Dӵa trên thí nghiӋP EiQ WƭQK cӫa tám cӝt CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy và tҧi trӑng nén xoҳn tuҫn hoàn, ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt CFST vӟi các loҥi tiӃt diӋn khác nhau, tӹ lӋ thép và các
Trang 1ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HCM
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
CAO XUÂN HÙNG
NGHIÊN CӬU THӴC NGHIӊM ӬNG XӰ XOҲN CӪA ӔNG
THÉP NHӖI BÊ TÔNG
Chuyên ngành: Kӻ Thuұt Xây Dӵng Công Trình Dân Dөng và Công NghiӋp
Mã sӕ: 60 58 02 08
LUҰ19Ă17+ҤC 6Ƭ
TP HӖ &+Ë0,1+WKiQJQăP
Trang 2&{QJWUuQKÿѭӧc hoàn thành tҥi: 7UѭӡQJĈҥi Hӑc Bách Khoa ± Ĉ+4*-HCM Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc 1: TS Lê Bá Khánh
1.PGS.TS Lê Anh Tuҩn - Chӫ tӏch HӝLÿӗng
2.PGS TS NguyӉn Minh Long - Ӫy viên (Phҧn biӋn 1)
3.PGS TS Trҫn Cao Thanh Ngӑc - Ӫy viên (Phҧn biӋn 2)
4.TS Võ ViӋt Hҧi - Ӫy viên
5.PGS.TS NguyӉn Ninh Thөy - Ӫy viên
Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch Hӝi ÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có)
KӺ THUҰT XÂY DӴNG
Trang 3ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HCM
Mã sӕ: 60 58 02 08
I 7Ç1Ĉӄ TÀI:
Nghiên cӭu thӵc nghiӋm ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng thép nhӗi bê tông (Experimental study on torsional behavior of concrete filled steel tubes)
NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG:
1 ThiӃt kӃ, chӃ tҥo mүu thí nghiӋm
2 ThiӃt kӃ, chӃ tҥo hӋ thӕng tҥo mô men xoҳn
3 TiӃn hành thí nghiӋm xoҳn, thu thұp sӕ liӋu thí nghiӋm
4 Nhұn xét vӅ ӭng xӱ, sӵ phá hoҥi trên mүu thí nghiӋm
5 Phân tích sӕ liӋXÿӇ ÿiQKJLiVӵ ҧQKKѭӣng cӫa các yӃu tӕ QKѭ bӅ dày ӕng thép, FѭӡQJÿӝ ErW{QJÿӃn khҧ QăQJFKӏu xoҳn cӫa ӕng thép nhӗi bê tông
II NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 24/02/2020
III NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ : 03/08/2020
IV CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN : TS Lê Bá Khánh
PGS TS &DR9ăQ9XL
Trang 5/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1
/ӡLÿҫXWLrQW{L[LQJӱLOӡLFҧPѫQFKkQWKjQKQKҩWÿӃQWKҫ\76/r%i.KiQKFQJWKҫ\3*676&DR9ăQ9XLQKӳQJQJѭӡLÿmWUӵFWLӃSKѭӟQJGүQ/XұQYăQWKҥFVƭ Qj\ +DL WKҫ\ ÿm WұQ WuQK FKӍ EҧR Yj JL~S W{L UҩW QKLӅX WURQJ YLӋF WuP UD KѭӟQJQJKLrQFӭXWuPNLӃPWjLOLӋXYjJLҧLÿiSFiFWKҳFPҳFNӏS WKӡL«1KӡÿyPjW{LPӟLFyWKӇKRjQWKjQK/XұQYăQWKҥFVƭFӫDPuQK
7{LFNJQJ[LQFҧPѫQTXêWKҫ\F{WUѭӡQJĈҥL+ӑF%iFK.KRD7KjQK3Kӕ+ӗ&Kt0LQKÿһFELӋWOj.KRD.ӻ7KXұW;k\'ӵQJÿmWUX\ӅQÿҥWQKӳQJNLӃQWKӭFTXêEiXWURQJTXiWUuQKW{LKӑF WұS WҥLWUѭӡQJ
7{L[LQFҧPѫQFiFDQKFKӏÿӗQJQJKLӋSFQJ%DQWәQJJLiPÿӕFF{QJW\QѫLW{LÿDQJF{QJWiFÿmKӛWUӧYjWҥRÿLӅXNLӋQÿӇW{LFyWKӇKӑFWұSYjWKӵFKLӋQ/XұQ9ăQ 6DXFQJW{LPXӕQWӓOzQJELӃWѫQÿӃQJLDÿuQKW{LFKDPҽYjFiFDQKFKӏHPÿmOX{QErQFҥQKÿӝQJYLrQWLQKWKҫQWҥRÿLӅXNLӋQJL~SÿӥW{LUҩWQKLӅXWURQJWKӡLJLDQKӑFWұSYӯDTXD
7URQJTXiWUuQKWKӵFKLӋQ/XұQYăQPһFGÿmFӕJҳQJKRjQWKLӋQTXDYLӋFWKDPNKҧRWjLOLӋXWUDRGӗLYjWLӃSWKXQKӳQJêNLӃQÿyQJJySQKѭQJFKҳFFKҳQNK{QJWUiQKNKӓLQKӳQJVDLVyW9uYұ\W{LUҩWKRDQQJKrQKÿyQQKұQYjFҧPѫQFiFêNLӃQÿyQJJySFӫDTXê7Kҫ\&{YjEҥQEq
;LQWUkQWUӑQJFҧPѫQ
73+&0QJj\WKiQJQăP
Cao Xuân Hùng
Trang 67Ï07Ҳ7/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
LuұQYăQQj\WUuQKEj\QJKLrQFӭu thӵc nghiӋm vӅ ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng thép nhӗi
bê tông (Concrete Filled Steel Tubes ± CFST) Nghiên cӭXÿѭӧc thӵc hiӋn trên 33 mүu thí nghiӋm gӗm 9 mүX&)67FyFѭӡQJÿӝ bê tông M250, 9 mүX&)67FyFѭӡng
ÿӝ bê tông M400, 9 mүu ӕng thép rӛng và 6 mүu bê tông Tҩt cҧ các mүu thí nghiӋm FyFQJÿѭӡng kính ngoài là 140 mm và dài 1000 mm Có 3 loҥi ӕng thép vӟi các bӅ dày khác nhau là 2,3 mm, 3,0 mm và 3,5 mm Các mүXÿѭӧc thí nghiӋm xoҳn cho ÿӃn khi phá hoҥi KӃt quҧ thí nghiӋm cho thҩy rҵng các mүu ӕng thép rӛng bӏ phá hoҥi là do sӵ mҩt әQÿӏnh Quan hӋ giӳa mô men xoҳQYjJyF[RD\ÿѭӧc phân tích và
so sánh Các mүu CFST có khҧ QăQJFKӏu mô men xoҳn cao KѫQQKLӅu so vӟi ӕng WKpSĈLӅu này là do sӵ mҩt әQÿӏnh cөc bӝ cӫa ӕQJWKpSÿmÿѭӧFQJăQFKһn bӣi lõi
bê tông Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các mүu &)67WăQJ tӯ 46,6% ÿӃn 81,5% so vӟi các mүu ST
Trang 7ABSTRACT
This thesis presents the experimental results on torsional behavior of concrete filled steel tubes (CFST) The experiment was conducted on 33 specimens including 9 CFST specimens with concrete grade M250, 9 CFST specimens with concrete grade M400, 9 steel tube (ST) specimens and 6 concrete (C) specimens The outer diameter
of all specimens was 140 mm and the length was 1000 mm Steel tubes had three different thickness of 2.3 mm, 3.0 mm and 3.5 mm All specimens were subjected to torsional moment to failure The experimental results showed that ST specimens failed in the form of buckling The relationships between torsional moment and angle
of twist were analysed and compared The maximum torsional moments of the CFST were much higher than those of ST specimens This is due to the fact that the buckling
of steel tubes were prevented by the concrete infill The maximum torsional moments
of CFST increased 46.6-81.5% compared with the maximum moment of ST
Trang 8/Ӡ,&$0Ĉ2$1
7{L[LQFDPÿRDQUҵQJÿk\OjOXұQYăQGRFKtQKW{LWKӵc hiӋQGѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa thҫy TS Lê Bá Khánh và thҫ\3*676&DR9ăQVui
Các sӕ liӋu trong luұQYăQQj\KRjQWRjQWUXQJWKӵFYjFKѭDWӯng ai công bӕ hoһc sӱ dөQJÿӇ bҧo vӋ mӝt hӑc vӏ nào Các thông tin, tài liӋu trích dүQÿmÿѭӧc ghi
Trang 9'$1+0Ө&+Î1+Ҧ1+
+uQK7zDQKjWKѭѫQJPҥi Ruifeng, Hangzhou, Trung Quӕc (2003) 1
Hình 1.2 Canton Tower, Trung Quӕc (2010) 2
Hình 1.3 Cҫu Zhaohua Jialing, Trung Quӕc (2012) 2
Hình 1.4 CҫXYѭӧt NguyӉQ7UL3KѭѫQJ± Lý Thái Tә, Tp HCM (2013) 3
Hình 1.5 CҫXĈ{QJ7UĈ{QJ$QK+j1ӝi (2014) 3
Hình 2.1 Mһt cҳt ngang cӫa mӝt sӕ loҥi ӕng CFST 7
Hình 2.2 Vòm cӫa cҫu sӱ dөng kӃt cҩu hình quҧ tҥ 16
+uQK.tFKWKѭӟc hình hӑc cӫa cӝt H - CFST 18
Hình 3.1 Tht nghiӋm npn bê tông 21
Hình 3.2 Thí nghiӋm kéo thép 23
Hình 3.3 Chi tiӃWNtFKWKѭӟc mүu thí nghiӋm 24
Hình 3.4 Kí hiӋu mүu thí nghiӋm 24
Hình 3.5 Tҩt cҧ 33 mүu thí nghiӋm 26
Hình 3.6 Mүu ӕQJ&)67ErW{QJFѭӡQJÿӝ M250 27
Hình 3.7 Mүu ӕQJ&)67ErW{QJFѭӡQJÿӝ M400 28
Hình 3.8 Mүu ӕng thép rӛng 28
Hình 3.9 Mүu bê tông 29
Hình 3.10 Công tác hàn ӕng thép vӟi bҧn mã 30
