Nghiên cứu khả năng chiụ cắt của tiết diện tròn rỗng: luận văn thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN TIẾN ĐẠT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA TIẾT DIỆN TRÒN RỖNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒNG NAI, NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN TIẾN ĐẠT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA TIẾT DIỆN TRÒN RỖNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ NGÀNH: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU GS.TS PHAN QUANG MINH ĐỒNG NAI, NĂM 209 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực, cố gắng thân cịn có hướng dẫn nhiệt tình q Thầy/Cô, động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Tác giả xin chân thành bày tỏ lịng kính trọng biết ơn đến Thầy GS.TS Phan Quang Minh người hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể q Thầy/Cơ chương trình đào tạo Khoa Sau Đại học cố gắng tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, anh chị bạn đồng nghiệp hỗ trợ chô tơi nhiều suốt q tình học tậ, nghiên cứu thực đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh Tác giả xin chân thành cảm ơn! Đồng Nai, ngày tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Tiến Đạt LỜI CAM ĐOAN Tác giả : Nguyễn Tiến Đạt Sinh ngày: 02 tháng 10 năm 1982 Quê quán: Hà Tĩnh Nơi công tác: Công ty Cổ phần cấp nước Đồng Nai Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu với đề tài ‘Nghiên cứu khả chiụ cắt tiết diện tròn rỗng’’ riêng tác giả tác giả thực không chép với hình thức Các thơng tin trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Cơ sở tính tốn dựa tiêu chuẩn xây dựng hành Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Đồng Nai, ngày tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Tiến Đạt TÓM TẮT LUẬN VĂN Nghiên cứu tác giả đánh giá khả chiụ cắt tiết diện tròn rỗng sở so sánh phần tử có tiết diện trịn rỗng, thu từ tính tốn thí nghiệm số tác giả công bố, với giá trị tính tốn dựa Tiêu chuẩn Việt Nam 5574-2012 Tiêu chuẩn Canada (CSA A23.3) sử dụng quy trình tính tốn đơn giản đề xuất dựa Tiêu chuẩn Brazil ( NBR 6118) MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TĨM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ KÍ HIỆU, VIẾT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ LÀM VIỆC CHỊU CẮT CỦA CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 Tổng quan 1.1.1 Giới thiệu .3 1.1.2 Một số định nghĩa cấu kiện bê tông cốt thép chịu cắt .4 1.2 Sự làm việc chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép 1.2.1 Sự góp phần bê tơng vào khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép 1.2.2 Sự góp phần cốt thép đai vào khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép 1.3 Một số mơ hình tính tốn khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép 1.3.1 Mơ hình giàn với xiên nghiêng góc 450 1.3.2 Mơ hình giàn với góc nghiêng thay đổi 1.3.3 Mơ hình giàn chống giằng 10 1.4 Ứng dụng kết cấu bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng thực tế 11 1.5 So sánh ứng xử chịu cắt cấu kiện bê tông cố thép tiết diện hình