Báo cáo thí nghiệm dầm BTCT chịu xoắn

Báo cáo thí nghiệm dầm BTCT chịu xoắn

MỤC LỤC

Chương Mở Đầu: Tổng quan về ứng xử xoắn……….2

1 Định nghĩa ứng xử xoắn……… 2

2 Cấu kiện dầm chịu xoắn thường gặp trong xây dựng……….2

3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài……… 5

Chương 1: Thiết kế chống xoắn cho dầm BTCT theo các tiêu chuẩn hiện hành (TCVN, EC2, ACI)……….7

1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)………8

2 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ (ACI)……… 18

3 Tiêu chuẩn Châu Âu (EC2)………24

4 Tính toán theo công thức SBVL……….27

5 So sánh các giá trị tính toán………28

Chương 2: Thí nghiệm dầm-sàn chịu mô men xoắn……… 30

1 Mô tả thí nghiệm……… 30

2 Quá trình thực hiện thí nghiệm……… 33

3 Kết quả thí nghiệm……… 46

4 Nhận xét……… 55

Chương 3: Kết luận và kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo…………59 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ACI: American Concrete Institute

BTCT: Bê tông cốt thép

D2A: Dầm chứa bu lông

D2B: Dầm chứa điểm đặt lực

EC2: EuroCode 2

SBVL: Sức bền vật liệu

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN VỀ ỨNG XỬ XOẮN

1 Định nghĩa ứng xử xoắn

Ứng xử xoắn xảy ra trong cấu kiện khi xuất hiện nội lực có dạng mô men xoắn, tác dụng theo mặt phẳng vuông góc với trục cấu kiện Giống như cách tính mô men thông thường khác, độ lớn của mô men xoắn được tính bằng tích số của độ lớn của lực với cánh tay đòn của lực đó đối với trọng tâm tiết diện cấu kiện chịu xoắn

Đối với kết cấu công trình xây dựng dân dụng, nếu ứng xử cắt – uốn thường xuất hiện trong kết cấu dầm sàn ở các nhịp giữa thì ứng xử xoắn thường đối với các dầm biên

Mô men xoắn tác động lên các dầm biên này là do mô men uốn trong mặt phẳng của sàn

bê tông truyền lên Trong kết cấu các công trình hiện đại, dầm biên thường được thiết kế với bề dày nhỏ nhằm đáp ứng yêu cầu kiến trúc nội thất Các dầm này thường có độ cứng

và độ bền chống xoắn rất nhỏ hơn so với các dầm sườn toàn khối được thiết kế theo phương pháp truyền thống Vì lý do đó, để tránh các rủi ro xảy ra do phá hoại xoắn đối với các dầm này, nghiên cứu về hiện tượng xoắn cần được xem xét lại một cách nghiêm túc

2 Cấu kiện dầm chịu xoắn thường gặp trong xây dựng:

Trong kết cấu công trình xây dựng, các cấu kiện dầm chịu mô men xoắn gây ra bởi

mô men uốn trong mặt phẳng của bản sàn Hình 1 thể hiện hai cấu kiện dầm chịu mô men xoắn thường gặp, bao gồm: dầm đỡ bản console (Hình a), và dầm biên trong kết cấu sàn dầm (Hình b)

(a) Dầm đỡ bản console

(b) Dầm biên trong kết cấu sàn-dầm Đối với các dầm này, mô men xoắn gây

ra bởi mô men uốn một phương của sàn

Hình 1 Các loại cấu kiện dầm chịu xoắn

Xem xét một kết cấu nhà văn phòng sử dụng kết cấu dầm sàn BTCT như hình vẽ số 2(a) Kết cấu này có chiều dài nhịp là 6(m) với dầm có tiết diện 220x600(mm), chiều dày sàn 250(mm) Tải trọng thiết kế bao gồm: (i) Tĩnh tải hoàn thiện 150(kg/m2); (ii) Hoạt tải

sử dụng 240(kg/m2)

(a) Mặt bằng kết cấu điển hình toàn nhà văn phòng

(b) Biểu đồ mô men xoắn của dầm chịu lực (đơn vị: Tm)