Hình 3.11 Công tác trӝn bê tông và lҩy mүu thӱ 31
+uQK&{QJWiFÿә bê tông vào ӕng thép 32
Trang 10Hình 3.13 Công tác mài phҷng mһt và hàn bҧn mã 32
Hình 3.14 Liên kӃt mүu thí nghiӋm vào khung tuyӋWÿӕi cӭng 33
Hình 3.15 Liên kӃt mүu thí nghiӋm vào Puli 34
Hình 3.16 HӋ thӕng tҥo mô men xoҳn 35
Hình 3.17 HӋ tҥo lӵc tác dөng vào Puli 36
Hình 3.18 HӋ thӕQJÿRFKX\Ӈn vӏ 37
+uQK +ѭӟQJQKuQWUѭӟc cӫa hӋ thí nghiӋm 38
+uQK+ѭӟng nhìn sau cӫa hӋ thí nghiӋm 39
Hình 4.1 Hình các mүu ӕng thép rӛng sau khi bӏ phá hoҥi 40
Hình 4.2 Hình mүu bê tông bӏ ÿӭt gãy 41
Hình 4.3 Hình mүu bê tông bӏ nӭt ӣ giӳa 42
Hình 4.4 Hình mүu ӕng CFST khi bӏ phá hoҥi 42
Hình 4.5 Khҧo sát sӵ phá hoҥi cӫa bê tông bên trong 43
Hình 4.6 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa 3 mүu ST-A 44
Hình 4.7 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa mүu ST-B 45
Hình 4.8 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa mүu ST-C 46
Hình 4.9 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa mүu C-N 47
Hình 4.10 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa mүu C-H 48
Hình 4.11 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa các mүu CFST-AN 49
Hình 4.12 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa các mүu CFST-BN 50
Hình 4.13 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa các mүu CFST-CN 51
Hình 4.14 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa các mүu CFST-AH 52
Trang 11Hình 4.15 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa các mүu CFST-BH 53
Hình 4.16 BiӇXÿӗ quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay cӫa các mүu CFST-CH 53
+uQK&iFK[iFÿӏnh ÿӝ cӭng xoҳn cӫa mүu thí nghiӋm 54
+uQKĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu ST 56
Hình 4.19 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-A 57
+uQKĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүX&)67FѭӡQJÿӝ bê tông M250 58
Hình 4.21 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu CFST-AN 59
+uQKĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүX&)67FѭӡQJÿӝ bê tông M400 60
Hình 4.23 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu CFST-AH 61
+uQKĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu có bӅ dày ӕng thép 2,3 mm 62
Hình 4.25 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-A 63
+uQKĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu có bӅ dày ӕng thép 3,0 mm 64
Hình 4.27 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-B 64
+uQKĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu có bӅ dày ӕng thép 3,5 mm 65
Hình 4.29 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-C 66
Hình 4.30 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu ST 67
Hình 4.31 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-A 68
Hình 4.32 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu CFST, bê tông M250 69
Hình 4.33 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu CFST-AN 70
Hình 4.34 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu CFST, bê tông M400 71
Hình 4.35 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu CFST-AH 72
Hình 4.36 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu có bӅ dày ӕng thép 2,3 mm 73
Hình 4.37 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-A 73
Trang 12Hình 4.38 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu có bӅ dày ӕng thép 3,0 mm 74Hình 4.39 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-B 75Hình 4.40 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu có bӅ dày ӕng thép 3,5 mm 76Hình 4.41 PhҫQWUăPÿӝ WăQJVRVӟi mүu ST-C 77
Trang 13'$1+0Ө&&È&%Ҧ1*%,ӆ8
Bҧng 3.1 Cҩp phӕi bê tông M250 20
Bҧng 3.2 Cҩp phӕi bê tông M400 20
Bҧng 3.3 Bҧng mүu thí nghiӋm 25
BҧQJĈӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu 55
Bҧng 4.2 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu 66
Trang 140Ө&/Ө&
&+ѬѪ1* MӢ ĈҪU 1
1.1 Lý do thӵc hiӋQÿӅ tài 1
1.2 MөFWLrXYjKѭӟng nghiên cӭu 4
ĈӕLWѭӧng và phҥm vi nghiên cӭu 4
éQJKƭDQJKLrQFӭu 4
1.5 Cҩu trúc luұQYăQ 4
&+ѬѪ1* TӘNG QUAN 6
2.1 Giӟi thiӋu chung 6
ĈһFÿLӇm chung cӫa ӕng CFST 6
ĈһFÿLӇm cӫa ӕng CFST thӵc hiӋn nghiên cӭu 7
2.2 Tәng quan các nghiên cӭXWURQJYjQJRjLQѭӟc 7
2.2.1 Tình hình nghiên cӭXQJRjLQѭӟc 7
2.2.2 Tình hình nghiên cӭXWURQJQѭӟc 18
&+ѬѪ1* &+ѬѪ1*75Î1+7+Ë1*+,ӊM 20
3.1 Vұt liӋu 20
3.1.1 Bê tông 20
3.1.2 Ӕng thép hình 21
3.2 ChӃ tҥo mүu 23
3.2.1 Mүu thí nghiӋm 23
3.2.2 Quy trình chӃ tҥo mүu 29
3.3 Quy trình thӵc hiӋn 33
3.3.1 Dөng cө thí nghiӋm 33
Trang 153.3.2 Bӕ trí thí nghiӋm 33
&+ѬѪ1* KӂT QUҦ THÍ NGHIӊM 40
4.1 Dҥng phá hoҥi 40
4.1.1 Dҥng phá hoҥi cӫa ӕng thép rӛng 40
4.1.2 Dҥng phá hoҥi cӫa mүu bê tông 40
4.1.3 Dҥng phá hoҥi cӫa ӕng CFST 42
4.2 Quan hӋ mô men xoҳn - góc xoay 43
4.2.1 Quan hӋ mô men xoҳn ± góc xoay cӫa mүu ӕng thép rӛng 43
4.2.2 Quan hӋ mô men xoҳn ± góc xoay cӫa mүu bê tông 46
4.2.3 Quan hӋ mô men xoҳn ± góc xoay cӫa mүX&)67FѭӡQJÿӝ bê tông M250 48
4.2.4 Quan hӋ mô men xoҳn ± góc xoay cӫa mүX&)67FѭӡQJÿӝ bê tông M400 51
Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa mүu 53
Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu ST 55
Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүX&)67FyFQJFѭӡQJÿӝ bê tông M25057 Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүX&)67FyFQJFѭӡQJÿӝ bê tông M40059 Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu có cùng bӅ dày ӕng thép 2,3 mm 61
Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu có cùng bӅ dày ӕng thép 3,0 mm 63
Ĉӝ cӭng xoҳn cӫa các nhóm mүu có cùng bӅ dày ӕng thép 3,5 mm 65
4.4 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa mүu 66
4.4.1 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu ST 67
4.4.2 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүX&)67FyFQJFѭӡQJÿӝ bê tông M250 68
Trang 164.4.3 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүX&)67FyFQJFѭӡQJÿӝ bê tông
M400 70
4.4.4 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu có cùng bӅ dày ӕng thép 2,3 mm 72
4.4.5 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu có cùng bӅ dày ӕng thép 3,0 mm 74
