Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu lực của một dạng liên kết các cấu kiện khung bê tông cốt thép lắp ghép (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỖ VIỆT LONG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA MỘT DẠNG LIÊN KẾT CÁC CẤU KIỆN KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG HÀ NỘI, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỖ VIỆT LONG KHÓA 2021 - 2023 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA MỘT DẠNG LIÊN KẾT CÁC CẤU KIỆN KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số : 8580201 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG VŨ HIỆP PGS.TS VŨ HOÀNG HIỆP HÀ NỘI, 2023 LỜI CÁM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc PGS.TS Đặng Vũ Hiệp PGS.TS Vũ Hồng Hiệp tận tình giúp đỡ cho nhiều dẫn khoa học có giá trị thường xuyên động viên, tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn nâng cao lực khoa học tác giả Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy cô nhà khoa học ngồi trường quan tâm góp ý làm cho luận văn hoàn thiện Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy, Cô Giáo, Bộ môn Bê tông cốt thép, Khoa Xây dựng, Khoa Sau Đại học, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Công ty TNHH Khoa học Kỹ thuật Span, TS Đỗ Tiến Thịnh cán phòng Nghiên cứu Thí nghiệm Động đất thuộc Viện Chuyên ngành Kết cấu Cơng trình Xây dựng – Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng tạo điều kiện thuận lợi hợp tác trình nghiên cứu Tác giả luận văn Đỗ Việt Long LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, tháng năm 2023 Tác giả luận văn Đỗ Việt Long MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài * Mục đích nghiên cứu * Đối tượng phạm vi nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài * Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP 1.1.Lịch sử hình thành phát triển 1.2.Ưu điểm, nhược điểm kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép 1.3 Những quy định bê tông cốt thép lắp ghép 12 1.4 Một số dạng liên kết cấu kiện khung bê tông cốt thép lắp ghép [12] 13 1.5 Một số nghiên cứu thực nghiệm Việt Nam giới liên kết cấu kiện kết cấu khung bê tông cốt thép lắp ghép [4],[5] 18 1.6 Một số nhận xét chương 29 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN MỘT KIỂU LIÊN KẾT CÁC CẤU KIỆN TRONG KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP 30 2.1 Đề xuất liên kết cấu kiện 30 2.2 Tính tốn khả chịu lực liên kết cấu kiện dầm – cột, liên kết cấu kiện cột – cột sử dụng bu lông hệ kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép 36 2.2.1 Tính tốn khả chịu Mơ men uốn giới hạn tiết diện dầm lắp ghép (theo thiết kế ban đầu) [1] 36 2.2.2 Tính tốn khả chịu cắt – giá trị tính tốn (theo thiết kế ban đầu) [1] 38 2.2.3 Tính tốn khả chịu lực cấu kiện lắp ghép chịu nén tâm (theo thiết kế ban đầu) [1] 39 2.2.4 Kiểm tra liên kết bu lơng chịu cắt (tính tốn theo thiết kế ban đầu) [2] 41 2.2.5 Kiểm tra liên kết bu lông chịu uốn – cường độ tiêu chuẩn (theo thiết kế ban đầu) [2] 44 2.2.6 Kiểm tra liên kết bu lông chịu uốn – cường độ tính tốn (tính tốn theo thiết kế ban đầu) [2] 46 2.2.7 Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm – sườn thép liên kết theo thiết kế [1] 48 2.2.8 Tính tốn khả chịu Mơ men uốn giới hạn tiết diện dầm lắp ghép (theo thí nghiệm vật liệu) [1] 50 2.2.9 Tính tốn khả chịu cắt – giá trị tiêu chuẩn ( theo thí nghiệm vật liệu) [1] 51 Tính tốn khả chịu cắt dầm 51 2.2.10 Tính tốn khả chịu cắt – giá trị tính tốn (theo kết thí nghiệm bê tơng) [1] 53 Tính toán khả chịu cắt dầm 53 2.2.11 Kiểm tra liên kết bu lơng chịu cắt (theo thí nghiệm vật liệu) [2] 55 2.2.12 Kiểm tra liên kết bu lông chịu uốn – cường độ tiêu chuẩn (theo thí nghiệm vật liệu) [2] 57 2.2.13 Kiểm tra liên kết bu lơng chịu uốn (theo thí nghiệm vật liệu) [2] 59 2.2.14 Tính tốn khả chịu cắt – giá trị tiêu chuẩn (theo kết thí nghiệm bê tơng) [1] 61 2.3 Nhận xét 63 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA MỘT DẠNG LIÊN KẾT CÁC CẤU KIỆN KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP 66 3.1 Thí nghiệm đặc trưng học vật liệu 66 3.2 Liên kết cấu kiện cột- cột: 66 3.2.1 Thí nghiệm khả chịu nén 66 * Mẫu thí nghiệm 66 * Thiết bị đo,quy trình thí nghiệm tiêu chí đánh giá 67 * Kết thí nghiệm 68 3.3 Liên