Nghiên cứu phương pháp dự đoán dạng phá hủy của các cột bê tông cốt thép có thép đai dạng xoắn ốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO UBND TỈNH THANH HÓA TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC NGUYỄN THỊ XINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN DẠNG PHÁ HỦY CỦA CÁC CỘT BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ THÉP ĐAI DẠNG XOẮN ỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG THANH HÓA, NĂM 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO UBND TỈNH THANH HÓA TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC NGUYỄN THỊ XINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN DẠNG PHÁ HỦY CỦA CÁC CỘT BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ THÉP ĐAI DẠNG XOẮN ỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 858.02.01 Người hướng dẫn khoa học: GS TS Lê Kim Truyền THANH HÓA, NĂM 2022 i Danh sách Hội đồng chấm luận văn Thạc sỹ khoa học (Theo Quyết định số 1152 / QĐ- ĐHHĐ ngày 30 tháng năm 2022 Hiệu trưởng Trường Đại học Hồng Đức) Học hàm, học vị Cơ quan Công tác Họ tên Chức danh Hội đồng TS Nguyễn Văn Dũng ĐH Hồng Đức Chủ tịch HĐ PGS TS Phạm Thái Hoàn ĐH Xây Dựng UV Phản biện TS Mai Thị Hồng ĐH Hồng Đức UV Phản biện PGS TS Nguyễn Anh Dũng ĐH Thủy Lợi Uỷ viên TS Ngô Sĩ Huy ĐH Hồng Đức Thư ký Xác nhận Người hướng dẫn Học viên chỉnh sửa theo ý kiến Hội đồng Ngày 10 tháng năm 2022 Lê Kim Truyền ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn không trùng lặp với khóa luận, luận văn, luận án cơng trình nghiên cứu cơng bố Thanh Hố, ngày tháng năm 2022 Người cam đoan Nguyễn Thị Xinh i LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ mơn Kỹ thuật cơng trình, khoa Kỹ thuật cơng nghệ, trường Đại học Hồng Đức giúp đỡ hỗ trợ em suốt trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ, đồng hành, chia sẻ lúc khó khăn Để hồn thành luận văn không nhắc đến GS TS Lê Kim Truyền, người thầy ln tận tình học trị Cảm ơn tất bạn học viên cao học lớp K13B-Kỹ thuật xây dựng chia sẻ, giúp đỡ hỗ trợ tơi hồn thành khóa học Mặc dù cố gắng, nhiên thời gian lực có hạn nên luận văn cịn tồn số sai sót, số luận điểm cần phát triển thêm Do tác giả mong nhận ý kiến đóng góp để tác giả hồn thiện tốt luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Thanh Hoá, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Xinh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN - LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Nội dung luận văn Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các dạng phá hủy ngoại lực cột bê tông cốt thép 1.2 Các phương pháp dự đoán khả chịu lực cắt cột 1.3 Các phương pháp dự đoán mô men lớn cột 1.4 Phương pháp dự đoán dạng phá hủy cột 13 1.5 Đặt vấn đề nghiên cứu 14 Chương ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐỐN DẠNG PHÁ HỦY CHO CỘT BÊ TƠNG CỐT THÉP CÓ THÉP ĐAI DẠNG XOẮN ỐC 15 2.1 Phương