Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Ứng xử của dầm liên hợp liên tục thép-bê tông sử dụng liên kết Perfobond với mức độ kháng cắt không hoàn toàn

TEN DE TÀI:Ung xử của dầm liên hợp liên tục thép - bê tông sử dung liên kết perfobond với mức độ kháng cắt không hoàn toàn II NHIỆM VỤ VA NỘI DUNG: II.1 Phân tích, đánh giá ứng xử của dầ

Ứng xử của dầm liên hợp 6.1.3 Ảnh hưởng của bậc liên kết

Các dạng của kết cấu liên hop 2 ee 1

Liên kết sử dụng trong kết cấu liên hợp [2] — - 2

Dam liên hợp đơn giản và liên tục 3

Liên kết perfobond kín (trái) và perfobond hở (phải) [3] 7

Chi tiết cấu tạo chốt bê tông kháng cắt 8

Liên kết perfobond trong dầm liên hợp - 8

Quan hệ lực và độ dai (ductile) của lên kết 8

Thiết kế liên kết kháng cắt một phần |4,5| 9

Dam liên hợp khi không có và có sử dung liên kết kháng cắt [5] 13

Các mức độ liên kết trong dầm liên hợp [1| 13

Tương tác giữa bản sàn bê tông với dầm thép [4] 14

Các giai đoạn làm việc của dầm liên hợp [6] 15

Mô hình thí nghiệm [7|- mẫu dầm 16

Mô hình thí nghiệm [7] - khung gia tải 17

Mô hình thí nghiệm |8] Ặ.ẶẶ 18 Mô hình thí nghiệm [8] - kết quả ANSYS 18

Quan hệ lực và bậc của liên kết [l] - 19

Chiều rộng hiệu dụng của bản sàn đối với dầm 23

Nhịp tương đương xác định chiều rộng hiệu dụng ban sàn 23

Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua bản bê tông 25

Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua bản cánh dầm thép 26

Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua ban bụng dầm thép 26

Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua bản cánh dầm thép (khi chịu mô men âm) Ặ Ặ ee 27 Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua bản bụng đầm thép (khi chịu mô men âm) Ặ Q ee 29 Sơ đồ uốn của dầm liên tục chịu lực tập trung 34

Sơ đồ uốn của dầm liên tục chịu lực tập trung - 35 Đường cong quan hệ giữa ứng suất và biến dạng (o — €) khi kéo cốt thép 38 Mẫu thiết kế thí nghiệm Push Out 39

Các trường hợp bồ trí cốt thép trong liên kết 40

Cắt tam liên kết bằng máy CNC tự động 40

Mẫu sau khi được gia công thép 41 xI

Lắp đặt van khuôn cho mẫu 41

Mẫu Push-out sau khi đúc 42

Sơ đồ lắp đặt thiết bi do cho thí nghiệm Push-Out 42

Khung thí nghiệm ẶẶẶQẶ QỒ es 43 Lắp các LVDT vào mẫu hoàn thành 44

Chu trình gia tai cho thí nghiệm Push Ôut 44

Quan hệ lực - chuyển vị trượt của thí nghiệm Push-out 45

Phá hoại của mẫu thí nghiệm Push-Out 46

Phá hoại của mẫu thí nghiệm PushÔut 47

Mặt cắt dọc của mẫu dầm B1 49

Mặt cắt dọc của mẫu dầm B2 49

Mặt cắt dầm liên hop 2 20.0 QẶ Q Q Q Q Q 50 Liên kết perfobond hàn lên dầm thép - 52

Mô hình thí nghiệm Ặ.Ặ.Ặ 2.020000 0% 53 Lắp đặt dầm vào khung thinghiém 54

LVDT đo đo độ trượt giữa bản bê tông và dần thép 54

LVDT đo độ võng dầm 54

Dán SG lên bê tông và thép -.Ặ.Ồ Q Q QẶ Q Q 50

Chu trình gia tải cho thí nghiệm - 56

Sơ đồ lắp đặt LVDT đo độ võng 57

Quan hệ giữa lực - độ võng của Bl 57

Quan hệ giữa lực - độ võng của B2 57

So sánh độ võng lớn nhất giữa dầm Bl vàB2 58

Sơ đồ lắp đặt LVDT do độ trượt tương đối giữa bản bê tông và dầm thép 59 Biểu đồ quan hệ Lực - chuyển vị trượt dầm B1 59

Biểu đồ quan hệ Lực - biến dạng trượt dầm B2 60

Vi trí dán cảm biến tại tiết diện gối và giữa nhịp 60

Biến dạng dầm liên hợp BI (trái) và B2 (phải) tạ Gối 61

Phỏ hoại xảy ra ở gối dầm thộp khi đạt 60% và 100%ệ„„x 62

Biến dạng dầm liên hợp B1 (trái) và B2 (phải) tại Nhip 62

Phá hoại đầu tiên xảy ra ở bản bê tông tại gỗi 64

Phá hoại ở bản bê tông tại nhịp 64

Liên kết perfobond trong mẫu sau pháhoại 65 xI

Si 5.2 0.3 0.4 Ứng suất cho phép lớn nhất trong cốt thếp 33

Thanh phần cấp phối cho 1m? bé tong 37

Kết qua thí nghiệm cường độ bê tông 37

Kết quả thí nghiệm thép - ¿ 38

Mẫu liên kết perfobond trong thí nghiệm Push - out 39

Kết quả thí nghiệm Push Out 45

Các mẫu thí nghiệm dầm liên hợp - 50

Kết quả thí nghiệm cường độ bê tông - 51

Kết quả thí nghiệm kéo thép - 51

Kết quả thí nghiệm dầm bê tông liên hợp 56 xiii

Giới thiệu kết cấu liên hợp thép - bê tông

Khác với kết cấu bê tông cốt thép thông thường với cốt thép chịu lực là các thanh thép tròn, kết cấu liên hợp là kết cấu mà thép chịu lực có dạng thép tam, thép hình hay thép ống Thép có thể nằm ngoài bê tông (kết cấu thép nhồi bê tông), nằm bên trong bê tông (kết cấu thép bọc bê tông hay còn gọi là bê tông cốt cứng) hoặc được liên kết với nhau để cùng làm việc Hình 1.1

HÌNH 1.1: Các dạng của kết cấu liên hợp

Kết cấu liên hợp là cấu kiện được hình thành bởi sự kết hợp giữa hai loại vật liệu khác nhau về tính chất nhưng lại bổ trợ tốt cho nhau: e Bê tông chịu kéo kém nhưng chịu nén tốt, đồng thời thép chịu kéo tốt hơn so với chịu nén. e Cấu kiện thép thường tương đối mảnh và có xu hướng mất ổn định, kết hợp với bê tông làm tăng độ ổn định. e Bê tông có thể chống lại sự ăn mòn, xâm thực và có thể chịu được nhiệt độ cao, trong khi thép rất dễ bị rỉ sét và dễ dàng biến dạng dưới tác động của nhiệt độ và dẫn đến mất khả năng chịu lực. e Thép tham gia chịu lực trong khi bê tông không làm việc ở những vùng mô men âm, mang đến sự dẻo dai cho kết cấu.

