Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép

Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.Nghiên cứu ứng xử của nút khung biên trong kết cấu liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LÊ ĐĂNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA NÚT KHUNG BIÊN TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP DẦM THÉP CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LÊ ĐĂNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA NÚT KHUNG BIÊN TRONG KẾT CẤU LIÊN HỢP DẦM THÉP CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH ĐẶC BIỆT MÃ SỐ: 9580206 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Xuân Huy PGS TS Nguyễn Quang Huy HÀ NỘI- 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu cá nhân Các kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khác Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Hà Nội, Ngày 01 tháng 08 năm 2022 Tác giả Lê Đăng Dũng i LỜI CẢM ƠN Luận án thực hướng dẫn trực tiếp PGS TS Nguyễn Xuân Huy PGS TS Nguyễn Quang Huy Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy, người dành cho nhiều lời khuyên, định hướng, hỗ trợ quý báu suốt trình học tập Tôi chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Giảng viên Bộ mơn Cơng trình giao thơng thành phố Cơng trình thủy, cảm ơn PGS TS Nguyễn Thị Tuyết Trinh giúp đỡ nhiều mặt tinh thần, dẫn q trình học tập nghiên cứu Tơi chân thành cảm ơn PGS TS Ngô Đăng Quang, TS Nguyễn Huy Cường Giảng viên Bộ môn Kết cấu xây dựng giúp đỡ nhiều mặt khoa học, công việc, hỗ trợ tinh thần suốt q trình nghiên cứu Tơi chân thành cảm ơn anh Nguyễn Thành Tâm, TS Lê Minh Cường, TS Ngơ Ngọc Q Cán Phịng thí nghiệm cơng trình, Trung tâm Khoa học Cơng nghệ GTVT nhiệt tình giúp đỡ tơi việc thực thí nghiệm luận án Tơi trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Giao thông vận tải, Lãnh đạo Bộ môn Kết cấu xây dựng, Lãnh đạo Khoa Kỹ thuật xây dựng tạo nhiều điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tơi trân trọng cảm ơn Phịng Đào tạo Sau đại học Trường Đại học Giao thông vận tải tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu Cuối cùng, muốn bày tỏ biết ơn đến đồng nghiệp, bạn sinh viên, người thân, bạn bè giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu Hà Nội, Ngày 01 tháng 08 năm 2022 Tác giả Lê Đăng Dũng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN .II MỤC LỤC III DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC HÌNH ẢNH VIII CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU XIV MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÚT KHUNG LIÊN HỢP DẦM THÉP CỘT BÊ TƠNG CỐT THÉP 1.1 Tình hình sử dụng kết cấu khung liên hợp .7 1.2 Tổng quan nút khung 1.2.1 Khái niệm phân loại nút khung 1.2.2 Đặc điểm làm việc nút khung 10 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nút khung giới 11 1.2.4 Tình hình nghiên cứu nút khung Việt Nam 12 1.2.5 Tình hình nghiên cứu nút khung RCS 13 1.2.6 Các nghiên cứu cấu tạo nút 15 1.2.7 Các dạng phá hoại xuất kết cấu khung RCS 20 1.3 Các nghiên cứu nút khung sử dụng liên kết dạng khóa chịu cắt 22 1.4 Nghiên cứu có liên quan đến nội dung luận án .27 1.5 Phân tích, đánh giá nghiên cứu thực 32 1.6 Kết luận chương 34 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH ỨNG XỬ NÚT KHUNG LIÊN HỢP DẦM THÉP CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP 36 2.1 Mục đích nghiên cứu 36 2.2 Cơ sở đánh giá ứng xử nút khung 36 2.2.1 Tương quan nút khung kết cấu khung 36 2.2.2 Sức kháng cắt nút khung 39 2.2.3 Phản ứng không đàn hồi kết cấu 40 2.2.4 Độ dẻo 41 2.2.5 Độ cứng 42 2.2.6 Độ cản 43 2.2.7 Biến dạng nút 44 2.3 Đề