4.4.6 Mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các nhóm mүu có cùng bӅ dày ӕng thép 3,5 mm 75
&+ѬѪ1* KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 78
5.1 KӃt luұn 78
5.2 KiӃn nghӏ 79
Trang 17&+ѬѪ1* 0ӢĈҪ8
1.1 /êGRWKӵFKLӋQÿӅWjL
Ngày nay, kӃt cҩu ӕng thép nhӗi bê tông (Concrete Filled Steel Tubes ± CFST) ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong các công trình xây dӵng KӃt cҩu này có nhӳQJWtQKQăQJnәi bұWQKѭOjWKӡi gian thi công nhanh, khҧ QăQJWLrXWiQQăQJOѭӧng và khҧ QăQJFKӏu lӵc cao KӃt cҩu thép có thӇ ÿѭӧc lҳSÿһt hoàn chӍQKWUѭӟc rӗi mӟi tiӃQKjQKEѫPErtông vào ӕng thép ӔQJWKpSÿyQJYDLWUzOjYiQNKX{QQrQNK{QJFҫn cӕp pha ViӋc GQJSKѭѫQJSKiSEѫPErW{QJYjRWURQJӕng thép tiӃt kiӋPÿѭӧc sӭFODRÿӝng, chi phí
và thӡi gian thi công Bên cҥQKÿyKLӋu ӭng kháng nӣ hông cӫa bê tông khi ӕng thép Ey[XQJTXDQKQJăQFҧn sӵ nӭt vӥ sӟm cӫDErW{QJOjPWăQJNKҧ QăQJFKӏu nén cӫa bê tông Lõi bê tông giúp ӕng thép không bӏ mҩt әQÿӏnh Và vӟLNtFKWKѭӟc nhӓ gӑn, kӃt cҩu ӕQJ&)67OjPWăQJNK{QJJLDQVӱ dөng và hiӋu quҧ kiӃQWU~F'RÿyNӃt cҩu ӕng CFST là sӵ lӵa chӑn tӕWFKRFiFF{QJWUuQKÿzLKӓi tính thҭm mӻ cao và không gian lӟn Mӝt sӕ công trình xây dӵng có sӱ dөng cҩu kiӋn ӕQJ&)67QKѭOj
Hình 1.17zDQKjWKѭѫQJPҥi Ruifeng, Hangzhou, Trung Quӕc (2003)
Trang 18Hình 1.2 Canton Tower, Trung Quӕc (2010)
Hình 1.3 Cҫu Zhaohua Jialing, Trung Quӕc (2012)
Trang 19Hình 1.4 CҫXYѭӧt NguyӉQ7UL3KѭѫQJ± Lý Thái Tә, Tp HCM (2013)
Hình 1.5 CҫXĈ{QJ7UĈ{QJ$QK+j1ӝi (2014) Mһc dù cҩu kiӋn ӕng CFST có nhӳQJWtQKQăQJѭXYLӋWQKѭYұ\QKѭQJFKRÿӃn nay các nghiên cӭu thӵc nghiӋm vӅ cҩu kiӋn CFST vүn còn rҩt hҥn chӃ Mӝt vài công thӭc tính toán khҧ QăQJ FKӏu lӵc cӫa loҥi cҩu kiӋQ Qj\ ÿѭӧc cung cҩp trong các tiêu chuҭQQѭӟFQJRjLQKѭ(XURFRGH4 (Châu Âu) [1], ANSI/AISC 360 - 16 (Mӻ) [2], CECS
28 (Trung Quӕc) [3] vӅ khҧ QăQJFKӏu tҧi dӑc trөc, chӏu tҧi uӕn, chӏu tҧi cҳt, tә hӧp cӫa tҧi uӕn và tҧi dӑc trөc Tuy nhiên, vӅ tính toán khҧ QăQJFKӏu xoҳn cӫa ӕng CFST thì vүn còn rҩWVѫVjL&iFQJKLrQFӭu lý thuyӃt và thӵc nghiӋm vүn ÿDQJÿѭӧc tiӃp tөc thӵc hiӋn vӟi mөFÿtFKFyWKӇ hiӇu thҩXÿiRӭng xӱ cӫa kӃt cҩu loҥi này
Trang 20ĈӅ tài này nghiên cӭu thӵc nghiӋm ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng CFST Thí nghiӋPÿѭӧc thӵc hiӋn cho 33 mүXWURQJÿyFy Pүu là ӕQJ&)67ErW{QJFѭӡQJÿӝ WKѭӡng, 9 mүu ӕng &)67ErW{QJFѭӡQJÿӝ WѭѫQJÿӕi cao, 9 mүu ӕng thép rӛng và 6 mүu bê tông Các ÿһFWUѭQJFѫKӑc, dҥng phá hoҥi cӫa ӕng thép nhӗi bê tông, ӕng thép không nhӗi bê tông
và mүu bê tông sӁ ÿѭӧFSKkQWtFKYjÿiQKJLiÿӇ thҩ\ÿѭӧc mӭFÿӝ ҧQKKѭӣng cӫa bӅ dày ӕng WKpSYjFѭӡQJÿӝ ErW{QJÿӃn khҧ QăQJFKӏu xoҳn cӫa ӕng CFST KӃt quҧ thí nghiӋPWKXÿѭӧc sӁ ÿѭӧc phân tích nhҵPÿiQKJLiKLӋu quҧ làm viӋc cӫa ӕng CFST khi chӏu xoҳn
1.2 0өFWLrXYjKѭӟQJQJKLrQFӭX
- Khҧo sát thӵc nghiӋm ӭng xӱ xoҳn cӫa cӫa ӕng CFST
- Khҧo sát thӵc nghiӋm khҧ QăQJFKӏu xoҳn riêng lҿ cӫa vұt liӋu cҩu thành trong ӕng CFST
- ĈiQKJLi mӭFÿӝ ҧQKKѭӣng cӫa bӅ dày ӕQJWKpSYjFѭӡQJÿӝ ErW{QJÿӃn khҧ QăQJFKӏu xoҳn cӫa ӕng CFST
1.3 ĈӕLWѭӧQJYjSKҥPYLQJKLrQFӭX
- ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu: Ӕng CFST tiӃt diӋn tròn
- Phҥm vi nghiên cӭu: Ӕng CFST tiӃt diӋn tròn chӏu tҧi trӑng xoҳn
1.4 éQJKƭDQJKLrQFӭX
- éQJKƭDNKRDK͕c:
x Góp phҫn làm rõ ӭng xӱ cӫa cҩu kiӋn ӕng CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn
x Nhӳng kӃt quҧ WKXÿXӧc góp phҫn bә sung thêm nhӳng luұQÿLӇm, kiӃn thӭc mӟi và là nguӗn dӳ liӋu phөc vө cho nhӳng nghiên cӭu tiӃSWKHRWURQJOƭQKvӵc này
- éQJKƭDWKc ti͍n:
Nghiên cӭu góp phҫQÿiQKJLiӭng xӱ cӫa ӕng CFST khi chӏu tҧi xoҳQÿӇ áp
dөng trong thiӃt kӃ kӃt cҩu có sӱ dөng ӕng CFST chӏu xoҳn
1.5 &ҩXWU~FOXұQYăQ
Trang 21Nӝi dung trong luұQYăQÿѭӧc trình bày cө thӇ TXDFKѭѫQJ&KѭѫQJOjFKѭѫQJ
mӣ ÿҫu cӫa luұQYăQWURQJÿyQrXOrQOêGRWKӵc hiӋQÿӅ tài, mөFÿtFKQJKLrQFӭXÿӕi Wѭӧng và phҥm vi nghiên cӭu Bên cҥQKÿyFKѭѫQJFNJQJWUuQKEj\SKѭѫQJSKiSêQJKƭDQJKLrQFӭu và cҩu trúc cӫa luұQYăQ
&KѭѫQJQrXNKiLQLӋm vӅ kӃt cҩu ӕng CFST và kӃt cҩu ӕQJ&)67ÿѭӧc nghiên cӭu Bên cҥQKÿyJLӟi thiӋu vӅ WtQKѭXYLӋt cӫa cҩu kiӋn CFST Phҫn tiӃp theo trình bày các nghiên cӭu lý thuyӃt lүn thӵc nghiӋm ӣ WURQJYjQJRjLQѭӟFOLrQTXDQÿӃn ӕng CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn
&KѭѫQJ WUuQKEj\FKѭѫQJWUuQKWKtQJKLӋm PhҫQÿҫu trình bày vұt liӋu bao gӗm
bê tông và thép Phҫn thӭ hai trình bày vӅ công tác chӃ tҥo mүu Phҫn này nói vӅ quy cách mүu thí nghiӋm bao gӗPNtFKWKѭӟc và chiӅu dày ӕng và quy trình chӃ tҥo mүu Phҫn cuӕi nói vӅ bӕ trí thí nghiӋm và quy trình thí nghiӋm xoҳn
&KѭѫQJ 4 trình bày kӃt quҧ thí nghiӋm gӗm có 4 phҫn Phҫn thӭ nhҩt là các dҥng phá hoҥi cӫa mүu thí nghiӋm Phҫn thӭ hai trình bày vӅ quan hӋ cӫa mô men xoҳn và góc xoay Phҫn tiӃp theo trình bày vӅ ÿӝ cӭng xoҳn cӫa các mүu thí nghiӋm Phҫn cuӕi cùng là so sánh vӅ giá trӏ mô men xoҳn cuӕi cùng cӫa các mүu thí nghiӋm
&KѭѫQJOjFKѭѫQJNӃt thúc luұQYăQQrXNӃt luұn cӫa luұQYăQFiFKҥn chӃ trong nghiên cӭXYjÿӅ xuҩt kiӃn nghӏ
Trang 22&+ѬѪ1* 7Ә1*48$1
2.1 *LӟLWKLӋXFKXQJ
2.1.1 Ĉ̿FÿL͋PFKXQJFͯD͙QJ&)67
ӔQJ&)67ÿѭӧc cҩu tҥo bӣi sӵ kӃt hӧp cӫa hai thành phҫn gӗm ӕng thép bên ngoài
và lõi bê tông bên trong Mһt cҳt ngang cӫa mӝt sӕ dҥng ӕQJ&)67ÿѭӧc trình bày trong Hình 2.1 ӔQJWKpSÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿӏQKKuQKYjErW{QJÿѭӧFÿә vào trong ӕng Khҧ QăQJFKӏu lӵc cӵc hҥn cӫa ӕng CFST phө thuӝFYjRFiFÿһc tính cӫa vұt liӋu cҩu thành
và tӹ lӋ cӫDÿѭӡng kính ӕng thép trên bӅ dày (D/t) Ӭng xӱ cӫa ӕng CFST phө thuӝc
vào hiӋu ӭng kháng nӣ hông cӫa ӕng thép tác dөng lên lõi bê tông và sӵ mҩt әQÿӏnh cөc bӝ cӫa ӕQJWKpSÿѭӧFQJăQFKһn bӣi lõi bê tông bên trong Bên cҥQKÿyӭng xӱ cӫa ӕng CFST còn phө thuӝFYjRFiFÿһc tính hình hӑc cӫa ӕQJQKѭWLӃt diӋn mһt cҳt ngang
và tӹ sӕ cӫDÿѭӡng kính ngoài cӫa ӕng so vӟi chiӅu dày cӫa ӕng thép (D/t)
Trang 23a) Ӕng CFST tiӃt diӋn hình tròn b) Ӕng hollow ± core CFST
c) Ӕng CFST có thép tә hӧp chӳ I ӣ trong d) Ӕng CFST tiӃt diӋn hình chӳ nhұt
Hình 2.1 Mһt cҳt ngang cӫa mӝt sӕ loҥi ӕng CFST
2.1.2 Ĉ̿FÿL͋PFͯD͙QJ CFST WKFKL͏QQJKLrQFͱX
