Phân tích ứng xử của dầm bê tông cốt thép cường độ cao chịu tải trọng tĩnh theo lý thuyết phá hủy giòn bê tông không cục bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM - NGUYỄN THANH VŨ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH THEO LÝ THUYẾT PHÁ HỦY GIỊN BÊ TƠNG KHƠNG CỤC BỘ CHUN NGÀNH : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ NGÀNH : 605820 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, THÁNG NĂM 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM - NGUYỄN THANH VŨ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH THEO LÝ THUYẾT PHÁ HỦY GIỊN BÊ TƠNG KHƠNG CỤC BỘ CHUN NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ NGÀNH : 605820 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, THÁNG NĂM 2014 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn : PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH TS HỒ HỮU CHỈNH Cán chấm nhận xét : PGS.TS NGÔ HỮU CƯỜNG Cán chấm nhận xét : TS HỒ ĐỨC DUY Luận Văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 30 tháng 08 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS CHU QUỐC THẮNG – Chủ tịch PGS.TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG – Thư ký PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH – Ủy viên PGS.TS NGÔ HỮU CƯỜNG – Ủy viên TS HỒ ĐỨC DUY – Ủy viên Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Chủ tịch hội đồng ngành XDDD & CN sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS CHU QUỐC THẮNG CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGÀNH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CƠNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THANH VŨ Ngày, tháng, năm sinh : 01/09/1977 Chuyên ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CN I TÊN ĐỀ TÀI MSHV: 10210261 Nơi sinh : KHÁNH HỊA Mã số: 605820 PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA DẦM BTCT CƯỜNG ĐỘ CAO CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH THEO LÝ THUYẾT PHÁ HỦY GIỊN BÊ TƠNG KHƠNG CỤC BỘ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ : Thực nghiệm xác định đặc trưng nứt bê tông cường độ cao (HSC) xác định tham số giịn bê tơng; mơ phân tích dầm phần mềm Lagamine (tích hợp mơ hình phá hủy giịn bê tông không cục bộ), so sánh kiểm chứng với kết mô phần mềm ANSYS kết thí nghiệm dầm BTCT cường độ cao (HSC) NỘI DUNG : Chương 1: Mở đầu Chương 2: Lý thuyết phá hủy Rạn nứt bê tơng Chương 3: Thí nghiệm tính tốn tham số nứt phá hủy bê tơng Chương 4: Phân tích phá hủy bê tông cường độ cao Chương 5: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 24/06/2013 IV NGÀY HÒAN THÀNH NHIỆM VỤ: 23/05/2014 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH TS HỒ HỮU CHỈNH Tp HCM, ngày 24 tháng năm 2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGÀNH PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH TRƯỞNG KHOA KT XÂY DỰNG TS HỒ HỮU CHỈNH TS NGUYỄN MINH TÂM LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ hoàn thành sau trình nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết thực nghiệm tác giả bên cạnh giúp đỡ thầy hướng dẫn động viên gia đình Xin gửi lời biết ơn chân thành đến thầy PGS.TS Bùi Công Thành thầy TS Hồ Hữu Chỉnh quan