Mô phỏng liên kết bằngphương pháp số và so sánh kết quả phân tích với kết quả thực nghiệm nhăm xây dựngmột mô hình số có thé dự đoán tin cậy ứng xử chịu chọc thủng của liên kết giữa cột
Trang 1ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
LÊ MINH HOÀNG
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỊU CHỌC THỦNG CỦALIEN KET GIỮA COT THÉP NHỎI BE TONG VA
SAN PHANG BE TONG COT THEP
Chuyên ngành: Xây dung công trình dan dung va công nghiệp
Mã số: 60-58-20
TP Hồ Chi Minh, tháng 08 năm 2015
Trang 2CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA —DHQG —HCMCán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGO HỮU CƯỜNG
TS HỎ HỮU CHỈNHCán bộ cham nhận xét 1 :TS Hồ Đức Duy 2s SESEEE2E£EeEtrkekekerrred
Cán bộ châm nhận xét 2 :TS Trần Cao Thanh re
Luận văn thạc si được bao vệ tại Trường Đại học Bach Khoa, DHQG Tp HCM,ngày 31 tháng 08 năm 2015.
Thành phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ họ, tên, học ham, học vi của Hội đông châm bảo vệ luận văn thạc sĩ)1 PGS.TS Bùi Công Thành - Chủ tịch hội đồng
2 PGS.TS Chu Quốc Thắng - Ủy viên3 TS Hồ Đức Duy - Thư ký (Phản biện 1)4 TS Trần Cao Thanh Ngọc - Ủy viên (Phản biện 2)5 TS Lê Trung Kiên - Ủy Viên
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng Khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).
CHỦ TỊCH HỘI DONG TRUONG KHOA KY THUẬT XÂY DUNG
Trang 3ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: LE MINH HOÀNG MSHV: 12214051Ngày, tháng, năm sinh: 08/05/1985 Nơi sinh: Đồng NaiChuyên ngành: Xây dựng công trình DD&CN Mã số : 60-58-20I TÊN ĐÈ TÀI: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỊU CHỌC THỦNG CỦA LIÊN
KET GIỮA COT THÉP NHOI BE TONG VÀ SÀN PHANG BE TONG COTTHEP
II NHIEM VU VA NOI DUNG:Đề xuất liên kết giữa cột ông thép nhỏi bê tông và sàn phăng bê tông cốt thép, tiến hànhnghiên cứu thực nghiệm va so sánh kết quả đạt được với liên kết cột - sàn phắng bê tôngcốt thép đôi chứng dé đánh giá sự hiệu qua của liên kết đề xuất Mô phỏng liên kết bằngphương pháp số và so sánh kết quả phân tích với kết quả thực nghiệm nhăm xây dựngmột mô hình số có thé dự đoán tin cậy ứng xử chịu chọc thủng của liên kết giữa cột thépnhôi bê tông va sàn phăng BTCT
Ill NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Tháng 01 năm 2015IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: Tháng 06 năm 2015
v CAN BỘ HƯỚNG DAN 1: PGS.TS NGÔ HỮU CƯỜNG
CAN BỘ HƯỚNG DAN 2: TS HO HỮU CHINH
Tp HCM, ngay thang năm 20
CAN BO CAN BO CN HOI DONG NGANHHUONG DAN 1 HUONG DAN 2 DAO TAO
(Ho tên va chữ ky) (Ho tén va chit ky) (Họ tên va chữ ky)
PGS.TS NGÔ HỮU CƯỜNG TS HÒ HỮU CHỈNH
TRƯỞNG KHOA(Họ tên và chữ ký)
Trang 4LOI CÁM ONĐầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn thay PGS.TS Ngô Hữu Cường, người đã tận tìnhdiu dat chỉ bảo tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học BáchKhoa TPHCM Lòng tận tình, tâm huyết của thay cho tôi hình ảnh một người thay đángkính trong sự nghiệp giáo dục Tôi cũng xin chân thành cảm ơn thay TS Hồ Hữu Chỉnh,TS Nguyễn Minh Long đã cùng thầy Cường tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận vănnày.
Tôi cũng xin tỏ lòng biết ơn đến tất cả các thầy cô đã từng tham gia giảng dạy lớp caohọc ngành Xây dựng dân dụng và Công nghiệp khoá 2012 Các Thầy Cô đã trang bị chotôi những kiến thức quý báu, đã từng bước hướng dẫn tôi đi vào con đường nghiên cứukhoa học .
Với tat cả lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi đến Bồ, Mẹ, Vợ tôi, những người luôn chămsóc, lo lăng và luôn tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập Hy vọng luậnvan này sẽ là món qua ý nghĩa dành tặng cho những người tôi thương yêu nhất
Lê Minh Hoàng
Trang 5LỜI CAM ĐOANTôi tên là Lê Minh Hoàng, học viên cao học chuyên ngành Xây dựng Công trình Dândụng va Công nghiệp, khóa 2012 trường Dai Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh.Tôi xin cam đoan rằng đây là luận văn do chính tôi tự thực hiện Các số liệu trong luậnvăn nay hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bó, sử dụng dé bảo vệ một họcvị nao Các thông tin, tài liệu trích dẫn có trong luận văn nay đã được ghi rõ nguồn gốc.Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về kêt quả nghiên cứu trong luận văn cua minh.
Học viên
LÊ MINH HOÀNG
Trang 6TOM TAT LUẬN VĂNLuận văn nay dé xuất một chi tiết liên kết giữa cột Ống thép nhỏi bê tông (CFT) vả sanphăng BTCT có cau tạo đơn giản, hiệu qua và phù hợp với điều kiện thi công ở ViệtNam Thông qua các tính toán và mô phỏng sơ bộ, các kích thước của liên kết sẽ đượcdé xuất va khả năng chịu lực chọc thủng của liên kết sẽ được khảo sát thông qua nghiêncứu thực nghiệm Sau đó liên kết cột CFT- sàn phang cũng được mô phỏng bang phanmém phan tử hữu hạn 3 chiều ABAQUS để so sánh kiểm chứng với kết quả thực nghiệm.Qua việc so sánh kết quả mô phỏng số và kết quả từ phân tích thực nghiệm Việc xâydựng một mô hình số cho phép dự đoán khả năng chịu lực của liên kết phù hợp với kếtquả thực nghiệm là một điều cần thiết dé có được kết qua tin cậy trong việc ap dụng choviệc thiết kế loại liên kết này trong thực tiễn mà không cần thực hiện các thí nghiệm tốnkém và mat thời gian.
Trang 7THESIS ABSTRACTThis thesis propose a new connection between concrete filled steel tube column (CFT)and flat reinforced concrete slab This connection has simple structure, Efficient andcoincidence with construction’s method in Viet Nam Through simulation andpreliminary calculations, the size of the connection will be proposed and puching shearbearing Capacity of this connecion will be investigated through experiment research.Then connection of CFT- Flat slab is simulated by using finite element methodABAQUS software to compare with result of experimental.
From Comparing simulation results with experimental results The development anumerical model predicting the punching shear bearing capacity of this type connectioncoincidence with experimental results is necessary for applying to design this typeconnection without experiment.
