(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng xử của dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường bằng sợi thép
LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nghiên cứu nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng năm 2021, Học viên Trần Lê Trực ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Trần Văn Tiếng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ đưa nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện thuận lợi trình nghiên cứu, thực Luận văn Xin cảm ơn Thầy/Cô Giảng viên Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, cha mẹ, gia đình, bạn: Nguyễn Hịa, Cù Thị Hồng Yến tập thể lớp AUF 2001 trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, anh Nguyễn Phan Đức tập thể lớp XDC18B trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, Văn phịng Hội đồng nhân dân Ủy ban nhân dân quận Phú Nhuận động viên, giúp đỡ Tác giả thời gian học Cao học trình thực Luận văn Với thời gian nghiên cứu lực thân hạn chế, Luận văn định cịn tồn tại, thiếu sót Tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ phía nhà khoa học, Thầy Cơ giáo đồng nghiệp để Luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn./ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2021, Học viên thực hiện, Trần Lê Trực iii TĨM TẮT Hiện nay, dầm chuyển bê tơng cốt thép nghiên cứu ứng dụng ngày phổ biến xây dựng Do đặc điểm chịu tải trọng tập trung lớn, dầm chuyển thường có kích thước lớn, gây khó khăn việc tận dụng khoảng khơng gian vượt nhịp dầm, ảnh hưởng đến mỹ quan cơng trình phát sinh nhiều chi phí Ngồi ra, vị trí cột truyền lực lên dầm chuyển hình thành vết nứt, phát triển nhanh làm ảnh hưởng đến khả chịu lực dầm Việc ứng dụng biện pháp gia cường bê tông cốt phép sợi thép (phân bố ngẫu nhiên) giúp tăng cường độ chịu lực dầm, giúp giảm chiều cao dầm, tăng chiều cao thông thủy khoảng không gian dầm chuyển Tác dụng phân bố lại ứng suất bê tông cốt sợi thép giúp làm giảm hình thành phát triển vết nứt dầm chuyển, tăng hiệu sử dụng dầm Luận văn tập trung vào nghiên cứu ứng xử dầm chuyển bê tông cốt thép gia cường sợi thép Thực đúc 04 mẫu dầm cao có khơng có gia cường sợi thép (với tỷ lệ khác nhau), thực thí nghiệm uốn điểm; kết hợp xây dựng mơ hình mơ số phần mềm phân tích kết cấu ABAQUS/CAE để so sánh khả chịu lực, hình thành phát sinh vết nứt dầm cao bê tơng cốt thép có khơng có gia cường sợi thép Dựa mơ hình mơ dầm thí nghiệm, đề tài phát triển mơ hình mơ cho dầm chuyển bê tơng cốt thép kích thước thực để làm rõ thêm hiệu việc gia cường sợi thép cho dầm bê tông cốt thép ABSTRACT Currently, reinforced-concrete transfer beams are researched and applied more and more popularly in construction Due to the load characteristics, transfer beams are usually large in size, making difficulties to utilize the space beyond the span under beams, affecting the work's aesthetics and incurring costs In addition, at the positions of columns that transmit force to transfer beams, cracks and rapid development may iv be formed, affecting the beam's bearing capacity The application of steel fiber (random distribution) to reinforce concrete can help increase the bearing strength of the beams, reduce the beams’ height, and increase the clearance height of the space under the transfer beam The effect of stress redistribution in steel fiber reinforced concrete helps to reduce the formation and development of cracks in transfer beams and increase beam