tâm, hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức nghiên cứu quý báu thầy để giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn TS Trần Thế Truyền KS Trần Ngọc Hòa, Trường Đại Học GTVTHN, cung cấp phần mềm Lagamine Cám ơn TS Nguyễn Trung Hiếu bạn thí nghiệm viên phịng thí nghiệm LAS 125 Đại học Xây dựng Hà Nội Và cuối xin cảm ơn gia đình động viên suốt trình học tập thực luận văn Chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2014 TĨM TẮT Nghiên cứu tính tốn khả chịu lực, ứng xử nứt dầm bê tông cốt thép vấn đề cấn thiết thực tiễn tính tốn thiết kế kiểm định chất lượng kết cấu bê tông thép Ở Việt Nam, Bộ Xây Dựng đưa vấn đề phân tích, kiểm định kết cấu thành quy trình tính tốn nhằm chuẩn hóa cơng tác này; đồng thời, phép thử, đo đạc, thí nghiệm tiêu chuẩn hóa nhằm phục vụ cho q trình phân tích kết cấu Bên cạnh đó, năm gần bê tông cường độ cao bắt đầu sử dụng nhiều Việt Nam cơng trình trọng điểm quốc gia, tòa nhà cao tầng, cầu lớn … Từ vấn đề trên, đề tài nghiên cứu: Phân tích ứng xử dầm bê tơng cốt thép cường độ cao chịu tải trọng tĩnh theo lý thuyết phá hủy giịn bê tơng khơng cục thực với mục đích kết hợp thực nghiệm lý thuyết phân tích ứng xử cấu kiện bê tông cốt thép Để thực đề tài này, tác giả phải tiến hành thực nghiệm tính tốn đặc trưng nứt bê tông cường độ cao theo lý thuyết học rạn nứt bê tông Các đặc trưng KC, GC tính tốn theo lý thuyết học rạn nứt tuyến tính (LEFM), Năng lượng nứt khơng tồn phần Gf tồn phần GF tính toán theo lý thuyết học rạn nứt phi tuyến (NFM) Trên sở kết GF, tác giả xây dựng đường cong phá hủy dầm chịu uốn sau tải trọng Pmax để có đường cong đầy đủ Từ đây, tác giả mơ có tích hợp lý thuyết phá hủy giịn khơng cục để xác định tham số phá hủy giòn dầm bê tông cường độ cao Kết tham số phá hủy tìm sở tham số đầu vào cho việc mơ phân tích dầm bê tơng cốt thép cường độ cao Kết nghiên cứu đạt sau:  Xây dựng liệu đặc trưng nứt (KC, GC, Gf, GF) bê tông cường độ cao Việt Nam công bố Tạp chí Khoa Học Cơng nghệ Xây dựng năm 2014  Giới thiệu phương pháp việc phân tích ứng xử nứt dầm bê tơng cốt thép kiểm chứng với thí nghiệm với phương pháp phân tích truyền thống cho kết phù hợp đăng tuyển tập Hội nghị Cơ học Kỹ thuật toàn quốc năm 2014 ABSTRACT The study calculated bearing capacity, cracking behavior of reinforced concrete beams is necessary issues in practical design calculations and quality control of reinforced concrete structures In Vietnam, the Ministry of Construction is taking issue analysis, structural testing of computational processes to standardize this work; parallel, the test, measurement, and experiment standardized to serve the structural analysis process Besides, in recent years, high strength concrete began to be used more in Vietnam in the national key projects, high-rise buildings, large bridges From these problems, research subjects: Analysis of the behavior of reinforced concrete beams with high-strength be applied of static load by theory of britle concrete none-local damage with the purpose of combining experimental and theoretical in analysis of the behavior of reinforced concrete structures To make this topic, the authors have conducted experimental and computational characteristics of high-strength