Hình 2: Mặt bằng kết cấu và biểu đồ mô men xoắn của dầm chịu lực trong kết cấu

dầm-sàn điển hình

Từ Hình 2 (b), có thể nhận thấy mô men xoắn tại các dầm phía trong nhà có độ lớn không đáng kể Điều này là bởi vì mô men uốn tại ô sàn ở hai bên của dầm đã tự cân bằng nhau, không gây nên mô men xoắn.Trong khi đó, tại các tiết diện hai đầu của các dầm biên, giá trị mô men xoắn là khá lớn Tại các tiết diện liên kết vào cột góc, giá trị mô men xoắn có giá trị lên tới 1,2 (Tm) Nếu các dầm này không được thiết kế chống xoắn

và cấu tạo BTCT phù hợp, phá hoại xoắn có thể sẽ xảy ra và gây nguy hiểm cho công trình

Hình 3 Phá hoại của dầm biên chịu xoắn trong thực tế

Nguồn: Pham Xuan Dat, Tan Kang Hai, Experimental Response of Beam-Slab

Substructures Subject to Penultimate-External Column Removal, Journal of Structural

Engineering, Volume 141, Issue 7 (July 2015)

3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

Trong thực hành tính toán thiết kế kết cấu BTCT hiện nay, có nhiều tiêu chuẩn thiết

kế tồn tại song song Có thể kể đến các tiêu chuẩn như: Tiêu chuẩn Việt nam (TCVN 5574:2-12); Tiêu chuẩn ACI 318 (Mỹ) và Tiêu chuẩn Eurocode EC2 Tuy nhiên, trong mỗi tiêu chuẩn này công thức tính toán khả năng chịu mô men xoắn là tương đối khác nhau Sự khác nhau này gây ra nhiều lúng túng cho các kỹ sư thiết kế trong quá trình tính toán kết cấu Thêm nữa, công thức áp dụng của các tiêu chuẩn này thường bỏ qua ảnh hưởng của góc sàn bê tông cốt thép Một số thí nghiệm được thực hiện gần đây bởi TS Phạm Xuân Đạt cho thấy, góc sàn bê tông có ảnh hưởng đáng kể tới dạng phá hoại cũng

như độ bền kháng xoắn của các dầm biên chịu xoắn Chính vì những lý do như vậy mà nghiên cứu được thực hiện, với những mục tiêu chính như sau:

 Kiểm nghiệm lại tính khả dụng của các công thức tính toán xoắn của ba tiêu chuẩn hiện hành: ACI, TCVN và EC 2; đồng thời so sánh với giá trị tính toán theo phương pháp cổ điển của Sức Bền Vật Liệu Các kết quả tính theo các tiêu chuẩn và công thức trên đây được so sánh với các giá trị thực nghiệm thu được để tìm ra tiêu chuẩn phù hợp nhất

 Tìm đáp án cho câu hỏi: “Liệu góc sàn có ảnh hưởng tới khả năng chịu xoắn của dầm không?” Trên thực tế, sàn và dầm luôn gắn liền với nhau, nhưng trong các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, ảnh hưởng của sàn thường bị bỏ qua

 Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài chịu xoắn lên độ bền và độ cứng chống xoắn của dầm

Khả năng xảy ra phá hoại xoắn đối với cấu kiện dầm trong kết cấu dân dụng là có thể xảy ra Do đó, việc tiến hành nghiên cứu dầm chịu xoắn là điều cần thiết cho sự phát triển của ngành xây dựng nói chung

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHỐNG XOẮN CHO DẦM BTCT THEO CÁC

TIÊU CHUẨN HIỆN HÀNH ( TCVN, ACI, EC2)

Mẫu tính toán:

Hình 1.1

Cấu tạo và cơ chế làm việc của mẫu thí nghiệm như sau: Dầm chữ C được cấu thành từ 2 dầm D2A, D2B và 1 dầm D1 thiết diện chữ nhật có bxh: 150mmx250mm (hình vẽ) Dầm D2A được kê lên 2 khối bê tông kích thước 150x150x300mm và được neo cố định bằng bu lông D40mm ở giữa dầm Dầm D2B có một đầu được kê bằng gối

kê, một đầu tự do dùng làm vị trí đặt lực Khi tiến hành thí nghiệm đặt lực P vào điểm đặt lực trên hình vẽ, lực tác dụng lên dầm D2B gây ra mô men uốn thông qua gối kê chuyển thành môn men xoắn truyền lên dầm D1 Dầm D2A chịu mô men uốn có xu hướng vồng lên và được giữ cố định bằng bu lông.Tiến hành tăng lực P từ từ đến khi dầm D1 bị xoắn phá hoại ta xác định được giá trị mô men xoắn giới hạn của dầm (Mxgh)

Yêu cầu tính toán: Tính khả năng chịu xoắn của dầm D-1 trong bản vẽ mẫu(hình 1.1)Cho Bê tông có cường độ chịu nén Rb=22,1MPa, cốt thép dọc (10) có cường độ

328 MPa, cốt thép đai (6) có cường độ 311MPa Sử dụng công thức tính xoắn của cấu kiện bê tông cốt thép bằng các tiêu chuẩn tính toán hiện hành

1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

 Khi tính toán tiết diện không gian, các nội lực được xác định dựa trên các giả thiết sau:

o Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông

o Vùng chịu nén của tiết diện không gian được coi là phẳng, nằm nghiêng một góc  với trục dọc cấu kiện, khả năng chịu nén của bê tông lấy bằng Rb.𝑠𝑖𝑛2, phân bố đều trên vùng chịu nén;

o Ứng suất kéo trong cốt thép dọc và cốt thép ngang cắt qua vùng chịu kéo của tiết diện không gian đang xét lấy bằng cường độ tính toán Rs và Rsw

o Ứng suất của cốt thép nằm trong vùng chịu nén lấy bằng Rsc đối với cốt

thép không căng; đối với cốt thép căng lấy bằng sc=sc,u-sp=b,u Eb’sp

trong đó b,u là biến dạng co ngót giới hạn của bê tông khi nén đúng tâm (lấy bằng 2‰, còn khi b2=0,9 lấy bằng 2,5‰)

1.1.2 Phương pháp tính toán

Trong cấu kiện chịu uốn xoắn có đồng thời 3 thành phần nội lực: Mô men uốn, lực cắt và mô men xoắn Việc tính toán với đồng thời cả 3 thành phần nội lực là rất phức tạp,

và cho đến nay vẫn chưa có phương pháp tính hoàn hảo

Để tính toán thực tế, người ta xét cấu kiện trên làm việc dưới dạng một trong 2 sơ

đồ sau:

 Cấu kiện chịu mô men xoắn – Mô men uốn: Mx + M

 Cấu kiện chịu mô men xoắn – Lực cắt: Mx + Q

Để đảm bảo cho cấu kiện chịu mô men xoắn không bị phá hoại do bê tông giữa các khe nứt bị ép vỡ ( khi cốt thép nhiều ) do tác dụng của ứng suất nén chính, mọi cấu kiện chịu uốn phải thỏa mãn điều kiện:

Mx ≤ 0,1.Rb.𝑏2.h (1.1)

Trong đó: b là cạnh bé của thiết diện

Rb cường độ chịu nén của bê tông

a Tính toán theo sơ đồ Mx +M

Xét cấu kiện chịu uốn xoắn với Mx và M cho đến khi bị phá hoại :

 Sơ đồ ứng suất:

- Thiết diện vênh ABDE có cạnh chịu nén AB nghiêng với góc trục α , cạnh hình chiếu lên phương trục cấu kiện là C Cạnh DE nghiêng với trục góc α1

- Ứng suất trong BT vùng nén đạt Rb, theo phương vuông góc với cạnh AB

- Ứng suất trong cốt dọc chịu kéo (trên cạnh DE) đạt Rs

- Ứng suất trong cốt dọc chịu nén (trên cạnh AB) đạt Rsc

- Ứng lực trong mỗi nhánh cốt đai là Rsw.fsw (chỉ xét trên cạnh DE , ảnh hưởng của các đai trên BD và AE là không đáng kể )