chữ nhật tiết diện trịn 13 1.5.1 Ứng xử chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện hình chữ nhật .13 1.5.2 Ứng xử chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn .14 1.6 Kết luận chương 14 Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÙNG CHỊU CẮT CỦA CẤU KIỆN BÊ TƠNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN TRỊN THEO PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 15 2.1 Tính tốn theo số tiêu chuẩn 15 2.1.1 Tính tốn theo tiêu chuẩn Xây dựng Mỹ ACI 318M-11 .15 2.1.2 Tiêu chuẩn xây dựng Úc AS 3600-2009 tính tốn khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép 18 2.1.3 Tiêu chuẩn xây dựng Châu Âu EUROCODE 2-2004 tính tốn khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép .21 2.1.4 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 5574-2012 tính tốn khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép .24 2.1.5 Tiêu chuẩn xây dựng CHLB Nga CΠ 52.101.2003 tính tốn khả chịu cắt dầm bê tơng cốt thép .27 2.2 Tính tốn theo mơ hình đề nghị số tác giả 29 2.2.1 Tính tốn theo mơ hình Merta .29 2.2.2 Tính tốn theo mơ hình J.J Orr .30 2.2.3 Tính tốn theo mơ hình ATC-32 (1996) .31 2.3 Tính tốn khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng 33 2.3.1 Sự khác làm việc chịu cắt tiết diện tròn rỗng tiết diện chữ T 33 2.4 Thiết lập cơng thức tính toán khả chịu cắt cấu kiện tiết diện tròn rỗng theo TCVN 5574: 2012 35 2.5 Khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng thiết lập theo NPR 6118 38 2.6 Kết luận chương 39 Chương 3: TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA CẤU KIỆN BÊ TƠNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN TRỊN RỖNG 41 3.1 Tính tốn khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng 41 3.1.1 Khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng thiết lập theo TCVN 5574-2012 41 3.1.2 Khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng thiết lập theo NPR 6118 44 3.1.3 Kết thí nghiệm khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng số tác giả công bố 46 3.2 Phân tích so sánh khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng 53 3.2.1 So sánh khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng theo lý thuyết .53 3.2.2 So sánh khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng theo thực nghiệm .54 3.3 Kết luận chương 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ KÍ HIỆU, VIẾT TẮT THEO TIÊU CHUẨN MỸ (ACI 318M-11) Ag: Diện tích tiết diện phần bê tơng dầm BTCT As : Diện tích tiết diện cốt thép dọc dầm BTCT Av: Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu cắt Mu: Mômen mặt cắt ngang xét Vu: Lực cắt mặt cắt ngang xét Nu: Lực dọc mặt cắt ngang xét Vn: Khả chịu cắt tới hạn mặt cắt ngang xét Vu: Lực cắt mặt cắt ngang xét bw : Bề rộng mặt cắt ngang d: Chiều cao hữu hiệu dầm f ck : Cường độ chịu nén bê tông fy: Cường độ giới hạn chảy cốt thép fyt: Cường độ giới hạn chảy cốt thép qua vết nứt s: Khoảng cách hai cốt đai, cốt xiên α: Góc nghiêng cốt xiên so với trục dọc cấu kiện λ: Hệ số điều chỉnh ảnh hưởng trọng lượng bê tông w Hàm lượng cốt thép ϕ: Hệ số giảm cường độ lực cắt tới hạn THEO TIÊU CHUẨN ÚC (AS 3600-2009) Ag: Diện tích cốt thép dọc vùng kéo mặt cắt xét Asv: Diện tích mặt cắt ngang cốt thép chịu cắt V*: Lực cắt mặt cắt ngang xét Vu: Lực cắt tới hạn mặt cắt ngang xét bv: Chiều rộng tiết diện d0: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu tiết diện f ck : Cường độ chịu nén bê tông fsy.f: Giới hạn chảy cốt thép đai s Khoảng cách cốt đai cốt xiên v : Góc nghiêng cốt xiên với trục dọc dầm v : Góc chống trục cấu kiện ϕ: Hệ số giảm cường độ lực cắt tới hạn THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU (EUROCODE 2-2004) A sl : Diện tích cốt thép dọc chịu kéo A sw : Diện tích mặt cắt ngang cốt thép chịu cắt b w : Bề rộng nhỏ tiết diện xét : Cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày f ck fyk: Giới hạn chảy cốt thép z: Khoảng cách trọng tâm lớp cốt thép dọc s: Khoảng cách cốt đai α: Góc nghiêng cốt xiên với trục dọc dầm BTCT THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM (TCVN 5574-2012) As.inc: Diện tích tiết diện cốt xiên qua vết nứt nghiêng Asw: Diện tích tiết diện cốt đai Eb : Mô đun đàn hồi bê tông Es : Mô đun đàn hồi cốt thép Q: Lực cắt cuối tiết diện nghiêng Qb : Khả chịu cắt bê tông dầm BTCT Qsw: Khả chịu cắt cốt thép đai dầm BTCT Qs,inc: Khả chịu cắt cốt xiên dầm BTCT Rb: Cấp độ bền chịu nén bê tông Rsw: Cường độ giới hạn chảy cốt đai, cốt xiên b: h0: θ: Bề rộng dầm Chiều cao làm việc tiết diện Góc nghiêng cốt xiên với trục dọc dầm 45 Độ dày t=120 mm Đường kính ngồi mặt cắt ngang h=300mm Đường kính mặt cắt ngang h0=1800mm Tính tốn Chiều rộng hiệu bw = 2× t = 120 = 240(mm) Chiều dày d = 0.8h=0.8x300=240(mm) Sức chống cắt VSd  VRd3 = Vc + Vs Sức chống cắt lớn VRd2 = 0, 27×αv2 ×αcw ×fcd ×bw ×d = 0.27×0.852×1×46×240×240 = 613(kN) Trong đó, αcw =  ν  0,6 αcw = 2,5× 1- ν  0,6 < ν < ν= α v2 = 1- Nd 0 A c ×f cd f ck 37  1= 0.852 250 250 Khả chịu cắt bê tông (Vc) Đối với uốn đơn giản Vc = Vc0 = 0,6×f ctd ×bw ×d = 0,6×1.55×240×240 = 53.72(kN) 46 Khả chịu cắt cấu kiện có cốt đai A Vsw =  sw  s   ×0,9d×f ywd ×  sinα + cosα    63  =  ×0,9  240×600×  sin45 + cos45  65.77(kN)  150  Khả chịu cắt cấu kiện có cốt đai VRd3 = Vc + Vs = 53.72 + 65.77 = 119.49(kN) Bảng 3.2: Kết tính tốn cấu kiện chịu cắt theo tiêu chuẩn NPR 6118 (Nguồn: Tác giả nghiên cứu) n v: kN D D0 mm mm Peỗas VA2 VB2 300 300 180 180 Nº of long bars 12 12 Øl mm Øt mm s mm fc MPa fy MPa σN/fc VRd3 kN NBR REGIS, 1990 16 16 6.35 150 32.7 37 600 0 58.29 96.77 31.93 31.93 24.72 24.72 500 500 500 500 - 162.49 162.49 143.36 143.36 RUIZ & TURMO, 2004 VC1 VC2 VD1 VD2 600 600 600 600 3.1.3 400 400 400 400 12 12 12 12 20 20 20 20 6 6 300 300 300 300 Kết thí nghiệm khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện trịn rỗng số tác giả cơng bố Để đánh giá quy trình tính tốn thiết lập lý thuyết chương luận văn, kết 79 thử nghiệm thu thập Các khảo sát thí nghiệm thí nghiệm cơng bố tìm thấy tác giả Các mẫu trình bày REGIS thí nghiệm dạng cấu kiện đơn giản chịu hai lực cắt đối xứng nén trục áp dụng kích thủy lực Theo REGIS, tất kết chịu cắt uốn cong trình bày