Nghiên cứu thực nghiệm về dạng phá hoại chẻ dọc của cột bê tông cốt thép có mặt cắt dạng chữ l cấp trường

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU CÁC KÝ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP MẶT CẮT DẠNG CHỮ L 10 1.1 Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cột BTCT mặt cắt chữ L 10 1.2 Ngun tắc tính tốn cột BTCT mặt cắt chữ L 14 CHƯƠNG CƠ CHẾ XUẤT HIỆN VẾT NỨT CHẺ DỌC TRONG CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP………… 16 2.1 Đặt vấn đề 16 2.2 Cơ chế phá hoại nứt chẻ 17 2.2.1 Nghiên cứu thực nghiệm thực 17 2.2.2 Cơ chế phá hoại nứt chẻ 20 2.2.3 Nghiên cứu mô 25 2.2.4 So sánh kết mô thực nghiệm 25 2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng 27 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CỘT BTCT CHỊU ĐỒNG THỜI TẢI TRỌNG NGANG VÀ TẢI TRỌNG ĐỨNG 29 3.1 Mục đích thí nghiệm 29 3.2 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm 30 3.3 Phương pháp thí nghiệm thiết bị đo đạc 31 3.4 Phân tích kết thí nghiệm 32 3.5 Nghiên cứu mô 35 3.5.1 Phương pháp phân tích 35 3.5.2 Mơ hình vật liệu 36 3.5.3 Tải trọng tác dụng 39 3.6 Mô số cột BTCT tiết diện chữ L chịu động đất 39 3.6.1 Mơ tả trực quan hình dạng, kích thước mẫu 39 3.6.2 Khai báo điều kiện biên 40 3.6.3 Khai báo tải trọng tác dụng 41 3.6.4 Định nghĩa vật liệu sử dụng mơ hình chia thớ 42 3.6.5 Xây dựng mặt cắt phần tử chia thớ 43 3.6.6 Phân tích xử lý kết 43 3.6.7 Kết mô số 44 3.6.8 Phân tích ảnh hưởng độ mảnh lực dọc tới ứng xử cột BTCT mặt cắt chữ L… 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 KẾT LUẬN 57 KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 0.1 Một số loại tiết diện cột BTCT Hình 0.2 Nhà xã hội Khu Đô thị Linh Đàm Hình 1.1 Các tiết diện cột vách dạng chữ L dùng thí nghiệm [7] 11 Hình 1.2 Bố trí thí nghiệm phịng thí nghiệm động đất – Đại học Erciyes 11 Hình 1.3 Các tiết diện cột vách dạng chữ L dùng thí nghiệm [8] 11 Hình 1.4 Bố trí thí nghiệm 11 Hình 1.5 Các dạng mặt cắt ngang cột dùng thí nghiệm [15] 12 Hình 1.6 Sơ đồ thí nghiệm [15] 13 Hình 1.7 Các loại tiết diện cột dùng mô số [14] 14 Hình 1.8 Kết mô số [14] 14 Hình 1.9 Giả thiết biến dạng phẳng (ACI 318) 15 Hình 1.10 Giả thiết biến dạng phẳng (EC2) 15 Hình 2.1 Phá hoại nứt chẻ quan sát tòa nhà Grant Thornton, Chirstchurch 16 Hình 2.2 Kích thước mẫu thí nghiệm 17 Hình 2.3 Sơ đồ tải trọng ngang 18 Hình 2.4 Dạng vết nứt mẫu thử lực cắt lớn 19 Hình 2.5 Dạng phá hoại mẫu thử 19 Hình 2.6 Cơ chế phát triển dạng phá hoại chẻ dọc 20 Hình 2.7 Lưới PTHH bố trí cốt thép mơ hình cột BTCT 25 Hình 2.8 Quan hệ lực cắt chân cột- chuyển vị đỉnh (thực nghiệm) 26 Hình 2.9 Quan hệ lực cắt chân cột- chuyển vị đỉnh (mơ hình) 26 Hình 2.10 Dạng vết nứt cột tương ứng độ lệch tầng 2% 27 Hình 2.11 Dạng phá hoại cột tương ứng độ lệch tầng 3,5% 27 Hình 3.1 Mặt kết cấu mẫu 29 Hình 3.2 Cơ cấu làm việc cột tầng 30 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Thiết kế thí nghiệm 30 Thiết kế mũ cột 31 Thiết kế đế cột 31 Bố trí cốt thép mẫu 31 Đổ bê tông mẫu 31 Sơ đồ bố trí thí nghiệm mặt đứng mẫu 32 Gia tốc đồ sử dụng 