 Công thức cơ bản:

Kí hiệu

Rb Cường độ chịu nén tính toán của bê tông (MPa)

Rs,Rsc Ứng suất cốt dọc chịu kéo, nén (MPa)

Rsw Ứng suất cốt đai chịu kéo (Mpa)

As, As’ Diện tích cốt thép chịu kéo,nén (𝑚2)

Fsw Diện tích 1 nhánh cốt đai (𝑚2)

Mx Mô men xoắn (kN.m)

Mu Mô men uốn (kN.m)

Mxgh Mô men xoắn giới hạn (kN.m)

Mugh Mô men uốn giới hạn (kN.m)

C Chiều dài hình chiếu thiết diện vênh lên phương trục dầm (m)

- Phương trình hình chiếu các lực lên phương trục cấu kiện :

Rs.As – Rsc.As’ – Rb.AB.x.sin α = 0

Mà AB.sin α = b suy ra Rs.As – Rsc.As’ – Rb.AB.x = 0 (1.2)

- Phương trình cân bằng mô men đối với trục đi qua trọng tâm vùng BT chịu

Nếu mđ ≤ mo thì nhân Rs.As trong (1.2)và (1.4) với tỷ số mđ/mo;

Trong công thức (1.4) giá trị C được xác định để vế phải là nhỏ nhất (ứng với điểm

là cực tiểu của về phải, có thể xác định theo giải tích ) C ≤ 2h+b

b Tính toán theo sơ đồ Mx + Q

Xét đoạn dầm chịu Mx và Q như hình vẽ :

 Sơ đồ ứng suất:

Phá hoại trên thiết diện vênh vùng nén nằm theo cạnh AE tạo với góc trục α

Hình chiếu cạnh chịu nén AE lên trục cấu kiện là C

- Ứng suất trong BT vùng nén đạt Rb theo phương vuông góc với cạnh AE

- Ứng suất trong cốt dọc chịu kéo As1 (trên cạnh BD ) đạt Ra

- Ứng suất trong cốt dọc chịu nén As1’ ( trên cạnh AE ) đạt Ra’

- Ứng lực trong mỗi nhánh cốt đai là Rsw.Fsw (chỉ xét trên cạnh BD, ảnh hưởng của các đai trên AB và ED không đáng kể )

 Công thức cơ bản:

Lập luận tương tự như trường hợp sơ đồ Mx và Mu, từ các phương trình cân bằng ta có:

Rn.AE.x.sinα = Rs.As1 – Rsc.As1’;

Mà AE.sinα = h , suy ra Rb.h.x = Rs.As1 – Rsc.As1’; (1.7)

Và điều kiện cường độ Mx ≤ 𝑅𝑠.𝐴𝑠1( 𝑏𝑜−0,5𝑥)(1+𝑚𝑑1.𝐶2)ℎ

(1+ 2.𝑀𝑥𝑄.𝑏).𝐶 ; (1.8)

Trong đó md1 = 𝑅𝑠𝑤.𝑓𝑠𝑤

Với md1 thỏa mãn điều kiện : mo ≤ md1 ≤ 3mo ;

Xác định mo theo (1.6) nhưng hoán đổi vai trò của h và b

Giá trị C được xác định để vế phải của (1.8) cực tiểu và C ≤ 2b + h ;

Ngoài ra nếu thỏa mãn điều kiện : Mx ≤ 0,5.Q.b (1.10) Thì có thể không cần kiểm tra điều kiện (1.8) mà kiểm tra theo điều kiện sau:

Trình tự một bài toán kiểm tra:

- B1: Kiểm tra điều kiện (8.1) Nếu không thỏa mãn phải tăng thiết diện hoặc tăng mác bê tông

- B2: Tính toán sơ bộ cốt thép chịu kéo As theo mô men uốn M rồi chọn thép tăng lên một ít

- B3: Theo lực cắt Q tính cốt đai, chọn cốt đai với khoảng cách bé hơn tính toán một ít

