Nghiên cứu ứng xử chịu uốn và cắt của dầm bê tông cốt thép bằng bê tông cường độ cao

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG -TRƯỜNG ĐẠI HỌ C BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LƯ QUANG HẢI NGUYỄN MINH KHÁNH NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN VÀ CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIA CƯỜNG KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT Chuyên ngành: XÂY DỰNG CT DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP CỦA DẦM BTCT BẰNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU FRP Mã số ngành: 23.04.10 Chuyên ngành : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Mã số ngành LUẬN VĂN THẠC SĨ : 02105504 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS HỒ HỮU CHỈNH Cán hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc Tp HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lư Quang Hải Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 17/08/1969 Nơi sinh: Vũng Tàu Chun ngành : Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Khố (Năm trúng tuyển) : 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN VÀ CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Khảo sát thực nghiệm hiệu gia cường dầm BTCT BTCĐC kiểm chứng lý thuyết tính tốn, sử dụng phần mềm Ansys để dự đoán tải trọng gây nứt, tải trọng tới hạn chế hình thành phát triển vết nứt - Tìm chế hình thành phát triển vết nứt từ nghiên cứu thực nghiệm - Kết luận độ võng bị phá hoại kết cấu BTCT BTCĐC uốn 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/08/2011 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS HỒ HỮU CHỈNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1: TS HỒ HỮU CHỈNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2: PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CBHD CBHD CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TS Hồ Hữu Chỉnh PGS.TS Nguyễn Văn Chánh LỜI CẢM TẠ Em xin chân thành cám ơn hai thầy hướng dẫn TS Hồ Hữu Chỉnh PGS.TS Nguyễn Văn Chánh, thầy cho em ý tưởng luận văn, tận tình bảo từ q trình thực thí nghiệm đến q trình viết luận văn để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cám ơn thầy cô Trường Đại học Bách khoa Tp HCM, đặc biệt thầy cô Bộ mơn Cơng trình Bộ mơn Vật liệu Xây dựng Khoa Kỹ thuật Xây dựng truyền đạt cho em kiến thức phương pháp nghiên cứu bổ ích để em hồn tất luận văn Em xin chân thành cám ơn Phịng Thí nghiệm Kết cấu Cơng trình - Bộ mơn Cơng trình Phịng Thí nghiệm Vật liệu Xây dựng - Bộ mơn Vật liệu Xây dựng thuộc Khoa Kỹ thuật Xây dựng hướng dẫn tạo điều kiện để em thí nghiệm hoàn tất luận văn Xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Duy Khương Bộ môn Cơ kỹ thuật thuộc Khoa Cơ học ứng dụng Trường hướng dẫn mô phần tử BTCT phần mềm Ansys để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cám ơn bạn học viên cao học lớp Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp, khóa 2008 đóng góp phần cơng sức để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Sở Kế hoạch Đầu tư Kiên Giang tạo điều kiện cho theo đuổi chương trình đào tạo sau đại học Xin chân thành cám ơn bạn đồng nghiệp Phòng Xây dựng Phòng Thẩm định dự án Sở Kế hoạch Đầu tư Kiên Giang gánh vác phần công việc thời gian theo học thực luận văn Chân thành cám ơn TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày giới, sử dụng BTCĐC chấp nhận giải pháp thông dụng để gia cường nâng cấp kết cấu BTCT đặc biệt cột tòa nhà cao tầng dầm chịu cắt, ứng xử cắt dầm gia cường nhiều vấn đề chưa rõ ràng chất phức tạp chế phá hoại cắt Trong luận văn này, tác giả khảo sát ứng xử uốn cắt dầm BTCT gia cường BTCĐC Kết thực nghiệm cho thấy: gia cường vật liệu BTCĐC cải thiện khả kháng uốn, cải thiện đáng kể khả kháng cắt dầm BTCT Tổng quan mơ hình lý thuyết tính tóan khả kháng uốn cắt dầm BTCT tác giả trình bày Các mơ hình tính tóan phần mơ men uốn lực cắt nhà nghiên cứu giới tác giả trình bày chi tiết, qua đánh giá cho