33 Hình 3.10 Những vết nứt 33 Hình 3.11 Các vết nứt phát triển số lượng, chiều dài , bề rộng chiều sâu 34 Hình 3.12 Các vết nứt phát triển vào mặt trọng cánh cột 34 Hình 3.13 Hình ảnh mặt mẫu trạng thái phá hoại nứt góc cột 34 Hình 3.14 Hình ảnh mặt mẫu trạng thái phá hoại 35 Hình 3.15 Sự rời rạc hóa mơ hình chia thớ 36 Hình 3.16 Mơ hình bê tông Kent & Park phương pháp chia thớ mặt cắt 37 Hình 3.17 Mơ hình vật liệu thép Menegotto-Pinto 39 Hình 3.18 Mơ mặt cắt chân cột 40 Hình 3.19 Mơ mặt cắt thân cột 40 Hình 3.20 Mô mặt cắt đỉnh cột 40 Hình 3.21 Vật liệu bê tông cốt thép 40 Hình 3.22 Khai báo điều kiện biên 41 Hình 3.23 Khai báo tĩnh tải 41 Hình 3.24 Khai báo lực tập trung 41 Hình 3.25 Chuyển tải lực tập trung thành khối lượng 42 Hình 3.26 Khai báo phổ động đất 42 Hình 3.27 Mơ hình vật liệu bê tơng vỏ 42 Hình 3.28 Mơ hình vật liệu bê tơng lõi 42 Hình 3.29 Mơ hình vật liệu thép 42 Hình 3.30 Mặt cắt phần tử chia thớ 43 Hình 3.31 Hình 3.32 Hình 3.33 Hình 3.34 Hình 3.35 Hình 3.36 Xây dựng trường hợp tải trọng tác dụng theo thời gian 43 Kết chuyển vị đỉnh 44 Chia mặt cắt cột 44 Ứng xử chịu kéo mặt cắt cột 45 Ứng xử chịu nén mặt cắt chân cột (mặt cắt 1-1) 46 Ứng xử chịu kéo 47 Hình 3.37 Hình 3.38 Hình 3.39 Hình 3.40 Hình 3.41 Hình 3.42 Hình 3.43 Ứng xử chịu nén 47 Lực cắt đáy – chuyển vị 48 Ứng xử chịu kéo 49 Ứng xử chịu nén 49 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 49 Ứng xử chịu kéo 50 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 50 Hình 3.44 Ứng xử chịu kéo 51 Hình 3.45 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 51 Hình 3.46 Ứng xử chịu kéo 52 Hình 3.47 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 52 Hình 3.48 Ứng xử chịu kéo 53 Hình 3.49 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 53 Hình 3.50 Ứng xử chịu kéo 54 Hình 3.51 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 54 Hình 3.52 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 55 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kích thước kết cấu cơng trình 29 Bảng 3.2 Bảng trường hợp phân tích 46 Bảng 3.3 Tổng hợp dạng phá hoại 55 CÁC KÝ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG Ag : Diện tích mặt cắt ngang cột; Av : Tổng diện tích cốt thép đai bước cốt đai; a : Chiều dài chịu cắt mẫu; b : Bề rộng mặt cắt ngang cột; d : Khoảng cách từ thớ chịu nén xa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo; Ec : Mô đun đàn hồi bê tông; f c : Cường độ chịu nén bê tông; f y : Cường độ kéo chảy cốt thép dọc; f yt : Cường độ kéo chảy cốt thép đai; h : Chiều cao mặt cắt ngang cột; M V : Tỷ số mô men lực cắt mặt cắt nguy hiểm; P : Lực dọc trục; s : Khoảng cách cốt đai; Vc : Sức kháng cắt bê tông; Vs : Sức kháng cắt cốt thép đai; Vn : Sức kháng cắt danh định cột MỞ ĐẦU Hiện nay, giải pháp kết cấu vật liệu phần lớn nhà cao tầng Việt Nam chủ yếu kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực Giải pháp kết cấu đánh giá phù hợp với trình độ thiết kế điều kiện thi công xây dựng Việt Nam Tuy nhiên, việc cấu kiện chịu lực có kích thước lớn, đặc biệt cấu kiện cột dẫn đến giảm thẩm