pháp xác định khả chịu cắt 15 2.2 Phương pháp xác định mô men lớn 16 2.3 Đề xuất phương pháp dự đốn dạng phá hủy cho cột bê tơng cốt thép sử dụng thép đai dạng xoắn ốc 22 iii Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1.Thu thập liệu thí nghiệm 25 3.2 Kiểm chứng phương pháp đề xuất 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ae = diện tích hiệu tiết diện; Acc = tổng diện tích tiết diện Ab  Diện tích tiết diện đai (mm2); Ag  Tổng diện tích tiết diện cột (mm2); Ae  Diện tích làm việc hiệu tiết diện (mm2); Av = Tổng diện tích tiết diện thép đai, Av  n  Ab (mm2); b  Chiều rộng tiết diện cột; c  Chiều cao vùng nén tiết diện (mm); D  Đường kính hình trịn xoắn ốc (mm); Do  Đường kính tiết diện (mm); Ec = mô đun đàn hồi bê tông; Esh = mô đun đàn hồi điểm gia cường; M n = Mô men danh nghĩa; M max = Mô men lớn xác định từ thực nghiệm; M pcol = Mô men chảy dẻo; max = giá trị mơ men lớn từ kết phân tích mô men – độ cong ; M analysis L  Chiều cao cột (mm); P  Lực nén (N); k = Hệ số phụ thuộc vào số độ bền dẻo; n  Số đai hình trịn hình xoắn ốc; s  Khoảng cách hai thép đai (mm); Va  Khả kháng cắt ảnh hưởng lực dọc (N); Vn = Khả chống cắt cột (N); Vc = Khả chịu cắt bê tông (N); v Vs = Khả chịu cắt thép đai (N); Vmax = Lực cắt lớn xác định từ thí nghiệm (kN); Vmod = khả chịu lực cắt nhỏ cột; max Vanalysis = Lực cắt tương ứng với giá trị mô men lớn từ kết phân tích mơ max men – độ cong M analysis ; VF = lực cắt thực tế điểm bị phá hủy ; V30 , V35 , V40 , V45 = lực cắt xác định theo lý thuyết điểm phá hủy tương ứng o o o o với góc cắt 30o, 35o,40o, 45o ; vc  Ứng suất bê tông (MPa); f yh  Cường độ chảy dẻo thép đai (MPa); fc = cường độ chịu nén bê tông; f c  Cường độ chịu nén bê tông lớp bảo vệ (MPa); f cc = cường độ chịu nén bê tông bị ép ngang; fl = lực ép ngang hiệu quả; fl = lực ép ngang từ thép đai; f yh = giới hạn chảy thép đai; f s  s = tương ứng với cường độ biến dạng thép; f y f u = tương ứng với cường độ chảy dẻo cường độ bền thép;  c = biến dạng bê tông;  cc = biến dạng bê tông điểm ứng với cường độ fcc ;  cu = biến dạng lớn bê tông bị ép ngang;  sp = biến dạng lớn bê tông lớp bảo vệ; vi Bảng 3.1 Thu thập liệu thí nghiệm STT Tên cột P f cAg f c Do (MPa) Thép dọc (mm) D (mm) L (mm) Thép đai Số lượng fy d s f yh Dạng phá hủy  d (mm) (mm) (MPa) Inter 1[5] 0.022 35 600 400 1220 30D16 442 6.35 89 448 Lực cắt 35 2.8 Inter 2[5] -0.1 34 600 400 1220 30D16 442 6.35 89 448 Lực cắt 35 6.7 [5] 0.35 35 600 400 1220 30D16 442 6.35 89 448 Lực cắt 35 1.8 [5] Inter 4a 0.35 37 600 400 1220 30D16 442 6.35 89 448 Lực cắt 35 6.0 Inter 4b[5] -0.1 37 600 400 1220 30D16 442 6.35 89 448 Lực cắt 35 1.9 [7] ISH1.0 0.1 34 368 254 737 32D10 443 4.05 38 466 Lực cắt 45 4.6 ISH1.25[7] 0.07 50 397 254 800 34D10 431 4.05 25 449 Lực cắt 45 4.9 0.08 34 425 254 877 38D10 443 4.05 25 467 Lực cắt 45 3.9 0.07 50 425 254 877 38D10 431 4.05 25 456 Lực cắt 