Phân tích tính chất cơ lí của cốt thép sử dụng tại một số công trình xây dựng tại nha trang

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM THANH KHIẾT PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA CỐT THÉP SỬ DỤNG TẠI MỘT SỐ CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI NHA TRANG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QUANG HƢNG Đà Nẵng, Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Tôi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Nếu khơng nêu trên, Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm đề tài Tác giả Phạm Thanh Khiết MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tính cần thiết đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nội dung nghiên cứu Kết dự kiến Kết cấu luận văn CHƢƠNG KHÁI QUÁT VỀ VIỆC SỬ DỤNG VẬT LIỆU CỐT THÉP CHO CÁC CƠNG TRÌNH Ở THÀNH PHỐ NHA TRANG, TỈNH KHÁNH HÕA 1.1 Khái niệm cốt thép 1.2 Cƣờng độ cốt thép yếu tố ảnh hƣởng 1.2.1 Cƣờng độ cốt thép 1.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ cốt thép 1.3 Sử dụng vật liệu cốt thép cho cơng trình Nha Trang- Khánh Hịa .10 1.4 Kết luận chƣơng 14 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA CỐT THÉP TẠI HIỆN TRƢỜNG .15 2.1 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ cốt thép trƣờng 15 2.1.1 Mục đích xác định cƣờng độ cốt thép trƣờng .15 2.1.2 Nguyên tắc sử dụng vật liệu cốt thép 15 2.1.3 Quy trình kiểm tra lấy mẫu thí nghiệm thép xây dựng 16 2.2 Xác định cƣờng độ cốt thép theo mẫu trƣờng theo Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam (TCVN 1651-2008, TCVN 1651-1:2008, TCVN 1651-2:2008, TCVN 5574:2012) 22 2.2.1 Phân loại cốt thép mục đích sử dụng 22 2.2.2 Tính tốn cƣờng độ cốt thép trƣờng 23 2.2.3 Xác định cƣờng độ cốt thép trƣờng 24 2.3 Kết luận chƣơng 29 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ CƢỜNG ĐỘ CHỊU KÉO CỦA CỐT THÉP TẠI HIỆN TRƢỜNG MỘT SỐ CƠNG TRÌNH TẠI NHA TRANG 30 3.1 Thống kê số liệu .30 3.1.1 Bảng tổng hợp số liệu cốt thép cơng trình: Khách sạn Park View .30 3.1.2 Bảng tổng hợp số liệu cốt thép công trình: Siêu thị Điện máy dịch vụ Thƣơng mại Khách sạn 66 Quang Trung – Nha Trang .31 3.1.3 Bảng tổng hợp số liệu cốt thép cơng trình: Trụ sở Bảo hiểm Xã hội tỉnh Khánh Hòa 33 3.1.4 Bảng tổng hợp số liệu cốt thép cơng trình: Khách sạn 19 Dã Tƣợng, thành phố Nha Trang 35 3.1.5 Bảng tổng hợp số liệu cốt thép cơng trình: Khách sạn Sky Light, đƣờng Biệt Thự, thành phố Nha Trang 37 3.2 Quy đổi số liệu thu thập đƣợc từ thực tế biến số kỳ vọng 45 3.2.1 Xác định ứng suất chảy 45 3.2.2 Phân tích đánh giá độ giãn dài tƣơng đối Y=A5tt/A5 so với TCVN 16512:2008 45 3.2.3 Phân tích đánh giá Mô đun đàn hồi thực tế (Ett) so với mô đun đàn hồi theo TCVN 5574:2012 (Etc) 46 3.4 Tìm hàm phân phối xác suất phù hợp phần mềm BESTFIT 53 3.4.1 Giới thiệu phần mềm BESTFIT .53 3.4.2 Kết tìm hàm phân phối xác xuất phù hợp 54 3.5 Tìm độ tin cậy phần mềm VAP .54 3.5.1 Giới thiệu phần mềm VAP 54 3.5.2 Xây dựng hàm tin cậy 56 3.5.3 Kết tính tốn độ tin cậy .57 3.5.4 Kết xác định giá trị tính tốn ứng với độ tin cậy P=95% 61 3.5.5 Nhận xét, đánh giá kết .64 3.6 Kết luận chƣơng 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: “Phân tích tính chất lí cốt thép sử dụng số cơng trình xây dựng Nha Trang” Học viên : Phạm Thanh Khiết Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa: 33 Trƣờng Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt - Kết cấu bê tông cốt thép giữ vai trị chủ đạo cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp Kết cấu bê tông cốt thép đƣợc sử dụng rộng rãi bê tơng có khả chịu nén cao, kết hợp với thép chịu kéo tốt làm cốt tạo nên kết cấu vừa chịu kéo vừa chịu nén tốt kết cấu chịu uốn, nén lệch tâm kết cấu chịu lực cơng trình Các thơng số kỹ thuật cốt thép (giới hạn chảy, giới hạn bền mô-đun đàn hồi cốt thép) tiêu quan trọng để đánh giá khả chịu lực Nhằm đƣa kết luận đánh giá chất lƣợng thép sử dụng số cơng trình xây dựng thành phố Nha Trang, đề tài đề xuất việc thu thập số liệu thí nghiệm kéo cốt thép cơng trình, dựa vào lý thuyết xác suất thống kê để phân tích đánh giá độ tin cậy tiêu lý thép sở số liệu thu thập đƣợc so với yêu cầu thiết kế quy định tƣơng ứng tiêu chuẩn Từ khóa- cốt thép bê tơng; giới hạn chảy; giới hạn bền; mô-đun đàn hồi; thành phố Nha Trang; độ tin cậy ASSESEMENT OF REINFORCED STEEL MECHANICAL PROPERTIES USED IN SOME BUILDINGS IN NHA TRANG CITY Student: Pham Thanh Khiet Major: Civil Engineering Code: Course: 33 Polytechnic University – DHDN Summary - Reinforced concrete structures are widely used because of the high compressive strength of the concrete and the good tensile strength of the steel, making well-tensile and well compressed bending structures These structures, which have to withstand bending and eccentric compression, are the main bearing structures in the building The basic properties of reinforced steel (yield limit, ultimate strength and modulus of elasticity) are important indicators for assessing its bearing capacity In order to make conclusions about the quality of steel used in the construction works in Nha Trang city, the research proposes for the collection of reinforced steel’ punch test data, then using statistical analysis to estimate confidence level of mechanical properties of steel from said data against the design requirements and corresponding provisions in the standard Keywords – reinforcing steel; yield limit; ultimate strength; elasticity modulus; Nha Trang city; reliabitily DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Tên bảng Tra bảng Mẫu báo cáo kết thí nghiệm Bảng tốc độ tăng ứng suất Bảng giá trị đặc trƣng Mác thép Bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm thép trƣờng Bảng tổng hợp kết tính tốn biến số kỳ vọng ứng suất chảy Tổng hợp hàm phân phối phù hợp tham số thống kê Tổng hợp kết tính tốn độ tin cậy Kết tính tốn độ tin cậy P = 95% Tổng hợp kết đánh giá tiêu lý cốt thép Trang 24 24 26 26 39 46 54 60 64 65 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang Ví dụ minh chứng thƣơng hiệu thép Rỉ sét vị trí uốn 90° Mặt đứng cơng trình Trụ sở Bảo hiểm xã hội tỉnh Khánh Hòa – Nha Trang Mặt đứng cơng trình - Khách sạn Sky Light,TP Nha Trang Mặt đứng cơng trình - Khách sạn 19 Dã Tƣợng, TP Nha Trang Mặt đứng cơng trình - Khách sạn 66 Quang Trung, TP Nha Trang Mẫu thử Đo kích thƣớc mẫu thử Cân khối lƣợng mẫu thử Lắp mẫu vào máy Tăng lực đến mẫu đứt Đo mẫu sau thí nghiệm Biểu đồ ứng suất biến dạng Biểu đồ biểu thị độ giãn dài thép kéo đứt Biểu đồ kéo thép Cửa sổ làm việc phần mềm BESTFIT Cách nhập hàm tin cậy Cách nhập hàm phân phối cho biến ngẫu nhiên Biểu diễn đồ thị hàm phân phối Lognormal theo X Biểu diễn đồ thị hàm phân phối Lognormal theo Y Biểu diễn đồ thị hàm phân phối Lognormal theo Z Kết tính tốn độ tin cậy X phần mềm VAP Kết