df

21
 RC SDM 10   Serviceability  By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 244 สภาวะการใชงาน เน  อหาหล กในบทท  ผานมาค อการออกแบบองค อาคารเพ  อใหมก าล งเพยงพอต อการใชงาน เชนการ ออกแบบคานเพ  อใหปลอดภ ยจากการวบ โดยการด การเฉอน หรอความยาวยดร  งของเหลกเสรม เพ  อใหมแ รงยด เหน  ยวท  เพยง พอก บคอน กรต  งในการออกแบบโด ยวธกาล งน  นองคอาคาร จะถก สมม ตให อย  ในสภาวะการร บน  าหน เก นพก ในขณะท  ว หนวยแรงใชงานจะใช สภาวะร บน   าหน กใช งานจร  กส   งหน  งท  าค ญกคอการท  องค อาคารต องท างานได อย างน าพอใจในขณะร บน าหน กปกต  ง  ไม เพ ยงแตตองมก าล งร บน   าหน กอยางปลอดภ ยเท าน   เพราะในขณะท  ร บน  าหน กเต มท  คานอาจแอ วมากจนเก นไป หร อการแอนต วระยะยาวเน  องจากน   าหน กคงคางอาจทาใหเกดการเสยหายได  การ แตกราวจากแรงดงในคานอาจกวางพอท  จะท าใหเก ดความไมสวยงาม หรอทาให เก ดการผกรอนของ เหลกเสรม ปญหาเหลาน  และอ  นๆเช การส  นสะเทอน หรอความลา าเปนท   จะตองนามาพจารณา  ในการออกแบบ  ในการศ กษาสภาวะการใช งานจะทาโดยใชทฤษฎอลาสต หนวยแรงในเหลกและคอนกร ตจะ กสมมตใหแปรผ นโดยตรงก บหนวยการยดหด คอนกรตดานท   บแรงดงอาจถกสมมตใหไม แตกราว าวบางส วน หร อร าวท   งหมด   นก บน   าหน กบรรท กและก าล งของว สด   ในบทนจะกลาวถ งการประเมนการแตกราวและการแอนต วของคานและพ   นทางเด ยว เพ  อให   ออกแบบมพ  นฐานควา มร   เก  ยวก บผลของ การแต กราวท  ม ตอสตฟเนสขององคอาคารและการแอน วท   งในระยะส   นและระยะยาวท   เก ดจากน  าหน กบรรทกท สภาวะใช งาน การแตกร าวในองค อาคารร บแรงด   โดย  วไปแล วคานคอนก รตทกต วจะเ กดการแตกราวท  น  าหน กบรร ทกต  ากวาร ะด บการใ ชงาน มาก หรออาจเกดกอนร บน  าหน กเสย อกเน  องจ ากการหดต การ แตกร าวน  นไมเพยงเปนส  งท  หลกเล  ยง  ไมไดเทาน  น แตย งเปนส  งท  จาเปนเพ  อใหเหลกเสรมเร  มทางานไดอยางมป ระสทธภาพ กอนท  จะเกด การแตกราวจากการด หนวยแรงในเหล กจะไมมากไปกวา n เทาของคอนกรตโดยรอบ เม  n คอ

description

concrete

Transcript of df

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 244

    n n

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 245

    Es/Ec n 8 35 ../.2 835 = 280 ../.2

    (Hairline crack) 0.25 ..

    Gerely Lutz

    3s cw 0.011 f d A (10.1)

    w fs ./.2 0.60 fy fy 10.1

    dc (.)

    h2/h1

    A (.2) 2yb/n

    10.1

    (10.1)

    y y

    Effective tension

    area of concrete

    dc

    h h

    Neutral

    axis

    Steel

    centroid

    w

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 246

    10.1

    ..

    0.016 0.4

    0.012 0.3

    0.007 0.2

    0.006 0.15

    0.004 0.1

    ACI

    (10.1) Gergely-Lutz ACI 1999

    c

    s

    2,800s 38 2.5c

    f

    (10.2)

    s30(2,800 / f ) fs (../.2) , s sf M / (A jd) s yf (2 / 3)f jd 0.87d cc (.) s (.)

    ACI :

    1.

    2.

    3.

    ACI

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 247

    10.2

    4. 5,600 ../.2

    5. z = 1.2 (10.1)

    3s cw w

    z f d A0.011 1.2 0.013

    (10.3)

    z

    : z 31,000 ../. (w 0.41 ..)