NhiӅu nghiên cӭu phân tích ӭng xӱ cҩu kiӋn ӕng CFST có tiӃt diӋQNKiFQKDXGѭӟi tác dөng cӫa các loҥi tҧi trӑng khác nKDXÿmYjÿDQJÿѭӧc thӵc hiӋn Các tiêu chuҭn thiӃt kӃ trên thӃ giӟi hiӋQQD\QKѭ(XURFRGH[1] , ANSI/AISC 360-16 [2], CECS 28 [3] có trình bày rõ vӅ khҧ QăQJFKӏu tҧi dӑc trөc, chӏu tҧi uӕn, chӏu tҧi cҳt, tә hӧp cӫa tҧi uӕn và tҧi dӑc trөc Tuy nhiên, các tính toán cӫa ӕng CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn vүn còn rҩWVѫVjL9uYұy, các nghiên cӭu thӵc nghiӋPÿӇ SKkQWtFKÿiQKJLiNKҧ QăQJFKӏu tҧi trӑng xoҳn cӫa ӕng CFST là rҩt cҫn thiӃt
2.2 7әQJ TXDQFiFQJKLrQFӭXWURQJYjQJRjLQѭӟF
2.2.1 7uQKKuQKQJKLrQFͱXQJRjLQ˱ͣF
Trên thӃ giӟi, ӕQJ&)67ÿmÿѭӧc nghiên cӭu nhiӅu vӟi các tiӃt diӋn khác nhau, các dҥng tҧi trӑng tác dөng, vұt liӋu cҩu thành khác nhau Mӝt sӕ các nghiên cӭXÿmÿѭӧc
Trang 24công bӕ QKѭOjQJKLrQFӭu ӭng xӱ cӫa ӕng CFST chӏu tҧi trӑng nén dӑc trөc [4], phân tích ӭng xӱ cӫa các ӕng thép tròn nhӗi ErW{QJGѭӟi tác dөng uӕn [5], mô phӓng ӭng xӱ cӫa các cӝt dҫm bê tông cӕt thép tái chӃ (RACFST) chӏu tҧi nén dӑc trөc liên tөFYjWăQJtҧi uӕn theo chu kǤ [6], phân tích khҧ QăQJFKӏXÿӝQJÿҩt cӫa cӝt RC và cӝt RC ± CFT cӫa mӝt cây cҫu nhiӅu nhӏp vӟi cùng mӝt trұQÿӝQJÿҩt El Centro [7] Tuy nhiên, nghiên cӭu vӅ ӕng CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn vүn còn rҩt hҥn chӃ so vӟi các nghiên cӭu trên Các nghiên cӭu trên thӃ giӟLOLrQTXDQÿӃn ӕng CFST chӏu xoҳQÿmF{QJEӕ ÿѭӧc trình Ej\QKѭ GѭӟLÿk\
1ăPKiyomiya và cӝng sӵ [8] ÿmQJKLrQFӭu ÿһc tính xoҳn thuҫn túy cӫa các ӕng thép tròn nhӗi bê tông Thí nghiӋPÿѭӧc thӵc hiӋn trên cӝt thép và cӝt composite nhҵm tìm hiӇu tính chҩt xoҳQFѫEҧn cӫa vұt liӋu Bên cҥQKÿyNӃt quҧ thí nghiӋPÿѭӧc
so sánh vӟi phân tích lý thuyӃt Phân tích lý thuyӃWOjSKѭѫng pháp phҫn tӱ hӳu hҥn F.E.M có xem xét các thuӝc tính vұt liӋu phi tuyӃn Tӯ viӋc so sánh trên, các kӃt luұn
vӅ nghiên cӭXÿmU~W ra Trong thí nghiӋm thӵc tӃ, sӵ phá hoҥi cӫa cӝWWKpSÿѭӧc xác ÿӏnh là do sӵ mҩt әQÿӏnh cөc bӝ Cӝt composite có khҧ QăQJ chӏu lӵFFDRKѫQQKLӅu so vӟi cӝt thép vì sӵ mҩt әQÿӏnh cөc bӝ ӣ cӝWWKpSÿmÿѭӧFQJăQFKһn bҵng lõi bê tông bên trong cӫa cӝt composite Mô men xoҳn chҧy dҿo Yjÿӝ cӭng xoҳn trong phân tích lý thuyӃt dùng SKѭѫQJSKiSSKkQWtFK phҫn tӱ hӳu hҥn F.E.M gҫn QKѭWѭѫQJÿѭѫQJ vӟi các kӃt quҧ ӣ nghiên cӭu thӵc nghiӋm
1ăP+DQYjFӝng sӵ [9] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ cӫa ӕng thép thành mӓng nhӗi bê tông khi chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy Phҫn mӅP$%$486ÿѭӧc sӱ dөng trong nghiên cӭu này ÿӇ phân tích phҫn tӱ hӳu hҥn (FEA) cӫa ӕng CFST chӏu tҧi xoҳn thuҫn túy KӃt quҧ ÿѭӧc tính toán bҵng mô hình này ÿm ÿѭӧc cho thҩy là ÿӗng nhҩt tӕt vӟi kӃt quҧ cӫa nghiên cӭu thӵc nghiӋm0{KuQK)($ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ nghiên cӭu ҧQKKѭӣng cӫa các tham sӕ quan trӑng khi [iFÿӏQKFѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn tӟi hҥn cӫa mһt cҳt ngang mүu composite Các nghiên cӭu tham sӕ cung cҩp thông tin phөc vө cho viӋc tìm ra công thӭFÿӇ tính toán FѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn tӟi hҥnFNJQJQKѭ quan hӋ mômen xoҳn vӟi FiFÿѭӡng cong biӃn dҥng xoҳn cӫa mһt cҳt ngang mүu ӕng composite
7URQJFQJQăP+DQYjFӝng sӵ [10] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ xoҳn cӫa các cҩu kiӋn ӕng CFST chӏu tә hӧp tҧi Nghiên cӭXÿѭӧc thӵc hiӋn tìm hiӇu ӭng xӱ xoҳn
Trang 25cӫa ӕng thép thành mӓng nhӗi bê tông khi chӏu tә hӧp tҧLQKѭOjQpQYj[Rҳn kӃt hӧp, uӕn và xoҳn, nén, uӕn và xoҳn Phҫn mӅP$%$486ÿѭӧc sӱ dөng trong nghiên cӭu Qj\ÿӇ phân tích phҫn tӱ hӳu hҥn (FEA) So sánh các kӃt quҧ ÿѭӧc tính toán bҵng mô hình này nhìn chung là rҩt phù hӧp vӟi các kӃt quҧ nghiên cӭu thӵc nghiӋm Mô hình )($VDXÿyÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ nghiên cӭu ҧQKKѭӣng cӫa các tham sӕ quan trӑng khi xác ÿӏQKFѭӡQJÿӝ tӟi hҥn cӫa các tҧi thành phҫn trong tә hӧp tҧi, chҷng hҥQQKѭQpQYjxoҳn, uӕn và xoҳn, nén, uӕn và xoҳn Các nghiên cӭu tham sӕ cung cҩp cho viӋc tìm ra công thӭFWtQKWRiQFѭӡQJÿӝ tӟi hҥn cӫa các tҧi thành phҫn khi cҩu kiӋn chӏu tә hӧp tҧi.6DXÿyQăP/HHYjFӝng sӵ [11] ÿmQJKLrQFӭu lý thuyӃt ӭng xӱ cӫa cӝt tròn ӕng CFST chӏu xoҳn Trong nghiên cӭu này, các tác giҧ Fy[pWÿӃn hiӋu ӭng kháng nӣ hông cӫa ӕng thép, hiӋu ӭng mӅm hóa bê tông và hiӋu ӭng xoҳn ӕc Bên cҥQKÿyKLӋu ӭQJWKHRKDLSKѭѫQJFӫa vӃt nӭW[LrQFNJQJÿѭӧc xem xét Bҵng cách kӃt hӧp các yӃu tӕ Qj\YjRSKѭѫQJWUuQKWѭѫQJWKtFKYjSKѭѫQJWUuQKFkQEҵng, công thӭFÿѫQJLҧn mô tҧ ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕQJ&)67ÿmÿѭӧc rút ra
1ăP:DQJYjFӝng sӵ [12] ÿmQJKLrQFӭu vӅ ӭng xӱ cӫa cӝt thép nhӗi bê tông khi chӏu tҧi trӑng kӃt hӧp gӗm tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy tuҫn hoàn và tҧi trӑng nén xoҳn tuҫn hoàn Dӵa trên thí nghiӋP EiQ WƭQK cӫa tám cӝt CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy và tҧi trӑng nén xoҳn tuҫn hoàn, ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt CFST vӟi các loҥi tiӃt diӋn khác nhau, tӹ lӋ thép và các cҩp tҧi trӑng dӑc trөc khác nhau ÿmÿѭӧc nghiên cӭu KӃt quҧ thí nghiӋm cho thҩy rҵQJÿѭӡQJFRQJÿӝ trӉ cӫa các cӝW&)67Gѭӟi tҧi xoҳn thuҫn túy và tҧi trӑng nén xoҳn tuҫn hoàn thҩp là WUzQÿҫyĈӝ cӭng khi dӥ tҧi cӫa các cӝt CFST bҵng vӟLÿӝ cӭQJÿjQKӗLEDQÿҫu Khҧ QăQJ chӏu xoҳn cӫa các cӝt CFST có thӇ ÿѭӧc cҧi thiӋn vӟi tҧi trӑng nén dӑc trөc nhӓ Yjÿӝ bӅn dҿRFNJQJWӕt KѫQ 1KѭQJ khҧ QăQJ chӏu xoҳn cӫa cӝt CFST sӁ bӏ giҧm khi tҧi trӑng nén dӑc trөc lӟn Khi cӝt CFST chӏu xoҳn thuҫn túy, các thành phҫn nén chéo dҥng xoҳn ӕc sӁ ÿѭӧc tҥo ra trên lõi bê tông Và các thành phҫn dӑc trөc cӫa lӵc nén chéo này sӁ bҵng vӟLFѭӡQJÿӝ chӏu kéo dӑc trөc cӫa ӕQJWKpSÿӇ thӓDPmQÿLӅu kiӋn cân bҵng tҧi trӑng dӑc trөc trên mһt cҳt QJDQJ'RÿyELӃn dҥng dӑc trөc sӁ ÿѭӧc tính tӯ ӕng thép BiӃn dҥng cҳt có mӕi quan
hӋ tuyӃn tính vӟi góc quay cӫa mһt cҳt ngang khi các cӝt CFST chӏu tә hӧp tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy và nén - xoҳn Dӵa vào kӃt quҧ thí nghiӋm và các tài liӋu sҹQFyFѫ chӃ xoҳn cӫa cӝW&)67ÿmÿѭӧFSKkQWtFKVѫEӝ
Trang 26MӝWQăPVDX1LHYjFӝng sӵ [13] ÿmQJKLrQFӭu thӵc nghiӋm cӝt ӕng CFST chӏu
tә hӧp tҧi nén ± uӕn ± xoҳn tuҫn hoàn Tӹ lӋ mô men uӕn, mô men xoҳn và tҧi trӑng nén dӑc trөc trong tә KѫSWҧi ÿmÿѭӧc nghiên cӭu dӵa trên quan hӋ lӵc ± chuyӇn vӏ cӫa tám cӝt CFST chӏu tә hӧp tҧi nén, uӕn và xoҳn tuҫn hoàn Bên cҥQKÿyӭng xӱ FѫKӑc cӫa các cӝt CFST có tiӃt diӋQNKiFQKDXFNJQJÿѭӧc nghiên cӭu KӃt quҧ thí nghiӋm cho thҩy