xuất nút khung biên nghiên cứu 45 2.4 Phân tích cấu truyền lực thành phần nút 47 2.5 Mơ hình xác định sức kháng dạng nút khung nghiên cứu .50 2.5.1 Sức kháng phần tử vùng nút 50 2.5.2 Sức kháng nén cục thành phần vùng nút 54 iii 2.5.3 2.5.4 Sức kháng kéo cục bụng thép hình 56 Sức kháng uốn cục cánh thép hình đặt cột bê tông cốt thép 57 2.5.5 Sức kháng vùng giao thoa 57 2.5.6 Sức kháng cắt cột 60 2.5.7 Sức kháng mặt cắt cấu kiện dầm, cột 62 2.5.8 Sức kháng mối hàn 62 2.6 Tổng hợp công thức xác định sức kháng thành phần nút 62 2.7 Kết luận chương 65 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ỨNG XỬ CHỊU LỰC CỦA NÚT KHUNG LIÊN HỢP DẦM THÉP CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP 67 3.1 Mục đích nghiên cứu 67 3.2 Cấu tạo mẫu thí nghiệm 68 3.2.1 Xây dựng mơ hình thí nghiệm 68 3.2.2 Cấu tạo chi tiết mẫu thí nghiệm 69 3.2.3 Vật liệu sử dụng để chế tạo mẫu thí nghiệm 71 3.3 Nghiên cứu thực nghiệm nút khung liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép chịu đồng thời tải trọng đứng tải trọng ngang tĩnh .73 3.3.1 Hệ thống gia tải 73 3.3.2 Thiết bị đo hệ thống thu nhận số liệu 74 3.3.3 Kết thí nghiệm nút khung chịu tải trọng tĩnh 76 3.4 Nghiên cứu thực nghiệm nút khung liên hợp dầm thép cột bê tông cốt thép chịu đồng thời tải trọng đứng tải trọng ngang đổi chiều 88 3.4.1 Giới thiệu chung 88 3.4.2 Mẫu thí nghiệm nút khung chịu tải trọng đổi chiều 88 3.4.3 Kết thí nghiệm nút khung chịu tải trọng đổi chiều 90 3.4.4 Quan hệ lực tác dụng với chuyển vị mẫu chịu tải trọng lặp 93 3.4.5 Khả tiêu tán lượng 95 3.4.6 Sự suy giảm độ cứng 98 3.4.7 Độ dẻo mẫu thí nghiệm 98 3.5 So sánh kết thí nút khung chịu tải trọng tĩnh với nút khung chịu tải trọng đổi chiều 100 3.6 Kết luận chương 101 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỐ THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 104 4.1 Mục đích nghiên cứu 104 4.2 Xây dựng mơ hình mơ số 104 4.2.1 Mơ hình tổng thể 104 iv 4.2.2 Mơ hình vật liệu 105 4.2.3 Cấu tạo mơ hình tải trọng 108 4.2.4 Kết mô 111 4.2.5 Nghiên cứu tham số 114 4.3 Kết luận chương 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 Kết luận 123 Kiến nghị .126 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CƠNG BỐ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC 137 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thông số vật liệu sử dụng cho mẫu 28 Bảng 2.1 Công thức xác định sức kháng thành phần cấu tạo nút 63 Bảng 3.1 Các mẫu sử dụng nghiên cứu thực nghiệm .67 Bảng 3.2 Đặc trưng vật liệu thép sử dụng mẫu thí nghiệm 72 Bảng 3.3 Điểm chảy vị trí cảm biến hai mẫu thí nghiệm 81 Bảng 3.4 Sức kháng thành phần theo mơ hình lý thuyết với kết thí nghiệm mẫu 84 Bảng 3.5 Sức kháng thành phần theo mơ hình lý thuyết với kết thí nghiệm mẫu 85 Bảng 3.6 Giá trị lực độ lệch tầng thời điểm chảy thời điểm sức kháng lớn mẫu thí nghiệm 99 Bảng 4.1 Các thông số sử dụng cho mơ hình CDP nghiên cứu luận án 107 Bảng 4.2 Thơng số mơ hình vật liệu bê tơng sử dụng cho mơ hình CDP 107 Bảng 4.3 Các tham số mơ hình nghiên cứu ảnh hưởng chiều dài thép hình 115 Bảng 4.4 Các tham số mơ hình nghiên cứu ảnh hưởng chiều dày thép gia cường vùng nút khung 117 Bảng 4.5 Các tham số mơ hình nghiên cứu ảnh hưởng chiều dài thép gia cường vùng nút khung 119 Bảng 4.6 Tham số mơ hình nghiên cứu ảnh hưởng lực nén dọc cột 120 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Khung thép, sàn liên hợp thép – BTCT/sàn BTCT Hình 1.2 Khung có cột dầm kết cấu liên hợp Hình 1.3 Kết cấu RCS sử dụng cho cơng trình nhà nhịp lớn nhà nhiều tầng [37] Hình 1.4 Sơ đồ khung phẳng phân loại nút khung theo vị trí 10 Hình 1.5 