Kể từ năm 1950, người ta bắt đầu tạo liên kết giữa sàn bê tông và dầm thép hình đỡ sàn bằng các liên kết cơ học Những liên kết đó loại trừ hoặc giảm sự trượt ở bề mặt tiếp xúc giữa thép và bê tông, nhờ đó sàn và dầm sẽ làm việc cùng nhau và tổ hợp thành kết cấu liên hợp Theo sự phát triển của kết cấu liên hợp, liên kết kháng cắt cũng được nghiên cứu và phát triển, từ các liên kết dạng đinh (head stud) cho đến các liên kết dạng perfobond, hay được cẫu tao tit các đinh vít Sự đa dang của liên kết sẽ cho ta nhiều dẫn chứng dé thiết kế cho phù hợp với yêu cầu sử dụng dầm liên hợp.

Shear studs Perfobond commector T conmmector

HÌNH 1.2: Liên kết sử dụng trong kết cấu liên hợp [2]

Dam đơn giản khi chịu tải sẽ chỉ có m6 men dương bên trong dầm, còn dầm liên tục sẽ xuất hiện mô men âm ở gối như Hình 1.3 đã minh họa, theo đó dầm liên tục và dầm đơn giản sẽ có những khác biệt trong chịu lực và ứng xử. e Do chỉ có mô men dương nên dầm liên hợp đơn giản sẽ làm việc ở điều kiện lý tưởng thép chịu kéo và bê tông chịu nén Ngược lại, trong vùng chịu mô

2 men âm ở dầm liên tục thì bản bê tông và một phần ban cánh thép sẽ chịu kéo. e Ở dầm liên tục mô men đổi dấu dẫn đến lực cắt trong từng liên kết ở các vùng chịu lực khác nhau cũng thay doi Phân bồ độ cứng của dầm do vậy mà có sự khác biệt lớn ở phần chịu mô men âm với phần m6 men dương. e Với cùng chiều dài thì độ võng của dầm đơn giản lớn hơn nhiều so với dầm liên tục Phá hoại ở dầm đơn giản xuất hiện ở giữa nhịp còn dầm liên tục phá hoại trước ở gối sau đó là đến nhịp.

VĂN

Động lực của nghiên cứu

Trong các thiết kế dầm liên hợp thì liên kết toàn phần (full shear connection) thường được sử dụng, tuy nhiên theo J W B Starx [9] trong một số trường hợp liên kết bán phần (partial shear connection) vẫn được lựa chọn chẳng hạn như: e Đối với trường hợp sàn khi thi công không có thanh chống và chịu tải trọng sử dụng nhỏ, dầm thép hình đã được thiết kế chịu được toàn bộ tải trọng khi thi công (tải trọng thi công này lớn hơn so với tải trọng sử dụng) Nếu lựa chọn mức độ liên kết thiết kế tương ứng với trạng thái kháng cắt hoàn

3 toàn thì khi hoàn thiện cấu kiện sẽ có khả năng chịu lực lớn hơn rất nhiều so với yêu cầu thực tế. e Trong một số trường hợp thì giới hạn về độ võng quan trọng hơn giới hạn về khả năng chịu lực. e Với cùng điều kiện kinh tế và kỹ thuật thì người thiết kế sẽ lựa chọn sử dụng một dầm thép lớn hơn với ít liên kết cắt thay vì sử dụng một dầm thép nhỏ với lượng lớn liên kết cắt.

Dầm liên hợp với liên kết kháng cắt không hoàn toàn (partial shear connection) sẽ có ứng xử khác với dầm bình thường Do đó việc khảo sát sự làm việc của câu kiện đối với trường hợp sử dụng liên kết bán phần là cần thiết. Đã có nhiều nghiên cứu về dầm liên hợp và liên kết perfobond tuy nhiên đa phần vẫn khảo sát với dầm đơn Khi đó sàn bê tông cốt thép sẽ chịu nén, dầm thép sẽ chịu kéo, vật liệu sẽ làm việc trong trạng thái tối ưu của đặc trưng cơ lý Nghiên cứu về dầm liên hợp chịu moment âm còn hạn chế về số lượng, chưa có nhiều hướng và thường sử dụng mức liên độ liên kết hoàn toàn (full shear connection).

Những nguyên nhân trên chính là động lực nghiên cứu của đề tài này.

Mục tiêu của đề tài

Nhằm đánh giá khả năng chịu lực và phân tích ứng xử của dầm liên hợp chịu mô men âm và dương, với bậc liên kết kháng cắt thay đổi Chương trình thực nghiệm được tiến hành trên các mẫu dầm liên hợp 2 nhịp, mỗi dầm có sự khác biệt về số lượng liên kết tạo nên các trường hợp dầm liên tục sử dụng liên kết toàn phần và bán phần nhằm khảo sát ảnh hưởng cũng như ứng xử của dầm khi chịu lực Kết quả thu được từ thực nghiệm được so sánh với nhau và so sánh với những nghiên cứu trước đây để có những đánh giá đầy đủ nhất về kết cấu đang khảo sát, nhằm hoàn thành những mục tiêu sau: e Phân tích, đánh giá ứng xử của dầm tại các vị trí đặc biệt (giữa dầm, gối chịu moment âm ) với các mức độ liên kết kháng cắt khác nhau. e Dánh giá được phá hoại của dầm liên tục, đặc biệt ở các giai đoạn dầm xuất hiện khớp dẻo. e Dự đoán được sự làm việc của liên kết perfobond trong hệ kết cấu.

Pham vi nghiên cứu

Đề tài đề cập đến dầm liên hợp liên tục sử dụng liên kết perfobond với sự thay đổi về số lượng liên kết Từ đó chương trình thí nghiệm xây dựng 02 thí nghiệm là thí nghiệm Pushout và thí nghiệm dầm để có các số liệu như: sức kháng cắt của liên kết, ứng suất trong cấu kiện thông qua các biến dạng của các StrainGause và chuyển vị đo được bằng các thiết bị đo Thí nghiệm Push-Out được thực hiện trên 03 tổ mẫu với sự thay đổi về số lượng thanh thép qua lỗi liên kết từ 0 đến 2 Thí nghiệm dầm được thực hiện trên 02 mẫu với sự thay đổi về số lượng liên két.

