Phân tích ứng xử võng sàn U- boot một phương chịu uốn

2.NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNGLập chương trình khảo sát thực nghiệm 6 mẫu sàn UBoot với chiều dày sàn và chiều dài thay đổi. Đo đạc, thiết lập mới quan hệ momen chuyển vị (MA); MIeIg, MMcrIeIg.Đánh giá ảnh huởng tỷ số chiều dài chiều dày sàn (1d) đến độ võng sàn UBoot và so sánh với sàn BTCT truyền thống.Kiểm chứng mức độ chính xác của các công thức dụ đoán độ võng theo các tiêu chuẩn của ACI318 và EC 2 và từ các nghiên cứu đã có.Đề xuất điều chỉnh phuơng pháp xác định giá trị momen kháng nứt (Mcr) và tốc độ chuyển đổi giữa tiết diện nguyên và tiết diện nứt.So sánh kết quả dụ đoán độ võng dựa trên sự điều chỉnh ở nội dung 4 với các công thức hiện có và rút ra kết luận.

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Minh Long Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM, ngày tháng năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Bùi Thanh Nhàn MSHV: 12214080 Ngày, tháng, năm sinh: 18.07.1989 Nơi sinh: Bình Thuận Chun ngành: Xây dụng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 605820 TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ VÕNG SÀN U-BOOT MỘT PHƯƠNG CHỊU UỐN NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG - Lập chương trình khảo sát thực nghiệm mẫu sàn U-Boot với chiều dày sàn chiều dài thay đổi Đo đạc, thiết lập quan hệ momen - chuyển vị (M-A); M-Ie/Ig, M/Mcr-Ie/Ig Đánh giá ảnh huởng tỷ số chiều dài/ chiều dày sàn (1/d) đến độ võng sàn U-Boot so sánh với sàn BTCT truyền thống Kiểm chứng mức độ xác cơng thức dụ đốn độ võng theo tiêu chuẩn ACI318 EC từ nghiên cứu có Đề xuất điều chỉnh phuơng pháp xác định giá trị momen kháng nứt (Mcr) tốc độ chuyển đổi tiết diện nguyên tiết diện nứt So sánh kết dụ đoán độ võng dựa điều chỉnh nội dung với cơng thức có rút kết luận NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 04/07/2016 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :04/12/2016 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN MINH LONG Tp HCM, ngày tháng năm 2016 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Nguyễn Minh Long TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Luận văn cao học sản phẩm tổng hợp tất kiến thức hang bị ửong trình học cao học Giúp học viên biết cách giải vấn đề cụ thể đặt thực tiễn tảng để tham gia vào q trình nghiên cứu khoa học Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy PGS TS Nguyễn Minh Long tận tình giúp đỡ tơi để hồn thành nội dung luận văn Đồng thời gửi lời cảm ơn đến quý Công ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm (LPC) tài trợ hộp U-Boot hỗ trợ kiến thức thực tiễn để tơi hoàn thành luận văn cách thuận lợi Xin cảm ơn Quý Thầy, Cô khoa Kỹ thuật Xây dựng Trường ĐH Bách khoa TP HCM tận tình dẫn trình học tập, nghiên cứu trường Trong luận văn khơng thể tránh thiếu sót, mong nhận góp ý phản hồi từ quý Thầy, Cơ Trân trọng cảm ơn kính chào! TP.HCM, ngày tháng 12 năm 2016 Bùi Thanh Nhàn Tóm tắt TĨM TẮT Luận văn trình bày nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng hộp U-Boot tỷ lệ nhịp chiều dày đến độ võng sàn rỗng sử dụng hộp U-Boot Chương trình thực nghiệm tiến hành sàn U-boot có tỷ sổ nhịp chiều dày (L/d) thay đổi từ 14.2 đến 24.6, từ kết thực nghiệm tiến hành phân tích lỷ thuyết đưa đề xuất điều chỉnh tính tốn Sàn rỗng sử dụng hộp U-Boot có ứng xử võng phụ thuộc vào tỷ lệ nhịp chiều dày sàn (L/d) Đổi với nhóm sàn có tỷ lệ (L/d) nhỏ, tổc độ chuyển đổi tiết diện nguyên sang tiết diện nứt chậm dự đoán momen gãy vết nứt sớm dự đoản (10%), nhiên khỉ lỷ lệ (L/d) lớn, tốc độ chuyển đổỉ từ tiết diện nguyên sang tiết diện nứt nhanh dự đoán momen gây nứt sớm dự đoản (lên đến 40%) Việc điều chỉnh cơng thức dự đốn độ võng dựa lý thuyết tính tốn Branson (1965) cho kết dự đoán độ võng sát với thực nghiệm độ ổn định tổt LỜI CAM KẾT Tơi xin cam kết nội dung trình bày luận văn trung thực, khách quan xin chịu trách nhiệm nội dung luận văn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ĐẶT VẤN ĐÈ 12 TỔNG QUAN 15 2.1 Giới thiệu 15 2.1.1 Đặc tính hộp U-Boot 15 2.1.2 ưu nhược điểm sàn U-Boot 16 2.1.3 Một sổ dự án sử dụng sàn U-Boot thực tiễn tạỉ Việt Nam 17 2.2 Tình hình nghiên cứu độ võng sàn rỗng sàn U-Boot 18 2.2.1 Các yếu tổ ảnh hưởng độ võng sàn BTCT 20 2.2.2 Mơ hình tính tốn võng cấu kiện BTCT truyền thống 26 2.2.3 Xác định độ võng sàn theo sổ tiêu chuẩn 30 2.2.4 Hạn chế khỉ tinh toán độ võng sàn rỗng sàn U-Boot theo tiêu chuẩn ACI318 VÙEC2 31 2.2.5 Phương pháp đề xuất điều chỉnh 32 MỤC TIÊU VÀ Ý NGHĨA NGHIÊN CỨU 35 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 35 3.2 Ý nghĩa nghiên cứu 35 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 37 CHƯƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM 38 5.1 Vật liệu 38 5.1.1 Bê tông 38 5.1.2 Cốt thép 39 5.1.3 Hộp U-Boot phụ kiện 40 5.2 Mẩu sàn thí nghiệm 41 5.2.1 Kích thước chung mẫu sàn thi nghiêm 42 5.2.2 Chi tiết kích thước bo tri thép nhóm mẫu sàn so 42 5.2.3 Chi tiết kích thước bo tri thép nhóm mẫu sàn so 43 5.2.4 Chi tiết kích thước bo tri thép nhóm mẫu sàn so 44 5.3 Quy trình đúc mẫu 45 5.4 Quy trình thí nghiệm 49 5.4.1 Nhóm mẫu sàn có nhịp 4920mm 51 5.4.2 Nhóm mẫu sàn có nhịp 4240mm 52 5.4.3 Nhóm mẫu sàn có nhịp 3560mm 54 5.5 Kết thí nghiệm, nhận xét thảo luận 55 5.5.7 Hình thái vết nứt kiểu phá hoại sàn thi nghiệm 57 5.5.2 Xác định cấp tải giới hạn trạng thái sử dụng 59 5.5.3 Quan hệ momen - độ võng 61 5.5.4 Quan hệ momen - biến dạng momen - độ cong 63 5.5.5 Quan hệ momen - bề rộng vết nứt 67 5.5.6 Khả kháng uốn 69 5.5.7 Tương quan thay đổi momen đến momen quản tính tiết diện tương đương 70 PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT 71 6.1 Các cơng thức tính momen qn tính tiết diện quy đổi có 71 6.2 Kiểm chứng nhận xét tính xác cơng thức có 71 6.3 Hiệu chỉnh cơng thức kiểm chứng 80 6.3.1 Hiệu chỉnh công thức 80 6.3.2 Kiểm chứng tính chinh xác cơng thức đề xuất 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 7.1 Kết luận 90 7.2 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sự cố thi cơng xảy với sàn BubbleDeck 12 Hình 1.2:Cấu tạo sàn Ư-Boot phụ kiện kèm 13 Hình 2.1: Kích thước hộp Ư-Boot 15 Hình 2.2:Mặt hộp Ư-Boot 16 Hình 2.3: Chi tiết liên kết (Spacer) 16 Hình 2.4: TTTM Quận 6, TP.HCM Nhịp sàn lớn 8xl0m 17 Hình 2.5: Nhà CBCNV Vicostone, Ha Nội Nhịp sàn lớn 10 xio m 17 Hình 2.6: Khách sạn Hương Sen, Nghệ An Nhịp lớn 14x14 m 18 Hình 2.7: Mơ hình lò xo đơn giản 22 Hình 2.8: Mơ hình võng sàn theo mơ hình khung tương đương 23 Hình 2.9: Biểu đồ momen dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố 24 Hình 2.10: Biến dạng phân tố 25 Hình 2.11: Tiết diện, biến dạng, ứng suất dầm bê tông cốt thép 26 Hình 2.12: Biểu đồ quan hệ momen - độ cong 28 Hình 2.13: Tiết diện tương đương dầm bị nứt 29 Hình 2.14: Quy đổi momen quán tính tiết diện rỗng 31 Hình 2.15: Biểu đồ thể quan hệ tỷ lệ độ cứng với hàm lượng thép chịu kéo 32 Hình 5.1: Mẩu thử lập phương kích thước 150x150x150 mm 38 Hình 5.2: Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo cốt thép 39 Hình 5.3: Chi tilt liộp Ư-Boot 40 Hình 5.4: Hộp Ư-Boot che mặt 40 Hình 5.5: Mau sàn Ư-Boot kích thước 5220x1360x200 (SƯ200-N1) 42 Hình 5.6: Mẩu sàn Ư-Boot kích thước 5220x1360x250 (SƯ250-N1) 43 Hình 5.7: Mẩu sàn Ư-Boot kích thước 4540x1360x200 43 Hình 5.8: Mẩu sàn Ư-Boot kích thước 4540x1320x250 44 Hình 5.9: Mẩu sàn U-Boot kích thước 3860x1360x200 44 Hình 5.10: Mẩu sàn đặc kích thước 3860x1360x250 45 Hình 5.11: Vật tư tập kết 45 Hình 5.12: Lắp coffa 46 Hình 5.13: Gắn cảm biến thép 46 Hình 5.14: Lắp cứng coffa 47 Hình 5.15: Thử độ sụt bê tơng 47 Hình 5.16: Đổ bê tơng làm mặt 48 Hình 5.171: Mẩu sau bảo dưỡng 28 ngày 48 Hình 5.18: Dán cảm biến điện trở đo biến dạng bê tông 49 Hình 5.19: Bố trí đo, xử lý số liệu xếp thí nghiêm 50 Hình 5.20: Gắn chốt đồng đo độ giãn dài bê tông ghi nhận vết nứt 50 Hình 5.21: Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm sàn nhóm 51 Hình 5.22: Mau SU200-N1 SU250-Nlchuẩn bị thí nghiệm 52 Hình 5.23: Sơ đồ bố trí thiết bị đo thí nghiệm sàn nhóm 52 Hình 5.24: Mau SU200-N2 SU250-N2 chuẩn bị thí nghiệm 53 Hình 5.25: Sơ đồ bố trí thiết bị đo thí nghiệm sàn nhóm 54 Hình 5.26: Mau SU200-N3 SƯ250-N3 chuẩn bị thí nghiệm 55 Hình 5.27: Hình thái vết nứt hình thành mẫu sàn Ư-Boot 58 Hình 5.28: Độ ổn định tỷ số Pser/Pu 60 Hình 5.29: Độ ổn định tỷ số Pser/Pcr 60 Hình 5.30: Quan hệ momen - độ võng tương đối nhịp sàn mẫu sàn thực nghiệm chuẩn hóa 61 Hình 5.31: Quan hệ momen - biến dạng bê tông sàn 63 Hình 5.32: Quan hệ momen - biến dạng cốt thép chịu kéo sàn 65 Hình 5.33: Quan hệ mơ men - độ cong chuẩn hố mẫu sàn thực nghiệm 66 Hình 5.34: Quan hệ momen - độ võng theo thực nghiệm lý thuyết mẫu SƯ200-N1, SƯ200-N2 va SƯ2Ó0-N3 ' ' 67 Hình 5.35: Quan hệ momen - độ võng theo thực nghiệm lý thuyết mẫu SƯ250-N1, SƯ250-N2 va SU250-N3 67 Hình 5.36: Tương quan L/d -Momen gây nứt momen phá hoại 68 Hình 5.37: Quan hệ mơ-men tỉ số mơ-men qn tính tiết diện tương đương tiết diện nguyên ịM-Ie,exp/Ig) sàn thí nghiệm 69 Hình 5.38: Quan hệ M/MCĨ - ICXỊ/IỊ thực nghiệm 06 sàn thí nghiệm .70 Hình 6.1: Quan hệ momen - độ võng nhịp sàn mẫu sàn thuộc nhóm SƯ200.73 Hình 6.2: Quan hệ momen - độ võng nhịp sàn mẫu sàn thuộc nhóm SƯ250.74 Hình 6.3: Quan hệ momen - tỷ số momen quán tính tiết diện qui đổi tiết diện nguyên mẫu nhóm SƯ200 75 Hình 6.4: Quan hệ momen - tỷ số momen quán tính tiết diện qui đổi tiết diện nguyên mẫu nhóm SU250 76 Hình 6.5: Quan hệ M / Md -Ieỉ Ig mẫu sàn thuộc nhóm SƯ200 77 Hình 6.1: Quan hệ MIMCĨ - ỈJỈẽ mẫu sàn thuộc nhóm SU250 78 Hình 6.7: So sánh quan hệ mô men - độ võng theo thực nghiệm, đề xuất lý thuyết cho trường hợp mẫu sàn nhóm SU200 83 Hình 6.8: So sánh quan hệ mô men - độ võng theo thực nghiệm, đề xuất lý thuyết cho trường hợp mẫu sàn nhóm SU250 84 Hình 6.9: So sánh độ ổn định công thức đề xuất với ACI-318 EC2 trạng thái sử dụng theo tỉ số L/d 87 Hình 6.10: So sánh độ ổn định công thức đề xuất với ACI318 EC2 trạng thái phá hoại theo tỉ số L/d 87 Phân tích lý thuyết Dựa vào quan hệ tỷ số momen / momen nứt tỷ số tiết diện nguyên / tiết diện nứt (Hình 6.5 6.6), nhóm sàn có tỷ số Lti>19 (SƯ200-N1-24.6; SƯ200-N2-21.2; SU250-N119.68), tốc độ chuyển đổi tiết diện nguyên sang tiết diện nứt chậm so với dự đoán Tại giá trị phá hoại (Afu,exp), giá trị momen tiết nứt lại theo thực nghiệm lý thuyết tính tốn tương đồng (20%-30%Ig) Đối với nhóm sàn có L/d