0

a

0 , 1 ) 2 3

e 10 1 (

0 c



0 17 5 , 18 9 ,

Trang 9

Theo điều kiện ổn định

Khả năng chịu uốn dọc của cột liên hợp đối với cả 2 trục:



 hệ số uốn dọc phụ thuộc độ mảnh quy đổihệ số uốn dọc phụ thuộc độ mảnh quy đổi

Rd pl

N   .

1 1

Độ mảnh quy đổi trong mặt phẳng uốn đang xét

N pl.R = N pl.Rd khi gga , ggc , ggs= 1

(EI) c độ cứng cột liên hợpđộ cứng cột liên hợp

•• Tải ngắn hạn:

E cd môđun đàn hồi tính toán của BT, môđun đàn hồi tính toán của BT, E E cd = E cm //ggc

E cm môđun đàn hồi ban đầu của BTmôđun đàn hồi ban đầu của BT

K e hệ số kể đến nứt trong BT, hệ số kể đến nứt trong BT, K K e= 0,8= 0,8 ((EC4, EC4, K K e

= 0,6

= 0,6))

cr

R pl

Trang 10

•• Tải trọng dài hạn: Tải trọng dài hạn: điều chỉnh điều chỉnh E E cdbằng

N G.Sd phần dài hạn của lực nén phần dài hạn của lực nén N N Sd

tt hệ số từ biến của BThệ số từ biến của BT

Điều chỉnh mô đun đàn hồi khi:

 theo phương mặt phẳng uốn > 0,8 theo phương mặt phẳng uốn > 0,8 cột bọc BT cột bọc BT

c

N

N E

5 , 0 1



t Sd

Sd G cm

c

N N E

E

.1

TÍNH CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

XácXác địnhđịnh theotheo đườngđường cong cong tươngtương táctác M M N N

HiệuHiệu ứngứng bậcbậc 22

ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa lựclực cắtcắt

KhảKhả năngnăng chịuchịu lựclực chịuchịu nénnén uốnguống theotheo 1 1 phươngphương

NénNén uốnguống theotheo 2 2 phươngphương

20

Trang 11

fy/gMa f sk /g sĐiểm A: Khả năng chịu nén

Trang 12

chịu uốn 1 trục kèm lực nén

b g



c

ck c Rd pm C

f A N

ck

y c

f

f d

Npm.Rd

0,5Npm.Rd

0,85fck/gc

Mmax.RdConc Sec Rft.

fy/gMa fsk/gs

+ +

cd pc a

y pa D

c

ck c Rd pm D

f W

f W M

f A N

N

gg

g

bg

12

1

.

24

Trang 13

Npm.Rd

0,5Npm.Rd

0,85fck/gc

Mpl.Rd/2 Conc Sec Rft.

fy/gMa f sk /g s

+ +

Đường cong

tương tác thực

AECDB chính xác hơn ACDB khi lực nén lớn

26

Trang 14

Ảnh hưởng bậc 2 xảy ra khi:

k

cr Sd

mô men đầu cột

b= 1,0 nếu có tải trọng

ngang

1 , 0

• 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

28

Trang 15

Khả năng chịu nén và uốn theo 1 phương

theo tiết diện ngang

Nén và uốn theo 2 phương

30

Trang 16

Tại 1 giá trị lực nén N Sd không đổi

.

Rd y pl dy Sd

.

0,1M

MM

M

Rd z pl dz

Sd z Rd

y pl dy

Sd y

m

m

32

Trang 17

THÉP VÀ BÊ TÔNG TRONG CỘT

Cột bọc BT không hoàn toàn 0,2 N/mm 2 cánh

0 N/mm 2 bụng Chiều dài

truyền lực

p < 2,5d

d Bản mã được hàn vào cột thép

Cột thép rỗng nhồi BT 0,4 N/mm 2

Cột bọc BT hoàn toàn 0,6 N/mm 2

Khả năng chịu trượt giữa thép và BT:

33

SỰ LÀM VIỆC CHỊU TRƯỢT GIỮA

Nếu khả năng chịu trượt không đủ dùng chốt hàn (PRd) vào bản bụng:

≤ 300mm

mPRd/2

PRd

Tăng lực ma sát vào các cánh trong = mPRd/2

Hệ số ma sát giữa thép

và BT, phụ thuộc độ đặc chắc của BT

Lấy m = 0,5

34

Trang 18

 bọc BT bọc BT BT C25/30 BT C25/30 không hoàn toàn không hoàn toàn

 tăng cường 4tăng cường 4Ø10 S500Ø10 S500

 Theo phương trục yếu:

neo ở nửa chiều cao

36

Trang 19

CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN UỐN

Yêu

Yêu cầu cầu: : Kiểm Kiểm tra tra các các khả khả năng năng chịu chịu lực lực của của cột cột

Quy

Quy trình trình tính tính toán toán::

KiểmKiểm tratra điềuđiều kiệnkiện ápáp dụngdụng phươngphương pháppháp tínhtính đơnđơn giảngiản

KiểmKiểm tratra điềuđiều kiệnkiện ổnổn địnhđịnh cụccục bộbộ

TínhTính hiệuhiệu ứngứng thứthứ cấpcấp

TínhTính vàvà kiểmkiểm tratra khảkhả năngnăng chịuchịu lựclực củacủa cộtcột chịuchịu nénnén đúngđúng tâmtâm

TínhTính vàvà kiểmkiểm tratra sựsự truyềntruyền lựclực táctác dụngdụng trongtrong cộtcột

TínhTính vàvà kiểmkiểm tratra khảkhả năngnăng chịuchịu nénnén uốnuốn

37

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

Kiểm tra tổng thể theo 2 phương uốn

2

14 , 3 4

1 4 4

As     

kN

f A

f A N

s

sk s c

ck a a

y a Rd

pl

3108 15

, 1

500 314 5 , 1

25 31900 85 , 0 1 , 1

355 7808

85 , 0

g

38

Trang 20

Kiểm tra tổng thể theo 2 phương uốn

1 , 1

355 7808

y a

N

f A

Kiểm tra theo phương chính

•• Chiều dài tính toán: Chiều dài tính toán: LLft= 5m (2 đầu khớp)

•• Độ cứng đàn hồi của tiết diện liên hợp

 

2

2 2

4 3

2 2

4

13637

4

10 4 30 2

200 10

5696 12

200 200 35

, 1

30500

200 210000 10

5696 210000

8 , 0

m kN

I E I

E I

Trang 21

EI N

2 2

A

3606500

.31425.31900.85,0355.7808

85,0

N

phải kể đến ảnh hưởng tải dài hạn đến môđun đàn hồi

41

30500 5

, 0

N

N E

E

Sd

Sd G cd

Trang 22

Kiểm tra theo phương yếu

•• Chiều dài tính toán: Chiều dài tính toán: LLft= 0,5.5 = 2,5m (neo giữa cột)

•• Độ cứng đàn hồi của tiết diện liên hợp

 

2

2 2

4 3

2 2

4

6593

4

10 4 75 10 5696 12

200 200 35

, 1

30500

8 , 0

4

10 4 75 210000 10

2003 210000

8 , 0

m kN

I E I

E I E

Kiểm tra theo phương yếu

•• Lực tới hạn Euler

•• Độ mảnh quy đổi theo phương Độ mảnh quy đổi theo phương yếuyếu

không kể đến ảnh hưởng tải dài hạn đến độ cứng uốn đàn hồi

có thể sử dụng phương pháp đơn giản

 

kN L

EI N

fl

c

5,2

6593

2 2

Trang 23

Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ



Đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ

3 , 13 15

235



 64 , 34

44 3 ,

82 , 0 5202

991 1

44 , 0 66 , 0 1

cr Sd

b

46

Trang 24

73 , 0 10411

991 1

44 , 0 66 , 0 1

cr Sd

Kiểm tra khả năng chịu lực của cột chịu nén đúng tâm

•• Điều kiện bền

•• Điều kiện ổn định theo phương trục chính

Cột chữ IIbọc BT không hoàn toàn   = 0,34= 0,34

thỏa

kN N

N   .