    : z 26,000 ../. (w 0.34 ..)

    (10.1)(10.3) 2 . = 1.35 1.2 z

    : z 31,000(1.2/1.35) = 28,000 . ./ . (w 0.41 . .) : z 26,000(1.2/1.35) = 23,000 ../. (w 0.34 ..)

    10.3

    AsAs

    Eb b L / 10

    h

    s

    s

    h/2s

    s

    (Skin reinforcement)

    h/2

    s

    s

    s

    s

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 248

    6. h 90 . (Skin reinforcement, Ask) h/2 sk (10.2) 30 . cc

    10.1

    . 10.4 fy = 4,000 ../.2 ACI ?

    10.4 10.1

    s yf (2 / 3)f 2 4,000 / 3 2,667 ../.2

    cc 4.0 + 1.0 5.0 .

    2,800s 38 2.5 5.0 27.42,667

    . < [ 30(2,800/2,667) 31.5 . ]

    10.4 27.4 .

    10.2 20 . DB12 s fy = 4,000 ../.2 2 . s

    s yf (2 / 3)f 2 4,000 / 3 2,667 ../.2

    cc 2.0 .

    30 cm

    3DB28

    2DB25

    DB10 Stirrup

    5 cm

    5 cm

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 249

    2,800s 38 2.5 2.0 34.92,667

    . > [ 30(2,800/2,667) 31.5 . ]

    31.5 . < 3 3(20) 60 .

    ..1970 45% cf 50%

    4,000 /.2 (SD40) 280 ./2 680 ../.2

    ( )

    ACI 10.2 10.3

    10.2 ACI

    L/20 L/24 L/28 L/10 L/16 L/18.5 L/21 L/8

    * fy 4,000 ../.2 0.4 + fy / 7,000

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 250

    10.3

    L/180

    L/360

    L/480

    L/240

    ACI (Immediate deflections)

    (Creep) (Shrinkage) (Long-term deflection)

    (Modulus of Elasticity)

    ACI Ec

    1.5c c cE 4,270 w f (10.4)

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 251

    wc 1.45 2.48 /.. 2.32 /.. ACI

    c cE 15,100 f (10.5)

    (Cracking Moment)

    (Modulus of rupture),

    r cf 2 f (Cracking moment, Mcr )

    r gcr

    t

    f IM

    y (10.6)

    yt

    Ig

    b h, yt h/2 Ig bh3/12

    ()

    () ()

    10.5

    MM

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 252

    EI EI 10.5

    10.5() Ig (Transformed section) (Cracked-section moment of inertia, Icr) 10.6

    10.6

    10.7

    10.7

    M

    Mcr

    Mom

    ent

    Deflection D

    Dcr De

    Icr

    Ig Ie

    As

    h

    b

    x

    dN.A.

    nAs

    n = Es/Ec

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 253

    x

    2s s sx b

    b x nA (d x) x nA x nA d 02 2

    (10.7)

    x

    3

    2

    cr s

    bxI nA (d x)

    3 (10.8)

    10.8

    Icr

    s s sB b / (nA ), r (n 1)A / (nA )

    2x 2dB(1 rd / d) (1 r) (1 r) / B

    3 2 2

    cr s sI bx / 3 nA (d x) (n 1)A (x d )

    Ig Icr Ig Icr ACI Branson :

    3 3

    cr cre g cr g

    a a

    M MI I 1 I I

    M M

    (10.9)

    Mcr r g tf I / y Ig fr (Modulus of rupture) 2.0 cf 0.04

    c cw f wc (../..) Ma

    Ma EI EIg EIcr 10.9

    10.9 EI Ma

    As

    A sh

    b

    nAs

    (n- )A s

    d

    b

    xd

    EI

    EIg

    EIcr

    MaMcr

    EIe

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 254

    (10.9) Ie Ma ACI Ie (10.9) . .