utilization The thesis focuses on the behavior of steel fiber reinforced concrete transfer beams Casting 04 high beam samples with and without steel fiber reinforcement (different fiber ratios), performing 3-point bending test in the experiment, combined with building a numerical simulation model by structural analysis software ABAQUS/CAE for comparison of bearing capacity, formation and generation of cracks on reinforced concrete high beams with and without steel fiber reinforcement Based on the experimental beam simulation model, the project develops a simulation model for real-size reinforced concrete beams to further clarify the effect of reinforcing steel fibers for tranfer beams v MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT x DANH MỤC HÌNH ẢNH xi DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan dầm chuyển 1.2.1 Khái niệm dầm chuyển 1.2.2 Lý thuyết tính tốn 1.2.3 Lịch sử phát triển lý thuyết tính tốn dầm cao 1.3 Ứng dụng dầm chuyển BTCT xây dựng 1.3.1 Các loại dầm chuyển BTCT 1.3.2 Một số cơng trình sử dụng kết cấu dầm chuyển 1.3.2.1 Trên giới 1.3.2.2 Ở Việt Nam 1.4 Tổng quan bê tông cốt sợi thép dầm bê tông cốt sợi thép 1.4.1 Sơ lược bê tông cốt sợi thép 1.4.2 Sợi thép 1.4.3 Tính chất bê tông cốt sợi thép 10 1.4.4 Các nghiên cứu khoa học dầm bê tông cốt sợi thép 14 1.5 Sự cần thiết thực đề tài 15 1.6 Mục tiêu nghiên cứu: 16 1.7 Phạm vi phương pháp nghiên cứu 16 1.8 Tính đề tài 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 19 vi 2.1.Cơ sở lý thuyết tính tốn dầm chuyển 19 2.1.1 Tính tốn theo tiêu chuẩn ACI 318-2002 19 2.1.1.1 Phá hoại uốn 20 2.1.1.2 Phá hoại cắt 26 2.1.1.3 Khả chịu lực gối tựa 29 2.1.1.4 Phá hoại cục tác dụng tải trọng tập trung 30 2.1.1.5 Trạng thái giới hạn sử dụng 31 2.1.2 Mơ hình chống - giằng 31 2.1.2.1 Phân vùng ứng suất biến dạng cấu kiện dầm chuyển 32 2.1.2.2 Các bước tính tốn mơ hình giàn ảo theo tiêu chuẩn ACI 318-2002 33 2.2 Cơ sở lý thuyết bê tông cốt sợi dầm bê tông cốt sợi 36 2.2.1 Khái niệm không gian 37 2.2.2 Khái niệm Composite 38 2.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp PTHH sử dụng phần mềm ABAQUS/CAE 39 2.3.1 Tính tốn thơng số mơ hình vật liệu bê tơng cho mơ ABAQUS 40 2.3.2 Mơ hình số đường cong ứng suất – biến dạng chịu nén bê tông 40 2.3.3 Mơ hình số đường cong ứng suất - biến dạng chịu kéo bê tông 41 2.3.4 Thông số mô đun đàn hồi, hệ số Poisson 42 2.3.5 Mơ hình vật liệu thép mơ 43 2.3.6 Thông số mơ hình phá hoại dẻo mơ ABAQUS 43 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRÊN DẦM CAO BÊ TÔNG CỐT THÉP GIA CƯỜNG BẰNG SỢI THÉP 44 3.1 Cơng tác thí nghiệm 44 3.1.1 Nhiệm vụ thí nghiệm: 44 3.1.2 Nguyên vật liệu sử dụng 45 3.1.3 Cấp phối 46 vii 3.1.4 Quy trình đúc dầm: 47 3.1.5 Dụng cụ thí nghiệm: 49 3.1.6 Quy trình thí nghiệm uốn dầm cao theo phương pháp uốn điểm 50 3.2 Kết thí nghiệm 52 3.2.1 Kết nén, uốn mẫu để xác định cường độ chịu nén, chịu kéo uốn bê tông 52 3.2.2 Kết đo chuyển vị dầm theo lực tác động 54 3.2.3 Tải trọng gây xuất vết nứt dầm cao 54 3.3 Nhận xét, đánh giá kết thực nghiệm 56 3.3.1 Về cường độ chịu nén, chịu kéo bê tông gia cường sợi thép 56 3.3.2 Về chuyển vị vị trí dầm thí nghiệm uốn điểm dầm cao 56 3.3.3 Về hình thành phát triển vết nứt uốn dầm cao 59 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ỨNG XỬ CỦA DẦM CHUYỂN BTCT GIA CƯỜNG BẰNG SỢI THÉP 62 4.1 Tính tốn thơng số đầu vào cho mơ 62 4.1.1 Đặc trưng học bê tông 62 4.1.2 Thơng số mơ hình vật liệu