Các dạng nút khung đề xuất nghiên cứu Nishiyama, 2004 15 Hình 1.6 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Nishimura Pan [58] [86] 17 Hình 1.7 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Zhang Zibasokhan [29] [87] 18 Hình 1.8 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Seyed [73] 19 Hình 1.9 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Wu [81] Wang [84] 19 Hình 1.10 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Wu Yu [22] [78] 20 Hình 1.11 Khớp dẻo xảy dầm dạng vết nứt cột BTCT [14] 21 Hình 1.12 Khớp dẻo xảy cột/nút [36] 21 Hình 1.13 Dạng phá hoại xảy nút khung dầm liên tục qua nút [49] 22 Hình 1.14 Dạng phá hoại xảy vị trí cục liên kết 22 Hình 1.15 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Pan [86] 23 Hình 1.16 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Choi Xu [24] 24 Hình 1.17 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Zhang [43] [44] 24 Hình 1.18 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Zhang [44] Feng [75] 25 Hình 1.19 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Montava [40] 25 Hình 1.20 Cấu tạo nút khung nghiên cứu Liao [36] 26 Hình 1.21 Dạng phá hoại nghiên cứu liên kết Zha [83] 26 vii Hình 1.22 Cấu tạo vùng nối/giao thoa nghiên cứu Gao Jia [47] [48] [82] 27 Hình 1.23 Cấu tạo mẫu thí nghiệm nghiên cứu INSA Rennes .28 Hình 1.24 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu INSA Rennes [76] 29 Hình 1.25 Vị trí cảm biến đo biến dạng cốt thép thép hình [76] .29 Hình 1.26 Hình dạng vết nứt bê tơng cột sau kết thúc thí nghiệm nghiên cứu INSA Rennes [76] 30 Hình 1.27 Biểu đồ quan hệ tải trọng-độ lệch tầng mẫu thí nghiệm nghiên cứu INSA Rennes 31 Hình 1.28 Thời điểm vị trí thép chảy dẻo đường quan hệ tải trọng-độ lệch tầng 31 Hình 2.1 Một trường hợp sơ đồ biến dạng biểu đồ mô men uốn khung .37 Hình 2.2 Mơ men uốn lực cắt nút biên nút [89] 37 Hình 2.3 cấu phá hoại điển hình kết cấu khung [4] 39 Hình 2.4 Một số dạng đường cong trễ đặc trưng 40 Hình 2.5 Biểu đồ để xác định độ dẻo kết cấu 42 Hình 2.6 Biểu đồ xác định độ cứng cát tuyến kết cấu [5] 42 Hình 2.7 Biểu đồ dùng để xác định giá trị cản riêng kết cấu 43 Hình 2.8 Vị trí đặt dụng cụ đo chuyển vị để xác định biến dạng nút 44 Hình 2.9 Cấu tạo phần thép hình 45 Hình 2.10 Các dạng cấu tạo nút nghiên cứu luận án 46 Hình 2.11 Các phân vùng nút khung nghiên cứu luận án 47 Hình 2.12 Sơ đồ tính biểu đồ nội lực nút khung bỏ qua vùng nút .48 Hình 2.13 Sơ đồ tính biểu đồ nội lực nút khung xét đến vùng nút 48 Hình 2.14 Biểu đồ nội lực thành phần cấu thành nút khung 49 viii [27] Deierlein, G G., Noguchi, H., Overview of U.S.–Japan Research on the Seismic Design of Composite Reinforced Concrete and Steel Moment Frame Structures, Journal of Constructional Steel Research, 1/2014, 361-367 23 [28] Deierlein, G G., Noguchi, H., Research on RC/SRC column systems, 12WCEE, 2000, No.2621 26 DOI:http://dx.doi.org/10.12989/eas.2015.8.3.555 70 [29] Dongfang, Z., Junhai, Z., and Yufen, Z., (2018), Experimental and Numerical Investigation of Concrete-Filled Double-Skin Steel Tubular Column for Steel Beam Joints, Hindawi Advances in Materials Science and Engineering Volume 2018, Article ID 6514025, 13 pages 57 [30] ECCS: European Convention for Constructional Steelwork, Recommended testing procedure for assessing the behavior of structural steel elements under cyclic loads, T.C.1, T.W.G 1.3, Publication no 45, 1986 47 [31] Eurocode 2, EN1992-1-1 Design of concrete structures – Part 1: General rules and rules for buildings (2004) 45 [32] Eurocode 3, EN1993-1-1 Design of steel structures – Part 1: General