    Ie Ie :

    :

    c m e1 e2I 0.70I 0.15(I I ) (10.10)

    :

    e m e1I 0.85I 0.15I (10.11)

    Im, Ie1 Ie2 Ie

    (Instantaneous deflection, Di) EI

    Dmax

    10.4

    4

    max

    5wL

    384EID ()

    4

    max

    wL

    185EID

    ( 0.4215L )

    4

    max

    wL

    384EID ()

    L

    w

    L

    w

    L

    w

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 255

    3

    max

    PL

    48EID ()

    33

    max

    PL 3a a4

    48EI L L

    D

    ( a b )

    x a(b L) / 3

    2 2maxPa

    3L 4a24EI

    D ()

    3

    max

    PL

    48EI 5D

    ( x = 0.4472L )

    3

    max

    PL

    192EID ()

    4

    max

    wL

    8EID ()

    3

    max

    PL

    3EID ()

    2ML

    16EID ()

    L

    P

    L / 2

    L

    P

    a b

    x

    a

    PP

    L

    a

    P

    L / 2 L / 2

    P

    L / 2 L / 2

    L

    w

    P

    L

    L

    M

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 256

    10.10

    : D = D0 + D1 + D2

    10.10

    2 DD D LD

    (Camber) LD

    L D L DD D D (10.12)

    M1 M2

    M1

    M2

    D

    0D

    1D

    2D

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 257

    10.3 10.11 10 fc = 280 ../2 fy = 4,000 ./2

    10.11 10.3

    L/16 10(100)/16 62.5 .

    1.

    3g1

    I 40 60 720,00012

    .4

    2

    a

    0.7 10M 8.75

    8 -

    10.12

    Ec 15,100 cf 15,100 280

    252,671 ../.2

    n Es/Ec 62.04 10

    8.1252,671

    2x

    40 (8.1)(39.27) 52 x2

    2x 15.71x 816.82 0

    x 21.8 .

    3 2

    cr concrete steel

    1I I I 40 21.8 8(39.27) 52 21.8

    3

    crI 424,663 .4

    8 ton (LL)

    10 m

    5 m Beam weight

    700 kg/m(DL)

    52 c

    m

    60 c

    m

    40 cm

    8DB25, As = 39.27 cm2

    N.A.

    x

    40 cm

    nAs

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 258

    rf 2.0 280 33.5 ../.2

    r gcr

    t

    f I 33.5 720,000M 8,040

    y 30 100

    ..-.

    3

    cr cr

    a a

    M M8,0400.92, 0.78

    M 8,750 M

    (10.9)

    Ie 0.78(720,000) + 0.22(424,663) = 655,026 .4

    DD 4 4

    c e

    5wL 5 7 (10 100)0.55

    384E I 384 252,671 655,026

    .

    (Camber)

    2.

    Mmax 8.75 + 8(10)/4 28.75 -

    3

    cr cr

    max max

    M M8,0400.28, 0.022

    M 28,750 M

    (11.8)

    Ie 0.022(720,000) + 0.978(424,663) 431,160 .4

    DD+L 4 3

    c e c e

    5wL PL

    384E I 48E I

    4 35 7 (10 100) 8,000(10 100)

    384 252,671 431160 48 252,671 431,160

    0.84 + 1.53 2.37 .

    3.

    DL DD+L DD 2.37 0.55 1.82 .

    10.3 DL 10 100L

    2.78360 360

    . > 1.82 OK

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 259

    10.4 10.3 3DB25 10.13

    10.13 10.4

    1.

    s

    b 40B 0.126

    nA (8.1)(39.27) .

    s

    s

    (n 1)A (7.1)(14.73)r 0.329

    nA (8.1)(39.27)

    x 22dB(1 rd / d) (1 r) (1 r) / B

    22(52)(0.126)(1 0.329(4) / 52) (1.329) 1.329 / 0.126 20.4

    .

    Icr 3 2 2

    s sbx / 3 nA (d x) (n 1)A (x d )

    3 2 2(40)(20.4) / 3 (8.1)(39.27)(52 20.4) (7.1)(14.73)(20.4 4)

    458,953 .4

    2.

    Mcr/Ma 0.92 (Mcr/Ma)3 0.78 ( 10.3)

    Ie 0.78(720,000) + 0.22(458,953) 662,570 .4 4 4

    D

    c e

    5wL 5 7 (10 100)0.54

    384E I 384 252,671 662,570

    D

    .4 ( 10.3)

    Mcr/Ma 0.28 (Mcr/Ma)3 0.022 ( 10.3)

    Ie 0.022(720,000) + 0.978(458,953) 464,696 .4

    DD+L 4 35 7 (10 100) 8,000(10 100)

    384 252,671 464,696 48 252,671 464,696

    52

    cm

    60

    cm

    40 cm

    4 cm

    d

    3DB25

    A s=14.73 cm2

    8DB25

    As = 39.27 cm2

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 260

    0.78 + 1.42 2.20 .4 ( 10.3)

    3.

