Tài liệu Tiểu luận cầu thép nâng cao

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CẦU THÉP NÂNG CAO GVHD: TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH THỰC HIỆN TRẦN QUANG HUY (00105014) ĐỖ THANH TÙNG (04005674) NGUYỄN THIÊN GIANG (00105009) TRẦN XUÂN HẢI (00105010) http://www.tracuuxaydung.com NOÄI DUNG BAÙO CAÙO: I/ SÖÏ XUAÁT HIEÄN VAØ PHAÙT TRIEÅN CUÛA KEÁT CAÁU NHÒP THEÙP VAØ BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP LIEÂN HÔÏP .............................................................................................. 1 II/ CAÙC DAÏNG KEÁT CAÁU DAÀM THEÙP – BTCT LIEÂN HÔÏP ...................................... 2 III/ ÖU NHÖÔÏC ÑIEÅM CUÛA KEÁT CAÁU NHÒP THEÙP – BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP LIEÂN HÔÏP ............................................................................................................................ 3 IV/ KEÁT CAÁU NHÒP THEÙP BTCT .................................................................................. 4 V/ CAÙC BIEÄN PHAÙP LIEÂN HÔÏP DAÀM VAØ BAÛN ......................................................... 4 VI/ CAÙC BIEÄN PHAÙP ÑIEÀU CHÆNH ÖÙNG SUAÁT TRONG KEÁT CAÁU BTCT LIEÂN HÔÏP NHÒP GIAÛN ÑÔN ...................................................................................................... 8 VII/ PHAÂN TÍCH AÛNH HÖÔÛNG CUÛA TÖØ BIEÁN, CO NGOÙT VAØ THAY ÑOÅI NHIEÄT ÑOÄ LEÂN DAÀM THEÙP – BTCT LIEÂN HÔÏP .................................................................... 10 VIII/ MOÄT SOÁ HÌNH AÛNH THÖÏC TEÁ VEÀ KEÁT CAÁU LIEÂN HÔÏP THEÙP – BTCT......... 24 IX/ KEÁT LUAÄN .............................................................................................................. 26 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy I/ SÖÏ XUAÁT HIEÄN VAØ PHAÙT TRIEÅN CUÛA KEÁT CAÁU NHÒP THEÙP VAØ BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP LIEÂN HÔÏP Cuøng vôùi söï phaùt trieån vöôït baäc trong coâng ngheä thi coâng caàu treân theá giôùi, caùc chuyeân gia trong lónh vöïc naøy ñaõ nghieân cöùu vaø ñöa ra nhieàu daïng keát caáu nhö: caàu BTCT nhòp giaûn ñôn daàm I, T, Super Tee, caàu BTCT lieân tuïc ñuùc haãng caân baèng, caàu giaøn theùp ñi treân hay ñi döôùi, caàu voøm hay caàu theùp – BTCT lieân hôïp… ÔÛ ñaây, chuùng toâi seõ ñeà caäp moät soá vaán ñeà lieân quan tôùi keát caáu caàu Theùp – BTCT lieân hôïp nhòp giaûn ñôn. Keát caáu nhòp Theùp - BTCT lieân hôïp laø daïng keát caáu laøm töø vaät lieäu theùp vaø beâ toâng coát theùp ñöôïc lieân keát chaët cheõ vôùi nhau ñeå cuøng tham gia chòu löïc. Vaät lieäu coát theùp ôû ñaây thöôøng laø caùc loaïi theùp hình, daøn, khung, voøm (ít gaëp) hay toå hôïp töø theùp taám (loaïi daàm theùp tieát dieän hoäp); vaät lieäu beâ toâng coát theùp coù theå laø beâ toâng coát theùp thöôøng hoaëc öùng suaát tröôùc. Keát caáu nhòp Theùp - BTCT lieân hôïp hay gaëp nhaát döôùi daïng daàm theùp lieân hôïp vôùi baûn maët caàu beâ toâng coát theùp. Daàm coù theå laøm döôùi daïng daàm ñôn giaûn khi nhòp nhoû vaø vöøa, hoaëc daàm lieân tuïc khi nhòp lôùn. Hình 1: Caùc daïng thöùc keát caáu nhòp theùp – BTCT lieân hôïp Phaân tích söï phaùt trieån kyõ thuaät cuûa ngaønh xaây döïng caàu cho thaáy keát caáu nhòp theùp – BTCT lieân hôïp ñöôïc saûn sinh ra töø ba xu höôùng: - Söû duïng ngaøy caøng roäng raõi beâ toâng coát theùp nhaèm tieát kieäm theùp Söï hoaøn chænh phaàn maët caàu, duøng maët caàu baûn BTCT, maùng ñaù daêm BTCT (trong caàu xe löûa) coù chaát löôïng söû duïng toát vaø tuoåi thoï cao. 1 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao - GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Söï coá gaéng taïo keát caáu nhòp thaønh moät keát caáu khoâng gian laøm vieäc nhö moät keát caáu toaøn khoái thoáng nhaát chöù khoâng phaûi laø laép gheùp caùc keát caáu phaúng laøm vieäc rieâng reõ. Keát caáu nhòp theùp beâ toâng coát theùp lieân hôïp thoâng thöôøng ñöôïc thi coâng theo hai böôùc: - Böôùc thöù nhaát laø thi coâng laép gheùp phaàn theùp Böôùc thöù hai laø thi coâng phaàn baûn beâ toâng coát theùp Theo caùch thoâng thöôøng naøy thì ban ñaàu chæ coù moät phaàn theùp gaùnh chòu troïng löôïng baûn thaân noù vaø troïng löôïng phaàn beâ toâng coát theùp. Sau khi phaàn beâ toâng coát theùp coù söï lieân keát chaéc chaén vôùi phaàn theùp, keát caáu lieân hôïp theùp beâ toâng coát theùp môùi baét ñaøu laøm vieäc döôùi taûi troïng coøn laïi. Ñoái vôùi keát caáu beâ toâng coát theùp lieân hôïp (böôùc 2), ngöôøi ta coù theå gaây taïo hoaëc ñieàu chænh ñeå cho noäi löïc do tónh taûi vaø caùc taûi troïng phaân