tính tốn độ tin cậy Y phần mềm VAP Kết tính toán độ tin cậy Z phần mềm VAP Kết tính tốn độ tin cậy X với Tx=1.0443 Kết tính tốn độ tin cậy Y với Ty=1.289 2 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 10 11 12 13 19 20 20 21 21 22 25 28 28 53 55 56 57 57 58 58 59 59 62 63 MỞ ĐẦU Tính cần thiết đề tài Nha Trang thành phố ven biển trung tâm trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật du lịch tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam Thành phố Nha Trang nằm vị trí trung tâm tỉnh Khánh Hịa, phía Bắc giáp huyện Ninh Hịa, phía Nam giáp thành phố Cam Ranh, phía Tây giáp huyện Diên Khánh, phía Đơng tiếp giáp với biển Thành phố Nha Trang có tổng diện tích đất tự nhiên 252,6km2, với 27 đơn vị hành sở: 19 phƣờng 08 xã với dân số 417.474 ngƣời (số liệu năm 2016) Địa hình Nha Trang phức tạp có độ cao trải dài từ đến 900m so với mặt nƣớc biển Nha Trang có khí hậu nhiệt đới chịu ảnh hƣởng khí hậu đại dƣơng Khí hậu Nha Trang tƣơng đối ơn hịa, nhiệt độ trung bình năm 26,3oC Sự phân mùa rõ rệt (mùa mƣa mùa khô), mùa đơng lạnh mùa khơ kéo dài bị ảnh hƣởng bão Trong năm qua, với chủ trƣơng phát triển kinh tế xã hội tỉnh Khánh Hịa, nhiều chƣơng trình đƣợc tỉnh thơng qua lập kế hoạch triển khai, đó: “Chƣơng trình phát triển thị tỉnh Khánh Hịa đến năm 2020 định hƣớng đến năm 2030”, “Kế hoạch thực Chƣơng trình Phát triển nhà thị tỉnh Khánh Hòa giai đoạn 2016 – 2020” chƣơng trình hàng đầu mà tỉnh quan tâm, tập trung kêu gọi đầu tƣ Theo đó, tỉnh Khánh Hịa đầu tƣ cho chƣơng trình phát triển đô thị, phấn đấu đến năm 2020 tỷ lệ đô thị hóa tồn tỉnh đạt 60%, đến năm 2030 đạt 70%, đƣa Khánh Hịa trở thành thị loại I, trực thuộc Trung ƣơng Xuất phát từ chủ trƣơng, kế hoạch chung tỉnh Khánh Hòa, thành phố Nha Trang có bƣớc tiến đáng kể lĩnh vực kinh tế, văn hóa, trị, xã hội; tỷ lệ thị hóa tăng nhanh, hình thành nhanh chóng cơng trình nhƣ khách sạn, hộ cao cấp tổ hợp cơng trình thƣơng mại – dịch vụ – hộ cao cấp nhằm phục vụ cho nhu cầu xã hội, góp phần làm thay đổi diện mạo thành phố Nha Trang Các cơng trình tập trung khu vực trung tâm thành phố Nha Trang chủ yếu sử dụng vật liệu bê tơng cốt thép cốt thép đƣợc sử dụng với nhiều chủng loại khác Theo khảo sát sơ bộ, địa bàn tồn tỉnh Khánh Hịa chƣa có nhà máy sản xuất thép, nhiên có nhiều Đại lý cấp I công ty chuyên thép xây dựng: Thép Miền nam (VPĐD Nha Trang), thép Hòa Phát (VPĐD Cam Ranh), thép Việt – Ý (Pomina Nha Trang), thép Việt - Nhật, thép Việt – Öc, … với nhiều thƣơng hiệu nhƣ vậy, việc chọn lựa thép cho cơng trình xây dựng gặp khơng khó khăn Đối với cơng trình sử dụng vốn ngân sách, cốt thép phải đạt tiêu lý phù hợp theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2008 Nhƣng thực tế thi công, thƣơng hiệu thép có mức độ đáp ứng khác Hình – Ví dụ minh chứng thƣơng hiệu thép Hình – Rỉ sét vị trí uốn 90° Qua kiểm nghiệm thực tế, số chủng loại thép chƣa thỏa mãn độ dẻo hàm lƣợng cacbon hợp chất pha tạp nhiều, gia công uốn góc 90° vài lần (nhất cơng trình nhỏ, đội ngũ kỹ thuật khơng có, gia cơng thép thủ công, sai sửa lại) xảy tƣợng chân chim thép vị trí uốn, vận chuyển để giảm giá thành không dùng xe chở thép chun dụng, số cơng trình thƣờng gập đơi thép dài 11.7m, vị trí gập xảy tƣợng rỉ sét để thép ngồi trời (Hình 2) Ngồi ra, thiết kế ngƣời kỹ sƣ trọng đến yêu cầu cƣờng độ thép, dẫn đến thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng thép ngƣời