🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Cầu Thép Bêtông Cốt Thép Ebooks Nhóm Zalo N G U Y ỄN NHƯ KHẢI - N G U Y ỄN b ỉ n h h à - PH Ạ M DUY H Ò A CẨU THÉP BÊTÔNG CỐT THÉP LIÊN HỌP■ (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ N Ổ I-2011 LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành xây dựng cầu ở nước ta, văn đề đưa bản bêtông cốt thép m ặt cầu tham gia vào việc chịu uốn cùng với dctin thép đã đưỢc áp dụng từ nhiéii năm vể trước tnrng các cầu ôtô. Tuy nhiên do điều kiện k h í hậu nóng ảni và giái pháp bảo vệ đôi với kết cấu thép nói chung cũng như CCIU thép nói riêng vẫn còn có nh ững hạn chế. Bên cạnh đó với xu th ế tiếp nhận chuyển gi-ao cõng nghệ cầu bêtông cất thép ứng suất trước thi công theo các phiùm g pháp đúc hẩng cởn bằng, đúc đay đồng thời với vêu cầu cấp thiết lả xăy dựng các cầu vượt sông trêĩi những quốc lộ, vi vậy các loại kết cùu nhịp thép chưa đưỢc chú ý ìihỉẻu. Trong tương lai, với những t i ế n b ộ k h o a h ọ c c ú a n g à ỉ ì h xảy d ự n g CCIỈI t r ẽ n t h ế giỚL v à n h ữ n g đ ò i h ỏ i phai tnẻn qiao thòng, dạc hiẹt la giao thong nliiếu tầng ở các dô iỉiL lớỉi của nước ta, kết cấu nhịp thép hèf.ỏng cối thép liên hỢp với những ưu việt về kinh tố kỹ thuậi cua ná, chắc chắn sc có một vị trí quan trọng trong c á c c ỏ ĩiíi t r i ì i h c ầ u . Từ cuốn sách "Cầu thóp bẽtòng cốt thép liên hỢp" tác giả m uốn giới thiệií những vấn để về lý thuyết và cấu tạo của kết cấu nhịp Loại này, Cuốn sách chứa đựng cả nội dung cơ bản lẫn chuyên sâu nhằm phục vụ cho công tác thiết k ế củng như nghiên cứu. Chúng tôi rất mong nhận đưực những ý kiến đóng góp đ ề tái bản lần sau cuốn sách đưỢc hoàn thiện hơn. C á c tá c g iả Chương I KẾT CẤU NHỊP THÉP LIÊN HỢP VÀ ÚNG DỤNG VÀO NGÀNH XÂY DựNG CẦU 1.1. SỤ XL'ÂT HIỆN VÀ PHÁT TRIỂN c ủ a KẾT c â u n h ị p t h é p BÊTÔNG CỐT THÉP LIÊN HƠP Kết cấu nhịp thép BTCT liên hợp là một trong những dạng kết cấu cầu được sử dụng khá phổ biến trên nhiều nước trong cầu ôtô và cả Iroiiíì cầii xe lửa. Đó là kết cấu làm từ vât liệu thép và BTCr được liên kếl chặt chẽ với nhau để cùng tham gia chịu lực. Vật liệu thép ở đây thường là các loại Ihép hình, vật liệu BTCT có thể là BTCT thường hoặc BTCT ứiig suất trước, Kết cấu nhịp thép BTCr liên họp hay ỉíặp nhất dưới dạng dầm thép kết với bản BTCT mặt cíìu. Dầm có thế làm dưới dạng dầm đon giản khi nhịp Iiliỏ và vừa, hoặc dầm liên tục khi nliỊp lóĩi. Kết cấu nhịp các dạng thức kliác nhau như dàn, khung, vòm ít gập hơn (hình 1-1). a) b) t t ^ ^ -----------------------^ ...J u O c) --------------------------------- đ) rrr e) X n 1 1 1 ■ .. ---------------- X i I 1 ---------- 1" Hiìih l~L Câc (ỉạỉỉiỊ ílìửc kếí cấn ỈÌỈIÌỊ) Ỉỉìép BTCT lìẽn hợ]j. 5 Có thể coi kết cấu nhịp Ihép BTCT lión họp là loni truii” 2Ìan iỉiCra kcì câu nliỊp thép và kết cấu nhịp BTCT. Phân lích sự phát triển kỹ thuật của naành xây dựng cầu cho thấy kết cấu nliỊịì thép BTCT liên hợp được sản sinh từ ba xu hướng sau đây: + Sự ứng dụng ngày càng rộna rãi BTCT nhăm tièì kiệm thép; + Sự hoàn chỉnh phần mặt cầu, dùns mặt cầu bản BTCT. máng đá dăm BTCT (trone cầu xe lửa) có chất lượng sử dụng tốl và tuổi thọ cao; + Sự cố gắng tạo kết cấu nhịp thành một kốt cấu khòng gian làm \'iệc như mợl kci cáu toàn khối thống nhất chứ khôna phải là lắp ghép các kết cấu phắng làm \’iệc l icng rẽ. T rong xây dựng dân dụng và cò n s nghièp cũnu sử dụniỉ kết cấu thép BTCT lién họ‘p. M ột trong những xuất phát điểm của loại kết cấu này là kết cấu BTCT có cốt thép cứnẹ vừa làm nhiệm vụ cốt thép chịu lực ironạ tiết ciiộn, \’ừa làm nhiệm vụ thay thế tlàn cườiii^ (ĩộ cao lìínli kết nlniVíỊ c h í ép d â n i tììép: Dạng kết cấu này do các nhà xâv dựng cầu Xô Viết đề xuất (N.A.Slovinsky, G.D.Popo\'). Các bó sợi cốt thép cao cấp được cãng ớ trên rnặt dầm thép trong khu vực m ôinen âm, \ ’à cliỉ truyền lực ép lên dầm thép. Klie \'à rãiili chừa trên bản lắp ghép ở vị trí cac bó thép sẽ được đố bêtông, nhưng bản BTCr lại được ép trước bằng các biện pháp khác. Cầu ỏ’ Novokoiiznesk qua sông Tom là một số ví dụ: sơ đổ nhịp 73m + 3 X 109m + 73ni (liình 2-10). Cấu lạo k h Ớ Ịi tạm Cặp các bó cốt thép Đ ặt hản vù chất tải phụ Liên kết bản, hỏ tải phụ rà nối các khóp ĩlin h 2-10. Gáy tạo ứiìíỉ suất íroiií; cầii â Novokotiznesk. 15 Các bó cốt thép rải theo hình số 8. niộl đáu neo cố dịnh. lììộl đầu canỵ bànii kích Iluỷ lực qua các neo trượt (hình 2-11). B() cốt thép p - n - n n Nco cố địĩih ..n ,n - n - .n \ Kích Hinh 2-11. Sơclồ lìỏ'tri neo và kích - Két ccíii có cố! thép ciỉờììịị á ộ Ciio íli/ili kết /ihưiii' cìii ẻỊ) híììì BTCT: Trong trường hợp nàv tuỳ theo phưoìig pháp thi công bản BTCT là lắp ghép hav dổ iại chỗ m à có thể có giải quyết cãng cỏì thép theo kiểu iươna lu' dđm BTCT cãno sau hcặc cãng trước. Nếu cănsỉ trước thi có thể dùng dầm thép làin bệ Căii2. 0 đây cần chú V giải quyêì vân đc bán trượt tự do trên inặl dám thép khi cũng cốt thép; Thường naười la dùng Iihữnsí con lãn nhỏ, sau dó sẽ phun \'ũa kín vào khe giữa bún \'à dầm . Cũng có thế dùng bán thép irưẹẾ Irèn mặl dầm sau hàn liền lại (hình 2-12). Ráii lliép inỏng Ró cốt ihép Neo cứng Bán BT(T A ỊI Ban BTCT Coỉì lán Bản trơỢí Dẩiiì thép Mối hàn ' Dầm thép H in lĩ 2-12. Cấu tạo c lìổ !iếp iỉìúp {'iiìíỉ hchì và dúììi khi că ỉiii cô'í !ỈIỚỊ} - K ê í ( ấ i( i ó c ố t ĩlỉé p Cỉtò’Ịì^ dộ ca o ép ĩo à ỉì ỉ)ộ ĩiê ỉ iíiệ ỉì Ìiè ìi liọ ]): Trường hợp này các bó côì Ihép có ílìế nằm trong bán (các rành chừa sẩn) và đỗi klìi nằm ngoài trên phần dầm thép. Để giảm bớt lực irượt ớ đáu nco cốt thép, nên phán bô rnộl số bó cốt thép neo ở bản, một số neo vào dầin. Loại kết cấu này có ưu điếm: + Tiêì kiệm thép nhiểu hơn \'ì lliay được nhiều thép bằim cốt thép cường độ cao; + K hông cần cấu tạo các bộ phận đế cho bán và dầm trượt lự clo đối với nhau; + Phản bố cốt thép dỗ dàng, khỏim phải lập truna nuay Iréii pham \'i dầm thép như các loại trên. Kết cấu này vừa gày ứng suâì irong thép, \'ừa irone BTCT ncĩi hiệu cỊLiá cao hơn so \'ứi kốl cấu thép ứng suất Inrớc. Vì troim dáin ihép dơn thuán kliỏiiu ihc lạo dược lực ứn^J suất trước lớn (hạn chế bởi ổiì dịnh của bièii cỉiịu cp), ớ đây íìliờ có bán B T C r nci: cho khả năiìR tạo lực ứng suấl Irước lòì hơn. 2.4. KẾT CẢL NHIP THÉP BTCT LIÊN HƠP CÁC HỆ KHÔNG PHẢI LÀ CẤU DÂM Như ở trẽn dã nói. phần lớn các kct cấu nhịp thép BTCT liên hợp là cầu dầm. Tuy nhicn troiiií nhũTis năm gần đâv có xây dựng một số cầu dạng dàn, vòm, dây văng,... niaiie màu sắc kết câu nhịp ihép BTCT liên hợp. Hên canh dó cũn» cần phủi nói tới một vấn đề ỉà khái niệm liên hợp thép và BTCT thông thườns dưọc hiểu là hai loại vật liệu iham RÌa làm việc cùng nhau trong một tiết diện cúa phân t(5 kéì cấu. Nhưng trong sự phát triển của ngành xây dựng cầu, ngày nay còn xuất hiện sụ liên hợp của hai loại vậl liệu này trên các đoạn chiều dài kết cấu nhịp. Ý tưởng nàv thế hiện trona các cầu kiểu ExtraDosed được xây dựng ở một số nước phát triển, chẩng hạn như cầu Ibiaaxva ở Nhật Bản, có đoạn giữa nhịp làm tiết diện hộp thép, còn lại là các đoạn dáin hộp BTCT với mục đích giảm bớt tĩnh tải ở phần giữa nhịp, nơi có tung độ đườna ánh hưởng nội lực lớn. Như vậy kết cấu này cũng là loại thép BTCT liêti hợp nhưníỉ theo chiều dài. Kết cấu ihép BTCT liên hợp cũng hay được áp dụng trong cầu dàn (hình 2-13). Cầu ciàii có m ặt cầu đi tiên sứ dụng bản BTCT mặt cầu liên hợp với thanh biên trên dàn chủ chịu nén m ang lại nliững liiệu quá dáng kè. Các thanh dàn làm việc với lực dọc do đó phai huy dược kha naníỉ cliỊLi lực của lĩrc r lliay lỉiố plìần ihép của lict diện Ihanh. Đặc biệi là độ cứng của Ihanh tãng lên nhiều do dó tăng cường vấn đề ổn định, mặc dù các thanh biên trên này còn phải làm việc chịu uốn do bánh xe của hoạt tải trực tiếp đồ lên. 1'rong cầu dàn licii lục, bảii B T C r dược liên họp với cả biên trên và biên dưới của kết cấu nhịp. 1 ) I ỉiinh 2-13. Kết cấu nhịp dàn thép BTCT liên hợp Do rằne liêt diện thanh dàn làm việc với lực dọc cho nên neo liên kết giữa phần B l'c r và phần thép chủ yếu cấu tạo ớ vị trí các nút dàn, điều đó cũng cho phép xử lý dễ dàng hơn khi cần loại bỏ sự tham gia chịu lực của bản BTCT trong những thanh dàn làm viòc chịu kéo. 17 Đối với kết cấu nhịp cầu dàn, Iihiểii trườnạ hơp nsười ta chi thực hiên giai pháp licn hựp phán mặt cầu (hình 2-14) b ì \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / ' / \ / \ T I ---í---i— X ^------ i —i ■ T“'T T- Hỉnh 2-14. S ư d ồ H ì ậ t c ắ l k é t n í u n l i i p ( l ờ n < I ni li('II ÌÌƠỊÌ p h ầ n H ì ặ t c á u . l i ê n hình 2-15 là sơ đổ cầu hệ tliỏng licii họp làm từ kct cấu thép BTCT liên hựp. ỏ đãv dầm cứng của hộ liên hợp được liên kết với ban BTCr mặt cầu. Thanh biên dc(' dỡ dưới cúa hộ làm từ BTCT có liết diộii ỏnt! tròn, ớ các đoan Irèii trụ giữa có cấu tạo các bó cáp đê gây ứng lực trước trong tiêì diện dầm cứng B l'cr licn họp. b) 1,50 21,00 1,50 H ì n h 2 - 1 5 . K ế t C (ĨII I i l ì ị p ! ln ’i> ỉ ĩ r C T lié n h ợ p á p ( h u iỊ i ì r o i ì Ị ; c ầ u h ệ l i e n h ợ p 2.5. MỔT SỐ CẨU CÓ KẾT CẢU NHIP THÉP BTCT LIÊN HƠP Năm 1958 theo thiết kế của Viẹn Lenaiprotransmost (Lièn Xô cũ), cầu dầm ihép BTCT liên hợp nhịp giản đơn irêii dường ỏlò bac qua sóng Ê-nit-xày (Nga) vói chiều dài 87,2m đã được xây dựng. Cầu vượt qua đường Salbris (hình 2-16) có nhịp đưn giản 36.6m, nhưng được cấu lạo bản BTCT ứng suất trước ớ cả bièn trên \'à biên dưới dẩm. Mặt cắt ngang dầm có tiết 18 tiiên hình hộp \ứi sườn dám làm từ tám thép phắiiH cỏ các sườn tăng cường đứng và ni;ang litMi kết bàntỉ rnối hàn. Ban B T C r bên dưới được cấu tạo m ột phần là do cầu được thi eỏiiu ilieo phươnọ, pháp dấv \'à các b(5 cốt ihép LiST được căng naoài một số là tạin thời lionu quá trình thi cỏiití. aj C"ầu G eschnitztalbrukc ỏ' Áo có so' dồ 70 + 5 X 84 + 70m nằm trên đoạn đưòìig cong bán kính R = 600ni, tiết diện là dầm ỉ có chiều cao khổng đổi h = 3,5m, bản mặt BTCT mặt cầu đúc toàn khối dàv từ 23cm 38cm (hình 2-17). Trong khu vực momen âm của cliim bán BTCT khòna lièn kết với dầm ihép nhờ cấu lạo mối nối dọc và ngãn cách với pliạm vi bán làm \'iệc chịu nén bầntỉ các khe nối theo phương ngang cầu. 19 Dạng kết cấu nhịp khung mút thừa lần đầu tiên được ứii^ dụng cho cầu Pêtrorski ở thành phố Kiép (ưcraina) vào nãm 1949. Tuy nhiên cầu loại này có nhịp lớn nhất dài 12Im là cầu bắc qua kênh Volga-Đôn mang tên V.I.Lênin (hình 2-18). Đặc điểm của cầu này là khi thi công lắp hẫng dầm thép từ hai bên bờ, có V - Hình 2-18. Càu kh m n i Diút thừct (Ịìiu k ê n h Volịịii- ĐÔII chất đối trọng ò phần mút thừa, do đó mômen dương ờ giữa nhịp giảm gần bằng 0. Đâu mút thừa được ghì xuống bằng thanh kéo xiên mánh biến hệ thành kết cấu khung. Cầu Cognac (Pháp) là cẩu đầu tiên trên thế giới áp dụno V tướng ihav thế sườii dầin bằng thép tấm hình sóng. Cầu có sơ đồ liên tục ba nhịp 31 + 43 + 3 Im (hình 2-19), bề rộng cầu 1 l,7 m , sườn d ầm bố trí nghiêng và cấu tạo từ thép tấm hình sóng, cốt thép ứng suất trước được bô trí irong bản bêtông. Theo phương dọc cầu có các bó CỐI ihổp ứng suất trước căng ngoài, các dầm ngang được cấu tạo clổng thừi làni nhiêm vụ điểm tựa chuvển hướng cho các bó cốt thép cãng ngoài. Sơ ĐỒCÀCBÓ CỐT THÈP M-I.4S 1 1 11 ... J ^KT2.273 / 1 6,704 1 / 12,068“' r 1^750 1 -t,704Ị /N°1,2,4 /N~^3 Vị trí cốỉ thép ờ tiéì diên trên trụ (ổ ty tị) Ỹ »iJ Vi tri cốt thép ờ tiết diện có dám ngang 20 Neo các bó cốt thép I_y ' 1 M 0 n^.c ỉonỉ;iii! ' \ ! m< Iviii; .. w krỉ i, aii ỉilìỉỊi kiuuiiì lióii luc ba nlìip 44 + ^>7 + 36iiì. bc i()ỉ,ì: v\iU i l.-hiu \:í\ Jùịìl: li.:]]' (hiiìlì lỉen kcl íiìửd haii RTCr \'tVỉ sirơii cláni l ỉ i ụ ì haiỉL' cací) v.-;uỉ !;ị>i > í)l ìh^cp baiì ilal x i í v cn q u a c a c l(') l áni sưiVíì daỉ ì i ỉiìà k h o i i u plìai sií duỉii' l>iUì Imcìỉ. ỈÍIUỈỈ 2-KK ( ’>< ỉiiììì ỉỉinh 2-2i. ('an Ịìoỉi 'l ì v n h ìn h 2-21 hi I^a íì caỊilì cau ỉ)o lc íỉ^liaỊì). kcl caii claiiì lic ii ILIC \'Ó'1 lo n u c liiô u ciÙ! 497.om. clìỉOii dai ỉiliip cliinh nOiìì. i. lucii caiì 14.^ỈÌ1, lìt)an thành \âv áưnn Iiani I ^Hj4. (.Viiiu Uionị.’ nỉui Ciiii I lo n la n i. t iìiỉ D ole ílư o t thi COỈÌÌ' tlic o p h ư d im Ịìliaị) lIlÌc hang can ỉkìịìl'. c() ban iioi) \a chi'(H Inuiu HTCM' l s 1 \'à SU'Ò'11 tiãiii íừ llicp lam hình Sí')ii^. C.U1 M aiiỊM c ví ỉ^haị) ( (' ỉỉì tỉ cal ral dac lliu {h n ili 2 -2 2 ), là câu ciãni !icn luc \X1'1 s(ì' d(* ^ -i-l.líỉ • ">n.4í) - -17.2^ 49,:S()n-i. bé rỏiig câu là 12iìì. su'()'n tlaiiì CĨIỈÌL’ la ìhcp la!ìi hỉiilỉ stMiíi- (ỉ I //////7 2-22. ( '(7/í Miiỉiịĩrc ('() ínrờni^ hop imu'ò'1 la khonu cau ỉao sirờii dam dặc nia làm ihành họ thanh iihư dàn. đ(ì là kc‘ caii ỉihiỊ') cau .'\C'boa {l^luÌỊì) dưov xá\' áưnn ỉiãni 1986, cầu Sylaii (Phcíp), cấu T\)mÌL\k a A li:ií lỉ.ỉĩì ỉ í lìỉllll 2-23). 2! b> , ' . í ' n^lvậ ------ ~ ' ^ r « f|* - ‘^ l ỉ i t ĩ ỉ ĩ 2 - 2 3 . M o í \ n i i ì ì i 1 í ' í / í ịì(' i h í ỉ n l ỉ ĩlìíỉV ỉỉh' /-/,■?/ \ỉfi/'ỉt ih/ffì ( / / ( ' í / ; W / l í ' /■'<' ;/, ' / ) ; C c / / / S ’ ' ' / í / / / ; ( • ; ( ' í ' / / / 1 ' ■ f ì ! ì 11 > < l 2.6. NEO LIÊN KẾT BẢN H 1 c 1 \ ỚI KÊT CÂU THÉP N eo liên kết bản BTC'r \ (Í'1 phan thép trona kết cáu thép BTCT liên hợp là một chi tiết cáu tạo quan irọim \'à dac iliù cua !(iại kếl cấu nà_\. Nco chống lại sự trượt và tách giữa tấm BTCT với kếl cấu thép dưới lác clộno cúa tài trọnư. sư thav đổi nhiệt độ, hiện tượng co ngót của bêlỏng, đảm bào sự làm \'iệc đồng thời của tiết diện liên hợp hai loại vật liệu. Để liên kết bản BTCr với phan kết cấu thép có nhữna dạng neo cơ bản sau đây đã được sử dụng: + Neo cứniĩ; + Neo mềm; + N eo làm từ các doạn thanh Iròn hay ơọi là neo cốt thép; + N eo bằng bu lônẹ cưừiiíỉ độ cao; + N eo pec-fô-bổn làm lừ các bán thép có khoét lổ. Trên cư sớ các dạim neo cư bán này có Ihể chế tạo ra các kiểu neo khác phù hợp tính chất của công trình. Đối với neo cứng sự iruyén lực giữa hai phần bòtỏng \'à thép trực tiếp qua mặt bêtông tiếp xúc ííiữa bêtône và cánỉi nco, bétòng có những biến dạng nén cục bộ. Nếu độ cứng của Iieo RÌảm dần ihì sẽ chuyến lliành neo mềm. Đ ố i với neo cốt ihóp bó trí Iighièiio Iheo chicu lác dụng của ỉực trượt thì sự dính bám bồ n iăt b ê t ỏ n a với CỐI i h é p c h ò n p liú lưc d ó , g i ả m di sư é p m ặ t t r o n g b ê t ô n g . 2.6.1. Neo bàng cốt thóp Nãm 1939 ở Thụy Sỹ hệ ihoìig IICO "A lpha” đã được cấp bằng phát m inh. Cấu tạo của loại neo này là các doạn cốt ihcp xoán ốc hàn dính và biên Irên của dầm thép (hình 2-24). Vc sau neo CỐI ihép xoãn ốc được ihav thế bãna các kiểu neo cốt thép uốn theo hình /,iczac, các đoạn cỏì thép đặt nghiêiis hay đặt đứng như côì thép xiên và cốt thép đai hàn đính vào biên trên dầm Ihép (hình 2-23), ỉ ỉ ì / i h 2-24. Neo hệ tliấih^ "A lph a '' a) ỉlìiìh 2-25. Một sốkiếit lìeo cốt thép. 23 2.6.2. Neo mềm Neo mềm có thể là các thanh thép tròn có mũ được hàn đính vào mặt biên dầm thép hoặc các đoạn cốt thép hình quai sanh các đoạn thép hình L,1 (hình 2-26) a) b) c) 203 '9.. ií dn Iạ I 25 ỉỉình 2-26. Một sỏ ílạní> neo ntềnì 2.6.3. Neo cứng Neo cứng xuất hiện đầu tiẻn tại Liên Xô cũ và được ứng dụng khá rộng rãi. Các nci) này thường làm từ các đoạn thép góc có hàn Ihêm các sườn tăng cường hoặc các đoạn thép hình khác nhau (hình 2-27). a) b) Í!Ị Jn n I c) íHd) ......~ + - T - + + ■ ■ • + + z Ệ liin i i i i i i i ii’ 1 r r + - h ■ ■ - + + ■ t , i - - . Hình 2-27. Mộĩ s ố díUĩ^ ÌÌCO cứng 24 TYono nhữna nãm 50 cúa Ihẽ ký trước tạl Tiép Khăc đã áp dụng loại neo cứng liên luc như irèn hình 2-28a. Sau dó Boiđa. Kulis và Poretrin đã đưa ra các dạng neo liên lục hình 2-28b và hình 2-28c. Huíh 2-28. Mọ! sỏ (lụiii; net) liỡii tục L U điểm chủ yêu của loại neo (•ứ;ng là kliỏng sợ bị hư liại troiig lịuá trình vận chu vén lao láp ciẩm (hcp. Tuỵ nhiẽii nếu thi cóiig bán lỉT C r lắp gliép thì có diều pliức lạp là phái chừa chò dế bó irí 110(1. lỉô n cạ;ih đó c ũ n c cán chú V là dối vứi các loại IICO nhu Irỏn liiiili 2-27 sẽ có ứng SLiấl lập trumi IỚI1 và ciẻ gây nứt trên đính neo. 50 |0 80 20^ 80 10 100 80 20 80 ^ o , : ~ ^50 ?2.535^. 65 j 35^30^ 70 35.30. 70 15^ 100 100 ^15 70 .30 pcv co ---- ^-------------^— ị,------. 65 . 3^ 0 ^ -------- 1 1 . ■ n co 2.6.4. Neo pec-fo-bòn r Nco pec-fo-bôn thuộc ilaim IICO cứìig, làm từ các đoạn bãii thép > 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ( í -1535,, ị535^ I ^ 50 ^ 50 ^ 50 50 ^ 150 ^.50^50^ tlạiiị; neo liên tục nhưnu có lỗ khoét. Trên hình 2-29 RÌứi Ihiệu loai neo pec-fo-bôn. Các lỗ khoét rất thuận lợi khi cần bỏ irí côì ihép bán đồng thời càng tăns khả nãng liê 11 kết giữa bản và dầin ihcp. ị ổ 0 ^ 65 j 35Ị535^ 65 ^351535^ 65 j351535^ I IIình 2-29. Neo pec-fo-hôn 2.6.5. Neo bàng bulònịỉ cưòTiịỉ độ cao Thông thườníỉ sử dụng bulõntĩ cường độ cao dế liên kết bản BTCT và kết cấu thép khi bả.n lắp ghép (hình 2-30). Sự truyền lực giữa ban BTCT và kết cấu thép nhờ ma sát ở mặt tiê-p giáp giũa chúng. Sự liên kèì càng hiộu quả nếu Irước khi đặt bản có cấu lạo m ộl lớp m ỏng vữa xi m ăng và đặc biệt tốt nếu là lớp \ ừa keo êpoxy. Cần chú ý là lực ép xít truvền từ bulông cườne độ cao lên tâm bản rất lón, cho nên phải có giải pháp để bẽtông bản không bị ép vỡ. 25 ...; .......1 ,:i' ■’'* 'ị: ■ -- ■ ; - : ...........................ị i ’ : í •.............' - '' ^ __. ^ 1; .-■> - A .......................... ;- j :* - - X ■ n\ • ^ ■ i . .* - A 1 . ........ ỉỉiiỉh 2 -3 0 . \ c <> h ơ ì ì ' ^ h i i l o f ì ‘^ ( I7V///Í,-- ílo ( í/.í Ĩ J . Sl I)liN (í K Ế I C Ấ li N llIP Ì ỈỈKV ỉ ỉ ! ( I LÌKS H Ơ P ò V IK ì NAM ơ nu()V ta c ã u c ó k é t caii iihỊp t h c p ỈÍ IX ''!’ Ỉiéỉì hơp dáiỉ íicn la iỉ;uìii cáu dãin. ÌỈI1'(H \ â \ ' cluìiu Iiani .1945 i rôn Ui y cn d u ù i ỉ i : Mỏ i ì i i D ư d ì i n - l)Lro'iitj !Ịii\' iHili Q u a n ; ' NnìÌ!. ílico sô licii cíia Cuc Đirtinii bỏ Viôỉ N a m . t í n h dcỉi iháĩ ìii Uii l ỉ v a c á c q ih K lo c ó 6 1 5 c ã u l ổ n e c i u c u clài là 22.6(){)ni s ử c iụ iìu kct c â u i h c p lỉcỉi hơp yỏị txin H K ' 1 , Cac loại cáu này c h u ycLi là kcí c â u d á m d o ì i lỉiáiL cliáĩỉii lỉạiì IIỈUỈ’ C iiu \1(')'1 Nua I lí So lla Nội. caii Vaiì Đicỉì Ircii Ọ u o c lọ lA . cau Bcn Clianu ơ h u \ c n l.ap Tliach íỉiili \'ỉiilì P h ú c . C’aii Đ o a n V ĩ b ã c q u a soĩìỉd Đ á y í l iu ó c l ỉ n h í là N a n u ih cí) llìicỉ k c ịrảỉì iÌAiì 1\MÌ\ 1976 clư kiciì sư dụnu 6 ỉilìỊỊ') ỉỉ'1 'cr r s ' l ’ nhịịi 33ni. nhirne sau lìo iKHìíi lỉoàỉi caỉili kỉUí klìàỉì \'C \ a l ur n c n d ã lỉìa\ Ixtỉii’ tỉàn ’ĩ'6 6 licii li(Vp \-ới b a n r v r r i ' , U' ■ < p w w in;!uw.wi|tf w j- . ein iy Hình 2-31. Can Bcn Chun- tai 1!CÌ diỏn iỉiữa VI - M"" + M^^khône lliay đối như khi khỏĩiR có gây ứno suất \'à điểu cliinli noi lực, SOÍIU lliực íế ứnR siiâì tron^ kết cấu thép đã giảm đi và troim phần BTCr đà laim lẽn. Kéì cấu là tĩnh địnlì Iiẽn khône có do từ biên uây ra. Khi 9,'ầy ép ưước ban BTCT băne cách clặi kích nãm lìuane thì bán đã ihaiiì gici làm \ ’iệc írước khi liên kêì với dầm thép. Đối \ới dầm đon eián thế hiện trong hình 3“3 troiiiỉ uiai đoạn II có 2 bước "a” và "b". pk pk ỉỉìnlĩ 3-3, Gĩh' ứìii^ S ỉiủ t hằỉìí’ cách kích hchi BTCT Bước là eáy ứim suất trước. Lực ép troiìR bán ỉiav lực kéo Irong dầm thép lại tiẽì d i ệ n c á c h vỊ trí k í c h lìiỏl d o ạ n X sẽ x á c đ ị n h th e o c ỏ n ^ ihức; N"-‘‘ = N' = ỉ \ í.gH.x Tronc đó: f - hẹ sỏ m a sál ụiữa bảỉì \'à dam ; - irọ n u lư ( m g b ả n t h â n bản. 'l'ừ N ' sẽ \ á c dinh ra - M ’ iroim dẩni thép. Khi gày ép lru’ớc bang cách cãng các bó cói ihép cường độ cao, lác dụng của lực căng Iruyổn cho kổì cấu Uiôn« Iilìư ngoai lực lại nhữni2 \'ị trí neo cố và uốn cong các bó cốt tlicp. Tìiỏng thưừni^ lưc troni’ bó cot lliép và kêì cấu can bằng lẫn nhau. Đối với kết cấu tĩiih định đối nsoai. Iưc cãiiii cốt thép kliónc aãy ra các phản lực gối. Trong nhữnu t r ư ờ n s h ọ p kêt c ấ u SÌCLI tĩiih đố i n s o ạ i ílìì c ó ih ế sàn sinh c á c p h ả n lực gố i tự c â n b ằn g . K hi cốt thép ứng suất trước có nhicu bó không kéo dồníỉ Ihời thì trong bó thứ "k” (trừ bó kéo cuối cùng) lưc sc iỉiảin đi do căng các bó "i" Siiu nó: l ’roniz đó: N ị \ - lưc giám troĩm bó "k" do khi cũng riên2 bó "i". Sau khi có các lưc trons các bó côì íhcp sẽ xác đinh dược nội lực trong kết cấu do gây tạo ứno suất trước. Dưứi tác dụng cua lai trọns. lùy Iheo điểu kiện licn kết giữa côì thép cưòìig độ cao và kêi cấu mà sơ đồ làm \'icc cúa kết cấu hoặc \'ẫn như cù hoặc thêm độ siêu tĩnh. 3.1.3. Lực ứng suat trước kiểm tra, lực ứng suất trước íiéu chuẩn và các Ịoại m ất m át K hi gây tạo ứni’ suất trước thì lực ứns suất irước kiểm tra là khái niệm cơ bản nhất, đó là lực đ o được khi izủy ứim suất. Nếu diéu chinh nội lực thì khái niệm cơ bản sẽ là phan lực gối tựa (do kich) kiếm ĩra. cliuyển \'ị kiểm ira \'à tai trọng tĩnh kiểm tra. 31 Bên cạnh lực ứng suất trước kiểm tra, một khái niệm về lực cũng không kém plrần quan trọng là lực ứng suất trước tiêu chuẩn. Đó là trị số lực ứng suất trước thường có nhất được đưa vào tính toán trong mỗi thời kỳ làm việc của kết cấu. Tương ứng các trường hợp điều chỉnh nội lực sẽ có phản lực gối tựa tiêu chuẩn, chuyển vị tiêu chuán và tải trọng tĩnh tiêu chuẩn. Có hai dạng lực kiểm tra: - Lực kiểm tra trước khi neo cốt thép Np được đo bằng áp lực k ế của kích. - Lực kiểm tra sau khi đã neo cốt thép được đo bằng độ dãn dài của cốt thép hoặc biến dạng của kết cấu. Trị số chênh lệch giữa hai loại lực kiểm tra trên chính là những mất mát tức thời: đó là mất mál do biến dạng của neo và mất mát do sự ma sát: T rong đó: Np - mất m át do neo; Np - m ất m át do m a sát Trong thời gian đầu sứ dụng còn xuất hiện các mất mát do chùng của cốt thép Np và do kéo các bó cốt thép kh ô n g đồng thời Np . Sau m ột q u á trình nữa sẽ xuấl hiện toàn bộ mất m ál do từ biến bẽtông (và cả ép xít các m ối nối) . Ngoài ra còn có nuìì mál do co ngót của bêlông, phần này được kể vào tổ hợp phụ các tải trọng khi tính toán kết cấu. Tính toán các mất m át cũng tưoỉng tự như đã nghiên cứu ở giáo trình kết cấu B T C l’ ứng suất trước. Riêng mất mát về từ biến và ép xít mối nôi trong kết cấu thép BTCT liên hợp sẽ tính đồng thời với tác dụng của lực ứng suất trước và tải trọng thành lý thuyết tính có xét đến từ biến. Mất mát do co ngót cũng sẽ tính như một phần tính về co ngót riêng biệt. 3.1.4. Hệ sô siêu tải của lực ứng suất trước và điều chỉnh ứng suất Lực ứng suất trước tính toán và lực ứng suất trước tiêu chuẩn khác nhau bởi hệ sỏ siêu tải . Khi điều chỉnh ứng suất thì sẽ đưa vào trị số chuyển vị, lực kích... Nếu đảm bảo được 3 điều kiện sau thì cho phép = 1: a) Gây lạo hoặc điều chỉnh ứng suất tiến hành trước khi cho phần BTCT tham gia lãm việc và trong sơ đồ tĩnh định. b) Cốt thép cường độ cao để gây ứng suất trước không có chỗ uốn cong. c) Có ít nhất hai cách độc lập đáng tin cậy để kiểm tra lãn nhau khi kiểm tra gâv tạo hoặc điều chỉnh ứng suất. 32 N c li k lìo n g d :i!iì 1x10 các diêu k ic n Irèn lliì lì, lấy iiiá Iri > 1 hoặc < 1 !u ỳ theo cá c lín h loáii sao clìo b.ii !ơi. Tri số cu llic c u a lì^đưọc q u y định Irong q u v p h ạ m tính toán kếl c âu íiliịp thép BTCl' licn ỉiop. Khi clicLi chíiìli ứng suất bãniz cach ilìav dổi sơ dổ kòl cấu thì Irone quá irình chấl tĩnh Cíi \ ’ã n d ù n s h c <ò SÌCLI lai CIUI tĩnh lái. rroiìíi trưòììíi h o p n à \ n,. k h ỏ n i : d ư a \à(). C’á c hì. s ố n và n, IIOÌÌU lừii^ lính loáii c u a c á c eiai tKnui c ó e â y tao h o ặ c đ i é u c h í n h liìiL s u a l c h i clưọc c ỏ m ộ t m á Iri. 3.2. CÙNÍỈ THAM ( ; i \ LẢM VlKí CỦA HKTỎNíỉ C ổ T THÉP VẢ THÉP I R O N Í Ì T I Í 1 DIKN i.IKN H Ơ F 3.2.1. (ỉiá thiẽt vc tính chát đàn hổi ciia l)ẽíõn» B c ló n g c ó dac cliciii la hiéìì d ạ iig k liỏ n u Iv lệ \ở i ứng sLiấi. c h ịu k co k é iii và c h ịu ép khôim dàn hổi. T u \ \ a \ ỉroiìu lát ca iriọi ỉíiih loáii kci càu nliịp ihép bẽlóiìíỉ cốt thép liên lỉỢp \a n bál đáu \(Vi ma ỉliici b èíòn e làm \'iệc dàn hòi. 1:mĩ) rhấí khỏim đàĩi hổi chỉ xéi qua liìiih ihức tíiỉli loaii cỉicu clìuilì chu yêu banu các pháp H.UÌ diìng và klii duvệt c ư ờ n g d ộ , \'C IIIUI \ a LhiHiLi iiúl l Ucỉ CaC liõl d ỉ à l . Tamịi các hai loaiì SÍLU lìnlì. khi xác tlinh lìói lưc ^Lia k ít c:V.i tỉicp bctuiìi! cốt thép licn họp. sư làm Vícc t ua (lưov coi là dàiì lìổi \'à ly sỏ aiiìa n io đ u n (lan hổi cúa iliép ỉrcn bõ lỏ ỉL’ n -- ^ niộl Irị k h ò n ii plui ỉlìLiộc s u à ì k c o h a y Iiéii, \'à ánlì liuợng cua sự kl,(-iiu lỈKUỉì :’ia cua moi phixn iiêì (ỉiộn íkhi bị kco nút) lioặc cluiycn lừ dàn liói sang dco đtrov ỉu') tịua 3.2.2. /\n h hiionii; triío ỉ uiữa l)õton 4 B b = B / 2 / < 4 B b = s + 6h,, < B / 2 và > / / 8 />12C C = c / < 1 2 C c = s + 6ht, < c và > //1 2 Trong đó: / - chiều dài nhịp tính toán của dầm chủ. h|, - chiéu dày trung bình cứa bán. Các ký hiệu khác được thè hiện Irên hình vẽ. Theo tiêu chuán AASHTO 1998 thì bề rộng cánh tham iỉia làm việc lấy; - Đoi với dầm giữa là IIỊ sò nhỏ hơn của B; / / 4 \ à 2 s+ 12h|^, - Đối \’ới dầm biên là mộl nửa bề rộno cánli dấm giữa cộng với trị số nhỏ hơn của // 8;s + 6h I, và c . Nẽu bán B l’c r vừa liên hợp \ớ i dám chủ, \'ừa liên hcỊíp với dầin dọc thì khi tính toán liĩini doc sẽ lây bé rộim bán tham gia làm \'iệc theo đicLi kiện trọng tâm tiẽì diện liên hợp Iiăui \'ào mép dưới ban. Còn khi tính dầm chú sẽ kc cá tiết diện dầm dọc Iiằm Irong Ịih.ini \'i cánh bán ihaivi iỉia chịu lực nhưng đưa vào hê sò' diều kiện làm việc 0.9. 3.3. TÍNH fOÁN ANH H IO níỉ t ù b iê n CÚA HÊTỔNG v à é p x í I CÁC M ố l NỐI BẢN LẮĨMÌHKP 3.3.1. Quan hè ịiiửa bién dạiiịỉ và ứng suất do từ biến của bêtông 'Prona kèì cáu ihép bctóng còt Ihép liên hựp hiện tượng từ biến của bêtông dẫn đến sự Ịihân phôi lại Iiội lực tỉiữa bêlôntỉ \'à thép, kèin theo sư ụiảm ứng suất trong bêlông. Có nhiều phươrm pháp tính tới từ biến trong kết cấu thép bêtông cốt thép liên hợp. N hicu tác eiả phương Tây xét từ biến dồng thời VỚI sự xuất hiện co ngót của bctông và co imót này lại ảnh hư ớns dêìi từ biên. Các phươnu pháp lính này rất phức tạp. [^liưcnig pháp lính lói từ bièn ircme kết Cấu thép bciỏng CỐI Ihép liên hợp do giáo sư E. E.G ibshm an Iiiihiên cứu tirơne dối đơii tĩiản hon. dựa trẽn giá thiết là biến dạng và ứng suất khi từ biên luãn ihco cùnti quy luâl. Giáo sư E iỉ.G ibsm an còn đưa ra một phương pliáp tính íiẩii đúim và doìi iiian nhái dựa \'ào m ỏđun dàn hồi có hiệu = 0,4E(- Dưới dày giứi thiệu phươne pháp tính của giáo sư N.N.Strelesky đã được chấp nhận troiiii quy phạm C H hỉ 1 - iS4 cua Liên Xó cũ tính kếl cấu nhịp thép bêtông cốt thép liên hợp có lC‘n »oi "plurơim pháp bủn Iiiónu" dưa Irên co' sớ phương pháp tính của Gibshm an như ns có dơn íiiàii đi ttổi chúi. 35 Xél sự làiiì việc của dáín liên họp f— T—---- dưới tái Irọne lĩnh, cắt mội doạn L có các đặc Irưne hình hoc khỏim đổi (hình 3-6). Ký lìicu dối với mức troni: lãin liếí J y • c . diên bctỏiis: ơ ^ Ịiiị- ứ n g SLiấl ban đáu lú c é p ; - - biến d ạ n g iLíơim đối l ĩ - Ilìc ban dãu; h iên dạnii cico tư o im <1oi cio từ biến; \ 'l Ị 1 \ ! L z(' - ứim sưàì do lù Imốii ulo siuini Li‘ni2 suất); - - biến tlanu dàii hổi tuxvii” (lui do sự giaiiì ứng sLial; Ec í:Ị-^ tuo'iìL’ t l ố i d o x u ấ l l i i o i i !Ừ b i ê ì i ; ỉìcn c ạ n h clr> l a x á c dịiili cav. ìlìòiìỊa sò lù Imoiì sau tlàv; . c T c c. UiHì^p IvỊòiií’,: uơ,ck c 'ỉhoíìi! ■_ số vc lha\' (.Kn ứ a ” suâl l l ì ỏ n u s ô v é t h a y d o i b i ế n d ạ i m u a ^ i m đ o ! i r o i i i ’. h ô ỉ ô n s ; CK p = Vloduii clàn lìôi có hicu của bctône: E... - .Ck ì rới l á c d u n u c u a i r o n u b ê t ò n e ( k h ổ n i ! l i c i i k ế l V()'i l ỉ i c p ) t h ì b i ê n d ạ n , í: tudOL’ d d i ( i ư t h ì ) cliì lừ' b i ẽ n q u a i h ờ i g i a n t s c là: a C(( ‘-C' r n ì i i u ( l o : (,Dj - J ạ c i r ư n u l ừ h i o n . h a i ì i ? l y s ố b i n d a ì e c u ê ỉ o ù i \ r ( k h i lir ÌMrii l ự 'lo) livn ỉiicn danu cỉàiì lìổi. 1'liưò'n‘j í’ó ilìc lã \ = 1,5. k - liẹ s o bìcu (lì! l ỏ c d ọ \u ; ìì liiộii tìr ỈMcn 36 'ị'i'onũ thời izian dl sc có íiia tãne cua bicìi dạng tưo’ne đối do từ biến: “dl E<. N hưns trong kêt câu thép bétònc liên họp. lừ biên xuâì hiện không tự do và do đó ứng SLiãi trong bêtỏnĩỉ sẽ là mộl dại lượnsi ihay đôi ihco ihời «ian ơ[.(t). Nếu coi rằng ứng suái tlo từ biên cũns i 1k i \' dổi theo quv luật cùa biến dạns do lừ biến và coi là đại luXTna clươiio; ơ ^ ( t ) = (I ) = ( 1 - e ) Thay ỉỉiá trị cúa ơ[.(l) vào biểu tliức của sia số biến dạng ở trên < in c = !^ kc""dt ,av lích pliàn; 1 n , ( t ) = ídric = ‘Pk Ec Khi t = 00 (thirờna t = 2-3 nãni) . CR ơ(“(a) a 0 (1) Trong phươnc trình (a) có 2 ẩn số nên phai tìm một liên hệ thứ hai giữa chiúiig để giải. Đó là độ biến dạng đàn hồi của phần thép (và cả cốt thép trong bản) cùng vói bẽlông vần tuân theo luât tiết diện phắne. "lYèn đoạn L biến dạna là = (ì],--)L. Nếu bỏ qua độ cứng của bản (giả Ih.iết bản m ỏng) đối \'ó'i trục của nó thì tác dụnu cua bẽlỏnc do từ biến Rây ra một lực ép ớ mức trọim tám tiết diện bẽlõrm. \'à naược lại do ánh hướng của phần thép thì lũiiónu cũno bị lực kéo 2Ìá trị cũnu đặt lại điểm ấy. , CR= ồ,s-rx' (b) 37 Với ôLZ ST.CE c F+C.ST - biến dạng đàn hồi của thép trong đoạn L khi có lưc ép đơn vị đặt tại mức trọng tàm của bêtông (giả thiếl không có phần bêtông). .CR L Chú ý rằng =ơc'^Fc và = đồng thời ký hiêu ô c c = E c đàn hồi của bêtóng trong đoạn L do lực đơn vị, từ (a) và (b) sẽ giải ra được: — 2(pKỗc^c _/ - biến dạag ơ c - - 2(Ôst,c + ^ c , c ) + *ÍK^c,c 29k(Ỗst,c+^c,c) 1 C(0) 2 (ỗsrr,c + ^ c .c ) + 9 k^c,c Từ đó sẽ có các thông sô từ biến: ■C(0) (X = p = ______ ^ ^ r Sc.c______ . (2 + cpi^ )ô(~ Q + 2Sg-p Q ^ 9 k^ st,c (2 + (P|^ )ỗQc + ^ ^ s \\c g _________ JI V ■ IX ^ £ Hinh 3-7. Bàn BICT CÓ siùriì tratni ^^ST,C ~ 9 k )^c,c 2 ( 1 + (P|<; ) ô ^ 0 + ( 2 + cpị^)ôc(;;. d ẩ n ì tỉìép B T C T Hêrì ììỢp Trong những trường hợp dầm thép BTCT liên hợp cấu tạo bản bêtông có sườn dáin (hình 3-7) như ở cầu Bến Chang thì không thể áp dụng lý thuyết bản mỏng, mà phủi kê tới độ cứng chống uốn của cả bản. NCS Nguyễn Bình Hà theo đường lối "phương pháp bản m ỏng" đã xây dựng "phương pháp bản có độ c ứ n g ” dưới đây và cho kết quả hcrp lý đáng tin cậy. Hãy xem xét bắt đầu của hiện tượng từ biến tự do. Nếu trong bêtông chịu tác động của ứng suấtơ c (do tải trọng thường xuyên), thì biến dạng tương đối của từ biến lự do phát triển theo thời gian t được xác định theo công thức Dishinger sau đây: Hq.) =nc(lKhi t^ c o = z > r|c Trong đó: k - tham số tốc độ tắt dần của từ biến; (Pị^ - đặc trưng cuối cùng của từ biến, Ọk = T|c - biến dạng tương đối cuối cùng của từ biến tự do của bêtông; £q - biến dạng tưcmg đối đàn hồi của chính ứng suất nén E(- - m ôđun đàn hồi của bêtông. 38 j-----^------- &ST.BO Biểu đổ biến dang Hình 3-8. Bìêti ( l ổ h i ế ì ì ( l ạ n íỊ v à ừtìịị s i ư íl (lo t ừ h i ế n iỊÚY r a Biểu đổ ứng suất 1’rong kêì cấu cầu dầm thép liên hợp với bản BTCT dưới tác dụn g của tĩnh tải thường xuvên, chúng ta xét đoạn có chiểu dài L, inặt cát naang không thay đổi. Tại trọng tâin của mặt cắl ngang chịu nén của bètông có: ứ n g suất chịu nén ban đầu ) và tương ứng có biến dạng tương đối đàn hổi ban _______ Ị .......... , ^ C ( O ) dau co ngăn của B I : N hư vậv biẽn ciạníi từ biến lự do sẽ là: = “ C7c(o) ( I Ị ; Và độ gia tăng của lừ biến sẽ là: dr|(- = — ; Ef Nhưng thực ra ơqj,j lai thay đổi do có từ biến và là Căn cứ theo oiả thuyết của E. E. G ibshm an theo thời gian sự phát sinh ứng suất do từ biến, thay đổi theo chính quy luật của biến dạng: Như vậy ứng suâì trong bàn BTCT được biếu thị bằng công thức: „ _ „ „ C R ______ _ „C R / , -ki ^ ^c(i) “ '^C(O) ‘^C(I) " '^C(O) ơ c e Trong dó: - Sự giảm cuối cùng cùa ứng suất nén do từ biến và tương ứng có biến dạng tương đòi đàn hồi cuối cùiig do sự giảm ứng suất trong bêtông: — ì;CR _ Ee 39 Độ tăng biến dạng tươnơ dối của bẽtông do xuất hiện từ biên: - Mc s c Nhiệin vụ cúa chúng la là tìm được quan hệ: ■qo) Ta có ihe viết lại biểu thức cúa độ gia tãng từ biến như sau: dii cEc^C(O) 1 - e -ki Lây lích phân lên để có biến dạng không tự do của từ biến Ihco thòi izian lionẹ khoảng thời gian iừO ~ i: /E c‘^C(C)) - o ị ( d ( l - c ‘ 0 0 /ke“"dt = 'í'*’'' í * l c - 1 CT C((») c n ST ^ĩcr.c 1 lìST 9 41 Đặt ^kn c 'C.ST n _CR sẽ CÓ: = 9 k + I nST 'C(0) Từ những kết quả đạt được sẽ xác định được quan hệ ứng suất do lừ biến \'à ứng suât ban đầu trong bêtông: 0-5(PK+Sk„+l Và tương ứng quan hệ giữa các biến dạng: 13 = Như vậy khi tính được a và p theo các công thức trên sẽ tìm được , và từ đó có thể tính được ứng suất do từ biến của bêtông gây ra lại các thớ của tiết diện dầm tliép liên hợp với bêtông cốt thép. Trong các công thức của các thông sô a và p ở trên nếu bỏ qua độ cứng của hán bêtông E(-I(- thì sẽ nhận được các công thức tương ứng của N. N. Streleskv. 3.3.2. Hiện tượng ép xít môi nôi của các bản láp ghép Biến dạng do ép xít mối nối xuất hiện do sự ỉchông khít chặt ở inặt tiếp xúc giữa các khối bêtông với phần bêtông trát rnối nối. Biến dạng này thường phụ thuộc không đáng kể vào bể dầy rnôi nối. Ngoài ra còn có biến dạng của bêtông trát mối nối. phụ thuộc độ chặt bêlông. Các biến dạng này đều có tính chất phi đàn hồi và không hồi phục, do đó cũng có ảnh hưởng đến sự phân phối lại nội lực trong bản BTCT và dầm thép giống như biến dạng từ biến của bêtỏng. Theo quy trình biến dạng ép xít mối nối Aj ớ một mối nối được cho sẩn và únig với ứng suất ban đầu bằng R c . Còn úfng suất ban đầu nhỏ hơn sẽ lấy biến dang giảni di theo tỷ lê. Tương tự như lính từ biến, trong đoan L sẽ có: r)j =_C(0) L Rc Hiện tượng ép xít mối nối cũng được xem là diễn biến giống như từ biến và tính cùng với biến dạng từ biến với đặc trưng: 42 cp =’l c + cp = + LR c Klii kh ô n g có nhữna số liệu nghiẽn cứu có thể láv giá trị của A jn h ư sau: - N ếu kết cấu phần bêtông có ánh hường khống tốt đến việc trát kín m ối nối chẩng hạn bản có sườn vút cao: Aị = Imm. - Nếu mối nối bản hớ trên mặt dẻ trát vữa bêtống: = 0 . 5 m m . - N ếu m ối nối có các đầu cốt thép chờ được hàn nôi lai; Aj = 0 3.3.3. Tính toán ánh hưỏng từ biến và ép xít mói nối trơng kết cấu tĩnh định Tiong kết cấu tĩnh định, (ừ biến và ép xít mối nối chỉ làm thay đối ứiiH suất vìì biến (lạng trong bêtông và thép chứ không sây IIỘI lực phụ. Để xác định sự thav đổi ứng suất và biến (lạng do từ biến và ép xíl mối nòi đầu tiên phái tính ứng suál Iiìủt mál liuiiịí bỏlòiig lại mức trọng tâm; ơf. = ~aơc((i, Từ đó tính được nói lực Irono bẽlông và thép đặi lại trọng tâm phần tiết diện bêtông (kéo Ircmg bêtông và ép trong thép). Sau đó tính ra ứng suất và biến dạng trong phần thép ihco những cônẹ thức thông thường. H ỉnh 3-9. Đê íírilì ứniị suất do từ hiếu và ép xít niâl nối Trên hình 3-9 là ví dụ tính ứng suất do từ biến và ép xít mối nối trong một dầm thép bẽiông cốt thép liên hợp đơn aiản: Ban đầu xác định do lực điều chỉnh và tĩnh lái aiai đoạn II. Xác định ứng suất trciniz bêtông: a C(0) w,c.srrc M ' Wc-,STC 43 Cân cứ ứng suất ở mép ƠQị,,) để xác định xem có phái lính tới từ biến khóntỉ dicii kiện > 20% Rc B ’ ờ đây R c B cường độ của bêtông khi uốn) Xác định đặc trung cp trong đoạn giữa dầm - đoạn có liết diện k h ô n g đổi, và lín i: L c , ^C^C.ST , s _ E s^ st E sIstt' E(^-F(. Sau đó tính a. Tuv cx chỉ trong đoạn L q nhưng áp dụng gần đúng cho SUỐI chiều d à i ... ứng suất mất mát do từ biến và ép xít mối nối = -Ơ.ƠC(„, tác dụng tại trọiiị lữn tiết diện bêtông, và trên cơ sở đó sẽ có phần thay đổi ứng suất irong ihép: ^CR _ ^CR c ^c,ST ^i.sr - FcFsr Biến dạng chung của dầm do từ biến và ép xít mối nối cung tính từ sơ đồ đặt lic ép = ơ^'^F(-đặl tại trọng tâm phần bêtông. 3.3.4. Tính toán ảnh hưởng của từ biến và ép xít mối nối trong kết cấu siêu tinh Trong kết cấu siêu tĩnh, biến dạrm từ biến cúa bêlòng và ép xít mối nối không rniìnp, làm phân phối lại nội lực giữa các phần bêtông và thép m à còn uây ra nội lực plụi. I'ínli toán ảnh hưởn? của từ biến và ép xít mối nối ở đây phức tạp hơn nhiều vì sự xuâì hiệii nội lực và phân phối lại nội lực diỗn biến từ từ và có ảnh hướiig lần nhau. M uốn xác định nội lực phụ cần phải biết biến dạng do từ biến trong hệ cơ bán ihco phương của các ẩn số lực thừa, m à các biến d ạn a này lại phụ thuộc vào cả nội lựcpl iụ. Vì thế bài toán này thường phải giải theo phươiig pháp đúng đần: ban đầu xác dịnh nội lực với giả Ihiết bỏ qua ảnh hưởng của từ biến, sau đó căn cứ vào kết quả đó để xác íJỊnh nội lực phụ lần thứ nhất. Tiếp tục xác định nội lực có kể đến nội lực phụ vừa tìm đưcc đó' lại dựa vào nội lực đó xác định nội lực phụ lần hai. Các bước tính toán cứ lặp nhi' vậv cho đến khi có lời giải chính xác. Với phương tiện tính toán là máy tính điện tử ih giải bài toán này không khó khăn gì. Trong nhiều trường hợp chỉ cần hạn chế bài toán trong bước tính gần đúng thứ ih.ấl. Khi đó trình tự tính toán như sau: Căn cứ vào kết quả của bài toán siêu tĩnh với giả thiết hệ hoàn loàn đàn hồi Xííc ilị.nh các nội lực ban đầu là và cùng các ứng suâì Irong b étôna ƠC(II). Dựa vào ƠQO) để lính m ất m át ứng suất trong b êtô n s . Xác địiih các chuvrii vị A ịcR theo phương các ẩn số lực Xj do nội lực Fj~ truyền từ bêlông san ' kêì cấuihép. 44 ị'\cp ilic> I,'| ỉinli c;k ^iiu\cn \ Ị ò . ơ (!á\ sc dãl các lực đơn \ ị \'ào hộ eo' bán iíổm ca tlicp la!) bctoíìii \ ơì inodun (làn hòi có hiCLi ìi.ịị . (ÌKU lic pliưdiiu íiiiili LÌiínli lãc dè x á c đ ịn h c á c aii lực x ^ ^ ’^d(') từ b iến \'à é p xít m ố i IIÔI, \'a \ úl' diỉìh Lcíc noi lưc \fdo từ biến \'à ép XIÌ rnối nối. Sau CÙI11! là \ á c (.liiili ưHi: sLiaí lõna. coim: G — CT + ơ T Ơ ( clãii! lic n lục 3 Ii!)^pc< ^ i’ãy lạo \ a clicii ch 1 h !Ínu siiaì Miih lai Ciiciì i.’ã\ tlìUNcii \1 ilì. ìí! eõi llí.Ị (ilìllll 3 - 1(}). S;iLi k ỉ i i i?iai c l.íĩii l i u ì tiic ^ ' itrợc í')ici’ clổ M ' b in clãii ^ V I-'' -f M " 'ỉ n ctó \á c c!Ị'ili: M Wc,su M \ v t. ^s Ạs é S‘AÌ M-M! -=^' --------------—anaccc UUiiiLlLU^ imTĩTT n r ũ U I P " ĩỉiììh 3'ĨO, ĐểỈínỉi dchìì liên ỈIK ưf. M. ',.c= Xét iiõu kiêii Cí' phai íínl: lỚ! íừ bièỉi hay khỏiie ( ƠQ(|Ị, > 20% ỵị) Oiìì 'ứ iR^niỉ c : í ' eioan l.Ị. L>. 1.3 lièì diện klìỏnu dối và dã xác định dưực tp.^^sTC' (S 45 Có thế tính như sau: .CR M w.- ơ C((i) C.STC Sau đó xác định biểu đổ trong dầm thép do sự phân phối lại ứng suấl: \/fCR _ „ CRr - V ^ST - '^C ^C^C.ST và các biểu đồ M | , M t do ẩn lực đơn vị X | = 1, X 2 = 1 Tiếp theo lính các chuvển vị: A I.CR = Z f ^ d x ; E s ^st CR E sI st S22 = s M F ỉ'",. ^s*s'r,c M ị Eslsrx: dx; dx; (^12 = z .M,M,- d x ; Ỉ"'S%,C Lập hệ phưcnig trình chính tắc và giải: ô,,xf"+ ô,,xf +A, cr = 0 + A ,e R = 0 Từ đó xác định biểu đồ m ôm en M'''^ do ẩn lực phụ do từ biến và ép xít m ối nối; =M,Xf^ + M , x f Và biểu đổ để xác định ứng suất toàn phần một cách trực liếp; =M' + w ,v .c CR ứng suất toàn phần: ,sr,c Các ký hiệu về đặc trưng hình học của tiết diện liên hợp nằm trong các biếu thức ỏ trên, chí số "e" hàm ý là khi quy đổi tiết diện tương đương cần tính với m ôđun đàn liổi có hiệu của bêlông Ej,||. 46 C huưnjỉ IV TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN DƯỚI TẮC DỤNG CỦA TẢI TRONG VÀ Lực í NG S l ÂT TRƯỚC 4.1. C Á C Ì I Ê i ; CHUẨN TR A N (Ỉ TH Ả I (;i()I HAN VỂ C Ư Ờ N íỉ Đ ỏ VÀ CÁC t k u ờ n í ; h ơ p t í n h t o á n c u a t i ế t d i ê n 4.1.1. Sự làm viéc cứa bẽtỏiio trotiịi kti cáu thop hòtỏiiíỉ thép lién hợp Q liv phạm theo trạnụ ihái giới ỉiạn châp Iiỉiạn dc xuáì của G .s. Strclcsky về biếu đổ làin việc của bẽlỏng (ơ, r.) trong kèl cau licn luip ihcp BTCT gồm hai doạn ihána (liình 4 - i ). Tront: d('un Alỉ C(íi bctỏim làm \'iẽc lioàn toàn dàii hổi với E,, trong đoạn BC COI b c t ô i i í i o' t r a i m l l i á i d c o : ứ n » SLial k h ỏ i i í ỉ Eí tang ,) m à hieìi dạii” phái l!Ì';ìi (ỉni khi đạt tới giá trị giói liạn lúc bèloiit’ bị ị)liá lioại. Tương ứiie uia thiẽt nàv. lính loáii sẽ dưa irêii hai irị sô giói hạn: - Cườiig dộ lính loáii cua hctỏníỉ K(: - Biến daiig lương dói íiiứi hạn cua liòlỏnii A(-. Hình 4-1. Hiẽu dó (Ịìiíiiì hệ ơ, € cúa hêtôiìỊị Biên dạn a clo lừ biên khôiio ké dên Ircn biếu đó. 1 112 suấl và biến dạng do từ biến dưới tái trọng lĩnh (kó cà ép xít mối nối) dược ké \'ói ứiie suâì và biến dạng dàn hồi ban dáu. uiig suất \'à biêìi ílana ban dầu liên hộ \'ới nhau bới đoạn AB, còn khi ứng suất tổng cộim d ó lớn liưn k( Ihì tính toán sẽ Iheo doan BC. Ntiir vậv ứng suất trong bẽtỏna bằng R(. c ò n biến clani: sc xác dịnh qua biên ílạnt! c u a plián thóp, ở đ â y vấn đề lính tới biến d ạ i m t ừ b i ế n k h ó n e c ò n V im h ĩa íỉì. 4.1.2. Các tiêu chuan (rạng thái ịỉiói han \ à các trương hợp tính toán a) Trườna hợp kêí cấu nhịp cầu ciiỊu mốincn dirơnu nciiĩa là bêtông chịu ép: Với giả ihiêì vổ sự làni \'icc cúa bêlòns như tiên và thóp \'án làm việc Irong giai đoạn đàn hồi (như khi lính kết câu thóp đon thuần) ihi các licu cliuán đc xác định trạng thái giới hạn của lict diện liõn hơp sẽ là: 47 - liim suất kéo tai incp biêii dưới dạt lới cườiiL! độ lính loán cua thóp khi Liỏn ị,; - u ím suâl ép lại m é p biên trên dạt tới Irị số niT Rsií - vó'i 111^ ỉà hô sỏ điéu kicn iàm \'iệc (sẽ trìnli bàv ứduứi) - Biến daniỉ Iroiiiỉ bétõim đạt tới trị sô' liiói hạii Hệ số dicu kiện làm \'icc iiIị xél lới ánh hướng cúa bán bẽli 11ÍZ clióniỊ lại sự phát uicn biên daiio dẻo cúa biêii clẩm liên kết với nó có thế lấy các oiá ti ị sau: Khi ơ c < 0 . 6 R ^ . 111, = 1.2 0 ,6 R c < CT(. < 0.8R(^- niT = l.l ơ(. >{).8R,. m . =1,{) Cường độ lính loán cua thép láy bằng Rỵ,| nếu như ứiiiỉ suãì cit) lực dọc cliicni ưu thế. Đối với bẽtóng Iroiií: kết câu thép BTCT licn hợp thường cỏ bề dàv báii khônii lóìi do đó khi phá hoại thường \;iy ra irêĩi toàn tiôl diện vì th ế độ biCMi d ạn a nên láy dối vói irọng tâm bán là = 0.0016. Cường độ tính toán của bêtóim R( lấy băng: -- R^. |ị khi a ơ c > 1.2 R c = khi 1,2 > ^ > 1 , 1 Rc - l<,-„ k h . ^ G c < 1, Dựa trèn giả thiẽi \'é sư làm việc của bêtỏng và thép cùng vứi các liêu chuán traiig ihái giới hạn sẽ có ba trườns liợp tính loán kiếm tra bền của lict diện liẽn hơp chịu mômen dương (bètỏim cliiu ép), (hình 4-2). c 1 \ r ^ '^liíi ^ r o / — R a / ' <^10 lỉìlìì! -4-2. (lồ iìiìí; suiĩt ín»i[; íiẽl diợn Hèn hơp II.ni + Trường họp A; cá phán thép \'à phần bclôim CỐI thép cùnu làm \'iệc Iioii” liuii ti đàn liồi. 48 + Trường hợp B: bêtỏng làm \iệc dẻo còn phần thép và cốt thép trong bản làm việc đàn hồi. + Trường họp C; toàn bộ phần BTCT đều làm việc dẻo, phần thép làm việc đàn hồi. Điều kiện để xác định các trường hợp tính toán A, B. c là dựa vào trị số của ứng suất trong bêtỏng xác định với giả thiết làm việc đàn hồi (có kể đến từ biến và ép xít mối nối trong những trường hợp cần thiết); ứhg suất tại trọnỉỉ tâm tiết diện bêtông: - ơ cCR ứiig suất tại rnép: / vv____ F "'C.STC ^STC y -Hl ^cr.sTC Fstc yCR -Ơ Q ở đây n, = — là tỷ sô giữa môđun đàn hổi cúa thép trèn bêtông; (Các công thức lính ứng suất Irên ứng \'ới giả thiết kêt cấu làm việc theo hai giai đoạn), Nõii ƠQ < thì sẽ tính theo trưòìig hợp A; Nếu Gq > và nếu có CỐI thép thì kèm theo ƠQ < —- sẽ tính theo trường hợp B; n, R Nếu Gq > Rị;; và nếu có cốt thép inà ƠQ > ~ sẽ tính theo trường hợp c. n, b) Trường hợp kết cấu chịu mômen âm và bètông chịu kéo: Khi bêtông rơi vào khu làm việc chịu kéo thì có thể xảy ra các khả năng sau đây: - Do bêtông được ép trước bằng cách điều chỉnh hoặc gây tạo ứng suất trước m à dưới lác dụng của hoạt tải vẫn chưa xuất hiện kéo trong bêtông; - ú h g suất do hoạt tải vượt quá ứng suất ép trước trong bêtông nên gây ra kéo; - Bêtông không được ép trước và do đó dưới tác dụng của tải trọng sẽ xuất hiện ứng suất kéo. Khi tính toán về cường độ sẽ luỳ theo trị số ứng suất tại m ép của phần bêtông mà chúng ta hoặc có tính sự làm việc đàn hồi của toàn tiết d iện bêtông, hoặc là hoàn toàn không kể đến phần bêtônu. Cốt thép trong bêtông vẫn tính trong mọi trường hợp. Tiêu chuẩn để xét xem có tính đến phần bêlồng tham gia làm việc hay không là trị số ứng suất ờ m ép bêtông ơf-| có vượt quá ứng suất tới hạn ơ:j hay không. Đối với cầu xe lửa hoặc đối với cầu ôtô và cầu thành phố mà trong phần bêtông cốt ihép có cốt thép sợi cường độ cao (bó cốt thép, bó cáp') thì Ơ|J = 0 . 49 Đối với cầu ôtô và cầu thành phố mà trong bêtông cốt thép khòno có côì thép cườiii; độ cao thì ơu = R ct (cường độ tính toán khi kéo của bêtông). ứ ng suất tại m ép của bêtông ƠQ được xác định với giả thiết bêtông làm việc đàn liồi, và trong trường hợp cần thiết có xét đến từ biến và ép xít mối nối. Trong cầu ốtô và cầu thành p hố m à phần bêtông cốt thép không có bố trí cốt thép sợi cường độ cao cần phải chú ý tới trị số ứng suất tại m ép lớn nhất trong mọi tổ hợp tải trọ n g ƠQ ; phải đ ả m bảo đ iều kiện ƠQ < RcT m ới đ ư ợ c kể đến liết d iệ n bêtông khi tính toán. nhiều khi do tổ hợp phụ tải trọng (co ngót, thay đổi nhiệt dộ) gây ra. Một điều chú ý nữa là khi bêtông đã bị nứt trong một tổ hợp lải trọng thì không được tính đến trong bất kỳ tổ hợp tải trọng nào khác Irừ trườiig hợp phần bélông chuyên sang chịu ép. Có hai trường hợp tính toán đối với tiết diện liên hợp chịu mômcn âm khi mà bản BTCT rơi vào khu vực kéo (hình 4-3). Trường hợp D : Khi bêtông có được tính vào thành phần tiết diện, tức là đám bảo một trong các điều kiện sau: < 0 ứng với trường hợp đặt tải được xét; ,max < ơ u ứng với trường hợp ^ ^ đặt tải và tổ hợp bất lợi n h ất. Trường hợp E: Khi bêtông không được kể vào tiết diện tính toán, tức là đồng thừi có hai điều kiện: ƠQI > 0 ứng với trường hợp đặt tải dược xét; ƠQ 1^.,^ > ơ ụ ứng với trường hợp đặt tải và tổ hợp bất lợi nhất. 4.2. CÔNG THỨC KIỂM t r a c ư ờ n g đ ộ c ủ a TIẾT d iệ n l iê n HỢP t h é p BÊTÔNG CỐT THÉP THEO CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN Sau khi xác định ứng suất ép trong bêtông Ơ^.ƠQ để xác định trường hợp tính loún A ,B,C và ứng suất kéo trong bêtông Ơ Q , ƠQ-(khi bêtông rơi vào khu chịu kéo), để 50 xáe định trường hợp tính loáii D.l: sc Uiỳ irườiic hợp mà kiếm tra theo những công thức dẫn ra dưới đáy. Các cỏníi ihức nùv áp dụns cho những kết cấu thép BTCT liên hợp kiểu (lầm liên h(yp với bản ỉĩĩc n '. làm \'iêc iheo hai tĩiai đoạn, là loại thường gập trong các còiig trình cầu. Trường hợp A: ứhg SLiãì ớ mép biẽn dưới ciia dầm ihép: f'sTc: hay I , „ I I . C R ^ p + ‘^IỈO.STC - ú h g suất ờ mép trên cúa dầm ihép: a-po - s i r M' hay ơ-po - ơyo s + f^r()..STC - Trường hợp B: Trong trường hợp này ứiii’ stiáì troim bctóng khónu ihế vượt quá Rc được, do đó biểu đổ ứng suất ở phẩn tiêì ciicn bétôníi sẽ là hình chữ nhật có irị số Rc- Đế xây dựng công ihức tính toán, ta tướno lưoìig phán bêlôiig bị cắt dírt ra và thay bằng lực ép Rc, Fc đặt tại trọng lâm phần bêlông. Trdiiịi giai doạii lì phần liết diện còn lại ià dầm thép và cốt thép iroiiíĩ bêlôna sẽ chịu M " ‘ và n " dăt ở trọtm lãm của úết diện liên hợp và lực kéo Rt , Fc đặt tại trọng tâm ticì cliện bctôníỉ (hình 4-4). RcFc_ =ềT= = ±fr:^ II. C‘R Ỉĩiĩìlỉ 4-4. i)ừ'Ịiìĩìì /('//tí sìịíÍị Ỉnùỳỉỉiĩ ỉìỢp B 51 N hư vậy ứng suất tại thớ i của dầm thép trong giai đoạn II sẽ là: II,CR M"'“ - N"'«Z5tc,^ - RcFcZc,sr N" “ + RcF< W: j^ ii,c r _ ^ ìi,cr2 w ,s r i.ST STC.ST N II,CR ST ^C.ST _ Fc ^i.ST F st ) R, Công thức kiểm tra ứng suất trong dầm thép; Tại mép dưới: ^BO - m ‘ n ' STC.ST NII.CR 'C,ST V ^^BO.ST FsT hay: w BO.S w BO.ST ST / 'c,sr c Tại mép trên: V ^BO.ST FsT M N ‘ - N " '™ Z II.CR ‘C,ST I c ơy„ - ------- + hay: w ll.CR TO.ST ^ s ST \ w TO.ST FSl' V ^T o .sr Fst y Trong các công thức trên, ứng suất ơc = Rc nên 012 = 1 và do bêtông làm việc Irong giai đoạn dẻo nên phần ứng suất phân phối lại do từ biến không có nữa mà tất cả đã thông qua tính toán với biểu đồ chữ nhật. và vẫn có vì xét từ biến của cả hệ. Trường hợp C: Trường hợp này không những biểu đồ ứng suất trong bêtông ở trong giai đoạn dẻo có dạng chữ nhật trị số là Rc m à ứng suất của cốt thép cũng đạt tới Ry làm việc trong trạng thái dẻo. Tưcíng tự trường hợp tính toán B ta coi như cắt cả phần bêtông cốt thép mà thay bằng lực ép R qPc + RaF, = (R c + I^Ra )Fc trọng tâm phần bêtông (hình 4-5). 11, CR Hình 4-5. Đ ể tính trường hợp c 52 Trong giai doạn II, phần tiết diện còn lại chi là dam thép, chịu đật tai trọng tâm cùa liết diện lièn hợp, và lực kéo (R(~+|.iR^)Fcđặt tại trọng tâm phần bêtôna. ú h a suất tại Ihớ i cùa dầm thép xác định bởi cõng thức: I!,CR ơ ,li.CR _ VI"-™ - N " ' ™ Z s r c , s - ( R c + M R . ) F c Z „ ^ N " ' “ + ( R e + ^ R , )F c W:I,s M . N" ' ^ " Í S p , F, W: ,s ^ s Cóng thức kiếm ira ứng suất trong dầm thép: Tại mép dưới; I , x t II.CR (Rc + ^Ru) S ẹ .. Fẹ ^ B O - W bo,s Fs w,BO.S( R c + ^ R J < R s,b ^c.s _ Fc(Re+f-iR,) 0 hoặc > ơ y có trường hợp E Trong dầm thép: M'"' + N j ‘Zp s + M>^" + x f Zp s N«' - N;," + N -" - X ;" Nj"Zpsr + M‘'"’''''' -NZ^rcsr -N ;'" + N --------------------------------------------------- :-----------------^ ----------< R ^ „ w F II.,. — —1,»I . _iua.ninụK - n !,ỈI , ^ n i a . i n b g ỉ Ha> ơị^o - ^ bÌ),S - ỉ^s.B + N j ‘Z p s + M«" + x f Z p s N ^ ‘ - N ; ," + N^" - X ; ' W t o , s h N|,"‘Zp,sT + -N ;,'" ^TO.ST FsT u . , „ ^ , ^ l l la .l l l b C R ^ D Hay ơ-j-() - C7j(j s + Ơ T O .^ - ° S,B Trong bó cốt thép: N j ' + X - ‘" 1 ' p p - N " " Z p , j r + M " “ - N " ”' “ Zs,c,sr N'"' + N '" " ™ ì ^p,ST ^ST u , 11 , _ II I a .lllb .C R ^ o Hay ơp = a ; ‘p + ơ ; ' | r ’- < Rp Trong các công thức trên: Ị ^ l l lb .C R ^ ^ g l l l N ' " ‘’' ^ ^ = N « " ' + N ^ " + N ‘< 56 4.3. KIẾM 1 RA VỀ MOI riẾ I DIỆN THÉP BTCT LIÊN H Ợ P !’hco quy Innh trạng ihái íziứi han: ĐỎI N’ới cau \ e lứa: tính ca phần thép, phẩn BTCT và neo liên kết. Đối \'ới cáu ôtỏ: chi phần thép và liên kết. Giữa những tính loán \ ể cường độ và mỏi đối với tiết diện liên hợp có những sự khác nhau sau đâ>: + Vể tái trone (hẹ sỏ sièu tái) + Về tính chất biẽn dạng của bètõns (Ef.)và một vài đậc điểm trong việc xác định ứ n g suất tronii kết cáu ihép (chẳng hạn có kể lới độ cứiiíỉ của nút). -t- Về trị sỏ cườnỵ dồ tính toán cúa vật liệu (hệ số y). Ngoài ra khi tínli \’C moi chi xét với tổ hợp chính các tai trọng. Nội d u n a líiih toán chông mỏi là xác định các i'm« suat và và kiểm tra mỏi I- Lia ihép và bèiỏng (chịu ép) theo cường độ tính toán về mỏi phụ thuộc ở p = ^max Nội lực khi tính toán \'C mỏi troiig phần lớn các ti ưòng hựp (trừ những trường hợp đặc bi;ệt phái xét tlỏ cứiig cua nút) cũng xác định piônu như khi tính về cường độ, nghĩa là cũng theo cùng mộl s ơ đổ lính loán, cũng nhữnu (íư('mg ảnh hưởng nội lực, cũng coi b c tỏ n g làm vicc đàii hồi \'ứi tiết diên và môđun dàn hồi ỈÌq (irong kết cấu siêu tĩnh cũng k c tới từ biến và ép xít mối Iiối). Đối với liết diện không có bản dính kết liền với cót Ihép sợi cường độ cao thì ứng suất 'ớ i điều kiện là chỉ kế tới phán bélỏng bị ép (ứng với trường hợp d.al tải đang xét). Bên cạnh đó bêtông được coi là làm việc dàn hồi với m ôđun đàn-hồi: Ef- - troii” cẩu xc lửa khi tnà hoạt tải làin tăng ép đối với bêtông. E^- - troiiíi các trường hợp khác, nghĩa là trono cáu xe lứa khi hoạt tải làm giảm sự ép tr ong bêtôim \ à Irong cầu ỏtô và cầu thành phố. Nếu klii xác dịnli hoặc mà ứng suất tại mép bản là kéo thì sẽ không xét tới sự làin việc cúa bêtông nữa, tuv nhiên khi cấu lạo sườn BTCT cao thì có thể chỉ không lí.nh phần tict diện bèlỏng chịu kéo. Khi kiểm tra mói (theo ) của phần bêtông bị bỏ k.hông lính vì ứng suất kéo , sẽ lấy p = 0 . Đối với bán có côì ihép sợi cường độ cao dính kết, hoạt lải thưòfng làm giảm sự ép Ii ong bêtỏng và môđun đàn hồi thường lấv bằng E(- ■ Tuy nhiên khi tính toán về mỏi sẽ k iếm tra khòiiíi những ứng suất ép trong bêtông mà cả ứng suất kéo. 57 Sự làm việc đàn hồi của bêtông trong tiết diện liên họp không phụ thuộc gì các trườna hợp tính toán của tiết diện theo điều kiện bền. Vấn đề lấy môđun đàn hồi E ckhi tính mỏi trong các trường hợp bêtông chịu tài trọng lặp đi lặp lại nhưng có tính chất giảm tải là hoàn toàn hợp lý vì khi giảm tải thì bêtông làm việc đàn hồi. Còn biến dạng dẻo ở đây là do từ biến dưới dạng tĩnh tải gày ép. Do đó trong những trường hợp kiểm tra mỏi này cần phải xét đầv đủ từ biến bêtông (cả ép xíl mối nối) và sự phân phối lại ứng suất tương ứng. Trong cầu xe lửa bêtòng chịu ép dưới hoạt tải thì khi chịu lải lặp đi lặp lại môđun đàn hồi của bêtông bị giảm đi do tích luỹ biến dạng dẻo khi gần tới phá hoại vì mỏi, đó là hiện tượng từ biến động. Môđun Ec thực chất là môđun biến dạng giới hạn của bêtỏng. Hiện tượng từ biến động và từ biến của bêtông thực chất có nhiều điểm giống nhau. Sự phân phối lại ứng suất giữa bêtông và thép tính gián tiếp qua môđun đã bao gồm cả sự phân phối lại ứng suất do từ biến dưới tĩnh tải, cho nên khi tính vổ mỏi phần phân phối lại ứng suất do từ biến của bêtông (và ép xít mối nối) không phải xét nữa. Trong cầu ô tô số lưọng lần tác dụng của tải trọng lặp đi lặp lại thấp hơn nhiều so với số lần để xác định giới hạn mỏi (2 . 10^) do đó biến dạng trong bêtông rất nhỏ và không gây ra sự phân phối lại ứng suất trong bêtông và thép. Vì thế khi tính về mỏi vẫn lấy E(-. Nếu còn thấp nhiều so với giới hạn về inỏi thì ngay dù với sò lần tác dụp.