Khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trước

Khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trước

1 A. Giới thiệu luận án 1. Tính cấp thiết của đề tài Sự mở cửa của nền kinh tế nớc ta đã thúc đẩy mạnh mẽ tốc độ phát triển của ngành xây dựng với sự xuất hiện của nhiều loại hình kết cấu hiện đại. Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trớc (BTCTƯLT) ngày càng đợc sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong xây dựng dân dụng và công nghiệp ở Việt Nam. Đánh giá khả năng chịu lực của cấu kiện là nhiệm vụ rất quan trọng trong công tác thiết kế. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép của Việt Nam hiện hành TCXDVN 356 : 2005 về khả năng chống cắt của dầm BTCTƯLT tuy đáp ứng đợc các yêu cầu về thiết kế nhng còn nhiều yếu tố cha đợc xem xét, đánh giá. Việc ứng dụng của tiêu chuẩn này trong thiết kế kết cấu BTCTƯLT còn khá hạn chế, do vậy trong thực tế hiện nay ngời thiết kế thờng sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế của nớc ngoài. Vì vậy, những nghiên cứu sâu hơn về loại cấu kiện này đã và đang trở nên cấp thiết đối với các nhà thiết kế Việt nam. Đề tài nghiên cứu khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT đợc thực hiện với các mục tiêu sau: 1. Xây dựng mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT có xét đến ảnh hởng của một số yếu tố liên quan cha đợc đề cập trong TCXDVN 356:2005 và đánh giá qui trình tính toán của mô hình đề xuất. 2. Sơ bộ đánh giá độ tin cậy của mô hình đề xuất tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT bằng mô hình thực nghiệm. 2. Những đóng góp mới của luận án 1. Xây dựng mối quan hệ giữa các nội ứng suất trong bê tông vùng nén trên vết nứt nghiêng thông qua hệ số . 2. Xây dựng mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT có xét đến hình thức phá hoại trên tiết diện nghiêng, xét tác 2 dụng đồng thời của lực cắt, mô men uốn và ảnh hởng của vị trí cốt thép ứng lực trớc trong tiết diện dầm. 3. Góp phần hoàn thiện trong việc tính toán thiết kế khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. 3. Bố cục luận án Ngoài phần Đặt vấn đề và Kết luận, luận án đợc trình bày trong 111 trang với cấu trúc 3 chơng: Chơng 1: Tổng quan về khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc. 39 trang Chơng 2: Xây dựng mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc. 32 trang Chơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc. 40 trang Phần tài liệu tham khảo giới thiệu 83 tài liệu (Tiếng Việt: 31; tiếng Anh: 32; tiếng Nga: 14 và tiếng Bungaria: 6). B. nội dung luận án Chơng 1. Tổng quan về khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 1.1. Dầm BTCTƯLT và ảnh hởng của lực dọc tới khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép Thực chất của BTCTƯLT là trớc khi cấu kiện chịu tải trọng sử dụng, cốt thép đã bị căng trớc còn bê tông đã bị nén trớc. Khi trong dầm bê tông cốt thép (BTCT) có lực nén dọc trục tác dụng thì các vết nứt do uốn không phát triển sâu vào trong dầm, do đó, dầm sẽ chịu đợc lực cắt lớn hơn tại thời điểm ứng suất kéo chính bằng cờng độ chịu kéo của bê tông. Tuy nhiên, khi đã hình thành vết nứt do uốn, thì các