ta ý đến việc cƣờng độ có thỏa mãn hay khơng mà không quan tâm đến tiêu quan trọng khác nhƣ mô đun đàn hồi, độ dãn dài (độ dẻo)…Các tiêu khơng thỏa mãn dẫn đến việc tính tốn kết cấu bê tơng cốt thép khơng cịn nữa, đồng thời cơng trình khơng đảm bảo độ dẻo cần thiết Do vậy, đề tài “Phân tích tính chất lí cốt thép sử dụng số cơng trình xây dựng Nha Trang” góp phần làm rõ mức độ đáp ứng tiêu chí cơng trình so với u cầu mà cốt thép phải thỏa mãn Mục đích nghiên cứu Thu thập số liệu kéo cốt thép số cơng trình Nha Trang đánh giá xem tiêu lý có đạt yêu cầu cốt thép mà tiêu chuẩn đặt hay không, mức độ đạt nhƣ Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Cốt thép số cơng trình bê tơng cốt thép thành phố Nha Trang - Phạm vi nghiên cứu: Các tiêu lí bao gồm giới hạn chảy (cƣờng độ chịu kéo), độ giãn dài đứt, mô đun đàn hồi Phƣơng pháp nội dung nghiên cứu - Thu thập số liệu thực nghiệm - Phân tích so sánh kết để rút kết luận Kết dự kiến Tổng hợp số liệu thu thập biểu đồ kéo cốt thép số cơng trình xây dựng Bảng đánh giá chất lƣợng cốt thép thành phố Nha Trang 29 1,33 1,89 0,98 30 1,35 1,89 1,11 31 1,14 1,84 0,82 32 1,14 1,81 0,79 33 1,13 1,82 0,78 34 1,16 1,74 0,75 35 1,16 1,72 0,67 36 1,16 1,74 0,63 37 1,14 1,71 0,91 38 1,16 1,67 0,93 39 1,11 1,69 0,77 40 1,25 1,65 0,59 41 1,22 1,64 0,66 42 1,24 1,62 0,58 43 1,25 1,61 0,56 44 1,25 1,62 0,61 45 1,25 1,61 0,49 46 1,20 1,58 0,52 47 1,21 1,56 0,61 48 1,22 1,56 0,66 49 1,38 1,71 0,86 50 1,38 1,57 0,83 51 1,40 1,57 0,85 52 1,10 1,55 1,24 53 1,11 1,66 1,24 54 1,11 1,61 1,35 55 1,11 1,69 0,82 56 1,08 1,74 0,80 57 1,07 1,74 0,80 58 1,47 1,61 0,91 59 1,55 1,52 0,86 60 1,55 1,61 0,82 61 1,52 1,66 0,90 62 1,51 1,59 0,91 63 1,52 1,66 0,88 64 1,52 1,21 0,60 65 1,52 1,29 0,62 66 1,44 1,29 0,63 67 1,47 1,11 0,59 68 1,47 1,17 0,61 69 1,57 1,17 0,48 70 1,43 1,07 0,44 71 1,43 1,07 0,47 72 1,37 1,19 0,47 73 1,10 1,71 0,89 74 1,10 1,57 0,91 75 1,10 1,64 0,85 76 1,03 1,66 1,10 77 1,03 1,76 1,02 78 1,04 1,64 1,11 79 1,03 1,64 0,80 80 1,02 1,69 0,79 81 1,03 1,74 0,77 82 1,00 1,52 0,76 83 1,00 1,52 0,67 84 1,01 1,43 0,61 85 1,30 1,74 0,89 86 1,29 1,84 0,98 87 1,30 1,74 0,84 88 1,25 1,43 0,63 89 1,20 1,57 0,67 90 1,25 1,57 0,61 91 1,15 1,43 0,55 92 1,14 1,49 0,61 93 1,15 1,43 0,48 94 1,43 1,07 0,44 95 1,43 1,07 0,47 96 1,37 1,19 0,47 97 1,45 1,57 0,93 98 1,49 1,64 0,92 99 1,49 1,57 0,90 100 1,38 1,66 1,09 101 1,38 1,55 1,06 102 1,41 1,55 1,11 103 1,31 1,64 0,80 104 1,34 1,64 0,86 105 1,31 1,74 0,80 106 1,22 1,52 0,70 107 1,24 1,43 0,67 108 1,27 1,61 0,66 109 1,32 1,74 0,96 110 1,30 1,74 0,97 111 1,29 1,66 0,83 112 1,19 1,71 0,58 113 1,21 1,69 0,65 114 1,20 1,71 0,58 115 1,25 1,61 0,56 116 1,25 1,62 0,61 117 1,25 1,61 0,49 118 1,20 1,58 0,52 119 1,21 1,56 0,61 120 1,22 1,56 0,66 MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ THÍ NGHIỆM CỐT THÉP ... kết cấu bê tơng cốt thép khơng cịn nữa, đồng thời cơng trình khơng đảm bảo độ dẻo cần thiết Do vậy, đề tài ? ?Phân tích tính chất lí cốt thép sử dụng số cơng trình xây dựng Nha Trang? ?? góp phần... SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: ? ?Phân tích tính chất lí cốt thép sử dụng số cơng trình xây dựng Nha Trang? ?? Học viên : Phạm... TẠI HIỆN TRƢỜNG MỘT SỐ CƠNG TRÌNH TẠI NHA TRANG CHƢƠNG KHÁI QUÁT VỀ VIỆC SỬ DỤNG VẬT LIỆU CỐT THÉP CHO CÁC CƠNG TRÌNH Ở THÀNH PHỐ NHA TRANG, TỈNH KHÁNH HÕA 1.1 Khái niệm cốt thép Thép hợp kim với