Trang 8MỤC LỤC1 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU -5-55:22222222211221121112211211211211121112111211211121 1e |
1.1 Cột ống thép nhỏi bê tong (Concrete Filled steel Tube — CFT) -¿¿-222 2 zsczsztz |1.2 San phẳng bê tông cốt thép -:-222221111122122111 112212 E t2 regreerrae |1.3 Liên kết giữa cột CFT va sàn phăng BTCT 2222222c222221111111221221EE 1.2.2 re 21.4 Mục tiêu nghiÊn CỨU 5: S222 2221 1212352522211111112121222121211111111111111111110181 2 tre 21.5 Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học của đề tải :2 2222221111112 xcererrre 31.6 Các chương của luận văn - - cesses S3 292121 2121212152222111111121111111111111111112 11tr 32 CHƯƠNG 2: TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CỨU 5 2E2EE2E22E222x2 52.1 Sự hình thành tháp chọc thủng 22 S2222212121212121 2112112121111 re 52.2 Các phương pháp gia tăng khả năng kháng chọc thủng của liên kết cột — san phẳngBÏTCCT: 22:25 2121211211121 112121111211 1152 1111211211111 01 Errg 62.2.1 Gia tăng hàm lượng cốt thép chịu kéo cho liên KẾ 5 cs x+xcE£EvEeErxerered 62.2.2 Tăng cường độ bê tông quanh vùng tháp chọc thủng - ¿+ 552252 62.2.3 Gia tăng diện tích vùng chịu lực đầu cột ST TH Tn H1 T1 Hn TS H TH Hư 72.2.4 Gia tang cét thép chịu cắt tại vị trí liên kết + a S s cac S3 111153111111 15x tre rxg 72.2.5 Gia cường hệ cốt cứng chịu cắt (shear head) tại liên kết TT HH re re 82.3 Các phương pháp làm gia tăng khả năng kháng choc thủng của liên kết cột CFT vàsản Phang BTCT -:22222111111221211111122122TEE 22T n2 21 acc guưyc 112.3.1 Liên kết của Hiroki Satoh va Kazushi Shimazak (2004) ccccccccesescssseseseeeeeseeee 122.4 Liên kết của Pinyu-Yan (20D D) eecccccccceccsssssssssessssssssssessssssssesvesssssssssveessssssssensusssssssevstesssssseenees 142.4.1 Liên kết của Y Su, Y Tian (2014) cccccccscsecesesesesecevsvsvsnseseseecececsvsvevsvsnsesesneeeens 182.5 Các tiêu chuẩn thiết kế chọc thủng -: 222222 t1222221111 11221221 t2 re 20Chu vi tháp chọc thủng Ú 2G 1 0111112222211 111 1115111111180 1 1111111 111kg vn kg 212.6 Kết luận 22222222c 22122221111 t2 1t H222 n2 21g 243 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM - - + 1 E212 212121212121 11 te 253.1 Thiết lập khung gia tải -5s 222111111222271Et 1.2227 t2 grrrrrrreeeree 26
3.2 Vật liệu bê tông của 3 mẫu thí nghiệm S-C-V, S-C-M-V, S-04-M-V 27
Trang 93.3 Vật liệu thép sử dụng cho 3 mẫu thí nghiệm C-V, C-M-V và mẫu thí nghiệm
S-00 1 28
3.4 Nghiên cứu thực nghiệm mẫu S-C-V và S-C-M-V 2221 12121 11 re 29
3.4.1 Sơ dé lắp đặt strain gauge đo biến dạng cốt thép, biến dạng bê tông và chuyển vitrên san của thí nghiệm mâu S-C-V và S-C-MM-V, 01111222 11111 vn vn 31
3.4.2 Quá trình đúc mẫu thí nghiệm S-C-V và S-C-M-V .c 2tr greg 33
3.4.3 Dung CU dO vn he II ii 333.4.4 Vận chuyền mẫu lên khung và bố trí thiết bị đo đạc 5-52 ccccsEsrxcrerered 343.4.5 Qua trimh 218 n8 -.adaadaa _aa ¬ảằảằ 353.4.6 Kết quả thí nghiệm mẫu S-C-V ¿-¿- T111 1 1511111111111111111011111101E1E1EEnrkg 363.4.7 Kết quả thí nghiệm mẫu S-C-ÌM-V s5: tt E11 EEEE111112171111111 11x11 rtk 383.4.8 Nhận xét kết quả thí nghiệm mẫu S-C-V và S-C-M-V -c.ccctctcrerrrkerrred Al
3.5 Nghiên cứu thực nghiệm mẫu S-04-ÌM-V 222¿+22221112212111121211-12.2 1.1 ae 41
3.5.1 Vật liệu thép cột tròn đường kính 400 mm và thép sườn han theo chu vi cột trondày 8mm trong mâu S-04-M-V c2 111122 111111118 111111111901 111g 111kg kg 433.5.2 Cau tạo mau thí nghiệm S-04-M-V : tt tE E11 EEEE111111171111111 11111 tk 443.5.3 Sơ dé lắp dat strain gauge đo biến dạng cốt thép, biến dạng bê tông và chuyển vịtrên sàn của thí nghiệm S-04-ÌM-V 000002120 111111110 1111111201111 11g vn khe 46
3.5.4 Quá trình đúc mẫu thí nghiệm - cece cece cs EE111E1E11111211111211111111111 21x 1e 6 47
3.5.5 Qua 0y 0n 0n “i4 aÀỐ a 483.5.6 Kết quả thí nghiệm mẫu S-04-ÌM-V - 5: St t1 EEE11E1E1111111111111111 E111 Etrrkg 493.5.7 Nhận xét kết quả thí nghiệm mẫu S-04-ÌM-V - -c+S221 121 1121212127111 Errkg 514 CHƯƠNG 4: MO PHONG LIEN KET :-55:222222222221222112211222121112111 221.2 cree 534.1 Phương pháp phân tử hữu hạn 2222S22222222211111122222211< 1.2222 1E reerree 534.2 Tổng quan về phan mềm phan tử hữu hạn 3 chiều ABAQUS -ccccccccce2 544.3 Mô phỏng vat liệu bê tông trong ABAQUS ooo cece neces esescscstensesesescetecsteneeneed 624.3.1 Ứng xử của bê tông chịu N6N oo cccccesccscsescsesecsvsesecsvsveevsesesevsesessnsesevssecsvsecevees 634.3.2 Ung xử của bê tông chịu KéoO -.-. - S123 E121 E5E121E111111115111112111111EE1t1EEtrri 65
Trang 104.3.3 Sự phá hoại của bê tông theo mô hình dẻo Concrete Damaged Plasticity (CDP)079/19572057210105S121 5 at ốằ 664.3.4 Định nghĩa bề mặt chảy dẻo trong (CDP) ccccccscscscsesssesesessesesesesessvstsesesevseeeees 69
4.3.5 Thuật toán giải phi tuyến băng phương pháp điều khiển chuyên vị 69
4.4 Mô phỏng thí nghiệm Li (2000) 2 22 522221212121112121111112121111111111111122e re 724.4.1 Goi thiệu về thí nghiệm Li (2000) - - ¿2s SEEEE1121E11111121E1E111121E111111111 1E rtxA 724.4.2 Mô phỏng thí nghiệm Li (2000) băng phương pháp sỐ - + s+s+x+zs£s+xz2 734.4.3 Ứng xử của vật liệu bê tông của thí nghiệm Li(2000) -7¿ 2+ccEsEzEerserrred 734.4.4 Điều kiện biên mô phỏng - 22+ s SEE E11 EEEEEE1151E71111111E1E111111111111111 E1 744.4.5 So sánh kết quả mô phỏng với kết quả thực nghiệm - 2 s+ccs+E+E+zvzxzxz2 754.4.6 Sự hình thành và phát trién vét nỨt - - 5: S113 EEEEE1E2EEEEEEE 11111111511 teA 754.4.7 Ứng xử của phan tử bê tông nằm trên cạnh tháp chọc thủng -s- 552 764.5 Mô phỏng thí nghiệm của Pinyu — Yan (2011) 5:5: 5:22 22222E2E2E22221212121212E2E 22x 784.5.1 Giới thiệu về thí nghiệm Pinyu — Yan (2011) ¿2 s+kcx‡E‡EkcEEEEEErkskererreea 784.5.2 Mô phỏng thí nghiệm Pinyu — Yan (2011) bằng phương pháp số 80
4.5.3 Ung xử của vat liệu bê tông trong thí nghiệm của Pinyu — Yan (2011) 81
4.5.4 Mô phỏng điều kiện biên ooo eeccecccceeeseccsescsesecscsesesececstsseecevevsesesevsvsvsesvevevseeeeess 834.5.5 So sánh kết quả mô phỏng với kết quả thực nghiệm 2© +c£2+E+x+Evzxzxz2 844.5.6 Sự hình thành và phat trién vét nt ccc ceccecceseeeeessseseseseceesesesesstsestsesevevseeeees 854.6 Mô Phong thí nghiệm S-C-V, S-C-M-V 22.121 121212121211112212218 8E rrre 864.6.1 Tổng quát mô phỏng thí nghiệm S-C-V và S-C-M băng phương pháp số 87
4.6.2 Điều kiên biên mô Phong ccecccccscseseseceescsesecsesesessecetssecevevsesesevsvsvstsesevevsneesees 884.6.3 So sánh kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm mẫu S-C-V -: 90
4.6.4 Sự phát triển vết nứt và hình thành tháp chọc thủng mẫu S-C-V -: 91
4.6.5 So sánh kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm mẫu S-C-M-V 93