45 3.8 Inter [7] ISH1.5 [7] ISH1.5T 10 Column 1[13] 0.09 32 391 254 1219 14D16 420* 6.35 127 420* Lực cắt 35 1.9 11 [13] Column 0.09 32 422 254 1219 14D16 420* 6.35 127 420* Lực cắt 38 1.9 12 Column 4[13] 0.09 32 391 254 1219 10D16 4D6 420* 6.35 127 420* Lực cắt 35 1.9 13 DM1R-SL[16] 0.06 64 870 540 1580 20D32 468 10 120 605 Lực cắt 42 2.6 14 DM1R-SS[16] 0.06 70 600 540 1200 20D32 468 10 100 605 Lực cắt 37 2.6 15 DM2R-SL[16] 0.07 58 870 270 1580 14D32 8D29 468 479 120 648 Lực cắt 35 3.4 16 DM2R-SS[16] 0.06 69 600 270 1200 14D32 8D29 468 479 100 648 Lực cắt 42 3.1 17 DM2RI-SS[16] 0.07 55 600 270 1200 20D32 468 80 648 Lực cắt 34 4.7 26 STT Tên cột P f cAg f c Do (MPa) Thép dọc (mm) D (mm) L (mm) Thép đai Số lượng fy d s f yh Dạng phá hủy  d (mm) (mm) (MPa) 18 Unit 6[9] 0.05 31 850 600 1620 36D13 386 200 364 Lực cắt 31 4.9 19 Unit 4[9] 0.05 31 850 600 1620 36D13 386 50 364 Mô men - 8.0 20 [9] 0.05 29 850 600 1620 36D13 386 100 364 Mô men - 5.2 Unit 21 DM-CS[21] 0.1 44 870 540 2100 18D25 469 10 60 605 Mô men - 7.3 22 DM-CW[21] 0.1 54 600 540 2100 18D25 469 10 60 605 Mô men - 7.5 23 CM-CW[21] 0.1 43 600 540 180 2100 22D25 469 10 60 60 605 581 Mô men - 7.1 24 Unit 10[20] 0.1 21 600 352 1784 14D20 485 10 80 308 Mô men - 10 25 Unit 11[20] 0.3 30 600 352 1784 14D20 485 10 100 308 Mô men - 10 26 [20] 0.5 25 600 352 1784 14D20 485 10 75 308 Mô men - 12 27 DMR1 [15] 0.1 56 600 270 2100 18D25 469 60 648 Mô men - 8.3 28 DMR2[15] 0.1 47.1 600 270 2100 6D36 12D19 484 469 60 648 Mô men - 8.3 29 CMR1[15] 0.1 45.5 600 270 200 2100 22D25 469 60 648 Mô men - 8.7 Unit 12 * Tất giá trị ghi Bảng 3.1 cường độ thực tế bê tông cốt thép, riêng cột Column 1, cường độ thực tế thép không cung cấp tài liệu [13], giá trị ghi Bảng 3.1 cường độ tiêu chuẩn 27 3.2 Kiểm chứng phương pháp đề xuất 3.2.1 Phương pháp dự đoán khả chịu cắt cột Phương pháp xác định khả chịu cắt cột sử dụng đai xoắn ốc trình bày mục 2.1, cơng thức (2.1) phụ thuộc vào góc cắt Hình 3.1 khảo sát ảnh hưởng góc cắt đến khả chịu cắt cột với góc cắt thay đổi từ 30o đến 45o Quan hệ lực cắt độ bền biến dạng xác định từ kết thí nghiệm trình bày Hình 3.1 để làm kết so sánh Để tiện cho việc so sánh tất cột, tỷ số lực cắt ( V ) lực cắt lớn xác định từ thí nghiệm ( Vmax ) sử dụng trục tung thay sử dụng giá trị lực cắt Kết cho thấy, góc cắt tăng khả chịu cắt cột giảm Giá trị lực cắt điểm bị phá hoại phương pháp đề xuất thực nghiệm dùng để xác định góc cắt hợp lý Bảng 3.2 thể tỷ số lực cắt xác định từ thực nghiệm lực cắt xác định từ phương pháp đề xuất điểm phá hủy ứng với góc cắt khác Ứng với góc cắt 40o, tỷ số trung bình lực cắt xác định từ thực nghiệm lý thuyết 0,97 với độ lệch chuẩn 0,12, điều cho thấy góc cắt 40o cho kết xác định gần khả chịu cắt cột Chính vậy, phương pháp xác định khả chịu cắt cột trình bày mục 2.1 đề xuất sử dụng góc cắt 40o Trong góc cắt khảo sát, góc cắt 30 35o cho khả chịu cắt cột lớn nhiều so với kết dự đốn ( V  VF ) Góc cắt 40o 45o cho khả chịu cắt theo dự đoán gần khả chịu cắt thực tế cột Tuy nhiên, với góc cắt 45o, khả chịu cắt dự đoán nhỏ so với khả chịu cắt thực tế ( V  VF ) Vì vậy, để đảm bảo tính an tồn, góc cắt 40o đề xuất sử dụng Góc cắt thực tế 18 cột bị phá hủy lực cắt trình bày Bảng 3.1, giá trị trung bình chúng 38o, gần với góc cắt đề xuất l 40o 28 2 Thí nghiệm F: Điểm phá hoại Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 độ 30 ®é 1.6 1.6 35 ®é 35 ®é 40 ®é 1.2 45 ®é V/Vmax V/Vmax 40 ®é F 0.8 1.2 45 ®é F 0.8 0.4 0.4 Load Load 0 Độ bền dẻo 0 (a) Inter Độ bền dẻo (b) Inter 2 Thí nghiệm F: Điểm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 độ 1.6 30 độ 1.6 35 ®é 35 ®é 1.2 40 ®é 45 ®é V/Vmax V/Vmax 40 ®é F 0.8 0.4 1.2 45 ®é F 0.8 0.4 Load Load 0 §é bỊn dỴo (c) Inter Độ bền dẻo (d) Inter 4a 2 Thí nghiệm F: Điểm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 độ 1.6 30 độ 1.6 35 ®é 35 ®é 1.2 40 ®é 45 ®é V/Vmax V/Vmax 40 ®é F 0.8 0.4 1.2 45 ®é 0.8 F 0.4 Load Load 0 §é bỊn dẻo (e) Inter 4b Độ bỊn dỴo (f) ISH 1.0 2 ThÝ nghiệm F: Điểm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hđy 30 ®é 30 ®é 1.6 1.6 35 ®é 35 ®é 40 ®é 1.2 45 ®é V/Vmax V/Vmax 40 ®é 0.8 1.2 45 ®é 0.8 F F 0.4 0.4 Load Load 0 Độ bền dẻo (g) ISH 1.25 Độ bền dẻo (h) ISH 1.5 29 2 ThÝ nghiÖm F: Điểm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 ®é 1.6 30 ®é 1.6 35 ®é 35 ®é 1.2 40 ®é 45 ®é V/Vmax V/Vmax 40 ®é F 0.8 0.4 1.2 45 ®é F 0.8 0.4 Load Load 0 Độ bền dẻo (i) ISH 1.5T Độ bền dẻo (j) Column 2 ThÝ nghiƯm F: §iĨm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 độ 1.6 30 ®é 1.6 35 ®é 35 ®é 1.2 40 ®é 45 ®é V/Vmax V/Vmax 40 ®é F 0.8 0.4 F 1.2 45 ®é 0.8 0.4 Load Load 0 Độ bền dẻo (k) Column Độ bền dẻo (l) Column 2 Thí nghiệm F: Điểm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 độ 1.6 30 ®é 1.6 35 ®é 35 ®é 1.2 40 ®é 45 ®é F V/Vmax 0.8 1.2 F 45 ®é 0.8 Load V/Vmax 40 ®é 0.4 0.4 Load 0 Độ bền dẻo (m) DM1R-SL Độ bền dẻo (n) DM1R-SS 2 Thí nghiệm F: Điểm phá hủy Thí nghiệm F: Điểm phá hủy 30 độ 1.6 30 độ 1.6 35 độ 35 ®é F 1.2 40 ®é 45 ®é V/Vmax 0.8 1.2 45 ®é F 0.8 Load V/Vmax 40 ®é 0.4 0.4 Load 0 Độ bền dẻo (o) DM2R-SL Độ bền dẻo (p) DM2R-SS 30 2 ThÝ nghiÖm F: §iĨm ph¸ hđy 1.6 ThÝ nghiƯm F: §iĨm ph¸ hđy 30 ®é 30 ®é 1.6 35 ®é 35 ®é 1.2 40 ®é V/Vmax 45 ®é F 0.8 Load V/Vmax 40 ®é 0.4 1.2 45 ®é F 0.8 0.4 Load 0 Độ bền dẻo (q) DM2RI-SS Độ bền dẻo (r) Unit Hình 3.1 Ảnh hưởng góc cắt đến khả chịu cắt cột Bảng 3.2 So sánh khả chịu cắt cột thực nghiệm lý thuyết STT Tên cột VF / V30 VF / V35 VF / V40 VF / V45 Inter 1[5] 0,91 1,00 1,08 1,17 Inter 2[5] 0,85 0,98 1,11 1,25 Inter 3[5] 0,86 0,91 0,94 0,98 Inter 4a[5] 0,71 0,82 0,93 1,05 Inter 4b[5] 0,78 0,82 0,85 0,88 ISH1.0[7] 0,77 0,88 0,98 1,08 ISH1.25[7] 0,57 0,65 0,74 0,82 ISH1.5[7] 0,59 0,67 0,76 0,85 ISH1.5T[7] 0,63 0,71 0,80 0,89 10 Column 1[13] 0,90 