Nghiên cứu giải pháp gia cường dầm liên hợp thép bê tông bằng thanh căng ứng suất trướ

Header Page of 126 B GIO DC V O TO I HC NNG O HU NH NGHIấN CU GII PHP GIA CNG DM LIấN HP THẫP Bấ TễNG BNG THANH CNG NG SUT TRC Chuyờn ngnh: Xõy dng cụng trỡnh dõn dng v cụng nghip Mó s : 60.58.20 TểM TT LUN VN THC S K THUT Nng Nm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Cụng trỡnh c hon thnh ti i hc Nng Ngi hng dn khoa hc : TS Hunh Minh Sn Phn bin : GS.TS Phm Vn Hi Phn bin : PGS TS Nguyn Quang Viờn Lun ó c bo v trc Hi ng chm Lun tt nghip Thc s K thut hp ti i hc Nng vo ngy 27 thỏng 09 nm 2013 Cú th tỡm hiu lun ti - Trung tõm Thụng tin - Hc liu, i hc Nng - Trung tõm hc liu, i hc Nng Footer Page of 126 Header Page of 126 M U Tớnh cp thit ca ti Kt cu liờn hp thộp bờ tụng (LHTBT) ó v ang c nghiờn cu v ng dng rng rói cỏc cụng trỡnh xõy dng cỏc nc tiờn tin nh phỏt huy c hiu qu lm vic gia hai loi vt liu bờ tụng v kt cu thộp i vi cỏc cu kin dm chu un cỏc cụng trỡnh cú khu ln, t l tỡm cỏc gii phỏp kt cu hp lý cho tit din m bo cỏc iu kin v cng v n nh ng thi gim c vừng v tng kh nng vt nhp Gii phỏp to ng sut trc cỏc dm thộp cú th c nghiờn cu ỏp dng i vi dm LHTBT nhm t c hiu qu cao c v mt kt cu v tớnh kinh t Lun nghiờn cu la chn gii phỏp cng hp lý nhm lm rừ s lm vic, phng phỏp tớnh toỏn v ỏnh giỏ hiu qu gia cng i vi kt cu dm liờn hp thộp bờ tụng ng sut trc (LHTBT ST), lm c s khoa hc em li mt phng ỏn phự hp v kh thi, ỏp ng nhu cu thc t ca cỏc cụng trỡnh xõy dng dõn dng cú khu ln nc ta Vỡ vy ti: Nghiờn cu gii phỏp gia cng dm liờn hp thộp bờ tụng bng cng ng sut trc l cn thit, cú ý ngha khoa hc thc tin Mc tiờu nghiờn cu - Nghiờn cu s lm vic v phng phỏp tớnh toỏn kt cu dm LHTBT ST theo s liờn tc vi cỏc dng tit din dm thộp ch I; - Lp thut toỏn, chng trỡnh tớnh lm cụng c nghiờn cu tớnh toỏn; - Kho sỏt nh hng ca cỏc thụng s hỡnh hc v vt liu ca cng to ST nhm la chn c phng ỏn hiu qu, hp lý c v mt cng v bin dng i vi kt cu dm LHTBT ST Footer Page of 126 Header Page of 126 i tng, gi thit v phm vi nghiờn cu 3.1 i tng nghiờn cu - Dm liờn hp thộp bờ tụng; Dm liờn hp thộp bờ tụng ng sut trc; Thanh cng to ng sut trc 3.2 Gi thit v phm vi nghiờn cu - Dm LHTBT ST lm vic tuõn theo cỏc gi thit tớnh toỏn ca kt cu liờn hp v kt cu thộp ng sut trc; - Dm LHTBT s n gin, liờn tc chu ti trng phõn b u, thi cụng theo phng phỏp khụng cú h chng - Thanh cng to ng sut trc cho dm LHTBT cú dng: thộp bulon cng cao; bú si thộp; thộp hỡnh v cỏp - Liờn kt gia bn bờ tụng v dm thộp hỡnh l liờn kt hon ton Phng phỏp nghiờn cu Kt hp c s lý thuyt v kt cu liờn hp v kt cu thộp ng sut trc ca cỏc tỏc gi i trc ó c kim chng bng thc nghim; ỏp dng tiờu chun thit k kt cu liờn hp (Eurocode 4) v kt cu thộp (Eurocode 3) nghiờn cu lm rừ lý thuyt v s lm vic v phng phỏp tớnh toỏn dm LHTBT ST p dng, minh tớnh toỏn bng cỏc vớ d s v kho sỏt nh hng ca cỏc thụng s cng to ST i vi dm LHTBT bng chng trỡnh t lp t ú tng hp, phõn tớch v nhn xột kt qu B cc ti: Ngoi phn m u, kt lun Lun gm chng: Chng 1: Tng quan v dm liờn hp thộp bờ tụng ng sut trc cụng trỡnh xõy dng Chng 2: C s tớnh toỏn dm liờn hp thộp bờ tụng cú cng ng sut trc Chng 3: Tớnh toỏn kho sỏt cỏc gii phỏp s dng cng to ng sut trc cho dm liờn hp thộp bờ tụng Footer Page of 126 Header