rules and rules for buildings (2004) 43 (thay Eurocode 3) [33] Eurocode 4, EN1994-1-1 Design of concrete structures – Part 1: General rules and rules for buildings (2004) 46 [34] Eurocode 8, EN1998-1-1 Design of Structures for Earthquake Resistance – Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings (2004) [35] Fa-xing D., Guo-an Y., Li-ping W., Di H., Gang-qiang C., (2017), Seismic performance of a non-through-core concrete between concretefilled steel tubular columns and reinforced concrete beams, Thin–Walled Structures 110 (2017) 1426, Thin-Walled Structures - Journal - Elsevier 97 [36] Fei-Yu L., Fei-Yu L., Zhong T., 2014, Behaviour of composite joints with concrete encased CFST columns under cyclic loading: Experiments, Engineering Structures 59 (2014) 745-764 60 [37] Gregory G Deierlein - Stanford University (2003), Stanford University, with contributions by Paul Cordova (SGH), Sameh Mehanny (Univ of Cairo), Sherif El- Tawil (Univ of Michigan), Ryoichi Kanno (Nippon Steel), & others, Eismic Design and Behavior Seismic Design and Behavior of Composite (RCS) Frames of Composite (RCS) Frames 78 [38] Griffis, L.G., Some design considerations for composite-frame structures, Engineering Journal 23 Issue (1986) 59-64 13 [39] International Building Code, IBC-2000, International Building Code, International [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] Code Council Isaac, M.,, Ramón I.,, Juan-Carlos, P., and Antonio, G., (2019), Experimental Study of Steel Reinforced Concrete (SRC) Joints, Applied Sciences 52 Japanese Society of Steel Construction, 2014, Customized List of Steel Construction Tecnologies TL13 112 Jiansheng F.; Quanwang L.; Jianguo N.; and Hui Z., (2014), Experimental Study on the Seismic Performance of 3D Joints between Concrete-Filled Square Steel Tubular Columns and Composite Beams, J Struct, Eng 2014.140 DOI: 10.1061/ (ASCE)ST.1943- 541X.0001013 © 2014 American Society of Civil Engineers 90 Jianxin Z (2020), Development and experimental investigation of hybrid precast concrete beam–column joints, Engineering Structures 219 (2020) 110922 50 Jianxin, Z., Biao, Z., Xian, R., Yanyan, L., & Chuanlin, D., (2020), Experimental Investigation on Seismic Behaviour of Hybrid Precast Beam–column Joints with Different Connection Configurations, Journal of Earthquake Engineering, DOI: 10.1080/13632469.2020.1787908 51 Jinjie M., Qingxuan S., and Qi Z (2012), Overview of the Research on Connections in Composite Frames Consisting of Reinforced Concrete Column and Steel Beam, Advanced Materials Research Vols 368-373 (2012) pp 568-572 92 Jinjie, M., Liquan, X., (2021), Effect of different RC slab widths on the behavior of reinforced concrete column and steel beam-slab subassemblies, Engineering Structures 229 (2021) 111639, 56 Jin-Yang G., Xin N., Ran D., Jian-Sheng F., (2020), Experimental study on seismic performance of a new transfer joint in the steel-concrete vertical hybrid structure, Structure 174 (2020) 106259 63 Ju-Yun, H., Won-Kee, H., (2017), Steel beam–column joint with discontinuous vertical reinforcing bars, Journal of Civil Engineering and Management, 23:4, 440- 454, DOI: 10.3846/13923730.2016.1210217 68 Kanno, R and Deierlein, G.G., Design model of joints for RCS, Composite Construction in Steel and Concrete IV, 2004, 947-958 39 Kataoka M.N., Parametric study of composite beam-column connections using 3D finite element modelling, Journal of Constructional Steel Research, 102 (2014) 136– 149 20 Krawinkler, H., “Loading histories for cyclic tests in support of performance assessment of Structural