4.6.6 Sự phát triển vết nứt và hình thành tháp chọc thủng mẫu S-C-M-V 964.6.7 So sánh kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm mẫu S-C-V và mẫu S-C-M-V 974.6.8 So sánh giá trị chọc thủng cực han của thí nghiệm S-C -V với giá tri tính toán theocác tiêu chuẩn thiết kế hiện hành + 2 6x EE1E2E£EEEEEEEEEEEEEEEEESEEEEEEEESEEEEEEEEEkrkerrred 99
Trang 114.6.9 Ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép chịu kéo đến khả năng kháng chọc thủng của00009 15902) 1 994.7 Mô Phỏng thí nghiệm Š-04-M-V cs 1 2212212212111112111211121111212111222 re 101Ung xử của mẫu bê tông S-04-M-V trong mô phỏng bằng phương pháp số 1014.7.1 Tổng quát mô phỏng thí nghiệm S-04-M-V băng phương pháp số 1014.7.2 Điều kiện biên mô Phong ce ceccccccccscsesecseseeesevsvesssececsvsesecsvsvsessevsvsesesevevsvsesesees 1034.7.3 So sánh kết quả mô phỏng và kết quả thí nghiệm mẫu S-04-M-V 1034.7.4 Sự phát triển vết nứt và hình thành tháp chọc thủng mẫu S-04-M-V 1064.7.5 So sánh kết quả mẫu S-04-M-V với mẫu S-C-V và S-C-M-V cccccscee: 1084.8 Kết luận s: 2222111122211 122221 T121 tt t2 reo 1095 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHAT TRIỂN 5c s22 1105.1 Kết Wat ccc cccccccceccssssssevesscsssseesscssssveessssssuesesssssesesssssevessssssivssssasisesssnsssesssestsseessssisessssniveesesssee 1105.2 Hướng phat triển của luận VAM eee cecccsssssesessssssssssvessssssssseesesssssssstesssssssssseessesssssenesseese 1116 TÀI LIEU THAM KHAO nooo ceccccececsssssssssessesesesussesssvesssvsvesasssvasstvssatstssvatssevivessvaseteseasees 112
Trang 12DANH MỤC HÌNH ANHHình 2.1: Sự hình thành tháp choc thủng c2 2222221111112 111115511 xkrred 5Hình 2.2: Gia tăng vùng diện tích chịu lực đầu cột AT HT TT H1 SE Hee 7Hình 2.3: Sử dụng cốt thép chịu cắt cho liên kết - 2-1 SE 1 E21EEE1111E111 1 te 8Hình 2.4: Hệ cốt cứng chịu Ct occ ccc ceccccsesecesecscscececscsvsesecscsvsesevevevssevevevsesesevevseesees 8Hình 2.5: Chu vi tháp chọc thủng hình thành từ mép cột 225<++‡+++52 9Hình 2.6: Chu vi tháp chọc thủng hình thành từ mép của hệ thông “shearhead” 9Hình 2.7: Hệ chót chịu cat (hfíp://www.maxffank.co.uK) -¿- -sccscxcxcxcrersskexee 10Hình 2.8: Hệ băng kháng cắt - - 5+ 1 1 1E EE11111E111111111111111 1111111101 11tr 10Hình 2.9: Hệ liên kết chịu cắt “NULL”, Subedi va Belin (2003) -cs-scc 11Hình 2.10: Hình dang phá hoại của liên kết “NULL” khi bi choc thủng IIHình 2.11: Liên kết của Hiroki Satoh và Kazushi Shimazak (2004) - 12Hình 2.12: Nghiên cứu thực nghiệm liên kết của Hiroki Satoh và Kazushi Shimazak
Hình 2.13: Chi tiết liên kết loại 1 của PinYu — Yan ¿©22 s+2cx2zrsrxrrxrsrrrsrreg 15Hình 2.14: Mẫu thí nghiệm liên kết loại 1 oi ccececececcecceecceseecssescsesecsssseevsassvsveseseeeeee 15Hình 2.15: Liên kết 2 của PinYu — Yan - 2-52: 22+2222221 2212212212712 rcee 16Hình 2.16:Mau thí nghiệm của liên kết loại 2 52 SE E1 EEEE21E1E1 2111 xe l6Hình 2.17: Thí nghiệm xác định lực chọc thủng cực hạn của Pinyu — Yan 17Hình 2.18: Hình dạng tháp chọc thủng của liên kết 2 - 5+ SE ‡EEEexerxek 17Hình 2.19: Liên kết của Y Su, Y Tian (2014) -.-¿-:cccsctctcv xxx E1 trererrrrree 18Hình 2.20: Cau tạo mẫu thí nghiệm của Y Su, Y Tian (2014) - -sccscssxcxee 18Hình 2.21: Thiết lập thí nghiệm của Y Su, Y Tian (2014) - 5-2-2 19Hình 2.22: Quan hệ Lực — chuyển vị dau cột của mẫu SP1 - ¿2 +xcxezzxzxee 19Hình 2.23: Quan hệ “lực — chuyển vị đầu cột” + s+Ssct t3 1111111111511 cxe 20Hình 2.24: Chiều cao làm việc của sàn 5: 2222 22 2 2212212712221 crke 21Hình 2.25: Chu vi tháp chọc thủng theo các tiêu chuẩn - 2s: 2+2 21Hình 3.1: Thiết lập khung gia tải thi nghiệm choc thủng 5c c2 27Hình 3.2: Thiết lập khung gia tải chịu tải trọng ngang 5S sc eeeeeeeeeeeee 27Hình 3.3: Quan hệ ứng suất — biến dạng của cốt thép sàn 014 ccecscxcccc 29
Hình 3.4: Thép lớp dưới mẫu thí nghiệm (S-C-V) va mẫu (S-C-M-V) 29Hình 3.5: Thép lớp trên mẫu thí nghiệm (S-C-V) và mẫu (S-C-M-V) - 30
Hình 3.6: Mặt cắt mẫu thí nghiệm (S-C-V) và (S-C-M-V) ccccccccsesesesessesesesseseeeseeeen 30Hình 3.7: Sơ đồ vị trí đo biến dạng cốt thép mẫu thí nghiệm (S-C-V) và (S-C-M-V)31Hình 3.8: Sơ đô vị trí đo biến dạng bê tông mẫu thí nghiệm (S-C-V) và (S-C-M-V) 32
Trang 13Hình 3.9: So đô vị trí đo chuyển vi mẫu thí nghiệm (S-C-V) và (S-C-M-V) 32Hình 3.10: Lap đặt ván khuôn và cốt thép cho mẫu (S-C-V) và (S-C-M-V) 33Hình 3.11: Đồ bê tông mẫu (S-C-V) và (S-C-M-V) ác nêu 33Hình 3.12: Lap đặt mẫu thí (S-C-V) và (S-C-M-V) vào khung thí nghiệm 34Hình 3.13: Lap đặt thiết bị đo biến dang và ChUYEN vị -¿- cczcx+xzxcreEszxcxee 34Hình 3.14: Lap đặt thiết bị chuyền vị kế và kích thủy lực - scs+xzzszxce 35Hình 3.15: Ứng xử của kết cấu theo mức độ chuyển 1 36Hình 3.16: Đường quan hệ “Lực — Chuyển vị” mẫu (S-C-V) ccccccccerrxec 36Hình 3.17: Đường quan hệ “Lực — biến dạng cốt thép S1, S2” mẫu (S-C-V) 37Hình 3.18: Đường quan hệ “Lực — biến dạng cốt thép S3,4,5,6” mẫu (S-C-V) 37Hình 3.19: Đường quan hệ “Lực — Biến dạng” của bê tông (S-C-V) -ss 37Hình 3.20: Chu vi tháp chọc thủng trong thí nghiệm (SŠ-C-V) c c5 cccc<sss2 38Hình 3.21: Quan hệ “lực — chuyển vị đỉnh CỘẨ” - LL kc SH HH ST nhé 38Hình 3.22: Đường quan hệ “Lực — Chuyển vị” mẫu (S-C-V) -c cv 39Hình 3.23: Đường quan hệ “Lực — bién dạng cốt thép S5, S6” mẫu (S-C-M-V) 39Hình 3.24: Đường quan hệ “Lực — Biến dạng” của bê tông mẫu (S-C-M-V) 39Hình 3.25: Hình dạng liên kết sau giai đoạn gia tải ngang đầu cột - 40
Hình 3.26: Chu vi tháp choc thủng mẫu thí nghiệm (S-C-M-V) - s5 40
Hình 3.27: Chi tiết neo cốt thép chịu kéo sản thông qua thanh chốt ngang 42Hình 3.28: Chỉ tiết liên kết mới được để xuất :-55:25222xt22x222EEErrrrree 42Hình 3.29: Chỉ tiết liên kết sườn — cột CFTT - 2-5522 22+22x2221221122112212E1,.Ectee 43Hình 3.30: Quan hệ “ứng suất — biến dạng” của thép cột D400 ccccxcscc 43Hình 3.31: Quan hệ “ứng suất — bién dạng” của thép sườn dày 8mm 43Hình 3.32: Mặt băng bồ trí thép $14 lớp dưới sản - ¿5-5 + s+E2E£ESEE+EzEEEeEskrxee 44Hình 3.33: Mặt băng bồ trí thép $14 lớp trên sàn 5-5 2 2+E2E£EEE+EzEEEeEzkrree 45Hình 3.34: Mặt cắt A-A :- 2221221 2212211221211211121121121112112221 2e 45Hình 3.35 : So đồ lắp đặt strain gauge đo biến dạng của cốt thép lớp trên 46Hình 3.36 : Sơ đô lắp đặt strain gauge đo biến dạng của thép chốt ngang ÿ14 xuyên
qua lỗ của sườn đỨng ¿+ 111 1 1E1111111118111111111111111111111111111121 21111 kg 47
Hình 3.37 Lap đặt ván khuôn và cốt thép cho mẫu (S-04-M-V) sec 47Hình 3.38: Đồ bê tông mẫu (S-04-ÌM-V) + 1 1 1 1E1111111E111111111111111111 pH greg 48Hình 3.39: Lap đặt mẫu thí (S-04-M-V) vào khung thí nghiệm - 2 s5 48Hình 3.40: Quan hệ “lực — chuyển vị đỉnh CỘẲ” cceeecccceeeccccecececeeteseceaueeeceenaneess 49Hình 3.41: Đường quan hệ “Lực — Chuyển vị” mẫu (S-04-M-V) -c-cccsec, 49Hình 3.42: Đường quan hệ “Lực — bién dạng cốt thép” mẫu (S-04-M-V) 50
Trang 14Hình 3.43: Đường quan hệ “Lực — bién dạng bê tông” mẫu (S-04-M-V) 50