mỹ không gian sử dụng cơng trình Ngồi ra, sử dụng cột tiết diện hình vng hình chữ nhật hiệu việc giảm chuyển vị ngang chưa cao mômen quán tính giới hạn đàn hồi thấp so với cột dạng vách, dạng chữ L, chữ T… Hình 0.1 liệt kê số loại tiết diện cột bê tơng cốt thép (BTCT) sử dụng cơng trình Tiết diện chữ nhật Tiết diện vng Tiết diện hình trịn Hình 0.1 Cột dạng vách Tiết diện chữ L Tiết diện chữ V Một số loại tiết diện cột BTCT Cột BTCT tiết diện chữ L ngày sử dụng phổ biến nhà cao tầng BTCT ưu điểm chính: (i) chiều cao cánh cột lớn nên momen kháng uốn loại cột cao, từ làm tăng độ cứng tổng thể kết cấu giảm chuyển vị ngang công trình; (ii) cánh cột có chiều dày nhỏ, phần lớn ẩn tường giúp nâng cao thẩm mỹ tăng khơng gian sử dụng cho cơng trình Tuy nhiên, nhược điểm cột BTCT tiết diện chữ L kể đến ứng xử sau đàn hồi cột Khi cột chịu tải trọng đứng tải trọng ngang lớn, ứng suất nén làm cột ổn định bị phá hoại Ngoài ra, cột cấu tạo từ có chiều dày nhỏ nên độ cứng chống xoắn tương đối thấp dẫn đến cột bị phá hoại đột ngột xoắn Khác với cột BTCT có mặt cắt đối xứng thơng dụng (trịn, vng, chữ nhật), làm việc cột BTCT có mặt cắt ngang dạng chữ L đề cập tới nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế hành Từ cuối năm 1979, Marin [9] giới thiệu hướng dẫn thiết kế cột BTCT mặt cắt chữ L cách sử dụng mô hình mơ phần tử hữu hạn Ramamurthy Khan [4] đề xuất hai phương pháp thiết kế cột BTCT mặt cắt chữ L có tên “phá hoại mặt” “mặt cắt tương đương” Hsu [10] công bố lý thuyết tính tốn kết thực nghiệm cột BTCT dạng chữ L Li Pham [5] nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ngang tới dạng vết nứt dạng phá hoại cột BTCT mặt cắt chữ L Tuy nhiên, nghiên cứu kể chưa làm rõ hết ứng xử phức tạp dạng mặt cắt cột này, đặc biệt dạng phá hoại chẻ dọc Dạng phá hoại chẻ dọc cột BTCT thể vết nứt chạy dọc suốt chiều dài thân cột Một số nghiên cứu dạng phá hoại thực Ichinose [11] Lura [12] chưa giải thích chế phát tán vết nứt thân cột Gần (năm 2014), Pham, T P., and Li, B thực nghiên cứu tương đối chi tiết tham số ảnh hưởng đến hình thành phát triển vết nứt chẻ dọc cột BTCT mặt cắt chữ L sức kháng cắt cột Trong đó, hầu hết tiêu chuẩn liên quan đến sức kháng cắt cột BTCT không đề cập đến ảnh hưởng dạng phá hoại chẻ dọc Tại Việt Nam, cột BTCT có mặt cắt dạng chữ L sử dụng nhiều thiết kế khung BTCT nhà cao tầng, đặc biệt mặt phi đối xứng Tuy vậy, thiết kế phần lớn dựa vào kinh nghiệm tính tốn mơ đơn giản mà chưa có nghiên cứu chuyên sâu ứng xử cột BTCT dạng chữ L nói chung dạng phá hoại chẻ dọc dạng cấu kiện nói riêng Điều dẫn đến việc thiết kế cột dạng chữ L khung BTCT triển khai chưa đảm bảo tính hợp lý phương diện chịu lực lẫn kinh tế Hình 0.2 hình ảnh cơng trình Nhà xã hội Khu thị Linh Đàm tồn cột vị trí góc hộ sử dụng cột tiết diện chữ L Hình 0.2 Nhà xã hội Khu Đơ thị Linh Đàm Cùng với phát triển kinh tế - xã hội, số lượng nhà cao tầng xây dựng ngày nhiều Việt Nam Việc sử dụng mặt cắt cột BTCT dạng chữ L trở nên phổ biến yêu cầu kiến trúc cơng Vì vậy, cần thiết có nghiên cứu cụ thể lý thuyết, mô lẫn thực nghiệm