phoái laïi giöõa phaàn theùp vaø beâ toâng coát theùp, sao cho vieäc söû duïng vaät lieäu ñaït hieäu quaû cao nhaát. Chaúng haïn duøng bieän phaùp kích taïi giöõa nhòp cuûa daàm khi chöa laép gheùp baûn maët caàu trong daàm lieân hôïp. II/ CAÙC DAÏNG KEÁT CAÁU DAÀM THEÙP – BTCT LIEÂN HÔÏP 1. Caàu daàm theùp tieát dieän theùp hình (daàm I): Ñoái vôùi caàu coù nhòp nhoû (≤ 30m) thì coù theå duøng theùp hình caùn. Caùc loaïi daàm theùp thöôøng duøng cho daàm theùp thöôøng laø tieát dieän I hoaëc I caùnh roäng, coù chieàu cao tôùi 1000mm. Daàm theùp caùn thöôøng laø tieát dieän ñoái xöùng keùp, bieân treân vaø bieân duôùi coù chieàu daøy vaø chieàu roäng caùnh baèng nhau. Vaùch thöôøng coù chieàu daøy ñuû ñeå chòu löïc caét vaø choáng maát oån ñònh khoâng caàn nhieàu söôøn taêng cöôøng. Khi caàn taêng cöôøng chieàu daøy baûn bieân coù theå laép theâm baûn theùp vaøo bieân döôùi. Ñoái vôùi caùc nhòp lôùn, ñeå ñaûm baûo trieät ñeå söû duïng khaû naêng laøm vieäc cuûa taát caû vaät lieäu caáu thaønh tieát dieän thöôøng duøng tieát dieän gheùp baèng caùc taám theùp. Caùc daïng tieát dieän ngang thöôøng duøng: Hình 2: Baûn maët caàu keâ leân daàm doïc vaø daàm chuû Hình 3: Tieát dieän daàm theùp beâ toâng coát theùp lieân hôïp 2 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy 2. Caàu daàm theùp tieát dieän hoäp: Caàu daàm theùp tieát dieän hôïp thích hôïp cho caùc nhòp daàm giaûn ñôn > 25m hoaëc caàu daàm lieân tuïc nhòp > 36m. Caàu daàm theùp tieát dieän hôïp coù theå coù hai hay nhieàu tieát dieän ngang kín rieâng reõ, beân treân coù baûn BTCT. Vaùch coù theå ñöùng hoaëc xieân: vaùch xieân coù öu ñieåm laø baûn ñaùy ñeïp hôn. Daàm theùp tieát dieän hoäp coù nhieàu ñieåm noåi baät: - Tieát dieän ngang kín neân coù ñoä cöùng vaø cöôøng ñoä choáng xoaén cao so vôùi tieát dieän I hôû laøm baèng coát theùp caùn hoaëc daàm gheùp. - Ñoä cöùng choáng xoaén cao, thích hôïp vôùi caùc caàu cong chòu moment xoaén lôùn. Caùc loaïi daàm coù tieát dieän hoäp thöôøng söû duïng: Hình 4: Daàm theùp – BTCT lieân hôïp tieát dieän hoäp III/ ÖU NHÖÔÏC ÑIEÅM CUÛA KEÁT CAÁU NHÒP THEÙP – BTCT LIEÂN HÔÏP Öu ñieåm: - - Vôùi keát caáu nhòp theùp coù maët caàu BTCT thì neáu söû duïng maët caàu lieân hôïp seõ tieát kieäm theùp khoaûng 15 ÷ 20%. Söï lieân keát chaët cheõ giöõa keát caáu nhòp vaø maët caàu BTCT laøm cho ñoä cöùng cuûa keát caáu cuõng ñöôïc taêng leân. Ngoaøi ra, coøn taän duïng toát khaû naêng chòu neùn cuûa beâ toâng vaø chòu keùo cuûa theùp. Thi coâng nhanh, thieát bò ñôn giaûn Troïng löôïng keát caáu caàu nheï hôn caàu beâ toâng coát theùp neân giaûm ñöôïc giaù thaønh xöû lyù neàn moùng Söûa chöõa, taêng cöôøng deã daøng Vôùi caàu xe löûa, ñoä cöùng trong caû phöông ñöùng vaø phöông ngang cuûa keát caáu nhòp cuõng taêng hôn khi söû duïng loaïi keát caáu naøy thay cho loaïi maët caàu laø taø veït goã ñaët tröïc tieáp. Nhöôïc ñieåm: - - Ñoái vôùi nhòp beâ toâng coát theùp thì loaïi keát caáu nhòp Theùp - BTCT lieân hôïp chæ ôû phaàn maët caàu thöôøng toán theùp hôn töø khoaûng 1.5 ÷ 3 laàn. Nhòp caøng lôùn thì söï cheânh leäch veà khoái löôïng theùp söû duïng caøng giaûm bôùt ñi do tónh taûi troïng löôïng baûn thaân keát caáu nhòp BTCT taêng raát nhieàu. Phaûi thöôøng xuyeân duy tu, baûo döôõng phaàn daàm theùp do hieän töôûng ræ cuûa caùc caáu kieän theùp khoâng coù beâ toâng bao boïc. Khoâng thích hôïp xaây döïng ôû vuøng bieån (neáu khoâng coù bieän phaùp choáng aên moøn cho caû beâ toâng vaø theùp). 3 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao - GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Vôùi keát caáu Theùp – BTCT lieân hôïp nhòp lieân tuïc, gaëp nhieàu khoù khaên trong vieäc khaéc phuïc moâ men aâm ôû baûn maët caàu (baûn chòu keùo). IV. KEÁT CAÁU NHÒP THEÙP BTCT: 1/ Keát caáu nhòp theùp – BTCT thoâng thöôøng: Ngöôøi ta duøng thuaät ngöõ keát caáu nhòp Theùp – BTCT lieân hôïp thoâng thöôøng ñeå chæ caùc keát caáu khoâng coù söï gaây taïo hoaëc ñieàu chænh öùng suaát. Do baûn beâ toâng tham gia chòu löïc neân chieàu cao daàm theùp seõ coù kích thöôùc nhoû hôn vaø cuï theå nhö sau: Ñoái vôùi nhòp giaûn ñôn ta coù: h 1 1 = ÷ l 16 25 Ñoái vôùi keát caáu lieân tuïc hoaëc muùt thöøa tyû soá naøy coøn nhoû hôn. - Nhòp döôùi 100m Æ h 1 1 = ÷ l 20 30 - Nhòp treân 100m Æ h 1 1 vaø taïi goái laø = ÷ l 40 50 h 1 1 = ÷ l 15 20 Trong ñoù: l : Chieàu daøi nhòp (m) h : Chieàu cao daàm chuû (m). Baûn beâ toâng tuøy thuoäc vaøo ñoà aùn thieát keá nhöng thoâng thöôøng daøy 14 ÷ 16 cm, vaø khi khoaûng caùch giöõa caùc daàm lôùn 5 ÷ 6m coù theå tôùi 20 ÷ 22 cm hoaëc hôn theá nöõa. Ñoái vôùi keát caáu nhòp ñôn giaûn, baûn beâ toâng coát theùp naèm ôû bieân treân hoaøn toaøn chæ laøm vieäc chòu eùp neân caáu taïo khoâng coù gì ñaëc bieät. Trong keát caáu nhòp lieân tuïc vaø muùt thöøa, ôû khu vöïc moâmen aâm baûn BTCT ôû treân seõ rôi vaøo khu vöïc chòu keùo, veà maët caáu taïo phaûi coù caùch xöû lyù rieâng. 