Hình 3.44 : Chu vi tháp chọc thủng mẫu thí nghiệm (S-04-M-V) -cccce 51
Hình 4.1:Các loại phan tử khối trong ABAQUS - + c2 112EEE11111 211 E1 cxee 55Hình 4.2: Hệ tọa độ tong thé va hệ tọa độ tự nhiên của phần tử C3D§ 55Hình 4.3: Điểm tích phân Gauss (1X1X1) c.ccccccccccsecsesesesecscsesesecsvsvssecevsvsesevevevseseseceen 58Hình 4.4: Phần tử thanh :-552 522211 2211221122212211221122112112111211 de 58Hình 4.5: Dạng tương tac ““fÍ€ ” - -.- 01111221 1111211 1111111111111 11111011 1E 11H nhện 59Hình 4.6: Tương tác “Tie” giữa cột thép và sườn đứng -: +22 59Hình 4.7: Sự hình thành điều kiện biên động học giữa các nút khi sử dụng tương tác“Embeded” với dung sai hình học gifla các nut . 2 2 2221132 Essssrrrsses 60Hình 4.8: Dạng tương tác “Coupling” đến các nút tham chiếu thuộc mặt phẳng
Hình 4.9: Sự tương tac “hard contact” giữa các nút của mặt phụ Slave surface và mặtchính Master SUTÍAC€ - c Q2 011112211 111111111 1111111111011 1111 k1 KH kg kg kết 61Hình 4.10: Quan hệ ứng suất và bién dang của bê t6ng oo ccc ceeeesecseeeseseeseseseeeeeee 63Hình 4.11: Chiều dài vết nứt ảo trong mô phỏng bê tông ¿22 s+xczv£x+xzxcc 64Hình 4.12: Quan hệ ứng suất khi nén của bê tông C35 sees 2s 1E 65Hình 4.13: Quan hệ ứng suất khi kéo của bê tông C35 - 2S text 66Hình 4.14: (a) Mô phỏng vết nut theo vùng nứt va (b) Mô phỏng roi rac vết nứt 67Hình 4.15: Mô hình phá hoại dẻo của bê tông khi chịu nén - 5 5255 +++5<5: 67Hình 4.16: Mô hình pha hoại dẻo của bê tông khi chịu kéo - 555555225 <s55: 67Hình 4.17: Mô hình mặt chảy dẻo theo Concrete Damadged Plasticity 69Hình 4.18: Thuật toán điều khiển chuyỀn Vi 52t cEEE SE 1122111111212 2E cxee 70
Hình 4.19: Kích thước hình học mẫu thí nghiệm của Li (2000) -¿ 2c scz sec: 72
Hình 4.20: Quan hệ “ứng suất — biến dạng” của bê tông khi chịu nén 73Hình 4.21: Quan hệ “ứng suất — bề rộng vết nứt” của bê tông khi chịu kéo 73Hình 4.22: Điều kiện biên của mặt phăng giao tuyến khi mô phỏng 1 phan 4 sàn 74Hình 4.23: Điều kiện biên gối đỡ sàn 5+ 2 tt E21 EEEE111111211111111 111111 cxe 74Hình 4.24: So sánh kết quả chuyền vị thí nghiệm Li(2000) ¿-5- +xccvzszxzxec 75Hình 4.25: Phương của vết nứt và hình dạng tháp chọc thủng - zcs 5 76Hình 4.26: Phan tử tham khảo (RE) nằm trên đường nứt của tháp chọc thủng 76Hình 4.27: Môi quan hệ giữa “Lue — Bién dang” của phan tử bê tông năm trên đườngnứt của tháp chọc thủng - 2 110022222111 111125211 1111115281111 115001111 1n kg vn 77Hình 4.28: Quá trình hình thành tháp chọc thủng - c5 c2 22222 sccccseexss 77Hình 4.29: Kết quả thí nghiệm mẫu bê tông hình lập phương 150x150x150 mm củaPinyu — Yan (2011) sau 28 ngày
Trang 15Hình 4.31: Mẫu thí nghiệm của Pinyu — Yan (2011) - ¿2 scsSsEx2££EEEvEerrree, 79
Hình 4.32: Thí nghiệm của Pinyu — Yan (20T Ï) 2 22c 1313222 EE225EEEEEsseea 80Hình 4.33: Mô phỏng thí nghiệm của PInyu — Yan (2011) 22c 81Hình 4.34: Ung xử của bê tông theo mô phỏng của Pinyu — Yan (2011) 82Hình 4.35:: Quan hệ “ứng suất — biến dang” của bê tông dùng cho thí nghiệm Pinyu —Yan (2011) khi chịu nén theo mô hình của tác g1ả - - c c2 2 S2 *‡‡++ssserxessa 82Hình 4.36: Quan hệ “ứng suất — bề rộng vết nứt” của bê tông dùng cho thi nghiệmPinyu — Yan (2011) khi chịu kéo theo mô hình của tác giả -c 55552 ss55: 83Hình 4.37: Mô phỏng điều kiện biên 2: S2 SE 1 E21E1E111121111211111E11111 xe 83Hình 4.38: Quan hệ lực — chuyên vị tại tâm cột - - s1 121111111212 1E cxet 84Hình 4.39: Ứng xử của phan tử đăng tham sỐ - 2 St 1E EEE2E2121112111 xe 84Hình 4.40: Hình dang tháp chọc thủng của liên kẾT - SE E2 85Hình 4.41: Quan hệ “ứng suat — biến dạng” của mẫu bê tông (S-C-V), (S-C-M-V) khi3/000: 0 11 87Hình 4.42: Quan hệ “ứng suat — bề rộng vết nứt” của mẫu bê tông (S-C-V), (S-C-M-V)khi chịu Kéo - - L k k S111 ST ng TT TT TT ng 87Hình 4.43: Mô phỏng thí nghiệm (S-C-V) và thí nghiệm ( S-C-M-V) 88Hình 4.44: Điều kiện biên mặt trên san mẫu thi nghiệm (S-C-V), (S-C-M-V) 89Hình 4.45: Điều kiện biên mặt dưới san mẫu thi nghiệm (S-C-V), (S-C-M-V) 89Hình 4.46: Điều kiện biên của mẫu thi nghiệm (S-C-M-V) cccccecsesesesseseseeeseeeeeeee 89Hình 4.47: So sánh kết quả chuyển Vi D1 i.e cceccccccccsecececscscsesscscsesesesevetssevevevsvseseceen 90Hình 4.48: So sánh kết quả chuyển Vi D3 5 + tt E11 1218711111111 cxe 90Hình 4.49: So sánh kết quả biến dạng cốt thép _ SĨ -222cE2E+E2EcEeEskrree 90Hình 4.50: So sánh kết quả biến dạng cốt thép _ Š3 -¿- 2c x2E2EcEeEsxrxee 9]Hình 4.51: Sự hình thành vùng nứt đầu tiên do ứng xử uốn và vùng nứt hướng tâm về51100: 28 1) 92Hình 4.52: Sự hình mở rộng diện tích vùng nứt hướng tâm hướng về cạnh sản và sựhình thành vùng nút tiếp tuyẾn + SE 12EEEEE1121E1E11115111111112111111111 E1 1tr 92Hình 4.53: Hình dạng tháp chọc thủng (S-C-V) - L 1Q 222221111 1v knnnvven 92Hình 4.54: Vết nứt tại cạnh san trong mô phỏng mẫu (S-C-V) sec 93Hình 4.55: Vết nứt trên cạnh sản mẫu (S-C-V) cccceccccccccsecececeseevevevevsvstseseceseseeeevsesen 93Hình 4.56: So sánh kết quả chuyên vị tại vị trí đỉnh cột mẫu (S-C-M-V) 93Hình 4.57: Sự phát triển vùng vùng nứt trong sàn khi gia tải ngang 94Hình 4.58: Hình dạng vùng nứt trong san sau giai đoạn gia tải ngang 94Hình 4.59: Biến dạng của cốt thép sau giai đoạn gia tải ngang cccscscc 94Hình 4.60: Quan hệ “Lực — chuyển vị D1 mẫu S-C-MM-V”” c2 rerrek ren 95
Trang 16Hình 4.61: Quan hệ “Lực — chuyển vị D3 mau S-C-M-V”” -c ccccccxxxrerre ren 95Hình 4.62: Sự phát triển của vùng nứt khi gia tải choc thủng - sec 96Hình 4.63: Tháp chọc thủng (S-C-V) Hình 4.64: Tháp chọc thủng (S-C-M-V) 96
Hình 4.65: So sánh vùng nứt giữa mô phỏng và thực nghiệm mẫu (S-C-M-V) 97
Hình 4.66: So sánh kết quả mô phỏng quan hệ “Lực — Chuyển vị DI” 97Hình 4.67: So sánh kết quả thí nghiệm “Lực — Chuyển vị DI”” -¿-cccscssscxcc 98Hình 4.68: Kết quả so sánh chuyển vi D1 giữa mô phỏng và thi nghiệm 98Hinh 4.69: Quan hé “luc — chuyén vi tai tam san” mau (S-C-V) với hàm lượng cốt thépchịu kéo thay đi - SE 111111111111111E111121111111111101Ẹ1111 0111111111111 ra 100Hình 4.70: So sánh lực chọc thủng cực hạn khi hàm lượng thép chịu kéo trong san thayđồ igiữa tính toán theo EC2 (2002) và mô phỏng băng phương pháp sỐ 100Hình 4.71:Mô phỏng cột thép D400mm và sàn phẳng BTCT - 5-52 cccccs2 102Hình 4.72: Mô phỏng thí nghiệm S-04-M-V 2 1 22221111 131111 11511111111 ke 102Hình 4.73: Hình dạng của liên kết khi chuyển vị dau cột đạt giá trị 8mm 103Hình 4.74: Ứng suất Mises trong tho bê tông sàn khi chuyển vị - s5 105Hình 4.75: So sánh kết quả chuyên vi tại vị trí đỉnh cột mẫu (S-04-M-V) 104Hình 4.76: Quan hệ “Lực — chuyển vị DI mẫu S-04-M-V” -.ccc tt c set ceyn: 104Hình 4.77: Quan hệ “Lực — chuyển vị D3 mẫu S-04-M-VÌ” -.ccc tt c se ceyn: 104Hình 4.78: Quan hệ “Lực — bién dạng cốt thép S7 mẫu S-04-\M-V”” s-sc 105Hình 4.79: Quan hệ “Lực — biến dạng cốt thép S_9 mẫu S-04-M-V”” 105Hình 4.80: Vùng nứt đầu tiên xuất hiện ở mặt trên của sườn đứng 106Hình 4.81: Vùng nứt thứ 2 xuất hiện theo phương 45 độ hướng về góc sàn 106Hình 4.82: Sự mở rộng vùng nứt về phía dui của sản - 5c s+x+xvzvEc£xzxzxre 107