thép 62 4.2 Phân tích mơ ABAQUS 62 4.2.1 Xây dựng cấu kiện dầm chuyển 62 4.2.2 Xây dựng gối tựa gối gia tải 64 4.2.3 Xây dựng cốt đai 64 4.2.4 Xây dựng cốt thép dọc 65 4.2.5 Định nghĩa vật liệu 65 4.2.6 Định nghĩa thuộc tính mặt cắt ngang 66 4.2.7 Gán thuộc tính mặt cắt cho cấu kiện 67 4.2.8 Định nghĩa lắp ghép cấu kiện 68 4.2.9 Liên kết cốt thép chịu lực bê tông 70 4.2.10 Liên kết điểm đặt lực dầm bê tông 71 viii 4.2.11 Liên kết gối đỡ, gối gia tải với dầm bê tông 71 4.2.12 Định nghĩa tải trọng điều kiện biên 72 4.2.13 Chia lưới cho cấu kiện dầm 73 4.2.14 Thiết lập bước phân tích 74 4.2.15 Công tác phân tích 75 4.3 Kết mô so sánh kết mô với kết nghiên cứu thực nghiệm 77 4.3.1 Hướng nghiên cứu so sánh 77 4.3.2 Kết mô dầm cao 77 4.4 Ứng dụng mơ hình mơ dầm chuyển cơng trình thực tế 83 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 5.1 Kết luận: 88 5.2 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 ix DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các thuật ngữ Dầm chuyển (Transfer beam hay Transfer girder): Là loại dầm có độ cứng tiết diện hình học tương đối lớn, có tác dụng thay đổi trạng thái làm việc hệ kết cấu từ hệ dầm cột chịu lực sang hệ dầm vách chịu lực hệ dầm cột với số lượng cột phía dầm nhiều số lượng cột phía dầm Dầm cao (Deep beam): Dầm cao dầm có tỉ số nhịp chiều cao dầm không vượt 2,5 Các ký hiệu A Diện tích riêng cốt thép sườn dầm AS Diện tích cốt thép chịu kéo av Nhịp chịu cắt (khoảng cách từ mép tải đến mặt gối tựa) b Bề rộng tiết diện dầm C1 Hệ số bê tông C2 Hệ số cốt thép fcu Độ bền đặc trưng khối bê tông lập phương ft Độ bền kéo cắt khối trụ bê tông fy Độ bền chảy dẻo đặc trưng cốt thép không ứng suất trước h Chiều cao dầm h0(ha) Chiều cao làm việc tiết diện (chiều cao hiệu dầm) l Nhịp dầm xác định theo trung tâm gối tựa MU Mômen uốn giới hạn V Lực cắt giới hạn Chữ viết tắt BTCT Bê tông cốt thép PTHH Phần tử hữu hạn SFRC Steel Fibre Reinforced Concrete: BTCT gia cường sợi thép x DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1: Thí nghiệm dầm cao kích thước lớn Hình 1.2: Dầm chuyển tòa nhà The Legacy Millennium Park - Mỹ Hình 1.3: Cơng nhân thi cơng dầm chuyển - Tịa nhà Grand Hyatt - Malaysia Hình 1.4: Dầm chuyển tòa nhà Ideo Morph - Thái Lan Hình 1.5: Lắp đặt cốt thép dầm chuyển - The Issara Ladprao- Thái Lan Hình 1.6: Thi cơng dầm chuyển tịa nhà Donphin Plaza – Hà Nội Hình 1.7: Bề mặt phá hủy bê tông cốt sợi thép 11 Hình 2.1: Sự phá hoại uốn dầm cao 21 Hình 2.2: Biểu đồ phân bố ứng suất .21 Hình 2.3: Biểu đồ phân bố ứng suất tiết diện 1/4 nhịp dầm cao 22 Hình 2.4: Quỹ đạo ứng suất dầm cao 23 Hình 2.5: Sơ đồ tính tốn khả chịu uốn cho dầm 24 Hình 2.6: Dạng phá hoại A 27 Hình 2.7: Dạng phá hoại B .27 Hình 2.8: Dạng phá hoại C .28 Hình 2.9: Sơ đồ tính tốn khả chịu cắt dầm chuyển .28 Hình 2.10: Ứng suất gối tựa phía gối tựa dài .30 Hình 2.11: Biểu đồ phân bố ứng suất ngang mặt phẳng tải trọng tập trung 30 Hình 2.12: Sự kết hợp tải trọng tập trung ứng suất uốn tải trọng tập trung .31 Hình 2.13: Mơ hình chống - giằng dầm cao 32 Hình 2.14: Đường cong ứng suất - biến dạng miền chịu nén theo Hsu - Hsu (1994) .40 Hình 2.15: Quan hệ ứng suất – biến dạng bê tông chịu kéo Naya Rasheed (2006) 41 Hình 2.16: Quan hệ ứng suất – biến dạng bê tông chịu kéo (sửa đổi) 42 xi Trong trường hợp dầm cao BTCT sử dụng bê tơng có hàm lượng cốt sợi 2% cho kết sai số mô thực nghiệm lớn so với dầm chuyển bê tông cốt thép thông thường hàm lượng 1% Cụ thể, giai đoạn làm việc chưa xuất vết nứt độ lệch lớn mô thực nghiệm mức tải trọng 200 kN 14,1% Tại vị trí chuyển vị giới hạn 5mm độ lệch lớn mô thực nghiệm 6,96% Bảng 4.6 Số liệu lực – chuyển vị mô dầm cao BTCT 3% sợi thép Dầm gia cường 3% SỢI THÉP Chuyển vị (mm) Lực (kN) 0 1,25062 131,293 2,50124 262,306 4,37719 442,738 5,00256 495,415 600 Tải trọng (kN) 500 400 300 Thực nghiệm Mô 200 100 0 Chuyển vị (mm) Hình 4.27 Biểu đồ quan hệ lực – chuyển vị dầm cao BTCT 3% sợi thép Biểu đồ Hình 4.27 cho thấy dầm chuyển bê tông cốt thép với bê tông gia cường 3% cốt sợi thép có kết thực nghiệm mơ có độ lệch 81 lớn so với trường hợp khác Cụ thể, giai đoạn làm việc chưa xuất vết nứt độ lệch mô thực nghiệm 16,7% vị trí chuyển vị giới hạn 5mm kết mô thực nghiệm chênh lệch khoảng 11,3% Từ kết phân tích trên, thấy rằng, hàm lượng cốt sợi gia cường bê tơng cốt thép tăng độ chênh lệch kết mô thực nghiệm tăng Với hàm lượng cốt sợi tăng từ 1% đến 3% mơ số sử dụng mơ hình Hsu - Hsu cho bê tơng mơ hình đàn dẻo lý tưởng thép cho kết chênh lệch mô thực nghiệm khoảng từ 1,75% đến 11,3% Nhìn chung, kết luận rằng: Sử dụng mơ hình số phát triển cho vật liệu bê tơng thơng thường để mơ cho tính chất bê tông cốt sợi với hàm lượng sợi thép từ khoảng 1% đến 3% chấp nhận Tuy nhiên, kết so sánh rằng: Khi gia cường sợi thép, ứng xử BTCT cấu kiện BTCT có gia cường sợi thép có khác biệt so với BTCT thơng thường Sự khác biệt ngày tăng trở nên đáng kể hàm lượng sợi thép tăng Do đó, định hướng nghiên cứu cần có điều chỉnh thơng số, mơ hình đầu vào ABAQUS để có kết mơ sát với thực nghiệm hơn, cấu kiện BTCT gia cường hàm lượng thép cao, lên đến 5% khối lượng Ngồi ra, kết mơ phỏng, chịu uốn điểm, vùng chịu ứng suất cao (thể màu vàng cam xanh nhạt Hình 4.23) vùng “hình nan quạt” hướng từ điểm đặt lực tỏa bên gối tựa Kết mô phù hợp với thực nghiệm ghi nhận dầm cao BTCT có khơng có gia cường sợi thép 82 4.4 Ứng dụng mơ hình mơ dầm chuyển cơng trình thực tế Dựa vào kết so sánh mô thực nghiệm phần trên, mô cho kết hội tụ tương đối tốt so với thực nghiệm Do đó, Luận văn phát triển từ mẫu mơ hình thực nghiệm để ứng dụng mơ dầm chuyển cơng trình thực tế Đó dầm chuyển sử dụng tầng cơng trình Bệnh viên Đa khoa Hồn Mỹ Sài Gịn (địa số 60 - 60A đường Phan Xích Long, phường 1, quận Phú Nhuận, Thành phố Hồ Chí Minh) Quy mơ thực tế cơng trình vị trí sử dụng dầm chuyển Hình 4.28 Hình 4.28 Cơng trình Bệnh viện Đa khoa Hồn Mỹ Sài Gịn Cơng trình Bệnh viện đa khoa Hồn Mỹ Sài Gịn – sở Phan Xích Long có diện tích khn viên 8.800 m2, quy mơ 02 hầm, 12 lầu Dầm chuyển sử dụng lầu cơng trình có kích thước L x H x B = 13 x 1.6 x 1.3 83 (m) để vượt nhịp, sử dụng vật liệu BTCT thơng thường, truyền tải từ hệ thống cột phía xuống móng, tạo khoảng thơng thủy rộng cho sảnh đón cơng trình Sử dụng phương pháp số mô nêu, Luận văn xây dựng mô hình mơ cho dầm chuyển cơng trình Bệnh viện đa khoa Hồn Mỹ Sài Gịn sau: Hình 4.29 Xây dựng mơ hình tính tốn dầm chuyển thực tế Hình 4.30 Khai báo điều kiện biên tải trọng cho dầm chuyển thực tế 84 Hình 4.31 Tiến hành chia lưới để phân tích cấu kiện dầm chuyển Hình 4.32 Kết phân tích mơ hình tính tốn dầm chuyển thực tế Nội dung so sánh, đánh giá chủ yếu phần xem xét mức độ hiệu khả chịu lực dầm chuyển giả định ứng dụng bê tông cốt sợi thép thay cho BTCT thông thường kết cấu dầm chuyển cơng trình thực tế Bệnh viện Đa khoa Hồn Mỹ Sài Gịn Tiêu chí đánh giá sử dụng tải trọng thiết kế cho cơng trình thực tế xuất từ phần