bảng 3.3 47 Các mẫu thí nghiệm RUIZ & TURMO khảo sát dầm đơn giản, nhiên khơng có nén dọc trục Tải trọng tập trung áp dụng kích thủy lực chiều dài dầm Theo RUIZ & TURMO, tất kết chịu cắt uốn cong trình bày bảng 3.3 Kết trình bày JENSEN & HOANG, khảo sát dựa thí nghiệm thực KISHIDA cộng Mức độ nén dọc trục (N / fc) khác (0) 0,33; với nén dọc trục áp dụng kết hợp ứng suất trước lực bình thường bên ngồi, ứng suất trước Theo JENSEN & HOANG tất kết chịu cắt uốn cong trình bày bảng 3.4 Trong nghiên cứu này, bị bỏ qua mẫu có đường kính 600 mm, số mẫu có kể đến ứng suất nén lực nén dọc trục thiếu liệu tính tốn xác Nguồn: KISHIDA cộng Hình 3.1: Mơ hình bố trí sơ đồ thí nghiệm thực KISHIDA cộng Trong nghiên cứu thực VÖLGYI cộng Tác giả thử nghiệm 45 mẫu vật, 27 mẫu khơng chịu loại nén dọc trục phần lại phải chịu ứng suất trước Các thử nghiệm thực cách tạo sơ đồ tương đương dầm chịu lực nằm ngang, đặt lên hai gối tựa đơn giản, chịu tải trọng tập trung, nén kích thủy lực, có khoảng cách thay đổi (625, 825 975 mm) từ trọng tâm gối tựa Theo VÖLGYI cộng sự, tất kết chịu cắt uốn cong trình bày bảng 3.4 48 Nguồn: VÖLGYI cộng Hình 3.2: Mơ hình bố trí sơ đồ thí nghiệm thực VƯLGYI cộng Bảng 3.3 bảng 3.4 trình bày sở liệu rút từ kết thí nghiệm đó: D D0 đường kính ngồi đường kính cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng; Øt đường kính cốt thép ngang; Øl đường kính cốt thép dọc; s khoảng cách cốt thép chịu cắt, t chiều dày thành; N ứng suất nén bê tơng trục trung hịa, fy cường độ giới hạn chảy cốt thép khơng ứng suất, Vapi khả chịu cắt có thực nghiệm thơng qua kết thí nghiệm, VRd3 V khả chịu cắt tính tốn qua tiêu chuẩn Brazil Canada tương ứng Bảng 3.3: Dữ liệu đề xuất tác giả REGIS, RUIZ & TURMO JENSEN & HOANG Nguồn: REGIS, RUIZ & TURMO v JENSEN & HOANG D D0 Peỗas t/D mm mm Nº of lon g bars Øt mm Øl mm s mm fc MPa fy MP a σN/fc Vexp (kN) VRd3 kN Vr NBR kN CSA REGIS, 1990 [15] VA1 300 180 0.2 12 - 16 - 34.2 - 0.25 55 38.23 43.51 VA2 300 180 0.2 12 - 16 - 32.7 - 83 58.29 59.35 VB1 300 180 0.2 12 6.35 16 150 35.5 600 0.25 130 84.8 106.96 VB2 300 180 0.2 12 6.35 16 150 37 600 158 96.77 119.94 RUIZ & TURMO, 2004 [16] 49 Vc1 600 400 0.17 12 20 300 31.93 500 - 233.2 162.49 153 Vc2 600 400 0.17 12 20 300 31.93 500 - 239.2 162.49 153 VD1 600 400 0.17 12 20 300 24.72 500 - 236.7 143.36 144.9 VD2 600 400 0.17 12 20 300 24.72 500 - 216.7 143.36 144.9 JENSEN & HOANG, 2010[2] JP3401570 300 180 0.2 3.2 7.1 50 93.5 539 0.194 259.22 170.93 147.91 JP34015105 300 180 0.2 3.2 7.1 50 93.5 539 0.274 300.39 186.6 159.99 JP38015 300 180 0.2 3.2 50 93.5 539 0.074 214.43 144.34 137.45 JP3801535 300 180 0.2 3.2 50 93.5 539 0.158 250.62 163.6 147.55 JP3001535 300 180 0.2 10 3.2 50 93.5 539 0.094 198.6 149.49 141.23 JP310015 300 180 0.2 10 3.2 50 93.5 539 0.096 216.69 149.93 141.9 JP3001570 300 180 0.2 10 3.2 50 93.5 539 0.163 239.77 164.71 149.72 JP31001535 300 180 0.2 10 3.2 50 93.5 539 0.171 240.67 166.38 150.77 JP30015105 300 180 0.2 10 3.2 50 93.5 539 0.231 241.12 178.82 159.8 JP6401570 300 210 0.15 2.9 7.2 55 93.5 589 0.246 228.92 141.49 