Nghiên cứu tính toán dầm bê tông cốt thép chịu xoắn theo tiêu chuẩn châu âu và tiêu chuẩn việt nam

L I CAM OAN Em, Ph m V n Vi n Sinh ngày: 30/9/1970, CMND s : 013104574, c p ngày: 25/7/2008 ,t i Hà N i Quê quán: C m Xuyên – Hà t nh N i hi n t i: s nhà D4 Thanh Xuân B c – Thanh Xuân – Hà N i Công tác t i công ty c ph n xây d ng s – Vinaconex1 Xin cam đoan lu n v n t t nghi p cao h c “Nghiên c u tính tốn d m bê tơng c t thép ch u xo n theo tiêu chu n Châu âu tiêu chu n Vi t Nam” cá nhân em th c hi n, m i tham kh o đ u dùng gi ng c a th y giáo tài li u công khai Các s li u, k t qu lu n v n hoàn toàn trung th c Em xin hoàn tồn ch u trách nhi m v tính xác th c c a lu n v n Hà N i, /2017 Tác gi lu n v n Ph m V n Vi n i L IC M N Em, Ph m V n Vi n xin kh c c t ghi tâm công n d y b o, tình c m thân th Gs.Ts Nguy n Ti n Ch ng, quý th y, quý cô c a tr ng ng c a i h c Th y l i Em xin bày t s c m đ ng v i s giúp đ vô u ki n c a anh, ch , em, c a đ ng nghi p đ hoàn thành lu n v n Trong trình nghiên c u làm lu n v n khó tránh kh i sai sót ho c nghiên c u ch a sâu, kính mong q th y ch b o thông c m! Hà N i, 8/2017 ii M CL C DANH M C HÌNH V v M U CH NG 1: T NG QUAN V TÍNH TỐN K T C U D M BÊ TÔNG C T THÉP CH U XO N 1.1 L ch s m ch 1.2 V n đ xo n d m BTCT 1.3 Phân lo i ch u xo n: K CH c u ki .5 NG 2: TÍNH TỐN D M BÊ TÔNG C T THÉP CH U XO N THEO TIÊU CHU N VI T NAM VÀ TIÊU CHU N CHÂU ÂU .9 2.1 ng su t ti p xo n d m không b n t 2.1.1 C u ki n đ c: 2.1.2 C u ki n r ng thành m ng ti t di n kín 11 2.1.3 2.2 ng su t d m ch u xo n 12 c m ch u l c lý thuy t tính tốn d m BTCT ch u xo n 13 2.2.1 D m bê tông c t thép ch u xo n thu n túy 13 2.2.2 D m bê tông c t thép ch u đ ng th i u n xo n 14 2.2.3 Các lý thuy t tính tốn d m BTCT ch u xo n 15 2.3 Tính tốn d m Bê tơng c t thép theo TCVN 5574:2012 21 2.3.1 C u t o c t thép 22 2.3.2 nguyên t c tính tốn 24 2.4 Tính toán d m BTCT ch u xo n theo EUROCODE EN 1992 (EC 2) 34 2.4.1 Xo n thu n túy 34 2.4.2 D m có ti t di n ph c h p 40 2.4.3 Xo n mô men u n k t h p 40 2.4.4 Xo n k t h p v i l c c t 41 2.4.5 Xo n cân b ng xo n t K t lu n ch CH ng h p 44 ng 44 NG 3: ÁP D NG TÍNH TỐN CHO M T S BÀI TỐN XO N C TH .45 3.1 Gi i thi u toán 45 iii 3.2 Tính tốn theo TCVN 5574 : 2012 46 3.3 Tính tốn theo Eurocode 54 K T LU N VÀ KI N NGH CHUNG 60 iv DANH M C HÌNH V Hình 1.1.V t n t xu t hi n d m Hình 1.1a C u ki n ch u xo n cân b ng Hình 1.1b C u ki n ch u xo n t ng thích Hình 1.2 M t phá ho i c a bê tông c u ki n ch u xo n thu n túy Hình 1.3 M t phá ho i c a bê tông c u ki n ch u u n xo n đ ng th i .7 Hình 1.4 Các vùng ch u xo n cân b ng ch u xo n t ng thích m t tịa nhà Hình 2.1 D m ti t di n tròn ch u xo n Hình 2.2 S phân b ng su t ti p ti t di n khơng trịn c a d m ch u xo n 10 Hình 2.3 D m thành m ng có ti t di n kín ch u xo n 11 Hình 2.4 ng su t v t n t nghiêng d m BTCT ch u xo n 13 Hình 2.5 Các d ng phá ho i c a d m BTCT ch u đ ng th i u n xo n 15 Hình 2.6 Mơ hình giàn - ng thành m ng c a d m BTCT ch u xo n 16 Hình 2.7 S đ đ tính l c nén xiên 18 Hình 2.8 S đ đ tính l c kéo ngang 18 Hình 2.9 D m ch u đ ng th i xo n u n theo mơ hình giàn .19 Hình 2.10 D m ch u đ ng th i xo n c t theo mơ hình giàn .20 Hình 2.11 K t qu thí nghi m d m ch u xo n c t k t h p 20 Hình 2.12 C t thép c a c u ki n ch u xo n 23 Hình 2.13 S đ n i l c ti t di n không gian c u ki n bê tông c t thép ch u u n xo n đ ng th i tính toán theo đ b n 25 Hình 2.14 - S đ v trí vùng ch u nén c a ti t di n khơng gian 26 Hình 2.15 Hình minh h a tính tốn cho s đ 27 Hình 2.16 hình minh h a tính tốn cho s đ 28 Hình 2.17 hình minh h a tính tốn cho s đ ( c nh b kéo u n) 29 v Hình 2.18 Mơ hình ti t di n r ng thành m ng t ng đ ng 34 Hình 2.19 Mơ hình tính l c c t lên thành mô men xo n 37 Hình 2.20 Mơ hình ng thành m ng ch u xo n 38 Hình 2.21 Bi u đ t ng tác gi a mô men l c c t 41 Hình 2.22 Bi u đ t ng tác c a mô men xo n u n 43 Hình 3.1 s đ ch u t i tr ng c a d m 45 Hình 3.2 s đ tính mơ men xo n, u n, l c c t c a d m 47 Hình 3.3 Ti t di n d m tính tốn 47 Hình 3.4 M t c t b trí, tính tốn thép d m 48 Hình 3.5 M t c t tính tốn thép d m theo s đ 51 Hình 3.6 M t c t tính tốn thép d m theo s đ 53 Hình 3.7 s đ tính mơ men xo n, u n c a d m 55 Hình 3.8 Ti t di n d m tính tốn s đ thành m ng quy đ i 57 Hình 3.9 ph ng án s b ch n b trí c t thép cho d m 58 Hình 3.10 B trí c t thép d m Hình 3.11 V t n t xu t hi n th c t cơng trình 61 d m biên 62 vi M U Tính c p thi t c a đ tài Các c u ki n bê tông c t thép ch u xo n c u ki n đ c bi t, đ ch c gi ng d y ng trình đ i h c Tiêu chu n thi t k k t c u bê tông c t thép c a Vi t Nam s d ng mơ hình tính tốn theo ti t di n vênh, mơ hình tính tốn đ c phát tri n nh ng n m gi a th k XX Tiêu chu n châu Âu, ngồi mơ hình m t c t vênh cịn cho phép tính tốn theo mơ hình dàn d o, mơ hình m i đ c th gi i phát tri n nh ng n m g n Các c u ki n d m bê tông c t thép t i v trí cu i c a mái chéo, v trí biên có cơng xơn, v trí biên có g n d m đua đ làm bi n pháp thi công th hi n v t n t, c ng c n ph i ki m tra l i Hình 1.1.V t n t xu t hi n d m (tòa nhà 32 t ng, Qu n Hoàng Mai, Hà N i) ng xu t V n đ x y th th c t cơng trình ng xu t hi n v t n t đáy d m, đ c bi t d m biên d m c a mái d c Các v t n t theo th i gian s nh th nào? có đ m cao nh Vi t Nam sau tháo d c p pha nh h ng c a xâm th c v i khí h u Vi t nam s sao? Em th y c ng ch a có tài li u theo dõi cho k t qu xác, tòa nhà nhi u t ng c ng ch m i phát tri n nh ng th p k g n nên c ng ch a ki m ch ng đ hình nh minh h a đ c ch p th c t công tr Vi t Nam c v n đ Hình 1.1 ng C n có thêm nghiên c u v toán xo n, đ ng th i xây d ng ch ng trình tính tốn c u ki n ch u xo n Lu n v n ti n hành nghiên c u áp d ng mơ hình giàn d o đ tính tốn d m BTCT ch u xo n theo Eurocode so sánh v i ph ng pháp tính tốn theo tiêu chu n Vi t Nam nh m làm sáng t m t u m nh c m c a ph ng pháp M c đích c a đ tài - Nghiên c u áp d ng mô hình giàn d o theo