concrete cracks by theory of Fracture Mechanics Concrete The KC, GC is calculated according to the theory of Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM), Gf and GF according to the theory of Nonlinear Fracture Mechanics (NFM) Based on the results of GF, the author build curves destroyed of bending beam after Pmax to get the full curve From this, the authors made simulation with theory non-local britle damage of concrete to determine parameter destruction of high-strength concrete beams The result of the destruction parameter is found to be the basis of input parameters for the simulation analysis of reinforced concrete beams of high-strength Results of research the following:  Construction is typical datasets cracking (KC, GC, Gf, GF) of high-strength concrete in Vietnam and first published in the journal Science Technology Building 2014  Introduce a new method for analyzing the behavior cracking of reinforced concrete beams and verified with experiments as well as with traditional analytical methods suitable for decent results and have also been published in magazine of Conference national mechanical engineering in 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, ngoại trừ kết tham khảo, kế thừa từ cơng trình khác ghi rõ luận văn, cơng việc trình bày luận văn tơi thực chưa có phần nội dung luận văn nộp để lấy cấp trường trường khác Ngày 20 tháng 06 năm 2014 Nguyễn Thanh Vũ MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ABSTRACT LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 TỔNG QUAN 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG LÝ THUYẾT PHÁ HỦY VÀ RẠN NỨT CỦA BÊ TÔNG 2.1 ỨNG XỬ CỦA BÊ TÔNG KHI BỊ PHÁ HỦY VÀ RẠN NỨT 2.2 CƠ HỌC RẠN NỨT BÊ TÔNG 2.2.1 CƠ HỌC RẠN NỨT ĐÀN HỒI TUYẾN TÍNH 2.2.2 CƠ HỌC RẠN NỨT PHI TUYẾN 2.3 ỨNG XỬ CỦA BÊ TÔNG THEO CÁC MƠ HÌNH PHÁ HỦY GIỊN 15 2.3.1 LÝ THUYẾT PHÁ HỦY GIỊN CỦA BÊ TƠNG 15 2.3.2 CÁC MƠ HÌNH PHÁ HỦY GIỊN BÊ TÔNG 17 2.3.3 TẬP TRUNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU CHỈNH 20 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH TỐN CÁC THAM SỐ NỨT VÀ PHÁ HỦY CỦA BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO 26 3.1 GIỚI THIỆU 26 3.2 XÁC ĐỊNH THAM SỐ NỨT VÀ THAM SỐ GIỊN CỦA BÊ TƠNG 29 3.2.1 THAM SỐ NỨT MƠ HÌNH ĐÀN HỒI TUYẾN TÍNH 29 3.2.2 THAM SỐ NỨT CỦA MƠ HÌNH NỨT PHI TUYẾN 30 3.3 THAM SỐ CỦA MƠ HÌNH PHÁ HỦY GIỊN BÊ TƠNG 32 3.4 QUY TRÌNH VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO 33 3.4.1 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM 33 3.4.2 TÍNH TỐN THAM SỐ NỨT CỦA BÊ TƠNG CƯỜNG ĐỘ CAO 36 3.4.3 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 42 3.4.4 XÁC ĐỊNH THAM SỐ PHÁ HỦY GIỊN BÊ TƠNG CƯỜNG ĐỘ CAO45 CHƯƠNG PHÂN TÍCH PHÁ HỦY DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO 64 4.1 BÀI TỐN MƠ PHỎNG 64 4.2 MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM LAGAMINE (MƠ HÌNH MAZARS) 65 4.2.1 CƠ BẢN PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 65 4.2.2 SỐ HĨA MƠ HÌNH DỊN MAZARS VÀ MƠ HÌNH BAZANT VÀ PIJAUDIER-CABOT 66 4.2.3 MÔ PHỎNG DẦM BTCT CƯỜNG ĐỘ CAO BẰNG PHẦN MỀM PTHH LAGAMINE SỬ DỤNG MƠ HÌNH MAZARS 68 4.3 MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM PTHH ANSYS 76 4.3.1 