Câu trúc luận văn

Luận văn được trình bày với các nội dung sau: e Chương 1: Giới thiệu

Giới thiệu về kết cấu liên hợp và động lực, mục tiêu của đề tài. e Chương 2: Tổng quan Liên kết perfobond, dầm liên tục liên hợp và các nghiên cứu liên quan. e Chương 3: Mô hình thiết kế dầm liên hợp với liên kết bán phầnXây dựng thiết kế dầm liên hợp liên tục theo tiêu chuẩn EC4 và các tác giả khác. e Chương 4: Thí nghiệm khả năng chịu lực của liên kết Quy trình, chương trình và kết quả khi thực hiện khảo sát thí nghiệm Push-Out với liên kết kháng cắt là perfobond. e Chương 5: Khảo sát thực nghiệm dầm liên hợp Quy trình, chương trình thí nghiệm và đánh giá kết quả của thí nghiệm nén dầm liên tục liên hợp sử dụng liên kết perfobond. e Chương 6: Kết luận Kết luận dựa trên các kết quả thu được, đồng thời nêu định hướng phát

2 Ry yA. trién cho dé tai.

Liên kết perfobond

Liên kết Perfobond là liên kết được tạo ra bằng cách cắt các lỗ có hình dạng nhất định trên một tấm thép sau đó hàn vào vùng tiếp xúc giữa bản bê tông và dầm thép Khi đồ bê tông bản sàn bên trên thì nó sẽ hình thành các chốt xuyên ngang các lỗ của tấm thép va can trở biến dạng trượt tương đối giữa bê tong và thép Hình 2.1 minh hoạ một số loại liên kết perfobond đang được sử dụng trong thực tế [3, 7, 10, 11].

HÌNH 2.1: Liên kết perfobond kín (trái) và perfobond hở (phải) [3]

Nguyên lý làm việc của lên kết perfobond là lực kháng trượt được tạo ra cho chốt bê tông cắt ngang qua tấm thép 2.1 Khả năng làm việc tới hạn của liên kết được xác định dựa trên lực tác động phá hoại nhỏ nhất của chốt bê tông hoặc tâm thép.

HÌNH 2.2: Chỉ tiết cấu tạo chốt bê tông kháng cắt ee

HÌNH 2.3: Liên kết perfobond trong dầm liên hợp

Theo biểu đồ quan hệ giữa lực và biến dạng trượt P,, - 6, ở Hình 2.4, nếu du > 6mm [1] thì liên kết được dùng gọi là liên kết dai (ductile), với điều kiện số liên kết kháng cắt trong dầm phải được bố trí đủ để khi bị biến dạng liên kết vẫn đủ khả năng chịu trượt Như đã thấy đường (1) thể hiện cho liên kết dai và đường (2) thể hiện cho liên kết không dai.

HÌNH 2.4: Quan hệ lực và độ dai (ductile) của liên kết

Trong thiết kế Hầu hết các dầm đều được thiết kế với giả thiết sự biến dạng của liên kết là vô hạn Tuy nhiên điều này không phù hợp với một số trường hợp.

Eurocode4 [1] đã cung cấp hai phương pháp thiết kế với mô men dẻo (My gp) được trình bày ở Hình 2.5: e Phương pháp dẻo (stress block method) e Phương pháp đơn giản hóa (linear interaction method) a, e n = Ne/Nef b,

Plastic B Mau Method 0.8 ductil uctile

Simplified Method 0.6 „ non-ductie , ull shear connection 4 el a eae A Lower limit on

No/Ncf C4, Span, m 0 0.4 n= Ne/Nef 1.0 0 5 10 15 20 25

Hino 2.5: Thiết kế liên kết kháng cắt một phan (4, 5|

Công thức để xác định mô men dẻo được JONHSON [5], LAWSON vA CHUNG [12] đưa ra Dễ nhận thấy rằng mô men dẻo phụ thuộc vào bậc liên kết và mô men dẻo của dầm thép Giới hạn của liên kết bán phần trong dầm được đưa ra trong EC4 [1| như sau: hạ 0.4 ơm< bạ 25m n> 0.25 + 0.03L¿ (2.1) hạ>5m_ rị > 1.0

Với L„ là chiều dài của bản bê tông.

2.1.1 Mô hình dự đoán khả năng chống cắt của liên kết

Khả năng chịu lực của liên kết Perfobond được phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau như kích thước lỗ; bề dày bản thép, mác thép dùng làm liên kết, mác bêtông, đường kính thép sàn đi qua lỗ, số lượng thanh thép đi qua lỗ.

Dựa trên các kết quả khảo sát thực nghiệm, một số tác giả đã đề xuất mô hình và công thức dự đoán khả năng làm việc tới hạn của liên kết perforbond trong trường hợp dầm đơn chịu uốn như liệt kê ở phần sau.

LEONHARDT [10] và các cộng sự đã đưa ra công thức đánh giá sức chịu cắt của một chốt perfobond tiết diện tròn kín như sau: đụ = 11d? 2 (2.2)

Theo OGUEJIOFOR và HOSAIN [11] đã lập công thức tinh kha năng kháng cắt của perfobond dạng Rid perfobond Biểu thức này được xây dựng trên 3 tham số cần thiết đó là bê tông của bản sàn, thép đặt trong sàn và chốt bê tông xuyên qua lỗ của perfobond va được trình bay bằng phương trình 2.3. du = 0.59Acc x A/ƒ£ + 1.233A¿,f„ + 2.78Inđ2 x V/ƒ/ (2.3)

Trong đó: e f.: Cường độ chịu nén của bê tông (MPa) d: Đường kính lỗ perfobond (mm) n: Số lượng lỗ perfobond fy: Giới hạn chảy của cốt thép (MPa) Ace: Diện tích chịu cắt dọc của bản bê tông (mm?) Air: Diện tích cốt thép xuyên qua lỗ của perfobond (mm?)

MEDBERRY và SHAHROOZ |13| cũng dua ra công thức tính toán như sau: du = 0.747bhA/ fi, + 0.413b 5 Le + 0.9 A fy + 1.66nm( D >)? V/ fer (2.4)

10 fi: Cường độ chịu nén của bê tông b: Chiều cao bản bê tông d: Đường kính lỗ h: Khoảng cách từ phan cuôi của liên kêt đền phan sau cùng của sàn by: Chiều rộng cánh dầm

L„: Chiều dài phần tiếp xúc giữa bê tông và cánh dầm thép n: Số lượng lỗ perfobond ƒ„: Giới hạn chảy của cốt thép Air: Diện tích cốt thép xuyên qua lỗ

VERISSIMO [14] và các cộng sự đã đánh giá khả năng chịu lực của liên kết dựa trên công thức của Oguejiofor và Hosain nhưng với độ chính các cao hơn:

Ase A qu = 4.04" hsctscfek + 2.37nD?/ fem + 0.16 Acer/ fer + 31.85 x 1002 (2.5) cc

TUE VA VINH [3], đã đưa ra phương trình tham số tính toán khả năng chống cắt của pefobond trong trường hợp sử dụng bê tông cường độ siêu cao (ƒˆ = 146+171 MPa) như sau:

Py, = 3.45T9n„bodf„y + 1.1259 Az fu„ + 0.4054A„y f„> + 0.2996LÓ fy,a (2.6)

Trong đó: © Nay : số chốt bê tông trong liên kết e bọ = ¢: đường kính của lỗ (mm) e t : bề dày tấm thép liên kết (mm) e d= \⁄42 + 02

11 ® fx : cường độ chịu nén của bê tông (MPa) ® fyr, fy : giới hạn dẻo của thép qua lỗ và thép cấu tạo (MPa) e A;, 4„; : diện tích mặt cắt ngang của cốt thép đặt trong lỗ và cốt thép cấu tạo (mm?)