126.28 JP64015105 300 210 0.15 2.9 7.2 55 93.5 589 0.333 244.78 153.82 138.1 JP68015 300 210 0.15 2.9 55 93.5 589 0.073 170.88 109.56 107.28 JP6801570 300 210 0.15 2.9 55 93.5 589 0.288 248.02 147.6 129.8 JP610015 300 210 0.15 10 2.9 55 93.5 589 0.096 183.85 114.38 110.47 JP6001570 300 210 0.15 10 2.9 55 93.5 589 0.218 201.88 137.16 122.57 JP60015105 300 210 0.15 10 2.9 55 93.5 589 0.306 228.56 150.16 133.3 JP61001570 300 210 0.15 10 2.9 55 93.5 589 0.309 211.61 150.6 133.7 JP610015105 300 210 0.15 10 2.9 55 93.5 589 0.396 228.56 161.93 146.5 JP910015 300 220 2.9 50 93.5 589 0.098 164.67 107.86 106.21 JP98015 300 220 10 2.9 7.1 50 93.5 589 0.079 159.44 104.37 106.93 JP12 80 15 300 225 2.9 45 93.5 589 0.071 150.91 102.22 104.19 JP12401535 300 225 2.9 7.2 45 93.5 589 0.147 162.36 114.92 109.71 JP12401570 300 225 2.9 7.2 45 93.5 589 0.28 208.74 132.89 121.6 JP1210015 300 225 2.9 45 93.5 589 0.092 151.91 105.99 100.84 JP12001570 300 225 2.9 45 93.5 589 0.254 191.74 129.67 105 JP12001535 300 225 2.9 45 93.5 589 0.119 160.81 110.52 119 0.13 0.13 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 50 Bảng 3.4: Dữ liệu đề xuất tác giả VÖLGYI cộng Nguồn: VÖLGYI cộng D D0 Peỗas t/D No of long bars ỉl mm ỉt mm s mm a mm fc MPa fy MPa σN/fc Vexp (kN) VRd3 kN Vr NBR kN CSA mm mm 55-12-0-975 300 190 0.19 12 12 - - 975 72.9 581 - 68.6 60.16 40.49 55-12-0-625 300 190 0.19 12 12 - - 625 72.9 581 - 105 61.22 46.08 55-12-150-825 300 190 0.19 12 12 150 825 66.9 581 - 105 85.09 74.09 55-12-150-625 300 190 0.18 12 12 150 625 66.9 581 - 135 83.09 78.25 55-14-0-825 300 190 0.2 12 14 - - 825 66.1 581 - 71.7 58.34 49.47 55-14-0-625 300 190 0.2 12 14 - - 625 66.9 581 - 82.8 59.8 53.29 55-14-150-825 300 190 0.18 12 14 150 825 66.9 581 - 133 82.1 79.99 55-14-150-625 300 190 0.2 12 14 150 625 66.9 581 - 162 88.08 87.94 55-14-75-825 300 190 0.19 12 14 75 825 66.1 581 - 143 111.92 111.39 55-14-75-789 300 190 0.2 12 14 75 789 66.1 581 - 153.5 114.88 113.69 55-16-0-975 300 190 0.21 12 16 - - 975 66.9 581 - 78 63.79 54.3 55-16-0-825 300 190 0.19 12 16 - - 825 66.9 581 - 85.4 56.81 52.26 55-16-150-975 300 190 0.18 12 16 150 975 72.9 581 - 115 86.32 82.6 55-16-150-825 300 190 0.2 12 16 150 825 72.9 581 - 140 90.54 87.69 90-12-0-825 300 120 0.32 12 12 - - 825 70.2 581 - 95 92.63 59.25 90-12-0-625 300 120 0.31 12 12 - - 625 70.2 581 - 158 94.69 62.38 90-16-0-825 300 120 0.32 12 16 - - 825 66.9 581 - 134 95.68 74.49 90-16-0-825 300 120 0.33 12 16 - - 825 66.9 581 - 135 98.67 76.02 90-16-150-975 300 120 0.31 12 16 150 975 70.2 581 - 158 123.99 99.17 90-16-150-825 300 120 0.32 12 16 150 825 66.9 581 - 177 123.96 106.2 90-16-150-825 300 120 0.31 12 16 150 825 66.9 581 - 169 121.96 105.32 90-16-150-825 300 120 0.31 12 16 150 825 70.2 581 - 178 123.99 103.44 90-16-150-625 300 120 0.32 12 16 150 625 70.2 581 - 218 127.08 111.73 90-16-150-625 300 120 0.31 12 16 150 625 70.2 581 - 228 125.02 110.77 90-16-110-825 300 120 0.3 12 16 110 825 66.9 581 - 187 129.26 115.25 90-16-110-625 300 120 0.31 12 16 110 625 66.9 581 - 210 130.25 123.32 90-16-75-635 300 120 0.33 