ÿӝ trӉ FiFÿѭӡng cong cӫa các cӝW&)67Gѭӟi tә hӧp tҧi nén, uӕn và xoҳn là tròn ÿҫy nhӡ vào ӭng xӱ kháng chҩn tӕWYjÿӝ dҿo cao1KѭQJÿӕi vӟi các cӝt CFST có tiӃt diӋn hình chӳ nhұt có tӹ lӋ mômen uӕn vӟi mô men xoҳn cao, sӵ suy giҧPFѭӡQJÿӝ ÿѭӧc quan sát do sӵ mҩt әQÿӏnh cөc bӝ cӫa ӕng thép ӣ SKtDGѭӟi &ѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn cӫa các cӝt CFST FNJQJ bӏ giҧm theo mô men uӕn BiӃn dҥng dӑc trөc cӫa mһt cҳt ngang giҧ thuyӃt cӫa cӝW&)67ÿѭӧc thӓa mãn BiӃn dҥng cҳt cӫa ӕng thép có mӕi quan hӋ tuyӃn tính vӟi góc quay cӫa mһt cҳt khi các cӝt CFST chӏu tә hӧp tҧi nén, uӕn và xoҳn Dӵa trên các kӃt quҧ thí nghiӋm và tài liӋu sҹn có, ӭng xӱ FѫKӑc cӫa các cӝW&)67ÿmÿѭӧc SKkQWtFKÿӏnh tính
7URQJFQJQăP+XDQJYjFӝng sӵ [14] ÿmQJKLrQcӭu ӕng thép hai lӟp nhӗi
bê tông (CFDST) chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy Trong nghiên cӭXÿmWLӃn hành mӝt loҥt các thí nghiӋm trên các ӕng thép hai lӟp nhӗi bê tông (CFDST) chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy Các mүXÿѭӧc chia thành hai nhóm Nhóm 1 gӗm các mүu có ӕng thép ngoài và ӕQJWKpSWURQJÿӅu là hình tròn (CHS) Nhóm 2 gӗm các mүu có phҫn ӕng thép trong là hình tròn và ӕQJWKpSQJRjLOjKuQKYX{QJ 6+6 3KѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥQÿѭӧc
sӱ dөQJÿӇ phân tích dҥng phá hoҥLYjÿѭӡng cong mô men xoҳn hoàn chӍnh cӫa các mүu thí nghiӋPFNJQJQKѭOjVӵ WѭѫQJWiFJLӳa các ӕng thép và phҫn bê tông kҽp giӳa cӫa các mүu CFDST Sӵ SKkQWtFKÿiQKJLiWUrQÿmFKRWKҩy rҵng các kӃt quҧ ÿѭӧc tính toán bҵQJSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn là phù hӧp vӟi các kӃt quҧ thӵc nghiӋm Sáu thông sӕ quan trӑng ҧQKKѭӣQJÿӃn mô men xoҳQYjÿѭӡQJFRQJ[RD\ÿѭӧF[iFÿӏnh Các thông sӕ ÿyOjWӹ lӋ WKpSGDQKQJKƭDFѭӡQJÿӝ chҧy dҿo cӫa ӕng thép bên ngoài và ӕQJWKpSErQWURQJFѭӡQJÿӝ chӏu nén cӫa bê tông, tӹ lӋ chiӅu rӝng trên chiӅu dày cӫa ӕng thép bên trong và tӹ lӋ cӫa tiӃt diӋn rӛng trên mһt cҳt ngang Cuӕi cùng, các công thӭc thiӃt kӃ ÿmÿѭӧFÿӅ xuҩWÿӇ tính toán khҧ QăQJFKӏu xoҳn cӫa các mүu CFDST 9jFNJQJWURQJWKӡi gian này, Wang và cӝng sӵ [15] ÿm[k\Gӵng mô hình lý thuyӃt
và nghiên cӭu cӝt ӕng CFST chӏu tә hӧp tҧi xoҳn và nén dӑc trөc Trong thӵc tӃ, hiӋu
Trang 27ӭng xoҳQWKѭӡQJÿѭӧc tҥo ra trong các cӝt CFST khi ÿӝQJÿҩt xҧy ra Dӵa trên kích WKѭӟc hình hӑc, vұt liӋu cҩu thành và SKѭѫQJWUuQK cân bҵng, mӝt mô hình lý thuyӃt là
mô hình ӕng nhiӅu lӟp ÿѭӧFÿӅ xuҩt ÿӇ phân tích ӭng xӱ FѫKӑc cӫa các cӝt CFST khi chӏu tә hӧp tҧi xoҳn và nén dӑc trөc HiӋu ӭng kháng nӣ hông nhӡ ӕng thép bên ngoài
và hiӋu ӭng nén mӅm hóa cӫDErW{QJÿѭӧc xem xét trong mô hình vұt liӋu bê tông Dӵa trên mô hình lý thuyӃWFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKSKLWX\ӃQWtQKÿѭӧc phát triӇQÿӇ gia tҧi cho các cӝt CFST chӏu tә hӧp tҧi xoҳn và nén dӑc trөc Các kӃt quҧ dӵ ÿRiQphù hӧp vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm Ӭng xӱ xoҳn cӫa các cӝW&)67ÿmÿѭӧc ÿiQKJLi chi tiӃt dӵa trên mô hình lý thuyӃt Các công thӭFÿѫQJLҧn hóa cho thiӃt kӃ thӵc tӃ FNJQJÿѭӧFÿӅ xuҩt dӵDWUrQFiFSKѭѫQJSKiSKӗi quy
MӝWQăPVDX:DQJYjFӝng sӵ [16] ÿmQJKLrQFӭu sӱ dөng phҫn tӱ thӟ dҫm - cӝt (fiber beam - column element) cho cӝt tròn ӕng CFST chӏu tә hӧp tҧi nén dӑc trөc ± uӕn
± xoҳn Khi chӏu tҧi trӑQJÿӝQJÿҩt theo SKѭѫQJ ngang, tә hӧp tҧi nén ± uӕn ± xoҳn WKѭӡng xuҩt hiӋn trong các trө cӫa cҫu cong vì tâm cӭng và trӑng tâm cӫa cҫu cong WKѭӡng không trùng nhau Mӝt phҫn tӱ thӟ dҫm - cӝt có xem xét ӭng xӱ xoҳn phi tuyӃn ÿӕi vӟi ӕng thép tròn nhӗi ErW{QJÿѭӧc phát triӇn dӵa trên mô hình thӟ dҫm - cӝt truyӅn thӕng Các công thӭc tính toán và giҧi pháp ÿӅ xuҩt tӯ mô hình thӟ dҫm - cӝt FNJQJÿѭӧc minh hӑa Các mӕi quan hӋ hình hӑFÿӏnh luұt vұt liӋu YjSKѭѫQJWUuQKFkQEҵng lӵc ÿӅXÿѭӧc áp dөng Dӵa trên các nguyên tҳc cӫa phҫn tӱ thӟ dҫm-cӝt xem xét hiӋu ӭng xoҳn, mӝWFKѭѫQJWUuQKJLҧi pháp phi tuyӃQÿѭӧc phát triӇn bҵng ngôn ngӳ FORTRAN Toàn bӝ sӭc chӏu tҧi cӫa các cӝt ӕng CFST khi chӏu tә hӧp tҧi nén ± uӕn - xoҳQÿѭӧc dӵ ÿRiQvà có sӵ ÿӗng nhҩt cao vӟi kӃt quҧ nghiên cӭu thӵc nghiӋm Sӱ dөng mô hình thӟ dҫm - cӝWÿѭӧFÿӅ xuҩWÿӇ phân tích dҫm cҫXFRQJFRPSRVLWHWKXÿѭӧc ÿӝ chính xác và ӭng xӱ FDRKѫQ so vӟi mô hình phҫn tӱ hӳu hҥn truyӅn thӕng
1ăP:DQJYjRFӝng sӵ [17] ÿmQJKLrQFӭu ҧQKKѭӣng hiӋu ӭng xoҳn cӫa trên trө cҫu cong sӱ dөng ӕng CFST khi chӏu nhӳng trұQÿӝQJÿҩt hiӃm gһp ĈӇ nghiên cӭu các hiӋu ӭng xoҳn trong các trө cӫa cҫu dҫm composite khi chӏu nhӳng trұn ÿӝng ÿҩt hiӃm gһp, mӝt mô hình phҫn tӱ hӳu hҥQÿѭӧc thiӃt lұp dӵa trên mô hình thӟ dҫm ± cӝt cho các ӕng CFST có xét ÿӃn hiӋu ӭng xoҳn Ba sóng WiFÿӝng cӫa các ÿӝQJÿҩt NKiFQKDXÿmÿѭӧc áp dөng Nghiên cӭu so sánh giӳa các kӃt quҧ tӯ viӋc có [pWÿӃn và không có [pWÿӃn hiӋu ӭng xoҳn vӅ chuyӇn vӏ, góc xoҳn và nӝi lӵc cӫa các trө KӃt quҧ
Trang 28thí nghiӋPFy[pWÿӃn hiӋu ӭng xoҳQÿѭӧc phân tích chi tiӃWKѫQ ÿӇ tìm ra các yӃu tӕ ҧnh Kѭӣng chính KӃt quҧ cho thҩy rҵng hiӋu ӭng xoҳn trong các trө cӫa cҫu dҫm cong FRPSRVLWHWURQJÿLӅu kiӋQÿӝQJÿҩt hiӃm gһp có thӇ ÿѭӧc ÿiQKJLi mӝt cách hiӋu quҧ bҵng cách sӱ dөng mô hình thӟ dҫm ± cӝWÿm ÿѭӧFÿӅ xuҩW+ѫQQӳa, kӃt quҧ FNJQJWKӇ hiӋn rҵng bán kính và chiӅu cao cӫa trө là nhӳng yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJFKtQKÿӃn hiӋu ӭng xoҳn cӫa trө cҫu dҫm cong composite khi chӏu tҧi trӑQJÿӝnJÿҩt theo WKHRSKѭѫQJFKLӅu dài
1ăP:DQJYjFӝng sӵ [18] ÿmQJKLrQFӭu sӵ phân phӕi biӃn dҥng cҳt trong mһt cҳt ngang cӫa ӕng thép hình chӳ nhұt nhӗi bê tông chӏu tҧi trӑng xoҳn Thí nghiӋm tiӃn hành trên cӝt ӕng CFST có tiӃt diӋn hình chӳ nhұt chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy và
tә hӧp tҧi nén ± xoҳQ&iFÿѭӡng cong kích thích cӫa mô men xoҳn so vӟi góc xoay FNJQJÿѭӧc ghi nhұn trong thí nghiӋm Dӵa trên các nguyên lý cӫDFѫKӑc vұt liӋu, mӕi quan hӋ giӳDÿӝ cong xoҳn cӫa mһt cҳt và biӃn dҥng cҳt cӫa thӟ tҥi mһt cҳWÿmÿѭӧc thiӃt lұp TiӃp ÿy, sӵ phân phӕi biӃn dҥng mһt cҳt trên mһt cҳt hình chӳ nhұt cӫa cӝt ӕng CFST FNJQJ ÿѭӧc phân tích Mô hình phҫn tӱ hӳu hҥn cҧi tiӃn ba chiӅXFNJQJÿѭӧc xây dӵng ÿӇ nhҵm mөFÿtFKkiӇm chӭng Cuӕi cùng, các dҥng ma trұn cӫa mӕi quan hӋ giӳa