0,98 1,05 1,11 11 Column 3[13] 0,82 0,89 0,95 1,00 12 Column 4[13] 0,91 0,99 1,06 1,12 13 DM1R-SL[16] 0,65 0,97 1,05 1,11 14 DM1R-SS[16] 0,89 0,97 1,05 1,12 15 DM2R-SL[16] 0,85 0,95 1,05 1,14 16 DM2R-SS[16] 0,74 0,83 0,92 1,01 17 DM2RI-SS[16] 0,71 0,82 0,93 1,04 18 Unit 6[9] 1,09 1,15 1,21 1,26 0,79 ± 0,13 0,89 ± 0,12 0,97 ± 0,12 1,05 ± 0,12 Trung bình o o Trong : 31 o o VF = lực cắt thực tế điểm bị phá hủy ; V30 , V35 , V40 , V45 = lực cắt xác định theo lý thuyết điểm phá hủy tương o o o o ứng với góc cắt 30o, 35o,40o, 45o 3.2.2 Phương pháp dự đốn mơ men lớn cột Hình 3.2 thể tỷ số giá trị mô men lớn xác định từ phân tích mơ men - độ cong phần mềm Extract trình bày mục 2.2 với giá trị mơ men lớn thu từ thực nghiệm Có thể thấy đa số tỷ số cho cột nhỏ 1,2, trừ cột Column 1, 3, có giá trị lớn 1,2 Lưu ý rằng, cường độ thực tế thép sử dụng cột Column 1, 3, bị thiếu liệu thí nghiệm, giá trị cường độ tiêu chuẩn sử dụng để tính tốn Nếu cường độ thực tế sử dụng, tỷ số ( M / M max ) cột Column 1, 3, giảm đáng kể Với cột lại sử dụng cường độ thực tế bê tông thép, tỷ số M / M max nhỏ 1,2 Do vậy, mô men lớn cột đề xuất xác định 1,2 lần mơ men lớn lấy từ phân tích mơ men – độ cong max M max  1, 2M analysis (2.17) 1.8 1.6 M/Mmax 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 10 15 20 Sè thø tù cña cét 25 30 Hình 3.2 Tỷ số mơ men lớn xác định từ lý thuyết thực nghiệm 3.2.3 Phương pháp dự đoán dạng phá hủy cột Bảng 3.3 tổng hợp dự đoán dạng phá hủy 18 cột bị phá hủy lực cắt sử dụng mơ hình chịu cắt Caltrans SDC, Priestly, Sezen 32 trình bày mục 1.2 Chú ý, kết lấy từ việc so sánh vị trí giao cắt đường thể khả chịu cắt cột theo mơ hình đường thí nghiệm thực tế cột trình bày nghiên cứu trước Ngô cộng 2022 [14] Kết cho thấy mơ hình chịu cắt Priestly dự đốn sai cho tồn 18 cột Ngun nhân mơ hình Priestly sử dụng góc cắt 30o khơng kể đến ảnh hưởng chiều cao vùng chịu nén, dẫn đến dự đoán khả chịu cắt cột cao nhiều so với khả thực tế chúng chịu Do vậy, thực tế cột bị phá hủy lực cắt sớm khả chịu cắt dự đốn Priestly Mơ hình Caltrans SDC dự đốn khơng xác cho cột, mơ hình Sezen dự đốn khơng xác cho cột Kết tính dự đốn cho 11 cột cịn lại khơng thể nghiên cứu Ngô cộng 2022 [14] Như trình bày mục 2.3, phương pháp dự đoán dạng phá hủy cột đề xuất nghiên cứu dựa mối tương quan khả chịu max cắt cột mơ men lớn cột Trong tỷ số Vmod / Vanalysis sử dụng Lưu ý Vmod khả chịu cắt nhỏ cột xác định từ phương max pháp dự đoán khả chịu cắt mục 2.1 Đại lượng Vanalysis lực cắt tương max ứng với mô men lớn xác định từ phân tích mơ men – độ cong M analysis max Khi tỷ số Vmod / Vanalysis nhỏ 1,0 cột bị phá hủy lực cắt, tỷ số lớn 1,2 cột bị phá hủy mô men, tỷ số nằm khoảng từ 1,0 đến 1,2 cột bị phá hủy theo mô men lực cắt (mô men – lực cắt) Bảng 3.4 tổng hợp dạng phá hủy cột từ phương pháp đề xuất, so với dạng bị phá hủy thực tế cột xác định từ thí nghiệm Kết cho