Page of 126 CHNG TNG QUAN V DM LIấN HP THẫP Bấ TễNG NG SUT TRC TRONG CễNG TRèNH XY DNG 1.1 KHI NIM 1.1.1 Khỏi nim chung v kt cu LHTBT Kt cu LHTBT l dng kt cu lm vic liờn hp gia hai loi vt liu bờ tụng ct thộp (BTCT) v kt cu thộp thụng qua cỏc liờn kt (cht, neo) nhm phỏt huy ti a hiu qu ca mi loi vt liu 1.1.2 Khỏi nim v kt cu dm LHTBT ST Nguyờn tc lm vic ca dm LHTBT ST l dựng cng quỏ trỡnh thi cụng to ng sut cú giỏ tr ngc du vi ng sut ti trng gõy dm LHTBT giai on s dng Vic to ng sut trc cng c thc hin bng cỏc thit b kộo cng trc cho ng sut cng t n mt giỏ tr ng sut nht nh theo thit k nm gii hn n hi ca vt liu giai on thi cụng trc dm LHTBT chu ti Nh lc cng trc lm gim ng sut v bin dng ca dm LHTBT giai on s dng v nguyờn tc khụng khỏc my kt cu dm thộp ng sut trc 1.1.3 Phng phỏp v tiờu chun tớnh toỏn a Phng phỏp tớnh toỏn Phng phỏp tớnh toỏn dm LHTBT da trờn c s lý thuyt tớnh toỏn tit din LHTBT v tớnh toỏn liờn kt gia hai loi vt liu c kim chng bng cỏc nghiờn cu thc nghim ó cú mt quỏ trỡnh phỏt triờn v ng dng lõu di b Tiờu chun tớnh toỏn B tiờu chun c gi l European Codes (EuroCodes hay EC) EuroCodes gm tp, ú EuroCodes (EC4) l tiờu chun v kt cu LHTBT Tuy nhiờn EC4 ch cp n tớnh toỏn kt cu Footer Page of 126 Header Page of 126 LHTBT m cha cp n tớnh toỏn kt cu LHTBT ST Lun ỏp dng tiờu chun Eurocode (EC3) tớnh toỏn ng sut trc cho dm thộp hỡnh kt hp vi Eurocode tớnh toỏn dm LHTBT ST 1.1.4 Khỏi quỏt tỡnh hỡnh nghiờn cu v ng dng Vit Nam, lý thuyt tớnh toỏn kt cu LHTBT ó c a vo giỏo trỡnh bc i hc t nm 1995 da theo lý thuyt tớnh toỏn ca Nga nhiờn cũn khỏ n gin Giỏo s Phm Vn Hi v cỏc cng s ca trng i hc Xõy Dng l nhng ngi i u a lý thuyt kt cu LHTBT ca Chõu u v ỏp dng tiờu chun Eurocode tớnh toỏn ng dng v xut bn giỏo trỡnh kt cu liờn hp [1] lm c s cho cỏc nghiờn cu sau ny Nhiu tỏc gi cỏc lun cao hc (Nguyn Vn Khỏnh, Hong Vn Quang, Hunh Phng Nam, Nguyn Minh Trung, Nguyn Vn nh) v lun ỏn tin s (Phm Anh Tun) ó nghiờn cu kt cu LHTBT cỏc cu kin sn, dm v khung ng thi bc u xem xột vic a gii phỏp ng sut trc vo kt cu dm LHTBT 1.2 VN NG SUT TRC TRONG KT CU LIấN HP 1.2.1 Khỏi quỏt phng phỏp ng sut trc kt cu xõy dng Phng phỏp ng sut trc c s dng rng rói v t rt lõu kt cu BTCT v kt cu thộp Nguyờn tc chung l to ng sut trc bng cỏc phng phỏp cng giai on thi cụng (gi l phng phỏp cng trc) hoc l cng quỏ trỡnh chu ti (gi l phng phỏp cng sau) Phng phỏp cng trc thng c s dng kt cu cụng trỡnh thộp i vi kt cu bờ tụng ct thộp, tựy theo iu kin thc t, ngi ta cú th s dng phng phỏp cng trc hoc cng sau 1.2.2 Hiu qu ca phng phỏp ng sut trc Footer Page of 126 Header Page of 126 1.3 U NHC IM 1.3.1 u im Dm LHTBT ST cú nhng u im chung ca kt cu LHTBT Dm LHTBT - ST cú nhng u im chung ca kt cu thộp ST 1.3.2 Nhc im Cụng ngh ST ó phc i vi dm thộp li cng khú khn hn i vi kt cu dm LHTBT ũi hi cú trỡnh cao v thit b hin i Trong iu kin Vit Nam cũn nhiu hn ch, cha cú tiờu chun thit k kt cu liờn hp nờn khụng trỏnh gp khú khn thit k v thi cụng quỏ trỡnh ng dng chuyn giao khoa hc cụng ngh xõy dng v hi nhp vi th gii 1.4 VT LIU DNG CHO KT CU DM LHTBT - ST Trong cỏc kt cu LHTBT ST, vt liu s dng chớnh nh bờ tụng, thộp hỡnh thng cú cng cao Phự hp vi tiờu chun Eurocode thng chn bờ tụng cú mỏc t 350 tr lờn theoo TCXDVN, thộp thng chn