Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu góc nghiêng vết nứt đầu dầm bê tông cốt thép có khấc tại gối bằng phương pháp mô hình giàn ảo

oBước 1: Xây dựng vùng B, vùng D.o Bước 2: Xây dựng giàn ảo và tính nội lực trong giàn.o Bước 3 và 4: Kiểm toán các thanh trong giản và nút trong giàn.o Bước 5: Bồ trí cốt thép.... Sau k

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1:PGS TS LE VĂN NAM

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: TS TRAN CAO THANH NGỌC

Xác nhận cua Chu tịch Hội đồng đánh giá luận van va Truong Khoa quan lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA

KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Tp HCM, ngày tháng 08 năm 2014

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: BUI SY HONG MSHV: 11384379Ngày, tháng, năm sinh: 08-11-1982 Nơi sinh: Thanh HóaChuyên ngành: Xây dựng cau, ham Mã số: 60 58 25I TÊN DE TÀI: NGHIÊN CỨU GÓC NGHIÊNG VET NUT DAU DAM BETONG COT THÉP CÓ KHAC TẠI GOI] BANG PHƯƠNG PHAP MO HINHGIAN AO

Il NHIEM VU VA NỘI DUNG:Luận van bao gồm những nội dung sau:Phan mở dau

Chương 1: Tổng quan về dé tài nghiên cứuChương 2: Lý thuyết tính toán

Chương 3: Ứng dụng lý thuyết tính toán dé xác định góc nghiêng đầu dam BTCT cókhắc tại gối

Chương 4: So sánh với thực nghiệmPhần kết luận và hướng phát triểnII NGÀY GIAO NHIỆM VU : 20-01-2014IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 20-06-2014V.1 HO VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN 1: PGS.TS LE VAN NAMV.2 HO VÀ TEN CAN BO HƯỚNG DẪN 2: TS TRAN CAO THANH NGOC

CAN BỘ HƯỚNG DAN 1 CAN BO HUONG DAN 2

PGS.TS LE VAN NAM TS TRAN CAO THANH NGOC

CHỦ NHIỆM BỘ MON TRUONG KHOA KY THUẬT

QUAN LY CHUYEN NGANH XAY DUNG

TS LE BA KHANH TS NGUYEN MINH TAM

In?eodel(nenavì sứ.

al

H4“Jun,

is

Lãi‘age!bã h

R pak v2¬ rate

oh WA

4

fl

` ms wes

Xà 2 xá? Xà 2

tte P + + P Bcee 5 » * a 4 5 eos : : : : : :

eae bi

an oy ey 4“

awed ae yee aan s4

z3 Xà, fan ae ay

hoped pened or oot

Pers ies, :

Ca Ce gn on; oon s D š

, of oN ory CT eet teehee Wy ey H29 am

: ả eens A ‘ “ "4 wee Seat Core A

h ° « : nian eee pened ng +rerl vs ; aes xu <“ ee,

, - : l : : — cial naa, | gd ` S1 cos panes 5 Z2

| Penk qed oS : a oan ors

bơi on rod oom

carat tong ws : pe.2C tường

L9) v waae = 3 et, LESbiveug'y ee ‘va ped

spat a? hae : La)

ÁN, n Tế fd ey Ct we

1 ot z ` Sat Mio set

Se _ AMS het Thưa "` “si Oetate pol * put? wat deed ˆ nek

tea, yeaa * Pas 4 want pun

en ors * vey 2 con f By

<†.~ pees whens : Tre Steed etre lene

pen saat , : “ert „tem lê:

— ceed ` bea HIẾN Nà, Sm

Pion eed Deed oscan mm vena ont

pew tre yeu lớn

pales La , l an

‘ pace ri bab, ae on |eer Pan h key lô ng] lene 1 pepe, ren ‘ b

Ou)ers bămhờn gaHe ca._.wereOESoesSend>.ie eee!weed 4S3 neeey caySewer spew?eral Patsan xéOG tedgaatTH kgeas ohoni mmSealed ey` Seere ioe oOfay -._.h livs akeae) ^

ee, “+la:Z5LODw ade

Lưu) heal!ae vai

5001860527010 4CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE DE TÀI NGHIÊN CỨU 5¿ 2 2EE2z+z2es2 61.1 TINH CHAT CƠ BẢN CUA BE TONG COT THÉP VA VET NUT TRONGBE TONG COT THEP woo cecsccscsscsesessesesscssssvsessusevssevssevsssesecsssecessevsusevsesevsenssenees 6