2/ Keát caáu nhòp theùp – BTCT lieân hôïp coù söï gaây taïo vaø ñieàu chænh öùng suaát: Caáu taïo cuûa caùc keát caáu nhòp loaïi naøy veà cô baûn khoâng coù gì ñaëc bieät. Phöông phaùp gaây taïo vaø ñieàu chænh öùng suaát ñöôïc thöïc hieän nhôø caùc bieän phaùp kyõ thuaät trong quaù trình thi coâng, sau khi ñaõ xaây döïng hoaøn chænh coâng trình thì sô ñoà vaø caáu taïo cuûa keát caáu veà cô baûn khoâng khaùc so vôùi keát caáu theùp – BTCT thoâng thöôøng. Coù nhieàu bieän phaùp kyõ thuaät ñeå gaây taïo vaø hieäu chænh öùng suaát tuøy theo keát caáu nhòp ñôn giaûn, lieân tuïc hoaëc muùt thöøa… Caùc vaán ñeà naøy seõ ñöôïc ñeà caäp ôû chöông VI. V/ CAÙC BIEÄN PHAÙP LIEÂN HÔÏP DAÀM VAØ BAÛN Tieát dieän lieân hôïp noùi leân söï laøm vieäc cuøng nhau giöõa theùp vaø BTCT nhö moät tieát dieän thoáng nhaát khoâng coù hieän töôïng tröôït giöõa caùc maët tieáp xuùc. Tuy nhieân, söï dính keát giöõa baûn beâtoâng vaø daàm theùp laø khoâng ñuû vaø khoâng ñaùng tin caäy ñeå taïo ra söùc choáng caét cho tieát dieän lieân hôïp. Do ñoù ñeå choáng tröôït vaø taùch giöõa taám BTCT vôùi keát caáu theùp döôùi taùc ñoäng cuûa taûi 4 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy troïng, söï thay ñoåi nhieät ñoä, hieän töôïng co ngoùt cuûa beâ toâng… caàn coù caùc bieän phaùp cô hoïc ñoù laø duøng neo. Coù nhieàu loaïi neo ñöôïc aùp duïng ñeå choáng laïi löïc caét ngang taïi maët tieáp xuùc giöõa theùp vaø baûn beâ toâng nhö sau: a) Neo cöùng: Tieáp nhaän löïc tröôït töø baûn truyeàn vaøo neo lôùn, xuaát hieän ñaàu tieân taïi Lieân Xoâ cuõ vaø ñöôïc öùng duïng khaù roäng raõi. Caùc neo loaïi naøy thöôøng laøm töø caùc ñoaïn theùp goùc coù haøn theâm caùc söôøn taêng cöôøng hoaëc caùc ñoaïn theùp hình khaùc nhau. Hình 5: Moät soá daïng neo cöùng thöôøng duøng ôû Lieân Xoâ cuõ. Hình 6: Moät soá loaïi neo cöùng keát hôïp vôùi neo meàm laøm taêng khaû naêng choáng tröôït vaø taùch b) Neo meàm: Loaïi neo coù ñoä cöùng nhoû hôn neo cöùng, giaûm löïc tröôït taäp trung töø baûn sang daàm (soá löôïng boá trí nhieàu hôn neo cöùng). Loaïi naøy coù theå laø caùc thanh theùp troøn coù muõ ñöôïc haøn dính vaøo maët bieân daàm theùp hoaëc caùc ñoaïn coát theùp hình quai sanh caùc ñoaïn theùp hình L, I… Hình 7: Caùc loaïi neo meàm 5 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy c) Neo baèng coát theùp: Laøm töø theùp troøn vôùi nhöõng nhaùnh ñôn nghieâng, do ñaët cheùo treân maët baèng neân ñaûm baûo chòu öùng suaát keùo chính toát hôn. ÔÛ loaïi naøy thöôøng coù caùc loaïi theùp thuoäc heä thoáng Alpha, coát theùp xieân… (b) (a) Hình 8: (a) Loaïi neo coát theùp ñaët nghieâng kieåu quai sanh (ñaây cuõng laø moät loaïi neo meàm) (b) Heä thoáng neo “Alpha” d) Neo baèng buloâng cöôøng ñoä cao: Thoâng thöôøng söû duïng buloâng cöôøng ñoä cao ñeå lieân keát baûn BTCT vaø keát caáu theùp khi baûn laép gheùp. Söï truyeàn löïc giöõa baûn BTCT vaø keát caáu theùp nhôø ma saùt ôû maët tieáp giaùp giöõa chuùng. Söï lieân keát caøng hieäu quaû neáu tröôùc khi ñaët baûn coù caáu taïo moät lôùp moûng vöõa xi maêng vaø ñaëc bieät toát neáu laø lôùp vöøa keo epoxy. Caàn chuù yù laø löïc eùp xít truyeàn töø buloâng cöôøng ñoä cao leân taám baûn raát lôùn, cho neân phaûi coù giaûi phaùp ñeå beâtoâng baûn khoâng bò eùp vôõ. Hình 9 e) Neo pec-fo-boân: Neo pec-fo-boân thuoäc daïng neo cöùng, laøm töø caùc ñoaïn baûn theùp daïng neo lieân tuïc nhöng coù loã khoeùt. Caùc loã khoeùt raát thuaän lôïi khi caàn boá trí coát theùp baûn ñoàng thôøi caøng taêng khaû naêng lieân keát giöõa baûn vaø daàm theùp. • Tính toaùn löïc taùc duïng leân neo: Neo laøm vieäc vôùi: - Löïc tröôït khi daàm chòu uoán döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng thaúng ñöùng - Löïc tröôït phaùt sinh ôû caùc ñaàu daàm do co ngoùt vaø nhieät ñoä thay ñoåi khoâng ñeàu - Löïc tröôït cuïc boä do taûi troïng thaúng ñöùng taïi nhöõng nôi tieát dieän daàm thay ñoåi, hoaëc do coát theùp öùng suaát tröôùc, hoaëc do löïc kích ñaët tröïc tieáp - Löïc boùc taïi caùc ñaàu daàm do co ngoùt vaø nhieät ñoä thay ñoåi khoâng ñeàu Ö Töø ñoù tính toaùn ñoä beàn cuûa neo vaø phaân boá neo cho caùnh bieân cuûa daàm theùp. Khi beâ toâng baûn maët caàu ñaït cöôøng ñoä yeâu caàu thì toaøn boä neo, baûn BTCT, daàm theùp taïo neân moät daàm coù tieát dieän lieân hôïp hoaøn chænh. 