loi XCT38 tr lờn Trong phm vi lun vn, i vi vt liu lm dõy cng cú th dựng mt bn loi: Thộp trũn c, bú si thộp, thộp hỡnh v cỏp 1.5 KHI QUT CễNG NGH GIA CNG DM LHTBT ST Khi thi cụng dm LHTBT ST thng c chia lm hai giai on: Giai on thi cụng v giai on s dng mi giai on, tựy vo phng phỏp thi cụng m dm LHTBT c tớnh toỏn v kim tra khỏc i vi dm LHTBT s dng cng ST thỡ cũn cú thờm giai on to ng sut trc cho dõy cng Vic tớnh toỏn dm giai on ny v c bn tng t nh tớnh cu kin dm thộp n thun Cú hai gii phỏp cụng ngh sau õy: Cụng ngh gia cng dm LHTBT ST cú s dng h chng Footer Page of 126 Header Page of 126 Cụng ngh gia cng dm LHTBT ST khụng s dng h chng KT LUN CHNG Phn m u v chng ca lun ó xỏc nh c cỏc v phng phỏp lun nghiờn cu : T tớnh cp thit v tỡnh hỡnh nghiờn cu ng dng thc t ca ti, lun ó xỏc nh c mc tiờu nghiờn cu, i tng, phm vi, gi thit v phng phỏp nghiờn cu Lun lm rừ cỏc tng quan v s lm vic ca dm LHTBT cụng trỡnh xõy dng dõn dng, cỏc la chn vt liu s dng cho dm LHTBT v hỡnh thc cng to ng sut trc Footer Page of 126 Header Page of 126 CHNG C S TNH TON DM LIấN HP THẫP Bấ TễNG NG SUT TRC 2.1 C S TNH TON DM LIấN HP THẫP Bấ TễNG 2.1.1 Phng phỏp chung v tiờu chun tớnh toỏn Lun da trờn nn tng c s lý thuyt ca cỏc tỏc gi i trc ó c kim chng v thc nghim ỏp dng tiờu chun thit k kt cu liờn hp v kt cu thộp theo tiờu chun Eurocode v Eurocode Chõu u nhm lm rừ lý thuyt tớnh toỏn cu kin dm LHTBT ST 2.1.2 S lm vic v cỏc trng thỏi tớnh toỏn ca dm LHTBT ST Dm liờn hp c kim tra theo hai trng thỏi gii hn: trng thỏi phỏ hoi v trng thỏi s dng Khỏc vi dm bỡnh thng, cỏch tớnh toỏn dm liờn hp ph thuc vo mt s yu t: loi tit din (chia theo mnh ca bn cỏnh, bn bng v dm thộp), phng phỏp thi cụng (cú gi tm hay khụng), hỡnh thc liờn kt gia tm an vi dm thộp (liờn kt hon ton hay khụng hon ton), v trớ trc trung hũa trờn tit din ngang a c im lm vic ca dm LHTBT ST S khỏc bit gia dm LHTBT ST so vi dm thộp ST hoc dm BTCT ST l s phõn chia lm hai giai on thi cụng v giai on s dng, vi mi giai on ú, tit din lm vic ca dm l khỏc nhau, gm: Giai on 1: Giai on thi cụng ; Giai on 2: Giai on s dng Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 b c im tớnh toỏn theo phng phỏp thi cụng Phng phỏp thi cụng khụng chng , hiu qu ca ST c th hin c giai on thi cụng v c giai on s dng Phng phỏp thi cụng cú s dng h chng, hiu qu ca ST ch th hin giai on s dng Trong lun xột n phng phỏp thi cụng khụng chng 2.1.3 Phõn loi tit din, b rng lm vic ca bn BTCT v yờu cu cu to ca sn bờ tụng v tm tụn súng a Phõn loi tit din ngang +Loi 1: Khi tit din cú kh nng phỏt trin momen bn vi kh nng quay cho phỏp hỡnh thnh khp +Loi 2: Tit din cng cú kh nng phỏt trin momen bn do, nhng vi kh nng quay hn ch b Chiu rng tham gia lm vic ca tm sn Theo EC4, giỏ tr beff c xỏc nh nh sau: beff = be1 + be2 (2-1) Vi bei = min(l0/8, bi) c Chiu dy ca sn bờ tụng Chiu dy ca sn liờn hp dao ng t 10 n 40cm; nhp t n 4m khụng cú cỏc chng tm bờ tụng v cú th t ln hn 7m cú cỏc chng tm d Kớch thc tụn hỡnh Chiu dy ca tm tụn dựng t 0,75 dn 1,5mm Thng dựng t 0,75 n 1mm Chiu cao thụng thng ca mt ct t n 8cm 2.1.4 Tớnh toỏn sc bn chu momen v chu ct ca dm LHTBT theo EC4 Sc bn VPl.Rd c tớnh theo cụng thc: VPl Rd = Av f y / g a ( Footer Page 10 of 126 ) (2-2) Header Page 12 of 126 10 ổf + Fd ỗ d + hp + h1 ữ ga ố ứ (2-37) 2.1.6 Tớnh toỏn sc bn chng on ca dm LHTBT theo EC4 Vi cỏc tit din loi v cú th xỏc nh mnh quy i M Rd pl = M apl Rd + Fs ( hs + h1 ) - ( z w - h2 ) t w ( lLT on theo quan h : lLT = M Pl / M cr fy ) 1/2 (2-40) Giỏ tr tớnh toỏn ca momen bn on M b- Rd xỏc nh ti gi ta v c tớnh theo cụng thc sau: (2-43) M b- Rd = c lLT M Rd ( ) 2.2 TNH TON KIM TRA DM LHT BT THEO EC4 2.2.1 Tớnh toỏn kim tra dm LHTBT theo TTGH v phỏ hoi Khi kho sỏt theo trng thỏi gii hn v phỏ hoi cho mt tit din ngang ca mt cu kin hay mt liờn kt yờu cu: Sd Rd (2-45) 2.2.2 Tớnh toỏn kim tra dm LHTBT theo TTGH v s dng Khi tớnh toỏn kim tra dm LHTBT theo TTGH v s dng cn xột n vừng v kh nng hn ch b rụng vt nt gõy ch cỏc bin dng ngc chiu (co ngút ca bờ tụng, chuyn v gi ta), thỡ din tớch ti thiu ca cỏc ct dc c tớnh theo cụng thc n gin sau: (2.47) ( As )min = kkc f ct Act / s s 2.3 TNH TON KIM TRA DM LHTBT ST THEO EC4 2.3.1 Tớnh toỏn kim tra cng ST a Tớnh toỏn chiu di hp lý ca cng ST: Phng trỡnh xỏc nh chiu di dõy cng c lp da trờn nguyờn tc sau: Chiu di dõy cng ly theo iu kin ti ch b trớ neo, tit din dm LHTBT khụng c ST phi bn Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 11 Hỡnh 2.12 Biu ni lc xỏc nh chiu di dõy cng ti nhp bt k dm liờn tc Phng trỡnh momen trờn nhp (chu ti trng phõn b u) cú dng parabol y=Ax2+Bx+C vi cỏc h s : M1 + 2M - 4M M - 3M - M ; B= ; C = M1 A= l l iu kin b trớ im neo hp lý l M a = M Pl Rd ; t y = M Pl Rd , gii phng trỡnh bc trờn, tỡm c hai nghim x1 v x2 l hai v trớ b trớ im neo hp lý, t ú ta cú c chiu di dõy cng hp lý trng hp ny b Cỏc cụng thc tớnh toỏn khỏc v lc cng trc, lc cng kim tra Cỏc cụng thc xỏc nh lc cng trc; t ng lc giai on thi cụng; kim tra dm thộp ST theo cỏc trng thỏi gii hn c nờu lý thuyt tớnh toỏn dm thộp ST 2.3.2 Tớnh toỏn kim tra dm LHTBT ST theo TTGH v phỏ hy a Tớnh toỏn dm LHTBT ST giai on thi cụng Trong giai on thi cụng, tit din lm vic l dm thộp ST v lý thuyt tớnh toỏn ca loi kt cu ny ó c ph bin rng rói v cỏc tiờu chun, quy phm Vic kim tra dm thộp ST theo trng thỏi gii hn bao gm kim tra ng sut ti cỏnh dm giai on to ST v giai on chu ti thi cụng v ng sut dõy cng Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 b Tớnh toỏn dm LHTBT ST giai on s dng Trong xõy dng dõn dng v cụng nghip, dm LHT-BT ST l mt gii phỏp kt cu mi, xut phỏt t kt cu c s l dm LHTBT, vỡ vy gia chỳng cú chung cỏc c trng c bn nh h s mụ un n hi chung n; b rng hiu qu beff; mụ men quỏn tớnh ca tit din liờn hp Ieq cú th tớnh toỏn v kim tra giai on ny trc ht cn phi xỏc nh cỏc thụng s trờn, ó c trỡnh by v hng dn chi tit Ngoi cn phi xỏc nh thờm cỏc t ng lc phỏt sinh cng giai on s dng Vic xỏc nh ny hon ton tng t nh giai on thi cụng, nhiờn tit diờn õy l tit din liờn hp Trong lun ỏn ó thc hin tớnh toỏn mt s s dm liờn tc LHTBT nhiu nhp chu ti trng phõn b u bng phng phỏp mụ men, v c kim tra vi s tr giỳp ca chng trỡnh mỏy tớnh SAP 2010 Kt qu tớnh toỏn nhn c l hp lý v chp nhn c 2.3.3 Tớnh toỏn kim tra dm LHTBT ST theo TTGH v s dng a Tớnh toỏn dm LHTBT ST giai on thi cụng Dm c tớnh toỏn vừng quỏ trỡnh thi cụng theo (2-64) d tc = d p + d X + X i Cụng thc chuyn v dp h c tớnh theo cụng cụng thc thc ca Maxwell-Morh nh sau: M 0M d p = ũ k m ds Ea I a vng ngc ST : ( X + X i ) cL2 ổ1 - ổ a ử2 d X + Xi = ỗỗ ỗ ữ ữữ Ea I a ốLứ ứ ố Footer Page 14 of 126 (2-65) (2-67) Header Page 15 of 126 13 b Tớnh toỏn dm LHTBT ST giai on s dng: i Tớnh toỏn vừng ca dm n gin Tớnh toỏn vừng ca dm n gin khụng cú gỡ c bit Nu nhp dm l L, chu ti trng phõn b u l p, c liờn kt hon ton (hoc hn), thỡ vừng c tớnh theo cụng thc quen thuc: pL4 df = 384 Ea I eq (2-68) ii Tớnh toỏn vừng ca dm liờn tc D dng tớnh vừng gia nhp ca mt nhp no ú dm liờn tc ( vừng gn vi vừng ln nht) theo cụng thc sau: d f = d ộở1 - Cr1r2 ( M A- + M B- ) / M 0+ ựỷ (2-70) 2.4 CC V D BNG S 2.4.1 Tớnh toỏn kim tra dm LHTBT ST s dm n gin Nhp dm cú khong cỏch L = 1200 cm, khong cỏch cỏc bc l B = 450 cm Bn sn gi thit l c, cú chiu dy hc = cm chiu dy súng tụn l hp = cm Dm l t hp thộp hỡnh i xng vi cỏc thụng s bn cỏnh: ttf = tbf = 2.5 cm; btf = bbf = 25 cm; cỏc thụng s ca bn bng: tw = 3.5cm; hw = 60 cm Thanh cng gia cng s dng l dựng dng bú cỏp vi si 1.27 cm, cú ng kớnh fd = 3.9 cm, cng cng fyd = 147 kN/cm2 Xem cỏc liờn kt cht l hon ton Cỏc ti trng tnh ti thi cụng Ptc = 0.0625 kN/cm; hot ti thi cụng Qtc = 0.0215 kN/cm; tnh ti s dng Psd = 0.2125 kN/cm; hot ti s dng Qsd = 0.06kN/cm Nhim v: kim tra cỏc iu kin v trng thỏi chu lc v vừng ca dm LHTBT cng nh cng * Kim tra bn: ng sut tng cng ti th biờn cỏnh trờn dm thộp: s =7.29 kN/cm2 < f y / g a = 21 kN/cm2 Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 ng sut tng cng ti th biờn cỏnh di dm thộp: s = 11.09 kN/cm2 < f y / g a = 21 kN/cm2 ng sut tip dm LHTBT ST: t = 0.88 kN/cm2 < f y / g a = 12.12 kN/cm2 ng sut tng cng cng: s d = 24.31 kN/cm2 < f yd / g d = 147 kN/cm2 * Kim tra vừng : vừng ca dm: d = 1.6311 cm < [d ] = L / 250 = 4.8cm Vy dm m bo kh nng chu lc 2.4.2 Tớnh toỏn kim tra dm LHTBT ST s dm liờn tc Xột mt dm liờn hp thộp bờ tụng liờn tc cú cỏc thụng s tng t nh vớ d 2.4.1 Nhim v: kim tra cỏc iu kin v trng thỏi chu lc v vừng ca dm LHTBT ST trng hp cụng ngh thi cụng l khụng dựng h chng , v trớ cng dõy l cỏc nhp v cỏc gi * Kim tra bn (v trớ cú ni lc ln nht trờn dm) ng sut tng cng ti th biờn cỏnh trờn dm thộp (ti gi B) : s = 11.82 kN/cm2 < f y / g a = 21 kN/cm2 ng sut tng cng ti th biờn cỏnh di dm thộp (ti gi B) : s = -12.40 kN/cm2 f y / g a = 21 kN/cm2 ng sut tip dm LHTBT ST: t = 0.77 kN/cm2 < f y / g a = 12.12 kN/cm2 ng sut tng cng cng (ti gi B): s d = 14.44 kN/cm < f yd / g d = 147 kN/cm2 * Kim tra vừng (ti nhp cú ni lc ln nht trờn dm) vừng ca dm cui cựng: d = 1.2071 cm [d ] = L / 250 = 4.8cm Footer Page 16 of 126 15 Header Page 17 of 126 Vy dm m bo kh nng chu lc KT LUN CHNG Chng ó lm rừ vic ỏp dng tiờu chun Eurocode v lý thuyt v ng sut trc ca dm thộp nhm to c s tớnh toỏn cu kin dm LHTBT ST Lun lm rừ cỏch tớnh toỏn v kim tra dm LHTBT theo trng thỏi gii hn v phỏ hoi v trng thỏi gii hn v s dng Lm rừ ni dung tớnh toỏn cng ST gm: xỏc nh chiu di hp lý ca cng; lc cng trc dõy; kim tra dm LHTBT ST theo trng thỏi gii hn v phỏ hoi v s dng c giai on: thi cụng v s dng Minh lý thuyt tớnh toỏn bng cỏc vớ d s, kim tra trng thỏi gii hn v phỏ hoi v trng thỏi gii hn v s dng cho dm LHTBT n gin v dm LHTBT liờn tc cú s dng cng ST n gin Vi c s tớnh toỏn v phng phỏp tớnh toỏn ó c lm rừ, t l cn phi vit mt on chng trỡnh lm cụng c, t ng húa tớnh toỏn gii quyt