1.1.1 Tinh chat co ban của bê tông cốt thép c.ccccceecccecsesesesesesesesecseseseseeseseees 61.1.2 Vét nứt trong Bê tông cốt thép S1 1E EE112111E21111111EE1E1x E1 rtki 81.2 TONG QUAN VE DE TÀI NGHIÊN CUU o.oo cccccecscscssseseseteesesestststetsteeeseees 10CHƯƠNG 2: LY THUYET TINH TOAN 52k St E1 1E2121111E1111 1111 te 182.1 LY THUYET XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÀN ẢO -ccccccccerrrei 182.1.1 Lý thuyết về mô hình giản ảo - - 5S E33 EEEE2E£EEEEEE2EEEEEEEEErkerrred 182.1.2 Xây dựng vùng cau kiện áp dụng mô hình giàn 40.0 cece: 182.1.3 Các bộ phận cấu thành giản ảO - 5 S2 133 EEE1121E1E212121E2111x 11tr 202.1.4 Phương pháp xây dựng mô hình giàn ảo c5 55552222 232.1.5 Định hướng và tối ưu hóa mô hình giàn ảo 5-52 +xezvEs£+xerered 242.1.6 Tính toan nội lực các thanh trong mô hình giàn ảo - 252.2 LY THUYET CÔNG KHẢ DĨ VÀ CHUYEN VỊ CUA HỆ ĐÀN HÔI 292.2.1 Định nghĩa công khả dĩ - 2111222223111 11111152 1111155811111 8k 292.2.2 Nguyên lý công khả di áp dụng cho hệ đàn hồi (S.D.Poisson 1833) 312.2.3 Công kha dĩ của ngoại ÍỰC c1 1 222201111111 152 1111158811111 ng kg 322.2.4 Công khả dĩ của nội ÌỰC - 011111122011 111 111152 1111158811111 ngày 332.2.5 Công thức biểu diễn nguyên lý công kha dĩ của hệ đàn hôi 352.2.6 Công thức MắcXoen — Mo tính chuyển vị của hệ thanh (1874) 36

CÓ KHAC TAI GOL .ocecececcccscscscscsessecsececsesecsecsssevsesecsesstsassesesessessesevsesevsesenseeees 372 AMOT SO PHAN MEM TÍNH TOAN ceccccccsceseseccsesecsesececsesecsvsecevevsesevseeeee 372.4.1 Phần mềm FORCEPALD 5 SE 1 EEE12181111211111121111E11111 E11 x0 372.4.2 Phần mềm CAST 2 1S 1 EE21E15111121111211111211111101112111111 E11 x0 382.4.3 Phần mém ÌMaple 5: + 22s +E‡EEE*E*EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESEEEEEEEEEtkerrrei 38CHƯƠNG 3: UNG DỤNG LY THUYET TÍNH TOÁN DE XÁC ĐỊNH GOCNGHIENG VET NUT ĐẦU DAM BTCT CÓ KHÁC TẠI GÓI scs se se: 39

3.1 TRINH TỰ TÍNH TOÁN DE XÁC ĐỊNH GÓC NGHIÊNG THANH

3.1.1 Xác định vùng B và vùng D (hình 3.1) phần đầu dâm bê tông cốt thép cókhắc tại gỐi - k1 121111111111 12111101 11111111 E1 11111 ryg 393.1.2 Xác định trường ứng suất kéo, nén vùng D :-scxervEsrsxerered 393.1.3 Xây dựng mô hình giàn 40 - - - - 1 2 2211111112121 1 1111118811111 kg 403.1.4 Xác định chiều dai các thanh trong mô hình giàn ảo (L) - 403.1.5 Xác định nội lực các thanh trong mô hình giàn ảo (F) - 413.1.6 Xác định độ cứng các thanh trong mô hình giàn ảo (EA) Al3.1.7 Tinh chuyển vi của mô hình giàn ảo (A) ceeececccceceseseescseseeecseseseeseseeeees 423.1.8 Tính công khả dĩ của mô hình giàn ảo (EWD) và xác định góc nghiêngthanh chống Ô + + s11 3E EE1111111E1111111111111111101 1111101111101 xe 423.2 THONG SO ĐẦU VÀO DE TINH TOÁN DAM CÓ KHÁC TẠI GOI VASƠ ĐÔ TÍNH TOÁN 2 c s11 1 21111121151 1111101211110 Etrrrrerree 43

