Tính toán dầm BTCT chịu cắt theo tiêu chuẩn TCVN5574 2012 và tiêu chuẩn EUROCODE 2 (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - BÙI VĂN KHIÊN KHÓA :2015-2017 TÍNH TOÁN DẦM BTCT CHỊU CẮT THEO TIÊU CHUẨN TCVN5574-2012 VÀ TIÊU CHUẨN EUROCODE Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN TIẾN CHƯƠNG Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc GS.TS Nguyễn Tiến Chương tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu động viên tác giả trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo, cán Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội bạn đồng nghiệp giúp đỡ, dẫn tận tình trình hoàn thành luận văn này! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ công trình nghiên cứu khoa học độc lập tôi.Các số liệu khoa học,kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Bùi Văn Khiên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài 2.Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA BÊ TÔNG CỐT THÉP THƯỜNG 1.1 Khái niệm bê tông cốt thép 1.1.1 Tính chất bê tông cốt thép 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Ưu khuyết điểm bê tông cốt thép 1.1.4 Phạm vi ứng dụng xu hướng phát triển 1.2 Sự làm việc dầm bê tông cốt thép chịu uốn [4] 1.2.1 Ứng suất dầm đàn hồi đồng chất đẳng hướng chịu uốn cắt [3] [7] 1.2.2 Dầm bê tông cốt thép cốt thép chịu cắt[3] [7] 1.2.3 Dầm bê tông cốt thép cốt thép chịu cắt [7] 13 1.3 Một số mô hình tính toán khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép 14 1.3.1 Mô hình giàn với xiên nghiêng góc 45o [5] 14 1.3.2 Mô hình giàn với góc nghiêng thay đổi [5] 17 1.3.3 Mô hình chống giằng [5] 18 1.3.4 Mô hình miền nén ( Compression Field Theory-CFT ) [5] 20 1.3.5 Lý thuyết miền nén cải tiến ( Modified compression Field Theory-MCFI ) [5] 24 1.3.6 Tính toán cường độ dựa tiết diên nghiêng.[4] 28 1.4 Nhiệm vụ luận văn 29 CHƯƠNG 2.TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 30 2.1 Tính toán khả chịu cắt dầm BTCT theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 [1][4] 30 2.1.1 Lý thuyết tính toán dầm BTCT chịu cắt theo tiết diện nghiêng 30 2.1.2 Tính toán dầm BTCT theo TCVN 5574:2012 34 2.2 Tính toán khả chịu cắt dầm BTCT theo tiêu chuẩn Eurocode [6][7] 40 2.2.1 Lý thuyết tính toán dầm BTCT theo mô hình giàn 40 2.2.2 Tính toán khả chịu cắt dầm BTCT mô hình giàn theo Eurocode 44 2.3 So sánh phương pháp tính toán khả chịu cắt dầm BTCT theo tiêu TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn Eurocode 50 2.3.1 Nhận xét 50 2.3.2 So sánh đặc điểm tính toán hai tiêu chuẩn 51 CHƯƠNG 3.VÍ DỤ 53 3.1 Ví dụ 53 3.1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 53 3.1.2 Tiêu chuẩn Eurocode 55 3.2 Ví dụ 57 3.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 57 3.2.2 Tiêu chuẩn Eurocode 59 3.3 Ví dụ 60 3.3.1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 61 3.3.2 Tiêu chuẩn Eurocode 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 1.Kết luận 65 2.Đề xuất,kiến nghị phương pháp nghiên cứu tiếp 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHẦN MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Kể từ kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) đời,khi lý thuyết tính toán kết cấu BTCT hoàn thiện kết cấu BTCT thay cho nhiều loại cho kết cấu truyền thống.Hiện nhiều nước tỷ lệ xây dựng công trình,nhà cửa bê tông cốt thép lên tới 70-80%.Đất nước ta bước vào thời kì phát triển kinh tế cách mạnh mẽ.Nhu cầu xây dựng công trình ngày lớn,trong kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) ngày sử dụng rộng rãi chiếm tỉ lệ quan trọng Việc đánh giá khả chịu cắt cấu kiện nhiệm vụ quan trọng công tác thiết kế.Việc thiết kế dầm chịu cắt Eurocode TCVN 55742012 dựa nhiều kết phân tích thí nghiệm.Chúng dựa tiêu chí hình thành vết nứt xiên lực cắt momen gây ra.Hiện nay,lý thuyết tính toán khả chịu cắt dầm theo TCVN 5574-2012 dựa tiết diện nghiêng với trục dọc cấu kiện.TCVN 5574-2012 biên soạn dựa tiêu chuẩn SNIP 2.03.01-84 Hiện tiêu chuẩn SNIP cập nhật,thay đổi.Bên cạnh tiêu chuẩn Eurocode cập nhật kết ghiên cứu mới,trong dựa công thức thực nghiệm mô hình tính toán lý thuyết giàn tương đương với góc nghiêng vết nứt thay đổi để xác định nội lực thành phần chịu cắt Ứng xử cắt dầm BTCT với vết nứt hình thành tiết diện nghiêng tượng phức tạp.Việc thiết kế dầm chịu cắt tiêu chuẩn dựa kết nghiên cứu ực nghiệm.Với mục đích tìm hiểu trình bày ứng xử cắt dầm BTCT,luận văn: “Tính toán dầm bê tông cốt thép chịu cắt theo TCVN 5574 : 2012 theo Eurocode “ giới thiệu nội dung tính toán cường độ chịu cắt dầm BTCT theo tiêu chuẩn Eurocode 2,TCVN 5574-2012 so sánh cách tính toán khả chịu cắt dầm theo tiêu chuẩn 2.Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu sở tính toán khả chịu cắt dầm mô hình giàn theo tiêu chuẩn Eurocode 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục tiêu nghiên cứu đề ra,luận văn có nhiệm vụ sau đây: - Tìm hiểu đặc điểm chịu lực dầm BTCT phá hoại tiết diện nghiêng - Tìm hiểu sở tính toán khả chịu cắt dầm mô hình giàn theo tiêu chuẩn Eurocode - So sánh tính toán khả chịu cắt dầm BTCT theo mô hình giàn với tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu khả chịu cắt dầm thường BTCT tiết diện chữ nhật 4.Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết tính toán so sánh kết tính toán ví dụ số theo tiêu chuẩn THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Từ kết nghiên cứu lý thuyết thông ví dụ cụ thể tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép cho kết luận sau: TCVN 5574:2012 chủ yếu dựa làm việc thực nghiệm để hình thành công thức tính toán cốt thép đai có kể đến đóng góp bê tông vào khả chịu cắt tổng thể dầm Trong EC2 dựa thực nghiệm lẫn mô hình giàn ảo dùng để xác định nội lực thành phần dầm EC2 không kể đến đóng góp bê tông tới khả chịu cắt tổng thể dầm có cốt thép đai; Việc thiết kế cốt thép đai TCVN 5574:2012 dựa tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất, thông qua mô hình đại số; EC2 dựa thực nghiệm mô hình giàn ảo đơn giản với góc nghiêng thay đổi từ 22o đến 45o, phụ thuộc vào tải trọng dạng liên kết dầm; Khi thiết kế cốt thép đai TCVN 5574:2012 không kể đến tương tác mô men uốn lực cắt có mặt cốt thép dọc; EC2 kể đến nó; Việc tính toán cốt đai theo TCVN 5574:2012 tính theo sơ đồ đàn hồi,có nghiệm.Trong tính toán theo mô hình giàn theo Eurocode tính toán theo sơ đồ dẻo,trong công thức tính có tính đến cốt thép dọc,nghiệm thu Trong TCVN nhiều yếu tố ảnh hưởng khác bê tông vùng kéo, hàm lượng cốt dọc, momen uốn, góc nghiêng vết nứt chưa đề cập tới, quy trình tính toán khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép phức tạp phụ thuộc vào nhiều hệ số 66 2.Đề xuất,kiến nghị phương pháp nghiên cứu tiếp 1.Việc áp dụng EC2 tiêu chuẩn thể rõ làm việc dầm chịu uốn cắt Việc áp dụng dễ dàng điều khoản tính toán rõ ràng đơn giản 2.Cần có nghiên cứu thực nghiệm để có kết phán ánh xác ảnh hưởng yếu tố đến khả chịu cắt bê tông cốt thép chịu cắt 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO TCXDVN 5574 : 2012: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Nguyễn Đình Cống,2009, Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 Tập Phùng Ngọc Dũng,Lê Thanh Hà,2014, Phân tích thiết kế dầm bê tông cốt thé chịu uốn tiết diện nghiêng theo ACI 318,Eurocode TCVN 5574:2012 Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, 2010, Kết cấu bê tông cốt thép – Thiết kế theo Tiêu chuẩn châu Âu NXB Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Ngọc Phương (2008), Khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép ứng lực trước, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến trúc, Hà Nội Eurocode 2:2004: Design of Concrete Structures Masley B., Bungey J., Hulse R., 2007, Reinforced Concrete Design to Eurocode 2, 6th Ed., Palgrave Macmillan MacGregor, J G., 2009, Reinforced Concrete Mechanics and Design, 5thEd., Prentice Hall Nilson A., Darwin D., Dolan C W., 2010, Design of Concrete Structures, 14th Ed.,Mc Graw Hill 10 ACI318M-11: Building Code Requirements for Structural Conctrete  ... 30 2. 1.1 Lý thuyết tính toán dầm BTCT chịu cắt theo tiết diện nghiêng 30 2. 1 .2 Tính toán dầm BTCT theo TCVN 5574 :20 12 34 2. 2 Tính toán khả chịu cắt dầm BTCT theo tiêu chuẩn Eurocode. .. thiệu nội dung tính toán cường độ chịu cắt dầm BTCT theo tiêu chuẩn Eurocode 2, TCVN 5574 -20 12 so sánh cách tính toán khả chịu cắt dầm theo tiêu chuẩn 2. Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 2. 1 Mục tiêu nghiên... 40 2. 2.1 Lý thuyết tính toán dầm BTCT theo mô hình giàn 40 2. 2 .2 Tính toán khả chịu cắt dầm BTCT mô hình giàn theo Eurocode 44 2. 3 So sánh phương pháp tính toán khả chịu cắt dầm