để đánh giá làm việc cột BTCT dạng chữ L nói chung ảnh hưởng dạng phá hoại chẻ dọc nói riêng đến sức kháng cắt mặt cắt cột Mục tiêu nghiên cứu đề tài xác định chế hình thành phát tán vết nứt chẻ dọc cột BTCT mặt cắt chữ L, thiết lập mơ hình mô dạng phá hoại chẻ dọc, đồng thời đánh giá yếu tố ảnh hưởng tới dạng phá hoại chẻ dọc Đối tượng nghiên cứu đề tài cột BTCT có dạng mặt cắt chữ L Phạm vi nghiên cứu cột BTCT mặt cắt chữ L có chiều cao 4m Phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Nghiên cứu lý thuyết tập trung tìm hiểu làm việc cột BTCT mặt cắt dạng chữ L, phân tích chế hình thành phát tán vết nứt chẻ dọc cột BTCT mặt cắt chữ L Nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định dạng vết nứt dạng phá hoại cột BTCT mặt cắt chữ L chịu đồng thời tải trọng ngang tải trọng đứng sau dựa nghiên cứu mơ để đánh giá tham số ảnh hưởng đến dạng phá hoại chẻ dọc mặt cắt Nội dung đề tài gồm chương chính: Chương trình bày nghiên cứu tổng quan cột BTCT mặt cắt dạng chữ L Chương tập trung phân tích chế hình thành phát tán vết nứt chẻ dọc cột BTCT mặt cắt dạng chữ L Chương trình bày nghiên cứu thực nghiệm cột BTCT mặt cắt dạng chữ L chị đồng thời tải trọng ngang tải trọng đứng đánh giá tham số ảnh hưởng đến dạng phá hoại chẻ dọc mặt cắt Phần kết luận trình bày số kết nghiên cứu đề tài số đề xuất kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP MẶT CẮT DẠNG CHỮ L 1.1 Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cột BTCT mặt cắt chữ L Một số nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cột BTCT tiết diện chữ L công bố: - Ranamurthy Hsu [4] thực loạt thí nghiệm cột BTCT chữ L tác dụng uốn theo trục Các mẫu cột chữ L liên kết khớp đầu đem thí nghiệm phá hủy Thí nghiệm cho thấy tất mẫu bị phá hủy uốn nứt vỡ vị trí gần chiều cao cột có nhiều vết nứt chạy dọc theo chiều cao cột Khơng có tượng xoắn xảy q trình quan sát thí nghiệm - Li [5] thí nghiệm 10 mẫu cột chữ L ngắn tác dụng lực nén không đổi tải trọng ngang liên tục để đánh giá ứng xử loại cột tải trọng động đất nhận thấy cột bị phá hủy vết nứt thẳng đứng riêng lẻ chia cột làm phần dọc theo đường góc Ơng giải thích điều chủ yếu tác động lực cắt lớn sau giai đoạn đàn hồi vật liệu - Amanet [6] thực thí nghiệm cho mẫu vách BTCT có tiết diện dạng chữ L tác dụng liên tục lực nén dọc trục tải vòng Những mẫu thí nghiệm chế tạo phần trước nhà máy với ván khuôn panel Tác giả cho biết tất mẫu thử bị phá hoại uốn với hàng loại vết nứt vỡ bê tông cong vênh, ổn định cốt thép khu vực biên phía ngồi cánh, song song với hướng tải trọng ngang Ngồi ra, nhìn thấy rõ giảm cường độ mẫu thí nghiệm gần khu vực xảy phá hủy giá trị lớn lực ngang giảm đáng kể - Mehmet Hasnalbant Cemal Eyyubov [7] thực thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng kích thước mặt cắt ngang ứng xử cột BTCT tiết diện chữ L tác động tải trọng động đất Thí nghiệm thực với mẫu có kích thước khác 50% kích thước thật, phịng thí nghiệm động đất - Đại học Erciyes Nhóm tác giả bố trí thí nghiệm sau: Dùng kích thủy lực thẳng đứng gia tải 1000kN lên mũ mẫu, tải trọng ngang