3.2.1 Các thông số đâu vào 1n 1 t1 EE11111121111111181 01111101 1 rrrrei 433.1.2 So đồ khối thé hiện quá trình tính toán - 5 +sccs2x+x‡E£EvEersxerered 433.3 CÁC BƯỚC TINH TOÁN TT TT Tnhh HH ne 45

3.3.1 Xác định vùng D đầm BTCT có khắc tại gối 2- cccccEsrsxerered 453.3.2 Xây dựng mô hình giàn ảo và lực ranh giới vùng D của cấu kiện 453.3.3 Xác định kích thước hình học các thanh trong hệ giàn ảo: 473.3.4 Xác định nội lực các thanh trong hệ giàn ảo - -<<++cc+5s5: 483.3.5 Xác định độ cứng của các thanh kéo — nén trong hệ giàn ảo (EA): 503.3.6 Tính chuyên vị của giàn ảO 5S St 3E E121 5122111111111 rrtei 533.3.7 Tính công khả dĩ của giàn ảo - 2c c1 2222222211112 1 11kg 543.3.8 Dao ham khả công di của giàn ao theo góc nghiêng Ô 553.3.9 Phương trình tính góc nghiêng thanh chống 0 oo eee ceeseeeeseseeeeeeeeeeees 62CHƯƠNG 4: SO SANH VỚI THỰC NGHIỆM -¿2222222c22xszxsrrrree 674.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THUC NGHIỆM -:-2¿©2cc2zzszxccrsce 674.1.1 Chương trình thí nghiệm c2 22222211111112232 111155511111 k2 674.1.2 Thiết kế và chi tiết của mẫu thí nghiệm - 52 +s+E+E£EvEeEEzxerered 674.1.3 Vật liệu thiẾt kẾ 5- 5222 222122112211211221121121111211121.1 re 694.1.4 Máy thí nghiệm, qui trình và kết quả thí nghiệm - - s¿ e55¿¿ 694.2 SO SÁNH GÓC NGHIÊNG VÉT NỨT TRONG TÍNH TOÁN VÀ THÍ

4.3 NHAN XÉT VE GÓC NGHIENG VET NUT ĐẦU DAM BTCT CO KHACTẠI GOI GIỮA LY THUYET VA THUC NGHIEM occcccccsececcssececceseseccesseseeees 73PHAN KET LUẬN VA HUONG PHÁT TRIEN oo cceccsosecesssssccesssecesesecescstecstetesveees 74TÀI LIEU THAM KHAO coon oceseseccscecesssssssesstessesusstvasesvsvessssesecstssasstvavacetesvaseteecereeee 75IJ5i0008 GA T7

COS pew ora race

ae) cane eet rites oe

= Mi pews »ad - là

ered _nn wee v> eet eed ped

eee font li el “=

nat Xe Tu ca = Cs crn

Sa jeux iw) on ies “2 ae

reg 2 nee crs athe 2 ceed

z2 7S “eke Con coi ca

c3 Nabi OS Fas! inant ete

: eon và ri ae) Cai wad?

gai Sea coer = lon

an Pare ora ae ret Nã

spn pe cơ vai 9v Mu `

& 4 bin : os ae gu lung NI

hờ HN cod coe] hd r2 đa

Bap wed hi eet geet sườn

4U _ ` geek ko area x.?

an — | orn’; pty seat

feet li, ˆ “ở aA” 12204 n da.

eae aves Em goad vu gu.

hee! fy Pd peo beet pod grin AY

ad /25 : r1 Me cu

` ‘eat act 4P” y2 Pa

rants Seat ded Su) frre ean Pe

not yew an Trai werd tee

oni ‘pions eed Ay ol tủ

o<xeh Lưng: + ene wees t3ona nt : Mead! enapam word perk on tpgeet Net Xổ `" a eeriepont” yeni * „S42 ey “?PAO tài CS Ne wrk

van raat Sentei P fS2 xi s px)KEM trentư“ „m4 Ta

aieM2024

ýk2

Tuy nhiên bê tông cốt thép cũng có một số nhược điểm sau:> Trọng lượng bản thân lớn, do đó khó làm được những kết câu có nhịp lớnbang bê tông cốt thép thường Dé khac phục, người ta dùng bê tông nhẹ, bê tôngcốt thép ứng lực trước và các loại kết câu nhẹ như kết câu vỏ mỏng

> Cách âm và khả năng cách nhiệt kém.