thấy phương pháp đề xuất dự đốn xác 25/29 cột khảo sát, có 15/18 cột bị phá hủy lực cắt 10/11 cột bị phá hủy mô men Trong số cột cho kết dự đốn bị phá hủy mơ men – lực cắt có cột ISH1.25, DM2RI-SS, Unit có số độ bền biến dạng dẻo xác định từ thí nghiệm 4,7 – 5,2 Chính dạng phá hủy cột khó phân loại theo mô men lực cắt Tuy nhiên, 33 thực tế chúng bị phân loại phá hủy theo lực cắt (ISH1.25 DM2RI-SS) phá hủy theo mô men (Unit 5) Bảng 3.3 Bảng dự đoán dạng phá hủy cột dựa theo khả chịu cắt TT Tên cột Inter 1[5] Dạng phá Caltrans Priestly Sezen Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt Inter 2[5] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt Inter 3[5] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt Inter 4a[5] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt Inter 4b[5] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt ISH1.0[7] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt ISH1.25[7] Lực cắt Mô men Mô men Mô men ISH1.5[7] Lực cắt Mô men Mô men Mô men ISH1.5T[7] Lực cắt Mô men Mô men Mô men 10 Column 1[13] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt 11 Column 3[13] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt 12 Column 4[13] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt 13 DM1R-SL[16] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt 14 DM1R-SS[16] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt 15 DM2R-SL[16] Lực cắt Lực cắt Mô men Lực cắt 16 DM2R-SS[16] Lực cắt Mô men Mô men Lực cắt 17 DM2RI-SS[16] Lực cắt 18 Unit 6[9] hủy thực tế Mô mnenLực cắt Lực cắt Lực cắt Mô men Mô men Mô mnen-Lực cắt Mô mnen-Lực cắt Bảng 3.4 Bảng dự đoán dạng phá hủy cột theo phương pháp đề xuất STT Tên cột Inter 1[5] Dạng phá hủy thực tế Lực cắt max Vmod / Vanalysis 0,64 34 Dạng phá hủy dự đoán Lực cắt Inter 2[5] Lực cắt 0,79 Lực cắt Inter 3[5] Lực cắt 0,88 Lực cắt Inter 4a[5] Lực cắt 0,81 Lực cắt Inter 4b[5] Lực cắt 0,89 Lực cắt ISH1.0[7] Lực cắt 0,84 Lực cắt ISH1.25[7] Lực cắt 1,05 Mô men-Lực cắt ISH1.5[7] Lực cắt 0,92 Lực cắt ISH1.5T[7] Lực cắt 0,99 Lực cắt 10 Column 1[13] Lực cắt 0,94 Lực cắt 11 Column 3[13] Lực cắt 0,85 Lực cắt 12 Column 4[13] Lực cắt 1,06 Mô men-Lực cắt 13 DM1R-SL[16] Lực cắt 0,74 Lực cắt 14 DM1R-SS[16] Lực cắt 0,77 Lực cắt 15 DM2R-SL[16] Lực cắt 0,89 Lực cắt 16 DM2R-SS[16] Lực cắt 0,99 Lực cắt 17 DM2RI-SS[16] Lực cắt 1,07 Mô men-Lực cắt 18 Unit 6[9] Lực cắt 0,85 Lực cắt 19 Unit 4[9] Mô men 1,37 Mô men 20 Unit 5[9] Mô men 1,02 Mô men-Lực cắt 21 DM-CS[21] Mô men 1,77 Mô men 22 DM-CW[21] Mô men 2,42 Mô men 23 CM-CW[21] Mô men 1,88 Mô men 24 Unit 10[20] Mô men 1,39 Mô men 25 Unit 11[20] Mô men 1,25 Mô men 26 Unit 12[20] Mô men 1,28 Mô men 27 DMR1[15] Mô men 2,98 Mô men 28 DMR2[15] Mô men 2,74 Mô men 29 CMR1[15] Mô men 2,93 Mô men So với phương pháp dự đoán dạng phá hủy cột dựa mơ hình chịu cắt Caltrans SDC, Priestly, Sezen, phương pháp dự đoán dạng phá