Ứng xử của kết cấu liên hợp

Kết cấu liên hợp thép bêtông là loại kết cấu sử dụng thép kết cấu (structural steel) kết hợp với bêtông hoặc bêtông cốt thép dé chúng cùng tham gia chịu lực.

Các giải pháp cấu tạo thường được sử dụng đối với loại cấu kiện kết cfu dầm liên hợp là thép định hình, thép tổ hợp hàn dạng chữ H liên kết với bản sàn hoặc dầm bê tông cốt thép bởi các liên kết Khi dầm thép và bản sàn bê tông cốt thép chịu tải trọng chúng sẽ có những biến dạng riêng do có sự khác nhau về các đặc trưng cơ lý Bề mặt tiếp xúc giữa chúng sẽ xuất hiện sự trượt tương đối do các ứng xuất kéo và cắt xuất hiện, các cấu kiện sẽ làm việc độc lập với nhau Để bản sàn bê tông và dầm thép trở nên đồng nhất, cùng làm việc, hỗ trợ nhau chịu lực thì phải có các liên kết kháng cắt (shear connection) bố trí theo bề mặt tiếp giữa bản sàn và cánh trên của dầm Hình 2.6 thé hiện hình thái của, dầm thép và bản sàn khi có và không có liên kết kháng cắt với trường hợp đặt tải trọng giữa dam Í1, 4, 5].

Phương trình 2.7 thể hiện bậc liên kết (mức độ liên kết) như đã mô tả ở Hình

HÌNH 2.6: Dam liên hợp khi không có và có sử dung liên kết kháng cắt [5]

Căn cứ vào hệ số này ta chia ra làm ba trường hợp chính đó là: trường hợp không có liên kết kháng cắt (no shear connection), liên kết kháng cắt là hoàn toàn (full shear connection) và liên kết kháng cắt một phần (partial shear connection).

Hình 2.7 thể hiện ảnh hưởng của liên kết kháng cắt đến sự làm việc của dầm

=< no shear connection partial shear connection full shear connection big end slip, big steel beam many dowels liên hợp.

HÌNH 2.7: Các mức độ liên kết trong dầm liên hợp [1|

Căn cứ vào mức độ liên kết giữa sàn bê tông và dầm thép, ta có các trường hợp tương tấc như sau: e Tương tác toàn phan (complete interraction): không có sự trượt tương đối tại mặt tiếp xúc giữa bản bê tông và dầm thép Lực cắt dọc được truyền toàn bộ và tai trong phá hoại „ đạt giá trị lớn nhất, bê tông và thép làm việc cùng nhau hoàn toàn Phá hoại là dòn nếu xảy ra đột ngột, là dẻo nếu xảy ra từ từ. e Tương tác bán phần (partial interraction): trượt giữa bê tông và thép tại mặt tiếp xúc khác không nhưng có giới hạn Lực cắt được truyền một phần và P„ nằm giữa hai giá trị trên Phá hoại có thể là dòn hoặc dẻo.

No interaction Partial interaction Complete interaction b G E G : Ss i Qs i v

P — _ P,, : complete interaction a ————_ Py: partial interaction

HÌNH 2.8: Tương tác giữa ban sàn bê tông với dầm thép [4] e Không tương tác (no interraction): chuyển vị trượt tương đối giữa bê tông và thép tại mặt tiếp xúc là không giới hạn; hầu như không có sự truyền lực cắt Tải trọng phá hoại P, nhỏ nhất, phá hoại là chuyển tiếp (progresive).

Các giai đoạn làm việc của liên kết kháng cắt thể hiện bằng biểu độ quan hệ giữa lực và biến dạng trượt Theo đó độ lớn của lực cắt phụ thuộc vào độ lớn của tải trọng tác dụng lên dầm Sự làm việc của dầm liên hợp được minh họa theo Hình 2.9 từ khi bắt đầu chịu tải trọng đến khi bị phá hoại ta có ba giai đoạn chính sau: e Giai đoạn 1: Khi dầm liên hợp còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi, dưới sự tác dụng còn thấp của tải trọng nên cả thép và bê tông đồng thời nằm trong giai đoạn đàn hồi, lúc này lực cắt và ứng suất là tuyến tính, ứng suất tại giữa nhịp phân bố dạng đường thẳng như Hình 2.9a Bên cạnh đó, lực

| a A as JIẤN NấU JNế VIÊN, ự ll h—— cae ye y ⁄

Bending moment ô a) stage T ‘ a= 404 Ê3 strain stress

LS: k* — ”——— À VA Bending moment By Stage 2 —— Z 2 l&= Shear force strain stress Ỉ ~ = r2 :

” 7 Pee =— — E== Bending moment J Km—— — —— —E | / ( sàn _ c) Stage 3 wt, fC) UW

HÌNH 2.9: Các giai đoạn làm việc của dầm liên hợp [6] cắt tác dụng lên liên kết không nhiều nên sự trượt diễn ra giữa dầm thép và ban sàn bêtông là rat nhỏ.

Giai đoạn 2: Khi tải trọng tiếp tục tăng lên, ứng suất cắt giữa thép và bê tông phát triển làm tăng biến dạng liên kết Biến dạng của liên kết góp phần làm tăng thêm biến dạng của toàn bộ kết cấu Hình 2.9b thể hiện ảnh hưởng của biến dạng trượt đến sự phân bố ứng suất và biến dạng của dầm Giai đoạn này dầm liên hợp được thiết kế như trường hợp liên kết một phần, với biến dạng trượt là rất nhỏ nên có thể bỏ qua.

Giai đoạn 3: Thép đạt đến giới hạn chảy, vùng dẻo phát triển và sau đó toàn bộ tiết diện thép bị chảy dẻo Quá trình này cũng xảy ra tương tự như với bê tông, biểu đồ ứng suất biến dạng như Hình 2.9c Khi biến dạng phát triển thì ứng suất trong bê tông tăng dẫn đến phá hoại dòn tại bề mặt của bê tông Sự gia tăng ứng suất trong bê tông dẫn đến sự gia tăng biến dạng, ứng suất sẽ bị thay đổi Mức độ biến dạng dầm phụ thuộc vào ứng xử của liên kết chống cắt.