6 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao • GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Moät soá hình aûnh veà thí nghieäm söùc khaùng tröôït cuûa neo: Hình 10: (a) Moät kieåu thí nghieäm duøng kích taïo löïc ngang gaây tröôït giöõa baûn beâ toâng (beân döôùi) vaø daàm theùp (beân treân). (a) (b) Kieåu thí nghieäm neo caû hai baûn beâ toâng vaøo daàm theùp (nhö hình beân), sau ñoù gaây taïo löïc töø treân xuoáng. (b) • Keát quaû thí nghieäm moät loaïi neo meàm (Headed Stud Connectors): (b) (a) Hình 11: (a) Maãu sieâu aâm töø thí nghieäm söùc khaùng tröôït cuûa neo (b) Phaân tích löïc vaø öùng suaát gaây nöùt baûn beâ toâng. Löu yù: ÖÙng suaát trong daàm theùp-BTCT lieân hôïp do nhieät ñoä thay ñoåi phaùt sinh do caùc boä phaän rieâng reõ cuûa tieát dieän lieân hôïp bò hun noùng hoaëc laïnh ñi khoâng nhieàu. Thoâng thöôùng xeùt hai tröôøng hôïp: nhieät ñoä theùp cao hôn beâ toâng coát theùp tmax = 30oC, hoaëc nhieät ñoä theùp thaáp hôn nhieät ñoä BTCT tmax =15 0C. Öùng suaát do co ngoùt cuûa beâ toâng baûn neáu coù xeùt aûnh höôûng cuûa töø bieán thì öùng suaát phuï do co ngoùt ñöôïc giaûm phaân nöûa. 7 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy VI/ CAÙC BIEÄN PHAÙP ÑIEÀU CHÆNH ÖÙNG SUAÁT TRONG KEÁT CAÁU BTCT LIEÂN HÔÏP NHÒP GIAÛN ÑÔN. 1. Söï caàn thieát cuûa ñieàu chænh öùng suaát: Muïc ñích cuûa vieäc gaây taïo vaø ñieàu chænh öùng suaát trong keát caáu nhòp theùp - BTCT lieân hôïp laø nhaèm taän duïng söï laøm vieäc cuûa btct giaûm bôùt söï laøm vieäc cuûa phaàn theùp vaø do ñoù tieát kieäm theùp hôn. 2. Caùc caùch gaây taïo vaø ñieàu chænh öùng suaát trong keát caáu theùp btct nhòp giaûn ñôn. Coù nhieàu caùch gaây taïo vaø ñieàu chænh öùng suaát trong keát caáu theùp - BTCT lieân hôïp (aùp duïng caùch naøo laø tuyø ñaëc ñieåm thi coâng keát caáu, ñieàu kieän töï nhieân khu vöïc, khaåu ñoä nhòp): - Caùch 1: kích naâng daàm treân truï taïm taïo ñoä voàng, sau khi baûn btct ñaït cöôøng ñoä thì giaûi phoùng kích. caùch naøy thöôøng ñöôïc aùp duïng ñoái vôùi khu vöïc coù thuyû vaên khoâng phöùc taïp. - Caùch 2: keát hôïp kích naâng treân truï taïm vaø chaát taûi ñeå coù theå gaây taïo öùng suaát lôùn hôn. 3. Caùc giai ñoaïn laøm vieäc cuûa keát caáu btct lieân hôïp (thi coâng khoâng giaøn giaùo) Giai ñoaïn 1: töông öùng vôùi söï laøm vieäc cuûa daàm theùp, taûi troïng laø troïng löôïng baûn thaân vaø baûn btct. Giai ñoaïn 2: töông öùng söï laøm vieäc cuûa daàm theùp lieân hôïp baûn btct, taûi troïng laø caùc lôùp maët caàu, lan coù theå, leà boä haønh vaø hoaït taûi. 4. Ñieàu chænh öùng suaát trong daàm theùp – btct lieân hôïp nhòp giaûn ñôn: Khaùc vôùi ñoå bt treân giaøn giaùo, daàm theùp ôû giai ñoaïn 1 gaàn nhö khoâng chòu 1 taûi troïng naøo (do giaøn giaùo ñaûm nhieäm), khi bt khoâ cöùng laø ñaûm baûo truyeàn toaøn boä taûi troïng leân keát caáu lieân hôïp. ÔÛ ñaây, thi coâng khoâng caàn laøm giaøn giaùo maø duøng bieän phaùp gaây taïo vaø ñieàu chænh noäi löïc trong keát caáu nhòp lieân hôïp ñaõ coù keát quaû raát khaû quan. Vaán ñeà cô baûn cuûa vieäc ñieàu chænh noäi löïc vaø öùng suaát trong daàm theùp – btct lieân hôïp laø coá gaéng ñöa baûn veà laøm vieäc nhieàu hôn, ñeå giaûm bôùt söï chòu löïc cuûa daàm theùp, giaûm kích thöôùc vaø troïng löôïng cuûa tieát dieän lieân hôïp. Trong caùc keát caáu nhòp giaûn ñôn caàu oâ toâ thi coâng khoâng coù söï ñieàu chænh öùng suaát thöôøng cöôøng ñoä beâ toâng khoâng ñöôïc söû duïng heát. Nguyeân nhaân, moät maët do caàu oâ toâ roäng neân dieän tích baûn beâ toâng lôùn, maët khaùc tónh taûi aùp duïng trong giai ñoaïn 1 chæ do daàm theùp chòu. ÔÛ ñieàu kieän thuyû vaên khoâng phöùc taïp vaø keát caáu nhòp khoâng lôùn laém, phöông phaùp phoå bieán ñeå ñöa baûn vaøo laøm vieäc nhieàu hôn vaø giaûi taûi troïng cho daàm theùp laø duøng caùc truï taïm ñeå kích. Kích daàm taïi giöõa nhòp coù theå taïo ra phaûn löïc C vôùi trò soá cho tröôùc vaø giaûm bôùt söï laøm vieäc cuûa daàm theùp ôû giai ñoaïn 1. ÔÛ ñaây, bieåu ñoà moâmen trong giai ñoaïn l laø hieäu caùc bieåu ñoà moâmen do tónh taûi g1 vaø do phaûn löïc C: m1= g1*l2/2 – C*l/4. vôùi – g1: tónh taûi giai ñoaïn 1 - l: chieàu daøi nhòp. 8 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy g1 C + Mc C*l/4 g1*l*l/8 Mg1 + Mg1 + Mc BIEÅU ÑOÀ MOÂMEN GÑ1 Hình 12 Sau khi thi coâng baûn vaø lieân keát cho chuùng cuøng laøm vieäc vôùi daàm theùp seõ thoâi kích. Laøm nhö vaäy coù taùc duïng nhö ñaët vaøo keát caáu moät löïc taäp trung C höôùng töø treân xuoáng döôùi. Bieåu ñoà moâmen