KIỂU PHẦN TỬ 76 4.3.2 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 77 4.3.3 MƠ HÌNH ANSYS 80 4.3.4 MƠ PHỎNG DẦM D1 BTCT CƯỜNG ĐỘ CAO 85MPa (CĨ ĐAI) 80 4.3.5 MÔ PHỎNG DẦM D2 BTCT CƯỜNG ĐỘ CAO 85MPa (KHÔNG ĐAI) 82 4.4 THÍ NGHIỆM VÀ SO SÁNH KẾT QUẢ 84 4.4.1 THÍ NGHIỆM PHÁ HỦY DẦM BTCT CƯỜNG ĐỘ CAO 84 4.4.2 SO SÁNH KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM 88 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC TÍNH Pcr DẦM BTCT 99 PHỤ LỤC MỘT SÔ BIỂU ĐỒ BỔ SUNG XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ GIÒN ĐẾN ĐƯỜNG CONG “P-V” 100 4.4.2.2 Kết mơ thí nghiệm dầm D2 85MPa (khơng có cốt đai) Kết mơ nứt, biến dạng biểu diễn hình 4.43 Hình 43 Các vùng phá hủy lagamine (a), vùng tập trung biến dạng lagamine (b), Vùng nứt ANSYS (c) đường nứt thực dầm thí nghiệm 85MPa (d) Hình 44 Quan hệ Tải trọng – độ võng “P-V” dầm D1 (có đai) 89 Hình 45 Quan hệ Tải trọng – độ võng “P-V” dầm D2 (khơng đai) 4.4.2.3 Nhận xét Kết phân tích phá huỷ dầm bê tông cốt thép sử dụng bê tông cường độ cao 85MPa cho thấy:  Với chương trình Lagamine theo tiếp cận phá hủy giịn khơng cục Mazars Pijaudier - Cabot sau :  Vị trí phương vùng phá hủy tập trung biến dạng (tương ứng với vị trí phương đường nứt tưởng tượng) dầm mô thu gần giống với vị trí phương đường nứt thực quan sát dầm thực nghiệm  Kết mô nằm cao so với kết thực nghiệm, điều giải thích giả thiết liên kết tuyệt đối bê tông cốt thép giả thiết đơn giản hóa khác tính tốn nên dầm mơ bền dầm thực nghiệm Khi tải trọng P xấp xỉ 16000 N, đường cong quan hệ "P-V" bắt đầu đổi hướng, thời điểm xuất vùng phá hủy bê tông (tương ứng với biến dạng tương đương đạt đến ngưỡng phá hủy đầu tiên); điều làm rõ ghi nhận dầm thực nghiệm thời điểm phải tháo thiết bị đo biến dạng có xuất đường nứt nhỏ Đây thời điểm đánh dấu bắt đầu ứng xử phi tuyến kết cấu gây phi tuyến vật liệu  Kết biểu đồ dầm D1 (có đai) D2 (khơng đai) sát với kết 90 thực nghiệm Tuy vậy, kết giống với thực nghiệm giai đoạn bê tơng cịn làm việc, phần biểu đồ giai đoạn thép làm việc đường cong trơn chưa sát với thực tế sử dụng mơ hình cốt thép đàn – dẻo tuyệt đối  Với chương trình ANSYS, kết sau:  Với đường nứt bê tơng mơ tả vị trí, khu vực nứt dầm giống thực tế; nhiên, phương đường nứt theo đường thẳng góc, tập hợp đường nứ đơn, thực tế đường nứt bê tông có hình dạng hình 4.42d hình 4.43d đường nứt không thẳng, rẽ nhánh (do ảnh hưởng cốt liệu bê tông)  Kết quan hệ biểu đồ P-V mô tả gần sát so với thí nghiệm, đường cong nằm so với đường thí nghiệm mơ hình bê tơng, cốt thép giả thuyết Phần mô tả giai đoạn cốt thép làm việc đường cong trơn, điều giả thuyết mơ hình cốt thép đàn – dẻo tuyệt đối Qua sử dụng hai chương trình mơ (Lagamine Ansys) ; chương trình có tích hợp code Mazars (Lagamine) cho kết hình thái vết nứt dầm tương đối giống với thí nghiệm Chương trình Ansys (phần tử hữu hạn thông thường) cho kết nứt giống vùng nứt, vị trí nứt khơng mơ tả hình thái nứt bê tơng Biểu đồ quan hệ P-V hai chương trình tương đối bám sát biểu đồ thí nghiệm; nhiên, có khác biệt nhỏ mà ta nhận thấy: biểu đồ chương trình Lagamine nằm đường thí nghiệm, biểu đồ Ansys nằm phía đường thí nghiệm Điều giải thích khác biệt thơng số đầu vào hai phương pháp Cả hai phương