mềm Etabs để xác định chuyển vị phần mềm ABAQUS thông qua mô dầm chuyển BTCT thơng thường Từ đó, thay đổi tính đặc 85 tính thơng số bê tơng thơng thường bằng bê tơng có hàm lượng gia cường sợi thép 3% theo khối lượng Trên sở đó, đánh giá tăng khả chịu tải dầm chuyển gia cường sợi thép ứng với chuyển vị tải trọng thiết kế xác định mô dầm BTCT thông thường Hình 4.33 Kết lực dọc tác dụng lên dầm chuyển xuất từ Etabs (kN) Tải trọng (kN) 10000.000 8000.000 6000.000 0% Sợi thép 4000.000 3% Sợi thép 2000.000 0.000 10 20 Chuyển vị (mm) 30 40 Hình 4.34 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị dầm chuyển thực tế 86 Qua biểu đồ Hình 4.34 thấy rằng, giai đoạn làm việc đàn hồi tuyến tính dầm chuyển gần khơng có khác biệt dầm chuyển sử dụng bê tông thường bê tông cốt sợi với hàm lượng 3% Tuy nhiên, sau giai đoạn làm việc đàn hồi tuyến tính, mức tải trọng từ 3.000 kN trở lên, dầm chuyển BTCT thơng thường có xu hướng phát triển chuyển vị nhanh hẳn so với dầm chuyển gia cường 3% sợi thép Ngoài ra, ứng dụng bê tông cốt sợi với hàm lượng 3% cho kết cấu dầm chuyển tải trọng cực hạn dầm theo mô tăng lên đáng kể, cụ thể khoảng 36,3% so với việc sử dụng BTCT thông thường Tại tải trọng thiết kế, chuyển vị dầm chuyển BTCT thông thường 7,24 mm Khi sử dụng bê tơng cốt sợi với hàm lượng 3% khả chịu tải dầm chuyển mức chuyển vị tăng từ 3.630 kN thành 4.228 kN, tương ứng tỷ lệ tăng khoảng 16,47% Với giả định thông số khác khơng thay đổi, nhận xét rằng, kết cấu dầm chuyển thiết kế để đỡ tải trọng truyền xuống từ 10 tầng bên trên, kết tăng khả chịu tải 16,47% xem tương đương với khả chịu thêm tải khoảng 1,5 tầng Ngồi ra, cịn có hiệu khác việc hạn chế xuất phát triển vết nứt kết cấu dầm chuyển cục vị trí đặt tải, sử dụng BTCT gia cường sợi thép để thay cho BTCT thông thường Điều cho thấy hiệu việc sử dụng BTCT gia cường sợi thép kết cấu dầm chuyển BTCT 87 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Kết cấu dầm chuyển BTCT với đặc điểm cấu tạo hình học khả chịu lực sử dụng kết cấu nhà cao tầng BTCT, đáp ứng u cầu mặt cơng năng, giải pháp tốt số trường hợp đòi hỏi cần hệ kết cấu chuyển vượt nhịp lớn khu khu tòa nhà Đặc điểm làm việc kết cấu dầm chuyển nguyên lý cấu tạo loại dầm có khác biệt so với kết cấu dầm chịu uốn thông thường Do dạng phá hoại lực cắt thường xảy dầm chuyển, nên cần phải đặc biệt quan tâm đến tính tốn chịu cắt thiết kế loại dầm Việc sử dụng cốt sợi thép để gia cường cho dầm chuyển BTCT có tác dụng hiệu việc tăng khả chịu lực, giảm chuyển vị, hạn chế xuất phát triển vết nứt dầm chuyển BTCT 5.2 Kiến nghị Từ kết nghiên cứu lý thuyết cho thấy, phá hoại dầm chuyển BTCT không moment uốn, lực cắt mà phá hoại gối tựa phá hoại cục (nén vỡ) khu vực đặt tải trọng tập trung Do khả hệ thống gia tải thí nghiệm, kết thực nghiệm uốn điểm dầm cao BTCT (có khơng có gia cường sợi thép) Phịng Thí nghiệm cơng trình dừng mức tải trọng tương đối thấp, khảo sát hình thành phát triển vết nứt kết cấu dầm cao BTCT chủ yếu giai đoạn đàn hồi, chưa khảo sát ứng xử dầm cao trạng thái dẻo phá hủy Kết so sánh thực nghiệm mô khác biệt sử dụng mơ hình mơ cho BTCT thông thường để mô cho cấu kiện BTCT gia cường sợi thép Các khác biệt trở nên đáng kể hàm lượng sợi thép sử dụng để gia cường đạt 3% Với nhận định trên, Tác giả kiến nghị số hướng phát triển nghiên 88 cứu, mở rộng số nội dung Luận văn sau: (1) Làm rõ khác biệt khái niệm dầm chuyển dầm cao nghiên cứu lý thuyết Khảo sát ứng xử dầm cao BTCT