Components”, Dept of Civil and Enviromental Engineering, Standford University, CA, 2009 44 [52] Kuramoto, H., Nishiyama, I., (2004), Seismic Performance and Stress Transferring Mechanism of Through-Column-Type Joints for Composite Reinforced Concrete and Steel Frames, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2004)130:2(352) 104 [53] Li, W., Qing-ning Li, Q., Jiang W., Seismic performance of composite reinforced concrete and steel moment frame structures – state-of-the-art, Composites: Part B, 42 (2011), 190–206 36 [54] Long-He, X., Ge, Z., Shui-Jing, X., Zhong-Xian L., (2019), Development and experimental verification of damage controllable energy dissipation beam to column connection, Engineering Structures 199 (2019) 109660 49 [55] Manzoor N M., Metin, H., Fatih-Yesevi, O., Ahmet-Can, A., Emran, N., (2020), Model updating-based automated damage detection of concrete-encased composite column-beam connections, Research Articles, DOI: 10.1002/stc.2600 55 [56] Nabati M., Zirakian T., Shahmohammadi A., Hajsadeghi M.,(2018), Structural Performance Assessment of Through-Column-Type Beam-to-Column Joints, American Journal of Civil Engineering and Architecture, 2018, Vol 6, No 4, 158167, DOI:10.12691/ajcea-6-4-5 108 [57] Nasrin B E., Seyed R M., (2017), Experimental investigation of steel beam to RC column connection via a through-plate, Journal of Constructional Steel Research 133 (2017) 125-140 107 [58] Nishimura, Y., et el, Improvement of bearing failure behaviour of S.beamRC.column joints using ferfobond plate, connectors, WCEE15, 2012, No.4731 35 [59] Nishiyama, I., Kuramoto, H., Noguchi, H., Guidelines: Seismic Design of Composite Reinforced Concrete and Steel Buildings, Journal of Constructional Steel Research, 1/2004, 336-342 32 [60] Nishiyama, Y., et el, Bi-directional behaviour of interior, exterior, and corner joints of RCS, 12WCEE, 2012, 1911-1919 37 [61] Parra-Montesinos G.J., Liang X., Wight J.K., (2003), Towards deformation-based capacity design of RCS beam–column connections, Engineering Structures 25 (2003) 681–690 101 [62] Parra-Montesinos, G and Wight, J.K, Modeling shear behaviour of hydbrid RCS beam-column connections, Journal of Structural Engineering, ASCE 127, No 1, (2001) 3-11 16 [63] Parra-Montesinos, G and Wight, J.K., Seismic response of exterior RC column-tosteel beam connections, Journal of Structural Engineering, ASCE 126 Issue 10 (2000) 1113-1121 15 [64] Parra-Montesinos, G J., X Liang, Wight, J.K., Towards deformation-based capacity design of RCS beam-column connections, Engineering Structures, 25(2003), 681-690 17 [65] Parra-Montesinos, G J., Wight, J.K., Seismic [65]s, ACI Structural Journal, 910/2001, 762-770 18 [66] Qian Z ， Qingrong Y ， Junfeng G ， Zhimin W., (2014), Seismic Behavior of [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] Confined RC Column Composite Beam Joints, Trans Tianjin Univ 2014, 20: 174181 DOI 10.1007/s12209-014-2316-5 105 Qin G., Jun-Hua L., Zhe-Jun Q., Hyeon-Jong H., (2019), Cyclic loading test for interior precast SRC beam-column joints with and without slab, Engineering Structures 182 (2019) 1-12 71 Qi-shi Z., Hua-wei F., Xu-hong Z., Yu-jie Y and Qian-ren W., (2019), Static Behavior of a Modified Through-Core Connection between CFST Column and Composite Beam, Hindawi Advances in Civil Engineering Volume 2019, Article ID 8314543, 18 pages 62 Saeid A., et el., Experimental investigation of RCS connections performance using self-consolidated concrete, Journal of Constructional Steel Research, (114)2015, 204-216 30 Sameh Samir Mehanny and Gregory G