> Xuất hiện vết nứt trong quá trình khai thác, sử dụng dẫn đến giảm tuôi thovà nguy hiểm cho công trình

Đê phát huy tôt một câu kiện bê tông côt thép ta cân năm rõ được ưu điêmcũng nhược diém của chúng dé có thê thiệt kê một câu kiện dam bao khả năng chịulực cũng như có tính thâm mỹ cao

1.1.2 Vết nứt trong Bê tông cốt thépHiện tượng nứt bê tông trong thời gian gân đây xảy ra rộng khắp trong cáccông trình có kết câu bê tông, bê tông cốt thép như : sàn nhà, tường tang ham, đậpthủy điện, cầu cảng, dam cau Mặc dù đã áp dụng nhiều biện pháp như dùng phụ

gia, bảo dưỡng trong khi thi công nhưng vẫn khó tránh khỏi hiện tượng này Việc

xuất hiện vết nứt trong bê tong gây mat thâm mỹ, có thé mat khả năng chịu lực vàđặc biệt là gây tâm lý không an toàn cho người sử dụng.

.

` ey

` w ycó ' x "

vg yt Se Osore |

‘ise - 4te eS tae

1 2^© piey ⁄

oy 9 7 D Ẳ

` : “ ^ a | hii

Hình 1.2 Một số hình ảnh vết nứt câu kiện bê tông cốt thép

Nguồn gốc của các vết nứt trong bê tông có thể là [14]:> Do nguyên nhân co ngót trong quá trình đóng rắn làm xuất hiện những vếtnứt trong bê tông.

> Do các phản ứng hóa học gây ra dưới tác dụng của môi trường ăn mòn với

bê tông, những sản phân này kết tinh sẽ trương nở phá vỡ cấu trúc của bê tông Cốtthép bị gỉ cũng là cho bê tông bị nứt.

> Do sai sót trong quá trình khảo sát, thiết kế, thi công và quản lý khai tháccông trình.

aeord

xã :Nekia raneư 2mawedtaalxa a; pared ma : xe?

oBước 1: Xây dựng vùng B, vùng D.o Bước 2: Xây dựng giàn ảo và tính nội lực trong giàn.o Bước 3 và 4: Kiểm toán các thanh trong giản và nút trong giàn.o Bước 5: Bồ trí cốt thép.

rải đều 3,65T/m va tinh tải T/m Cốt thép nhóm AI va AIL Tính cốt thép trong vùnggối Việc tính toán nội lực các thanh trong giàn ảo của nhóm thực hiện chủ yếubăng phương pháp tách nút và cân băng lực Sau khi tính được nội lực các thanh từđó có cơ sở bố trí cốt thép của thanh chịu kéo cũng như các điều kiện bé rộng bêtông của thanh chống và bố trí cốt thép cho thanh chống.

o Bước 4: Mô hình giàn ảo.o Bước 5: Chiêu rộng thanh chống.o Bước 6: Tính cốt thép cần có ở các thanh giăng.o Bước 7: Bồ trí cốt thép cho thanh chống

Hình 1.6 Sơ đồ mô hình giàn ảo trong dé tai (1)

Đề tài Nghiên cứu áp dung mô hình chống giăng (sơ đồ hệ thanh) trongthiết kế đầu dầm bê tông cốt thép Super Tee — Nguyễn Hoàng Khương — 2012Đề tài đưa ra nhận xét việc so sánh kết quả giữa phương pháp tính toán theo STMcủa ví dụ đã chọn và cácthiết kế mẫu tương ứng cho thấy, lượng cốt thép đai bồ trínhư thiết kế mẫu là vừa đủ đếthoả mãn yêu cau chịu lực tại mọi trạng thái chịu lực.Việc nghiên cứu qui tắc ứng xử chịu lực của kết cầu dầm BTCT Super T tại nhữngvị trí đầm không liên tục, dé từ đó xây dựng mô hình chống giằng nhằm đơn giảnhóa việc tính toán ứng suât tại các vi trí này đã được nêu trong đê tài.