Hình 4.83: Tháp chọc thủng của mẫu S-04-ÌM-V 1c s22 sxee 107Hình 4.84:Hình dạng phá hoại sau cùng của mẫu S-04-M-V -+c+cscscee 107
Hình 4.85:Kết quả thí nghiệm chuyên vị DI - + + EEE£E2EEE2EEEEE1EEEcrxek 108Hình 4.86:Két quả mô phỏng chuyển Vi DI 2 + scs E‡EEEEEEE12121111211111 E1 xe 108
Hình 4.87: So sánh vùng nứt giữa mô phỏng và thực nghiệm mẫu (S-04-M-V) 109
Trang 17DANH MỤC BANG BIEUBảng 2-1: So sánh giá trị lực chọc thủng khi thay đổi cường độ bê tông quanh vùngtháp chọc thủng - 001100112211 1111 1112211111111 011 11111 KT KT kg kn 6
Bảng 3-1: Kết quả thí nghiệm nén cho mau thí nghiệm (S-C-V), (S-C-M-V) 27
Bảng 3-2: Kết quả thí nghiệm kéo chẻ bê tông - - + SE2E+E2ESEEE2EcErrerxea 28Bảng 3-3:So sánh kết quả thí nghiệm mẫu (S-C-V), (S-C-M-V), (S-04-M-V) 52
Bảng 4-1: Các công thức tính toán các thông số đặc trưng của vật liệu bê tông 62
Bảng 4-2: Thông số vật liệu trong mô phỏng thí nghiệm của Li (2000) 72
Bảng 4-3: So sánh các kết quả giữa mô phỏng và thí nghiệm của Li (2000) 75
Bảng 4-4: Tổng quan về phương pháp mô phỏng thí nghiệm Pinyu — Yan (2011) 80Bảng 4-5: So sánh kết quả giữa mô phỏng và thí nghiệm của Pinyu — Yan (2011) 84Bảng 4-6: Thông số vật liệu trong mô phỏng thí nghiệm (S-C-V),(S-C-M-V) 86
Bảng 4-7: Tổng quát mô phỏng băng phương pháp 86 ¿5+ 2+s+x+xczsrxz2 87Bảng 4-8: So sánh các giá tri giữa mô phỏng và thi nghiệm mẫu (S-C-V) 91
Bảng 4-9: So sánh các giá tri giữa mô phỏng và thi nghiệm mẫu (S-C-V) 95
Bang 4-10: Bang so sánh gia tri luc chọc thủng giữa thi nghiệm 99
Bang 4-12: Tổng quát mô phỏng bang phương pháp số mẫu (S-04-M-V) 101
Bảng 4-13: So sánh các giá trị giữa mô phỏng và thí nghiệm mẫu (S-04-M-V) 106
Trang 18CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1 Cột ống thép nhồi bê tông (Concrete Filled steel Tube — CFT)Cột ống thép nhdi bê tông càng ngày càng được sử dung rộng rãi trên thé giới, đặcbiệt là ở Nhật Bản, do có nhiều ưu điểm hơn so với cột thép hoặc cột bê tông cốt thép(BTCT) truyền thống về mặt kiến trúc, kết câu và thi công, Morino và Keigo Tsuda(2003):
* Sự tương tác giữa ống thép và lõi bê tông: Lõi bê tông giúp giảm nguy cơ xảy ramat 6n định cục bộ và hạn chế sự Suy giảm cường độ sau khi mat 6n định cục bộcủa ống thép;Cường độ chịu nén của bê tông sẽ được tăng lên do hiệu ứng bó lõibê tông của ống thép va sự suy giảm cường độ của lõi bê tông cũng không xảyra đột ngột do năm trong vỏ thép;Sự co ngót va từ biến của bê tông nhỏ hơnnhiều so với cột BTCT thông thường
*x Đặc trưng mặt cắt ngang: Hàm lượng thép của tiết điện CFT lớn hơn nhiều sovới tiết điện BTCT và ông thép năm ngoài cũng có thé chảy dẻo khi chịu uốnlàm tăng độ dẻo dai và có khả năng hap thu năng lượng động dat tốt
*x Hiệu quả về mặt thi công: Ông thép làm kiêm nhiệm vụ cốp pha và không cầncốt thép Thông thường hệ cột gồm vỏ thép và dầm sàn thép được lắp đặt tạothành hệ khung kết cau thép ồn định thì bê tông mới được bơm nhôi vào do đócó thé day nhanh tốc độ thi công và giảm chi phí làm sạch công trường
* Khả năng chống cháy:Tốt hơn cột thép trong kết cau truyền thống nhiều do cólõi bê tông chịu cháy tốt
Y Cột CFT có khả năng chịu lực lớn do đó thanh mảnh và có tính thâm mỹ cao.1.2 Sàn phẳng bê tông cốt thép
San phang bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng nhưcao 6c văn phòng và căn hộ chung cư vi có nhiều ưu điểm như giảm chiéu cao tang,có tính thầm mỹ cao, công năng phòng có thé thay đổi một cách linh hoạt, giảm thờigian thi công, hệ ván khuôn đơn giản và có chi phí thấp Giải pháp kết cầu truyềnthống cho kết câu đỡ san phẳng nay là cột BTCT có hoặc không có mũ cột hoặc bảnđầu cột Sự truyền lực từ sàn qua cột trong đó đặc biệt là khả năng kháng chọc thủngcủa liên kết sàn - cột BTCT là một yếu tố quan trọng trong việc phân tích thiết kế hệkết câu này Có nhiều phương pháp được dé xuất dé gia tăng khả năng kháng chọcthủng, trong đó việc tăng cường các thành phan chịu cắt của liên kết là một phương
Trang 19pháp tối ưu vì có khả năng ứng dụng hiệu quả mà không cân tăng tiết diện của sànhoặc cột Các phương pháp điển hình có thé ké đến như dùng hệ mũ cột của Corleyva Hawkins (1968), dùng các chốt chịu cắt của Elgabry va Ghali (1990), dùng tâmthép của Subedi va Baglin (2003) va gia cường liên kết băng tam FRP Tuy nhiên đasố các nghiên cứu chỉ áp dụng cho hệ kết cau cột — sàn phang BTCT thông thường.1.3 Liên kết giữa cột CFT và sàn phẳng BTCT
Với những ưu điểm kế trên của cột CFT, gan đây nhiều tác giả đã tiến hành nghiêncứu sử dụng cột CFT thay thé cho cột BTCT thông thường trong giải pháp kết causan phẳng Tuy nhiên, điểm khó khăn lớn nhất của liên kết cột CFT - sản phăng BTCTlà tính không toàn khối của 2 loại câu kiện nay và việc làm sao g1ữ được tính liên tụccủa ống thép và cốt thép san trong cầu tạo dé đảm bảo sự truyền lực từ cột trên xuốngvà việc neo cốt thép sản chịu kéo Các liên kết mà các nhà nghiên cứu trên thế giớidé xuất cho loại kết câu này đều có một điểm chung là tạo ra một thành phần chịu cắtbăng thép (shear head) hàn tại đầu cột CFT Các thành phân chịu cắt này sẽ liên kếtvới sàn phang BTCT dé có thé truyền lực cắt do tải trọng đứng từ san truyền vao cột,điển hình là các liên kết của Satoh và Shimazak (2004),Pinyu-Yan (2011), Su và Tian(2014)
Qua việc tham khảo các chỉ tiết liên kết đã được công bố trên thế giới, nghiên cứunay dé xuất một chi tiết liên kết giữa cột CFT va sàn phang BTCT đơn giản, hiệu quảvà phù hợp với điều kiện thi công trong nước Thông qua các tính toán và mô phỏngsơ bộ, các kích thước của liên kết sẽ được đề xuất và khả năng chịu lực chọc thủngcủa liên kết sẽ được khảo sát thông qua nghiên cứu thực nghiệm Sau đó liên kết cột-san cũng được mô phỏng băng phần mềm phan tử hữu hạn 3 chiều ABAQUS để sosánh kiểm chứng với kết quả thực nghiệm
1.4 Mục tiêu nghiên cứuMục tiêu chính của luận văn bao g6m:
Để xuất một liên kếtgiữa cột giữa CFT và sàn phăng BTCT.Y Neghién cứu thực nghiệm để khảo sát khả năng chịu chọc thủng của liên kết được
dé xuất so với liên kết cột — sàn phăng BTCT thông thường.* Sử dụng phan mềm ABAQUS dé mô phỏng và so sánh với kết quả thực nghiệm
nhăm xây dựng một mô hình số phù hợp với liên kết cột CFT va sàn phang BTCT
Trang 20Những kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếptheo nhằm phát triển một giải pháp kết câu mới sử dụng cột CFT thay thé cho cộtBTCT thông thường trong hệ kết câu cột - sàn phăng BTCT.