- Sơ đồ bố trí cốt dọc, cốt đai Bố trí thêm cốt dọc theo cạnh h (theo yêu cầu cấu tạo chịu xoắn )

- Tính mđ hoặc mđ1 kiểm tra với mo theo (1.5);

- Xác định chiều cao bê tông chịu nén x theo (1.2) hoặc (1.7) Kiểm tra x theo các điều kiện hạn chế như cấu kiện chịu uốn (Khi xác định x để đơn giản và an toàn có thể bỏ qua cốt thép chịu nén )

- Xác định giá trị C để vế phải (1.4) hoặc (1.8) bé nhất, so sánh giá bé nhất đó với Mx

Trong một số trường hợp thực tế, vì mômen uốn và lực cắt tương đối nhỏ cho nên ảnh hưởng hai nội lực này là không đáng kể và có thể bỏ qua Do vậy thí nghiệm chỉ tập trung tới mômen xoắn

Ta có : Bê tông có Rb=22,1 MPa:

Phương trình mô men với trục đi qua trọng tâm vùng nén:

Mu=0 <=> Mxcos=RsAs ( h0- 0,5x ) sin +  Rsw fsw ( h0 – 0,5x ) cos

Đặt 𝑅𝑠𝑤.𝑓𝑠𝑤

𝑢 = qd => qd= 125555 ( N/m) với u=70(mm)

VD2 : Vẫn cấu kiện trên :

a Tính toán giá trị mô men uốn trong mặt phẳng của tiết diện dầm khi không có mô men xoắn, gọi giá trị này là Mugh

b Tính toán mô men xoắn giới hạn khi có sự có mặt của mô men uốn trong mặt phẳng với Mu có giá trị từ 0.1 Mugh đến 1.0 Mugh với bước

Biểu đồ giá trị của Mxgh tương ứng với giá trị Mu=(0,1 ; 0,2 ; 0,3 ; )Mugh

- Nhận xét : Thông qua biểu đồ và bảng giá trị của Mxgh tương ứng với giá trị Mu

ta dễ dàng nhận thấy khi giá trị Mu tăng dần thì giá trị Mxgh có xu hướng giảm dần một cách tương đối tuyến tính Do khi giá trị mô men uốn tăng lên dẫn đến góc của thiết diện vênh tăng lên, dầm có xu hướng bị phá hoại do mô men uốn và khả năng chịu mô men xoắn của dầm giảm đáng kể

0.00 1000.00 2000.00 3000.00 4000.00 5000.00 6000.00 7000.00 8000.00

2 Tiêu chuẩn Mỹ (ACI)

2.1 Lý thuyết

Xoắn ở bê tông thường

Đối với mặt cắt hình chữ nhật, ta có ứng suất tiếp lớn nhất:

Ta có: Nứt gãy xảy ra khi

2

x ) =

x2y6cos45°

Trong khi đó: ft,max = b cr,

Dòng cắt: q =

02

T A

Ứng suất tiếp: τ = q

t kg/cm2 =

02

, t = 34

cp cp

A p

p cp: Chu vi ngoài của mặt cắt

A cp : Diện tích mà p cp bao quanh

Có thể bỏ qua ảnh hưởng của xoắn khi: Tu ≤ ϕTcr/4

ϕ = 0.85 cho trường hợp có xoắn

c Xoắn trong cấu kiện bê tông cốt thép

Diện tích tổng thể Aoh = x0y0

Chu vi phần bị cắt ph = 2(x0 + y0)

x0, y0 = khoảng cách giữa hai bên cốt đai

So sánh mặt cắt rỗng và đặc với cùng mặt cắt hình chữ nhật

d Mô phỏng thanh chịu xoắn trong không gian

Sức chịu xoắn của cấu kiện bằng tổng trượt ở bốn bên tường

f Áp dụng tiêu chuẩn ACI trong thiết kế

Yêu cầu cường độ: T u  T n

Tính toán sức kháng cắt theo tiêu chuẩn ACI

- Mô men xoắn khi làm thí nghiệm T u

- Tính giá trị của mô men xoắn gây nứt

→T u  T cr/ 4  3, 57 thì có thể bỏ qua tác dụng của lực xoắn

- Tính toán điều kiện bền

- Tính giá trị mô men xoắn lớn nhất trên danh nghĩa

𝑇𝐸𝑑

TRd,max + 𝑉𝐸𝑑

VRd,max ≤1 Xét với bê tông chịu xoắn thuần túy (bỏ qua lực cắt trong bê tông)