íì lặp đầy đủ, sự phân phối lại ứng suất cũng không diễn ra toàn bộ đến mức dùn g . Cho nén trong cầu xe lửa chỉ dùng Ec để kiểm tra mỏi của phần bêtông, còn khi kiểm tra mỏi của phần thép sẽ phải tuỳ thuộc trị số của ứng suất bêtông có đạt tới giới hạn mỏi hay không để dùng một trị số môđun đàn hồi nằm giữa Ec và E q bằng cách tính gián tiếp qua hệ số điều kiện làm việc m ' . Đối với tiết diện dầm liên hợp làm việc theo hai giai đoạn và chịu mômen dương trong cầu xe lửa, các công thức kiểm tra sẽ có dạng: Đối với mép bêtông: j^n,cR -------- 1 = E c niyo và m'B(|- các hè sỏ' điều kiện làm việc phụ thuộc ở ƠQ Nếu ƠCI = kpRc Fỉ thi m' = 1 Nếu ơpi -> 0 thì m' - > — — W' '^I.STC 4.4. K IỂ M TRA NỨI CỦA T IÊ T DIỆN T H É P BTCT LIÊN H Ợ P C ũng như troim các kốt cấu bẻtông cốt thép, tính toán về nứt n h ằ m bảo đảm tuổi thọ của kết câu và chôno n’ ciio cốt thép nằm trong phần BTCT. Tính toán tiến hành với tổ hợp chính và cả lổ hợp phụ tải trọng, vl nhiều khi tổ hợp phụ tải trọng lại có thể có ý nghĩa quyếl định trong kicm tra về nứt. Các tiết diện cần kiếrn tra là các tiết diện khi kiểm tra về cường độ có thể xuất hiện ứng suất kéo. Nội lưc cũng tính theo cùng một sư đồ tính toán và cùng những đường ảnh hướng nội lực như troiiạ tính toán về cường độ, coi toàn bộ bètông làm việc đàn hồi với E,, và cũng kể tới từ biến \'à ép xít môi nối trong kết cấu siêu tĩnh. - Nếu trong kết cáu có cốt thép sợi cườiiỉĩ độ cai) thì khi kiổm tra về nứt phải bảo đảm đicu kiện ứng suất a(,| vẫn ép khi tính với giả thiêl bêtông làm việc đàn hồi với Ec . - Nếu trong kếl cấu khỏnụ có cốt thép sợi cường độ cao thì phải kiểm tra điều kiện độ mở rộng đườnu nứt khôno quá giứi hạn cho phép; Với cốt thép trơii = 0,5 -~v|/|R ,. < ; E,.a ơ.. VỚI cốt thép có gờ = ĩ , 0 ^ \ ụ 2 ^[Rr ^ -^cn. ■ ii Trong đó: ƠJ, - ứng suất trong hàng cốt thép ngoài cùng, xác định với giả thiết bêtông không tham gia \’ào tict diện \'à không tính từ biến, ép xít mối nối (tương tự trường hợp E về cường độ); E,J - m ôđun đàn hồi của cốt thép; Fp - bán kính ảnh hướriỉí cốt ihép xác định như sau: =nd, n và dy - số lượno và đường kính cốt thép bố trí trong diện tích bản BTCT F(.; \|/i và Vị;^ - các hẹ số nói lên ảnh hưởng của bêtông (giữa các vết nứt) tới biến dạng của cốt thép. Có thổ lấy Vị/, = 1, V|7, = 0,9; A - độ mỏ' rộntỊ nứt cho phép, bằng 0,02cin. 59 Chuưnị> V TÍNH TOÁN KẾT L \L NHỊP LIÊN líỢP DƯỚI TÁC DỊiN(ỉ CO NGÓT CỦA BẺTÔNG VÀ NHIỆT ĐÔ THA\ Đ ổ ĩ 5.1. ÁNH HƯỞNÍỈ CO N(;ÓT lỉÉTỎNÍỈ Như đã biéì. hiện iưựiiu co Iiíiól cúa bẽtong là kết quá cúa các liiộii iươii'j lnKi 1 .à mao dần xáv ra trong thành phán câu irúc dính kêì cứa bètôni’. Biến dạng luoiiLí tlối K.ii co naól tự do cũng giốiia nliư biến dạng từ biến tự do, phái triến theo quy luạt lai il.m theo ihời gia n t và có ihê biếu ihị bằng cỏno thức: Tron ti dó: ụ - hệ số lốc dộ phái iricn lãl dần cứa sự co ngoi. - trị số biến dạno tươniĩ đối cuối cùng khi co lu di vổ Iv thuyết khi t =00, nhưníỊ ihực lế ihì ứng với I = 3 H- 4 n. Đvii lưo'n<> này 'Iiiụ thuộc rấl nhiểu nhân tố trong đó có ché’ dộ áin klii bèlỏim đỏn^ úìm. kích ’■ uoc kết cấu, Ihành phẩn bêtôno, loại xi mãng... Ngưòi ta đã qua nliiều i'ií Iiulncin V.'. thực nghiệm đế xác định . C ũna nliư đối với kết cấu BTCT, trong kêì câu thé|) B T C r liên liợp biếp dạng co ní." -i bị phần thép cán trớ, phần thép nàv râì cứnụ và có kích thước lớn nén an' hướng lơn dcn biến dạna co ngót chứ không như trong kết cấu BTCT, Kéì quá là luiiiLi kết câu xuất hiện ứng suất nội tại do co ngót: bẽtỏng bị ứng suất kéo và phần ihép liếp xúc VỚI bètòiig bị ứns suất ép. ThôriR thường, trọng lâm phần thép và phần bclỗnt’ khóne irùnLi với nhau Iicn Iioim phân tố liên hợp nói chung sẽ bị uốn, và ihớ cùa phấn thép phía không liếp xúc \ới b ê t õ n a sẽ xuất h i ệ n ứ n g SLIÌÚ kéo. Biến clạn^ co ngót của bêtông trong kết cấu liên liựp Iilio đi lất nhiổu so \'ới biên dạiii’ khi co ngót lự do. Qua nhiều kêì quá thí nghiệm người la thấy rãiig ” iá thiêì vé liêì diện pháng vảii có thế áp dụng được khi biến dạng do co ngót. 60 Tliuc ra dưới tác duiiíz láu dài cúa ứiiR suất do co ngót kh ô n g lự do thì trong bẽtòng CŨIIU xuát hiện lừ biC‘n, \’à từ biến này lại làm lỉiáin ứng suất do co ngót. Hai hiện tưoìiu co nuót \'à từ biốn có tác d u n a ảnh hưởng lẫn nhau rất phức tạp trong quá trình (licn biến ihco ihò'1 uian. \'à do lính chất có nliữno chỗ tư ơ n s tự nên hợp thành một quá ninh thỏne nhái. Phăn lích ánh huửng cúa lừ biến lới ứng suaì do co naớt ta lliãy rằnii, trái với irườiiii hựp lác dụii« cứa lài trọna cỏ định, lúe dầu ứng suất do lái irọiig cố định có trị số cưc đai sau dó giám dần (do từ biến), ỏ' dây ứníi suất do co Iiiỉót IlIc đầu bằim kliỏiiu sau lãnu đạt lới một Irị sò nhất định , X M I - • . 4-' ỉíinh 5-ỉ. Biêii {lồ hiên (Iciiiọ (lo fơ IIVÓÍ (liinli 5-1), Như vậy vào giai doạn đầu • đ á n e ra biên clạim lừ biẽn có thó phát Iriến m ạn h tliì ứng suâì (do co ngót) lại gần bằng khõiiíi \'à từ bién sẽ háu như khônii xLiâì hiện. Như vậy ánh hướng toàn bộ của từ biến tới ứn-i suất do co Iiiiót trontì củ quá irình phải nhó h<ín ánh hirửnơ cứa từ biến tới ứng suâì do lái trọiiíí cò dịiih. Vì lẽ dó khi lính toán vé co imól có xét tới từ biến ihì m ốđun đàn hổi có hiôLi phai gán \’ó'i mõdiiii đàn hồi hơn là inôđun đàn hồi có hiệu khi tính VỚI lai trọiit> cò dịiili t ó \c l U)'i lù' blèĩi c^.|| . Cho nôn Iioiiti pliương pháp lính ciơii gián Iic,ười la lấy E^I, = 0 ,5 E f - dế tính co ngót của bẽtòníi dổno thòi có xét lừ biến, so vứi khi línli với lải trọng cố định có xét tới ánh hướiiii từ biến d ù n u E^.|| = 0 ,4 F i(-^ . Troim kẽt cẩu thép B'FCT liên hợp biến dạng tươnu đối do co ngót cho phép lấy bằng: E I, = 2.10" nếu kếl cấu đổ bêtông loàn khối. = 1.10 ‘* nếu kết cấu có phán bêtông lắp ghép. (So vứi biến daníỉ co neót tự do có thể tới tâ*n 6.10 Cần cliú ý là tri số ớ dây d ù n a cho cá irườim hợp lính nội lực tiêu chuẩn lản nội lực lính loán, \'ì hê số siêu lái đối \'ới co noót cúa bêlông là 1,0 . 5.2. ẢNH HƯỚNG CỦA NHIÊT ĐÔ THAY ĐỎI Trona kẽi củu nhịp thép BTCT liên hợp. liệ số dẫn nhiệl của thép và bẽtông chênh nhau gấp chừiiR 50 lần do dó khi nhiệt độ irong mói trường thay đổi sẽ phát sinh ứng suất do Iiliiột độ khá lứn, đặc biệl là trường họp bộ phận thép có bề dầy nhỏ (như sườn dam) bị ánh nãnỉỉ mặl Irời irực tiếp 1'ỌÌ \'ào. Nuưòi la phân chia liai trườiiíỉ hợp nhiệl dộ chônh lệch trong kết cấu ihép BTCT Hòn họp: 61 1. Khi nhiệt độ phẩn thép cao hơn nhiệt độ phần BTCT. Đ ộ chênh lệch nhiệt độ đạt tới mức tòi đa vào khoảng quá trưa mùa hè irời nắng, khi có ánh nắng mặt irời roi trực tiếp. Trong irưừne hợp nàv phần bán BTCT sẽ bị kéo, toàn kêì cấu liên hợp bị uốn, tzióii;> như irưừng họp co noót cùa bêtông bán. 2. Khi nhiệt độ phần ihép thâp hơn nhiệt độ phần BTCT. Độ chênh lệch nhiệt độ dat tói mức tối đa thườníỉ \’ào nửa đêm mùa rél. hoặc có thê troniỉ m ùa liè nhưng mưa lo đột naội khi thép nauội lạnh nhanh còn bêtông vẫn còn giữ nhiệt độ cao. Trong trường hợp nàv bán BTCT sẽ chịu ứiii’ suâì ép. Qua nhiều kết quá quan sát và đo đạc người ta thấv khóne có sự cliênh lệch đột naột vổ nhiệt độ liiữa liai mậl liếp aiáp thép và bêlôiiíỉ, nhiệt dộ CiK) nhâì nằm irong phạm vi sườn dầm vào khoảng giữa chiều cao, phần bit‘11 dưới nhiệi độ nlió ho’n nhiểu so với sườn (hình 5-2). cá dầm bị c h i ế u n ắ n t ’ không đều có biểu đồ nhiệi clộ iươiii' lự Iheo cùim inội quv luậl. Dĩ nhiên dầm ngoài chênh lệch nhiều so vói dấm iron” . Tronii một ciầm, nliiệt clộ phân bố iLiuno dối cIcLi iheo chicu dài nliỊp. Vó’i sự thay đổi nhiệt độ trong kết cấu liên hợp như vậv, s o n ” các nhà nahiên cứu dưa ra các bicLi dổ nhiệl dộ dế lính loán khác nhau (hình 3-3). Nlũnm năm 60 cúa thế kv 20 irớ về trước, phần lớn Irong tính toán ihường dùng biêu đồ (1) vì lẽ lính toán CỈOÌI HÌan. Trong những năm gần đây níỉu'òi ta chấp nhận biếu đỏ ihav dổi nliiêt dộ như sau (hình 5-4): 62 ' R i L. . - 30" (-15") í .. = 9° '•HO-45^^) Dáỉìi chiL biciì cứnu _ J , « , = ±4.5=^ Dánì mậi cáu tru = 0^^ = 30° (-15") I, ., = ± Mi(j 0° Dầm chủ có 2 báii 25° □15“ ( ' 10'^’) I I I I I 1 (-lO") 15“ ( - 10' Dàn chu Dàn chu ỉlín h 5-4, c 'úc hiến (ỉó Iiỉiìệ! (lộ cÍl’ ỉiníì ( ác kéỉ l âu khúc ìilidii Các trị số iìlìiẽl dỏ chênh lỌclì ircn là Irị sử liéii cliLián. Cán phái xéi với hệ số siêu uií 1,1. Hê số dãn nỏ' của llicp \'à bèlỏnu lấy là cx - 1 -10 \ 5.3. XÁC ĐINH NỔI Lự c VÀ ỨNG SUẤT DO c o N (;Ó 1 C Ủ A B Ê T Ô N C VÀ N H IÊT ĐỒ THAY Đ ổ i 5.3.1. X á c đ ị n h nội lực và ứ n g s u ấ t do co ngót và n h iệ t clộ th a y đối với giả thiết biêu đổ nhiẹt độ phán bô đeu Xét liết diện dầm liên họp Irên hình 5-5. M \ M S! N lỉỉnh 5-5. DểÍÍỈIỈÌ ỉiội Ỉỉỉ'í' và ửỉỉi’ suiÍỊ (lo i-() n'^óí và Ỉiỉììệí (ỉộ ÍỈÌUV dối 63 Điều kiện để xác định M(^, Mg-I-, Nf- = N sr = N là cân b ằna nội lực và m õ m e n Ironị; các phần cúa tiết diện liên hợp, dầm và bản có cùng một độ cong và tiết diên sau khi biến dạng vẫn phẳng. Theo điều kiện cân bằng nội lực: + = N.a (1) Theo điều kiện có cùng độ cong; Myr ^ Mẹ E cIct Er^I(2 ) Theo điều kiện tiết diện phắng; (biến dạng của phần thép ở mức irọng lâm ban bétỏng sẽ bằng biến dạng tự do trừ đi biến dạng do nội lực). N st , N c T---------- a — c ---------- (3) E s^ st E c ^c Từ hệ thống 3 phương trình trẽn giải ra được: N = A(EcIc + Eslsx)s; NI ^ — AíiE^I^^íĩ)^ Ms-p = AaEỵlg-pí:; Với A = 1 1 - + — - v ^ c P c Es^srr / Sau khi có N,M (^,M 5-j-ta hoàn toàn xác định được ứng suất trong các thớ ciủa bản BTCT hoặc của dầm thép. Khi tính với nhiệt độ e = a t (t- nhiệt độ chênh lệch giữa dầm và ban), khi tínhi về co ngót 8 = . Nếu có xét từ biến dùng E^I, = 0 ,5 E f-. 5.3.2. Xác định nội lực và ứng suất do co ngót và nhiệt độ thay đổi (cácih tính tống quát) Biến dạng dàn hồi tương đối ứng với ứng suất phát sinh do co ngót hoặc nhiệt đlộ lliay đối của một thớ bất kỳ thuộc tiết diện có thể biểu thị bởi: cỊU dx£|r Trong đó: £|,- - biến dạng tự do tương đối do co ngót hoặc do nhiệt độ; u - biến dạng toàn phần do kết quả của hiện lượng co ngót hoặc nhiệt độ thay đ(ổi. 64 Theo íỉiá Ihiốt vé liết diện phănu, biến dạim tươim dối toàn phần lại một tiỗì diện phái luân theo luậi bàc nhài, do dỏ có ihc viết; d.