1.5 Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học của đề tàiÝ nghĩa thực tiễn
Hiện nay liên kết giữa cột CFT và san phăng BTCT đã được nhiều tác giả dé xuất vàkhảo sát để tìm hiểu ứng xử nhăm phục vụ cho việc ứng dụng vào thực tiễn Việc đềxuất một liên kết giữa cột CFT và sàn phang BTCT có câu tạo đơn giản, phù hợp vớiđiều kiện thi công tại Việt Nam sẽ là bước khởi đầu cho việc nghiên cứu thêm cácdạng liên kết khác phù hợp và tối ưu nhất Đặc biệt, việc xây dựng một mô hình sốcho phép dự đoán khả năng chịu lực của liên kết phù hợp với kết quả thực nghiệm làmột điều cần thiết để có được kết qua tin cậy trong việc áp dụng cho thiết kế loại liênkết này trong thực tiễn mà không cân thực hiện các thí nghiệm tốn kém và mat thờigian.
Y nghia khoa hocĐây là dé tai còn khá mới mẻ Hy vọng rang những kết quả thu được từ thi nghiệmvà mô phỏng trong nghiên cứu này sẽ góp phan bé sung thêm những luận điểm, kiếnthức mới và là nguôn dit liệu bổ ích phục vụ cho những nghiên cứu tiếp theo tronglĩnh vực này.
1.6 Các chương của luận văn
Luận văn bao gồm 5 chương có nội dung tóm tắt như sau:Chương 1: Mở đầu
Giới thiệu chung về dé tài và mục tiêu nghiên cứu, nội dung của luận văn.Chương 2: Tông quan tình hình nghiên cứu
Nêu tổng quát tình hình nghiên cứu về các phương pháp gia tăng khả năng khángchọc thủng của liên kết cột BTCT, cột CFT và sàn phăng BTCT
Chwong 3: Nghiên cứu thực nghiệmGiới thiệu, mô tả quy trình chuẩn bị, thực hiện thí nghiệm và kết quả ứng xử của liênkết đề xuất khi chịu tải chọc thủng và xoay cưỡng bức-chọc thủng:So sánh kết quảthí nghiệm của liên kết dé xuất với liên kết cột - sàn phắng BTCT thông thường délàm rõ sự hiệu quả của liên kết.
Trang 21Chương 4: Mô phỏng liên kếtNghiên cứu phần mềm ABAQUS 6.13 và thiết lập quy trình mô phỏng số liên kết đềxuất Các thí nghiệm được lựa chọn dé mô phỏng bao gồm:
1 Thí nghiệm về lực chọc thủng cực hạn của Li (2000).2 Thí nghiệm về lực choc thủng của liên kết giữa cột CFT và sàn phắng BTCT
của Pinyu- Yan (2011).3 Thí nghiệm đã thực hiện ở chương 3.So sánh kết quả mô phỏng với kết quả thí nghiệm để làm rõ độ tin cậy của mô hìnhSỐ
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của luận vănDua ra những kêt luận cũng như những hạn chê còn tôn tai của luận văn và dé xuâthướng phát triển
Trang 22CHƯƠNG 2: TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CỨU
2.1 Sự hình thành tháp choc thủngKhi sàn truyền lực đứng qua liên kết cột giữa - sàn phăng BTCT, liên kết sẽ bị pháhoại do chọc thủng cục bộ tại vi trí liên kết Dé giải thích sự hình thành tháp chọcthủng Kinnuen và Nylander (1960) đã tiến hành nhiêu thí nghiệm choc thủng của liênkết san— cột giữa tròn BTCT và kết luận sự hình thành tháp chọc thủng trải qua 4bước như sau Hình 2.1:
(1) Các vết nứt đầu tiên theo phương tiếp tuyến xuất hiện tại các phan tử bê tôngchịu kéo xung quanh chu vi cột do mô men âm.
(2) Sự lan truyền nút sẽ tiếp tục xảy ra với sự hình thành các vết nứt hướng tâmtừ các vết nut tiếp tuyến
(3) Tiếp đó các vết nứt tiếp tuyến khác sẽ xuất hiện bên ngoài chu vi cội.(4) Khi tăng tải thêm, các vết nút tiếp tuyến theo phương đứng ban dau ở mặt trên
sản tiếp tục phát triển theo phương xiên hướng về phía mặt cột ở mặt dưới sàn.(5) Với sự gia tăng chuyên vi đứng, vét nứt mở rộng đên mép cột Vêt nứt cat cuôicùng hoặc trùng hoặc năm ở ngoài vét nứt tiêp tuyên ngoài cùng mà đã xuâthiện trước khi phả hoại.
// \ / +
/ , = \ / \
\ \
\\
\\
Trang 232.2 Các phương pháp gia tăng khả năng kháng chọc thủng của liên kết cột —sàn phẳng BTCT
Có nhiều phương pháp được phát triển và nghiên cứu đề giúp gia tăng khả năng khángchọc thủng của liên kết cột - sàn phăng BTCT, mục này sẽ giới thiệu một cách tổngquan các phương pháp đã được ứng dung, và là cơ sở dé giải thích ly do chọn liênkết mới của tác giả
2.2.1 Gia tăng hàm lượng cốt thép chịu kéo cho liên kếtSự phá hoại do chọc thủng là sự mở rộng và lan truyền vết nứt tại thớ bê tông chịukéo ở mặt trên sản xuống tho bê tông chịu nén ở mặt dưới sàn sát mép cột, điều nàycho thay cường độ bê tông chịu kéo ảnh hưởng nhiều đến khả năng kháng chọc thủngcủa liên kết Tuy nhiên việc gia tăng hàm lượng cốt thép chịu kéo trong sản cũng làmtăng khả năng kháng chọc thủng của liên kết Muttoni (2008), Guandalini (2009) vàMarzouk và Hussei (1991) đã tiễn hành thí nghiệm chọc thủng cột - sàn phắng BTCTvới hàm lượng thép chịu kéo thay đối khác nhau theo mỗi phương Qua kết quả thínghiệm các tác giả đã kết luận rằng sự gia tăng hàm lượng cốt thép chịu kéo làm khảnăng kháng chọc thủng của liên kết tăng từ 10% — 50%
2.2.2 Tăng cường độ bê tông quanh vùng tháp chọc thủng
Đây là một phương pháp được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn Ghannoum (1998)
đã tiến hành thí nghiệm ba mẫu san với kích thước hình học giống nhau, ham lượngcốt thép giống nhau, điều kiện biên giéng nhau nhưng khác nhau về cường độ bê tôngquanh vùng tháp chọc thủng và kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng việc tăng cường độbê tông làm khả năng kháng chọc thủng của liên kết tăng từ 21% — 47%, Bảng 2-I.Bảng 2-1: So sánh giá trị lực chọc thủng khi thay đổi cường độ bê tông quanh
vung tháp chọc thủng
| Cường độ bê | |W€Xuất |
Mau thi nghiém tông F4 hiện vet Luc pha % chênh lệch tải
(4750x4750x150) (MPa) nut dau hoại (KN) pha hoai
tiên (KN)S] 37.2 56 301 S2 57.1 80 363 21S3 67.1 90 443 47
Trang 242.2.3 Gia tăng diện tích vùng chịu lực đầu cộtĐây là phương pháp được áp dụng phô biến trong thiết kế hệ sàn phăng - cột BTCThiện nay với việc sử dụng mũ cột và/hoặc bản đầu cột để tăng chu vi tháp choc thủngở các vị trí nguy hiểm Ưu điểm của giải pháp này là sự hiệu quả về mặt kinh tế dochỉ tăng cục bộ kích thước câu kiện chứ không tăng chiều dày của toàn sản hoặc kíchthước toàn cột Hình 2.2.
Hình 2.2: Gia tăng vùng diện tích chịu lực đấu cột2.2.4 Gia tăng cốt thép chịu cắt tại vị trí liên kết
Hệ thống cốt thép chịu cat được cấu tạo từ các thanh thép uốn phối hop từ hai bênnhịp lên gối (bentbar) (a), hoặc đai 1 nhánh (b), hoặc đai nhiều nhánh gãy khúc (c),hoặc đai vòng (closed-tie) (d) xung quanh vị trí liên kết cột - sàn phắng BTCT nhằmtăng khả năng kháng chọc thủng cho liên kết Hình 2.3
Lips cùng cộng sự (2012) đã tiến hành thí nghiệm sử dụng cốt thép chịu cắt cho liênkết Kết quả chỉ ra rằng khi sử dụng hàm lượng cốt thép chịu cắt cao khả năng chốngchọc thủng của liên kết có thé tăng từ 7% đến 40% tùy thuộc vào hàm lượng và chiềudày sàn so với liên kết không sử dụng cốt thép chịu cắt Tuy nhiên phương pháp nàykhông toàn diện bởi vì cốt thép chịu cat không đạt đến giới hạn chảy khi cơ câu phahoại do chọc thủng xuất hiện
Trang 25_ Ve Clearj= — 4 Ne 5 Bars
7 112” Clear
Note: f”—2 S4cmSECTION AA
Hình 2.4: Hệ cốt cưng chịu cốt
Trang 26Tổng cộng 21 mẫu thí nghiệm đã được tiến hành với liên kết cột - sàn phăng BTCTcó và không có hệ cốt cứng chịu cat (shear head) và kết quả thí nghiệm cho thấy có2 hình dạng phá hoại khi chọc thủng được mô tả như sau:
(1) Đối với liên kết không có hệ cốt cứng chịu cat, tháp choc thủng hình thành từmép cột với san ở mặt dưới chịu nén và phát triển dần lên mặt chịu kéo củasản với góc nghiêng khoảng từ 20 đến 30 độ theo phương ngang, hình dạngtháp chọc thủng được miêu tả như Hình 2.5.