hủy đề xuất nghiên cứu có độ xác cao Bởi phương pháp dự đốn khả chịu cắt có kể đến ảnh hưởng chiều cao chịu nén 35 góc cắt sử dụng gần với góc cắt xảy thực tế 40o Phương pháp dự đốn mơ men lớn nghiên cứu sử dụng giá trị lấy từ thí nghiệm thực tế Mối quan hệ khả chịu cắt khả chịu mô men lớn cột xây dựng để dự đoán dạng phá hủy cột Chính mà phương pháp cho kết dự đoán tốt phương pháp đề xuất nghiên cứu trước 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài nghiên cứu đề xuất phương pháp dự đoán dạng hủy cho cột bê tông cốt thép sử dụng thép đai dạng xoắn ốc Phương pháp đề xuất dựa mối quan hệ khả chịu cắt mô men lớn cột, phương pháp dự đốn khả chịu cắt mơ men lớn cột bê tông cốt thép sử dụng thép đai dạng xoắn ốc đồng thời đề xuất Một số kết rút sau: 1) Phương pháp dự đoán khả chịu cắt đề xuất dựa mơ hình Priestly cộng (1994) với điều chỉnh liên quan đến việc kể đến ảnh hưởng chiều cao vùng chịu nén sử dụng góc cắt 40o 2) Đường quan hệ mô men – độ cong sử dụng để dự đốn khả chịu mơ men lớn cột Trong giá trị cường độ thực tế vật liệu bê tông thép sử dụng có kể đến ảnh hưởng thép đai dạng xoắn ốc Mô men lớn dự đốn 1,2 lần giá trị mơ men lớn xác định từ đường quan hệ mô men – độ cong 3) Phương pháp dự đoán dạng phá hủy cột dựa khả chịu cắt mô men lớn cột đề xuất có khả dự đốn xác cho 25/29 cột bê tông cốt thép sử dụng thép đai dạng xoắn ốc khảo sát Phương pháp đề xuất cho kết tốt phương pháp dự đoán trước dựa vào khả chịu cắt cột Kiến nghị Các kết luận rút từ kết thực nghiệm phân tích lý thuyết 29 cột bê tông cốt thép sử dụng thép đai dạng xoắn ốc Trong thời gian tới, số lượng cột sử dụng đai dạng xoắn ốc thí nghiệm nhiều hơn, kết cần bổ sung hiệu chỉnh lại cần thiết 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ACI Committee 318 (2019), Building Code Requirement for Structural Concrete (ACI 318-14) and Commentary, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI [2] AASHTO (2014), LRFD bridge design specifications, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington DC, USA [3] Aschheim, M., and Moehle J P (1992), Shear strength and deformability of RC bridge columns subjected to inelastic cyclic displacements, Earthquake engineering research center, Report No UCB/EERC-92/04 [4] Benzoni G., Ohtaki T., Priestley M J N., Seible F (1996), Seismic Performance of Circular Reinforced Concrete columns under varying axial load, Report No SSRP-96/04, University of California, USA [5] Benzoni, G., Priestley, M J N., and Seible, F (2000), “Seismic Shear Strength of Columns with Interlocking Spiral Reinforcement,” 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand [6] California Department of Transportation (2019), Seismic Design Criteria Version 2.0, Engineering Service Center, Earthquake Engineering Branch, California [7] Correal, J F., Saiidi, M S., Sanders, D., and El-Azazy, S (2007), “Shake Table Studies