ÿӝ cong xoҳn trên mһt cҳt và biӃn dҥng cҳt cӫa thӟ trên mһt cҳWÿmÿѭӧc dүn xuҩWYjÿѭDvào mô hình dҫm thӟ có xem xét hiӋu ӭng xoҳn So sánh giӳa kӃt quҧ thӵc nghiӋm và kӃt quҧ tính toán cho thҩy rҵng mô hình dҫm thӟ có xem xét hiӋu ӭng xoҳn ÿҥt sӵ WѭѫQJthích Yjÿӝ chính xác ÿӇ dӵ ÿRiQӭng xӱ xoҳn cӫa các cӝt ӕng CFST có tiӃt diӋn hình chӳ nhұt0{KuQKFNJQJ phù hӧSÿӇ phân tích phҧn ӭQJÿӝng cӫa các kӃt cҩu chӏu tә hӧp các tҧi trӑng tuҫn hoàn do WiFÿӝng cӫa ÿӝQJÿҩt
1ăP:DQJYjFӝng sӵ [19] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng CFST có tiӃt diӋn hình tròn Các thí nghiӋm trên cӝt ӕng CFST bê tông chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy và tҧi trӑng nén - xoҳn tuҫQKRjQÿm ÿѭӧc thӵc hiӋQ&iFÿѭӡng cong trӉ tӯ các thí nghiӋPÿѭӧc so sánh vӟi các kӃt quҧ dӵ ÿRiQÿѭӧc tính toán bӣi mô hình ӕng nhiӅu lӟp
Sӵ so sánh cho thҩy sӵ WѭѫQJWKtFKJLӳa hai kӃt quҧ Dӵa trên mô hình ӕng nhiӅu lӟp, ӭng xӱ xoҳQFѫKӑc cӫa cӝt ӕQJ&)67ÿmÿѭӧc phân tích và ÿiQKJLi vӅ các yӃu tӕ bao gӗm sӵ phân phӕi nӝi lӵc, sӵ ÿLӅu chӍnh phân phӕi biӃn dҥng và các yӃu tӕ ҧQKKѭӣng chính Theo kӃt quҧ tӯ mô hình ӕng nhiӅu lӟp, mӝt công thӭFÿѫQJLҧn phù hӧp vӟi thiӃt
Trang 29kӃ thӵc tӃ ÿmÿѭӧFÿӅ xuҩt bҵQJSKѭѫQJSKiSKӗLTX\ÿӇ tính toán quan hӋ WѭѫQJWiFgiӳa FѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn và FѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn ± nén dӑc trөc
1ăP:DQJYjFӝng sӵ [20] ÿmQJKLrQFӭu áp dӵng mô hình thӟ dҫm ± cӝt cho cӝt ӕQJ&)67Fy[pWÿӃn hiӋu ӭng xoҳn Dӵa trên các kӃt quҧ nghiên cӭu hiӋn có,
mô hình thӟ dҫm ± cӝt cho các cӝt ӕng nhӗi thép bê tông có xem xét hiӋu ӭng xoҳQÿmÿѭӧc sӱ dөng cho mô hình hӋ thӕng thanh phҫn tӱ hӳu hҥn cӫa dҫm cҫu cong composite
Mô hình tҩm cҧi tiӃQP{KuQKÿDWӹ lӋ và mô hình thӟ dҫm ± cӝt cә ÿLӇQFNJQJÿѭӧc thiӃt lұSÿӇ so sánh BӕQVyQJÿӝQJÿҩWWKHRFiFKѭӟQJNKiFQKDXÿmÿѭӧc sӱ dөng Nghiên cӭu toàn diӋn trên kӃt quҧ SKkQWtFKÿmÿѭӧc thӵc hiӋn vӅ các tiêu chí bao gӗm tҫn sӕ GDRÿӝng riêng, chuyӇn vӏ ÿӍnh ӣ mһt cҳt cӫa trө, góc xoҳn và nӝi lӵc cӫa trө KӃt quҧ cho thҩy rҵng tӕFÿӝ mô hình hóa cao, hiӋu quҧ cӫa giҧLSKiSYjÿӝ FKtQK[iFWKXÿѭӧc
tӯ phân tích phҧn ӭng cӫa dҫm cҫu cong composite chӏu tҧi trӑQJÿӝQJÿҩt HiӋu ӭng xoҳn trong các trө cӫa dҫm cҫu cong composite chӏu tҧi trӑQJ ÿӝQJ ÿҩW WKHR SKѭѫQJchiӅu dài có thӇ ÿѭӧFÿiQKJLiPӝt cách hiӋu quҧ
6DXÿyQăP:DQJYjFӝng sӵ [21] ÿmQJKLrQFӭu xây dӵng mӝWP{KuQKÿӇ phân tích phi tuyӃn ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng CFST có tiӋt diӋn hình tròn Nghiên cӭu thӵc nghiӋm trên các cӝt ӕng CFST tiӃt diӋn hình chӳ nhұt chӏu tә hӧp tҧi nén, uӕn và xoҳn ÿmÿѭӧc thӵc hiӋn Các dҥng phá hoҥi và quan hӋ giӳa tҧi và biӃn dҥng ÿmÿѭӧc thu thұp Dӵa trên các nguyên tҳc cӫDFѫKӑc vұt liӋu cә ÿLӇn, mӕi quan hӋ giӳDÿӝ cong xoҳn cӫa mһt cҳt và biӃn dҥng cҳt cӫa thӟ trên mһt cҳWÿmÿѭӧc thiӃt lұS6DXÿysӵ phân phӕi biӃn dҥng trên mһt cҳt hình chӳ nhұt cӫa các cӝt ӕng CFST chӏu xoҳQÿѭӧc phân tích Mô hình phҫn tӱ hӳu hҥn ba chiӅXFNJQJÿѭӧc xây dӵng nhҵm mөFÿtFKGӵ ÿRiQ xác minh chính xác Các dҥng ma trұn cӫa mӕi quan hӋ giӳDÿӝ cong xoҳn cӫa mһt cҳt và biӃn dҥng cҳt cӫa thӟ trên mһt cҳWÿmÿѭӧc dүn xuҩWYjÿѭDYjRP{KuQKdҫm thӟ có xem xét hiӋu ӭng xoҳn phi tuyӃn trên mһt cҳt So sánh giӳa các kӃt quҧ thí nghiӋm và các kӃt quҧ tính toán cho thҩy mô hình dҫm thӟ có xem xét hiӋu ӭng xoҳn phi tuyӃn ÿҥt hiӋu quҧ mô hình hóa cao và dӵ ÿRiQ chính xác ӭng xӱ xoҳn cӫa các cӝt ӕng CFST tiӃt diӋn hình chӳ nhұt Mô hình này phù hӧSÿӇ phân tích phҧn ӭQJÿӝng cӫa nhiӅu loҥi kӃt cҩu khác nhau khi chӏu tҧi trӑng tuҫn hoàn kӃt hӧp gây ra bӣi tҧi trӑQJÿӝQJÿҩt
Trang 301ăP:DQJYj=KRX[22] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ xoҳn phi tuyӃn cӫa cӝt ӕng CFST Trong dҫm cҫu cong và kӃt cҩu xiên, do sӵ NK{QJÿӕi xӭng vӅ trӑng tұm Yjÿӝ cӭng, các hiӋu ӭng xoҳn phi tuyӃn sӁ ÿѭӧc tҥo ra trong các trө cҫuĈӇ nghiên cӭu ӭng
xӱ FѫKӑc phi tuyӃn tính cӫa các cӝt ӕng CFST chӏu tә hӧp tҧi nén - uӕn ± xoҳnSKѭѫQJpháp phҫn tӱ hӳu hҥn, các công thӭc sӭc bӅn vұt liӋu phù hӧpÿLӅu kiӋQELrQYjÿLӅu kiӋn kӃt hӧp tҧi ÿmÿѭӧc chӑn và áp dөng Mô hình không gian ba chiӅX³VROLG-VKHOO´ cho các cӝt ӕQJ&)67ÿѭӧc thiӃt lұp Sӵ thӕng nhҩt giӳa kӃt quҧ WKXÿѭӧc tӯ dӵ ÿRiQ
và kӃt quҧ thӵc nghiӋm cho thҩy mô hình không gian ba chiӅX³VROLG-VKHOO´ Fyÿӝ chính xác cao và có thӇ WKXÿѭӧc kӃt quҧ toàn diӋQÿӕi vӟi các ӕng CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn
&ѫFKӃ xoҳn cӫa cӝt ӕQJ&)67ÿmÿѭӧc phân tích chi tiӃt, dӵa trên kӃt quҧ trích xuҩt tӯ các mô hình phҫn tӱ hӳu hҥn Cuӕi cùng, mӝt phân tích cӫa mӝt cây cҫu dҫm cong sӱ dөng mô hình phҫn tӱ hӳu hҥQÿmÿѭӧc thӵc hiӋnĈӝ chính xác và hiӋu quҧ cӫa mô hình không gian ba chiӅX³VROLG-VKHOO´ ÿmÿѭӧc xác miQKÿҫ\ÿӫ ÿӇ dӵ ÿRiQELӃn dҥng
và nӝi lӵc cӫa các trө
1ăPAnumolu và cӝng sӵ [23] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ cӫa cӝt composite hollow ± core chӏu tҧi trӑng xoҳn Trong nghiên cӭu này, tác giҧ ÿm trình bày ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt hollow ± core ӕng CFST (HC-SCS) và cӝt hollow ± core ӕng CFST gia Fѭӡng thӟ Polyme (HC-FCS) Mүu HC-SCS bao gӗm vӓ bê tông ÿѭӧc kҽp giӳa hai ӕng thép Còn vӟi mүu HC-FCS, ӕng thép bên ngoài cӫa cӝt HC-6&6ÿmÿѭӧc thay thӃ bҵng ӕng FRP Cҧ hai cӝWÿӅu có hình dҥng là mӝt lӟp vӓ ErW{QJÿѭӧc xen giӳa hai ӕng thép rӛng Các ӕng thép FNJQJ ÿѭӧc sӱ dөng QKѭOjFӕt thép dӑc và cӕt thép chӏu lӵc cҳt ngang cho cӝt Các mô hình phҫn tӱ hӳu hҥn cho các cӝt HC-6&6ÿmÿѭӧc phát triӇn bҵng viӋc
sӱ dөng phân tích LS-Dyna KӃt quҧ phân tích thu ÿѭӧc có sai sӕ trung bình là 4,8% so vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm trong viӋc dӵ ÿRiQNKҧ QăQJ chӏu xoҳn cӝt cӫa HC-SCS Mӝt nghiên cӭu tham sӕ mӣ rӝQJÿmÿѭӧc thӵc hiӋn vӟi bҧy tham sӕ ÿӇ hiӇXU}KѫQYӅ ӭng
xӱ xoҳn cӫa cӝt Mӝt mô hình phkQWtFKÿѫQJLҧn FNJQJ ÿmÿѭӧc phát triӇQÿӇ dӵ ÿRiQFѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn cӝt WKXÿѭӧc kӃt quҧ có ÿӝ chính xác là 90% Mӝt cӝt HC-FCS có NtFKWKѭӟc lӟn ÿmÿѭӧc chӃ tҥo và thí nghiӋm chӏu tә hӧp tҧi gӗm tҧi trӑng dӑc trөc NK{QJÿәi và tҧi xoҳn theo chu kǤĈѭӡng kính ngoài cӫa cӝt là 24 inch có tӹ lӋ so vӟi thӵc tӃ là 1:4 Ӕng FRP ÿѭӧFJLDFѭӡng ӣ mһt ngoài cùng cӫa chân cӝt ChiӅu dài cӫa ӕng FRP tính tӯ mһt trên cӫa móng bҵng 1.8 lҫQÿѭӡng kính cӫa ӕng thép Nghiên cӭu