(2) Đối với liên kết có hệ cốt cứng chịu cắt, tháp chọc thủng hình thành từ đầumút cốt cứng chịu cắt chứ không phải ở mép cột và sàn như miêu tả ở (1) vàphát triển dần lên mặt chịu kéo của sàn với góc nghiêng từ 20 đến 30 độ theophương ngang, do vay chu vi tháp chọc thủng sẽ lớn hon và kha năng khangchọc thủng sẽ lớn hơn Hình dạng tháp chọc thủng được mô tả như Hình 2.6.
Hình 2.5: Chu vi tháp chọc thủng hình thành từ mép cộtHình 2.6: Chu vi thắp chọc thủng hình thành từ mép của hệ thong “shearhead”Y Hệ chịu cắt được câu tao từ các chốt Hình 2.7 được hàn vào các tâm kim loại
được dé xuất bởi các tác giả người Đức Qua các thí nghiệm Gali (1987) vaDilger (1985) kết luận rang sử dụng liên kết dạng chốt sẽ làm tăng khả năngkháng chọc thủng của liên kết và hiệu quả hơn so với sử dụng các thanh cốt cứngchịu cat.
Trang 27Hình 2.7: Hệ chốt chịu cắt (http://www.maxfrank.co.uk)Vv Hệ liên kết băng kháng cắt được 2 tác giả là Pilakoutas va Li (2003) phát triểnbang cách sử dụng các dải thép tam mong khoét lỗ Hình 2.8 Việc khoét lỗ này giúpcác dai băng neo vào bê tông tốt hơn như được chứng tỏ từ kết qua thí nghiệm.Những dai băng dễ uốn dé tạo hình này được đặt theo phương vuông góc với vết nứtcắt Thí nghiệm cho thay độ dai và cường độ của san được gia cường băng các dảibăng tăng lên đáng kể.
The pre, NHA TA: Shes bend” ae way of re “Shearband” reinforcement
Le oO ° co ° ° ° J So ° cả ° ° cs Ầ co ab) Flat steel strip punched with holes
Hình 2.8: Hệ băng kháng cắt.VY Viéc thêm vao dau cột tam thép nhằm làm tăng kích thước của chu vi tháp chọcthủng là một phương pháp khác để tăng khả năng chống chọc thủng của liên kết.Subedi và Bglin (2003) đã đưa ra loại liên kết dang “NULL” bao gôm tam thép phẳng
Trang 28và nhiều thanh U được hàn trên bề mặt tâm thép dé có thé bố trí cốt thép san dé dangHình 2.9.
Column
+lee
Hinh 2.9: Hé lién két chiu cat “NULL”, Subedi va Bglin (2003)
Hinh 2.10:Hinh dang pha hoai cua lién két “NULL” khi bi choc thungKết quả thi nghiệm cho thay liên kết có khả năng kháng choc thủng tốt nhưng các thétrong tam thép chưa đạt đến giới hạn chảy khi liên kết bi phá hoại do đó không mangtính kinh tế cao Tuy nhiên dạng liên kết này được thừa nhận có khả năng liên kếtđược với cột CFT thông qua các đường han.
2.3 Các phương pháp làm gia tăng khả năng kháng chọc thủng của liên kết cộtCFT và sàn phẳng BTCT
Cũng giống như liên kết cột — sản phắng BTCT việc gia cường thêm các thành phanchịu cắt đầu cột CFT để làm tăng khả năng kháng chọc thủng và chịu tải trọng ngangđã và đang được nghiên cứu phát triển Các nghiên cứu ứng dụng cột CFT trong liênkết với sàn phăng BTCT hau hết đều tập trung vào việc phát triển các loại liên kếtkháng cat hiệu quả và tiết kiệm nhát
Trang 292.3.1 Liên kết của Hiroki Satoh và Kazushi Shimazak (2004)Liên kết sử dụng các thanh thép hình chữ H liên kết bulông với tắm thép được hànsẵn vào cột CFT Hình 2.11 để tăng kha năng kháng choc thủng của liên kết và đảmbảo truyện mô men trong sàn vào cột CFT.
Cột CFT
Chuỗi thí nghiệm thứ 1
Hình 2.12: Nghiên cứu thực nghiệm liên kết của Hiroki Satoh và Kazushi
Shimazak (2004)
Trang 30Tổng cộng 3 chuỗi thí nghiệm được tác giả tiễn hành Hình 2.12 để khảo sát ứng xửcủa liên kêt được miéu tả như sau:
(1) Chuỗi thí nghiệm thứ 1: Có tổng cộng 5 mau thi nghiệm được khảo sát vớisự thay đổi các thông số khác nhau trong mỗi mẫu như: Kích thước của tamthép liên kết, có hoặc không có hệ kháng cắt bao gồm: Cốt thép chịu cắtđược bồ trí theo chu vi cột trong phạm vi tháp chọc thủng, chốt chống cắtđược bố trí theo 4 mặt cột, cường độ chịu kéo và nén của bê tông, giới hạnchảy của tâm thép liên kết, ảnh hưởng của tải trọng đứng đến khả năng chịutải trọng ngang của liên kết Đặc điểm của chuỗi thí nghiệm thứ nhất làkhông có thanh thép hình chữ H trong liên kết va tat cả các mẫu thí nghiệmđược tiễn hành gia tải ngang đâu cột đến khi liên kết phá vỡ hoàn toan.Kết quả chuỗi thí nghiệm 1:
Y Đối với mẫu có cốt thép chịu cat hoặc chốt chống cắt thì ứng xử khi chịutải trọng ngang sẽ cứng hơn so với mẫu không có hệ chống cắt Tùy vàocách bé trí hệ kháng cắt, giá trị tải trọng ngang cực hạn của liên kết có thểtăng lên đến 46% so với liên kết không bồ trí hệ kháng cắt
* Tải trọng thăng đứng ảnh hưởng ít đến giá tri tải trọng ngang cực hạn củaliên kết
* Khả năng kháng chọc thủng của liên kết có thé được tính toán theo tiêuchuẩn AIJ RC (1999),
(2) Chuỗi thí nghiệm thứ 2: Có tổng cộng 13 mẫu thí nghiệm được khảo sát vớisự thay đối các thông số khác nhau của mẫu như: Có hoặc không có théphình chữ H, kích thước của thép hình chữ H, có hoặc không có chốt khángcắt, hàm lượng cốt thép sàn, ảnh hưởng của tải trọng ngang đâu cột đến lựcchọc thủng cực hạn của liên kết, cường độ chịu kéo và nén của bê tông, giớihạn chảy của cốt thép sàn và tắm thép liên kết Các mẫu trong chuỗi thínghiệm thứ 2 đều tiễn hành gia tải trọng đứng dé xác định lực choc thủngcực han của liên két.
= Kết quả chuỗi thí nghiệm 2:v Đối với các mẫu mà liên kết có thêm vao thanh thép hình chữ H các vết nứt
dau tiên xuât hiện ở bên trên thép hình chữ H, và các là vết nứt hướng tâmxuất hiện do ứng xử uốn của liên kết Các vết nứt do lực cắt - uốn tiếp tụcphát triển khi tiễn hành gia tăng tải, các vết nứt do cat được quan sát phát
Trang 31triển từ cánh của thép hình chữ H hướng lên mặt trên của sàn Đối với cácmẫu không có thanh thép hình chữ H vết nứt dau tiên được quan sát từ tâmsan hướng về góc san sau đó các vết nứt hướng tâm xuất hiện.
Đối với mẫu có hệ kháng cắt bao gồm: Chốt chịu cat, thép tâm liên kết giúplàm gia tăng lực kháng chọc thủng của liên kết lên đến 300% so với mẫukhông có hệ kháng cắt
v Khả năng kháng chọc thủng của bê tông trên đơn vi diện tích có thé đượctính toán theo tiêu chuân ACI 318 (2005)
(3) Chuỗi thí nghiệm thứ 3: Có tổng cộng 12 mẫu thí nghiệm được khảo sát vớisự thay đổi các thông số như: Cường độ bê tông, có hoặc không có chốtkhang cat, hàm lượng cốt thép theo mỗi phương, có hoặc không có théphình chữ H, bề rộng cột CFT Mô ment xoắn tác dụng lên cạnh sản phía đốidiện với cột CFT đến khi liên kết bị phá hoại hoan toan
= Kết quả chuỗi thí nghiệm thứ 3:Vết nứt dau tiên xuất hiện tại tâm của sàn Đối với mẫu thí nghiệm không
có cốt thép sàn phương của vết nứt là 45 độ hướng từ tâm sàn, đối với mẫuthí nghiệm có cốt thép san bố trí 1 phương vết nứt trải dài và phát triển dọctheo phương của cốt thép, đối với mẫu sản có cốt thép 2 phương các vết nứtphát triển và song song với phương của vết nứt đầu tiên
* Kết quả thí nghiệm cho thay khả năng chịu mô ment xoắn giảm rất nhanhsau khi xuất hiện vết nứt dau tiên đối với những mau không bồ trí cốt thépsản Với những mẫu có bồ trí cốt thép sàn theo 2 phương và thêm vào thanhthép hình chữ H sau khi xuất hiện vết nứt khả năng chịu mô ment xoăn vẫnđược duy trì, giá trị mô ment xoăn cực hạn của những mẫu này tăng khoảng13 % so với những mẫu không bồ trí cốt thép sản
Y Da biệt giá tri mô ment xoan cuc han tang lén khoang 300 % đối với cácmau thí nghiệm ngoài việc bồ trí cốt thép sàn theo 2 phương, thanh théphình chữ H, còn được gia cường thêm các chốt kháng cắt
2.4 Liên kết của Pinyu-Yan (2011)Pinyu — Yan (2011) đưa ra 2 loại liên kết và thí nghiệm dé khảo sát ứng xử của mỗiloại liên kết trong trường hợp chịu lực chọc thủng cực hạn Đặc điểm chung của 2loại liên kết là được gia cường các consol kháng cat đầu cột (shear arm)
Trang 32Vv Liên kết loại 1: Liên kết được cấu tạo gồm 4 thanh thép hình chữ1102x44x7mm có vai trò như các consol kháng cat (shear arm) được hàn đốixứng xung quanh 4 mặt của cột CFTvuông loại UC (200x200x10)mm Ở cạnhtrên và cạnh dưới của cánh thanh thép hình chữ I 102x44x7mm được hàn thêmtắm thép dày 6mm để đảm bảo tính liên tục của liên kết Hình 2.13.