pháp có giả thuyết giống mơ hình cốt thép (đàn dẻo tuyệt đối) có khác biệt mơ hình bê tơng Với phương pháp phần tử hữu hạn tích hợp code Mazars (mơ hình phá hủy giịn khơng cục bộ), mơ hình bê tơng dựa vào đường cong chịu uốn dầm thí nghiệm (có điều chỉnh đường mềm hóa sở lượng phá hủy tồn phần GF); đó, phương pháp phần tử hữu hạn thông thường (Ansys) sử dụng mô hình 91 đường cong nén lý thuyết bê tơng (do vậy, biểu đồ P-V Ansys thay đổi nhiều thay đổi đường cong nén) So sánh hai phương pháp, rõ ràng phương pháp phần tử hữu hạn tích hợp code Mazars có mơ hình bê tông thực tế so với Ansys Một ưu điểm phương pháp cho thấy bất hợp lý biểu đồ mơ tả hình thái nứt, từ nhận xét kết tính tốn xác hay khơng 92 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua kết nghiên cứu trên, tác giả trình bày quy trình thực nghiệm dầm bê tơng cường độ cao (HSC) có nứt mồi, dầm bê tông cốt thép cường độ cao, áp dụng lý thuyết học rạn nứt tính tốn đặc trưng nứt bê tông, xây dựng liệu đặc trưng nứt cho bê tông cường độ cao, bổ sung vào đặc trưng nứt bê tơng có cường độ từ 20 MPa đến 85 MPa (Mác 200 đến Mác 1000), tính tốn mơ kiểm chứng theo phương pháp phần tử hữu hạn thông thường phương pháp phần tư hữu hạn có tích hợp lý thuyết phá hủy giịn khơng cục Mazars – Pijaudier Cabot Từ kết nghiên cứu, rút số kết luận sau: Quy trình thí nghiệm bê tơng cường độ cao (cường độ 66 Mpa 85 Mpa) thực nghiêm túc, tuân thủ đề xuất, dẫn RILEM kinh nghiệm tác giả giới Kết so sánh với kết tác giả nước giới Các kết hoàn toàn phù hợp, liệu tham khảo cho quan tâm Các đặc trưng nứt bê tông cường độ cao tính tốn đầy đủ sở áp dụng lý thuyết học rạn nứt tuyến tính LEFM (hệ số cường độ ứng suất K C độ bền nứt hay lượng nứt GC); áp dụng lý thuyết học rạn nứt phi tuyến NFM, sử dụng mơ hình ảnh hưởng kích thước SEM Bazant để tính tốn tham số đặc trưng hình học, xây dựng đường hồi quy tuyến tính dựa kết thí nghiệm rời rạc dầm bê tơng cường độ cao có vết nứt mồi, xác định lượng phá hủy khơng tồn phần Gf lượng nứt tồn phần GF Đây liệu đặc trưng nứt bê tông cường độ cao Việt Nam công bố năm 2014 [17] Bên cạnh việc thực nghiệm dầm bê tơng cường độ cao có nứt mồi, tác giả tiến hành thí nghiệm phá hủy dầm bê tơng cốt thép cường độ cao với trường hợp dầm có cốt đai khơng cốt đai Kết cho thấy ổn định thí nghiệm, kết hoàn toàn đáng tin cậy Trong nghiên cứu này, tác giả giới thiệu phương pháp mô phân tích ứng xử dầm bê tơng cốt thép sử dụng lý thuyết phá hủy giịn bê tơng không cục (Mazars Pijaudier-Cabot), kết so sánh với kết 93 mô phần mềm cực mạnh ANSYS kiểm chứng với thực nghiệm cho thấy hồn tồn phù hợp Việc mơ theo phương pháp phần tử hữu hạn thông thường (ANSYS) với phương pháp phần tử hữu hạn tích hợp code Mazars cho thấy số khác biệt phương pháp Ở hai phương pháp, sử dụng mơ hình cốt thép đàn-dẻo tuyệt đối; với mơ hình bê tơng, phương pháp sử dụng cách tiếp cận khác nhau, thông số đầu vào hai phương pháp có khác biệt rõ ràng Một bên sử dụng mơ hình đường cong uốn dầm theo thực nghiệm có hiệu chỉnh đường mềm hóa theo kết học rạn nứt, bên sử dụng đường cong nén bê tông giả định (lý thuyết) Do sử dụng thông số bê tông đầu vào khác nên kết có khác biệt (phương pháp Mazars cho kết cao thực