Trang 31thӵc nghiӋPÿm cho thҩy FѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn cӫa cӝt HC-FCS phө thuӝFÿiQJNӇ vào lӵc ma sát giӳa ӕng thép, vӓ bê tông và bê tông móng+ѫQQӳa, cӝt HC-FCS ÿmFKӏu
ÿӝ WUѭӧt cӫa góc xoay FDRKѫQVRYӟi cӝt bê tông cӕWWKpSWѭѫQJӭng
Trong cùng thӡi gian này, Anumolu và cӝng sӵ [24] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ cӫa cӝt hollow-core ӕng CFST chӏu tҧi trӑng xoҳn Nghiên cӭu vӅ ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt hollow-core ӕng CFST (hollow-core steel-concrete-steel - HC-6&6 ÿѭӧc trình bày bҵng cách
sӱ dөng phҫn tӱ hӳu hҥQ )( YjSKѭѫQJSKiSSKkQWtFKSKҫn tӱ hӳu hҥn Phҫn mӅm ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ phát triӇn mô hình ba chiӅu cӫa cӝt HC-SCS chӏu tҧi xoҳn Các kӃt quҧ )( ÿѭӧc xác nhұn dӵa trên các kӃt quҧ thӵc nghiӋm cӫa sáu cӝt HC-6&6 ÿѭӧc thí nghiӋm chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy Sai sӕ trung bình tӯ phân tích FE là 4,8% khi so vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm ÿӇ dӵ ÿRiQFѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn cӫa cӝt Nghiên cӭu cho thҩy rҵng sӵ WѭѫQJWiFJLӳDÿӝ cӭng cӫa ӕQJWKpSYjÿӝ dày vӓ ErW{QJÿLӅu khiӇn ӭng xӱ cӫa cӝt Mӝt nghiên cӭu tham sӕ ÿmÿѭӧc thӵc hiӋQÿӇ SKkQWtFKVkXKѫQWӯng thông sӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt Phân tích tham sӕ kӃt luұn rҵng ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt chӫ yӃu phө thuӝc vào tính chҩt vұt liӋu cӫa ӕQJWKpSErQQJRjLYjÿӝ dày cӫa vӓ bê tông MӝW SKѭѫQJ WUuQK ÿѫQ JLҧQ ÿm ÿѭӧc phát triӇQ ÿӇ dӵ ÿRiQ FѭӡQJ ÿӝ chӏu xoҳn riêng lҿ bҵQJSKѭѫQJSKiSSKkQWtFKӭng suҩt trӵc tiӃS3KѭѫQJWUuQKÿӅ xuҩt dӵ ÿRiQFѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn cӫa các thành phҫn riêng lҿ Fyÿӝ FKtQK[iFFDRKѫQ
MӝWQăPVDX:DQJYjFӝng sӵ [25] ÿmnghiên cӭu thӵc nghiӋm vӅ ӭng xӱ xoҳn cӫa cӝt ӕng CFST chӏu tҧi trӑng nén lӋch tâm 'ѭӟi lӵFÿӭng và lӵc ngang cӫa ÿӝng ÿҩt, tә hӧp tҧi trӑng cӫa nén lӋch tâm và xoҳn sӁ là xuҩt hiӋn trong các cҩu kiӋn cӫa kӃt cҩu cҫu vòm Các cҩu kiӋQÿyQKѭOj các trө cӫa cҫu có dҫm cong và vòm chính Thí nghiӋm ÿmÿѭӧc thӵc hiӋn trên tám mүu thí nghiӋm cӫa cӝt ӕng CFST chӏu xoҳn thuҫn túy, tҧi xoҳn thuҫn túy theo chu kǤ và tә hӝp tҧi nén lӋch tâm - xoҳn theo chu kǤ KӃt quҧ thí nghiӋm ÿmFKӍ ra rҵng, ÿѭӡng cong ÿӝ trӉ trên cӝt ӕng CFST chӏu tҧi xoҳn theo chu kǤ là WUzQÿҫy, không có hiӋQWѭӧng Fѭӥng bӭc xҧy ra, mӭFÿӝ suy giҧm cӫa Fѭӡng
ÿӝ Yjÿӝ cӭng cӫa mүu thí nghiӋm là thҩSKѫQ7KrPQӳa, mӭFÿӝ WLrXWiQQăQJOѭӧng cao Sӵ suy giҧm ÿӝ cӭng cӫa các mүu thí nghiӋm vӟi tiӃt diӋn vuông chӏu tә hӧp tҧi trӑng nén lӋch tұm và xoҳn tuҫn hoàn là U}UjQJKѫQ ViӋc chӏu tҧi trӑng nén lӋch tâm ÿmOjPVX\JLҧm mӭFÿӝ WLrXWiQQăQJOѭӧng cӫa cӝt ӕng CFST tiӃt diӋn vuông Ӣ trҥng thái cuӕi cùng, góc sóng ӣ ӕng thép bӏ ҧQKKѭӣng bӣi viӋc chӏu nén lӋch tâm
Trang 321ăP%DRFKXQ&KHQYjFӝng sӵ [26] ÿmQJKLrQFӭu ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng CFST hình quҧ tҥ (dumbbell-shape concrete-filled steel tube - DCFST) cho kӃt cҩu công trình cҫu vòm thӇ hiӋQQKѭHình 2.2 Các thí nghiӋPÿѭӧc tiӃQKjQKÿӇ ÿiQKJLiVӵ ҧnh
Kѭӣng cӫDNtFKWKѭӟc bҧn bөng kӃt nӕi hai ӕQJ&)67WUzQYjFѭӡQJÿӝ chӏu xoҳn (Tu)
.tFKWKѭӟc cӫa bҧn bөQJÿѭӧc nghiên cӭu thông qua tӹ lӋ chiӅu rӝng cӫa bҧn bөng trên
ÿѭӡng kính (b/D) và tӹ lӋ chiӅu cao tӕi thiӇu cӫa bҧn bөQJWUrQÿѭӡng kính (h/D) Thí
nghiӋm xoҳQFNJQJÿѭӧc tiӃn hành trên các mүu CFST tròn (CCFST), các ӕng thép rӛng
và các mүu trө ErW{QJWUѫQQKѭOjFiFPүXGQJÿӇ ÿӕi chӭng KӃt quҧ thí nghiӋm cho
thҩy rҵng Tu cӫa các mүu DCFST nҵm trong khoҧng tӯ ÿӃn 2,2 so vӟi các mүu CCFST, tùy thuӝc vào tӹ lӋ (b/D) và (h/D) Khi tӹ lӋ (b/D WăQJWӯ ÿӃn 0,54 dүn
ÿӃn Tu chӍ WăQJ7X\QKLrQNKLWӹ lӋ WăQJWKrPWӯ OrQWKu7XWăQJWKrP
ҦQKKѭӣng cӫa tӹ lӋ (h/D ÿӕi vӟi Tu rõ rӋWKѫQӣ tӹ lӋ (b/D) Nhìn chung, viӋFWăQJ
chiӅu rӝng bөQJGѭӡQJQKѭKLӋu quҧ KѫQVRYӟi chiӅu cao bөng Mӝt mô hình phҫn tӱ hӳu hҥn phi tuyӃQÿmÿѭӧc phát triӇn và mӝWSKѭѫQJWUuQKWKLӃt kӃ dӵDWUrQFѫKӑFÿѫQ
giҧQÿmÿѭӧFÿӅ xuҩWÿӇ dӵ ÿRiQTu cӫa các mүu CCFST và DCFST Tӹ lӋ cӫa kӃt quҧ
WUXQJEuQKÿѭӧc dӵ ÿRiQVRYӟi nghiên cӭu thӵc nghiӋm là 0,98
Hình 2.2 Vòm cӫa cҫu sӱ dөng kӃt cҩu hình quҧ tҥ [26]
6DXÿyQăP1LH-Xin và cӝng sӵ [27] ÿmQJKLrQFӭu khҧ QăQJFKӏu tҧi tә hӧp uӕn - cҳt ± xoҳn cӫa cӝt ngҳn ӕng CFST Trong nghiên cӭu này, tám mүu cӝt ngҳn CFST ÿmÿѭӧc thӵc hiӋn thí nghiӋm Mӕi quan hӋ giӳa tҧi trӑng - biӃn dҥng và dҥng phá hoҥi cӫa các cӝt ngҳQ&)67ÿmÿѭӧc thu thұp và phân tích Dӵa trên kӃt quҧ phân tíchFѫchӃ phá hoҥi cӫa các cӝt ngҳQ&)67U}UjQJÿmEӏ ҧQKKѭӣng bӣi tӹ lӋ mômen uӕn và mô-men xoҳn Các cӝt ngҳn CFST khi chӏu tә hӧp tҧi uӕn - cҳt ± xoҳn có ÿӝ dҿo tӕt
Trang 33Khҧ QăQJFKӏu lӵc tӟi hҥn tә hӧp tҧi uӕn - cҳt ± xoҳn cӫa các cӝt ngҳQ&)67ÿm bӏ giҧm ÿiQJNӇ khi WăQJP{PHQ[Rҳn Bên cҥQKÿy, mӝt nghiên cӭu lý thuyӃWFNJQJÿmÿѭӧc thӵc hiӋn Phân tích phҫn tӱ hӳu hҥn phi tuyӃn ÿѭD dӵ ÿRiQFKtQK[iFYӅ FѭӡQJÿӝ tӟi hҥn cӫa các cӝt ngҳn ӕng CFST chӏu tә hӧp tҧi uӕn - cҳt ± xoҳn KӃt luұQÿѭӧFÿѭDUD
tӯ nhӳng nghiên cӭu trên Mӝt công thӭc thiӃt kӃ ÿѫQJLҧQÿѭӧFÿӅ xuҩWÿӇ tính toán khҧ QăQJFKӏu tҧi tә hӧp uӕn ± cҳt ± xoҳn cӫa các cӝt ngҳn CFST KӃt quҧ hӗi quy bҵng phân tích tham sӕ phҫn tӱ hӳu hҥn
1ăP3LYjFӝng sӵ [28] ÿmӭng xӱ kháng chҩn cӫa cӝt ӕng CFST vӟi thép tiӃt diӋn chӳ H bên trong (H - CFST) chӏu tҧi trӑng xoҳn thuҫn túy và tҧi trӑng nén ± xoҳn CӝW&)67ÿmÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong ngành xây dӵng nhӡ khҧ QăQJQpQYjkhҧ QăQJchӏu xoҳn tӕt So vӟi các cӝt CFST truyӅn thӕng, cӝt H-CFST có thêm phҫn thép tiӃt diӋQ+ÿѭӧc ÿһt trong lõi bê tông giúp cҧi thiӋn khҧ QăQJFKӕng cháy và khҧ QăQJFKӏu nén .tFKWKѭӟc hình hӑc cӫa cӝt H ± &)67ÿѭӧc mô tҧ QKѭ Hình 2.3 Trong nghiên cӭu này, khҧ QăQJNKiQJFKҩn cӫa chín cӝt H-CFST thông qua viӋc chӏu tҧi trӑng xoҳn tuҫn hoàn và tҧi trӑng nén ± xoҳn tuҫn hoàn ÿm ÿѭӧc tiӃn hành phân tích thӵc nghiӋm Thí nghiӋPÿmxiFÿӏQKÿѭӧc các chӃ ÿӝ phá hoҥi, ÿӝ trӉ cӫa góc xoay so vӟi