vết nứt phát triển nh ở dầm bê tông cốt thép thờng. Tăng tải trọng gây nứt xiên đối với một dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc sẽ lớn hơn do sự chậm hình thành vết nứt do uốn. 3 1.2. Một số mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 1.2.1. Mô hình giàn với thanh xiên nghiêng góc 45 Các tác giả Ritter và Mửrsch đã đa ra phơng pháp tơng tự giàn cho thiết kế chịu cắt của các dầm BTCT. Mô hình này đã bỏ qua các ứng suất kéo trong bê tông giữa các vết nứt xiên và giả thiết lực cắt sẽ chịu bởi các ứng suất nén xiên trong bê tông, nghiêng góc 45 đối với trục dọc. Thực nghiệm cho thấy các vết nứt xiên có góc nghiêng thoải hơn 45 o nên việc lựa chọn góc nghiêng 45 o là thiên về an toàn. 1.2.2. Mô hình giàn với góc nghiêng xoay Hsu đã đa ra phơng pháp giả thiết góc nghiêng của phơng ứng suất chính trong vùng bê tông bị nứt, , trùng với phơng biến dạng chính. Đối với các phần tử điển hình, góc nghiêng này giảm khi lực cắt tăng, vì thế có tên "góc nghiêng xoay". Đối với các dầm BTCTƯLT, lực căng trớc càng lớn thì góc nghiêng của vết nứt đầu tiên càng nhỏ. Vì vậy, tuỳ thuộc vào mức độ của ứng suất nén do căng trớc, các dầm BTCTƯLT thông thờng sẽ có góc nghiêng của vết nứt lúc phá hoại nhỏ hơn so với dầm BTCT thờng. 1.2.3. Mô hình giàn với góc nghiêng thay đổi Theo phơng pháp đợc gọi là "mô hình giàn với góc nghiêng thay đổi", cờng độ chịu cắt của dầm BTCT thờng hay ứng suất trớc có cốt thép ngang là: ncs VVV = + , trong đó c V là khả năng chịu cắt của bê tông và s V là khả năng chịu cắt của cốt thép ngang. Trị số giới hạn dới của góc nghiêng, , cho các thanh xiên của giàn là 30 đối với dầm BTCT không căng trớc và bằng 25 đối với dầm BTCTƯLT. 1.2.4. Mô hình giàn có kể đến ma sát giữa các vết nứt Giả thiết là các lực đợc truyền qua vết nứt bởi ma sát, trị số này phụ thuộc vào chuyển vị của vết nứt (sự trợt và chiều rộng của vết nứt). Sức kháng cắt tổng cộng đợc kể thêm thành phần thẳng đứng của lực ma sát tiếp xúc tiếp tuyến và pháp tuyến tại vết nứt. 4 1.2.5. Mô hình miền nén 1.2.5.1. Lý thuyết miền nén (Compression Field Theory - CFT) Bê tông giữa các vết nứt nghiêng sẽ tạo thành một miền nén giúp chống cắt nghiêng góc . Phơng pháp đánh giá khả năng chịu cắt của dải bê tông chịu nén nghiêng giữa các vết nứt gọi là lý thuyết miền nén, đợc đa ra bởi Mitchell và Collins (1978). Góc nghiêng đợc xác định bằng cách xem xét biến dạng của cốt thép ngang, cốt thép dọc và của bê tông chịu ứng suất nén xiên. CFT giả thiết là sau khi bị nứt sẽ không có ứng suất kéo trong bê tông và góc nghiêng của ứng suất nén xiên trùng với góc nghiêng của biến dạng chính. Các thí nghiệm cho thấy kể cả sau khi bị nứt, ứng suất kéo vẫn tồn tại ở trong vùng bê tông nứt và làm tăng một cách đáng kể khả năng kháng ứng suất cắt của bê tông. CFT bỏ qua sự đóng góp của ứng suất kéo trong các vùng bê tông bị nứt, do đó có những ớc lợng quá lớn sự biến dạng và đánh giá thấp về cờng độ. 1.2.5.2. Lý thuyết miền nén cải tiến (Modified Compression Field Theory - MCFT) MCFT đợc đa ra bởi Vecchio và Collins (1986), là sự phát triển của CFT có kể tới ảnh hởng của ứng suất kéo trong vùng bê tông bị nứt. Sức kháng cắt không chỉ là một hàm của lợng cốt thép đai mà còn là của lợng cốt thép dọc và chịu ảnh hởng bởi khoảng cách của các vết nứt xiên. Về thực chất MCFT là mô hình giàn siêu tĩnh. Để xác định khả năng chịu cắt của dầm BTCT có thể sử dụng phơng pháp an toàn là dùng biến dạng dọc lớn nhất xảy ra trong thân dầm. MCFT đa ra một dự báo tin cậy về khả năng kháng cắt của cấu kiện, là đại diện cho một phơng pháp phân tích thống nhất, hợp lý, có thể áp dụng cho kết cấu BTCT ở mọi hình dáng và ứng dụng. 1.2.6. Mô hình thanh chống - giằng Sau khi hình thành vết nứt, nội lực có thể đợc mô hình hoá bằng cách sử dụng mô hình chống - giằng bao gồm các thanh chống chịu nén bằng bê tông, thanh giằng chịu kéo bằng thép. Mô hình này thích hợp 5 để sử dụng trong thiết kế các vùng phân bố biến dạng phi tuyến và các dầm cao. Qua các thực nghiệm, với các giá trị a/d < 2,5 (a - nhịp chịu cắt; d- chiều cao làm việc hữu ích của dầm) thì sức kháng cắt chủ yếu là do thanh chống-giằng và giảm rất nhanh khi a/d tăng lên nên mô hình này dự báo chính xác hơn sức kháng cắt. Khi a/d > 2,5 dùng mô hình tiết diện có kể đến phần tham dự của bê tông,V c , phù hợp hơn. Có thể thấy sự phát triển của các mô hình nghiên cứu khả năng chịu cắt của dầm BTCT và BTCTƯLT theo hớng của ba mô hình là mô hình giàn, mô hình MCFT và mô hình thanh chống - giằng. Nhiều thí nghiệm đợc tiến hành gần đây cho thấy mô hình MCFT cho những kết quả gần với kết quả thực nghiệm hơn. Vì vậy, mô hình này thờng đợc xem nh một mô hình tin cậy để đánh giá khả năng chống cắt của dầm BTCT và BTCTƯLT. Mặc dù đánh giá sát hơn sự làm việc của cấu kiện nhng qui trình tính toán theo MCFT còn khá phức tạp. 1.3. Phơng pháp thực hành trong các tiêu chuẩn thiết kế xác định khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 1.3.1. Khả năng chịu cắt của dầm không có cốt thép đai Khả năng chịu cắt của dầm là: cczayd VV V V = ++ (1.33) với: cz V - khả năng chịu cắt của bê tông trong vùng chịu nén; d V - tác động chốt chèn của cốt thép dọc; ay V - thành phần thẳng đứng của lực ma sát do sự cài chặt của cốt liệu trên hai mặt của vết nứt, a V . 1.3.2. Trạng thái làm việc của dầm khi có cốt đai Trớc khi nứt do uốn, tất cả lực cắt đợc truyền bởi bê tông cha nứt. Giữa sự nứt do uốn và nứt xiên, ngoại lực cắt đợc kháng lại bởi V cz , V ay và V d . Khi các cốt thép đai chảy dẻo, vết nứt xiên sẽ nứt rộng thêm ra nhanh hơn. V ay giảm xuống hơn nữa, bắt buộc V d và V cz tăng theo một tốc độ có gia tốc tới khi hoặc là sự phá hỏng do nứt chẻ xảy ra, hoặc là vùng chịu nén bị nén vỡ bê tông do lực cắt và lực nén kết hợp. Mỗi một trong các thành phần của quá trình này, ngoại trừ khả năng chịu cắt của cốt thép đai,V s , đều có một đờng đặc trng độ võng - tải trọng. Do đó, khó mà định lợng đợc các phần đóng góp của V cz , 6 V d và V ay . Trong thiết kế, những thành phần này đợc gộp lại với nhau thành V c và gọi là khả năng chịu cắt của bê tông: V c = V cz + V ay + V d . Khả năng chịu cắt của dầm: V n = V c + V s , trong đó V s có thể dễ dàng xác định. Để xác định V c , các phơng pháp tiêu chuẩn sử dụng mô hình tính toán và điều chỉnh bằng thực nghiệm. 1.3.3. Khả năng chịu cắt của dầm theo ACI 318 - 95M và ACI 2002 Tiêu chuẩn ACI sử dụng mô hình giàn với góc nghiêng 45 o để xác định khả năng chịu cắt của dầm, V n , và điều chỉnh bằng các kết quả thực nghiệm: V n = V c + V s (1.35) 1.3.4. Khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn thiết kế của Anh BS 8110 - 1997. Dựa trên mô hình giàn với góc nghiêng 45 o , khả năng chịu cắt thiết kế của bê tông V c với dầm BTCTƯLT đợc xem xét khi tiết diện cha có vết nứt và tại tiết diện có vết nứt khi uốn. 1.3.5. Khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn thiết kế của CANADA CSA A23.3-94. Nguyên tắc chung cho thiết kế là dựa trên lý thuyết miền nén cải tiến MCFT. 1.3.6. Khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn thiết kế của Nauy NS 3473E 1992. Cho phép ứng dụng 3 phơng pháp: - Phơng pháp đơn giản sử dụng mô hình giàn với góc nghiêng 45 o ; - Phơng pháp sử dụng giàn với góc nghiêng thay đổi; - Phơng pháp tổng quát xây dựng trên cơ sở lý thuyết MCFT. 1.3.7. Khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn thiết kế CEB - FIP 1990 và tổng quan các tiêu chuẩn Châu Âu gần đây Thiết kế kháng cắt trong CEB-FIP 1990 sử dụng 3 giá trị: - Sức kháng cắt V c cho các cấu kiện không có cốt thép gia cờng và dựa trên công thức kinh nghiệm; - Sức kháng cắt V d là giới hạn trên của sức kháng cắt nhằm tránh phá hoại ép vỡ của thân dầm; - Sức kháng cắt V n , đợc tạo bởi cốt thép chịu cắt, có thể đợc xác định theo 2 phơng pháp thiết kế: Phơng pháp tiêu chuẩn tơng tự với thực hành thiết kế của Mỹ và phơng pháp giàn với góc nghiêng thay đổi sử dụng giàn có các thanh nghiêng góc có thể thay đổi trong khoảng: 0,4 < cotg < 2,5. 7 Tiêu chuẩn của Pháp dựa trên cơ sở góc giàn 30 o và kể thêm thành phần V c đợc chịu bởi bê tông vùng nén. Trong các tiêu chuẩn Châu Âu, thiết kế chống cắt dựa trên lý thuyết dẻo và sử dụng phơng pháp giàn với góc nghiêng thay đổi có thể đợc giả thiết nhỏ tới 18. 1.3.8. Khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn thiết kế của Nga SNIP 2.03.01-84* và của Việt Nam TCXDVN 356:2005 Đợc xây dựng dựa trên mô hình giàn tơng tự nh mô hình giàn với góc nghiêng thay đổi. Khả năng chịu cắt của dầm gồm: Khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén, cốt đai và cốt xiên (nếu có). Cơ sở để xác định khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén là sử dụng công thức lý thuyết - thực nghiệm của Borisanxki (k x =0,15): 2 0xb b kRbh Q c = (1.65) Trong TCXDVN 356:2005, công thức này đợc điều chỉnh bằng cách thay R bt bằng R b và k x bằng b2 : Q b = b2 (1 + f + n )R bt bh 0 2 /c (1.66) Khi lực dọc là lực nén: n = 0,1N/R bt bh 0 . Với BTCTƯLT giá trị N đợc thay bằng lực nén trớc do thép ƯLT đặt trong vùng kéo gây ra. Nh vậy, xu hớng hoàn thiện các tiêu chuẩn là áp dụng các mô hình tính toán nhằm xác định khả năng chịu cắt của bê tông. Quan điểm tiên tiến hiện nay là xét sự làm việc của các dải bê tông nghiêng chịu nén có kể đến sự làm việc chịu kéo của bê tông nh MCFT. Tuy nhiên việc xác định góc nghiêng của các dải nén còn quá phức tạp. Trong phạm vi của cấu kiện BTƯLT, do góc nghiêng của dải nén phụ thuộc chính vào lực nén trớc nên cách xác định cũng đợc đơn giản hơn và thờng đợc lấy theo các công thức thực nghiệm. Do không tính đến một loạt các yếu tố ảnh hởng tới khả năng kháng cắt của bê tông, nên trong phần lớn các tiêu chuẩn phải dựa trên cơ sở thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm để điều chỉnh các giá trị. Trong TCXDVN 356:2005, khả năng kháng cắt của dầm BTCTƯLT cũng đợc xây dựng dựa trên lý thuyết - thực nghiệm, tuy nhiên một số ảnh hởng nh mômen uốn, vị trí đặt cốt thép ƯLT còn cha đợc xét 8 đến một cách rõ ràng; hơn nữa qui trình tính toán thiết kế còn khá phức tạp. Vì vậy, xây dựng mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT phù hợp với tiêu chuẩn, có thể áp dụng trong thực tế thiết kế, góp phần hoàn thiện lý thuyết tính toán kết cấu BTCT là vấn đề cần đợc nghiên cứu. Chơng 2. Xây dựng mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 2.1. Các hình thức phá hoại bê tông vùng nén trên vết nứt nghiêng Hình thức phá hoại (1) xảy ra ở những vùng của cấu kiện có lực cắt lớn, mômen nhỏ. Hình thức phá hoại (2) xảy ra khi giá trị mômen và lực cắt đều lớn đáng kể (phá hoại cắt - uốn). Phá hoại này bắt đầu từ một vài vết nứt nhỏ thẳng góc do uốn ở khoảng 1/4 nhịp của dầm BTCTƯLT, sau đó, phát triển thành vết nứt nghiêng, mở rộng, phát triển lên vùng nén của dầm. Tại tiết diện gối tựa, ứng suất chính bị giảm đi vì lực nén lớn của cốt thép ƯLT, ngoài ra, có phản lực nén theo phơng đứng của dầm tại vị trí gối tựa, nên vết nứt nghiêng xuất hiện ở vị trí xa gối tựa. Khi h 0 a 2,5h 0 , khả năng chịu cắt của dầm chủ yếu theo cơ chế của tác động vòm, hình thức phá hoại là sự nén vỡ vùng nén trên vết nứt nghiêng (hình 2.2a). Khi a > 2,5h 0 hoặc khi dầm chịu tải trọng phân bố đều, sự phá hoại do tác dụng đồng thời của mô men uốn M và lực cắt Q. Tại tiết diện đã xuất hiện vết nứt thẳng góc do mô men uốn, phát triển thành vết nứt nghiêng dẫn đến sự phá hoại trong vùng nén (hình 2.2b). Sự phá hoại khi a < h 0 tơng tự nh của dầm cao và khi a 6h 0 là phá hoại uốn và không thuộc phạm vi nghiên cứu của luận án. P P a) b) Hình 2.2. Hình thức phá hoại cắt của dầm h o a < 2,5h o C o h o a > 2,5h o C o 9 Trong TCXDVN 356: 2005, khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT xét đến ảnh hởng của tỷ số a/h 0 , dạng tải trọng thông qua việc xác định chiều dài vết nứt nghiêng nguy hiểm c 0 , tuy nhiên lực nén trớc chỉ đợc xem đơn thuần nh lực nén đặt vào trọng tâm tiết diện và bỏ qua ảnh hởng của mô men uốn. 2.2. Các giả thiết 1) Sự phân bố ứng suất trong vùng nén của bê tông trên vết nứt nghiêng (hình 2.3): - ứng suất pháp phân bố đều. - ứng suất tiếp phân bố theo (a) (b) hình parabol với giá trị lớn nhất Hình 2.3. ứng suất vùng nén trên ở ngay trên vết nứt. vết nứt nghiêng 2) Khả năng chịu cắt của cấu kiện dầm BTCT là tổng khả năng chịu cắt tính toán của bê tông Q c và cốt thép ngang Q sw . 