Eurocode đ tính tốn d m BTCT ch u xo n - So sánh v i ph m t u m nh ng pháp tính tốn theo tiêu chu n Vi t Nam nh m làm sáng t c m c a ph Cách ti p c n ph - Ph ng pháp ng pháp nghiên c u ng pháp nghiên c u: nghiên c u lý thuy t theo tài li u, có áp d ng tính tốn ví d c th K t qu d ki n đ t đ c Áp d ng tính tốn d m bê tơng c t thép ch u xo n theo mơ hình giàn d o c a tiêu chu n Châu âu vào tiêu chu n Vi t Nam So sánh m c đ gi ng khác gi a ph ng pháp tính tốn c a d m bê tơng c t thép ch u xo n theo tiêu chu n Vi t Nam tiêu chu n Châu âu CH NG 1: T NG QUAN V TÍNH TỐN K T C U D M BÊ TÔNG C T THÉP CH U XO N 1.1 L ch s ph ng pháp tính tốn d m ch u xo n N m 1853 k s ng i Pháp Adhemar Jean Barre de Saint-Venant gi i thi u lý thuy t xo n c n t i Vi n Khoa H c Pháp làm c s cho lý thuy t ngày St Venant ch r ng khơng trịn ch u xo n, ti t di n ngang tr c ph ng sau s khơng cịn ph ng ch u xo n M t ph ng ti t di n ngang ban đ u s tr nên vênh c a vênh ph i đ nh h ng c k đ n ch u xo n thu n túy - N m 1899 A.Michell L.Prandtl gi i thi u k t qu nghiên c u n đ nh xo n u n - N m 1903 L.Prandtl khám phá s t ng đ ng gi a toán xo n toán màng - N m 1905 m t toán t ng quát c a xo n h n h p đ c gi i l n đ u tiên b i S.Timoshenko - V.Z Vlasov(1906-1958) phát tri n lý thuy t c s c a u n xo n đ ng th i thành m ng Ông ng i xây d ng hoàn ch nh lý thuy t v đ b n, n đ nh dao đ ng c a thành m ng m t c t ngang h N m 1944 Von Karman Christensen phát tri n lý thuy t xo n cho m t c t ngang kín (lý thuy t g n đúng) N m 1954 Benscoter phát tri n m t lý thuy t xác h n cho m t c t ngang kín N m 1977, Khan gi i thi u ph ng pháp phân ph i bimơmen đ tính tốn k t c u thành m ng ch u xo n Cịn nhi u đóng góp khác nh ng nh ng đóng góp n i b t nh t 1.2 V n đ xo n d m BTCT S l c tình hình phát tri n nghiên c u u n xo n: Trong kho ng n a đ u th k 20 tiêu chu n không đ a quan m thi t k k t c u ch u xo n Khi tính tốn k t c u ng i ta gia t ng kh n ng ch u xo n b ng h s an toàn Càng v sau khoa h c ngày phát tri n, ph tác th c nghi m k t c u nhi u nên ph ng ti n ph c v cho cơng ng pháp phân tích k t c u phát tri n Trong n a sau th k 20 có nhi u nghiên c u v u n xo n xu t hi n v i ti t di n kín đ c r ng N m 1929 Rausch l n đ u tiên đ a ph ng pháp phân tích giàn (space struss analogy) d a ng x c a k t c u u n xo n N m 1934 Andersen công b nghiên c u c a ông d a th c nghi m 48 m u d m bêtông bêtông c t thép v i giá tr khác c a c t d c c t đai Nghiên c u Bresler Pister d a 24 m u d m r ng vào n m 1958 Các nghiên c u m t s nghiên c u c a tác gi khác ti n đ cho tiêu chu n v tính tốn xo n xu t hi n l n đ u ACI31863 Các tác gi Evans (1965), Thomas.T.C Hsu (1968) đ a mơ hình u n xiên (Skew bending model) mà nghiên c u T.T.C.Hsu đóng vai trị quan tr ng n n m 1971 tiêu chu n m i t ng đ i hoàn thi n v c b n qui đ nh không đ i đ n 1992 Nh ng nghiên c u ti p theo đ a công th c bán th c nghi m ch áp d ng v i bê tông th đ ng không ng su t tr c u ch