nghiệm, phương pháp PTHH thông thường thấp hơn); vậy, xét tổng thể hai phương pháp cho kết biểu đồ có hình dạng giá trị gần giống với thực nghiệm Tuy nhiên, hình thái vết nứt, phương pháp phá hủy giịn khơng cục cho kết giống thực tế Kết mô theo tiếp cận phá hủy giịn khơng cục ứng dụng cho việc thiết kế bố trí cốt thép dầm hợp lý xác dựa sở kiểm soát nguy phá huỷ dầm bê tông cốt thép cơng trình thực tế Bên cạnh số kết đạt được, tác giả nhận thấy :  Phần thực nghiệm tính tốn đặc trưng nứt bê tông cường độ cao sở đặt móng cho nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng lí thuyết rạn nứt tính tốn thiết kế chẩn đốn phá hoại cơng trình (mơi trường khơng liên tục liên tục yếu) Cần thiết phải có nghiên cứu sâu để áp dụng kết nghiên cứu thực tế tính tốn thiết kế cơng trình xây dựng bê tông cường độ cao đồng thời tăng cường nâng cao thiết bị thu thập liệu, đặc biệt thiết bị tự động hóa nhằm giảm thiểu sai sót người, yếu tố quan trọng việc ảnh hưởng đến số liệu đầu vào  Phần phân tích phá hủy dầm bê tơng cốt thép cường độ cao dựa mơ hình dầm ba điểm uốn đơn giản, đặc trưng vật liệu bê tơng kế thừa từ thí nghiệm 94 trước; nhiên lại theo hướng sử dụng lý thuyết phá huỷ giịn bê tơng (concrete damage mechanics) Tuy nhiên, để có kết đầy đủ xác nữa, mơ hình tính tốn phải có nghiên cứu sử dụng mơ hình phức tạp cho bê tơng mơ hình giịn - dẻo kết hợp, mơ hình giịn - dẻo - nứt để mơ hợp lý ứng xử dẻo bê tông vùng chịu nén chế lan truyền đường nứt bê tông 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T Anderson, Fracture Mechanics: Fundamentals and Application, 2nd ed., USA: CRC Press, 1995, p 667 [2] Trần Thế Truyền Nguyễn Xuân Huy, Phá hủy, Rạn nứt Bê tông: học ứng dụng, NXB Xây Dựng, 2011, p 200 [3] Bhushan Karihaloo, Fracture mehanics & Structural concrete, New York: Longman Scientific & Technical, 1995, p 330 [4] S Shah and A Carpinteri, Fracture Mechanics Test Methods for Concrete, Van Nostrand Reinhold, New York, 1991, p 210 [5] Milan Jirasek, Modeling of Localized Inelastic Deformation: Plasticity, Damage and Fracture, Technical University of Catalonia (UPC), Barcelona, 2002 [6] J Mazars and e, "Application de me'canique de l'endommagement au comportement nonline'aire et a` la rupture du be'ton de structure," The`se doctorat d'e'tat, Universite' Paris VI, 1984 [7] J Mazars and G Pijaudier-Cabot, "Continuum damage theory - Application to concrete," Journal of Engineering Mechanics, vol 115, 1989 [8] Milan Jirásek, "Non-local damage mechanics with application to concrete," Revue Franỗaise de Gộnie Civil, vol 8, pp 683-707, 2004 [9] P Pijaudier-cabot and Z Bazant, "Nonlocal damage theory," Journal of Engineering Mechanics, vol 113, pp 1512-1533, 1987 [10] Z Bazant, "Concrete Fracture Model: Testing & Practise," Engineering Fracture Mechanics, vol 69, pp 165-205, January 2002 [11] Z Bazant, "Size effect method for determining fracture energy and process zone size of concrete," Material and structures, vol 23, pp 461-465, 1991 [12] P S Shah, "Size effect method for determining of frcture energy and process zone size of concrete," Material and Structures, vol 23, pp 461-465, Nov 1991 [13] J Planas and M Elices, "Toward a measure of GF: An analysis