Deierlein (2000), Modeling of Assessment of Seismic Performance of Composite Frames with Reinforced Concrete Columns and Steel Beams, Department of Civil and Environmental Engineering Stanford University 79 Seyed R.M., (2013), Analytical investigation of a new Through-Column-Type Joint for composite reinforced concrete and steel frames, The 2013 World Congress on – Advances in Structural Engineering and Mechanics (ASEM 13)- Jeju, Korea 81-bỏ Seyed Rasoul Mirghaderi, Nasrin Bakhshayesh Eghbali, Mohammad Mehdi Ahmadi, (2015), Moment-connection between continuous steel beams and reinforced concrete column under cyclic loading, Journal of Constructional Steel Research 118 (2016) 105-119 96 Seyed, R M et el “Moment-connection between Steel Beams and Reinforced Concrete Column under Cyclic Loading.”, Journal of Constructional Steel Research, 118(2016), 105-119 40 Sheikh, T.M., Yura, J.A., and Jirsa, J.O (1987), Moment Conections between Steel Beam and Concerete Columns, PMFSEL Report No 87-4, University of Texas at Austin, Austin, Tex 14 Shuaike F., Shuaike F., Zhengxing G., Zhongxiang L., Guojian L., Changyi G., (2021), Seismic performance of assembly joints between HSPC beams and [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] concrete-encased CFST columns, Journal of Constructional Steel Research 64 SMARTCOCO (2017) Smart Composite Components: Concrete Structures Reinforced by Steel Profiles SmartCoCo - Final report: European Committee: Research Programme of the Research Fund for Coal and Steel (2017) 48 Steele, J.P., and Bracci, J.M., Composite RCS Space Frame Systems: Constructability and Performance, Department of Civil Engineering Texas A&M University, Technical Report CDCI-03-02, 12/2003 29 SuJian, Y., Chenglong, W., Fei, Z., Pengfei, W., Kaichang, Z., Jiming, L., (2020), Experimental study and numerical simulation of a new prefabricated SRC column to steel beam composite joint, Structures 27 (2020) 999-1010 54 Theodore V Galambos, (2000), Recent research and design developments in steel and composite steel–concrete structures in USA, Journal of Constructional Steel Research 55 (2000) 289–303, www.elsevier.com/locate/jcsr 99 Viet Phuong NGUYEN 2019, A hybrid joint to connect a steel beam to a RC column: behaviour analysis and design model, INSA-Rennes 111 Wu Y., Development of precast concrete and steel hybrid special moment-resisting frames, Faculty of the Granduate School University of Southern California, Doctor of Philosophy, 11/2008 25 Xiaodong J., Yuhao C., Tongseng L., Yao C., (2019), Seismic behavior and strength capacity of steel coupling beam-to-SRC wall joints, Engineering Structures 201 (2019) 109820 72 Xiaoxiong Z., Chengyong W., Hang Y., Jean-Baptiste M D., (2016), Seismic behavior study on RC-beam to CFST-column non-welding joints in field construction, Journal of Constructional Steel Research 116 (2016) 204-217 114 Yihuan W., Zhan W., Jianrong P., Peng W., JianGui Q., and Shizhe C., (2020), Cyclic Behavior of Anchored Blind-Bolted Extended End-Plate Joints to CFST Columns, Applied Sciences 59 Yuhong L., Jinghang X., Zhenhai G & Xingui W., (2020), A study on Static behavior of New Reinforced concrete column-steel beam Composite Joints, Journal of Asian Architecture and Building Engineering, 20:1, 44-60, DOI: 10.1080/13467581.2020.1816547 106 Zhihong Pan et el., (2017), Experimental and numerical investigations of seismic performance of hybrid joints with bolted connections, Journal of Constructional Steel Research, 138 (2017) 867 –876, pg 113 Zibasokhan, H., Behnamfar, F and Behfarnia, K., The new proposed