\ Vi)i: / - Uine ciộ cua thớ dược \ é l tính từ trục qua irọiiíỉ lâm liết diện liên hợp; A. B - các hãnu số. ứim sLiát do co ntiól hay nhiệt độ sẽ là: ơ = eE = + A + Bz)E Tioriii kct câu iTnh dịnh, íluứi ánh hướng cúa co Iigól hay nhiệt độ, lại tiết diện không \uã't hiện lực dọc \'à mômen. do đó: N = atlF - 0 ( - í:,,. + A + B z) E d F = - í:|,,EdF + A EdF + B zEdF := 0 I 1- F F F M | ơ / d F - 0 + A + Bz) EzdF = - j£|,.zEdF + A j z E d F + B j z “EdF = 0 i I F F F Vì /, líiili lừ Iruc tỊua Irọiig lúm lici d i ẽ n nên: íz[iciF ~ 0 >:„EclF j£,,zE(]F Rút ra: A = - 7 - ----- và B = - 7 - 7—- - - Khi lính \c co neỏl cua bctòng: Đòi \ Ó'I IxiòtiL’: í:,, = \'à E = = 0 ,5 E (-(c ó xcl đến từ biến) Ỉ)Ó1 NXÍÌ thóp (kc cá còì ihép): í;,,, = 0 và E = Eỵ Ó dây khi lính tióì clièn tươnu dươnu phái quy đối vói m ô đun đàn hồi E^I-, nên các đặc trưns hìiih hoc có clii sỏ' "sli" A = - í;1F - F eiv • * Cl P'-'' _ F r C-ÍY' r c src * s^r . . n ^ ^ Sír ^ ST ysiì . \ a i) — —c. u c-r vh ,1) s h s h • S-1'C \STC Tlia>' uiá irị cua A \'à B \'ào CÔI12 iliức của ứne suaì sí có Irị số của ứng suất: Cho tluy bấl kv "i" cua bêlỏim; s\-c.ST ysiì sh crvrL, ef h sh ^c.srrc^í.sTC ^ STC 65 Cho ihớ bất kỳ "k ” của Ihép: _ - F "'-F sr . F ỉ í c - F j r , , h _ /-jn ,1, ^sh ,sh 'C.STC^k.STC ^srrc ^s^rc Nếu ta ký hiệu: Và chú ý rằna: hay: Khi đó sẽ có: osh _ 'ysh ^Srr,STC “ ^Sl'^^.STC ^C.STX:EsPsrr^^.sn-c^sh^ST,STC ỵsh EshPc ^STC Cho bêtòng: a f = £^|,Ej,shFsn- s^rc sh p s h |s h i.STC r ci-r 1 STC \ Cho thép : (dấu + là kéo ; dấu - là ép ) Cụ ihc dôi với cấc llìớ mép của bủii bèlòng, của dầm thép và của cốt llìép troim ban, sẽ có công thức để xác định ứng suấl do co ngói như sau (chủ ý rằng lừ đây lấy z V(3’i trị số tuyệt đối) ^ p _ S " '^ „ „ '' ^ST ^Sr.STC , sh psh Ỵ-sh cí,src V^STC hrc F s rr sh Z/ p s h Tsh C .S IC ^STC ^STC ; (kéo) ; (kéo) =^s„Es -sh 'STCs h STC .STC ;(ép) *^T() “ 1-^ S T , '^ST .ST C ^ sh -sh -sh ^ T o .src ; ( é p ) 'STC ^STC / ^BO ” ^sh^ST s t , ^ S T .S T C , s h , sh _ , p ^B O .STC 1 V ^STC ^STC ; (kéo) Khi lính vói nhiệt độ thay đổi với biểu đồ phân bố nhiệt độ trong dầm thép không đổi ta cũng áp dụng đườno lối như trên, nhưng khi tính A và B sẽ ứng với : 66 Đỏi với bêlòno: E = và e, = 0 Đối với thép : E = \’à í;,,^ = ai c.„EtiF £ i,.zEc1F Sẽ có: EdF =: Ul ^STC Z-EdF ■STC Thay vào c ỏ n a thức cua ứiiíi suâl các aiá Irị A \'à B dã lính d ư ọ t sẽ có ứnu suai do nhici độ thay đổi. ỵ TI-.SIC' Trườno hợp nhiệt độ Ihay dối với biểu đổ hình elip: 'll-.u k í STC Cách tính toán vẫn như irèii. nhưne khi xác dinh A 7 \'à B thì : Đối \'ó'i bctỏng : E = E(- \'à í:,, - 0 Đối với thép : E = \'à C|,, = 0 - ở bicn tivii CLIU liẩni và iroiiiỉ cỏt tlicp; = - ircn pliẩii sưòìi dầm; = - ớ bicn dưói. Vớiz TF,k U.STC* ^ I v , F . 1 ..... „„ u Ilinh 5-6. D ể ííỉìlì ụ/ị. rrong dó: Z||, 1^ - klioánii cách línli lừ điểm k dốiì mép dưới biên trên (hình 5-6) Như vậv: A =_ F c ,E d r EdF- --- aiF, 111 a \ Ị-. b „.z Es. ^s-rc STC Vứi - diện lích gKÌ clịiili phần liêì diện bị dốt nóna =0.8Fv +0.3F^ - M ô m e n lĩnh uiii địnli phần liêì diộii bị dốt nóng : S5 = (0 ,4h - 0 , 8Z jp + 0 , 3Zy gyQpL- 'rronỊ> đó: Fy - Diện tích tiết dÌL'ii phần sLiừn dấm (o,ồm cả cánh dứng thép góc biên). Fy - Diên lích tiết diẽn bièn dưứi. Tự0 no tự như nên sẽ cỏ côim thức xác định ứim suất do nhiệt dộ (ở đây z lấy trị số luyệi đối): 67 ơ d = a > m a x E c V Psrrc Is'rc z .i.STC ;(kéo) ơ ĩ =at,„„E c = a i uF max^S Fs Ss 7 Fstc ^src Fs 7 Fstc ^S1'C c.src I.STC ; (kéo) ; (kéo) í - TO.STC ; (kéo) ỉỉinỉĩ 5-7. Biểu dó ứ/iìị siiấí cỉo nỉìỉừt (ỉc V Fstc ¥ -k - Vk - ■STC y -k.s'rc ;(ép) Fs'rc ỈSTC z k.srrc ;(ép) STC ^STC thuỵ CÍỔ, > 0) ơ|«) = a t„„ ,E sR.+ V^"STC 'sTC ^RO.STC 0,3 :(kéo) Biếu đồ ứng suất dược vẽ trên hình 5-7 Nếu nhiệt độ cúa thép thấp hơn nhiệt độ bán bêtôim tlìì sẽ có uiá trị âm, chiều cùa ứng suất sẽ ngược lại. Trường họp có hai bủn ớ bôn Irên và bên dưới, các còng lliức tương lự nliư Irên nhưiU' thay = 0 , 8 F y và Sỵ = (0 ,4 h - 0 ,8 Z tp STC )Fv 5.3.3. Xác định nội lực phụ trong kết câu siêu tĩnh Đối với các kết cấu siêu lĩnh thì co ngót của bêtông và nhiệt độ thay đối không những gây ra ứng suâì nội lại giữa các phần bêtỏng và thép, mà còn gây ra nội lực m òm en, lực dọc.. Những nội lực này cũng xác định theo phương pháp lực thông Ihưừng đối với một bài toán siêu tĩnh, cũno dùng hệ cơ bủn như khi tính với tải trọng tác dụng. Có điều cần chú ý là khi tính vể co ngót mà có xét tới từ biến thì dùn « m ô đ u n đàn liồi = 0,5 E q để xác định đặc trưng hình học của tiết diện liên hợp. Đế tính các chuyển vị do co n^ót và do nhiệl dộ A, J- theo phương của các án sô lực X| noười la n shiên cứu trên hệ cơ ban trong đó các phân tô' thép bêlông cốt thép liên họp chỉ gồm một phần hoặc ihép hoặc bêtỏng. Xét với phần bêtông sẽ ihuận tiện hơn vì ihường liết diện phần bêtỏng không Ihay đối. Sở dĩ như vậy là vì du'ới tác dộníí của co 68 !iiZíìt h o ặ c n h i ệ l d ộ i h a y dõi. Ironu kcì cẩu lìc cơ haii chi có các ihaiìh, các bộ phận tlìép | ) c l o í m c ỏ ì l l i é p l i c n h ọ p n i ỏ i p h a i S ỉ i ì h ứ i i i ’ s u á t n ọ i l a i . \ : N"' r Es„lc ■ iiC) F Fdx; A . ... = y \/ị \l ' cix ___ N N — ^7— — f > d X: Evlv Các ii'Ị số N4^!\ N t '\ M( . cỏ ihc xác CỈỊIIỈI lừ ứn^ suất tính llico các cỏim Ihức ứ plián Irêii: nIì sll ^ L Ì “ ĩ V !"h _sỉl ''^ \ỉ c ^'■lì ^sll Do đỏ : ; ,sh Ỵ' ' ^sh y A,.I.I ^ . . ^ t ' '( Nhtcu Iriròne họp N.ị^ , ■ íj \'à h()'ii lìừa anh liưíViig cua lực dọc klìõnu ctáni! kõ. tio dó cu iliô b o q u a s ổ lìạ n e ih ứ liai. Sau klìi xác địiili dươc ủj (hoac I ) và các (\ sẽ aiai hộ phươim liìỉih chính tác clẽ xác định ra X|*^ (lìOặc X,* ). Trôn ct)' sờ dó lính được nội lực pỉiụ tại các ticì diện. Chàng han môincii: v r ' " ’ -K.. 5.4. KIẾM I RA CƯỜS(Ì Đ ỏ VÀ CHỐN(; NÍ 1 CỦA TlẾ'l DIÊN c ớ KẾ ĐẾN CO N(ỉ() 1 C l A lỉí; r Ô N ( ỉ \ A N H IK 1 t)ỏ THAY Đ ổ l Anli hưưim cua co imé)i bêióiVi \'à iìluẹt đò ilìav (lổi líiili tơán \ới lổ họp phụ các lái Iroim. Niiưòi la xcl lìai irưònu họp: Bêlỏim co ngói CÙIÌÍ^ \'ới nhiọi clỏ clìciìh Icch uỉlìli iliếp \'à bciỏim l > 0 ; NhiOl c!ô cỉicnli Icch lĩỉữa ihcp \ à bõtònij I <0. Klìi tíiiỉi uxiìi \ c bcn iroiiH Iruờỉìu hơp ỉiị \à C’ lức ià bòlỏim làm \icc ironiĩ uiai cloạn J c u . s ẽ k l ì o i m c ã ỉ ì k c i l c n ứ i ì ^ SLial IIOÌ l a i d o c o IIÍUU \ à n h i õ l LỈỌ i h a v d ổ K h o i v ì h o ã c là 69 bêtông không cản trở sự biến dạng của phần thép (khi tg < 0 ) hoặc là ứng suất đ) chi giảm bớt biến dạng dẻo (khi to > 0 hoặc co ngót). Tuy nhiên trong trường hợp tính toán E thì khác. Bêlông ở đây không đưa vào tiành phần tiết diện kiểm tra vì chịu kéo hoặc đã bị nứt. Nhưng trong phạm vi giữa các vú nứl thì vẫn còn tồn tại biến dạng do co nsó t và nhiệt độ của phần bêtông cốt thép v; ả.iih hưởng đến sự làm việc của toàn kết cấu và bêtông cốt thép được liên hợp với th ép VI CỐI thép dính kết trong bêtông. Có thể coi một cách đơn giản là bêtông cỗì thép như kết cấu bị kéo trung tâm VCI 1 ực xác định trên cơ sở ứng suất kéo tại trọng tâm cúa tiết diện BTCT. Tại úẽì diện ch3 wêì nứt toàn bộ phần nội lực P^ƠCSTC do rìỖÓi và nhiệt độ thay đổi từ phần bêtỏig sẽ truyền cho cốt thép. Như vậy trong cốt thép ngoài ứng suất do co ngót và nhiệt độ ih.ay đổi của bản thân, còn chịu thêm phần ứng suất Iruyền lừ bêtông. Vì vậy: sh,T _ „sli,T , „ s h j , - ^u.ST + '^;i,STC + r~ STC F. ,h;r N'*'' Trong đó: ^ = —-----+ —------ chỉ có trong hệ siêu tĩnh. '^a,ST FST Tóm lại khi tính toán kiểm tra cường độ tiết diện có bản chịu ép dưới tác dụiiị. ciủa hoạt tải, ứng suất do tải trọng và lực ứng suất trước sẽ cộng thêm với: + Trường hợp A: ứng suất toàn phẩn do co ngót và nhiệt độ ihay đổi xác lỊinh theo các đặc trưng hình học của tiết diện liên hợp (đối với co ngót dùn g E , h ); + Trường hợp B; ứng suất ơ ' ^ do nội lực phụ gây ra bởi co ngót và nhiệt độ h;ay đổi, xác định theo các đặc trưng hình học của tiết diện gồm kết cấu thép và cốt lhép(c:hi' có đối với kêì cấu siêu tĩnh). + Trường hợp C: ứng suất ơ ị ^ do nội lực phụ gây ra bởi co ngót và nhiệt đô h;ay đổi, xác định theo các đặc trưng hình học cúa tiết diện chỉ có phần kết cấu thép (.dí ccó đối với kết cấu siêu tĩnh). ở đây chỉ số i là đối với các ihớ bất kỳ của phần kết cấu Ihép. ú h g suấl trong bêônig không cần kiểm tra, chỉ có trong trườns hợp c nếu cần thì kiểm tra độ biến dạng ttơnig đối của bêtông. Khi kiểm tra cường độ tiết diện có bản chịu kéo dưới tác dụng của hoạt tải thì ứnig suất do tải trọng và ứng suất trước sẽ cộng thêm với; + Trường hợp D: ứng suất toàn phẩn do co ngót và nhiệt độ ihay đổi giống như tionig trường hợp A; 70 + Trưò'iig họp E: ứng suất ơ i ' ^ đối với kết cấu thép và xác định như đã IIÓI ớ trẽn đối \'ới cỏì thép. úr.íỉ suál Irone bẽlôiio không phái kiếm tra. Klii kicin ira vc chỏnti nứl thì nếu bản có CỐI thép sợi cường độ cao phải bảo đảm ứng sLiat ;ai móp khôna dược là kéo. ó đây ứní> suất toàn phần do co ngót và nhiệt độ thay ciổi \.íc định theo tiết diện liên hợp. Kiii báii khônu cỏ cốt thép sợi cường độ cao thì kiểm tra độ m ở rộng đường nứt với c á c c3níz ihức: a H,iy: a,,,, = 3 .0 -^ V |/2 ^ V3i ơ,, gồiiì có pliần ứng suát do tái trọng, lực ứng suất trước và phần ứng suất do co iiRÓt và nhict dộ thay dổi tính iheo công thức đã nói ở trôn ). 71 Chưưng VI NỘI Lực PHÁT SINH GIỮA PHẦN BÊTÔNG CỐT t h é p v à THÉP TÍNH TOÁN LIÊN KÊT BẢN VÀ DAM Trong kết cấu nhịp thép BTCT liên hợp, dưới lác dụn g của lai trọno, ảnh liướn:^ của nhiêl độ thay đổi, co naót cúa bêtòna,..,. sẽ xuất hiện nội lực tníợt và lực bóc tiiĩa hai phần BTCT và tliép. 6.1. NÔI L ự c PH Á T SINH (ỈIŨA PHẨN lìT C T VẢ T H É P 6.1.1. Nội lực trirọl Thông ihườno lực trượt dơn vị giữa phần BTCT và thép troiiíí kct cáu nhịp tlìép l'!'Cl' liên hợp làm việc Iheo hai giai doan được lính tlico còng thức: ‘STC với Q" - lực cắt tronti dầin duứi lác dụng của các lái trọim trong giai đoạn II: ^('.S'rc ■ m ônien tĩnh cúa phần bản BTCT dối vói truc úếl diện cúa dam liéi họp đã quv đổi tương đương; - m ò m en quán tính tươnơ đươ ng của tiết diện. Tuy nhiên trong thực tế lăm việc của dầm. I>iả thiêì về liết diện phání> không CÒI ihật đúriiì, nhất là ớ khu vực đẩu dầm, nơi tiết diện có sự thay đối clộl naột, nơi có lư lập trun« lác ciuntỉ và do sự biến dạng đàn hồi của neo liên kết. Trong cỏim thức trên cũnu chưa xét đến lừ biến và các biến dạng khòns đàn hổi :hác, chắng hạn co ngói của bêtỏng, cũng chưa xél tới ánh hướng cúa nhiệt dộ Ihav đổi. M uốn khảo sát đầy đú hơn về lực trưọl phát sinh giữa hai pliần BTCT và thép Ih nên chia đoạn trên chiều dài dầm, và lực Irirọl này Ironti inỗi đoan là irị sô chênh lệch, irc là trị số »ia tãiiiỉ CLÌa lực dọc Iroiig bán BTCT. ớ đây N . I, và N . là lực dọc tronti bản BTCT ứ các liêì diện hai dầu cloạiii từ phía irái \ à phủi. 72 ỉ:, =(^c,,rxr;+^u,i Vói ơ . a^ \ à F., F,| là ứim suáì lại trọniỉ lãm bètôns, cốt thép và diện tích phần bciỏn” . phán cỏì thóp cua ban B"I'CT. Các ứng sLiát ơ . \ à CT,| do tải trọno và các nhân tố iiny nòi lực khác như lù' biốn. co imól cúa bclỏnii, các biến dạno không đàn hổi, aiih huứim cua nỉiiột dộ,... uà\ la. ơ cloạn dáu clđni, coi là lưc doc lai liết diện pliía irái bằng 0 nên T|^=NV. ||- Nội lực tnrựl do anh huủne ciìa nhiệl dộ ihay dổi: ■T> 1 í ^ I r" 1r \ à d o c o l ì u ó t c ủ a b c i ỏ n u : X X F , Các ứniỉ sLiãì , ct I i. \ à xác clỊiih dược như dã nói ỏ’ chươim V tại ùếl diôn cách dáu cláni doan a|^. 'l’roiìu biOu ilìức lưv inroi Jo ccì iìgỏi cúa bòlỏne, ỉưc íronu cổì ihép và trons; bêlỏng ỉ r a i d â u iiluiLi \ ì c ỏ ì t l i c p t ; u i \yờ l ì i c n c i ạ i m CC) HU(')1 c ù a h è t ỏ i m . 