trong giai ñoaïn 2 seõ laø toång coäng moâmen do löïc C, do tónh taûi g2 vaø do hoaït taûi. C g2+HT2 C*l/4 + + + Mc Mt2 + Mh2 Mt2 + Mh2 + Mc BIEÅU ÑOÀ MOÂMEN GÑ2 Hình 13 Ñieàu chænh nhö theá cho pheùp coù theå chuyeån taùc duïng cuûa phaàn tónh taûi daàm giai ñoaïn 1 sang giai ñoaïn 2, khi baûn cuøng tham gia chòu löïc vôùi daàm. Khi ñoù caàn haïn cheá öùng suaát trong beâtoâng baûn bôûi bieán daïng ñaøn hoài ñeå traùnh bieán daïng quaù lôùn. 9 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Khi choïn löïc C ñeå ñieàu chænh öùng suaát phaûi ñaûm baûo C ≤ g1*l ñeå caùc daàm khoâng bò nhaác boång leân khoûi goái. Neáu caàn thieát phaûi choïn C > g1*l thì coù theå chaát taûi taïm thôøi keân caùc ñaàu daàm laøm ñoái troïng. daàm theùp truï caàu truï taïm ñoái troïng ñoái troïng daàm theùp truï caàu truï taïm Hình 14: Ñieàu Chænh Öùng Suaát Trong Nhòp Giaûn Ñôn VII/ PHAÂN TÍCH AÛNH HÖÔÛNG CUÛA TÖØ BIEÁN, CO NGOÙT VAØ THAY ÑOÅI NHIEÄT ÑOÄ LEÂN DAÀM THEÙP – BTCT LIEÂN HÔÏP: 1/ TÍNH TOAÙN AÛNH HÖÔÛNG TÖØ BIEÁN CUÛA BEÂTOÂNG: Quan heä giöõa bieán daïng vaø öùng suaát do töø bieán cuûa beâtoâng: Trong keát caáu theùp beâtoâng coát theùp lieân hôïp hieän töôïng töø bieán cuûa beâtoâng daãn ñeán söï phaân phoái laïi noäi löïc giöõa beâtoâng vaø theùp, keøm theo söï giaûm öùng suaát trong beâtoâng. Coù nhieàu phöông phaùp tính tôùi töø bieán trong keát caáu theùp beâtoâng coát theùp lieân hôïp. Nhieàu taùc giaû phöông Taây xeùt töø bieán ñoàng thôøi vôùi söï xuaát hieän co ngoùt cuûa beâtoâng vaø co ngoùt naøy laïi aûnh höôûng ñeán töø bieán. Caùc phöông phaùp tính naøy raát phöùc taïp. Phöông phaùp tính tôùi töø bieán trong keát caáu theùp beâtoâng coát theùp lieân hôïp do giaùo sö E.E.Gibshman nghieân cöùu töông ñoái ñôn giaûn hôn, döïa treân giaû thieát laø bieán daïng vaø öùng suaát khi töø bieán tuaân theo cuøng quy luaät. Giaùo sö E.E.Gibsman coøn ñöa ra moät phöông phaùp tính gaàn ñuùng vaø ñôn giaûn nhaát döïa vaøo moâñun ñaøn hoài coù hieäu Eeff=0,4EC. Döôùi ñaây giôùi thieäu phöông phaùp tính cuûa giaùo sö N.N.Strelesky ñaõ ñöôïc chaáp nhaän trong quy phaïm CHИΠ – 84 cuûa Lieân Xoâ cuõ tính keát caáu nhòp theùp beâtoâng coát theùp lieân hôïp coù teân goïi “phöông phaùp baûn moûng” döïa treân cô sôû phöông phaùp tính cuûa Gibshman nhöng coù ñôn giaûn ñi ñoâi chuùt. Xeùt söï laøm vieäc cuûa daàm lieân hôïp döôùi taûi troïng tónh. Caét moät ñoaïn L coù caùc ñaëc tröng hình hoïc khoâng ñoåi (hình 3-6). Kyù hieäu ñoái vôùi möùc troïng taâm tieát dieän beâtoâng: σ C′ (0) _ öùng suaát ban ñaàu luùc eùp; 10 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao ε C′ (0) = σ C′ (0) EC GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy - bieán dang töông ñoái luùc ban ñaàu; ηC -bieán daïng deûo töông ñoái do töø bieán; σ CCR -öùng suaát do töø bieán (ñoä giaûm öùng suaát); ξ CR C = σ CCR EC - bieán daïng ñaøn hoài töông ñoái do söï giaûm öùng suaát; ε CCR = ηC − ξCCR -ñoä taêng bieán daïng töông ñoái do xuaát hieän töø bieán; Beân caïnh ñoù ta xaùc ñònh caùc thoâng soá töø bieán sau ñaây: Hình 15: Söï laøm vieäc cuûa moät ñoaïn daàm lieân hôïp σ CCR Thoâng soá veà thay ñoåi öùng suaát trong beâ toâng: α = − σ C′ (0) Thoâng soá veà thay ñoåi bieán daïng töông ñoái trong beâtoâng: ε CR η − ξ CR β= C = C C ε C′ (0) ε C′ (0) Moâñun ñaøn hoài coù hieäu cuûa beâtoâng: σ C′ (0) − σ CCR σ C′ (0) − σ CCR Eeff = = ε C′ (0) + ε CCR ε C′ (0) + ηC − ξCCR Döôùi taùc duïng cuûa σ C′ (0) trong beâtoâng (khoâng lieân keát vôùi theùp) thì bieán daïng töông ñoái (töï do) do töø bieán qua thôøi gian t seõ laø: σ′ ηC (t ) = ϕ K ε C′ (0) (1 − e − kt ) = ϕ K C (0) (1 − e− kt ) EC Trong ñoù: ϕ k -ñaëc tröng töø bieán, baèng tyû soá giöõa bieán daïng cuoái cuøng (khi töø bieán töï do) treân bieán daïng ñaøn hoài. Thöôøng coù theå laáy ϕ k = 1,5. k – heä soá bieåu thò toác ñoä xuaát hieän töø bieán. Trong thôøi gian dt seõ coù gia taêng cuûa bieán daïng töông ñoái do töø bieán: ϕ σ′ dηC = K C(0) (-k)e-kt dt EC Nhöng trong keát caáu theùp beâtoâng lieân hôïp, töø bieán xuaát hieän khoâng töï do vaø do ñoù öùng suaát trong beâtoâng seõ laø moät ñaïi löôïng thay ñoåi theo thôøi gian σ′C (t) . Neáu coi raèng öùng suaát do töø bieán cuõng thay ñoåi theo quy luaät cuûa bieán daïng do töø bieán vaø coi σCR laø ñaïi löôïng döông: C CR -kt σ CR C (t)=σ C (1-e ) CR -kt ′ σ′C (t)=σ′C(0) -σCR C (t)=σ C(0) -σ C (1-e ) Thay giaù trò cuûa σ′C (t) vaøo bieåu thöùc cuûa gia soá bieán daïng ôû treân: 11 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao dηC = GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy ϕK ⎡ σ′C(0) -σ CCR (1-e-kt ) ⎤ ke-kt dt EC ⎣ ⎦ Laáy tích phaân: t ηC (t ) = ∫ dηC = 0 ϕK ⎡ ⎤ σ CR C ′ σ (1-e-kt ) ⎥ (1-e-kt )-kt ⎢ C(0) E C ⎢⎣ 2 ⎥⎦ Khi t = ∞ (thöôøng t = 2÷3 naêm) ϕK ⎛ σCR C ηC = ⎜⎜ σ′C(0) EC ⎝ 2 ⎞ ⎟⎟ ⎠ (a) Trong phöông trình (a) coù 2 aån soá ηC vaø σCR neân phaûi tìm moät lieân heä thöù hai giöõa C chuùng ñeå giaûi. Ñoù laø ñoä bieán daïng ñaøn hoài cuûa phaàn theùp (vaø caû coát theùp trong baûn) cuøng vôùi beâtoâng vaãn tuaân theo luaät tieát dieän phaúng. CR Treân ñoaïn L bieán daïng laø ε CR C L=(ηC -ξ C )L . Neáu boû qua ñoä cöùng cuûa baûn (giaû thieát baûn moûng) ñoái vôùi truïc cuûa noù thì taùc duïng cuûa beâtoâng do töø bieán gaây ra moät löïc eùp N CR ñaët ôû C möùc troïng taâm tieát dieän beâtoâng, vaø ngöôïc laïi do aûnh höôûng cuûa phaàn theùp thì beâtoâng cuõng bò löïc keùo giaù trò N CR C cuõng ñaët taïi ñieåm aáy. N CR C = (η C -ξ CR C )L ξ ST,C (b) 2 LZC,ST L Vôùi δST,C = -bieán daïng ñaøn hoài cuûa theùp trong ñoaïn L khi coù löïc eùp ñôn + E C FST E S IST vò ñaët taïi möùc troïng taâm cuûa beâtoâng (giaû thieát khoâng coù phaàn beâtoâng). σ CR L CR CR C =σ F Chuù yù raèng N CR vaø ñoàng thôøi kyù hieäu ξ C,C = -bieán daïng ñaøn ξ = C C C C E C FC EC hoài cuûa beâtoâng trong ñoaïn L do löïc ñôn vò, töø (a) vaø (b) seõ giaûi ra ñöôïc: 2ϕK δC,C σ′C(0) 2(δST,C +δC,C ) + ϕK δC,C 2ϕK (δST,C +δC,C ) ηC = ε′C(0) 2(δST,C +δC,C )+ϕK δC,C σ CR C =- Töø ñoù seõ coù caùc thoâng soá töø bieán: α= β= 2ϕ K δC,C (2+jK )δC,C +2δST,C 2ϕ K δST,C ; ; (2+ϕ K )δC,C +2δST,C 2δST,C + (2 − ϕ K )δC,C E eff = EC 2(1+ϕK )δST,C +(2+ϕK )δC,C 12 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Trong nhöõng tröôøng hôïp daàm theùp BTCT lieân hôïp caáu taïo baûn beâtoâng coù söôøn daàm (hình 15) nhö ôû caàu Beán Chang thì khoâng theå aùp duïng lyù thuyeát baûn moûng, maø phaûi keå tôùi ñoä cöùng choáng uoán cuûa caû baûn. NCS Nguyeãn Bình Haø theo ñöôøng loái “phöông phaùp baûn moûng” ñaõ xaây döïng “phöông phaùp baûn coù ñoä cöùng” döôùi ñaây vaø cho keát quaû hôïp lyù ñaùng tin caäy. Haõy xem xeùt baét ñaàu cuûa hieän töôïng töø bieán töï do. Neáu trong beâtoâng chòu taùc sñoäng cuûa öùng suaát σ C (do taûi troïng thöôøng xuyeân), thì bieán daïng töông ñoái cuûa töø bieán töï do phaùt trieån theo thôøi gian t ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Dishinger sau ñaây: ϕ ϕ ηC(t) =ηC (1-e-kt ) = K σ C (1-e-kt ) Khi t → ∞ ⇒ ηC = K σ C EC EC Trong ñoù: k – tham soá toác ñoä taét daàn cuûa töø bieán; φK – ñaëc tröng cuoái cuøng cuûa töø bieán, ϕ K = ηC ; εC ηC – bieán daïng töông ñoái cuoái cuøng cuûa töø bieán töï do cuûa beâtoâng; εC – bieán daïng töông ñoái ñaøn hoài cuûa chính öùng suaát neùn σC; EC – moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng. η Troïng taâm beâ toâng 2 2 1 1 ξ ε σaCR σcCR σST,TOCR εST,TOCR σcfCR εST σST,BOCR ε Bieåu ñoà bieán daïng Bieåu ñoà öùng suaát Hình 16: Bieåu ñoà bieán daïng vaø öùng suaát do töø bieán gaây ra Trong keát caáu daàm theùp lieân hôïp vôùi baûn BTCT döôùi taùc duïng cuûa tónh taûi thöôøng xuyeân, chuùng ta xeùt ñoaïn coù chieàu daøi L, maët caét ngang khoâng thay ñoåi. Taïi troïng taâm maët caét ngang chòu neùn cuûa beâtoâng coù: ÖÙng suaát chòu neùn ban ñaàu (σC(0)) vaø töông öùng coù bieán daïng töông ñoái ñaøn hoài ban σ ñaàu co ngaén cuûa BT: ε C(0) = C(0) ; EC ϕ Nhö vaäy bieán daïng töø bieán töï do seõ laø: η C(t) = K σ C(0) (1-e -kt ); EC Vaø ñoä gia taêng cuûa töø bieán seõ laø: dη C = ϕK EC σ C (0) ke -kt dt; Nhöng thöïc ra σC(0) laïi thay ñoåi do coù töø bieán vaø laø σC(t); 13 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Caên cöù theo giaû thieát cuûa E.E.Gibshman theo thôøi gian söï phaùt sinh öùng suaát do töø bieán, thay ñoåi theo chính quy luaät cuûa bieán daïng: σ CC R(t) =σ CC R (1-e -kt ) Nhö vaäy öùng suaát trong baûn BTCT ñöôïc bieåu thò baèng coâng thöùc: CR -kt σ C(t) =σ C(0) -σ CR ) C(t) =σ C(0) -σ C (1-e Trong ñoù: σCR - Söï giaûm cuoái cuøng cuûa öùng suaát neùn do töø bieán vaø töông öùng coù bieán C daïng töông ñoái ñaøn hoài cuoái cuøng do söï giaûm öùng suaát trong beâtoâng: σ CR ξ CC R = C EC ε CR C Ñoä taêng bieán daïng töông ñoái cuûa beâtoâng do xuaát hieän töø bieán: =η C -ξ CCR CR C Nhieäm vuï cuûa chuùng ta laø tìm ñöôïc quan heä: =-ασ C (0) σ ε CC R = β ε C (0) Ta coù theå vieát laïi bieåu thöùc cuûa ñoä gia taêng töø bieán nhö sau: ϕ d η C = K ⎡ σ C (0 ) -σ CC R (1 -e -k t ) ⎤ k e -k t d t ⎣ ⎦ EC Laáy tích phaân leân ñeå coù bieán daïng khoâng töï do cuûa töø bieán theo thôøi gian trong khoaûng thôøi gian töø 0 ÷ t: ηC ( t ) = t ϕK ⎡ ϕ CR -kt ⎤ -kt σ C(0) -σ C (1-e ) ke dt = ∫ K ⎡σ C(0) -σ CR (1-e-kt ) ⎤ d(1-e-kt ) = ∫ dηC = ∫ C ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ t t 0 0 EC ϕK ⎡ -kt CR ⎢ σ C(0) (1-e )-σ C EC ⎣ 0 ( t ⎡ 1-e -kt ϕK (1-e -kt ) 2 ⎤ -kt CR (1-e ) ⎢ σ C(0) -σ C ⎥ = 2 2 ⎢⎣ ⎦0 EC ( ⎡ 1-e -kt CR = (1-e ) ⎢ σ C(0) -σ C EC 2 ⎢⎣ ϕK -kt EC ) ⎤⎥ ) ⎤⎥ t ⎥⎦ 0 ⎥⎦ ⎞ σ CR C ⎜⎜ σ C(0) ⎟ EC ⎝ 2 ⎟⎠ Maët khaùc xeùt traïng thaùi tieát dieän sau khi xuaát hieän töø bieán, noäi löïc trong tieát dieän phaûi töï caân baèng neân ta coù: Khi t = ∞ seõ coù η C = ϕK ⎛ CR CR N CR C =N ST =σ C FC vaø CR CR M CR =σ CR C +M ST =M C FC z ST.C Trong ñoù: CR N CR C ,N ST − Löïc taùc duïng vaøo phaàn beâtoâng, phaàn theùp; CR M CR C ,M ST − Moâ men taùc duïng vaøo phaàn beâtoâng, phaàn theùp; Do phaàn beâtoâng vaø phaàn theùp coù cuøng ñoä cong neân: 14 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy M CC R M SCTR = E C I C E S I ST M SCTR M CR = E S IST E C I CF + E S IST Vaäy: Suy ra: ES IST ES IST =σ CCR FC zST.C E C IC +ES IST E C IC +ES IST Theo giaû thieát tieát dieän phaúng, bieán daïng cuûa daàm theùp taïi troïng taâm beâtoâng xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: CR ⎤ 1 ⎡ σ CCR FC zST .C CR ⎤ ES IST 1 ⎡ N CCR M ST CR CR + + ε C = ηC − ξ C = z ST .C ⎥ = σ C FC zST .C ⎢ ⎢ ⎥ ES ⎣⎢ FST IS I ST E C IC +ES IST ⎥⎦ ⎦⎥ ES ⎣⎢ FST CR M ST =M CR Hay: 2 ⎡ 1 ⎤ zST.C CR ηC -ξ CR =σ F + ⎥ C C C ⎢ ⎣ E S FST E C IC +E S IST ⎦ (d) Giaûi heä 2 phöông trình (c) vaø (d) ñeå tìm σCR vaø ηC C CR Thay ξ C = ηC =σ σ CCR = = CR C σ CR C vaøo phöông trình (d) vaø chuyeån veá ta coù: EC 2 ⎡ ⎛ 1 zST.C + ⎢ FC ⎜ ⎢⎣ ⎝ E S FST E C IC +E S IST ϕK 2 ⎛ 1 zST.C E C FC ⎜ + ⎝ ES FST E C IC +ESIST ϕK 2 ⎛ E C FC E C FC zST.C + ⎜ ⎝ ES FST E C IC +ES IST Hay: σ CCR = Ñaët: ⎞ 1 ⎤ ⎥ thay ηC vaøo phöông trình (c) ⎟+ ⎠ E C ⎥⎦ ⎞ ϕK ⎟ +1+ 2 ⎠ ⎞ ϕK ⎟ +1+ 2 ⎠ σ C (0) ϕK ⎛ 2 FC ⎜ 1 zST.C ⎜ + n1 ⎜ FST IC +I ST ⎜ n1 ⎝ ⎛ 2 FC ⎜ 1 zST .C ⎜ skn = + n1 ⎜ FST IC +I ST ⎜ n1 ⎝ σ C ( 0) ⎞ ⎟ ϕ ⎟ +1+ K 2 ⎟ ⎟ ⎠ σC ( 0) ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 15 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao CR seõ coù: σ C = ϕ C 2 ϕK + skn + 1 GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy σ C(0) Töø nhöõng keát quaû ñaït ñöôïc seõ xaùc ñònh ñöôïc quan heä öùng suaát do töø bieán vaø öùng suaát ban ñaàö trong beâtoâng: α= ϕK 0,5ϕ K + s kn +1 Vaø töông öùng quan heä giöõa caùc bieán daïng: β= ϕ K skn 0,5ϕ K + s kn +1 Nhö vaäy khi tính ñöôïc α vaø β theo caùc coâng thöùc treân seõ tìm ñöôïc σCR C ,vaø töø ñoù coù theå tính ñöôïc öùng suaát do töø bieán cuûa beâtoâng gaây ra taïi caùc thôù cuûa tieát dieän daàm theùp lieân hôïp vôùi beâtoâng coát theùp. Trong caùc coâng thöùc cuûa caùc thoâng soá α vaø β ôû treân neáu boû qua ñoä cöùng cuûa baûn beâtoâng ECIC thì seõ nhaän ñöôïc caùc coâng thöùc töông öùng cuûa N.N.Strelesky. 2/ AÛNH HÖÔÛNG CUÛA CO NGOÙT BEÂ TOÂNG: Hieän töôïng co ngoùt cuûa beâ toâng laø keát quaû cuûa caùc hieän töôïng hoaù lyù vaø mao daãn xaûy ra trong thaønh phaàn caáu truùc dính keát cuûa beâ toâng. Bieán daïng töông ñoái khi co ngoùt töï do cuõng gioáng nhö bieán daïng töø bieán töï do, phaùt trieån theo quy luaät taét daàn theo thôøi gian t vaø coù theå bieåu thò baèng coâng thöùc: ε sh (t ) = ε sh (1 − e −ξt ) Trong ñoù: ξ : heä soá toác ñoä phaùt trieån taét daàn cuûa söï co ngoùt. εsh : trò soá bieán daïng töông ñoái cuoái cuøng khi co ngoùt töï do Veà lyù thuyeát trò soá naøy coù ñöôïc khi t = ∞, nhöng thöïc teá thì öùng vôùi t = 3 ÷ 4 naêm. Ñaïi löôïng naøy phuï thuoäc raát nhieàu nhaân toá trong ñoù coù cheá ñoä aåm khi beâ toâng ñoâng cöùng, kích thöôùc keát caáu, thaønh phaàn beâ toâng, loaïi xi maêng… Ngöôøi ta ñaõ qua nhieàu thí nghieäm vaø thöïc nghieäm ñeå xaùc ñònh εsh. Cuõng nhö ñoái vôùi keát caáu BTCT, trong keát caáu theùp – BTCT lieân hôïp bieán daïng co ngoùt bò phaàn theùp caûn trôû, phaàn theùp naøy raát cöùng vaø coù kích thöôùc lôùn neân aûnh höôûng lôùn ñeán bieán daïng co ngoùt chöù khoâng nhö trong keát caáu BTCT. Keát quaû laø trong keát caáu xuaát hieän öùng suaát noäi taïi do co ngoùt: beâtoâng bò öùng suaát keùo vaø phaàn theùp tieáp xuùc vôùi beâtoâng bò öùng suaát eùp. Vôùi troïng taâm phaàn theùp vaø phaàn beâ toâng khoâng truøng vôùi nhau neân trong phaân toá lieân hôïp noùi chung seõ bò uoán, vaø thôù cuûa phaàn theùp phía khoâng tieáp xuùc vôùi beâtoâng seõ xuaát hieän öùng suaát keùo. Bieán daïng co ngoùt cuûa beâ toâng trong keát caáu lieân hôïp nhoû ñi raát nhieàu so vôùi bieán daïng khi co ngoùt töï do, ñieàu naøy cuõng töông öùng vôùi vieäc öùng