≫ 𝑇𝐸𝑑

TRd,max ≤ 1

≫ 𝑇𝐸𝑑 ≤ TRd,max

Trong đó:

𝑇𝐸𝑑: Mô men xoắn theo thiết kế

TRd,max : Khả năng kháng xoắn tính theo công thức

A𝑘 :Diện tích phần khép kín giới hạn bởi đường giữa của tường nối

𝜈 : Hệ số giảm cường độ khi bê tông bị nứt tách

𝜈 = 0.6 (1 – 𝑓𝑐𝑘

250 )

𝑓𝑐𝑘 : Cường độ nén đặc trưng của khối trụ bê tông

α𝑐𝑤: Hệ số tính toán trạng thái ứng suất trong thanh chịu nén

f 𝑐𝑑) nếu 0.5f𝑐𝑑 < 𝜎𝑐𝑝 < f𝑐𝑑

𝜎𝑐𝑝 : Ứng suất nén của bê tông tại trục chính gấy bởi tải trọng dọc trục hoặc lực căng

4 Sức bền vật liệu

4.1 Lý thuyết

Τmax (kN/𝑚2) ứng suất tiếp cạnh dài lớn nhất

Mx (kN.m) mô men xoắn

Mxgh (kN.m) mô men xoắn giới hạn

a,b (m) chiều dài cạnh dài và cạnh ngắn hơn của thiết diện

- Giả thiết coi dầm là vật liệu đàn hồi đồng

nhất đẳng hướng

- Thanh được coi như chịu mô men xoắn thuần

túy trên các mặt cắt ngang của nó chỉ tồn tại một

thành phần ứng lực là mômen xoắn Mx nằm trong

mặt phẳng vuông góc với trục thanh

Công thức tính toán:

τmax = 𝑀𝑥

𝛼𝑎𝑏 2 (kN/𝑚2) Trong đó 𝛼 là hệ số xác định bởi tỷ lệ a/b

𝛼là hệ số dựa trên tỷ lệ a/b

5 So sánh các giá trị tính toán

Bảng giá trị tính toán theo các tiêu chuẩn:

Tiêu chuẩn Giá trị mô men xoắn giới hạn(Nm) Tiêu chuẩn Việt nam (TCVN 5574:2-12) 6882

Theo phương pháp Sức bền vật liệu(SBVL) 1846

Nhận thấy giá trị tính toán thông qua TCVN và tiêu chuẩn ACI có giá trị tương đối sát nhau (chênh lệch 10%), tiêu chuẩn EC2 có giá trị tính toán lớn nhất (24000Nm, gấp khoảng hơn 3 lần TCVN và ACI ) Giá trị tính theo SBVL đạt giá trị thấp nhất (1846 Nm- kém tiêu chuẩn EC2 khoảng 13 lần)

Việc có sự sai khác về kết quả giữa các tiêu chuẩn trên xuất hiện là do mỗi tiêu chuẩn được xây dựng dựa nhưng giả thiết khác nhau và các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả của mỗi tiêu chuẩn cũng khác nhau:

- TCVN: Tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên các giả thiết liên đến quan đến cường độ các thành phần vật liệu bao gồm cường độ bê tông, cường độ cốt thép dọc, cường độ cốt đai vì vậy tiêu chuẩn này mặc dù phức tạp về khâu tính toán nhưng sẽ đưa

ra giá trị chính xác hơn, vào bao quát được nhiều trường hợp trong thực tế

- Tiêu chuẩn ACI: Được xây dựng và chú trọng đến sự ảnh hưởng chủ yếu của cốt thép nhưng lại không đề cập đến sự ảnh hưởng của bê tông đến giá trị sức kháng xoắn của dầm vì vậy dẫn đến có sự chưa tổng quan và chính xác