với mức gia tải cao hơn, đạt tới trạng thái chịu lực tới hạn trạng thái phá hủy cấu kiện để nhìn nhận rõ tác dụng việc gia cường cốt sợi thép cho kết cấu BTCT (2) Nghiên cứu thực nghiệm với số lượng mẫu dầm thí nghiệm nhiều để làm rõ tính đắn số liệu thực nghiệm, khắc phục hạn chế đúc 01 mẫu dầm cho tỷ lệ gia cường sợi thép (3) Nghiên cứu, bổ sung, hiệu chỉnh thông số mô hình đầu vào để kết mơ phần mềm ABAQUS dầm cao BTCT có khơng có gia cường sợi thép có hội tụ tốt nữa, sử dụng hàm lượng cốt sợi thép 3% (4) Nghiên cứu tính tốn thiết kế dầm chuyển trường hợp phá hoại gối tựa phá hoại cục (nén vỡ) khu vực đặt tải trọng tập trung 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Thanh Huấn, Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép Nhà xuất Xây dựng, 2007 [2] Phan Quang Minh, Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bêtông cốt thép - Phần cấu kiện bản, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 [3] Albritton, G E Review of the literature pertaining to the analysis of deep beams U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, Missisipi, 1965 [4] Cement and Concrete Institution Biliography on deep beams Library Biliography No Ch.71, Cement and Concrete Assosiation, London, 1969 [5] CIRCIA Guide The design of deep beams in reinforced concrete Construction Industry Research and Information Association, 1977 [6] Tang C.W.J and Wong H.H.A Strenght and Stability of slender reinforced concrete deep beams The Structure Engineers, 1987 [7] Chemrouk, M Slender concrete deep beams: behaviour, serviceability and strength PhD Thesis, University of Newcastle upon Tyne, 1988 [8] Paiva, H.A.R., Siess, C.P Strength and Behavior of Deep Beams in Shear Journal of the Structural Division, Vol 91, Issue 5, pp 19 - 41, 1965 [9] Loenhardt F and Walther R Wandartige Trager (Deep Beams) Deutscher Ausschuss Für Stahlbeton Bull, Wilhelm Ernst and Sohn, Berlin, 1966 [10] F K Kong Edited Reinforced concrete deep beams Taylor & Francis Books Inc., 2003 [11] Nielsen M.P Limit Analysis and Concrete Plasticity Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, pp 420, 1984 [12] Braestrup, M.W and Nielsen, M.P Plastic methods of analysis and design, Inc Handbook of Structural Concrete, Pitman, London, 1983 [13] Kong, F.K and Evans, P.J Web reinforcement effects on lightweigh concrete deep beams Journal of the American Concrete Institute, Vol 72, pp 139 - 147, July, 1971 90 [14] Kong, F.K and Sharp, G.R Shear strength of lightweight reinforced concrete deep beams with web openings Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol 51, pp 267 – 275, 1973 [15] Robins, P.J and Kong, F.K Modified finite element method applied to reinforced concrete deep beams Civil Engineer and Public Works Review, Vol 68, pp 808 – 963, 1973 [16] Kong, F.K and Singh, A Shear strength of lightweight concrete deep beams subjected to repeated loads In Shear in Reinforced Concrete American Concrete Institue Publication SP42, Detroit, 1974 [17] Garcia, R.C Strength and stability of concrete deep beams Ph.D Thesis, University of Cambridge, 1982 [18] Kong, F.K., Garcia, R.C., Paine, J.M., Wong, H.H.A., Tang, C.W.J and Chemrouk, M Instability and buckling of reinforced concrete deep beams Structural Engineers Vol 64B, pp3 – 49, 1986 [19] Mau, S.T and Hsu, T.T.C Shear strength prediction for deep beams with web reinforcement American Concrete Institue, Structural Journal Vol 84, pp 496 – 513, 1987 [20] Kotsovos, M D Design of reinforced concrete deep beams The Structural Engineer, Vol 66, pp 28 – 32, Jan 1988 [21] The Legacy at Millennium Park, Chicago, Load transfer beam on the southwest corner Internet: https://www.emporis.com/images/details/681754/exterior-load- transfer-beam-on-the-southwest-corner, 16/9/2020 [22] General Urban Developments: Kuala Lumpur Grand Hyatt Hotel 43fl Internet: https://www.skyscrapercity.com/threads/kuala-lumpur-grand-hyatt- hotel-43-fl-com.599782/page-4, 16/9/2020 [23] 17 best buildings of 2014 Internet: https://www.rediff.com/business/slideshow/slide-show-1-special-10-best-buildings-of-2014/20140709.htm#9, 17/9/2020 [24] New Design Condominium in Thailand Internet: https://issuu.com/lizenn/docs/newdesigncondo_selected, 17/9/2020 91 [25] Giải thưởng Kiến trúc Quốc gia năm 2012: Giải - Dolphin Plaza Internet: https://kienviet.net/2013/04/18/giai-nhat-giai-thuong-ktqg-2012-dolphin-plaza/, 18/9/2020 [26] Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Ngọc Long, Phạm Duy Anh Bê tông cốt sợi thép Nhà xuất Xây dựng, 2010 [27] Bê tơng cốt sợi gì? Ứng dụng phân loại bê tông cốt sợi Internet: https://giavatlieuxaydung.com/kien-thuc-vlxd/be-tong-cot-soi-la-gi-ung-dungva-phan-loai-be-tong-cot-soi/, 18/9/2020 [28] Shah Surendra and Rangan Effect of Fiber addition on concrete strength Indian Concrete Journal, Vol 32, pp 31 - 36, 1994 [29] Ramakrishnan V., Oberling G and Peter Tatnal Flexural Fatigue Strength of Steel Fiber Reinforced Concrete Symposium Paper, Vol 105, pp 225 - 246, 1987 [30] Griffith, A A The phenomena of rupture and flow in solids Philosophical Transactions of the Royal Society of London, A 221, pp 163 – 198, 1921 [31] Romualdi, J.P and Batson, G.B Mechanics of crack arrest in concrete, Journal of Engineering Mechanics, Vol 89, pp 147 – 168, 1963 [32] Charles H., Henage and Doberty T.J Analysis of reinforced fibrous concrete Journal of ASCE, Structural Division, Vol 2, No ST.1, pp 177-188, Jan 1976 [33] Naaman A.E and Shah S.P Pull-out mechanism in steel fiber - reinforced concrete Civil and Environmental Engineering, Vol 102, pp 1537 - 1544, 1976 [34] Hughes B.P and Fattuhi N.I Reinforced steel fiber concrete corbels with various shear span-to-depth ratios American Concrete Institue Structural Journal, Vol 86, pp 590–601, 1989 [35] Saluja, S.K., Sarma S.K., Singh M.S and Kumar, S Compressive strength of fibrous concrete The Indian Concrete Journal, Vol 46, pp 99 - 102, 1992 [36] Balaguru, P., Narahari, R and Patel, M Flexural toughness of steel fibre reinforced concrete American Concrete Institue Materials Journal, Vol 64, pp 541 - 546, 1992 92 [37] Faisal, Wafa and Samir, A.A Mechanical properties of high strength fibre reinforced concrete American Concrete Institue Materials Journal, pp 449 - 454, Sep - Oct 1992 [38] Agarwal, R., Singh, A.K and Singhal, D Effect of fibre reinforcing index on compressive and bond strength of steel fibre reinforced concrete Journal of the Institution of Engineers, India, Vol 77, pp 37 – 40, May 1996 [39] Singh A.P and Singhal, D Effect of fibre shapes on compressive and bond strength of steel reinforced concrete Journal of the Institution of Engineers (India), Vol 79, pp 136 - 139, December 1998 [40] Trần Bá Việt Nghiên cứu chế tạo bê tông cốt sợi thép phân tán Đề tài NCKH, Viện Khoa Học - Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng, 2005 [41] Nguyễn Thanh Bình, Trần