suaát phaùt sinh do co ngoùt vaø töø bieán seõ lôùn hôn. 16 http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Thöïc ra döôùi taùc duïng laâu daøi cuûa öùng suaát do co ngoùt khoâng töï do thì trong beâ toâng cuõng xuaát hieän töø bieán, vaø töø bieán naøy laïi laøm giaûm öùng suaát do co ngoùt. Hai hieän töôïng co ngoùt vaø töø bieán coù taùc duïng aûnh höôûng laãn nhau raát phöùc taïp trong quaù trình dieãn bieán theo thôøi gian, vaø do tính chaát coù nhöõng choã töông töï neân hôïp thaønh moät quaù trình thoáng nhaát. ε εsh(t)=εsh(1-e−ξt) Phaân tích aûnh höôûng cuûa töø bieán tôùi öùng suaát do co ngoùt ta thaáy raèng, traùi vôùi tröôøng hôïp taùc duïng εsh cuûa taûi troïng coá ñònh, luùc ñaàu öùng suaát do taûi troïng coá ñònh coù trò soá cöïc ñaïi sau ñoù giaûm daàn (do töø t bieán), ôû ñaây öùng suaát do co ngoùt luùc ñaàu baèng khoâng sau taêng ñaït tôùi moät trò soá nhaát ñònh. Hình 17: Bieåu ñoà bieán daïng do co ngoùt Nhö vaäy vaøo giai ñoaïn ñaàu ñaùng ra bieán daïng töø bieán coù theå phaùt trieån maïnh thì öùng suaát (do co ngoùt) laïi gaàn baèng khoâng vaø töø bieán seõ haàu nhö khoâng xuaát hieän. Vì vaäy aûnh höôûng toaøn boä cuûa töø bieán tôùi öùng suaát do co ngoùt trong caû quaù trình phaûi nhoû hôn aûnh höôûng cuûa töø bieán tôùi öùng suaát do taûi troïng coá ñònh. Vì leõ ñoù khi tính toaùn veà co ngoùt coù xeùt tôùi töø bieán thì moâñun ñaøn hoài coù hieäu Esh phaûi gaàn vôùi moâñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng EC hôn laø moâñun ñaøn hoài coù hieäu khi tính vôùi taûi troïng coá ñònh coù xeùt tôùi töø bieán Eeff. Cho neân trong phöông phaùp tính ñôn giaûn ngöôøi ta laáy Esh = 0.5EC ñeå tính co ngoùt cuûa beâtoâng ñoàng thôøi coù xeùt tôùi töø bieán, so vôùi khi tính vôùi taûi troïng coá ñònh coù xeùt tôùi aûnh höôûng töø bieán duøng Eeff = 0.4EC. Trong keát caáu theùp – BTCT lieân hôïp bieán daïng töông ñoái do co ngoùt cho pheùp laùy baèng: εsh = 2.10-4 : vôùi keát caáu ñoå beâ toâng toaøn khoái εsh = 1.10-4 : vôùi keát caáu coù phaàn beâ toâng laép gheùp. (so vôùi bieán daïng co ngoùt töï do εsh coù theå tôùi treân 6.10-4, trò soá naøy duøng cho caû tröôøng hôïp tính noäi löïc tieâu chuaån laãn noäi löïc tính toaùn, vì heä soá sieâu taûi ñoái vôùi co ngoùt cuûa beâtoâng laø 1). 3/ AÛNH HÖÔÛNG CUÛA NHIEÄT ÑOÄ THAY ÑOÅI: Trong keát caáu nhòp theùp – BTCT lieân hôïp, heä soá daãn nhieät cuûa theùp vaø beâ toâng cheânh nhau gaáp chöøng 50 laàn do ñoù khi nhieät ñoä trong moâi tröôøng thay ñoåi seõ phaùt sinh öùng suaát do nhieät ñoä khaù lôùn, ñaëc bieät laø tröôøng hôïp boä phaän theùp coù beà daøy nhoû (nhö söôøn daàm) bò aùnh naéng maët trôøi tröïc tieáp roïi vaøo. Ngöôøi ta phaân chia hai tröôøng hôïp nhieät ñoä cheânh leäch trong keát caáu theùp – BTCT lieân hôïp: Tröôøng Aûnh höôûng cuûa Thôøi gian ñoä cheânh leäch nhieät ñoä Aûnh höôûng ñeán keát hôïp nhieät ñoä ñaït tôùi möùc toái ña caáu 1 2 Khi nhieät ñoä phaàn theùp cao hôn nhieät ñoä phaàn BTCT Khoaûng quaù tröa muøa heø trôøi naéng, khi coù aùnh naéng maët trôøi roïi tröïc tieáp Khi nhieät ñoä phaàn theùp thaáp hôn nhieät ñoä phaàn BTCT Khoaûng nöûa ñeâm muøa reùt, hoaëc coù theå trong muøa heø nhöng möa to ñoät ngoät khi theùp nguoäi laïnh nhanh coøn beâ toâng vaãn coøn giöõ nhieät ñoä cao 17 Phaàn baûn BTCT seõ bò keùo, toaøn keát caáu lieân hôïp bò uoán, gioáng nhö tröôøng hôïp co ngoùt cuûa beâ toâng baûn. Baûn BTCT seõ chòu öùng suaát eùp http://www.tracuuxaydung.com Tieåu luaän moân hoïc: Caàu theùp naâng cao GVHD: Ts. Leâ Thò Bích Thuûy Qua quan saùt vaø ño ñaïc ta thaáy khoâng coù söï cheânh leäch ñoät ngoät veà nhieät ñoä giöõa hai maët tieáp giaùp theùp vaø beâ toâng, nhieät ñoä cao nhaát naèm trong phaïm vi söôøn daøm vaøo khoaûng giöõa chieàu cao, phaàn bieân döôùi nhieät ñoä nhoû hôn nhieàu so vôùi söôøn (hình 18) vaø dó nhieân daàm ngoaøi cheânh leäch nhieàu so vôùi daàm trong. Trong moät daàm, nhieät ñoä phaân boá töông ñoái ñeàu theo chieàu daøi nhòp. Daàm trong Daàm ngoaøi t° moâi tröôøng 150 350 Hình 18: Bieåu ñoà nhieät ñoä trong daàm lieân hôïp Nhöõng naêm 60 cuûa theá kyû 2 trôû veà tröôùc, phaàn lôùn trong tính toaùn thöôøng duøng bieåu ñoà (1) vì leõ tính toaùn ñôn giaûn. Hình 19: Caùc bieåu ñoà ñeå tính toaùn thay ñoåi nhieät ñoä Trong nhöõng naêm gaàn ñaây ngöôøi ta chaáp nhaän bieåu ñoà thay ñoåi nhieät ñoä nhö sau: tTO = 00 tTO = 00 tmax = 300 (-150) tmax = ±150 tBO = 90 (-450) tBO = ±4.50 Daàm chuû, bieân cöùng Daàm maët caàu Hình 20a: Caùc daïng bieåu ñoà nhieät ñoä ñeå tính caùc keát caáu khaùc nhau 18 http://www.tracuuxaydung.com