of experimental results," Fracture Toughness and Fracture Energy of Concrete, pp 381-390, 1986 [14] T T Truyền, “Nghiên cứu xây dựng sở liệu đặc trưng nứt loại bê tông thường dùng xây dựng cầu đường Việt Nam,” Đề tài NCKH cấp Bộ GD&ĐT [15] Fuat Demir, Mustafa Turkmen, Hamide Tekeli and iffet Cirak, "A New way for prediction of Elastic Modulus of Normal and High Strength concrete: Artifical neural Networks," Proceeding of 5th International Symposium on Inteligent Manufacturing Systems, pp 208-215, May 2006 [16] Phạm Duy Hữu Nguyễn Long, Bê tông cường độ cao, Hà Nội: NXB Xây Dựng, 2010, p 132 [17] Nguyễn Thanh Vũ, Bùi Công Thành, Hồ Hữu Chỉnh Trần Thế Truyền, “Thí 96 nghiệm tính tốn đặc trưng nứt bê tơng cường độ cao,” ISSN18591566, Tạp chí KHCNXD, tập 2, 2014 [18] Ravindra Gettu, Zdenek P Bazant and Martha E Karr, "Fracture Properties and Brittleness of High-Strength Concrete," ACI Materials Journal, vol 87, November - December 1990 [19] G Appa Rao and B Raghu Prasad, "Fracture Energy and Softening behavior of High-Strength Concrete," Cement and Concrete Research, vol 32, pp 247252, 2002 [20] Trần Thế Truyền Nguyễn Viết Trung, “Lý thuyết thực nghiệm xác định tham số mơ hình phá hủy giịn bê tơng, ứng dụng chế phá hủy phận kết cấu cơng trình giao thơng,” tập 23, 2008 [21] Z Bazant and H Oh, Crack band theory for fracture of concrete, Paris: BordasDunod, 1983, p 23 [22] Z Bazant and J Planas, Fracture and size effect in concrete and other quasibritle materials, CRC Press LLC, USA, 1998, p 224 [23] Z Bazant and N Drahomir, "Propose for standard test of modulus of rupture of concrete with its size dependence," ACI material journal, Jan-Feb 2001 [24] Z Bazant, Y Quang and Goangseupzi, "Choice of standard fracture test for concrete and its statistical evaluation," International Journal of Fracture, vol 118, pp 303-307, Dec 2002 [25] R Charlier, Collins and J Radu, "Etude numerique bi-et tridimensionnellle du Poinconnenment sous une bielle de la coque du Terminal 2E de Rossy," Rapport Final, Universite' de Liege-GeoMac [26] M K Prasad and C S Krishnamoorthy, "Computational model for discrete Crack Growth in Plain and Reinforced Concrete," Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol 191, pp 2699-2725, 2002 [27] Hsu, Rajendra K Navalurkar and Cheng-Tzu Thomas, "Fracture Analysis of High Strength Concrete Members," Journal of Materials in Civil Engineering, vol 13, pp 185-193, 2001 [28] R A Einsfeld and M S Velasco, "Fracture parameters for high-performance concrete," Cement and Concrete Research, vol 36, p 576 – 583 [29] Antonio F Barbosa and Gabriel O Ribeiro, "Analysis of Reinforced Concrete Structures using Ansys Nonlinear Concrete Model," Computional Machanics, 1998 [30] T Budi Aulia, "Strain Localization and Fracture Energy of High-Strength Concrete under Unixial Compression," Lacer, vol 5, pp 221-240, 2000 [31] Zdenek P Bazant and William F Shell, "Fatigue Fracture of High-Strength Concrete and Size Effect," ACI Materials Journal, vol 90, September- October 1993 [32] Nguyễn Hải, Phân tích ứng suất thực nghiệm, Tp Hồ Chí Minh: HCMC Technology University, 2005, p 603 [33] T T Truyen, F Collins, R Charlier and V Nguyen, "Strain