tạo kích thủy lực 1000kN lên sườn mũ Để tạo hiệu uốn tốt mẫu ngàm chặt phần chân, kích tải đặt trùng với trục mặt mẫu 10 Hình 3.38 Lực cắt đáy – chuyển vị TH2: Giảm chiều cao cột 400mm Khi chiều cao cột giảm xuống 1100 mm, dạng phá hoại cột khơng có nhiều khác biệt với cột có chiều cao 1300 mm: vết nứt chéo ngắn phá hoại cắt ngắn chân cột bị vỡ gần toàn mặt cắt Giá trị lực cắt chân cột khoảng 27 kN Mặt cắt 5-5 Mặt cắt 3-3 Mặt cắt 4-4 Mặt cắt 2-2 48 Mặt cắt 1-1 Hình 3.39 Ứng xử chịu kéo Hình 3.40 Ứng xử chịu nén Hình 3.41 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị TH3: Giữ nguyên chiều cao, lực dọc tăng N= 125 kN Khi giữ nguyên chiều cao cột (so với thí nghiệm) tăng lực dọc, cột bị phá hoại nén Vị trí bị pha hoại khơng tập trung chân cột mà lan lên khoảng 1/3 chiều cao cột Lực cắt chân cột có giá trị khoảng 28 kN 49 Mặt cắt 1-1 Mặt cắt 3-3 Mặt cắt 2-2 Mặt cắt 4-4 Hình 3.42 Trạng thái ứng suất dạng phá hoại Hình 3.43 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị TH4: Giữ nguyên chiều cao, lực dọc tăng N=150 kN Khi tiếp tục tăng lực dọc lên 150 kN, cột có ứng xử gần giá trị lực 125 kN: dạng phá hoại nén, bê tông bị vỡ chân cột phía biên, vết nứt mở rộng lan lên 1/3 chiều cao thân cột 50 Mặt cắt 1-1 Mặt cắt 2-2 Mặt cắt 3-3 Mặt cắt 4-4 Mặt cắt 5-5 Hình 3.44 Trạng thái ứng suất dạng phá hoại Hình 3.45 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 51 TH5: Chiều cao giảm 200mm, lực dọc tăng N=125 kN Khi chiều cao cột giảm xuống 1300 mm lực dọc tăng lên 125 kN, không xuất phá hoại ứng suất kéo Cột bị phá hoại hoàn toàn mặt cắt chân cột Lực cắt chân cột có giá trị 28 kN Mặt cắt 1-1 Mặt cắt 3-3 Mặt cắt 2-2 Mặt cắt 4-4 Hình 3.46 Trạng thái ứng suất dạng phá hoại Hình 3.47 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị TH6: Chiều cao giảm 200mm, lực dọc tăng N=150 kN (TH xuất vết nứt dọc) Khi chiều cao cột giảm xuống 1300 mm lực dọc tăng lên 150 kN, không xuất phá hoại ứng suất kéo Cột bị phá hoại hoàn toàn mặt cắt chân cột 52 Tuy nhiên điểm đặc biệt từ mặt cắt 2-2 đến mặt cắt 6-6, phá hoại xuất vị trí- tương ứng xuất với vết nứt thẳng đứng Lực cắt chân cột có giá trị 31 kN Mặt cắt 1-1 Mặt cắt 2-2 Mặt cắt 3-3 Mặt cắt 5-5 Mặt cắt 4-4 Mặt cắt 6-6 Hình 3.48 Trạng thái ứng suất dạng phá hoại Hình 3.49 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị 53 TH7: Chiều cao giảm 400mm, lực dọc tăng N=125 kN Khi chiều cao cột giảm xuống 1100 mm lực dọc tăng lên 125 kN, không xuất phá hoại ứng suất kéo Cột bị phá hoại chân cột, tập trung đầu cánh góc khơng lan lên phía thân cột Lực cắt chân cột có giá trị 32 kN Mặt cắt 1-1 Mặt cắt 2-2 Mặt cắt 3-3 Mặt cắt 4-4 Hình 3.50 Trạng thái ứng suất dạng phá hoại Hình 3.51 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị TH8: Chiều cao giảm 400mm, lực dọc tăng N=150 kN Khi chiều cao cột giảm xuống 1100 mm lực dọc tăng lên 150 kN, dạng phá hoại giống trường hợp với lực dọc 125 kN: không xuất phá hoại ứng suất kéo 54 Cột bị phá hoại chân cột, đặc biệt tập trung đầu cánh góc Lực cắt chân cột có giá trị 31 kN Hình 3.52 Trạng thái ứng suất dạng