Sự phá hoại của kết cấu liên hợp có thể xảy ra ở dầm thép, bản bêtông hoặc liên kết kháng cắt Nếu liên kết có khả năng chịu lực lớn đảm bảo sự trượt giữa dầm thép và bản bêtông không xẩy ra, thì phá hoại xuất hiện tai dầm thép hay bản bêtông do khả năng chịu lực trong các trường hợp khác nhau của cấu kiện nào thấp hơn, lúc này liên kết được gọi là liên kết cứng Ngược lại, dưới tác dụng của tải trọng liên kết bị biến dạng từ đó phát sinh biến dạng trượt giữa dầm

15 thép và sàn bêtông làm tăng biến dạng cho toàn kết cấu, tuy liên kết bị biến dạng nhưng nó vẫn đủ khả năng chịu lực cắt, liên kết như vậy gọi là liên kết dai.

Dầm liên hợp có độ uốn càng lớn thì biến dạng càng lớn, độ dai của dầm liên hợp được thể hiện ở Hình 2.4.

2.2.1 Ung xử của dầm liên hợp bán phần

Với nhiều nghiên cứu khác nhau, các tác giả đã có đánh giá về một phần vấn đề xảy ra đối với dầm liên hợp liên tục, đặc biệt là các kết luận về mô men âm và dầm liên tục.

H.Y Lou, B Uy vA M.A BRADFORD [7] sử dung mô hình như thể hiện ở Hình 2.10 và Hình 2.11 với dầm được gia tải ngược để tạo mô men âm (hogging moment) Tác giả thực hiện với 08 dầm có sự khác nhau về số lượng chốt và thép cấu tạo (Reinforcing bars) của bản sàn bê tông Với kết quả đạt được các tác giả đã đi tới kết luận:

North tr Í 85 i SG Strain gauge

D stud'o r; 8 Studie] Stud2e[ Stud3e | Stud4e [stud6s[ S [ôstud6[ eStud7 | eStuds |estud9 | #Stud 10 6 51 —Lvpr vn iy s sẽ* Sẽ S8 us differential transducer t ~) Inclinometer jm 300 = 250 — = = 300 —— = = 300 —— = = 200 -=—-200 -—~- 200 _—

Web stiffener (232 x 50 x 8) = Toho | = Web stiffener (1000 x 50 x 8) ơ-

- ee 100 248 ORE bat conta wore 4) ——IVBT-1 _——LVBT-2 SG 2†vDT:3 VDT-4 -3›LVDT-5 Bendek II eS | | li | | EZ | | E6 A | | ác i i | fi} he on 2 2 ° 2 2 2 2 2 - 3 ° ° ° ° c o v ce) le) cv sheeting sẽ+4 SG-6 SẼ =— â | Y12 —ơ Y18 Concrete §7.5 —— 265 —+ VOT 45 - -

(c) Cross-sectional view at midspan

HÌNH 2.10: Mô hình thí nghiệm [7] - mẫu dầm e Đối với dầm sử dung bậc liên kết thấp hơn thì có sự gia tăng đáng kể ở độ quay của dầm với chỉ sự giảm nhẹ ở mô ment tới hạn. e Dầm sử dụng ít hơn 50% số lượng liên kết sẽ ít bị phá hủy cục bộ Phá gãy các liên kết là dạng phá hủy bấy giờ và cho phép dầm có được độ dai đáng

Steal beam SO OAT EL PAIS , — Concrete slab tan es} | |

(a) Hievaiion- view (b) Cross-sectional view A-A HÌNH 2.11: Mô hình thí nghiệm [7] - khung gia tải kể Ngược lại, với dầm có bậc liên kết cao hơn thì dễ bị phá hủy cục bộ và giảm độ dẻo của dầm. e Việc sử dụng tải lặp không có ảnh hưởng nhiều đến khả năng chịu lực cũng như độ cứng và độ dẻo của dầm. e Cốt thép gia cường có ảnh hưởng lớn đến ứng xử của dầm Dầm sử dụng một hàm lượng nhỏ cốt thép gia cường sẽ gia tăng độ dẻo của dầm kể cả khi có vết nứt lớn ở bản bê tông của dầm Cũng như vậy, khi tăng hàm lượng cốt thép gia cường thì dầm sẽ cứng hơn và giảm độ dẻo nhiều. e Mặc dù bê tông bị nứt lớn, nhưng cốt thép vẫn mang lại hiệu quả trong việc chịu lực kéo. Ở một nghiên cứu khác, MESSAOUD ‘TITOUM, MOHAMED TEHAMI VA BELKA-

Thiết kê dầm liên hợp theo EC4 [1]

Quy trình thiết kế kết cấu liên hợp thép-bêtông cốt thép theo tiêu chuẩn Eu- roCode 4 [1] được tóm tắt theo các bước chính sau: e Lựa chọn sơ bộ hình dạng và kích thước của cấu kiện kết cấu chính (bản sàn, loại đầm, chiều dai dầm, hình dáng liên kết) Cấu kiện dầm thép không được quá mảnh so với bản sàn Bước này được thực hiện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế và kết quả tính toán sơ bộ. e Tiến hành phân tích hệ kết cấu nhằm xác định nội lực và biến dạng của dầm Khi phân tích thì bản sàn có thể được tính toán riêng lẻ, nhưng một phần bề rộng của tiết diện bản sàn cần được kể đến cùng tham gia làm việc với dầm sàn. e Xác định khả năng chịu lực của các cấu kiện kết cấu đã chọn và kiểm tra theo các trạng thái giới hạn về chịu lực và biến dạng.

Các kiểm tra được thực hiện ứng với hai trạng thái giới hạn:

20 e Trang thái giới han tới hạn về cường độ (ultimate limit stale-ULS):

— Của liên kết kháng cắt

— Luc cắt dọc e Trạng thái giới hạn tới hạn về sử dụng (servibility limit stale-SLS):

— Độ võng /Chuyển vị đứng tổng thể

Nội dung, mô hình thiết kế theo EC4:

Khi kiểm tra theo trạng thái giới hạn về cường độ, tại tất cả các tiết diện hay liên kết phải thoả mãn yêu cầu:

Trong đó: e Sq - giá trị tính toán của các tác động (khi xác định Sz phải ké đến tổ hợp tải trọng bất lợi khi sử dụng cũng như khi thi công, xây lắp). e ?t¿ - sức bền tính toán tương ứng với tiết diện khảo sát, phụ thuộc vào cường độ đặc trưng của loại vật liệu trên tiết diện.

— fy: giới hạn chảy vật liệu thép cứng

— 7q: hệ số an toàn vật liệu cho thép cứng, thường 7, = 1, trừ trường hợp kiểm tra 6n định của phần thép (oằn, cong vénh) được điều chỉnh bằng hệ số +p„ = 1.10

— fx: cường độ chịu nén của bê tông

— +: hệ số an toàn vật liệu của thép, thường + = 1.5

— fys: giới hạn chảy của vật liệu cốt thép thanh

— ys: hệ số an toàn vật liệu của cốt thép thanh, thường yy = 1.15

— fyp: giới hạn chảy của vật liệu làm tôn sàn

— Yep: hệ số an toàn vật liệu của tôn sàn, thường yap = 1.10 Khi tính liên kết thì sử dụng hệ số an toàn của vật liệu làm liên kết y,.