kết dầm - cột: 71 3.3.1 Thí nghiệm khả chịu uốn 71 * Mẫu thí nghiệm 71 * Kết thí nghiệm 73 3.3.2 Thí nghiệm khả chịu cắt 80 * Mẫu thí nghiệm 80 * Thiết bị đo, quy trình thí nghiệm tiêu chí đánh giá 80 * Kết thí nghiệm 81 3.4 Phân tích, so sánh kết thí nghiệm so với dự đốn khả chịu lực 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 Kết luận 89 Kiến nghị 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Đại lượng Ký hiệu Rb R bt Rs Cường độ chịu nén dọc trục tính tốn bê tơng trạng thái giới hạn thứ Cường độ chịu kéo dọc trục tính tốn bê tơng trạng thái giới hạn thứ Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép trạng thái giới hạn thứ Đơn vị kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 R bn Cường độ chịu nén tiêu chuẩn bê tông kG/cm2 R sn Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn cốt thép kG/cm2 R sw Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép ngang kG/cm2 b h a Chiều rộng tiết diện chữ nhật; chiều rộng sườn tiết diện chữ T chữ I Chiều cao tiết diện chữ nhật, chữ T chữ I Khoảng cách từ hợp lực cốt thép S đến biên gần tiết diện mm mm mm h0 Chiều cao làm việc tiết diện, h - a mm As Diện tích tiết diện cốt thép S mm2 ξ Chiều cao tương đối vùng nén tiết diện mm Mô men uốn giới hạn kNm M gh Q Lực cắt N Qb Khả chịu cắt bê tông kN Q max Khả chịu ứng suất nén kN a sw Diện tích cốt thép đai cm2 Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Diện tích tiết diện cốt thép đai nằm A sw mặt phẳng vng góc với trục dọc cấu kiện, cắt mm2 qua tiết diện nghiêng Stt Khoảng cách tính tốn cốt đai cm Smax Khoảng cách lớn hai cốt đai cm Sct Khoảng cách cấu tạo cốt đai cm l0 Chiều dài tính tốn cấu kiện chịu nén cm l Chiều dài cấu kiện cm Ab Diện tích tiết diện bu lông cm2 f ub Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn bu lông fy Cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy thép kG/cm2 kG/cm2 f yb Giới hạn chảy quy ước kG/cm2 f vb Cường độ tính tốn chịu cắt bu lơng kG/cm2 f tb Cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng kG/cm2 f cb Cường độ tính tốn chịu ép mặt bu lơng kG/cm2 A bn Diện tích tiết diện thực bu lông nb Tổng số bu lông t Bề dày thép mm M Mô men kNm σ tb Ứng suất kéo bu lông kG/cm2 τ vb Ứng suất cắt bu lông kG/cm2 cm2 Đại lượng Ký hiệu Đơn vị γb hệ số độ tin cậy bê tông nén σ cb Ứng suất ép mặt bu lông γc Hệ số điều kiện làm việc kết cấu γM Hệ số độ tin cậy cường độ E Mô đun đàn hồi L Chiều dài sườn thép mm A Diện tích mặt cắt ngang sườn thép mm2 L0 Chiều dài tính tốn sườn thép mm  Độ mảnh λ Độ mảnh qui ước kG/cm2 Mẫu thử nghiệm Thử nghiệm kéo Đ kính Kh Diện tích Lực Ứng suất thực đo lượng danh chảy chảy đơn vị nghĩa Kích cỡ, ký hiệu dTN Q/L Sn FeH ReH mm Y.C (CB400V): d16 d16 TISCO kg/m mm2 1,50  1,66 201 15.7 1.512 15.6 15.7 1.507 1.518 Kích cỡ, ký hiệu mẫu 201 Ứng Độ giãn suất dài bền tương đối Rm A5 Lực bền Fm N N/mm2 N N/mm2 % - ≥ 400 - ≥ 570 ≥ 14 112000 557.2 136000 676.6 20.0 112000 121000 557.2 602.0 137000 681.6 143000 711.4 21.3 17.5 Mẫu Bu lông M16 Thử kéo bu lơng - đai ốc Diện tích danh nghĩa Lực bền Giới hạn bền kéo N N/mm2 - ≥ 800 135000 859.9 144000 917.2 141000 898.1 mm2 Yêu cầu (Cấp bền 8.8): M16x50 WTF 8.8 157.0 Mẫu bê tơng ngày thí nghiệm 11/08/2022 Tổ mẫu Mẫu đúc ngày 21/61 (51 ngày tuổi) Mẫu đúc ngày 14/72 (28 ngày tuổi) Lực thí nghiệm (kN) 729 789 712 790 785 780 Cường độ trung bình (MPa) 33.1 35 Bê tơng dùng cho mẫu thí nghiệm cột-cột chịu nén phần thân mẫu thí nghiệm cột-dầm chịu uốn, cắt Bê tơng dùng cho bệ móng mẫu thí nghiệm cột-dầm chịu uốn, cắt PHỤ LỤC B: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG Q TRÌNH THÍ NGHIỆM Hình B Thí nghiệm khả chịu uốn liên kết dầm-cột Hình B Kiếm tra hệ thí nghiệm trước tiến hành gia tải Hình B Vị trí gắn CDP mẫu thí nghiệm chịu uốn Hình B Vết nứt hình thành trình gia tải mẫu chịu uốn Hình B Gia tải mẫu liên kết cột – cột chịu nén Hình B Kiếm tra mẫu liên kết cột – cột trình tăng cấp tải Hình B Hiện trạng mẫu liên kết cột – cột cấp tải 135 Hình B Hiện trạng mẫu liên kết cột – cột cấp tải 140 Hình B Kiểm tra mẫu liên kết dầm – cột chịu cắt cấp tải 25 KN Hình B 10 Kiểm tra mẫu liên kết dầm – cột chịu cắt cấp tải 140 KN Hình B 11 Mẫu liên kết dầm – cột chịu cắt bị phá hoại cấp tải 175KN Hình B 12 Hình ảnh cơng trình thực tế