phá hoại Hình 3.53 Quan hệ lực cắt đáy – chuyển vị Bảng 3.3 Tổng hợp dạng phá hoại Chiều cao/Lực dọc N=100 kN N=125 kN N=150 kN h=1500 mm - Bê tông vị phá vỡ chân cột, tập trung biên cánh cột theo phương tác dụng tải trọng ngang - Bê tông vị phá vỡ chân cột, tập trung biên cánh cột theo phương tác dụng tải trọng ngang - Bê tông vị phá vỡ chân cột, tập trung biên cánh cột theo phương tác dụng tải trọng ngang 55 - Vết nứt chéo chạy - Vết nứt chéo - Vết nứt chéo hết bề ngang 1/3 chiều cao cột cánh cột nửa 1/3 chiều cao cột chiều cao h=1300 mm - Bê tông vị phá vỡ - Bê tông vị phá vỡ - Bê tông vị phá vỡ gần toàn gần toàn gần toàn mặt cắt chân cột - Vết nứt chéo ngắn cánh cột nửa mặt cắt chân cột mặt cắt chân cột - Các vết nứt dọc từ biên góc chiều cao H=1100 mm - Bê tông vị phá vỡ - Bê tông vị phá vỡ - Bê tông vị phá vỡ gần toàn toàn mặt cắt toàn mặt cắt mặt cắt chân cột chân cột chân cột - Vết nứt chéo ngắn cánh cột nửa chiều cao 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Cột có mắt cắt dạng chữ L sử dụng nhiều thiết kế khung BTCT nhà cao tầng- đặc biệt mặt phi đối xứng Tuy thiết kế dựa vào giả thiết tính tốn mơ đơn giản mà chưa có nghiên cứu chuyên sâu ứng xử cục cột BTCT dạng chữ L nói chung dạng phá hoại chẻ dọc nói riêng Điều dẫn đến việc thiết kế cột dạng chữ L khung BTCT triển khai chưa đảm bảo tính hợp lý phương diện kỹ thuật lẫn kinh tế Cơ chế xuất vết nứt chẻ dọc đề cập, tìm hiểu chương đề tài Hiện tượng phá hoại chẻ dọc cột BTCT xảy vết nứt thẳng đứng chiều cao cột phát triển mở rộng xuất với cột có tỷ lệ chiều dài chịu cắt chiều cao có hiệu mặt cắt ngang cột nhỏ Dạng phá hoại không liên quan trực tiếp đến độ lớn lực nén dọc tác dụng Cột bị phá hoại chẻ dọc mức ứng suất cắt thấp độ lệch tầng cao so với trường hợp bị phá hoại cắt Các kết phân tích lý thuyết, thí nghiệm tĩnh mơ PTHH khẳng định điều Nội dung chương tiến hành nghiên cứu thực nghiệm cột BTCT có mặt cắt chữ L chịu tải trọng động theo phương ngang thông qua bàn rung Các kết dạng phá hoại ứng xử cột phân tích làm rõ Tuy nhiên chịu tải trọng động, vết nứt chẻ dọc khơng xuất với cột có tỷ lệ chiều dài chịu cắt chiều cao có hiệu mặt cắt ngang cột nhỏ 2- phân tích chương Vì nghiên cứu khảo sát tham số thông qua phần mềm PTHH bổ sung để làm rõ ứng xử 57 dạng cột Tám trường hợp phân tích với giá trị độ mảnh cột, lực dọc thay đổi tiến hành cho thấy ứng xử phức tạp- đặc biệt phương diện dạng phá hoại Chỉ trường hợp khảo sát cho thấy xuất vết nứt dọc thân cột chế khơng giống phân tích chương Ngoài khác biệt tải trọng « động » so với « tĩnh », việc xuất chuyển vị theo phương vng góc lực động đất- gây ứng xử xoắn nguyên nhân bổ sung dẫn đến kết thu KIẾN NGHỊ Do phức tạp ứng xử cột BTCT mặt cắt chữ L chịu tải trọng động có nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm ứng xử dạng kết cấu này, đặc biệt Việt Nam, nhóm thức đề tài kiến nghị: - Cần tiếp tục tiến hành thêm nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu lý thuyết để làm rõ ứng xử cột BTCT có mặt cắt dạng chữ L chịu tải trọng động nói chung chế xuất vết nứt chẻ dọc phá hoại chẻ dọc dạng mặt cắt nói riêng - Cần nghiên cứu cải tiến sơ đồ thiết kế thí nghiệm để hạn chế ứng xử xoắn cột 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 2737-1995: “Tải trọng tác động –Tiêu chuẩn thiết kế”; TCVN 9386-2012: “Thiết kế cơng trình chịu động đất”; TCVN 5574-2012: “Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế” [2] ACI318-11:“Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary” [3] Eurocode 2: “Design of concrete structures” [4] Ramamurthy, L.N and Hafeez Khan T A (1983) “L-shaped column design for biaxial eccentricity” J Struct Eng.109(08); pp 1903–1917 [5] Li, B And Pham, T (2012).“Experimental Study on the Seismic Response of L-Shaped Reinforced Concrete Columns”, Structures Congress 2013: pp 1673-1682 [6] Aman, K and Mohammad, Z K (2012) “Experimental Study on L-Shaped slender R-ICF shear walls under cyclic lateral loading”, Engineering Structures, Available online November 2012 [7] Mehmet Hasnalbant and Cemal Eyyubov “The Effects of Cross Sectional Dimensions on the Behavior of L-Shaped RC Structural Members”, Journal of Civil Engineering and Architecture 10 (2016) 1355-1363 [8] Pham, T P., and Li, B (2014).“Splitting Failure of Reinforced Concrete Columns.” Journal of Structural Engineering, ASCE, V 140, No [9] Marin J (1979) “Design aids for L-shaped reinforced concrete columns” Journal of the American Concrete Institute, V 76, No.11.1197-216 59 [10] Hsu, C (1985) “Biaxially Loaded L‐shaped Reinforced Concrete Columns.” Journal of Structural Engineering, 12(2576), 2576-2595 [11] Inchinose, T.(1995) “Splitting bond failure of columns under seismic action”, ACI Mat.J., 92 (Compendex), 535-542 [12] Lura, P., Plizzari, G.A., and Riva, P (2002) “3D finite element modelling of splitting crack propagation”, Mag Concrete Res., 54(6), 481-493 [13] Higashi, Y., Ohkubo, Z., Ohtsuka, M (1974) “Comprehensive study on the prevention of failure of reinforced concrete short columns.” Eng Fract Mech., 35 (1-3), 277-289 [14] Phạm Thị Thanh Thủy, Phạm Xuân Đạt, Nguyễn Xn Huy (2014) “Mơ hình hóa làm việc khung bê tông cốt thép chịu tải trọng động đất”, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2014 [15] Xuan-Huy Nguyen, Xuan-Dat Pham, Xuan-Chieu Luong (2015) “Shaking table tests on the seismic performance of L- and V-sectioned reinforced concrete columns”, Journal of Earthquake & Tsunami ISSN: 1793-4311, Vol 9, No 4, 1550010 [16] Priestley, M.J.N (1993) “Myths and Fallacies in Earthquake Engineering – Conficts Between Design and Reality”, Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake, 26(3), 329-341 [17] Park, R., and Paulay, T (1975) “Reinforced concrete structures”, John Wiley & Sons, New York [18] ATENA 3D Users manual [19] Midas Civil manual 60 61 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ DẠNG PHÁ HOẠI CHẺ DỌC CỦA CỘT BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ MẶT CẮT DẠNG CHỮ L Mã số: T2017 - KTXD - 01 Chủ nhiệm đề tài: BÙI THỊ THANH MAI Thời gian thực hiện: 01/01/2017 - 31/12/2017 Ngày viết báo cáo: 12/2017 Hà Nội, 2017