Ví du tính toán được lấy từ công trình Cầu Sông Cái nam trên Quốc Lộ 1.Cầu được bố trí gồm 7 nhịp giản đơn loại dầm Super T, L = 39,2m, h = 1,75m Mặtcắt ngang cầu B = 27m gồm 6 dam, kích thước đầu dầm thé hiện như bên dưới Bêtông dầm sử dụng là loại 40 MPa, thép thường có cường độ chảy fy = 420 Mpa [3].từ những phân tích đặc điểm chịu lực như đầu dầm chịu tác dụng của lực gối, ma sátvà kích thước hình học dé tai cho thay việc tính toán khu vực đầu dâm là hết sức

BY +5566 ry

Hinh 1.8 Két qua tính toán nội luc

Giáo trình Thiết kế kết cấu nhịp cầu dầm Super — T theo tiêu chuẩn22TCN 272-05 — GS.TS Nguyễn Viết Trung, ThS Nguyễn Trọng Nghia -2010trong chương Tính toán thiết kế chi tiết đầu dầm theo mô hình chống giằng, nhómtác giả đã nhận định rõ việc giải thích các kinh nghiệm câu tạo và tránh sai sót trongthiết kế đối với các vùng D đó là vùng có sự thay đối đột ngột về hình học (giánđoạn hình học) hoặc có lực tập trung (gián đoạn tĩnh học) thì có thé sử dụng mộtphương pháp hữu hiệu là phân tích kết câu theo mô hình hệ thanh (strut and tie) haycòn gọi là mô hình giàn ảo.

Trong giáo trình đưa ra ví dụ tính toán đầu dầm Super —T, bê tông dam loạiA: f¿=50Mpa, cốt thép có cường độ f, = 420Mpa Không xét cốt thép dự ứng lực vìmột số cáp không dính bám đâu dầm Giáo trình sử dụng phần mềm CAST để môhình vật liệu, khai báo kết câu và liên kết từ đó xuất ra kết quả về ứng suất cácthanh trong giàn và nút.

Hình 1.9 Câu tạo hình hoc của dam BTCT có khắc tại gối

Hình 1.10 Sơ đồ mô hình giản ảo trong dé tai (3)

Trong dé tai nghiên cứu Determination of inclination of strut and shearstrength using variable angle truss model for shear — critical RC beam - BingLi, Cao Thanh Ngoc Tran — 2012 Nhóm tác giả đưa ra van dé xác độ nghiêng củathanh chống trong mô hình giàn ảo được xây dựng cho dầm bê tông cốt thép khibiết được các thông số về chiều cao, bề rộng, mô đun đàn hôi của bê tông, mô đunđàn hôi của cốt thép, sơ đồ bố trí cốt thép đai, cốt thép doc chủ Việc xác định gócnghiêng thanh chống thông qua việc giải phương trình tìm góc nghiêng để giá trịcông kha di đạt giá trị nhỏ nhất.

oPCompression chord | | Transverse ties

Concrete strut Tension chord

Concrete compression zone

A» Z

Hình 1.11 Mô hình tính toán trong dé tai

-17-yyaaa# ratraed indi

Ce #¬š

Vùng B có thé tim thấy được trong các bản va trong các dầm có chiều cao khôngđối (hoặc thay đối dan) trên chiều dài kết cấu và chịu tải trọng phân bố đều [4].Trong vùng B giả thiết tiết diện phẳng hay còn gọi là giả thiết Bernoulli còn đúng,nghĩa là mặt phăng của tiết diện vẫn phắng sau biến dạng [5].

> Vùng D (được viết tắt từ tiếng Anh là “Discontinuity” hay “Disturbance”):Tại vùng D xảy ra sự phân bồ biến dang phi tuyến hay có thé gọi là nhiễu loạn ứngsuất Các phương pháp thông thường không thể áp dụng cho vùng này Vùng nàykhông liên tục về hình học hoặc về tĩnh học.Sự không liên tục về mặt hình học cóthể tìm thấy ở nơi cắt khắc, góc khung, chỗ uốn và lỗ khoét Sự không liên tục vềtĩnh học như nơi có lực tập trung, chỗ có phản lực gối và vị trí neo trong bê tông dựứng lực [4].