mô men xoҳn, góc xoҳn cӫa khung so vӟi mô men xoҳn, sӵ suy giҧPÿӝ cӭng xoҳn và khҧ QăQJWLrXWiQQăQJOѭӧQJ&iFÿѭӡng cong trӉ cӫa các cӝt H-CFST bӏ xoҳn có hình dҥQJWѭѫQJÿӕLÿҫ\ÿһn và không có hiӋQWѭӧQJFѭӥng bӭcĈӝ cӭng xoҳn cӫa các cӝt H-CFST khi dӥ tҧi và gia tҧi QJѭӧc xҩp xӍ bҵQJÿӝ cӭng xoҳn baQÿҫu Ngoài ra, tҧi trӑng nén có ҧQKKѭӣQJÿiQJNӇ ÿӃn khҧ QăQJ chӏu xoҳQÿӝ dҿo xoҳQÿӝ cӭng xoҳn và
ÿӝ trӉ cӫa vòng lһSQăQJOѭӧng cӫa các cӝt H-CFST Khҧ QăQJFKӏu cҳt cӫa thép và bê W{QJGѭӟi ӭng suҩWEuQKWKѭӡng hoһc tә hӧp ӭng suҩt EuQKWKѭӡng và ӭng suҩt cҳWÿѭӧc [iFÿӏnh dӵa trên các lý thuyӃt và kӃt quҧ thӵc nghiӋm mӟi nhҩW1JRjLUDSKѭѫQJSKiSthiӃt kӃ ÿӇ [iFÿӏnh khҧ QăQJFKӏu xoҳn cӫa cӝt H-CFST khi chӏu tҧi trӑng nén xoҳn ÿѭӧFÿӅ xuҩt dӵa trên kӃt quҧ thí nghiӋm Tӹ lӋ ÿyQJJySWKHR lý thuyӃt cӫa tiӃt diӋn thép chӳ H, ӕng thép và bê tông trong cӝt H-&)67 ÿӃn khҧ QăQJ chӏu xoҳn FNJQJ ÿmÿѭӧF[iFÿӏnh
Trang 34a) MһWÿӭng b) Mһt cҳt ngang Hình 2.3 .tFKWKѭӟc hình hӑc cӫa cӝt H ± CFST [28]
2.2.2 7uQKKuQKQJKLrQFͱXWURQJQ˱ͣF
Ӣ ViӋt Nam, ӕQJ&)67FNJQJÿmÿѭӧc nghiên cӭu vӟi nhiӅu dҥng tҧi trӑng và nhiӅu loҥi vұt liӋu cҩu thành khác nhau Các nghiên cӭXÿmÿѭӧc thӵc hiӋn và công bӕ QKѭOjcӝt liên hӧp ӕng CFST chӏu tҧi trӑng dӑc trөc [29], ӭng xӱ cӫa ӕng CFST chӏu tҧi lһp dӑc trөc [30], phân tích dҥng phá hoҥi cӫa ӕng CFST chӏu tҧi nén dӑc trөc [31], mô phӓng cӝt ngҳn ӕQJ&)67FѭӡQJÿӝ cao chӏu tҧi trӑQJQpQÿ~QJWkPEҵQJSKѭѫQJSKiSphҫQWѭKӳu hҥn sӱ dөng phҫn mӅm ABAQUS [32], nghiên cӭu thӵc nghiӋm ӭng xӱ cӫa ӕng CFST bӏ cháy [33] Tuy nhiên, nghiên cӭu vӅ ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕng CFST vүn còn rҩt ít so vӟi nhӳng nghiên cӭXWUrQ'ѭӟLÿk\Ojmӝt sӕ nghiên cӭu và tài liӋu liên TXDQÿӃn ӭng xӱ xoҳn cӫa ӕQJ&)67ÿmÿѭӧc công bӕ WURQJQѭӟc
1ăP3KҥP9ăQ+ӝi [34] ÿm[Xҩt bҧn cuӕQViFK³.Ӄt cҩu liên hӧp thép bê tông dùng trong nhà cao tҫQJ´ 7iF JLҧ ÿm Vӱ dөng các công thӭc cӫa tiêu chuҭn (XURFRGHÿӇ tính toán cho cӝt liên hӧp chӏu tҧi trӑQJQpQÿ~QJWkPOӋch tâm, và nén uӕn
1ăP3KDQ7Kӏ 7ѭӡng Vy [35] ÿmWKӵc hiӋn luұQYăQWKҥFVƭYӟLÿӅ WjL³3KkQtích ӭng xӱ WƭQKFӝt ӕng thép tròn nhӗLErW{QJ&)67´7URQJOXұQYăQWiFJLҧ ÿmGQJSKѭѫQJSKiSSKkQWtFKӭng xӱ WƭQKFӝt ӕng thép tròn nhӗLErW{QJFy[pWÿӃQWiFÿӝng kháng nӣ hông cӫa vӓ WKpSÿӃn lõi bê tông và sӵ sai lӋch hình hӑFEDQÿҫXĈӗng thӡi,
Trang 35phát triӇQFKѭѫQJWUunh bҵng ngôn ngӱ lұSWUuQK0$7/$%ÿӇ SKkQWtFKVDXÿyNLӇm chӭng lҥLÿӝ tin cұy cӫDFKѭѫQJWUuQKTXDFiFYtGө cӫa mӝt sӕ tác giҧ ÿҧ nghiên cӭu WUѭӟFÿk\4XDÿӅ tài này tác giҧ ÿmP{SKӓng ӭng xӱ phi tuyӃQSKLÿjQKӗi cӫa dҫm - cӝWWUzQ&)67FѭӡQJÿӝ cao duӟi tác dөng cӫa tҧi dӑc trөc và uӕQÿm[pWÿӃQWiFÿӝng
bó lõi bê tông và các thông sӕ FѫEҧn ҧQKKѭӣQJÿӃn khҧ QăQJFKӏu lӵc cӫa dҫm cӝt KӃt quҧ FNJQJFKRWKҩ\ÿӝ tin cұy và hӝi tu cao so vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋPTXDÿyFythӇ sӱ dөQJFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKÿӇ dӵ ÿRiQNKҧ QăQJFKӏu lӵc cӫa cҩu kiӋn CFST chӏu tҧi trӑQJWƭQKWURQJQJKLrQFӭu và thiӃt kӃ kӻ thuұt
1ăPĈRjQ7ҩn Thi [36] ÿmWKӵc hiӋn luұQYăQWKҥFVƭYӟLÿӅ WjL³Ӭng xӱ chӏu
mô men cӫa liên kӃt giӳa cӝt ӕng CFST và sàn phҷng bê tông cӕWWKpS´/XұQYăQQj\xây dӵng mӝt mô hình sӕ bҵng phҫn mӅm phҫn tӱ hӳu hҥn ba chiӅX$%$486ÿӇ dӵ ÿRiQӭng xӱ chӏu mô men cӫa liên kӃt cӝt ӕng CFST và sàn phҷng bê tông cӕt thép KӃt quҧ mô phӓng sӕ ÿѭӧc so sánh vӟi kӃt quҧ nghiên cӭu thӵc nghiӋPÿӇ chӭng tӓ sӵ phù hӧp cӫDP{KuQKÿӅ xuҩt
Trang 361 m3 bê tông M400 gӗPNJ[LPăQJ3&NJÿiîFPFyQJXӗn gӕFĈӗng Nai, 759 kg cát sông có nguӗn gӕc Tân Châu ± An Giang YjOtWQѭӟc
Bҧng 3.1 Cҩp phӕi bê tông M250
Trang 37Hình 3.1thӇ hiӋn thí nghiӋm nén mүXErW{QJ&ѭӡQJÿӝ chӏu nén fc¶ cӫa mӛi loҥi ErW{QJÿѭӧF[iFÿӏnh là giá trӏ trung bình cӫa 3 mүu nén hình trө &ѭӡQJÿӝ nén mүu lұSSKѭѫQJÿѭӧFTX\ÿәi tӯ cѭӡQJÿӝ npn mүu trө sӱ dөng công thӭc chuyӇQÿәi (3.1)
Hình 3.1 Tht nghiӋm npn bê tông
'
c
P f
F
7URQJÿy
P là tҧi trӑng phá hoҥi, tính bҵng N;
F là diӋn tích chӏu lӵc nén cӫa viên mүu, tính bҵng mm2;
Įlà hӋ sӕ WtQKÿәi kӃt quҧ thӱ nén các viên mүu bê ông NtFKWKѭӟc khác viên
chuҭn vӅ FѭӡQJÿӝ cӫa viên mүu chuҭQNtFKWKѭӟc 150×150×150 mm;
Į = 1,2 là hӋ sӕ TX\ÿәi tӯ mүu hình trө WUzQNtFKWKѭӟc 150×300 mm sang mүu
Trang 38kiӇm tra lҥLFѭӡQJÿӝ cӫa ӕng thép, mӝt thí nghiӋPNpRÿѭӧc tiӃn hành vӟi 3 mүu thép dày 2,3 mm Thí nghiӋPÿѭӧc mô tҧ QKѭ Hình 3.1 KӃt quҧ thí nghiӋPWKXÿѭӧc giӟi hҥn chҧy là 302,5 MPa và giӟi hҥn bӅn kéo là 406,6 MPa
a) Máy kéo thép
Trang 39b) Mүu thép WUѭӟc khi kéo c) Mүu thép sau khi kéo
Hình 3.2 Thí nghiӋm kéo thép
3.2 &KӃWҥRPүX
3.2.1 0̳XWKtQJKL͏P
Thí nghiӋPÿѭӧc thӵc hiӋn trên 33 mүu gӗm 18 mүu ӕng CFST, 9 mүu ӕng thép
rӛng và 6 mүu bê tông Tҩt cҧ các mүXÿӅXFyÿѭӡng kính ngoài D là 140 mm Có 3 loҥi ӕng thép vӟLFiFÿӝ dày t là 2,3 mm, 3,0 mm và 3,5 mm TӍ sӕ ÿѭӡng kính ngoài trên bӅ dày thành ӕng (D/t) nҵm trong khoҧng tӯ ÿӃn 60,9 Ĉѭӡng kính trong là d = D - 2t
ChiӅu dài cӫa các mүu là giӕng nhau và bҵQJPP%rW{QJÿѭӧFÿә vào ӕng thép FyKDLFѭӡQJÿӝ là M250 và M400
Chi tiӃt NtFKWKѭӟc mүu ӕng CFST và mүu ӕng thép rӛng (ST) ÿѭӧc mô tҧ trong Hình 3.3a Phҫn ngoài cùng cӫa hai mүXQj\ÿӅu là ӕng thép rӛQJFyÿѭӡng kính 140
mm và có chiӅu dài là 1000 mm Bên trong ӕng thép cӫa mүX&)67FyErW{QJÿѭӧFÿә ÿҫy, còn mүu ST thì không có bê tông +DLÿҫu ӕQJWKpSÿѭӧc hàn vӟi bҧn mã kích WKѭӟc 180×180×16 mm
Chi tiӃt NtFKWKѭӟc mүu trө bê tông ÿѭӧc mô tҧ trong Hình 3.3b+DLÿRҥn ӕng thép KDLÿҫXFyÿѭӡng kính 140 mm, dài 100 mm Ӕng nhӵa PVC ӣ giӳDFyÿѭӡng kính 140
mm, dài 800 mm Ӕng nhӵDYjKDLÿRҥn ӕQJWKpSKDLÿҫXÿѭӧc nӕi vӟi nhau qua co nӕi bҵng nhӵa, chiӅu cao cӫa co nӕi là 100 mm Hai ӕng thép ӣ KDLÿҫXGjLPPYjÿѭӧc hàn kín vӟi bҧQPmNtFKWKѭӟc 180×180×16 mm
Trang 40Hình 3.3 Chi tiӃWNtFKWKѭӟc mүu thí nghiӋm
Hình 3.4 Kí hiӋu mүu thí nghiӋm
Các mүu thí nghiӋPÿѭӧc chia làm 5 QKyPQKѭVDX 1KyP,Jӗm 9 mүu ӕng CFST, WURQJÿyEӅ dày ӕQJWKpSWKD\ÿәi tӯ PPPPYjPP FѭӡQJÿӝ bê tông là M250 Nhóm II gӗm 9 mүu ӕQJ&)67WѭѫQJWӵ QKyPQKѭQJYӟLFѭӡQJÿӝ bê tông là M400 Nhóm III gӗm 9 mүu ӕng thép rӛng, có bӅ dày ӕnJWKpSWKD\ÿәi tӯ 2,3 mm, 3,0
mm và 3,5 mm Nhóm IV gӗm 3 mүu bê tông hình trө WUzQFѭӡQJÿӝ bê tông là M250 Nhóm V gӗm 3 mүu bê tông hình trө WUzQFѭӡQJÿӝ bê tông là M400