12 16 75 635 66.9 581 - 258 155.22 146 51 55-16-150-F1825 55-16-150-F1625 55-16-75-F1825 55-16-75-F1625 90-16-150-F1975 90-16-150-F1975 90-16-150-F1825 90-16-150-F1825 90-16-150-F1625 90-16-150-F1625 90-16-150-F2975 90-16-150-F2975 90-16-150-F2825 90-16-150-F2825 90-16-150-F2625 90-16-150-F2625 90-0-150-F2825 90-0-150-F2975 300 190 0.19 12 16 150 825 62.5 581 0.05 140 89.25 88.92 300 190 0.2 12 16 150 625 62.5 581 0.05 147 92.86 96.09 300 190 0.2 12 16 75 825 62.5 581 0.05 170 119.09 120.9 300 190 0.19 12 16 75 625 62.5 581 0.05 180 117.54 127.81 300 120 0.31 12 16 150 975 64.8 581 0.02 141 120.93 97.13 300 120 0.31 12 16 150 975 69.8 581 0.03 146 127.13 96.38 300 120 0.32 12 16 150 825 64.8 581 0.03 165 126.36 104.36 300 120 0.31 12 16 150 825 69.8 581 0.03 167 127.55 101.32 300 120 0.32 12 16 150 625 64.8 581 0.03 229 126.84 111.44 300 120 0.32 12 16 150 625 64.8 581 0.03 234 126.36 111.86 300 120 0.31 12 16 150 975 62.5 581 0.06 163 124.02 102.54 300 120 0.32 12 16 150 975 69.7 581 0.06 161.5 133.17 101.42 300 120 0.32 12 16 150 825 62.5 581 0.07 186 130.98 107.21 300 120 0.32 12 16 150 825 69.7 581 0.06 179 135.06 111.69 300 120 0.33 12 16 150 625 62.5 581 0.07 233 135.31 121.3 300 120 0.32 12 16 150 625 62.5 581 0.08 216 133.88 121.47 300 120 0.31 12 150 825 72.2 581 0.05 174 133.69 89.13 300 120 0.3 12 150 975 72.2 581 0.04 145 128.55 81.59 52 Nguồn: F O QUEIROZ JUNIOR, B HOROWITZ Hình 3.3: Tỷ số cường độ cắt tính theo CSA kết thí nghiệm Nguồn: F O QUEIROZ JUNIOR, B HOROWITZ Hình 3.4: Tỷ số cường độ cắt tính theo NBR 6118 kết thí nghiệm 53 3.2 Phân tích so sánh khả chịu cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng 3.2.1 So sánh khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng theo lý thuyết Bảng 3.5: Bảng so sánh lực cắt tính tốn tiêu chuẩn TCVN NBR - 6118 (Nguồn: Tác giả nghiên cứu) Đơn vị: kN TCVN REGIS, 1990 (TCVN 5574-2012) Qu (kN) NBR - 6118 VRd3 kN VN - 77.41 VA2 58.29 VN - 148.55 VB2 96.77 VN - VN - RUIZ & TURMO, 2004 NBR - 6118 VRd3 kN 208.91 VC1 162.49 194.01 VD1 143.36 Đơn vị: kN (Nguồn: Tác giả nghiên cứu) Hình 3.5: So sánh lực cắt tính tốn tiêu chuẩn TCVN NBR – 6119 54 Dựa vào kết bảng 3.1, bảng 3.2, bảng 3.5 hình 3.5 tính tốn cấu kiện chịu cắt theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 tiêu chuẩn NBR – 6119 ta có số nhận xét: Gía trị tính tốn lực cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị lớn so với tính theo NBR – 6119 Xét mẫu VN-1 VA2 ta thấy lực cắt tiết diện tròn rỗng tính theo TCVN 5574-2012 lớn tiêu chuẩn NBR – 6119 24.69% Khi kể đến tham gia cốt đai, lực cắt tiết diện tròn rỗng tính theo TCVN 5574-2012 lớn tiêu chuẩn NBR – 6119, chênh lệch từ 22.22% đến 34.85% Theo cách tính TCVN 5574-2012 cốt thép dọc khơng tính đến lực cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng, NBR – 6119 cốt thép dọc kể đến Theo cách tính TCVN 5574-2012 NBR – 6119 xét đến ảnh hưởng lực nén dọc trục cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng 3.2.2 So sánh khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng theo thực nghiệm Bảng 3.6: Bảng so sánh lực cắt tính tốn TCVN, NBR – 6119, CSA thí nghiệm thực (Nguồn: Tác giả nghiên cứu) Đơn vị: kN STT TCVN Vexp NBR - 6119 CSA 77.41 83 58.29 59.35 148.55 158 96.77 119.94 208.91 233.2 162.49 153 194.01 236.7 143.36 144.9 55 Đơn vị: kN (Nguồn: Tác giả nghiên cứu) Hình 3.6: So sánh lực cắt tính tốn TCVN, NBR – 6119, CSA thí nghiệm thực Bảng 3.7: Bảng so sánh chênh lệch lực cắt TCVN với NBR – 6119, CSA thí nghiệm thực (Nguồn: Tác giả nghiên cứu) Đơn vị: % STT Vexp / TCVN TCVN / NBR - 6119 TCVN / CSA 6.73 24.70 23.33 5.98 34.86 19.26 10.42 22.22 26.76 18.04 26.11 25.31 56 Dựa vào bảng 3.6, bảng 3.7 hình 3.5 ta có số nhận xét Gía trị tính tốn lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị lớn so với tính theo NBR – 6119 CSA, nhỏ giá trị khảo sát thực nghiệm số tác giả Gía trị tính tốn lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị lớn so với tính theo CSA, giá trị chênh lệch từ 19.26% đến 26.76% Gía trị tính tốn lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị nhỏ so với khảo sát thực nghiệm, giá trị chênh lệch từ 5.98% đến 18.04% Theo cách tính CSA khảo sát thực nghiệm số tác giả cốt thép dọc tính đến lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện tròn rỗng 3.3 Kết luận chương Theo cách tính TCVN 5574-2012 cốt thép dọc khơng tính đến lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng, NBR – 6119 CSA cốt thép dọc kể đến Khi không kể đến tham gia cốt đai ta thấy lực cắt tiết diện trịn rỗng tính theo TCVN 5574-2012 lớn tiêu chuẩn NBR – 6119 24.69% Khi kể đến tham gia cốt đai, lực cắt tiết diện tròn rỗng tính theo TCVN 5574-2012 lớn tiêu chuẩn NBR – 6119, chênh lệch từ 22.22% đến 34.85% Lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị lớn so với tính theo CSA, giá trị chênh lệch từ 19.26% đến 26.76% Lực cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị nhỏ so với khảo sát thực nghiệm, giá trị chênh lệch từ 5.98% đến 18.04% KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Việc tính tốn khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng chưa đề cập tiêu chuẩn Việt Nam Vì cần phải bổ sung kiến nghị sử dụng tiêu chuẩn quốc tế để áp dụng Các tiêu chuẩn khác Việt Nam cho phép sử dụng cho kết độ an toàn xác định khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng khác Một số tác giả dựa tiêu chuẩn thực nghiệm đưa số mơ hình cải tiến chưa đưa giới hạn áp dụng Gía trị tính tốn lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng theo TCVN 5574-2012 có giá trị lớn so với tính theo NBR – 6119 CSA, nhỏ giá trị khảo sát thực nghiệm số tác giả Theo cách tính TCVN 5574-2012 cốt thép dọc khơng tính đến lực cắt cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng, NBR – 6119 CSA, khảo sát thực nghiệm số tác giả cốt thép dọc kể đến Theo cách tính TCVN 5574-2012 NBR – 6119 CSA, khảo sát thực nghiệm số tác giả xét đến ảnh hưởng lực nén dọc trục cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng Kiến nghị Tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng lại kết tính tốn Trên sở thực nghiệm điều chỉnh cơng thức thiết kế Tiêu chuẩn Việt Nam