3) Trạng thái giới hạn chịu cắt của bê tông vùng nén: * Khi a > 2,5h 0 : Xác định theo thuyết bền Mohr, tức là khi ứng suất kéo chính đạt đến cờng độ chịu kéo của bê tông R bt ; ứng suất nén chính đạt đến cờng độ chịu nén trong vùng chịu cắt của bê tông R b (với =0,6). * Khi h 0 a 2,5h 0 : ảnh hởng của mô men uốn là không đáng kể, sự làm việc của dải bê tông nén theo cơ chế tác động vòm v xét tơng tự nh mô hình thanh chống - giằng. Do vậy khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén tơng ứng với khi ứng suất nén x đạt đến cờng độ chịu nén của bê tông R b . * Khoảng cách z giữa trọng tâm của bê tông vùng nén và cốt thép vùng kéo: Trong xây dựng mô hình, khoảng cách z đợc giả thiết chọn nh sau: - Khi a > 2,5h 0 , chọn z 0,9h 0 . - Khi h 0 a 2,5h 0 , z thay đổi phụ thuộc vào nhịp chịu cắt a. 2.3. Quan hệ nội ứng suất trong vùng nén của bê tông Xét đoạn dầm BTCT với vết nứt nghiêng (hình 2.3). x Q N b b x x C o 10 Gọi tổng hợp lực của x và trong vùng nén tơng ứng là b N và b Q , ta có: bxc NA = và 2 3 bc QA = (2.1) và (2.2) Dới tác dụng đồng thời của ứng suất x và , xác định ứng suất kéo chính mt và ứng suất nén chính mc theo vòng tròn Mohr: 2 22 2 22 41 4 111 22 22 2 xx xx mt x xx = += + = + (2.3) Gọi là góc giữa phơng của ứng suất nén chính mc và x , ta có: 2 2 x tg = ( ) 2 2 22 sin 1 11 2 2 cos sin x mt x tg =+ = (2.6) Khi mt bằng cờng độ chịu kéo của bê tông bt R : mt bt R = (2.7) ta có: 22 1 2 cos sin . sin xb bt c bt N k RAR = == (2.8) Tơng tự với ứng suất nén chính, ta có: ( ) 2 2 22 cos 1 11 2 2 cos sin x mc x tg =++ = (2.9) Khi mc bằng cờng độ chịu nén của bê tông b R : mc b R = (2.10) ta có: 22 2 2 cos sin cos xb bcb N k RAR = == 2 2 1 ct 1 og k = (2.12) Theo giả thiết (3) khi xảy ra đồng thời cả 2 điều kiện (2.7) và (2.10), ta có: 1 2 1 1 1 k k += . Thay các giá trị 1 k và 2 k , xác định đợc diện tích vùng nén của bê tông: 1 bb c bbt b NN A RR R == với: 1bbbt R RR = (2.14) Qua các phép biến đổi toán học ta có quan hệ giữa 2 thành phần nội lực b Q và b N (2.25): bb QN = với: 11 2 1. 3 bt bt bb RR RR =+ (2.26) Từ (2.25), (2.26) có thể tính toán khả năng chịu cắt của bê tông vùng [...]... tâm Qc Cốt thép ƯLT đặt ở trọng tâm h0 c Qc Cốt thép ƯLT đặt ở vị trí bất kỳ Qc Nếu vị trí cốt thép ƯLT ở trong Q ct Cốt thép ƯLT đặt trong vùng kéo khoảng giữa trọng tâm tiết diện và vùng kéo, khả năng chịu cắt của bê Hình 2.10 Khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén theo vị trí cốt tông vùng nén có thể xác định nh thép ƯLT trên hình 2.10 2.4.4 Khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc... này, ảnh hởng của mô men uốn, lực cắt và lực căng trớc đến khả năng chịu cắt của dầm là khá rõ rệt - Sự sai khác của kết quả tính toán theo mô hình đề xuất với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356: 2005 17 Chơng 3 Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 3.1 Mục đích và nhiệm vụ tiến hành thí nghiệm Xác định khả năng chịu cắt của dầm thông qua giá trị của tải trọng... để khảo sát khả năng chịu cắt của dầm chịu ảnh hởng của một trờng ứng suất trớc phân bố không đều trong tiết diện - Nhóm II dùng để khảo sát khả năng chịu cắt của dầm chịu ảnh hởng của một trờng ứng suất trớc phân bố đồng đều trong tiết diện - Nhóm III đặt cáp nh 2 nhóm trên, nhng khi chế tạo 2 cáp này không đợc kéo căng để không gây ứng lực trớc trong dầm nhằm khảo sát khảo sát khả năng chịu cắt của. .. trong khoảng h0 a 2,5h0, khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén khi không xét đến ảnh hởng của ứng lực trớc xác định theo mô hình đề xuất có giá trị xấp xỉ nh TCXDVN 356: 2005 2.4.3 Xác định khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén theo vị trí cốt thép ứng lực trớc Trong 2.4.1 và 2.4.2 đã trình bày công thức xác định khả năng chịu 14 cắt của bê tông vùng nén khi cốt thép ƯLT đợc bố trí trong vùng t... lực cắt tại tiết diện có M = M crc Từ (2.25), khả năng chịu cắt M (2.33) của bê tông có thể viết: Qb = Nb + Q0 = + Q0 z với Q0 - khả năng chịu cắt của bê tông tăng lên do ảnh hởng của lực căng trớc; z 0,9h0 Để xác định Q0 cần phân biệt vị trí của cốt thép căng trớc: + Khi thép căng trớc đặt lệch với trọng tâm tiết diện, lực Q cắt Q0 là tơng ứng với mô men M 0 , do đó: Q0 = M 0 (2.34) M Khi dầm chịu. .. thí nghiệm cho thấy: 1 ứng lực trớc trong dầm BTCT làm tăng khả năng chịu cắt của dầm 2 Khả năng chịu cắt của dầm khi bố trí cáp ƯLT lệch tâm (đặt trong vùng kéo) lớn hơn so với trờng hợp cáp ƯLT đặt đúng tâm 3 ứng lực trớc làm hình chiếu của vết nứt nghiêng c0 tăng so với dầm bê tông cốt thép thờng Góc nghiêng của vết nứt nghiêng gây phá hoại dầm, , trong trờng hợp cáp ứng lực trớc đặt lệch tâm thoải... cấu thực tế ở Việt Nam B Kiến nghị và phơng hớng nghiên cứu tiếp 1 Cần có thêm nghiên cứu tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc với quỹ đạo cốt thép ứng lực trớc bất kỳ 2 Thử nghiệm mô hình tính toán đề xuất trong thiết kế khả năng chống chọc thủng của sàn bê tông cốt thép ứng lực trớc ... các đặc trng của bê tông Bảng 2.1 thể hiện giá trị của hệ số tơng ứng với Bảng 2.1 Hệ số các cấp độ bền chịu nén B của bê tông B 15 0,3 20 0,277 25 0,263 30 0,259 35 0,25 40 0,243 45 0,229 50 0,226 2.4 Mô hình tính toán 2.4.1 Khả năng chịu cắt của bê tông vùng nén khi a > 2,5h0 2.4.1.1 Khả năng chịu cắt của bê tông Qb Khi a > 2,5h0, sự phá hoại trên tiết diện nghiêng xảy ra do uốn cắt Tại 0,5Co... trọng phá hoại vùng chịu cắt của các dầm thí nghiệm, qua đó kiểm chứng cho mô hình lý thuyết tính toán trình bày trong chơng 2 Xác định, đánh giả khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT mà chủ yếu là khả năng chịu cắt của phần bê tông trong nhịp chịu cắt trên các mẫu dầm cụ thể 3.2 Lựa chọn sơ đồ và mô hình thí nghiệm 3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm và phạm vi nghiên cứu thực nghiệm Sơ đồ dầm chịu uốn có 4 điểm gồm... Nam TCXDVN 356:2005 Trong trờng hợp này ảnh hởng của mô men uốn đến khả năng chịu cắt của dầm là không đáng kể - Khi a> 2,5h0, ảnh hởng của mô men uốn đến khả năng chịu cắt của dầm là đáng kể, mô hình đề xuất cho kết quả phù hợp với kết quả tính toán theo mô hình của lý thuyết miền nén cải tiến MCFT - Qui trình tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCTƯLT của mô hình đề xuất khá đơn giản và dễ sử dụng . quan về khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 1.1. Dầm BTCTƯLT và ảnh hởng của lực dọc tới khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép Thực chất của. quan về khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc. 39 trang Chơng 2: Xây dựng mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc 1.3.1. Khả năng chịu cắt của dầm không có cốt thép đai Khả năng chịu cắt của dầm là: cczayd VV V V = ++ (1.33) với: cz V - khả năng