localization and no local damage model with application in the simulation of concrete structures 97 in transporttation work," Proceedings of the International Conference on Modern Design, vol 1, 2007 [34] Rajendra K Navalurkar and Cheng-Tzu Thomas Hsu, "Fracture Analysis Of High Strength Concrete Members," Journal of Materials in Civil Engineering, vol 13, pp 899-1561, 2001 98 PHỤ LỤC TÍNH Pcr DẦM BTCT 99 PHỤ LỤC MỘT SỐ BIỂU ĐỒ BỔ SUNG XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ GIÒN ĐẾN ĐƯỜNG CONG “P-V” Mục 3.4.4.2 xét đến ảnh hưởng tham số giòn đến đường cong “P-V” bê tơng cường độ cao có so sánh với với bê tông thường Tuy nhiên, kết bê tông thường mơ với dầm D3 [14], cịn kết bê tông cường độ cao dầm D4 Phụ lục bổ sung thêm tham số Do dầm D4 số kết dầm D3  Tham số Do (dầm D3 D4) Hình PL2 Tham số Do dầm D4 Hình PL2 Tham số Do dầm D3 100  Tham số lc dầm D3 Hình PL2 Tham số chiều dài đặc trưng lc dầm D3  Tham số BT dầm D3 Hình PL2 Tham số BT dầm D3 101  Tham số AT dầm D3 Hình PL2 Tham số AT dầm D3 Nhận xét: Từ kết trên, với tham số Do cho trường hợp hai dầm D3 D4 không ảnh hưởng đến đường cong “P-V” Riêng tham số AT, BT, lc cho kết khơng có đường cong mềm hóa, dầm bị phá hoại Pmax; trường hợp giải thích với bê tơng cường độ cao cần kích thước đủ lớn để mơ Tuy nhiên, dựa kết mơ đưa nhận xét cho trường hợp:  Với lc thay đổi, biểu đồ “P-V” khơng thay đổi kích thước dầm không đủ lớn, (chiều cao dầm W = 200mm), lưới phần tử cần phải chia thật nhỏ  Với BT thay đổi từ 1000 đến 30000; giá trị 1000 độ bền bê tông tăng, BT>30000 giá trị hội tụ đường Trường hợp giống [20], kết luận, để xác định BT xác cần mơ dầm đủ lớn Với dầm D4, giá trị phù hợp  Với AT thay đổi từ 0,35 đến 1; bê tơng tiến đến ứng xử giịn AT = dẻo tiến đến 0; điều phù hợp với kết dầm D4 Tóm lại, để xét ảnh hưởng tham số giịn, cần tiến hành mơ dầm có kích thước đủ lớn 102 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: Nguyễn Thanh Vũ Ngày, tháng, năm sinh: 01/09/1977 Nơi sinh: Nha Trang – Khánh Hòa Địa liên lạc: 86/8 đường 2/4, Tây Bắc, P Vĩnh Hải, Tp Nha Trang, Khánh Hòa QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Thời gian 09/1995 – 3/2001 Tên trường Chuyên ngành Hình thức đào tạo ĐH Bách Khoa Tp Cảng – CT Biển Đại học – HCM 09/2010 đến Chính quy ĐH Bách Khoa Tp HCM Xây dựng dân Cao học – dụng & CN Chính quy QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC Thời gian Đơn vị cơng tác Chức vụ 01/2001 – 11/2001 Công ty Tư vấn Xây dựng Giao thơng Cán kỹ thuật Khánh Hịa 1/2002 – 12/2004 1/2005 đến Hoạt động xây dựng độc lập Thành lập điều hành Công ty TNHH TVXD Không Gian Việt Giám đốc ... Phân tích ứng xử dầm bê tông cốt thép cường độ cao chịu tải trọng tĩnh theo lý thuyết phá hủy giịn bê tơng khơng cục thực với mục đích kết hợp thực nghiệm lý thuyết phân tích ứng xử cấu kiện bê. .. TP.HCM - NGUYỄN THANH VŨ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH THEO LÝ THUYẾT PHÁ HỦY GIỊN BÊ TƠNG KHƠNG CỤC BỘ CHUN NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ... tới hạn Độ bền nứt giới hạn Biến phá hủy Biến phá hủy kéo bê tông Biến phá hủy nén bê tông Tham số phá hủy chịu kéo bê tông Tham số phá hủy chịu nén bê tông Tham số phá hủy chịu cắt Ứng suất