nh b sung l i đ c n n m 1995 tiêu chu n tính xo n c ch p nh n đ n ó tính tốn ti t di n đ c r ng d a lý thuy t thành m ng, (Chuy n đ i ph n thành ph n h p r ng t ng đ ng có đ dày t) mơ hình h khơng gian (Space truss analogy) Lý thuy t áp d ng c cho bê tông th ng d ng l c S làm vi c ch u xo n: C u ki n ch u xo n c u ki n có xu t hi n n i l c mô men xo n M t tác d ng m t ph ng vng góc v i tr c Thơng th ng v i M t cịn xu t hi n mơ men u n M l c c t Q Khi làm vi c bê tơng có ng su t kéo th kc ng su t nén nc Khi ch có M t (xo n thu n túy) v t n t ng xiên góc 450 ch y vịng quanh theo ti t di n Khi có đ ng th i M Q v t n t xiên xu t hi n theo m t, m t th t ch u nén t o thành ti t di n vênh không gian S phá ho i x y theo ti t di n vênh, c u ki n cịn có th h h ng ng su t nén nc v t kh n ng ch u nén c a bê tông 1.3 Phân lo i ch u xo n: Kh o sát s làm vi c ch u xo n ng i ta chia hai tr Xo n cân b ng (equilibrium torsion) xo n t ng h p: ng thích (compatibility torsion) - Xo n cân b ng (hình 1.1a) mơmen xo n đóng vai trị cân b ng c a k t c u, th c t th c nh đ ng g p v trí nh mái cơng xơn, ban cơng, th m chí c b c đua t t ng đ di n tích thống cho t ng 1, d m ngang ch u xo n cân b ng Mt ≤ RsAs 1+ q w (h – 0.5x) + +0.2574 *0.2 Thay s vào v ph i b ng: 4000*8.01* (56 – 0.5*6.44)* 1* + 7.74 +0.05148 V ph i = 1691071 1* + 7.74 o hàm v ph i theo bi n cho b ng khơng ta có ph 0.0515 ng trình t ng đ ng: + 0.4 - 1= = 0.605 => = 1.99 =0.42 - 4*0.0515*(-1) = 0.366 => => c = b = 2*30 = 6(cm) (l y nghi m > 0) 2h + b = 2*60 + 30 = 150 (cm) Th a mãn u ki n c ≤ 2h + b Thay vào ph Ta đ c: R s A s ng trình M t ≤ R s A s 1+ q w + 1+ q w (h – 0.5x) + + *0.206*0.2*22 (h – 0.5x) = 4000*8.01 (56 – 3.22) 1*2 + 7.74 202234 (daNcm) = 20.223(kNm) Ta có: M t = 18kNm RsAs 1+ q w + (h – 0.5x) = 20.223 kNm th a mãn u ki n V y c u ki n đ kh n ng chiu l c Tính tốn theo s đ 2: 2d14 h = 600 x As 2d14 A’ s b trí thép d m nh hình 3.3 4d16 50 yêu c u ki m tra kh n ng ch u l c a a’ c a d m theo s đ b=300 Hình 3.5 M t c t tính tốn thép d m theo s đ S li u tính toán: L L c c t Q c = Q = 34.1275 = 119.444(KN), 2 Mômen xo n tính tốn M t = 18 KNm (180000daNcm) Q = 119.444(KN), Qb = 119.444*30 = 358.33 (KNcm), (b = 30cm, h = 60cm) a = a’(tr Tr ng h p b b’) = + + = (cm) ng h p ta có A s = A s ’= 14 + 14 + 16 = 5.1 (cm2) B25 (tra b ng ph l c 13A) có R b = 14.5 MPa = 145daN/cm2, R = 0.595 (bêtông n ng, =0.85) V i thép nhóm CB400-V ta có Rs = Rsc = 400 MPa = 4000 daN/cm2 C t thép nhóm AII ta l y R sw = 280 MPa = 2800 daN/cm2, đai 10 A sw = 0.785 cm2 Ta th y M t = 180100daNcm > 0,5Qb = 179100daNcm (theo 2.9) nên c n tính tốn theo ti t di n vênh Ki m tra u ki n v ng su t nén chính: 0.1R b b2h = 0.1*145*302*60 = 783000 (daNcm) M t = 180100 ≤ 0.1R b b2h = 783000 (daNcm) Th a mãn u ki n b t bu c (M t ≤ 0.1R b b2h) Ki m tra theo ti t di n vênh Do A s = , R s = R sc theo công th c (2.3) R s A s – R sc A’ s = R b bx = => x = 51 Tính xl = RsAs 4000*5.1 = bRb 30*145 4.69(cm) Ta ch n x = 2a’ = 8cm Tính Mu theo cơng th c: M u = R b bx(h – 0.5x) + R sc A s ’(h – a’) M u = 145*30*8.(56 – 0.5*8) + 2800*4.(56 – 4) = 2641600 (daNcm) RswAsw b 2800*0.7854 30 Theo (2.6) ϕ w = R A s = 4000*5.1 10 s s ϕ w,min = 264.16Nm 0.323 0.5 0.5 = 0.276 = + M/2ϕw Mu + 13.93/2*0.323*26.416 ϕ w,max = 1.5(1 - M ) = 1.5(1 ) = 1.5 26.416 Mu Th a mãn u ki n ϕ w,min ≤ ϕ w ≤ ϕ w,max = b 30 30 = = = 0.2 (2h + b) (2*60 + 30) 150 Qh 3412*60 ϕ q = + 2M = + 2*180000 = 1.569 t V i = c ; = Tìm c: b Mt ≤ RsAs 1+ q w + + 0.323*0.2* (h – 0.5x) = 4000*5.1 (56 – 4) 1.569 +0.646 = 1060800 1.569 đ V i ng: 1.569*0.646 đ o hàm v ph i cho b ng khơng ta có ph – 1.569 = 0; => 0.646 ng trình t ng = => = 1.24 = 1.24 ta có c = b = 1.24*30 = 37.2 < 2h + b = 2*60 + 30 = 150 (th a mãn u ki n c < 2h + b) Thay = 1.24 vào ph ng trình M t ≤ R s A s 1+ 52 q w + (h – 0.5x) ta có: V ph i = 1060800 +0.646*1.242 1.569*1.24 108.7(KNm) > M t = 18KNm V y c u ki n đ kh n ng ch u l c Tính tốn theo s đ V i s đ ta tính tốn v i c p mơ men xo n M t mô men u n –M (ng c d u vói M ( s đ 1), nh ng vùng nén n m v phía th kéo u n c tính tốn theo cơng th c(2.12) M t ≤ M gh = R s A s Giá tr Mgh đ 1+ q w + (h – 0.5x) Trong = , Các giá tr =1 , c ng đ c tính tốn v i M mang d u tr Do s đ có v trí vùng nén c a ti t di n c a s đ ng c nh b kéo u n nên cl i d = 560 h = 600 a’ x a b = 300 Hình 3.6 M t c t tính tốn thép d m theo s đ S li u tính tốn: A s = 14 = 2*0.7*0.7*3.1416 = 3.08(cm2); 53 = 8.01(cm2) s đ M = -139.3 KNm, ch n x = 8(cm) (vì lúc x = RsA's - RscAs < 0) Rbb Tính Mu theo cơng th c: M u = R b bx(h – 0.5x) + R sc A s ’(h – a’) M u = 145*30*8.(56 – 0.5*8) + 4000*8.01(56 – 4) =3475680 (daNcm) RswAsw b 2800*0.7854 30 ϕ w = R A s = 4000*3.08 10 s s ϕ w,min = 0.5355 0.5 0.5 = 139.3/2*0.5355*347.6 + M/2ϕw Mu ϕ w,max = 1.5(1 - 347.6KNm M 139.3 ) = 1.5(1 + ) Mu 347.6 0.364 2.291 Th a mãn u ki n ϕ w,min ≤ ϕ w ≤ ϕ w,max Ki m tra u ki n v kh n ng ch u l c c a ti t di n vênh: Mt ≤ RsAs 1+ q w + (h – 0.5x) ( = M -139.3 = = -7.73; = 0.2) Mt 18.01 + 0.5355*0.2* V ph i = 4000*3.08 1* - 7.73 + 0.107* (56 - 4) = 640640 - 7.73 o hàm theo bi n cho b ng ta có ph =1.652 + 4*0.107*1 = 3,15 => = ng trình: 0.107 = 1.77 => l y 2 – 1.65 – = 0.584 c => c = b = 0.584*30 = 17.2 < h + b = 150(cm) th a mãn u ki n b Thay + 0.107*0.5842 = 0.584 vào bi u th c (M t ) ta có v ph i = 640640 = 0.584 - 7.73 637828(daNcm) = 63.78KNm > M t = 18KNm V y c u ki n đ kh n ng ch u l c 3.3 Tính tốn theo Eurocode Tính tốn: 54 T i tr ng tác d ng lên ph n công son s b ng t ng t i tr ng b n thân, t nh t i, ho t t i: Q = g *1,35 + q *1.35 + q *1.5 = 0.2*25*1.35 + 1.5*1.35 + 4*1.5 = 14.77(KN/m2) T ng t i tr ng tác d ng lên d m: Q = g*1.35 + q *1.35 + Q *1.65 = 0.3*0.6*25*1.35 + 8*1.35 + 14.77*1.65 = 41.254 (KN/m) A B m = 20.01 L(7000) B A T Ed = 21.54KNm B A M= 168.45KNm A B Q = 144.39KN Hình 3.7 s đ tính mơ men xo n, u n c a d m 55 Mô men gây xo n cho d m s là: M x (T Ed ) = m* l v i m = Q *l* *e, 2 t i tr ng l3 1.83 l = 21.542(KNm) = đ u nên ta có e = l => Mx = Q * = 15.45* 4 phân b 21.542*106(Nmm) QL2 41.254*72 = = 168.453(KNm) Tính tốn mơ men u n cho d m M = 12 12 Tính toán c t thép ch u u n: As = M v i z = d[0.5 + fydz ]; K = M bd2fck Trong đó: A s di n tích ti t di n ngang c a c t thép d c ch u kéo d chi u cao làm vi c c a ti t di n (d = h – a, ch n a = 4cm; d = 56cm) f ck c ng đ ch u nén đ c tr ng c a m u bê tông 28 ngày tu i K u ki n h n ch n u K ≤ K bal = 0.167 tính z theo cơng th c K= 168453 = 0.072 (< 0.167) => z = 56*[0.5 + 30*562*25 ] z = 56(0.5 + 0.421) = 52.18(cm) As = 168453 M = = 9.28(cm2) zfyd 52.18*400/1.15 Trong f yd c ng đ tính tốn c a c t thép ch u kéo (theo EC = 14 14 d = 560 h = 600 t=100 fy ) 1.15 20 56 b = 300 Hình 3.8 Ti t di n d m tính toán s đ thành m ng quy đ i Tính tốn c t thép ch u xo n: Các đ c tr ng hình h c c a ng t t ef = ng đ ng 300*600 bh = = 100(mm) 2(b+h) 2(300+600) A k = (b - t ef )(h - t ef ) = (300 – 100)(600 – 100) = 200*500 = 100*103 (mm2) = 1400 (mm) u k = 2(b + h - t ef ) = q= TEd 21.542*106 = = 107.7 (MPamm) 2Ak 2*100*103 L c c t t i c nh dài c a ti t di n ng: V Ed,I = qz i = 107.7(600 – 2*30)*10-3 = 58.16 (KN) C t thép đai ch u xo n: 58.16*103 Asw Ved.i = =0.458 (mm) = s zfswd 52.18*2800/1.15 C t đai T10: S = 78.5 = 171(mm) 0.458 Ch n S = 150 mm Kh n ng ch u xo n l n nh t (θ = 450 ) : T Rd,max = Trong T Rd,max c f cd A k t ef h s gi m c = 2*0.6* ng đ c a bê tơng vùng nén có v t n t 25 *100*103*100*0.707*0,707*10-6 1.5 21.542(KNm) 57 =100KNm> T Ed = V y, c ng đ ch u nén c a d i bê tơng đ m b o Tính toán ti t di n c t thép d c ch u xo n: TEdcot uk 21.542*106*1*1400 ∑A si = 2A f = 2*100*103*400/1.15 = 433.531(mm2) k yd Ch n c t thép d c ch u xo n d14 (tơng di n tích c t thép = 9.23cm2) Hai t i mép d i k t h p v i c t thép ch u u n B n cịn l i b trí nh sau: hai t i mép trên, hai gi a c nh bên 2d14 h = 600 2d14 4d20 b = 300 Hình 3.9 ph Ki m tra c t thép t i mép d ng án s b ch n b trí c t thép cho d m i: C t thép yêu c u: A si = 928 + 9.23 = 1237(mm2) C t thép hi n có t ng đ ng d20 (4T20): A s = 10*10*3.14*4 = 1256(mm2) > A si = 1237mm2 Khơng c n b trí thêm c t thép t i mép d 4d20 i v y ta b trí c t thép t i mép d C t thép d c ch u xo n t i mép c nh bên: A si = *923 = 615(mm2) 58 i 615(mm2) Ch n 4D14: A s = 4*7*7*3.14 V y ta s d ng D14 Ki m tra c u t o c t thép đai ch u xo n: Ki m tra kho ng cách gi a c t thép đai: S i,max = 0.75d(1+ S i,max = ) = 0.75*540*(1+0) = 405(mm) > s i = 150mm u 2(b + h) 2(300 + 600) = = 225(mm) = 8 b = 300mm V y ta ch n s i = 150 mm Ki m tra hàm l w = Asw sbwsin = ng c t thép đai: 2*78.5 = 0.00349 150*300*1 0.08f0.5ck 0.08*250.5 = = 0.001 < = fyk 400 w = 0.00349 Ch p nh n k t qu tính tốn So sánh k t qu tính tốn gi a hai tiêu chu n T ví d tính tốn th y đ c ph ng pháp tính c a hai tiêu chu n có s khác nhau, tính tốn theo TCVN 5574 : 2012 ki m