3.1.2 Chiều rộng hiệu dung của tam đan

Khi chịu uốn, một phần tắm đan của sàn bê tông sẽ tham gia làm việc cùng với dầm thép để tạo thành tiết diện dạng chữ T Trên bề rộng tham gia làm việc ber như Hình 3.1 ứng suất pháp coi như phân bố đều Tương đương với giá trị của beef đối với dầm đơn giản được lấy như sau: bes f = be1 + bea (3.3)

Với be; = mán(lo/8,b¿) (lo là nhịp dầm) Theo đó, với dầm liên tục ta cũng dùng công thức 3.3 nhưng Ip được lấy theo Hình 3.2, trong đó chia ra các vùng mô men âm và dương ở gối và giữa nhịp.

3.1.3 Phân loại tiết diện ngang của dầm

Khi khảo sát sự làm việc của dầm liên hợp chịu tải trọng, tuỳ theo khả năng xoay của tiết diện khi chịu uốn mà chia ra làm 4 loại như sau:

HÌNH 3.1: Chiều rộng hiệu dụng của ban sàn đối với dầm Lo= 0,25(L4+ La) 0,25(L5+L f 1,5L4 nhưng< Lyt0,5L3) hs 4à „` hy

Ly Lạ | Lạ La ằ) Ld lai

HÌNH 3.2: Nhịp tương đương xác định chiều rộng hiệu dung ban sàn e Loại 1: tiết diện có khả năng phát triển mômen bền dẻo Moi rq (do mô men uốn dương) hoặc Ä,„ pq (do mô men uốn âm) với khả năng xoay đủ để hình thành khớp dẻo e Loại 2: tiết diện cũng có khả năng phát triển mômen bền dẻo, nhưng với khả năng xoay hạn chế e Loại 3 hoặc 4: do hiện tượng cong vênh cục bộ trong vùng chịu nến của, dầm thép (bản bụng và bản cánh), ứng suất của những thớ chịu tải lớn không thể vượt qua giới hạn đàn hồi tính toán ƒ„/+„ (đối với tiết diện loại 3), hoặc nhỏ hơn giá trị này (đối với tiết diện loại 4) Ở phần này chỉ khảo sát thiết diện loại 1 và 2, thuộc loại thường gặp trong các công trình dân dụng và công nghiệp.

3.1.3.1 Kha năng chịu uốn của tiết diện

Các tiết diện khảo sát đều thuộc loại 1 hoặc 2 Khả năng chịu uốn của tiết diện được tính tới momen dẻo dương M7) p4 và mômen dẻo âm My py Khi xác định mô men dẻo cần chấp nhận một số giả thiết sau: e Liên kết trong nhịp (nơi có tiết diện khảo sát) giữa bản bê tông và dầm thép là liên kết hoàn toàn; bản sán bêtông và các cốt thép đạt đến cường độ lớn nhất của chúng e Ứng suất trong vùng bêtông chịu nén là phân bố đều va bằng 0.85ƒ„„ /2c.

Hệ số 0.85 kế đến sự khác giữa cường độ nhận được khi thí nghiệm mẫu hình trụ và sức bền thực của kết cấu do: chất tải dài hạn lên kết cấu, sự có mặt của ứng suất tiếp trong tiết diện tính toán, sự không đồng đều về điều kiện giới hạn của bê tông e Bỏ qua kha năng chịu kéo của bê tông e Các cốt thép của tấm đan khi chịu kéo đạt đến cường độ tinh toán ƒ¿/+‹ e Khi bản sàn chịu nén, bỏ qua sự làm việc của cốt thép

3.1.4 Tiết diện chịu mô men dương

Chiều cao lớn nhất có thé của vùng bêtông chịu nén là chiều dày h¿ của bản bê tông từ đỉnh của bản sàn (Các công thức dưới đây vẫn dùng được trong trường hợp dùng tấm dan đặc (chỉ có bê tông cốt thép) khi cho h¿ = 0) Dé đơn giản hoá khi thiết lập công thức giả thiết rằng dầm thép có dạng chữ I đối xứng.

Trường hợp 1: trục trưng hòa nằm trong bản bê tông

Sức bền dẻo của thép hình khi chịu kéo và của bản bê tông khi chịu nén là Npia và Nef, với:

Trong đó A, là tiết diện của thép hình, với Nola > Neg thì trục trung hòa đi qua bản bê tông như Hình 3.3.

(nén) - bom ; 085F /TQ Ì í trục TH dẻo h7 hp, : h,/2 h,/2 vy

(kéo) HÌNH 3.3: Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa di qua bản bê tông

Khoảng cách trục trung hòa dẻo đến với mặt trên của bản bê tông ký hiệu z và được tính theo công thức:

~ b0 ut (3.5) effi’ fer /Ye Tinh toán khả năng chịu momen theo hợp lực lấy với trong tâm vùng bê tông

Trường hợp 2: trục trưng hòa di qua cứnh của dam thép

Khi Nạ; < F, thì trục trung hòa sẽ từ bản bê tông di chuyển xuống tới bản cánh của dầm thép như Hình 3.4

Khoảng cách z tính toán từ phương trình cân bằng và kết quả z sẽ là:

Từ đó tính được kha năng chịu mô men dẻo của tiết diện

+ he he (Nola — Nr) + hy) 3.8

=}w bị fy/Ya fy/Ya

(kéo) HìNH 3.4: Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua bản cánh dầm thép

Trường hợp 3: trục trưng hòa di qua ban bung của dam thép

Trường hợp này xảy ra khi Nes < Npia và Nola — Neg > 2brtr fy/Ya Đối với dầm định hình, giả thuyết rằng trục trung hòa nằm dưới chỗ uốn cong ở mép bản bụng thì chiều cao chịu kéo của bản bụng nằm trên trọng tâm của thép hình z„ Khi coi tổng ứng suất bằng 2ƒ„/+„ tương ứng chiều cao của phần chịu kéo này và ứng suất phân bố đều f,/7a trên suốt chiều cao này như Hình 3.0.