Bá Việt Ảnh hưởng sợi thép phân tán đến tính chất bê tơng mác cao điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam, Viện Khoa học - Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng, 2006 [42] Nguyễn Văn Chánh, Trần Văn Miền Nghiên cứu chế tạo bê tông cốt sợi vật liệu xây dựng địa phương Đề tài NCKH, Khoa Kỹ thuật Xây dựng Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 2003 [43] Nguyễn Tiến Bình, Trần Bá Việt Vai trị sợi polypropylene việc làm giảm biến dạng mềm bê tơng điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng - Viện Khoa học công nghệ xây dựng (IBST), Số / 2007, tr.47 - 52 [44] ACI 318 - 2002 Building Codes Requirement for Structural Concrete American Concrete Institute, 2002 [45] Nguyễn Viết Trung Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép đại theo tiêu chuẩn đại ACI Nhà xuất Giao thông Vận tải, 2000 [46] Leonhardt, F Crack Control in Concrete Structures IABSE Surveys No S4/77, International Association for Bridge and Structural Engineering, Zurich, pp 26, 1977 [47] Kong and Evans Reinforced and Prestressed Concrete Chapman & Hall, pp 219 - 220, 1987 93 [48] TCXDVN 5574 : 2018 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ Xây dựng, 2018 [49] TCN 22-TCN - 05 Tiêu chuẩn thiết kế cầu Bộ Giao thông Vận tải, 2005 [50] AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington D.C., 2010 [51] Schlaich, J., Schafer, K and Jennewein M Toward a Consistent Design of Structural Concrete Precast/Prestressed Concrete Institute Journal, Vol 32, No 3, pp 74-150, May-June 1987 [52] Marti P Truss Models in Detailing, Concrete International, Ameriacan Concrete Institue, 1985 [53] SP-208 Examples for the Design of Structural Concrete with Strut-and-Tie Models American Concrete Institute, Farmington Hills, 2002 [54] Lê Trung Thành Hướng dẫn thực hành bê tông cốt sợi phân tán TC78 - 13 Đề tài NCKH, Bộ Xây dựng, 2019 [55] ABAQUS 6.11 ABAQUS/CAE User’s Manual Dassault Systèmes Simulia Corporation [56] Hsu, L.S and Hsu, C.T.T Complete stress-strain behaviour of high-strength concrete under compression Magazine of Concrete Research, Vol 46, pp 301 - 312, 1994 [57] Wahalathantri, B.L., Thambiratnam, D.P., Chan, T.H.T and Fawzia, S A material model for flexural crack sumulation in reinforced concrete elements using ABAQUS Queensland University of Technology, Australia, Vol 22, pp 260 – 264, 2011 [58] Nguyễn Tất Thành Khảo sát mơ hình phá hoại dẻo dầm bê tơng xỉ cốt thép thí nghiệm uốn ba điểm Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, 2016 [59] Nayal, R.A and Rasheed, H.R Tension Stiffening Model for Concrete Beams Reinforced with Steel and FRP Bars Journal of Materrials in Civil Engineering, Vol 52, pp 831 – 841, 2006 [60] Eurocode Design of Concrete Structures European Standard, 2004 94 S K L 0 ... sợi thép kết cấu dầm chuyển bê tông cốt thép 1.7 Phạm vi phương pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu ứng xử dầm chuyển bê tơng cốt thép c? ?gia cường sợi thép; đối chiếu với ứng xử dầm chuyển bê. .. thuyết: nghiên cứu giải tích ứng xử dầm chuyển bê tơng cốt thép bê tơng cốt thép có gia cường sợi thép - Phương pháp thực nghiệm: nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm BTCT có gia cường sợi thép với kích... giải pháp gia cường cho dầm chuyển bê tông cốt thép (như sử dụng bê tông cốt sợi thép, bê tông cốt thép dự ứng lực…) để tăng cường khả chịu lực giảm chiều cao dầm chuyển 1.2 Tổng quan dầm chuyển