để có quy trình thiết kế đảm bảo an tồn kinh tế Nghiên cứu kỹ ảnh hưởng độ cong cốt đai, dạng phá hoại cấu kiện bê tơng cốt thép tiết diện trịn rỗng thực nghiệm để có điều chỉnh phù hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đồn Xn Q, “Tính tốn khả chịu cắt cấu kiện Bê tơng cốt thép tiết diện vành khuyên”, Bộ môn XDDD&CN, Đại học Thủy lợi [2] Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống, Nguyễn Xuân Liên (2001), “Kết cấu bê tông cốt thép – phần cấu kiện bản,” Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Ngô Đăng Quang, Nguyễn Duy Tiến (2010), “Kết cấu bê tông cốt thép, Phần – Cấu kiện bản”, Hà Nội [4] Nguyễn Trung Hịa (2003), “Kết cấu bê tơng cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ”, Nhà xuất xây dựng [5] Phan Quang Minh, Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2006), “Kết cấu bê tông cốt thép (Phần cấu kiện bản)”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [6] TCVN 5574:2012, “Kết cấu bê tông bê tông cốt thép” – Tiêu chuẩn thiết kế Tiếng Anh [7] ACI Committee 318 (2011), “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-11)” [8] EN 1992-1-1 (2004) (English), Eurocode 2: “Design of concrete structures Part 1-1: General rules and rules for buildings” [9] KISHIDA, S.; HONRRI, M.; KAWABARA, F.; HAYASHI, S (1998) “Experimental Study on Shear Strengh of the PHC Pile with Large Diameter.” J Struct Const Eng; (519); 123-130 (in Japanese) [10] Merta (2007), “Shear strength model of reinforced concrete circular crosssection members” [11] NZS 3101-1 (2006), Concrete structures Standard – The design of concrete structures [12] JENSEN, U.G AND HOANG, L.C.(2010) “Shear Strength of Reinforced Concrete Piers and Piles with Hollow Circular Cross Section Struct” Eng Intern, Vol 20, March 2010, pp 260–267 [13] Orr, J.J.; Darby, A.P.; Ibell, T.J.; Denton, S.R.; Shave, J.D (2010), “Shear design of circular concrete sections using the Eurocode truss model” [14] Teixeira, P.W.G.N.; Maffei, C.E.M.; Guazzell, M.C (2012), “Shear strength of reinforced concrete circular cross-section beams” [15] VÖLGYI, I., FARKAS, G., WINDISCH, A.(2014): Resistance of Reinforced Concrete members with hollow circular cross-sections under combined bending and shear – Part I: Experimental Investigation Ernst & SohnVerlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co KG, Berlin • Structural Concrete 15 (2014), No 1, pp 13–20 ... NGUYỄN TIẾN ĐẠT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA TIẾT DIỆN TRÒN RỖNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ NGÀNH: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU GS.TS PHAN... Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn Đối tượng nghiên cứu : Cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện tròn rỗng Phạm vi nghiên cứu : Khả chịu cắt cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện trịn theo số tiêu... với trục dầm Q: Lực cắt tiết diện xét Qb : Khả chịu cắt bê tông dầm BTCT Qđb: Khả chịu cắt tiết diện nghiêng nguy hiểm Qs,inc: Khả chịu cắt cốt xiên dầm BTCT Qsw: Khả chịu cắt cốt thép đai dầm