Dott l (nén) 085, /7, ơ v z WwW | nnn truc TH déo es ha =

HìnH 3.5: Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa di qua bản bụng dầm thép

Ta có công thức tính khoảng cách từ trục trung hòa đến trọng tâm của thép hình:

Từ đó khả năng chịu mô men dẻo của tiết diện sẽ được tính như sau: hạ h N.z

Mi ra = Mam.na + Nef ( ) Nef lá) ew

3.1.5 Tiết diện chịu mômen âm

Khi tiết diện liên hợp chịu mômen âm thì chỉ có phần thép hình, các cốt thép nằm trong phần bề rộng bạ; của bản bê tông sẽ chịu momen này Ở đây ta sẽ phải tính thêm N;¿ sức bền dẻo của các cốt thép:

Với: e 4,: diện tích toàn bộ các cốt thép tham gia chịu lực e ƒ¿„: giới hạn chảy của vật liệu làm cốt thép

Trường hợp 1: trục trưng hòa di qua ban cánh của dam thép

Hình 3.6 cho ta thấy rằng trường hợp này sẽ xảy ra khi thỏa mãn điều kiện sau:

Nola < Nsf Và, Nola — Nsf > 2brtr fy/Ya fac /1g (kéo)

HÌNH 3.6: Biểu đồ ứng suất dẻo khi trục trung hòa đi qua bản cánh dầm thép (khi chịu mô men âm)

Mô men bền dẻo được tính theo công thức:

Mi Ra a Nola ( + he — ( 24/2 + he ) (3.12)

Với: e hs: khoảng cách từ trọng tâm lớp cốt thép đến mặt trên của bản cánh dầm thép (khi có 2 lớp cốt thép thì h; tính theo trong tam của 2 lớp). e z;: khoảng cách từ trọng tam thép hình đến trục trung hòa, được tính theo công thức sau:

Trường hợp 2: trục trung hòa di qua bản bung của dam thép

Ngược lại với trường hợp trên, trục trung hòa sẽ đi qua bản bụng nếu: Npia < Nef và Nuạ — Nef > 2brtrƒy/+a Chiều cao của bản bụng chịu nén nằm trên trong tâm của tiết diện dầm thép theo Hình 3.7. zw =o, FD 3.14 2tw fy/Va ( ) Nsf

Từ đó ta tính được mô men bền

Moira = Mapi.Ra + Nef > +hs}— Ba Fy Ya (3.15)

3.1.6 Kha năng chịu cắt của tiết diện Ứng suất cắt thường được giả định chỉ do thép bụng chịu như tiết diện không phải liên hợp Điều kiện bền của tiết diện khi chỉ chịu lực cắt này có dạng:

28 b f_, /T, (kéo le eff N sk sí ) c ° ry r1 s ° —s—>F, ‘ir hp ` hạ Fa2 13 SG 1->7) SG 14 ->19 x 500 as 400 Fe | ' a

LVDT-1 LVDT-2 LVDT-3 =) LVDT-4 LVDT-5 LVDT-8 eee

HÌNH 5.5: Mô hình thí nghiệm

Hinu 5.8: LVDT do độ võng dam o4

Gia tải và quy trình thí nghiệm

Chu trình gia tải áp dụng cho thí nghiệm này được tham khảo theo tiêu chuẩn EC4 [1], mô tả chi tiết ở Hình 5.10 quá trình gia tải sẽ trải qua 3 giai đoạn chính sau: e Giai đoạn 1: Tăng tải từ 0 đến 40% Paz (Pmax được xác định theo Eurocode 4) sau đó giảm về 5%. e Giai đoạn 2: Tai tăng từ 5%-40% Pmaz, sau đó lặp lại 25 lần như vậy Giữa bêtông và thép bên trong mẫu luôn có lực dính kết, ma sát, khi kết thúc giai đoạn này những lực nêu trên sẽ bị khử đi, đồng thời biến dạng dư của liên kết cũng không còn. e Giai đoạn 3: Sau khi kết thúc giai đoạn 2, lúc này tải được tiếp tục tăng lên từ 0 cho đến khi mẫu bi phá hoại (tai dat đến Prax), lúc này quá trình gia tải vẫn được tiếp tục cho đến khi tải trọng giảm xuống còn 90% Paz thì ngừng lại. oO

25 vòng lặp với 20s giữ khi lực ở cận trên và cận dưới (0.4Pmax) 20s

HÌNH 5.10: Chu trình gia tai cho thí nghiệm

Kết qua thí nghiệm

Kết quả thu được từ hệ thống thu thập dữ liệu Data Accquisition được tổng hợp trong bảng 5.4.

BẢNG 5.4: Kết quả thí nghiệm dầm bê tông liên hợp

Dam „„„ Độ võng (mm) Chuyển vị trượt Dạng phá hoại

Bl 5584 44.87 49.22 2.615 Xây ra nứt bê tong ở gối, phần thép chảy dẻo mất ổn định tiếp theo phá hoại ở nhịp B2 4624 3185 30.69 1.816 Xây ra nứt bê tông ở gối, dầm thép gối chảy dẻo, mất dn định tiếp theo phá hoại ở nhịp

Kết qua trong Bảng 5.4, ta thấy được dầm BI có lực tới hạn Pyar lớn hon dầm B2 qua đó khẳng định mức độ liên kết trong dầm ảnh hưởng đến sức chịu tải của dầm Dầm BI với số lượng liên kết là 26 có sức chịu tải cũng như khả năng kháng uốn cao hơn so với dầm B2.

Từ các kết quả thu được ta sẽ so sánh kết quả giữa các dầm để phân tích sự ảnh hưởng của số lượng chốt liên kết đến ứng xử của dầm đồng thời quan sát sự phân phối lại nội lực khi dầm xuất hiện khớp dẻo.

5.6.1 Quan hệ lực - chuyển vị của dầm Độ võng của dầm liên hợp được đo bằng các LVDT 1-6, các thiết bị được lắp đặt tại các vị trí như mô tả ở Hình 5.11 và Hình 5.5. oe

HÌNH 5.11: So đồ lắp đặt LVDT đo độ võng Đường cong quan hệ lực - chuyển vị của dầm B1 và B2 được thể hiện ở Hình

0 10 20 30 40 50 0.5 0.25 0 0.25 0.5 Độ võng (mm) Chiều dài tương đương của dầm

HÌNH 5.12: Quan hệ giữa lực - độ võng của B1

0 10 20 30 0.5 0.25 0 0.25 0.5 Độ võng (mm) Chiều dài tương đương của dầm

HÌNH 5.13: Quan hệ giữa lực — độ võng của B2 ov Độ võng lớn nhất tại giữa nhịp của các dầm B1, B2 tương ứng với tải giới hạn đã được trình bày trong Bang 5.4 Đồ thị lực — độ võng của các dầm thể hiện tại các Hình 5.12, Hình 5.13 cho thay tính hợp lý trong sự làm việc của dầm.

Dọc theo chiều dài dầm thì tại vị trí giữa nhịp dầm sẽ có độ võng lớn nhất và nhỏ dần khi tiến tới gối tựa Dưới cấp tải 60% P„„„ thì sự gia tăng của độ võng là không đáng kể.

Từ biến dạng của dầm ta thấy từ cấp tải 60%Pmaz thì ti lệ gia tăng của độ võng là đáng kể, cho thấy sau 60%Pmaz thì phần gối đã hóa dẻo dẫn tới dầm có khớp dẻo, lúc này biến dạng sẽ gia tăng đáng kể Tiếp đó, phần dầm thép ở nhịp cũng bắt đầu làm việc trong giai đoạn đàn hồi dẻo từ 60%Pmaz Điều này sẽ được trình bày chi tiết trong phần tiếp theo.