details for moment resisting connections of steel beam to continuous concrete column, Advances in Structural Engineering 2016, Vol 19(1), 156–169 38 (27) [88] Zongping C., Jinjun X., Yuliang C and Jianyang X., (2015), Seismic behavior of steel reinforced concrete (SRC) T-shaped column-beam planar and 3D hybrid joints under cyclic loads, Earthquakes and Structures, Vol 8, No (2015)555572 [89] Zeeshan Ali (2014), “Shear demand and shear deformation in exterior beamcolumn joints”, A Thesis, National Institute of Technology Rourkela, India PHỤ LỤC Sức kháng thành phần cấu thành nút STT Thông số Giá trị Đơn vị Chiều cao mặt cắt, hk 200 mm Chiều rộng mặt cắt, bk 180 mm Chiều dày bụng, twk 20 mm Chiều dày cánh, t fk 20 mm Diện tích mặt cắt thép hình, Ak 10400 mm2 Diện tích chịu cắt thép hình, Avk 4000 mm2 Mơ men kháng uốn dẻo mặt cắt, Wxk 776000 mm3 Cường độ kéo chảy thép hình, f yk 305 MPa Chiều dài thép hình, Le 1200 mm Sức kháng thép hình Kích thước thép hình Thép hình có mặt cắt hình chữ H, H 200180 20 20 Chiều dài thép hình nằm cột (tính từ mặt 400 mặt dầm đến điểm kết thúc thép hình cột), lk mm Sức kháng cắt tới hạn mặt cắt thép hình, Vk ,Rd 633,93 kN Mô men uốn tới hạn mặt cắt thép hình, M pk ,Rd 236,68 kNm Chiều dày thép tấm, tspk 12 mm Bề rộng thép tấm, bspk 220 mm Chiều dài thép tấm, lspk 600 mm Diện tích thép tấm, Aspk 2640 mm2 Sức kháng thép gia cường STT Thông số Giá trị Đơn vị Diện tích chịu cắt thép tấm, Av, spk 2640 mm2 Mô men kháng uốn mặt cắt gia cường, Wx,spk 145200 mm3 Mô men tới hạn thép tấm, M p, spk ,Rd 44,3 kNm Sức kháng cắt tới hạn thép tấm, Vspk ,Rd 418,4 kN Chiều cao mặt cắt, hb 400 mm Chiều rộng mặt cắt, bb 180 mm Chiều dày bụng, twb 20 mm Chiều dày cánh, t fb 25 mm Diện tích mặt cắt thép hình, Ab 16000 mm2 Diện tích chịu cắt thép hình, Avb 7500 mm2 Mô men kháng uốn dẻo mặt cắt, Wxb 2300000 mm3 Cường độ kéo chảy thép hình, f yb 305 MPa Chiều dài dầm thép từ điểm đặt tải trọng đến tim cột, lbeam 1850 mm Chiều dài dầm nằm cột, lb,in 100 mm Sức kháng cắt tới hạn mặt cắt dầm thép, Vb,Rd 1320,7 kN Mô men uốn tới hạn mặt cắt dầm thép, M pb,Rd 702 kNm Bề rộng mặt cắt cột 400 mm Chiều cao mặt cắt cột 400 mm Cường độ chịu nén trung bình bê tơng, fcm 46 MPa Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng, fcd 31,67 MPa Sức kháng dầm thép Kích thước mặt cắt dầm thép Dầm thép có mặt cắt hình chữ I, I 400180 25 20 Sức kháng cột bê tông cốt thép STT Thơng số Giá trị Đơn vị Diện tích cốt thép dọc cột, As,col 3928 mm2 Cường độ chịu nén cốt thép dọc cột, f y ,col 420 MPa Sức kháng nén cực hạn tâm mặt cắt cột liên 8742,76 hợp thép - BTCT, kN Npl ,Rd  Ak f y,k  0,85Ac,col fcd  As,col f y ,col Sức kháng nén cực hạn tâm mặt cắt cột BTCT, N pl ,Rd  0,85Ac,col fcd  As,col f y ,col 7198,7 kN Mô men uốn cực hạn mặt cắt cột liên hợp tương 490 ứng với lực dọc trục 800 kN xác định dựa biểu đồ tương tác kNm Mô men uốn cực hạn mặt cắt cột BTCT tương 345 ứng với lực dọc trục 800 kN xác định dựa biểu đồ tương tác kNm Sức kháng vùng nút 4.1 Sức kháng cắt nút Khoảng cách tim hai cánh dầm thép, z 375 mm Diện tích phần bê tơng nằm cánh thép hình, 18837,1 mm2 Ac  0,8  bk  twk   hk  2t fk  cos  Góc tạo trục cấu kiện với đường nối điểm đặt 0,403 Rad lực,   arctan   h  2t f  z    Sức kháng cắt bê tông chèn cánh thép hình, Vwp,c,Rd 129,5 kN Vwp,c,Rd  0,85 Ac fcd sin Hệ số kể đến ảnh hưởng lực nén dọc trục   N  Ed cột,   0,55 1  1,1   N pl ,Rd     0,651 Lực nén dọc cột, NEd ,col 800 kN STT Thông số Giá trị Đơn vị 4.1.1 Sức kháng cắt bê tông cốt thép vùng nút xác định sức kháng cắt cốt đai, Vj ,RC ,Rd 514,33 kN 752,5 kN Aswj  V j ,RC ,Rd