tra theo s đ tính cịn theo EC2 tính tốn riêng bi t H n n a tính tốn theo TCVN 5574 t ng đ i ph c t p, d b nh m l n B ng tóm t t, so sánh tính tốn gi a hai tiêu chu n stt Công vi c th c hi n Tiêu chu n Vi t Nam Tiêu chu n EC H s t nh t i 1.1 1.35 H s v i ho t t i 1.2 – 1.3 1.5 C t thép d c ch u xo n Ch n ki m tra Tính tốn Thanh ch u xo n gi a d m Không tham gia tính tốn s đ Ln tham gia tính tốn Kho ng c t thép đai Ch n ki m tra theo Tính tốn r i m i 59 Ghi ch u xo n u ki n (a10cm) C t thép d c ch u kéo 7.8 cm2 K t h p gi a thép ch u kéo xo n Không tách bi t ch n (a15cm) 9.28 cm2 Tính tốn riêng bi t K T LU N VÀ KI N NGH CHUNG K t lu n: Lu n v n nghiên c u ph ng pháp mơ hình tính tốn d m bê tơng c t thép ch u xo n theo tiêu chu n Vi t Nam tiêu chu n Châu âu Áp d ng ph tính tốn cho tr - V ph ng pháp ng h p toán c th , t rút m t s k t lu n: ng pháp tính tốn: + Tiêu chu n Châu âu tính tốn tách riêng u n xo n, c s công th c th c nghi m, q trình tính tốn t ng minh, h s rõ ràng Th y rõ b n ch t làm vi c ch u u n, ch u xo n c a c u ki n; + Tiêu chu n Vi t Nam tính tốn theo lí thuy t phá ho i m t ph ng nghiêng c a Lessig (Nga), xem xét đ ng th i u n xo n, ki m tra ng su t theo ba m t phá ho i (vì tính tốn g p nên khơng xác đ nh đ c m t nào, d n đ n l y theo ba m t phá ho i) - Áp d ng tính tốn: + Tính tốn theo tiêu chn Châu âu t ng minh, d dàng áp d ng cho toán c th ; + K t qu tính tốn theo hai tiêu chu n t ng đ ng (c th : TCVN - c t thép d c 7.8cm2 kho ng cách c t thép đai 10cm tiêu chu n Châu âu- c t thép d c 9.28cm2 kho ng cách c t thép đai 15cm) Chúng ta c ng th y đ c cách b trí c t thép d c th c t th c t tính tốn ( th c t nêu công tr công tr ng ch a sát v i ng r t b trí c t thép ch u xo n nh ti u m c 2.3.1 - gi a hình 3.10 2.12) 60 Hình 3.10 B trí c t thép d m th c t cơng trình (C t thép d m t ng n hình tịa nhà 30 t ng, Qu n Hai Bà Tr ng Hà N i) V y v n đ lý thuy t tính tốn (có b trí c t thép ch u xo n nh nêu 2.3.1 minh h a hình 2.12) th c t (th ti u m c ng khơng b trí c t thép ch u xo n nh hình minh h a 3.10) có ph n khác Ki n ngh Vi c nghiên c u, áp d ng tính tốn ví d c th cho th y tính tốn d m bê tông c t thép ch u xo n theo tiêu chu n Châu âu có ph n đ n gi n h n tính tốn theo tiêu chu n Vi t Nam nh ng l ph ng c t thép t ng đ ng v y nên b sung thêm ng pháp tính tốn d m bê tơng c t thép ch u xo n theo tiêu chu n Châu âu vào Vi t Nam đ sinh viên k s áp d ng T t nhiên m i ch nghiên c u b đ u đ s d ng ph bi n c n nghiên c u k h n 61 c Qua q trình h n 20 n m thi cơng cơng trình Xây d ng Dân d ng Công nghi p, đ c bi t nhà nhi u t ng hi n nay, em th y hi n t ng n t đáy d m ( hi n t i có th đ n t ng h m c a tòa nhà nhi u t ng quan sát đáy d m c ng th y đ c u này), Hình 3.11 V t n t xu t hi n d m biên (D m biên c a tòa nhà 31 t ng, Qu n Hoàng Mai, Hà N i) v n đ đ t c t thép ch u xo n c ng ch a c th Các b n sàn c a nhà th p t ng ngày x a ch kho ng 8-10 cm v i nh p d m nh , ngày v i tòa