Hình 5.14 thể hiện mối quan hệ giữa lực và chuyển vị của 2 dầm tại vị trí có chuyển vị lớn nhất (chính giữa nhịp).

0 _ 9.39; aon a r re Wo mm 40 ee ni nn rang at na na trang trraa an 40

0 10 20 30 40 50 1 075 05 025 0 025 05 O75 1 Độ võng (mm) Chiều dài tương đương của dầm

HÌNH 5.14: So sánh độ võng lớn nhất giữa dầm B1 và B2

Dầm BI và dầm B2 sử dụng chung một loại liên kết có bố trí liên tục như nhau nhưng khác về số lượng liên kết, dầm BI có 26 liên kết và dầm B2 có 16 liên kết điều này dẫn đến sự khác biệt về khả năng chịu lực của hai dầm Khi dầm B2 đạt mức tải lớn nhất P2 = 462.4kN thì độ võng lớn nhất tương ứng là 31.85mm ở nhịp 2, cùng với mức tải này thì độ võng của dầm BI chỉ là 9.39mm, ít hơn 70.6% so với độ võng của dầm B2 Từ kết quả trên nhận thấy mức độ liên kết ảnh hưởng đến độ cứng của dầm liên hợp, dầm có mức độ liên kết cao hơn sẽ có khả năng chịu lực và khả năng kháng uốn cao hơn.

5.6.2 Ung xử trượt giữa bản bê tông và dầm thép

HÌNH 5.15: So đồ lắp đặt LVDT do độ trượt tương đối giữa ban bê tông va dầm thép Độ trượt tương đối giữa dầm thép và bản sàn bê tông cốt thép được ghi lại bởi 3 LVDT là LVDT-7, LVDT-8, LVDT-9 được lắp đặt lần lượt tại các vị trí cách mép ngoài của dầm lần lượt là 0.00m, 0.50m, 0.90m như Hình 5.15 mô tả Mối quan hệ lực — độ trượt và độ trượt theo từng cấp tải của các dầm được thể hiện ở Hình 5.16, Hình 5.17.

Biến dạng trượt (mm) HÌNH 5.16: Biểu đồ quan hệ Lực - chuyển vị trượt dầm B1

Với dầm B1, ứng với tải trọng P1! = 558.4kN thì biến dạng trượt được đo lớn

Mar nhất tai LVDTS lần lượt là: 2.615mm Với dầm B2, ứng với tải trong P2 Mar

462.4kN biến dang trượt có kết quả lớn nhất cũng tại LVDTS với giá trị đạt

LVDI7 ĐH NA : 100 L LVDT8 LVDT9 Ni

HÌNH 5.17: Biểu đồ quan hệ Lực - biến dạng trượt dầm B2 được là 1.816mm Qua kết quả thu được, ta thay mức độ liên kết ảnh hưởng đến biến dạng trượt của dầm.

5.6.3 Biến dang của bản bê tông — dầm thép

Biến dạng của dầm thép và bản sàn tại các vị trí gối và giữa nhịp được ghi nhận bởi các cảm biến (SG) Các cảm biến này dán trực tiếp vào dầm thép và bản bê tông, được đánh số thứ tự từ SG1 đến SG19 như phần trên đã đề cập Hình 5.18 miêu tả các vị trí dấn cảm biến.

SG-3 fi = Š sG-2 fy SG-9 If

HÌNH 5.18: Vi trí dán cam biến tại tiết diện gối và giữa nhịp

Biến dạng tại gối được ghi lại bởi các cảm biến SG1-SG7 và có dạng theo các cấp tải như Hình 5.19 mô tả.

Cao độ dầm (mm) = - Nh nN uo > œ =1 uo So © ® ® =1 T o i

T kaa ras AT Ld LS ld tes eas pee | baled aba Lied baal bb! bib tat | T

Hinu 5.19: Biến dạng dầm liên hợp BI (trái) và B2 (phải) tai Gối

Biến dạng của tiết diện tại gối dầm liên hợp cho thấy ứng xử khá giống nhau trong các dầm Trong đó trục trung hòa đều đi qua bản bê tông do mặt trên bản bê tông biến dạng kéo trong khi mặt dưới bản bê tông biến dạng nén Trục trung hòa của dầm B2 nằm thấp hơn so với trục trung hòa, của dầm BI. Ở dầm thép, biến dạng của cánh dưới lớn hơn so với biến dạng của cánh trên điều này hoàn toàn hợp lý do cánh dưới chịu lực nén lớn hơn Biến dạng của mặt trên cánh trên vẫn chịu nén trong suốt thời gian gia tải trong khi đó biến dạng của bụng và cánh dưới thì hoàn toàn khác, hầu hết là, chịu kéo. Ở cấp tải 20%Pmaz của mỗi dầm thì 1/3 chiều cao bản bụng kể từ cánh trên của dầm BI vẫn còn chịu nén trong khi đó toàn bộ bản bụng và cánh dầm B2 đã biến dạng kéo trong khi P?!, > PP?

Mar Maz " dầm B2 đã bị mất 6n định trước dầm BI. ox ` Va 2 ` Điều này có thé cho là

Biến dạng lớn nhất trong dầm thép đều xảy ra ở bản bụng mà không phải tại cánh dưới của dầm, điều này cho thấy có khả năng bản bụng đã mất ổn định cục bộ trước bản cánh Dựa vào bién dạng của dầm B1 cho thay thé dưới cùng của bản cánh dưới chưa đạt tới biến dạng dẻo với e = 0.00124, nhưng bản bụng đã mất ổn định, điều này có thể suy ra tiết diện dầm thuộc loại 4 (theo EC4 [1]).

Dầm B2 cũng tương tự dầm BI, thậm chí dầm B2 mất ổn định còn sớm hơn dầm BI do biến dạng của thé dưới có giá trị còn rất bé với e — 0.00083. e Tại nhịp

Biến dang tại nhịp được ghi lại bởi cảm biến SG8-SG13 (nhịp 1) và SG14—

SG19 (nhịp 2) Do các biến dạng ở nhịp 1 và 2 tương tự nhau, nên chỉ xét chi tiết vào biến dạng tại nhịp 1 của dầm nay gọi là nhịp dầm Biến dạng ở nhịp được mô tả chi tiết trong Hình 5.21.

300 LJ222 SAAS $ T ng "ma 88s bab bald Stale talk lal allah ela hah | 20% ren 300 T T = om T T T 20%

Cao độ dẳm (mm) g 100 Ƒ | 100 Ƒ- 4 | Cao độ dam (mm) m co

50 + ! | 50 + 1 | +| š | 4 Ÿ : 0 nu PY PRT PP BRET PROP PRPS APPR PPP OPM PRP PPT SPY RPT PROT POPPY PPE | 0E l + vi + 17 1 ; ‡ ơ 4

HÌNH 5.21: Biến dang dầm liên hợp BI (trái) và B2 (phải) tại Nhịp