    DL DD+L DD 2.20 0.54 1.66 .

    (Long-term deflection)

    (Shrinkage) (Creep) (Sustained load) Dcp+sh ACI

    cp sh i DD D (10.13)

    1 50

    (10.14)

    i DD ACI 10.5

    sA / bd

    10.5

    5 2.0

    1 1.4

    6 1.2

    3 1.0

    10.5 10.3 ACI

    1. 10.3

    (Di)D 0.55 .

    (10.14) 5

    2.0 2.01 50 1 50(0.0)

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 261

    (10.15)

    cp sh i D 2.0(0.55) 1.10D D .

    10

    10.1 ACI fy = 4,000 ../.2

    10.2 ? cf = 320 ../.2 fy = 4,000 ../.2 4.0 .

    10.3 cf = 280 ../.2 fy = 4,000 ../.2 ACI ?

    2.5 cm clear

    4.0 cm cover30 cm

    2 DB28 and

    2 DB25 bars

    2 DB25 bars

    DB10 Stirrup

    2.5 cm clear

    4.0 cm cover30 cm

    2 DB28 and

    2 DB25 bars

    2 DB25 bars

    DB10 Stirrup

    20 cm

    50 cmd = 42 cm

    4 DB25

    2 DB16

    20 cm

    50 cmd = 42 cm

    4 DB25

    2 DB16

    30 cm

    5 cm

    55 cm

    3 DB32

    40 cm

    5 cm

    5 DB28

    50 cm

    10 cm

    120 cm

    30 cm

    5 cm

    55 cm

    3 DB32

    40 cm

    5 cm

    5 DB28

    50 cm

    10 cm

    120 cm

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 262

    10.4 DB16 2.5 . ACI fy = 4,000 ../.2

    10.5 10.3 () , Ig () Icr () Ie Ma = 0.6Mcr

    10.6 3.6 cf = 280 ../.2 fy = 4,000 ../.2

    b

    (.) d

    (.) h

    (.) As

    (.2) A's

    (.2) wD

    (/.) wL

    (/.) PD

    () PL

    () (1) 40 54 60 8DB28 2DB28 4.0 3.2 - -

    (2) 45 64 70 6DB32 - 2.5 1.2 3.2 2.4

    (3) 30 48 55 8DB25 2DB25 3.0 1.0 - -

    (4) 35 54 60 8DB28 2DB28 3.5 1.3 2.5 2.2

    10.7 7.2 2 / 1.6 / cf = 240 ../.2 fy = 4,000 ../.2 () () ()

    35 cm

    9 cm

    56 cm

    8 DB25

    5 cm

    2 DB20

    35 cm

    9 cm

    61 cm

    4 DB25

    5 cm

    2 DB25

    4 DB32

    35 cm

    9 cm

    56 cm

    8 DB25

    5 cm

    2 DB20

    35 cm

    9 cm

    61 cm

    4 DB25

    5 cm

    2 DB25

    4 DB32

    PDPL

    wD + wL

    2.4 m 1.2 m

    PDPL

    wD + wL

    2.4 m 1.2 m

  • RC SDM 10 Serviceability By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 263

    2 20%

    10.8 4 15 . 340 ../. 540 ../. [email protected] . 60% 30

    cf = 240 ../.2 fy = 4,000 ../.2

    10.9 10 . 8 bw = 30 . h = 50 . 2.6 /.( ) 7.6 /. 4DB28 6DB32 55% 24 cf = 320 ../.2 fy = 4,000 ../.2

    10.10 1.4 /. 1.8 /. () () () 4 10% cf = 280 ../.2 fy = 4,000 ../.2

    400 cm

    bE

    30 cm

    15 cm

    50 cm

    400 cm

    bE

    30 cm

    15 cm

    50 cm

    6.8 m

    7.2 m

    2DB25

    2DB25+1DB20

    4DB25

    6.8 m

    7.2 m

    2DB25

    2DB25+1DB20

    4DB25

    40 cm

    8 cm

    52 cm

    6 DB25

    40 cm

    8 cm

    52 cm

    6 DB25