cỏc kho sỏt nh hng ca kớch thc cng, hỡnh dng tit din dm thộp, cng vt liu n s lm vic ca dm LHTBT ST Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 CHNG TNH TON KHO ST CC GII PHP S DNG THANH CNG TO NG SUT TRC CHO DM LIấN HP THẫP Bấ TễNG 3.1 THIT LP THUT TON, S KHI V CHNG TRèNH TNH 3.1.1 Thit lp thut toỏn 3.1.2 S T thut toỏn ó thit lp, tin hnh xõy dng nờn s 3.1.3 Chng trỡnh tớnh T s thut toỏn, vit cỏc chng trỡnh tớnh toỏn h tr thit k bng cụng c Microsoft Office Excel 2003, õy l ngụn ng phc v tớnh toỏn n gin, ng dng hiu qu mụi trng WinXP thụng dng, thit k giao din n gin, h tr cỏc thao tỏc nhp s liu u vo v xut thng kt qu phc v vic kim tra Tờn chng trỡnh: Composite Beam (COBE) V1.0 Mc ớch ca cỏc chng trỡnh ny l s dng h tr tớnh toỏn thit k v kim tra dm LHTBT ST V nguyờn tc cú th s dng chng trỡnh ny tớnh v kim tra dm LHTBT ST n gin v liờn tc cho cỏc thụng s u vo 3.2 KHO ST NH HNG CA KCH THC THANH CNG N S LM VIC CA DM LHTBT ST Kho sỏt dm LHTBT ST liờn tc nhp u vi chiu di nhp L = 9m, 12m, 15m Chiu cao dm thộp l 65cm; s dng bin phỏp gia cng bng cng l dng bú cỏp si thộp ng kớnh 12.7mm vi cng cng fyd = 147 kN/cm2 Ti trng tớnh toỏn v cỏc thụng s u vo v vt liu nh ó chn nh vớ d 2.4.2 Footer Page 18 of 126 17 Header Page 19 of 126 Bi toỏn kho sỏt c thc hin vi cỏc phng ỏn thay i tham s ng kớnh cng fd = [0; 3.9; 5.1; 6.9; 8.4], s lng si cỏp tng ng l n = [0; 2; 5; 8; 13] Kt qu v momen bn (Mpl.Rd) v vừng (d) ca dm LHTBT ST th hin qua cỏc bng biu sau: nh hng ca ng kớnh cng n momen bn nhp dm LHTBT ST 235.00 L=15m Momenbn donhp (10 kNcm) 230.00 225.00 220.00 L=12m 215.00 210.00 205.00 200.00 L=9m 195.00 190.00 3.9 5.1 6.9 8.4 ng kớnh cng (cm) L=9m L=12m L=15m nh hng ca ng kớnh cng n momen bn gi dm LHTBT ST 201.00 Momen bn gi (10 kNcm) 200.50 L=15m 200.00 199.50 L=12m 199.00 198.50 L=9m 198.00 197.50 197.00 3.9 5.1 6.9 8.4 ng kớnh cng (cm) L=9m L=12m L=15m Hỡnh 3.2 nh hng ca ng kớnh cng n momen bn nhp v gi ca dm LHTBT ST Footer Page 19 of 126 18 Header Page 20 of 126 vừng tng th (cm) nh hng ca ng kớnh cng n vừng ca dm LHTBT ST 2.8000 L=15m 2.3000 1.8000 1.3000 L=12m 0.8000 L=9m 0.3000 3.9 5.1 6.9 8.4 ng kớnh cng (cm) L=9m L=12m L=15m Hỡnh 3.3 nh hng ca ng kớnh cng n vừng ca dm LHTBT ST Cỏc trng hp trờn c kho sỏt dm LHTBT ST m bo kim tra TTGH1 v trớ nhp dm: moomen bn ca dõm LHTBT ST tng v vừng gim xung ng kớnh cng tng lờn T l tng momen bn tng ng kớnh cng lờn 1cm tng t 0.14 n 0.51%; vừng gim i 0.99 n 1.43% v trớ gi dm, momen bn ca dõm LHTBT ST tng ng kớnh cng tng lờn; nhiờn t l tng momen bn tng ng kớnh cng lờn 1cm tng t 0.05 n 0.16% cho 1cm ng kớnh Vy s dng phng ỏn cng dõy thỡ s cú li nht gi 3.3 KHO ST NH HNG CA HèNH DNG TIT DIN DM THẫP N S LM VIC CA DM LHTBT ST Kho sỏt dm LHTBT ST liờn tc nhp u vi chiu di nhp L = 9m, 12m, 15m Chiu cao dm thộp l 65cm; s dng bin phỏp gia cng bng cng thộp bulon cng cao vi ng kớnh cng l fd = cm v cng cng l fyd = 95 kN/cm2 Ti trng tớnh toỏn v cỏc thụng s u vo v vt liu nh ó chn nh vớ d 2.4.2 Bi toỏn kho sỏt c thc hin vi phng ỏn thay i Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 kớch thc ca bn cỏnh cng cho tit din dm thộp khụng i nh sau: - Phng ỏn (PA1) : Tit din khụng i xng vi b rng cỏnh trờn ln hn b rng cỏnh di (btf = 30cm; bbf = 20cm); - Phng ỏn (PA2): Tit din i xng vi vi b rng cỏnh trờn bng b rng cỏnh di (btf = bbf = 25cm); - Phng ỏn (PA3): Tit din khụng i xng vi b rng cỏnh trờn nh hn b rng cỏnh di (btf = 20cm; bbf = 30cm) Kt qu v momen bn (Mpl.Rd) v vừng (d) ca dm LHTBT ST th hin qua cỏc bng biu sau: nh hng ca hỡnh dng tit din dm thộp n momen bn nhp dm LHTBT ST 250.00 PA3 M om enbndonh p(10 kN cm ) 240.00 230.00 PA2 220.00 210.00 PA1 200.00 190.00 180.00 170.00 L=9m L=12m PA1 PA2 L=15m PA3 nh hng hỡnh dng tit din dm thộp n momen bn gi dm LHTBT ST 250.00 Momenbndogi (10 kNcm) 240.00 230.00 220.00 PA3 210.00 200.00 PA2 190.00 PA1 180.00 170.00 L=9m L=12m PA1 PA2 L=15m PA3 Hỡnh 3.4 nh hng ca hỡnh dng tit din dm thộp n momen bn nhp v gi ca dm LHTBT ST Footer Page 21 of 126 20 Header Page 22 of 126 Hỡnh 3.5 nh hng ca hỡnh dng tit din dm thộp n vừng ca dm LHTBT ST PA1 PA2 PA3 vừng tng th (cm) 2.8000 2.3000 1.8000 1.3000 0.8000 0.3000 L=9m L=12m PA1 PA2 L=15m PA3 Hỡnh 3.6 nh hng ca hỡnh dng tit din dm thộp n vừng Vi cựng mt din tớch tit din, phng ỏn dựng tit din ch I khụng i xng, b rng cỏnh di ln hn cỏnh trờn s lm tng momen bn v gim vừng ca dm LHTBT ST theo s liờn tc c nhp v gi (trong phm vi kho sỏt L = 9, 12, 15m thỡ momen bn tng khong 15-16% nhp, 13.75% gi, vừng gim t 5.87 n 6.88% nhp) 3.4 KHO ST NH HNG CA CNG VT LIU N S LM VIC CA DM LHTBT ST Kho sỏt dm LHTBT ST liờn tc nhp u vi chiu di nhp L = 9m, 12m, 15m Chiu cao dm thộp l 65cm cú tit din i xng Ti trng tớnh toỏn v cỏc thụng s u vo v vt liu nh ó chn nh vớ d 2.4.2 Bi toỏn kho sỏt ln lt vi phng ỏn la chn cng vt liu: - Phng ỏn (PA1): Dm thộp hỡnh cú cng cao fy = 50 kN/cm v cng l thộp trũn c fd = 2.2 cm cú cng thng fyd = 21 kN/cm2; Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 - Phng ỏn (PA2): Dm thộp hỡnh cú cng thng fy = 21 kN/cm2 v cng l thộp trũn c fd = 2.2 cm cú cng cao fyd = 50 kN/cm2; - Phng ỏn (PA3): Dm thộp hỡnh cú cng cao fy = 50 kN/cm v cng l thộp trũn c fd = 2.2 cm cú cng cao fyd = 50 kN/cm2 Kt qu th hin qua cỏc bng biu sau: nh hng ca cng vt liu n momen bn nhp dm LHTBT ST 400.00 300.00 M om enbndonhp(10 kN cm ) 350.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 L=9m L=12m PA1 PA2 L=15m PA3 nh hng ca cng vt liu n momen bn gi dm LHTBT ST 450.00 Momenbndogi (10 kNcm) 400.00 350.00 300.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 L=9m L=12m PA1 PA2 L=15m PA3 Hỡnh 3.7 nh hng cng vt liu n momen bn Footer Page 23 of 126 22 Header Page 24 of 126 nh hng ca cng vt liu n vừng ca dm LHTBT ST 3.0000 vừngtngth(cm) 2.5000 2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000 L=9m L=12m PA1 PA2 L=15m PA3 Hỡnh 3.8 nh hng cng vt liu n vừng Vi cựng tit din dm thộp v ti trng, hỡnh thc cng l bulon cng cao, dựng dm thộp cng cao s lm tng ỏng k momen bn (tng 1.89 ln nhp v 1.38 ln gi) nhng khụng nh hng n vừng ca dm LHTBT ST Mt khỏc, dựng thộp cng cao cho cng thỡ nh hng khụng ỏng k n momen bn ( c nhp v gi) v vừng ca dm LHTBT ST KT LUN CHNG Chng ó xõy dng thut toỏn tớnh toỏn v kim tra dm LHTBT ST, t ú lp s v vit nờn chng trỡnh COBE V1.0 nhm phc v vic kho sỏt hiu qu gia cng dm LHTBT bng cng ST Lun ó kho sỏt nh hng kớch thc cng, hỡnh dng tit din dm thộp v cng vt liu dm thộp v cng n momen bn v vừng ca dm LHTBT ST liờn tc T ú a cỏc nhn xột cú tớnh nh lng v nh tớnh nhm a phng ỏn ti u v hiu qu nht phm vi kho sỏt Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 KT LUN V KIN NGH ỏnh giỏ chung Lun ó hon thnh c bn mc tiờu nghiờn cu nh sau: - Nghiờn cu lm rừ s lm vic v phng phỏp tớnh toỏn kt cu dm LHTBT ST theo s liờn tc, tit din dm thộp ch I, vi cỏc gii phỏp cng (Thộp bulon cng cao, bú si thộp, thộp hỡnh v cỏp) - p dng tiờu chun EC4 tớnh toỏn c momen bn ca tit din v chiu di hp lý ca cng to ST dm LHTBT, t ú tớnh toỏn kim tra tit din dm cỏc giai on thi cụng v s dng theo phng phỏp thi cụng khụng dựng h chng Thc hin c cỏc vớ d bng s minh phng phỏp tớnh - Xõy dng c thut toỏn v chng trỡnh tớnh toỏn kim tra dm LHTBT ST (COBE 1.0) lm cụng c nghiờn cu kho sỏt - Kho sỏt nh hng ca cỏc thụng s hỡnh hc (Kớch thc cng, hỡnh dng tit din dm thộp, b rng cỏnh dm thộp) v cng vt liu ca dm thộp v cng n momen bn v vừng ca dm LHTBT ST Kt lun Da vo kt qu nghiờn cu phm vi kho sỏt theo cỏc gi thit ca lun vn, cú th kt lun nh sau : - Vi cựng loi cng v cựng cng , thay i kớch thc fd ca cng (trong kho sỏt vi fd = [0; 3.9; 5.1; 6.9; 8.4] cm), nh hng kớch thc cng n kh nng chu lc ca dm LHTBT c nhp v gi l ỏng k Kớch thc cng cng ln thỡ kh nng chu lc cng tng v vừng cng gim - V hỡnh dng tit din thộp hỡnh ch I, vi cựng mt din tớch tit din, phng ỏn dựng tit din ch I khụng i xng, b rng Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 cỏnh di ln hn cỏnh trờn s lm tng momen bn v gim vừng ca dm LHTBT ST theo s liờn tc c nhp v gi (trong phm vi kho sỏt L = 9, 12, 15m thỡ momen bn tng khong 1516% nhp, 13.75% gi, vừng gim t 5.87 n 6.88% nhp) - Vi cựng tit din dm thộp v ti trng, hỡnh thc cng l bulon cng cao (fd = 2.2 cm), dựng thộp cng cao cho tit din dm thộp s lm tng ỏng k n momen bn (trong kho sỏt tng 1.89 ln nhp v 1.38 ln gi) nhng khụng nh hng n vừng ton phn ca dm LHTBT ST (bao gm vừng ca dm v v vừng cng) Mt khỏc, dựng thộp cng cao cho cng thỡ nh hng khụng ỏng k n momen bn ( c nhp v gi) v vừng ca dm LHTBT ST Kin ngh - Gii phỏp gia cng dm LHTBT bng cng ST cú th ng dng phự hp vic sa cha ci to v tng cng kh nng chu lc cho kt cu dm LHTBT cỏc cụng trỡnh xõy dng - xut la chn phng ỏn gia cng hp lý l s dng thộp hỡnh ch I tit din khụng i xng (b rng cỏnh di ln hn cỏnh trờn), dựng vt liu thộp tit din dm cng cao, vt liu thộp cng cng thng s t c hiu qu tt Hng phỏt trin - Tip tc nghiờn cu tớnh toỏn kho sỏt dm LHTBT theo cỏc s chu ti trng phc (chu lc trung, phõn b dng tam giỏc, bc ) - Tip tc nghiờn cu nh hng ca liờn kt khụng hon ton n s lm vic ca dm LHTBT ST - Nghiờn cu kho sỏt la chn qu o cỏp hp lý cho gii phỏp cng to ST Footer Page 26 of 126 ... dm BTCT ST l s phõn chia lm hai giai on thi cụng v giai on s dng, vi mi giai on ú, tit din lm vic ca dm l khỏc nhau, gm: Giai on 1: Giai on thi cụng ; Giai on 2: Giai on s dng Footer Page of 126... thộp, thộp hỡnh v cỏp 1.5 KHI QUT CễNG NGH GIA CNG DM LHTBT ST Khi thi cụng dm LHTBT ST thng c chia lm hai giai on: Giai on thi cụng v giai on s dng mi giai on, tựy vo phng phỏp thi cụng m dm LHTBT... cng ST thỡ cũn cú thờm giai on to ng sut trc cho dõy cng Vic tớnh toỏn dm giai on ny v c bn tng t nh tớnh cu kin dm thộp n thun Cú hai gii phỏp cụng ngh sau õy: Cụng ngh gia cng dm LHTBT ST cú