nhà nhi u t ng, nh p d m l n, b n sàn c ng dày h n (15 – 20 cm), nhi u tr ki m khơng gian, chi u cao phịng th ng h p đ t t ng thiên v d m b t c ng c n xem xét t i kh n ng ch u u n ch u xo n c a d m L p bê tông b o v thép c ng r t quan tr ng, l p b o v m ng ho c xu t hi n v t n t s không ng n ch n đ c s xâm nh p c a đ m s n mòn c a thép d n đ n k t qu s bi n màu n t v c a bê tông L p ph bê tông c ng yêu c u đ ch ng cháy Các chi ti t kích th 62 c c a c t thép c ng c n tính đ n dung sai kích th c gia cơng ch t o đ trì đ ph bê tơng theo u c u(có nhi u lúc thi u kinh nghi m gia công d n đ n sau u n m thép b th a ho c thi u – b sai l ch) Kho ng cách t i đa t i thi u c a c t thép c ng c n đáp ng theo tiêu chu n đ ch cho dòng ch y đ đ m ch t c a bê tông, nh ng c ng không th a đ thi u kh n ng ch ng l i s n t v c a bê tơng co ngót, nhi t chuy n đ ng s lún xu ng Vì nh ng lí mà u c u v t l c t thép t i đa t i thi u bê tông c ng c n ki m tra k Các d m c n có đ c ng đ đ ng n s l ch m c có th gây h ng tính n ng nh k t c u sàn, kính vách ng n Kh n ng x y cao h n d m công xon Trong tiêu chu n Châu âu đ i v i h u h t lo i d m, khơng c n thi t ph i tính tốn chi ti t đ l ch, EC2 cung c p ph ng trình t s gi a chi u cao v i chi u dài đ đáp ng yêu c u C t thép ch u nén vùng nén c a d m có nh p l n d m cơng son giúp ch ng l i s l ch h ng dài h n tr t Nhi u ph trình ph bi n tra b ng t EC2 có th đáp ng yêu c u nêu c ng đ miêu t đ y đ ch ng c ng ph l c c a EC2 Vì v y, theo em nên tính tốn b trí c t thép c a d m bê tông c t thép ch u xo n theo tiêu chu n Châu âu 63 TÀI LI U THAM KH O Nguy n Ti n Ch ng, 2016, K t c u bê tông c t thép nâng cao – T p gi ng Phan Quang Minh, Ngơ Th Phong, Nguy n ình C ng, 2010, K t c u bê tông c t thép NXB KH&KT, Hà N i Nguy n ình C ng, Sàn s n bê tơng tồn kh i – Nhà xu t b n Xây d ng MacGregor, J G., 2009, Reinforced Concrete Mechanics and Design, 5thEd., Prentice Hall Nilson A., Darwin D., Dolan C W., 2010, Design of Concrete Structures, 14th Ed.,Mc Graw Hill Masley B., Bungey J., Hulse R., 2007, Reinforced Concrete Design to Eurocode 2, 6th Ed., Palgrave Macmillan Martin L., Purkiss J., 2006, Concrete Design to Eurocode 2, 2nd Ed., Elsvier TCXDVN 5574 : 2012: K t c u bê tông bê tông c t thép – Tiêu chu n thi t k Eurocode 2:2004: Design of Concrete Structures 10 T p gi ng bê tông c s 64 ... Áp d ng tính tốn d m bê tông c t thép ch u xo n theo mơ hình giàn d o c a tiêu chu n Châu âu vào tiêu chu n Vi t Nam So sánh m c đ gi ng khác gi a ph ng pháp tính tốn c a d m bê tông c t thép ch... tính tốn xo n tiêu chu n thi t k k t c u bê tông c t thép ch u xo n m i nh t th gi i có Châu Âu Do ph ng pháp tính tốn k t c u bê tơng c t thép ch u xo n theo mơ hình giàn d o và ph ng pháp tính. .. di n nghiêng gi a tiêu chu n Châu âu tiêu chu n Vi t Nam có s khác nên lu n v n nghiên c u c hai lí thuy t đ làm sáng t m t s v n đ CH NG 2: TÍNH TỐN D M BÊ TÔNG C T THÉP CH U XO N THEO TIÊU