of Bridge Columns with Double Interlocking Spirals,” ACI Structural Journal, 104(4), pp 393-401 [8] Dhakal, R P, Maekawa, K (2022), “Path-dependent cyclic stress-strain relationship of reinforcing bar including buckling”, Enginering Structure, 24(11), pp 1383-1396 [9] Igase, Y., Nomura, K., Kuroiwa, T., and Miyagi, T (2002), “Seismic Performance and Construction Method of Bridge Columns with Interlocking Spiral/Hoop Reinforcement,” Concrete Journal, 40(2), pp 37-46 38 [10] Kowalsky, M J., and Priestley, M J N (2000), “Improved Analytical Model for Shear Strength of Circular Reinforced Concrete Columns in Seismic Regions,” ACI Structural Journal, 97(3), pp 388-396 [11] Mander, J B, Priestley, M J N, Park, R (1984), Seismic design of bridge piers, Research report 84-2, Department of Civil Engineering, University of Canterbury, New Zealand [12] Mander J B., Priestley M J N., Park R (1986), “Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concete”, Journal of Structural Engineering, 114(8), pp 1804-1826 [13] McLean, D I., and Buckingham, G C (1994), Seismic Performance of Bridge Columns with Interlocking Spiral Reinforcement, Report No WARD 357.1, Washington State Transportation Center, Washington, USA [14] Ngo S H., Ou, Y C, Nguyen V D (2022), “Shear strength model for reinforced concrete bridge columns with multi-spiral transverse reinforcement”, Journal of Structural Engineering (ASCE), 148(3), 04021303 [15] Ou, Y C., Ngo, S H., Roh, H., Yin, S Y., Wang, J C., and Wang, P H (2015), “Seismic Performance of Concrete Columns with Innovative Seven- and Eleven-Spiral Reinforcement”, ACI Structural Journal, 112(5), pp 579-591 [16] Ou, Y C., Ngo, S H., Yin, S Y., Wang, J C., and Wang, P H (2014), “Shear Behavior of Oblong Bridge Columns with Innovative Seven-Spiral Transverse Reinforcement,” ACI Structural Journal, 111(6), pp 13391349 [17] Priestley, M J N., Verma, R., and Xiao, Y (1994), “Seismic Shear Strength of Reinforced Concrete Columns,” Journal of the Structural Engineering, ASCE, 120(8), pp 2310-2329 [18] Sezen, H., and Moehle, J P (2004), “Shear Strength Model for Lightly Reinforced Concrete Columns,” Journal of Structural Engineering, ASCE, 130(11), pp 1692-1703 39 [19] Rodriguez, M E, Botero, J C, Villa, J (1999), “Cyclic stress-strain behavior of reinforcing steel including effect of buckling”, Journal of Structural Engineering, 125(6), pp 605-612 [20] Tanaka, H., and Park, R (1993), “Seismic Design and Behavior of Reinforced Concrete Columns with Interlocking Spirals,” ACI Structural Journal, 90(2), pp 192-203 [21] Wu, T L., Ou, Y C., Yin, S Y L., Wang, J C., Wang, P H., and Ngo, S H (2013), “Behavior of Oblong and Rectangular Bridge Columns with Conventional Tie and Multi-spiral Transverse Reinforcement under Combined Axial and Flexural Loads,” Journal of the Chinese Institute of Engineers, 36(8), pp 980-993 40