Trang 25

Kiểm tra khả năng chịu lực của cột chịu nén đúng tâm

•• Điều kiện ổn định theo phương trục phụ

Cột chữ IIbọc BT không hoàn toàn tính theo phương trục yếu

 = 0,49= 0,49

thỏa

59 ,

0



   0 , 5  1      0 , 2   2  0 , 7696

791 , 0

Kiểm tra sự truyền lực tác dụng

p < 2d

d Bản mã được hàn vào cột thép

50

Trang 26

•• Diện tích BT quy đổi

•• Lực truyền qua tiết diện quy đổi BT và cốt thép

•• Chiều dài truyền lực

•• Cột bọc BT không hoàn toàn khả năng chịu trượt ở bề mặt

giữa thép và BT = 0,2 N/mm2

2

3 , 46 319 210000

30500

cm A

kN N

FSd Sd 0 , 388 991 385

08 , 78 14 3 3 , 46

14 , 3 3 , 46

, 0 4

16 , 3 19 / 60

u Rd

E f d

d f P

g

 g

29 , 0

; 4 8 , 0 min

52

Trang 27

•• Khả năng chịu cắt tính toán của 1 chốt

d f P

v

ck ck v

u Rd

8 , 60 25

, 1

30500

25 19 83 , 0 29 , 0

; 25 , 1 4

19 450 8 , 0

min

29 , 0

; 4 8 , 0

min

2 2

•• Lực được truyền bởi các chốt:

bố trí 2 chốt mỗi phía bản bụng với khoảng các 5d = 95mm

84 , 1 2

/ 385 2

2 8

Trang 28

Khả năng chịu nén uốn theo phương trục chính

Đường cong tương tác

0

Npl.Rd

Mpl.RdMmax.RdM

N A

E

C

D B

Npm.Rd

0,5Npm.Rd

55

A N

N

c

ck c

cd c Rd

pm

5,1

5,2.85,0319002

185

,02

12

22302

2004

10

Trang 29

Mômen kháng uốn phần BT

N D = 226 kN; M D = 226,4 kN.m

3 2

2

5 , 1335 22

5 , 642 4

20 20

h b

Wpc  c c  pa ps    

m kN

f W f W f W

M Rd pa yd ps ys pc yc

4 , 226 2

5 , 1

25 5 , 1335 15

, 1

500 22 1 , 1

355 5 , 642

2 /

•• Điểm B: Điểm B: N N B = 0; M B = M pl.Rd

Giả thiết trục trung hòa đi qua bản bụng cột

vùng giữa có chiều cao 2hnchỉ chịu lực nén, không có cốt

thép dọc trong vùng này

t f b

N h

f h t b N

f h t b f A f

t

h

cd ya w cd c

Rd pm n

cd n w Rd

pm cd

n w cd

c ya

w

n

70302

2005

,262

22

2

12

Trang 30

Mômen kháng uốn của phần BT có chiều cao 2hn

N B = 0; M B = 223,4 kN.m

3 2

2 2

1 , 134 32 , 6 65 , 2

h t h b

Wpcn  c n  w n   

m kN

f W f W f W

Mn Rd pm n yd psn sd pcn cd

3 2 5 , 1

25 85 , 0 13410 0

1 , 1

355 6320

2 /.

A

NE c cd a f yd s sd

1172 5

, 1

500 4

4 1 , 1

355 5 , 2 200 2 7808 10

452

2

2 3

1 , 1

355 15

Trang 31

61

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

N (kN)

M (kN.m)

m kN M

190.9,0

Khi kể đến sự chế tạo không chính xác về hình học, kết cấu

Rd

Sd M

M 

Rd pl

M  0 , 9 m .

Trang 32

Kiểm tra

Tương tự như tính toán với phương trục chính

63

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	518,94 KB