> Theo tiêu chuẩn ASSHTO [17] và ACI [18] thì vùng D là một phan của kếtcầu có chiêu dài băng chiều cao của cau kiện h hay chiều rộng b,, tính từ điểm đặtlực hay vị trí không liên tục về mặt tĩnh học, chiều dài tính toán khi thiết kế theophương pháp mô hình giàn ảo sẽ được chọn là giá trị lớn hơn trong hai giá trị bềrộng hay chiều cao của tiết diện [5]

a "

' < Mộ

+>

Ls, 1 Le Section 1-1 Section 22 2L[||1II1IIIIIIIHIILHILHIHII: Ô bóc co con D20 002 0Q)2004 05000020020 Dạ) {IIIIIIHIIH

(a) Geometric discontinuities (b) Loading and geometric discontinuities

Hình 2.2 Một số mô hình xác định vùng D của cấu kiện2.1.3 Các bộ phận cấu thành giàn ảo

2.1.3.1 Thanh chống (Struts)

Thanh chống là cấu kiện chịu nén trong mô hình giàn ảo, thé hiện trườngứng suất 2D (hay 3D) của bê tông là ứng suất chịu nén chính nằm dọc theo đườngtim của thanh chống, Schlaich và cộng sự đã đề nghị 3 kiểu trường nén cho mô hìnhgiàn ảo Ba trường hợp này là hình quạt (Fan), cô chai (Bottle), hình trụ (Prism)được mô tả như sau [6].

Hình 2.3 Thanh chống hình hình trụ (Prism), cô chai (Bottle), quạt (Fan).Việc trải rộng các lực nén này sẽ làm tăng lực kéo ngang và là nguyên nhânlàm cho thanh chịu nén bị nứt theo chiều dọc Nếu thanh nén không có cốt thépngang, nó có thé bị hư hỏng ngay khi hình thành vết nứt, còn nếu bồ trí đủ cốt thépngang thì thanh chịu nén ảo sẽ bi phá hủy do nén vo[4].

Hình 2.4 Nứt theo chiều dọc của thanh chịu nén hình cô chai2.1.3.2 Thanh giằng (Tie)

Thanh giăng là câu kiện chịu kéo của mô hình giàn ảo Các thanh giăng théhiện cốt thép thường, nhưng chúng cũng có thé thé hiện cốt thép dự ứng lực Trụccốt thép trong thanh giăng phải trùng với trục thanh giăng đó Khi xây dựng môhình giàn ảo cần lưu ý góc giữa thanh giăng và thanh chống bat kỳ phải thoa mãnyêu cau 0>25°.Cac thanh giăng được phép băng qua các thanh chống, trong khi cácthanh chống chỉ được chồng chéo nhau tại nút Việc neo giăng của các thanh chịukéo phải được xem xét kỹ và thỏa đáng dé thanh giăng mới phát huy tác dụng [6].2.1.3.3 Nut (Node)

Các thanh trong mô hình giản ảo được nối với nhau bằng các vùng nút, tạimột vị trí nút thì ít nhất 3 thanh nối lại với nhau và các lực trong các thanh phải cânbang tĩnh học, có nghĩa là YFx = 0, YFy = 0 và YM=0 Vùng nút là khái niệm đượcdùng để kiểm tra ứng suất trên các mặt của nút để xem xét bê rộng các thanh chống,thanh giăng để kiểm toán thiết kế các bộ phận trong giản [4]

Hình 2.7 Góc nghiêng trong mô hình giàn ao

> Theo tiêu chuân Mỹ (ACI 2002): 25<0< 65°2.1.4 Phương pháp xây dựng mô hình giàn ảo

Để lựa chọn được mô hình giàn ảo phản ánh gần đúng nhất với khả năngchịu tải của kết cấu, cần phải có kinh nghiệm trong công tác thiết kế hay kinhnghiệm thực tế để mô hình đưa ra là khả dĩ Để giảm bớt những mô hình khôngthích hợp với khả năng chịu lực của kết cầu, cần một số phương pháp dé xác định,ba phương pháp có thê sử dụng là:

> Phương pháp dòng lực;

> Phương pháp dựa trên bức tranh ứng suất;

> Phương pháp dựa trên các mô hình giàn ảo mẫu

Hiểu rõ về sự phân bố ứng suất từ phân tích đàn hồi tuyến tinh là điều rất quantrong dé việc xây dựng mô hình giàn ao hợp ly[5]