6.1.2. Nội lực bóc 'I roim kcì câu dáiìi ihcp B'ixn' IìCmi hợp lìội lư'c bóc xuất hiện ỡ đáu dẩm. Nguyên iiluui gáv la nội lực nàv kliỏim CỈIÍ là do khi làiiì \'iệc cliịu uốn độ con« của bán BTCT và cua dám ihép khác nỉiau {khi xcm xcl dộc lâp) \'ì dộ cứỉiu cúa chúng khác nhau, mà cỊUaiì i r ọ n u hoìì \'à c h u VÕLI là d o liicn tượnii c o n u ó l c u a b á n b ê t ô n g và c ú a á n h hưcíng nliiỏl dó tlia)' đổi. lỉiêu clỏ phan bố lực bóc ó' dáu dầni coi là có dạnu tam uiác trcn đoạn chiều dài aj^ và Ị)lìLi llìLiộc \'ào trị số lìỏi lưc írưọ’l ỏ' đáu danì. Lực b(.)c tổim cộim eiưov xác dịiìh ihco cónu llìức sau: y = 2 x ^ ^ x \ ^‘k Troim dó Tj^ là trị sô lực irưựt ớ dáii dầm và z . I là khoáii" cách từ trọng lâm tiêì diện b;ui lới bé inật dính dáni ihop. Nội lực bóc đế líiih cac nco clionu bóc ban ỏ' dấu dẩni thường trong thiết k ế thực té' chí \t't clo liiêii iượiiii co nmM eua bán bôtôiiiỊ và aiih hưỏìiíí nhiệl độ thay đổi. 73 6.2. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT GIỮA BẢN BTCT VÀ DẨM t h é p 6.2.1. Lực tác dụng lẽn neo Neo làm nhiệm vụ liên kết giữa bản và dầm do đó chịu các lực; - Lực trưọl khi dầm uốn dưới các tải trọng thắng đứng; - Lực trượt phát sinh ở đầu d ầ m do co ngót của bêtông và ảnh hướng cúa nhict độ thay đổi; - Lực trượt cục bộ tại những nơi tiết diện thay đổi đột ngột; - Lực bóc đầu dầm do co ngót cúa bêtông bán và ảnh hướng của nhiệt độ thay đổi. Trong ihực tế thiết kế khi tính toán liên kết giữa bản và dầm vẫn sử dụng các công thức xác định nội lực như trình bày dưới đây. Lực trượt trên một đơn vị chiều dài dưới tác dụng của tải trọng thắng đứng trong giai đoạn II: ^STC Các ký hiệu đã được giới thiệu ở phần trên. Lực trượt trên đơn vị chiểu dài t này biến Ihiên theo quy luật của lực cảl nếu tiết diện dầm không đổi, còn nếu liết diện dầm Iliay đổi thì tại các vị trí tiết diện Ihay đổi sẽ có bước nhảy. Nếu khi tính toán có xét đến ảnh hướng từ biến của bêtông và ép xít mối nối thì các đặc trưng hình học của tiết diện tương đương phải quy đổi phần bêtông theo mô đun đàn hồi E^.ci (xem chương III), nghĩa là tỷ số giữa hai m ô đun đàn hổi của thép và bêtông sẽ là: n;Eetí Lực trượt cục bộ ỏ' đầu dầm do co ngót: T ^ = a ^ ỉ’ x F c - a f x F , Lực ti u\)l cục bộ ớ đầu dầm do nhiệt độ thay đối: T j = ơ j x F c + a ỉ x F , Các lực trươl cục bộ này coi như là phân bố theo biểu đồ tam giác ớ đoạn đầu dầm có chiều dài (hình 6 . 1) Trị sô' của lấy giá trị lớn hơn giữa 0,7H, b hoặc c với H là chiều cao d ầ m liên hợp, b và c là phân bản iham gia làm việc đã nói ở chương III. 74 a) h) Sh . Trọng tâm bctôiiỉ^ í ; rsj íỉ i n h 6 'ỉ . N oi lựi irưưr \\) hói ớ d íh t (lầm a) Đoợìi íĩcììt ìi-lÌhh ỉhcị) ỊĨÍCT Ỉiêỉì liợp; h) Biếu (ĩổ phân hô !ực irii ỉĩỉ Ví; h.i Ị)óc do i () ỈIỈ^ÓÍ và n ỉiiệ í độ. Lực triạyi lập trung do liếi diện dain íhcp thay íiòi dội ngột, do lực trượt ứng suất irước, do lực kích đật irực tiếp đế ép bán l x'tỏ!iU dược thay bàng một hệ lực phân bố theo biêu dồ chữ nhật trên đoạn dài (hoàc; t!ỉieo bicu dó tam giác trên đoạn dài 1,5 a^), với lấy trị số lớn hơn giữa H, b và c (xem h ìntì 6.2) ].5a. \ Tc / / / / / llin h 6-2, Lực ỉr:íỢ'' fạp fnnỉ^ Vi) hìếii dổ phàỉì hô. Trị số lực tập Irung tại chỗ liêì diéii :.haiy dổi đột ngột T c = í v ( a c - ơ ẻ ) 75 7'roim đó và là ứna sLiất lại trọno tàm bán bôtông của hai liẽt diện nầm \'ổ hai phía cùa diổm liết diện thav đổi đột ngột một đoạn — . Lực bóc tại đầu dầm do co ngót cúa bẻtông hoặc ảnh hu'0'no cúu Iihiệl dộ tlia>' dổi cũng coi là phân bố Iheo biếu đồ lam 2Ìác Irên đoạn a,^ = 0,35a^. (xcni hình 6.1). Trị sỏ cua lưc bóc xác định qua lực trưọl do co naól của bêtônạ hoặc ánh liưỏìiíi cứa nhiọi tlộ thay dối: Lưc bóc do co neól: ^ s h _ 7 ^ ^C.SI Ỵ s h Lực b(k' do ánh hướng cúa nhiệl độ ihav đổi: V = 2 xC,SI j 'i a Càn cứ \'ào trị số cứa lực trượi, lực irượt cục bộ ủ đầu dầm, lực bóc cio các Iieuycn nliân gây ra, bicu đồ phân bố cùa chúna và kha nănơ chịu lực của neo sẽ xác dịnh sổ lượng và cách bỏ' trí neo nhầm dám báo sự liên kết aiữa hảii và ciấm. 6.2.2. Khii nãng chịu lực cúa neo ố.2.2.1. Neo cứng Nco cứniỉ lliườníỉ dưực làm từ các doạn thép hình \’à hav dùnti nhát là thép aóc (hình 6-3). Lực li ii'ọfl mà neo cứim có thổ úếp nhận là: To= K6R.F,.„ ớ đày: ^C,m ” bêlống do neo; R ” cưừn« dộ lính toán của bêlôns, chịu nen trun« tủm: 1,6 - hê số xét tới sự lãne CL1’ỪÌ12 độ cĩia bCiòiia do ép mạl cục bộ. Khá nănu chịu lực của nco còn phai dựa i r e n tlộ b é n c ú a c á n h IICO c h ị u u ố n c Q im n h ư a) To 1 h) c : ị - ị ị i ị : i : Ịrr-——TTTrrTTi :_____ ! ! L - _o cúa ỊIIỐI hàn liC‘n kếl neo \'à diiilì dấm íhcp. 76 Ỉ Ỉ Ỉ Ì I Ỉ I Ó - J . ỉ ) c Ị i n h ỉ( ) ( h ì ỈICU í ỉìn-^ 'rùy ihco IICC) được cấu lao có một sưò’n lãno cưòìiii liav hai sườn tãng cường chống cánh IICO mà niỏiiỊcn uốn laiim một dái naani> có bc rộn« mộl đơn \’Ị (chẳiiíí hạn Icm ) tương rniỵ sẽ là: phn íioãc: M =0,25pb;; T rong dó; p =: - l í L - b„h„ Dựa \'ào irị số cua mômcn uốn này dô xác dịnh bc dày cần thiêt của cánh neo: Mối liàn liên k èl IICO \'ào đ i n h dầm thép sẽ kiẽni ira với lực trượt Tq và mômen M = T„.e, \’ứi c = ^ . 6.2.22. Neo mém Nco mém nliư eiỏ'i ihicu ircii liinli ()-4 .n hì c) (ỉ) <ỉr 11c = ^ c = :s “ Ịi<—■ ■ ■:ỉ) 1 f “1 ĩiiììh 6-4. Cái' loạỉ ỈICO iììữì)! CÓ kha nãim chịu lực irưol xác dịnh theo các cỏim ihức kinh nghiệm sau Đối \'Ớ1 nco làm bãnu tlìcp hình (hìiih 6-4 a,b) To = 5 5(h' + 0 , 5 ỗ ) b „ ^ li ĐỐI \xí'i iico làm bãnu ihaiih thép tròn (hinli 6.4 c.d.đ) có — < 4 , 2 d„ 77 T „ = 2 4 l,„ d „ 7 ĩ^ Đối vói neo làm bằng thanh íhép tròn (hình 6.4 c,d,đ) có — > 4,2 d . T„ = 100d ;V R : Các neo làm bằng thanh thép iròn còn phải bảo đảm điều kiện chịu cắt; T„=0,63d-„R, ớ đây: R(, và là cường độ chịu nén của bêtông bản và cườnỉỉ độ chịu kéo của thép tròn làm neo. Các ký hiệu khác có trên hình vẽ. 6.2.2.3. Neo làm từ các đoạn cốt thép nghiêng và neo cốt thép dạng quai sanh (hình 6-5) •H ^ U i l= = H ỉnh 6-5. Neo làm từ cố! thép Khả năng chịu lực trượt của neo làm từ cốt thép nghiêng \ ’à nco côì thép dạng quai sanh lấy bằng giá ưị nhô hơn giữa các uị số xác định theo các công ihức sau: T|) = R^F, c o s a + lOOd’ sin a T() = R ^F^(cosa + 0 , S s i n a ) Trong đó; d và F., - đường kính và diện tích tiết diện thanh cốt thép làm neo tính bàna cin và cm^; a - g ó c a^hiêng c ủ a i h a n h CỐI t h é p n e o đố i với phươna nằm noang. 78 Cưò’iióc d o ã n g trên m ăl bằntí m ộ t ơóc p ihì c á c CỎIIR ih ứ c Irẽii đirọc thay tu'0’im ứni> như sau: T,, - \i F, cos u cos p + 1 OOci' ,Jr . sin a T(| = R 1', (cos a cos + 0 ,8 sin a ) 6 . 2 . 2 . 4 . B u l ô n g c ư ờ n g đ ộ c a o l ie n k e t b ả n v ó i d â m Khá nănt: chịu lực trưựt khi dùne bulône CLi'ừnti dộ cao để liên kết với bản dầm xác c l ị n h t h e o CỒIIỈỈ i h ứ c s a u c h o m ỗ i b u l ò n g : T = 0 ,7 8 f ( N - N | ) lì onu dó: N - là nội lực căno Ironỵ bulóiiu cườnị> độ cao; N|,, - là phần lực mất mát do lừ bién cúa bêiòníỉ (vữa) và các nhân tố khác; 1' - là hộ số m a sál giũ'a inăl bèióng và thép. 79 Chưưng VII VÍ DỤ TÍNH TOÁN CẦU DẨM t h é p l iê n h ợ p v ớ i BTCT 7.1. SỔ LIỆU C H O Chiều dài nhịp (L|); Chiểu dài nhịp tính toán (Ljj): Khổ cầu: Tải irọng; 24,6m 24,0m K = 7,5 + 2 X l,Om Đoàn ỏ tò; 1-130; Xc dặc hiệt; HK80; • Vật liệu - Thép: Người: 3()0kg/m\ Cường độ tính toán khi chịu u o n : ........................................................................ 2800 kii/cm' Môđun đàn hổi của thép: ....................................................................................... 2,1 X 10'’k u /cin ’ Cường độ tính toán cúa thép làin n e o : ................................................................2400 ktí/cm - Bêlỏna: Mác bêtông; ................................................................................................................................ M300 Cường độ tính toán chịu nén khi u ố n :.........................................................................140 kíỉ/cnr’ Cường độ tính loán chịu nén dọc Irục:................................................................... 115 kíỉ/cm Mò đun đàn hổi: ......................................................................................................3 15.00()kg/cm’ • C á c kích th ư ớ c h ìn h học (xem hình vẽ 7 . la, b) a) BỐ TRÌ CHUNG 6 ^ 2000 = 1200C 2 4 0 0 0 / 2 = 1 2 0 0 0 1 5 0 11 ^ o i 1°1i 1 ' ỉ ■ X 3 0 Q 0 ^ 2 4 Ũ Q 0 2 4 6 0 0 -+T3 0 U 3 0 0 ; 80 b) MÂT CẮT NGANG ipooũ !Ũ0- 75GŨ 1250 230 lỉỉỉỉh 7-1. ỉh'> ỉii cỉiKìỉii ỉỉiụi ỉìi>iỊỉiiỊ L íìii 7.2. 1 Í N H Đ Ạ C I R l N(i H ÌN H ỈK X • X ác đ ịn h 1)0 vonịi (ínli loan cua l)án thanì ịihì vào thành phần tiếí diện lien hợp Chicu dài nhịp línli ioaii Ljj = 24in. Khoáim cách iíiửa các d ẩ m B = 2,5m, khoãnR c á e h lù' lini tlãin iMiMi d c n \ } \ c ọ niioài cua ban bcíoiiỊ: b ã n g L2.'Si'n. ChiỂu rôim bán íri'C"l' ihain uia \'à() tiốt diên lién hợp b,-- 2,5in 2500 ' 1150 1150 o 200 18 320 , Ỉ Ị ỉ ỉ ì h 7 - 2 . Ỉ ' t ư ỉ í Ị i ệ i i Ỉ i ừ ỉ ỉ l ì ọ ' p / Ỉ ỉ ứ p \ \ ) 81 Đặc trưng hình học phần dầm thép Nội dung Đơn \ 1 Giá Ii ị Diện tích phần dầm thép cnr 331,0 Khoảng cách từ trọng tâm dầm ihép đến mép trên của dầm thép cm 64,7 Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép dưới cùa dầm Ihép cm 45,3 Mòmen quán tính phần dầm thép đối với trục trung hoà của dầm thép cm" 550.622,5 Đặc trưng hình học phần BTCT Nội dung Đơn \'Ị Giá trị Diện lích phần bêtông cm' 5000 Vị irí trọng tâm của phần bctông cách mép dưới bêtông về phía trên - cm 1 0 Mômen quán tính phần bêlông đối với trục trung hoà ciia phần bêtòiìií cm'' Ị 66.660,7 • Đặc trưng hình học tiết diện ỉiên hợp K h ô n g xét từ biến Nội dung Đan vị Giá U‘J Ty sỏ giừa mò đun dàn hồi của ihép và bêlống cm 6,7 Diện tích lương dương Lin' 1077,3 VỊ irí Irọng tâm của tiết diện liên hợp không xét đến từ biến co II^ÓI cách mép trên dầm thép về plìía dưới cm 13,0 Khoảng cách ĩừ trọng lâm dầm liên hợp đến biên dưới của dầm thép cm 97,0 Khoáng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến biẽn Irên cúa dam thép và biên dưới bêtốnt> cm 13 Khoảng cách từ trọim lâm dầm liên hợp đến biên trên của bẻlôno cm 33 Mòmen quán tính tiết diện liên iiợp không kế lừ biến co ngót cm’’ 1.855,001 C ó x é t t ừ b iế n Nội dung Đơn vị Giá Irị Tỷ số oiũa mô đun đàn hồi của ihép và bètông cm 1.13 Diện lích tương đương ciĩr 706,9 Vị trí trọng lâm của liết diện liên hợp không xét đến từ biến co ngói cách mép trên dầm thép về phía dưới cm 25 Khoảng cách từ trọng lâiĩi dầm liên hợp đến biên dưới của dầm thép cm 8.Ỹ0 Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến biên trên của dầm thép \ à biên dưới bêtông cm 2í Khoảng cách từ trọng lâm dầin liên hợp đến biên trên của bêtông cm 45 Mômen quán tính tiêì diện liên hợp không kể từ biến co ngót cm^ 1.545 366 82