- Tiêu chuẩn EC2: tiêu chuẩn này chủ yếu xét đến sự ảnh hưởng của bê tông trong quá trình làm việc chống lại mô men xoắn mà không đề cập đến sự ảnh hưởng của cốt thép trong quá trình làm việc, đây có thể là 1 thiếu sót vì sự ảnh hưởng của cốt thép là rất đáng kể Vậy nên rất có thể điều này dẫn đến sự chênh lệnh kết quả khá lớn so với các giá trị

- Tính toán theo SBVL: đây là phương pháp tính dựa trên giả thiết rằng vật liệu là đồng nhất đẳng hướng , đồng thời chỉ đưa ra kết quả khi vật liệu xuất hiện vết nứt chứ chưa tính đến khả năng làm việc của vật liệu cho đến khi bị phá hủy hoàn toàn dẫn đến kết quả nhỏ hơn so với các tiêu chuẩn tính toán còn lại

Ngoài ra, các tiêu chuẩn tính toán đều mới chỉ để cập đến sự ảnh hưởng của các yếu

tố như kích thước thiết diện, cường độ bê tông, cốt thép mà chưa thực sự đề cập đến sự ảnh hưởng của sàn cũng như chiều dài dầm đến sức kháng xoắn của dầm Vì vậy ta cần tiến hành thí nghiệm để xác định sự ảnh hưởng của các yêu tố trên đến sức kháng xoắn của dầm

CHƯƠNG 2: THÍ NGHIỆM DẦM SÀN CHỊU MOMENT XOẮN

1 Mô tả thí nghiệm

1.1 Mục đích thí nghiệm

 Tổng quan về tính toán thiết kế xoắn theo ba tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, bao gồm: TCVN, EC2, ACI, và kết hợp đối chiếu với công thức tính toán cổ điển theo Sức Bền Vật Liệu Các công thức tính toán thiết kế theo các tiêu chuẩn này được tổng hợp lại và so sánh với kết quả thực nghiệm Từ kết quả so sánh này, nhóm nghiên cứu sẽ đề xuất công thức tính toán hiệu quả phục vụ trong quá trình thiết kế thực tế

 Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của chiều dài chịu xoắn của dầm biên

 Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của góc sàn tới độ cứng và độ bền kháng xoắn của dầm biên Ý tưởng khoa học dựa trên thực tế là trong các tiêu chuẩn thiết kế BTCT hiện hành, ảnh hưởng của các ô sàn đều được bỏ qua trong các công thức tính toán bền và độ cứng chống xoắn Tuy nhiên, một số nghiên cứu thực nghiệm gần đây cho thấy, sàn có ảnh hưởng đáng kể đến ứng xử xoắn của dầm biên

1.2 Mô tả cơ chế thí nghiệm

 Tiến hành thí nghiệm đo cường độ mô men xoắn giới hạn của các mẫu trên

 Đánh giá và so sánh kết quả thu được

1.2.2 Cấu tạo và cơ chế làm việc của các mẫu thí nghiệm

Mẫu thí nghiệm là kết cấu BTCT được cấu thành từ dầm chính D1 và hai dầm phụ D2A, D2B Kích thước thiết diện của các dầm là bxh=150x250 mm.Dầm D2A được cố định bằng hệ thống bu lông và kê lên hai khối bê tông kích thước là 150x150x300 mm Dầm D2B, một đầu được kê lên một gối kê cố định có độ cao 50mm một đầu chứa điểm đặt lực Trong quá trình thí nghiệm, lực tác dụng tại điểm đặt lực gây ra mô men uốn lên dầm D2B sau đó thông qua gối kê chuyển thành mô men xoắn truyền lên dầm chính D1

Hình 2.1 Mẫu thí nghiệm 1 Mẫu 900 không có sàn

Hình 2.2 Mẫu thí nghiệm 2 Mẫu 900 có sàn