H111

Hình 2.8 Xây dưng mô hình giàn ảo theo phương pháp dòng lực

Hình 2.9 Xây dưng mô hình giàn ảo dựa trên bức tranh ứng suất

2.1.5 Định hướng và tối ưu hóa mô hình giàn ảo

Trong định hướng các mô hình cho thiết kế, cần lưu ý một số nội dung sau:Cách bé trí cốt thép cần đảm bảo yêu câu thực tế về tính đơn giản trong câutạo, đó là sử dụng các thanh thang với số chỗ uốn là ít nhất, bố trí cốt thép trực giaoSong song với các cạnh của câu kiện khi có thé.Cach bố trí cốt thép cần được thiếtkế một cách hợp lý để thỏa mãn mọi trường hợp tải trọng có thể xảy ra

Mô hình cách thanh chịu kéo ít nhất và ngắn nhất sẽ là mô hình tốt nhất.trong trường hợp nghỉ ngờ, tích số chiều dài thanh kéo 1; và nội lực kéo T; có théđược sử dụng làm tiêu chuẩn cho tối ưu hóa một mô hình: »-T;.L; là nhỏ nhất Biểuthức trên phù hợp với nguyên lý năng lượng biến dạng nhỏ nhất cho ứng xử đàn

-25-eel“ngoe)barata4ab pnneeeteesLưới weda

‘ea?

ea!

atta

ee

Aps: Diện tích cốt thép dự ứng lực.f,: Cường độ chảy của thép dọc thường.foo: Ứng suất trong thép dự ứng lực do tao dự ứng lực, đã xét mat mátdự ứng lực.

2.1.6.2 Thiết kế thanh chong chịu nén

Kích thước của thanh nén trong giàn được xác định trên cơ sở sự phù hợp vềcầu tạo hình học với vùng nút mà thanh nén đó đi đến và yêu câu chịu lực, nghĩa làkích thước một thanh nén được coi là thõa mãn nếu thanh đó hội tụ đủ 2 yếu tố [4]:

> Co du kha nang chiu luc.

> Có cầu tao phù hợp với các bộ phận khác trong giàn tiếp giáp với nó, cụ thélà vùng nút.

Nếu thanh thép có bố trí song song với trục thanh và được câu tạo để chịunén tới giới hạn chảy thì sức kháng danh định của thanh nén được xác định như làtong sức kháng của bê tông va sức kháng cốt thép [7]

Pn — fouAcsthyAssTrong đó:

fox ứng suất nén tới hạn của bê tông.Acs Tiết diện của thanh nén

fy: Gidi han chảy của thép.

Ags: Diện tích cốt thép trong thanh chống

ở đây :

œ,: Géc nhỏ nhất giữa thanh chịu nén và thanh chịu kéo liền kề (độ)

e,: Biến dạng kéo trong bê tông theo hướng của giằng chịu kéo (mm/mm)f;: Cường độ chịu nén quy định (MPa).

Diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu của thanh chịu nén.

Giá trị A,, phải được xác định với sự xem xét ca 2 kha năng là diện tích bê

tông và điều kiện ở đầu thanh chống, khi đầu thanh chống được neo bằng cốt thépthì phạm vi bê tông hữu hiệu có thể mở rộng thêm một khoảng bằng 6 lần đường

~ on eae nat Lời

Đi H i” % Z Gene ria- ad | ` ` 03

oni yd Naz

Hệ số n, cho các dang nút CCC, CCT va CTT là khác nhau Các dang nútCCT va CTT có hệ số n, nhỏ hơn nút dang CCC do ảnh hưởng làm giảm yếu củaứng suất kéo gây ra bởi sự dính bám của bê tông và cốt thép chịu kéo.

Nếu vùng neo các thanh kéo theo nhiều hướng thì n, sẽ nhỏ hơn trường hợpneo thanh kéo theo một hướng vì lý do này, cường độ chịu nén của các vùng nútđược quy định như sau:

> Đối với vùng nút bao quanh bởi thanh chịu nén và mặt gối, nút CCC:0,850f ¢.

> Đối với vùng neo thanh kéo một hướng, nút CCT: 0,750f «.> Đối với vung neo thanh kéo chịu nhiều hướng nút CTT: 0,650f 2.2 LY THUYET CONG KHA Di VA CHUYEN VI CUA HE DAN HOI2.2.1 Dinh nghia cong kha di

Công kha di là công sinh ra bởi các lực trên những chuyên vị va biến dangvô cùng bé do một nguyên nhân bat kỳ nào đó gây ra [12]

Đề phân biệt sự khác nhau giữa công thực và công khả dĩ ta xét ví dụ sau: