Ứng dụng mô hình giàn ảo trong thiết kế dầm cao bê tông cốt thép có gia cường cốt sợi thép

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA , VŨ HẢI LONG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO TRONG THIẾT KẾ DẦM CAO BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS ĐÀO NGỌC THẾ LỰC Phản biện 1: PGS.TS PHẠM THANH TÙNG Phản biện 2: TS TRẦN ANH THIỆN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng cơng nghiệp họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 30 tháng 03 năm 2019 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mơ hình giàn ảo phương thức thiết kế đơn giản hiệu cho kết cấu dầm cao đặt biệt dầm cao có lổ mở giả thiết tính tốn theo Bernulli khơng cịn xác phân bố biến dạng dầm cao phi tuyến Ý tưởng xây dựng mơ hình giàn ảo dựa vào vùng truyền ứng suất kéo nén kết cấu, tưởng tượng kết cấu bê tông cốt thép mô kết cấu giàn ảo bao gồm chịu nén, giằng chịu kéo vị trí giao vùng nút giàn ảo Quan điểm chịu lực giàn ảo xem bê tông chịu nén chống cốt thép chịu kéo giằng Sự phá hoại xảy bê tông chống bị nén vỡ cốt thép giằng bị chảy dẻo tông loại vật liệu s na , tông ụng rộng r i ựng phát sinh kh nứt, cường độ chịu kéo, khả chịu uốn, khả chịu tải trọng động thường có khu nh hướng phá hoại gi n ột giải pháp tăng cường khả chịu lực trộn th m vào cho tông loại sợi thép tông s làm tha đổi ứng tông iệc pha trộn cốt sợi vào tơng, gia tăng độ ẻo tông, giúp kéo ài tuổi thọ cho cơng trình ựng, hạn chế kh nứt, n ng cao độ an toàn cho kết cấu giảm ớt thiệt hại kết cấu ị phá vỡ, khả hấp thụ lượng cao th ch hợp cho kết cấu chịu tải trọng động Như vậy, với đặc tính tăng cường độ chịu kéo nén, việc ứng dụng bê tông cốt sợi thép kết cấu dầm cao s mang lại hiệu mặt kĩ thuật cường độ chống nâng cao, khả chịu kéo bê tông cốt sợi ét đến khả chịu kéo giằng nên làm giảm cốt thép kéo điều nà bỏ qua tông thường Tuy nhiên, ứng dụng bê tông cốt sợi thép thiết kế dầm cao ảnh hưởng hàm lượng cốt sợi đến khả chịu tải dầm cao chưa có nhiều nghiên cứu Do đó, việc đề xuất s dụng bê tông cốt sợi thép quy trình tính tốn thiết kế dầm cao cần thiết để s dụng vào kết cấu cơng trình lý o thực đề tài:“Ứng dụng mơ hình giàn ảo thiết kế dầm cao bê tông cốt sợi thép ” Mục tiêu nghiên cứu Tổng quan mơ hình chống giằng mơ hình chống giằng thiết kế dầm cao s dụng bê tông cốt thép có gia cường cốt sợi thép; bê tơng cốt sợi thép Nghiên cứu mơ hình giàn ảo s dụng cốt sợi thép, xây dựng quy trình tính tốn bảng tính cho dầm cao s dụng bê tơng cốt thép có gia cường cốt sợi thép Thực ví dụ tính tốn Xác minh mơ hình tính với kết thí nghiệm Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Dầm cao Phạm vi nghiên cứu: Mơ hình giàn ảo thiết kế dầm cao bê tơng cốt thép có gia cường cốt sợi thép Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lý thu ết: Thu thập tài liệu, tìm hiểu lý thuyết tính tốn dầm cao, lý thuyết mơ hình giàn ảo tiêu chuẩn ACI tài liệu có mơ hình giàn ảo tính tốn cho dầm cao bê tơng cốt thép Đề xuất quy trình thiết kế dầm cao s dụng mơ hình giàn ảo thiết kế dầm cao s dụng bê tông cốt thép có gia cường cốt sợi thép, khảo sát tham số ảnh hưởng Phương pháp thực nghiệm: Xác minh kết tính tốn lý thuyết với kết thực nghiệm Kết dự kiến Đề xuất qui trình thiết kế bảng tính tính tốn dầm cao mơ hình giàn ảo s dụng bê tơng cốt thép có gia cường cốt sợi thép Các kết thí nghiệm xác minh kết tính tốn Bố cục đề tài Đề tài gồm có chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO, DẦM CAO VÀ BÊ TƠNG CỐT SỢI Chương 2: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO THIẾT KẾ DẦM CAO BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP Chương 3: XÁC NGHIỆM INH KẾT QUẢ TÍNH TỐN VỚI THÍ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO, DẦM CAO VÀ BÊ TƠNG CỐT SỢI 1.1 TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO 1.1.1 Giới thiệu mơ hình giàn ảo 1.1.2 Các giả thiết cấu tạo nguyên lý chung lập mơ hình giàn ảo 1.1.3 Kết cấu mơ hình giàn ảo 1.1.4 Các phận cấu thành mô hình giàn ảo 1.1.5 Nội lực mơ hình giàn ảo 1.2 TỔNG QUAN VỀ DẦM CAO 1.2.1 Khái niệm dầm cao 1.2.2 Các phân tích trạng thái làm việc dầm cao 1.2.3 Các mơ hình giàn ảo dầm cao 1.2.4 Tính tốn thiết kế, sử dụng mơ hình giàn ảo 1.3 TỔNG QUAN VỀ BÊ TƠNG CỐT SỢI 1.3.1 Khái qt bê tơng cốt sợi 1.3.2 Phân loại bê tông cốt sợi 1.3.3 Đặc điểm chung cốt sợi cho bê tông cốt sợi 1.3.4 Lĩnh vực sử dụng bê tông cốt sợi 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO THIẾT KẾ DẦM CAO BÊ TƠNG CỐT THÉP CÓ GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP 2.1 DẦM CAO SỬ DỤNG BÊ TÔNG CỐT SỢI THÉP 2.1.1 Ứng xử kéo dầm BT cốt sợi thép không sử dụng cốt thép thường Voo Foster [2] đề xuất phương thức đánh giá ứng suất kéo cốt sợi thép Trong mơ hình ứng x kéo ác định tích phân ứng x cách định hướng ngẫu nhiên cốt sợi không gian chiều, th m vào kéo nứt cốt sợi xem xét Dựa tr n phương thức này, ứng suất kéo cốt sợi thép tiết diện tông ác định theo công thức sau: σf K f αf Vf τ b (1) Trong công thức (1): σf - phần ứng suất mang cốt sợi Kf - hệ số định hướng tổng thể cốt sợi αf - tỉ số chiều ài đường kính cốt sợi α f = lf df Vf - tỉ lệ thể tích cốt sợi (phần trăm thể tích cốt sợi tồn thể tích BT cốt sợi thép τb - ứng suất dính trung bình cốt sợi Với phân bố ngẫu nhiên cốt sợi với xác suất cốt sợi cắt qua khe nứt có chiều dài nhúng ngắn lf/2 Giá trị trung bình hệ số Kf cho tất cốt sợi cho công thức: Kf K ave w lf (2) Trong đó: w ề rộng vết nứt Nếu khơng có liệu liên quan tương tác ứng suất dính cốt sợi Voo Foster [2] đề xuất s dụng công thức (3) Trong công thức fct cường độ chịu kéo bê tông vữa, t nh tốn th o cường độ chịu nén bê tông theo công thức (4) b 2.5 fct 2.0 fct Cho cèt sỵi cã mãc neo bê tông Cho cốt sợi thẳng bê tông 1.2 fct 1.0 fct Cho cèt sỵi cã mãc neo vữa Cho cốt sợi thẳng vữa fct 0.33 fcm (3) (4) 2.1.2 Ứng xử kéo dầm BT cốt sợi thép có sử dụng cốt thép thường Abrishami Mitchell [3] đề xuất mơ hình tính tốn ảnh hưởng cốt sợi đến ứng x kéo dầm BT cốt sợi thép có s dụng cốt thép thường Họ giả thiết ảnh hưởng cốt sợi thép đến độ cứng kéo phớt lờ cốt thép thường xảy chảy dẻo hay hiểu cốt sợi giả thiết làm việc cốt thép thường chảy dẻo Với quan điểm lực kéo cốt sợi thép cho dầm BT cốt sợi thép có cốt thép thường sau: 1 Nf Vf Ef Ac ( Vf Ac fyf (5) y) 6 Trong đó: Nf lực kéo chịu cốt sợi, Ef mô đul đàn hồi cốt sợi; Ac diện tích tiết diện ngang hiệu dầm 2.1.3 Phương thức mô tả thiết kế dầm cao BT cốt sợi thép Như nghiên cứu gần đ , phần trăm thể tích cốt sợi hỗn hợp bê tơng khơng ảnh hưởng đến cường độ bê tông làm tăng độ dẻo kéo bê tơng Mơ hình ứng x kéo dầm SFRC Abrishami Mitchell [3] giả thiết miền đàn hồi ảnh hưởng cốt sợi thép đến độ cứng kéo phớt lờ Xem xét nhân tố ảnh hưởng kết luận ứng x đàn hồi BT cốt sợi thép so sánh với TCT không tha đổi Hơn vài tác giả đ đề nghị s dụng vùng ứng suất đàn hồi để thiết lập vị trí phần t mơ hình giàn ảo cho thiết kế dầm cao Do đó, giả thiết phân bố ứng suất dầm BTCT BT cốt sợi thép tương tự Với hàm lượng cốt sợi hợp lý, s làm tăng cường độ chịu kéo bê tông, việc thêm cốt sợi thép vào dầm cao BTCT để đạt khả chịu lực tương tự giảm lượng cốt thép chịu kéo Trong mơ hình giàn ảo dầm cao chia thành vùng kéo nén với phân bố ứng suất Để đơn giản cho thiết kế dầm cao BTcốt sợi thép, mơ hình giàn ảo có vài tha đổi Do có phân bố ứng suất thiết kế dầm cao s dụng STM nên mơ hình ứng x kéo BT cốt sợi thép thể phần s dụng Dựa tr n mơ hình đề xuất, an đầu kết cấu thiết kế phương thức giàn ảo với giả thiết s dụng bê tơng cốt thép thường Sau đó, lực đóng góp cốt sợi thép giằng tính tốn trừ từ tổng lực giằng Cuối tính tốn cốt thép từ kết lực t nh * Vị trí giằng Cho số lượng xác cốt thép giằng, lực cốt sợi tính tốn giá trị lớn cơng thức (5) cơng thức tha tiết diện bê tông, tiết diện ngang giằng phải s dụng Bề rộng giằng ác định theo công thức sau: Wt,max Fnt fce b s (6) Fnt lực kéo giằng; fce ứng suất nén anh nghĩa nút bs bề rộng cấu kiện bê tông cốt thép NSFRC N RC Nf (7) 2.2 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ TÍNH TỐN DẦM CAO BÊ TÔNG CỐT SỢI THÉP Khảo sát dầm cao chịu lực hai tập trung P Khoảng cách hai gối tựa L, khoảng cách từ tải trọng tới vị trí gối tựa a Chiều cao dầm d, khoảng cách hai vị tr đặt lực a1 a1 a d a L Hình 2.1 Dầm cao hai lực tập trung Bước 1: Chọn kích thước hình học, vật liệu tải trọng tác dụng vào dầm - Chọn đặc trưng hình học dầm: L (chiều dài dầm), d (chiều cao dầm), b (bề rộng dầm), a a1 (khoảng cách từ biên dầm đến tải trọng ), k ch thước gối tựa gối đặt tải trọng; - Chọn tải trọng tác dụng lên dầm P; - Chọn vật liệu tơng có cường độ chịu nén f c’ , cốt thép cốt thép sợi có giới hạn chảy fy f yf Bước 2: Phân tích chọn sơ đồ giàn Cơ sở để chọn mơ hình giàn dựa phân tích phổ ứng suất đàn hồi mơ hình vết nứt mẫu ì chưa có hình ảnh vết nứt mẫu nên phổ phân bố ứng suất s dụng cho việc chọn mơ hình Thực phân tích SAP ta có phổ phân bố ứng suất kéo nén Hình 2.2 Hình 2.2 Phổ phân bố ứng suất dầm cao Như vậ , để xây dựng mơ hình giàn ảo cần phải ác định vị trí chống (thanh chịu nén) giằng (thanh chịu kéo) Th o ph n t ch trước đ mơ hình giàn ảo tối ưu, với phổ 10 fce cường độ chịu nén anh nghĩa bê tông nút lấy 0.85fc’ Bước 5: Xác định đóng góp cốt sợi thép đến khả chịu kéo giằng tính cốt thép thường giằng + Lực kéo cốt sợi thép đóng góp vào khả chịu kéo giằng: Nf = Vf Acfyf + Lực kéo mà cốt thép thường tham gia: NSFRC Ni Nf + Xác định cốt thép giằng: As,i Fnt As,i fy Ni N SFRC,i fy Trong đó: NSFRC,i lực kéo cốt thép chịu giằng thứ i fy cường độ chảy dẻo cốt thép As,i diện tích cốt thép giằng thứ i Bước 6: Kiểm tra khả chịu tải nút Kiểm tra khả chịu tải vị tr nút đặt tải vị trí gối tựa: 0,85 fc' Ac P ' + Cường độ vị trí gối tựa: 0,85 fc Ac P + Cường độ vị tr đặt tải trọng: → Thỏa mãn yêu cầu chịu tải cục nút chuyển sang ước Bước 7: Yêu cầu cấu tạo cốt thép + Cốt thép nằm ngang sườn dầm: Ah / (b.S h ) 0.0015 + Cốt thép thẳng đứng sườn dầm: A v / (bs S v ) 0.0025 + Kiểm tra cốt thép chịu lực phá vỡ bụng chống hình chai vi sin i 0,003 + Xác định đoạn neo cốt thép: lan Trong đó: λ=1; =1 cho (0.02 tơng thường f y fc' ) b 11 Bước 8: Thể vẽ 2.3 LƯU ĐỒ THIẾT KẾ DẦM CAO BÊ TÔNG CỐT SỢI THÉP 2.4 THIẾT LẬP BẢNG TÍNH EXCEL 12 THIẾT KẾ DẦM CAO GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP CHỊU HAI LỰC TẬP TRUNG THƠNG SỐ HÌNH HỌC, VẬT LIỆU, TẢI TRỌNG CỦA DẦM 1.1 Kích thước dầm a a1 bs d L 600 600 mm mm 250 mm 600 1800 mm mm a/d 1.2 Tải trọng P 300 kN 1.3 Vật liệu bê tông, cốt thép, cốt sợi thép f'c 30 MPa Vf 2.00% Kf 0.405 fce 25.5 MPa lf 60 mm αf 66.67 fct τb 1.81 4.52 MPa MPa df w 0.9 0.3 mm mm σf σf/fy 2.44 0.007 fy 350 MPa fyf 1000 MPa MPa MƠ HÌNH GIÀN VÀ XÁC ĐỊNH NỘI LỰC THANH GIÀN N1-2 136.4 Nội lực (kN) Trạng thái N2-3 300 N2-5 149.8 N1-5 -329.5 N5-6 -359.3 N2-6 -70.6 N6-7 -300 Kéo Kéo Kéo Nén Nén Nén Nén Bề rộng (mm) 21.40 47.06 23.50 -51.69 -56.36 -11.07 -47.06 Ac (mm2) Nf (kN) NSFRC (kN) 5349.0 11764.7 5874.5 17.83 118.6 39.22 260.8 19.58 130.2 As (mm2) Chọn thép 338.8 745.1 372.1 3ϕ12 3ϕ12+2ϕ16 2ϕ16 Asch (mm2) 339.0 745.0 402.0 -12921.6 -14090.2 -2768.6 -11764.7 -329.5 -359.3 -70.6 -300.0 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC TẠI NÚT + Cường độ vị trí đặt tải trọng: 1275 kN ≥ 300 kN Thỏa + Cường độ vị trí gối tựa: 1020 kN ≥ 300 kN Thỏa CẤU TẠO CỐT THÉP + Cốt thép nằm ngang sườn dầm: + Cốt thép đai dầm: + Đoạn neo cốt thép vào gối: n n λ ϕ 10 mm ϕ mm β As 157.1 As 100.5 10 mm 250 150 lan 383.4 mm 0.0025 Thỏa Sv Kiểm tra mm2 mm ϕ Sh Kiểm tra mm2 mm 0.0027 Thỏa 2.5 VÍ DỤ THIẾT KẾ MẪU THÍ NGHIỆM 13 Thiết kế dầm cao có gia cường cốt sợi chịu hai lực tập trung với tỉ số a/ =1 có k ch thước hình học Hình 2.4 Biết đặc trưng vật tơng có cường độ chịu nén fc’= 30 Pa, Cốt thép liệu s dụng gồm có giới hạn chảy fy = 350MPa, Cốt thép sợi s dụng loại thép sợi Dramix có giới hạn chảy fyf = 1000MPa hàm lượng cốt sợi s dụng 2.0% Tấm thép đặc tải trọng phản lực k ch thước 200×250 dày 20mm 600 600 600 600 600 1800 250 2000 Hình 2.4 Kích thước dầm bê tơng Bước 1: Mơ tả kích thước hình học, vật liệu tải trọng tác dụng vào dầm Chọn dầm cao bê tơng có đặc trưng hình học chịu tải trọng tập trung Bảng 2.1 Hình 2.4 Bảng 2.1: Đặc trưng hình học dầm Kí P L d a a/d hiệu MCS a1 b Gối đặt Gối tựa (kN) (m) (mm) (mm) (mm) (mm) 300 1,8 600 600 600 250 tải 200×250 200×250 Vật liệu s dụng gồm: + tơng có cường độ chịu nén fc’= 30 Pa + Cốt thép có giới hạn chảy fy = 350MPa + Cốt thép sợi s dụng loại thép sợi Dramix có giới hạn chảy fyf = 1000MPa Bước 2: Phân tích chọn sơ đồ giàn 14 Cơ sở để chọn mơ hình giàn dựa phân tích phổ ứng suất đàn ì chưa có hình ảnh vết nứt hồi mơ hình vết nứt mẫu mẫu nên phổ phân bố ứng suất s dụng cho việc chọn mơ hình Thực phân tích SAP ta có phổ phân bố ứng suất kéo nén Hình 2.1 Hình 2.5 Phổ phân bố ứng suất dầm cao Như vậ , để xây dựng mơ hình giàn ảo cần phải ác định vị trí chống (thanh chịu nén) giằng (thanh chịu kéo) Th o ph n t ch trước đ mơ hình giàn ảo tối ưu, với phổ phân bố ứng suất k ch thước mẫu Hình 2.5, chọn mơ hình giàn ảo cho dầm cao chịu hai lực tập trung Hình 2.5, 2.6 P A5 600 P A2 132 x y 600 300(kN) 60 468 D5 600 300(kN) 336 L 336 1800 Hình 2.65 Mơ hình giàn ảo tính tốn dầm cao thí nghiệm Từ sơ đồ tính trên, thực tính tốn nội lực th o học kết cấu Với quan điểm nén bê tông chịu, kéo cốt thép chịu, t nh cốt thép giằng Bước 3: Xác định nội lực giàn Giải nội lực sơ đồ giàn Hình 2.5 học kết cấu ta nội lực cho Bảng 2.2 15 Bảng 2.2: Nội lực giàn Thanh giàn N1-2 N2-3 N2-5 N1-5 N5-6 N2-6 N6-7 Nội lực (kN) 136.4 300 149.8 -329.5 -359.3 -70.6 -300 Trạng thái kéo kéo kéo nén nén nén nén Bước 4: Xác định bề rộng chống, giằng mô hệ giàn Bảng 2.3: Xác định bề rộng chống, giằng Thanh giàn N1-2 N2-3 N2-5 N1-5 N5-6 N2-6 N6-7 Nội lực (kN) 136.4 300 149.8 -329.5 -359.3 -70.6 -300 w(mm) 21.4 47.1 23.5 56.4 11.1 47.1 600 51.7 600 600 300(kN) 600 300(kN) 1800 Hình 2.7 Mơ mơ hình giàn ảo tính tốn dầm cao Bước 5: Xác định đóng góp cốt sợi thép đến khả chịu kéo giằng tính cốt thép thường giằng Thanh N1-2 N2-3 N2-5 Nội lực N(kN) 136.4 300 149.8 Ac(mm2) 5349.0 11764.7 5874.5 Nf(kN) 17.8 39.2 19.6 NSFRC (kN) 118.6 260.8 130.2 + Xác định cốt thép giằng 16 Bảng 2.4: Bảng tính cốt thép giằng Thanh N1-2 N2-3 N2-5 Nội lực N(kN) 118.6 260.8 130.2 338.8 745.1 372.1 As(mm ) Bảng 2.5: Bố trí cốt thép giằng Thanh giằng As (mm2) Chọn thép Aschọn (mm ) N1-2 N2-3 N2-5 338.8 745.1 372.1 12 12+2 16 16 339 745 402 Bước 6: Kiểm tra khả chịu tải nút Kiểm tra khả chịu tải vị tr nút đặt tải vị trí gối tựa: + Cường độ vị tr đặt tải trọng: 0,85.fc' Ac 0.85 30 200 250 1275kN P 300kN + Cường độ vị trí gối tựa: 0,85.fc' Ac 0.85 30 0.8 200 250 1020kN P 300kN → Thỏa mãn yêu cầu chịu tải cục nút Bước 7: Yêu cầu cấu tạo cốt thép + Cốt thép nằm ngang sườn dầm: Dùng 10 đặt phía bên mặt sườn, cự l cách Sn = 300 mm chạy suốt chiều cao dầm A h / (b.S h ) 78.5 / (250 250) 0.0021 0.0015 + Cốt thép thẳng đứng sườn dầm: Dùng đặt phía bên mặt sườn, cự l cách Sn =150 mm chạy suốt chiều dài dầm Av / (bs S v ) 50.3 / 250 / 150 0.0027 0.0025 + Kiểm tra cốt thép chịu lực phá vỡ bụng chống hình chai vi sin i 0.0021 sin250 0.0027 sin650 0,0033 0,003 + Xác định đoạn neo cốt thép 17 Chiều ài đoạn neo cốt thép ác định theo công thức: lan (0.02 f y fc' ) b Trong đó: λ=1; =1 cho (0.02 1 350 145.03 / 30 145.03) b 15 tông thường Với 18 → lan = 270mm; 16 → lan = 240mm; 14 → lan = 210mm; Bước 8: Thể vẽ Ø8 aØ150 Ø8 a150 2Ø10 2Ø10 2Ø10 600 Ø8 a150 2Ø10 132 132 3Ø12 2Ø16 3Ø12+2Ø16 332 2Ø16 2Ø16 332 250 1800 Hình 2.8 Bố trí cốt thép dầm cao BT cốt sợi thép 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG b 18 CHƯƠNG XÁC MINH QUI TRÌNH TÍNH TỐN VỚI THÍ NGHIỆM 3.1 CHẾ TẠO MẪU, THIẾT BỊ VÀ THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM 3.1.1 Chế tạo mẫu thí nghiệm K ch thước dầm thí nghiệm lấy từ kết thiết kế tính tốn dầm chương với k ch thước sau: chiều dài dầm L = 2000mm với nhịp tính tốn 1800mm, chiều cao dầm h = 600mm bề rộng dầm bw = 250mm Cốt thép dầm s dụng tơng có gia cường cốt sợi thép gồm cốt thép lớp tr n đường kính 10, cốt thép lớp ưới 12+2 16 cốt đai thép chịu cắt đường kính khoảng cách 150mm Hình 3.1 Hồn thành lắp đặt cốt thép dầm Hình 3.2 Cơng tác lắp đặt strain gauge vào cốt thép chủ Hình 3.3 Gia cơng lắp đặt ván khn dầm 19 Hình 3.4 Đổ bê tông bảo dưỡng dầm bê tông 3.1.2 Thiết bị thí nghiệm 3.1.3 Xác định cường độ vật liệu a Thí nghiệm bê tơng Bảng 3.1 Kết thí nghiệm nén mẫu bê tơng Mẫu Pi (N) A(mm2) R(MPa) 838840 17662.5 47.5 812660 17662.5 46.0 Rtb (Mpa) Mẫu BT 46.8 Cường độ trung bình mẫu bê tông chịu nén là: R = 46.8MPa b Cốt thép Bảng 3.2 Số liệu thí nghiệm kéo cốt thép STT (mm) A(mm2) fy(MPa) 10 78.5 290 12 16 113.04 200.96 403 582 c Cốt sợi thép Cốt sợi thép có giới hạn chảy fyf = 1000MPa Khi dùng sợi thép hiệu để làm cốt bê tông, hàm lượng cốt sợi nên dùng khoảng (0.3 – 3.0)%, khoảng hàm lượng hiệu kinh tế rõ rệt (0.3 – 2.0)% 20 Hình 3.10 Hình ảnh cốt sợi thép thực tế thí nghiệm 3.1.4 Thiết lập, bố trí thí nghiệm Hình 3.17 Lắp đặt thiết bị thiết bị đo cho mẫu thí nghiệm 3.2 MƠ TẢ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO 3.2.1 Mơ tả kết thí nghiệm Hình 3.12 Xuất vết nứt cấp tải 150kN Hình 3.13 Vết nứt xuất song song vết nứt cũ cấp tải 270kN 21 Hình 3.14 Kết thúc thí nghiệm cấp tải 380kN 3.2.2 Đánh giá kết đo, xác minh lý thuyết tính toán a) Đồ thị quan hệ tải trọng – chuyển vị Với kết thu từ số liệu cảm biến đo lực LVDT v đồ thị thể mối quan hệ chuyển vị đứng dầm tải trọng tác dụng Hình 3.15 Quan sát thấy tải trọng đạt đến giá trị P = 378.4 (kN) dầm đạt chuyển vị 4.8 mm, tải thí nghiệm Ptn = 378.4 kN > Ptk = 300 kN Hình 3.15 Đồ thị quan hệ tải trọng – chuyển vị dầm 22 Hình 3.16 Đồ thị quan hệ tải trọng – chuyển vị dầm a) Đồ thị quan hệ tải trọng – biến dạng Trong thí nghiệm khảo sát biến dạng bê tơng, cốt thép cách gắn Strain gauge mặt bê tông dầm cốt thép chịu lực vùng chịu kéo dầm vị trí biên dầm Kết thu hình 3.17, 3.18 Hình 3.17 Đồ thị quan hệ tải trọng – biến dạng bê tông Kết biến dạng bê tơng vùng nén lúc dừng thí nghiệm biến dạng tuyến tính 23 Hình 3.18 Đồ thị quan hệ tải trọng – biến dạng cốt thép Kết biến dạng cốt thép dầm loại đường kính 12 16 tương đương iến dạng cốt thép dầm kéo 2-3 có kết lớn nhiều so với biến dạng cốt thép gần biên dầm kéo 2-5 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Luận văn đ thực nghiên cứu ứng dụng mơ hình giàn ảo thiết kế dầm cao bê tơng cốt thép có gia cường cốt sợi thép nhằm đưa qui trình t nh toán để áp dụng vào thiết kế kết cấu thực tế xây dựng cơng trình Qui trình đề xuất tính toán kiểm tra thực nghiệm để đánh giá độ tin cậy qui trình t nh Dưới đ kết luận nhận được: - Nghiên cứu lý thuyết tính tính tốn; - Xây dựng qui trình tính lập bảng c l để d dàng áp dụng tính tốn; - Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm cho thấy vết nứt kéo phân bố đều, chiều cao vết nứt bề rộng vết nứt không lớn Dựa vào kết so sánh tính tốn thực nghiệm ta thấy đảm bảo độ an tồn đảm bảo cho ứng dụng tính tốn thiết kế thực tế kết cấu cơng trình KIẾN NGHỊ Cần nghiên cứu thực nghiệm thêm với nhiều mẫu thí nghiệm có hàm lượng cốt sợi thép tha đổi để có sở đánh giá ch nh ác ... bê tông cốt sợi 1.3.4 Lĩnh vực sử dụng bê tông cốt sợi 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO THIẾT KẾ DẦM CAO BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP 2.1 DẦM CAO SỬ DỤNG BÊ TÔNG... tài:? ?Ứng dụng mơ hình giàn ảo thiết kế dầm cao bê tông cốt sợi thép ” Mục tiêu nghiên cứu Tổng quan mơ hình chống giằng mơ hình chống giằng thiết kế dầm cao s dụng bê tơng cốt thép có gia cường cốt. .. dầm cao, lý thuyết mơ hình giàn ảo tiêu chuẩn ACI tài liệu có mơ hình giàn ảo tính tốn cho dầm cao bê tơng cốt thép 3 Đề xuất quy trình thiết kế dầm cao s dụng mơ hình giàn ảo thiết kế dầm cao