200
hề_——
UC-(200X200x10)
140 140100 100
a rd
` \ il _ E(44X102X7)
_ 100
|140 " PL-DÀY 6mm
Trang 33V Liên kết loại 2: Cột tròn loại CHS (219.1x6.3) mm được xẻ rãnh dé cốt thépsản có thể xuyên qua, đảm bảo tính liên tục của cốt thép, Hệ kháng cắt kiểuconsol (shear arm) gôm 4 thanh thép hộp RHS có kích thước 120x60x3.6 mmđược cắt vát góc theo phương 45 độ Hệ kháng cắt này được hàn đối xứngquanh vi trí cột CFT Hình 2.15.
Trang 34Thí nghiệm cua Pinyu — Yan (2011) Hình 2.17 được tiễn hành để khảo sát ứng xửcủa liên kết khi chịu tải chọc thủng mà không xét đến ảnh hưởng của tải trọng ngang.Cả 2 mẫu thí nghiệm đều được gia tải thăng đứng đến khi liên kết bị phá hoại hoàn
toàn nhăm xác định tải phá hoại chọc thủng cực hạn của mỗi loại liên kết
Hình 2.17: Thí nghiệm xác định lực chọc thủng cực hạn của Pinyu — Yan= Kết quả thí nghiệm
vx Mẫu thi nghiệm thứ nhất có gia tri lực chọc thủng cực hạn là 417 kN, mẫu thínghiệm thứ hai có giá tri lực chọc thủng cực hạn là 569 KN Tháp chọc thủngtrong cả 2 mẫu thí nghiệm của Pinyu - Yan (2011) đều được hình thành từ mépcạnh ngoài của hệ kháng cắt (shear arm) hướng về mặt chịu kéo của sàn, chuvi tháp chọc thủng được mở rộng hơn so với liên kết cột - sàn phắng BTCTthông thường có cùng kích thước điều này dẫn đến khả năng kháng chọc thủngtốt hơn so với liên kết cột - sàn phang BTCT
Góc phá hoại
Cốt thép sàn
Trang 35*_ Việc đảm bảo tính liên tục của cốt thép san trong liên kết cột CFT - sản phẳngBTCT giúp tăng khả năng kháng chọc thủng lên 36 % so với liên kết có cốtthép sàn không liên tục.
Trong chương 4 của luận văn này, chỉ tiết liên kết 1 của Pinyu -Yan (2011) sẽđược miêu tả chỉ tiết và tiễn hành mô phỏng số bang phan mém phan tử hữu hạn3 chiều ABAQUS So sánh kết quả mô phỏng số với kết quả thực nghiệm qua đóđánh giá được độ tin cậy của phần mềm ABAQUS trong việc thiết lập các thôngsố mô phỏng
2.4.1 Liên kết của Y Su, Y Tian (2014)Y Câu tạo liên kết
Một tâm thép tròn được han liên tục xung quang cột CFT nham tăng chu vikháng chọc thủng của liên kết Hình 2.19
T— Cột CFT
V7 mm <m 2
|
Thép tam tron
han theo chu vi a ~_~ ~ a a - m2L—A —
Hình 2.19: Liên kết của Y Su, Y Tian (2014)Y Su, Y Tian (2014) tiến hành thí nghiệm với 2 mẫu SP1 và SP2 Hình 2.20
Trang 36Gia tải ngang
Hình 2.21: Thiết lập thí nghiệm của Y Su, Y Tian (2014)= Kết quả thí nghiệm
Mau thí nghiệm SP1: Tải chọc thủng được duy trì không đổi V = 200 kN trongsuốt quá trình gia tải ngang Kết quả mẫu thí nghiệm vẫn không bị phá hoại khichuyển vi tương đối tại đầu cột đạt gia tri 6%, két qua quan hệ lực — chuyển VỊdau cột Hình 2.22
% chuyển vị tương đối
0 1 2 3 4 5 6 760 T T T T T T
Z 50 }—— ——— ———
= | | | |
on | | | |a — ———¬
Chuyển vị ngang đầu cột (mm)
Hình 2.22: Quan hệ Lực — chuyển vị đầu cột của mẫu SP1
Trang 37Vv Mẫu thí nghiệm SP2: Tải chọc thủng được duy trì không đổi V = 270 KN Sửdụng phương pháp gia tải chuyển vị ngang tại đầu cột với 3 chu kỳ cho một cấptải chuyên vi, quan sát thí nghiệm mẫu bị phá hoại khi chuyển vị tương đối đầucột là 2% ứng với chuyền vị tại đầu cột đạt 32 mm Hình 2.23.
(% chuyén vị tương đối)
Hình 2.23:Quan hệ “lực — chuyển vị đâu cột”Qua 2 thí nghiệm SP1 và SP2 cho thấy tải trọng đứng anh hưởng nhiều đến khả năngchịu tai trọng ngang của liên kết Liên kết củaY Su, Y Tian có cau tạo don giản, dễthi công, có khả năng chịu được tải trọng đứng và đạt được độ dai cần thiết khi chịutai trọng ngang.
2.5 Các tiêu chuẩn thiết kế chọc thủngMột trong những mục tiêu quan trọng khi đưa ra liên kết là áp dụng các tiêu chuẩnhiện hành trong bài toán thiết kế chọc thủng, trong phạm vi luận văn tác giả khảo sátmột số tiêu chuẩn trên thé giới về tính toán chọc thủng
Chiều cao làm việc hữu hiệu của sàn (d)Chiều cao làm việc của sàn được định nghĩa là khoảng cách từ mặt chịu nén đến trọngtâm cốt thép phía chịu kéo như Hình 2.24
Trang 38vx Giá tri lực chọc thủng cực hạn
V =d(v ) trong đó; (2.1)u: Chu vi tháp chọc thủng;
d: Chiều cao làm việc của sàn;w : Cuong độ khang cắt trên 1 đơn vị diện tích, đơn vị là (N/mm)), được tính là giátrị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau:
Trang 39B = tỉ số cạnh dai nhất chia cạnh ngắn nhất của diện tích vùng truyền tai:
f = Cường độ nén đặc trưng của bê tông (N/mm?).
7: Cường độ kháng cắt trên 1 đơn vị diện tích, đơn vị là (N/mm?) được tính toántheo công thức sau:
0 9 100A 1/73 400 1⁄4 1/3raw! -| [#91 lúc (2.6)° Yn bd d 25
Voi: 7„„, hệ số an toàn lây giá tri 7⁄4 = 1, trong bai toan xac dinh gia tri luc chocthủng cực hạn va Y,, =/.5 trong bài toán thiết kế
As: Diện tích cốt thép chịu kéo theo chiều dọc;d: Chiều cao làm việc của sàn;
b: Bê rộng sàn quy ước dé tính As;
fox : Cường độ nén đặc trưng của bê tông (N/mm’).
Tiêu chuẩn EC2 (2002)
V= Vy, „) trong đó; (2.7)
Trang 40u: Chu vi tháp chọc thủng;d: Chiêu cao làm việc của sản.
0.18 200
Vere =Car kq00Ø/,)"” với C,,.=—— k=1+,]— <2, p=, Ip, ø, < 0.02/Ø,›/, : là hàm lượng cốt thép chịu kéo theo 2 phương vuông góc Ox va Oy;
fox : cường độ nén đặc trưng của bê tông (N/mm?);
Y„ = Ï đối với bài toán xác định lực chọc thủng cực hạn, Y, = Ï.5 đối với bài toánthiết kế
Tiêu chuẩn Canadian (CSA A23.3-04)
8 = tỉ số cạnh dài nhất chia cạnh ngắn nhất của diện tích vùng truyền tal;
a, =4, 3,2 đối với liên kết sàn phăng với cột giữa, cột biên và cột góc;
f = Cường độ nén đặc trưng của bê tông (N/mm?)d: chiều cao tính toán của sàn;
* Lực choc thủng thiết kếV„=ÈV, với > = 0.65 là hê số an toàn của vật liệu bê tong; (2.9)Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5574-2012)
vx Giá tri lực chọc thủng cực hạn
` 2.10)Trong đó : @& là hệ số lay đối với
= Bê tông nang: a@ = 7" Bê tông hạt nhỏ: z = 0.85