sj cot z f j y,wd 4.1.2 Sức kháng cắt bê tông cốt thép vùng nút giới hạn khả chịu nén bê tông cot j V  b z f j,Rd ,max 4.2 cw w j cd cot  1j Sức kháng kéo bụng thép hình tác dụng 1035,8 cánh dầm thép Ft ,wc,Rd  kN beff ,t ,wctwc f y,wc  M0 4.3 Sức kháng nén cột tác dụng cánh 2986,1 dầm thép, Fc,Rd  Fc,wc,Rd  Fc,wc,c,Rd 4.3.1 Sức kháng nén bụng thép hình kN 1035,8 kN 1950,2 kN 1372,5 kN 180 mm 465,2 kN 303 kN kwc beff ,c,wctwc f  Fy,wc c,wc,Rd  M0 4.3.2 Sức kháng nén bê tông hai cánh Fc,wc,c,Rd  0,85kwc,cteff ,c  bc  tw  f cd 4.4 Sức kháng uốn cục cánh thép hình đặt beff ,b, fct fb f y, fb cốt bê tông cốt thép, F  fc,Rd M0 Bề rộng có hiệu cánh chịu uốn lấy beff ,b, fc  tw  2s  7kt f Sức kháng cắt cột 5.1 Sức kháng cắt bê tông vùng liên hợp Vc,com,Rd  0,5vfcd b  bv d  ck sin 2 5.2 Sức kháng cắt bê tông vùng giao thoa Vc,k,Rd  0,5vfcd b  tw d0 sin 2 STT Thông số Giá trị Đơn vị 5.3 954,2 kN Sức kháng cắt bê tông vùng bê tông cốt thép VRds,RC  Asv fyvd d  ck / 2cot / sw 5.4 Sức kháng cắt cốt thép đai vùng liên hợp, vùng 321,45 giao thoa kN VRds,k  Asv fyvd d  ck / 2cot / sw 5.5 Sức kháng cắt cốt thép đai vùng BTCT 408,2 kN VRds,k  Asv fyvd d  cc / 2cot / sw Sức kháng nén ép mặt tác dụng thép hình dầm thép lên bê tơng cột 6.1 Sức kháng ép mặt cục bê tông cột chịu tác dụng 912 kNm từ thép hình, Mkk ,Rd  fcdbk Lk 6.2 Sức kháng ép mặt cục bê tông cột chịu tác dụng 171 từ cánh dầm thép,  t  hc  hk  M  f b h  h  wb kb,Rd cd b  c k      Sức kháng mối hàn 7.1 Sức kháng mối hàn dầm với thép hình đặt cột kNm Chiều dày đường hàn cánh dầm với cánh 25 thép hình, a f ,bk mm Chiều dày đường hàn bụng dầm với cánh thép hình, aw,bk 20 mm Diện tích chịu cắt mối hàn thép hình, Aa,bk 32000 mm2 Mô men kháng uốn mặt cắt thép hàn, Wa,bk 1,32 106 mm Mô men kháng uốn dẻo mặt cắt thép hàn, Wpl ,a,bk 4,83106 mm3 409,4 MPa  Cường độ đường hàn, f w,d fu wM STT Thông số Giá trị Đơn vị Sức kháng mối hàn theo sức kháng uốn mặt fw,d cắt thép hàn, Pa,bk  2  l   3  beam W  a,bk   Aa,bk  308,3 kN Sức kháng mối hàn theo sức kháng uốn dẻo fw,d mặt cắt thép hàn, Ppl ,a,bk  2  l   3  1116,4 kN 20 mm beam  Wpl ,a,bk  7.2  Aa,bk  Sức kháng đường hàn chịu tác dụng lực cục dầm thép lên thép hình đặt cột Chiều cao đường hàn, aw,k Chiều dài đường hàn có hiệu la,eff ,wk  hbeam  a f ,bk  t f ,k 480  Cường độ đường hàn, f vw,d fu  MPa 486,3 kN Sức kháng mối hàn cánh dầm thép với bụng dầm thép Chiều cao đường hàn cánh với bụng, aw,b 15 mm Mô men tĩnh cánh, S f ,b 843750 mm3 Cường độ đường hàn, fvw,d 236,4 MPa Sức kháng mối hàn cánh dầm thép với aw,b fvw,d Ix,b 2 bụng dầm thép, V 3264 kN 20 mm a,w,b 7.4 236,4 wM Sức kháng mối hàn cánh dầm thép với bụng dầm thép, Pa,wk  fvw,dla,eff ,wk 7.3 mm S f ,b Sức kháng mối hàn cánh dầm thép với bụng dầm thép Chiều cao đường hàn, aw,k STT Thông số Giá trị Đơn vị Mô men tĩnh cánh, S f ,k 324000 mm3 Cường độ đường hàn, fvw,d 236,4 MPa Sức kháng mối hàn cánh dầm thép với aw,k fvw,d I x,k 2 bụng dầm thép, V 408,9 kN a,w,k S f ,k ... cho kết cấu khung có cột thép cột liên hợp, dầm sàn kết cấu bê tơng cốt thép Hình 1.2b thể khung liên hợp có cột ống thép nhồi bê tông, kết cấu dầm sàn bê tông cốt thép túy Trong dạng liên hợp. .. CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 Tình hình sử dụng kết cấu khung liên hợp Kết cấu khung loại kết cấu hệ Kết cấu khung bao gồm ngang gọi dầm, ? ?ứng gọi cột, ngang ? ?ứng liên kết với nút khung Kết cấu khung. .. thép, cột bê tông cốt thép Dạng liên hợp khung thép sàn BTCT dạng kết cấu liên hợp đơn giản Trong đó, kết cấu khung cấu tạo từ dầm thép cột thép Kết cấu sàn kết cấu liên hợp kết cấu BTCT túy Hình