thấy: kết tính tóan lý thuyết theo mơ hình khác nhau, khơng có mơ hình dự đốn góc nứt nghiêng không đề cập đầy đủ yếu tố ảnh hưởng đến giá trị lực cắt BTCĐC chịu Lý thuyết miền nén cải tiến đơn giản hóa SMCFT dự đốn gần hợp lý góc nứt nghiêng cho loại dầm BTCT có cường độ bê tơng khác Cịn mơ hình hóa dầm BTCT chịu uốn phần mềm Ansys cho kết dự đốn xác tải trọng tới hạn trình phát triển vết nứt uốn Dựa kết nghiên cứu thực nghiệm, qui trình thiết kế ACI 318-2008 TCXDVN 356-2005, phần mềm Ansys (các qui trình tác giả kiểm chứng qua số liệu thực nghiệm tác giả thực thu thập từ nhà nghiên cứu khác giới), tác giả kiến nghị BTCĐC nên sử dụng rộng rãi để cải thiện cường độ cho kết cầu BTCT như: móng, cột, dầm chịu cắt, sử dụng cho dầm chịu uốn cắt đồng thời Nên sử dụng phần mềm Ansys đổ mô cho kết cầu BTCT như: móng, cột, dầm chịu cắt,… i MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Trang vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Trang ix DANH MỤC CÁC BẢNG Trang x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang xii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Trang 1.1 SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BTCĐC Trang 1.1.1 Những nghiên cứu trước giới lĩnh vực cấu kiện BTCT BTCĐC Trang 1.1.2 Những nghiên cứu trước nước lĩnh vực cấu kiện bê tông cốt thép bê tông cường độ cao 1.1.3 Những kết ứng dụng Việt Nam Trang Trang 1.2 ĐẶT VẤ ĐỀ NGHIÊN CỨU, TÊN ĐỀ TÀI, NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA GHIÊN CỨU Trang 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Trang 10 1.4 CẤU TRÚC LUẬN VĂN Trang 11 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CẤP PHỐI BTCĐC TRÊN CƠ SỞ CÁC MẪU THỬ Trang 13 2.1 CÁC PHỊNG THÍ NGHIỆM VÀ QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU Trang 13 2.2 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA NGUYÊN VẬT LIỆU DÙNG CHẾ TẠO BTCĐC Trang 13 2.2.1 Nguyên vật liệu dùng chế tạo BTCĐC Trang 14 2.2.2 Các mẫu thí nghiệm tiêu chuẩn áp dụng cho thí nghiệm Trang 14 2.3 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM CÁC MẪU Trang 15 2.3.1 Các loại máy móc, thiết bị thí nghiệm Trang 15 2.3.2 Các mẫu sau thí nghiệm Trang 17 2.4 CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC BIỂU ĐỒ THÍ NGHIỆM TRÊN CÁC MẪU Trang 22 ii 2.4.1 Các kết thí nghiệm Trang 22 2.4.2 Tổng hợp biểu đồ thí nghiệm nén mẫu ngày tuổi khác Trang 22 2.5 NHẬN XÉT Trang 23 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH VÀ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG UỐN CỦA DẦM BTCT Trang 26 3.1 LÝ THUYẾT TÍNH TỐN KHẢ NĂNG KHÁNG UỐN CỦA DẦM BTCT Trang 26 3.1.1 Lý thuyết Eurler-Bernoulli Trang 26 3.1.2 Lý thuyết hợp BTCT Trang 27 3.2 MƠ HÌNH TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG KHÁNG UỐN CỦA DẦM BTCT Trang 28 3.2.1 Mơ hình tổng qt Trang 28 3.2.2 Mơ hình dàn Trang 29 3.3 MỘT VÀI TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ KHẢ NĂNG KHÁNG UỐN CỦA DẦM BTCT Trang 32 3.3.1 Tính tốn theo tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-08 Trang 33 3.3.1.1 Tính mơmen tải trọng gây nứt bê tơng dầm Trang 34 3.3.1.2 Tính mơmen uốn tải trọng tới hạn dầm Trang 34 3.3.1.3 Tìm mối quan hệ mômen – độ võng dầm Trang 35 3.3.2 Tính tốn theo TCXDVN 356-2005 Trang 38 3.3.2.1 Tính mơ men tải trọng gây nứt bê tông Trang 39 3.3.2.2 Tính mơmen uốn tải trọng tới hạn dầm Trang 39 3.3.2.3 Tìm mối quan hệ mơmen – độ võng dầm Trang 40 3.3.3 Tổng hợp kết phân tích, tính tốn Trang 42 3.4 NHẬN XÉT Trang 46 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH VÀ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT CỦA DẦM BTCT Trang 48 4.1 MƠ HÌNH TÍNH TĨAN KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT CỦA DẦM BTCT Trang 48 4.1.1 Mơ hình dàn Trang 50 iii 4.1.2 Lý thuyết miền nén (CFT), miền nén cải tiến (MCFT) miền nén tiến đơn giản (SMCFT) 4.1.3 Mơ hình chống-giằng Trang 53 Trang 59 4.2 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT CỦA DẦM BTCT Trang 61 4.2.1 Tính toán theo tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-08 Trang 63 4.2.2 Tính tốn theo TCXDVN 356-2005 Trang 66 4.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN LÝ THUYẾT KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT CỦA CÁC DẦM THÍ NGHIỆM 4.4 NHẬN XÉT Trang 68 Trang 68 CHƯƠNG 5: MƠ HÌNH HĨA ĐỂ DỰ ĐỐN TẢI TRỌNG GÂY NỨT, TẢI TRỌNG PHÁ HOẠI - KHẢO SÁT SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN VẾT NỨT CỦA DẦM BTCT CHỊU UỐN BẰNG PHẦN MỀM ANSYS VERSION 11.0 Trang 70 5.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH Trang 70 5.1.1 Sơ đồ kết cấu Trang 70 5.1.2 Mơ hình hóa kết cấu Trang 71 5.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT Trang 73 5.2.1 Ứng xử uốn dầm BTCT qua giai đoạn chịu tải Trang 73 5.2.2 Kết khảo sát Trang 75 5.3 TÓM TẮT Trang 77 5.4 NHẬN XÉT Trang 78 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ UỐN VÀ CẮT CÁC DẦM BTCT Trang 80 6.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH Trang 80 6.1.1 Thiết kế mơ hình dầm thí ghiệm uốn Trang 80 6.1.2 Thiết kế mơ hình dầm thí ghiệm cắt Trang 81 6.1.3 Số lượng kích thước mẫu dầm thí ghiệm Trang 82 6.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Trang 82 6.3 VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM Trang 84 6.3.1 Vật liệu bêtơng thép Trang 84 iv 6.3.2 Vật liệu phụ gia cho bê tơng Trang 85 6.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Trang 85 6.4.1 Dầm thí nghiệm uốn Trang 89 6.4.2 Dầm thí nghiệm cắt Trang 90 6.5 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Trang 91 6.5.1 Kết thí nghiệm uốn Trang 91 6.5.1.1 Ứng xử uốn dầm BTCT B1 theo giai đoạn chịu tải Trang 92 6.5.1.2 Ứng xử uốn dầm BTCT B2 theo giai đoạn chịu tải Trang 94 6.5.1.3 Tóm tắc ứng xử uốn dầm BTCT Trang 98 6.5.2 Kết thí nghiệm cắt Trang 99 6.5.2.1 Ứng xử cắt dầm BTCT C1 C2 Trang 100 6.5.2.2 Tóm tắc ứng xử cắt dầm BTCT Trang 100 6.6 NHẬN XÉT Trang 102 CHƯƠNG 7: SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VỚI TÍNH TỐN LÝ THUYẾT Trang 103 7.1 SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TỐN LÝ THUYẾT VÀ KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM UỐN Trang 103 7.1.1 Các dạng phá hoại hình thái vết nứt Trang 103 7.1.2 Mô men độ võng dầm BTCT Trang 104 7.1.3 Tóm tắt so sánh khảo sát khả kháng uốn dầm BTCT Trang 108 7.2 SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TỐN LÝ THUYẾT VÀ KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CẮT Trang 109 7.2.1 Các dạng phá hoại hình thái vết nứt Trang 110 7.2.2 Lực chuyển vị dầm BTCT Trang 110 7.2.3 Góc nứt dầm BTCT phá hoại cắt Trang 112 7.2.4 Tóm tắt khảo sát khả kháng uốn dầm BTCT Trang 113 7.3 NHẬN XÉT CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 KẾT LUẬN Trang 113 Trang 115 Trang 115 8.1.1 Về hiệu sử dụng vật liệu BTCĐC cho dầm BTCT Trang 115 8.1 Các mode phá hoại Trang 115 v 8.1.3 Ứng dụng BTCĐC vào lĩnh vực xây dựng cơng trình 8.2 KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 115 Trang 116 Trang 117 PHỤ LỤC A KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÁC BÊ TÔNG TRÊN CÁC MẪU LẬP PHƯƠNG VÀ LĂNG TRỤ Trang PHỤ LỤC B PHÂN TÍCH, TÍNH TĨAN LÝ THUYẾT ỨNG XỬ UỐN CỦA DẦM BTCT Trang 12 PHỤ LỤC C PHÂN TÍCH, TÍNH TĨAN LÝ THUYẾT ỨNG XỬ CẮT CỦA DẦM BTCT Trang 38 PHỤ LỤC D KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ UỐN VÀ CẮT CÁC DẦM BTCT Trang 51 - 46 - Thỏa điều kiện tính tốn cho bê tơng c = 0.5 L − c = 0.5 x120 − = 52 cm - Khả kháng cắt cốt đai Qsw = qsw co (4-39) Qsw = 1.772 x 29.58 = 52.41 kN qsw = γ s Rsw Asw s ≥ ϕb3 (1 + ϕn + ϕ f ) γ b Rbt b qsw = 1.772kN / cm > 0.6 x0.9 x1x10−1 x15 = 0.405kN / cm Thỏa mãn điều kiện tính tốn cho cốt đai qsw = c0 = c0 = γ s Rsw Asw s = 0.8 x 305 x10−1 x x0.572 1.05 = 1.772 kN/cm 15 ϕ b (1 + ϕ n + ϕ f ) γ b Rbt bh02 q sw (4-43) 1.7 x 0.9 x1 x10 −1 x15 x 26 = 29.58 cm 1.772 Vậy khả kháng cắt tới hạn dầm BTCT mác 300 Q = Qb + Qsw = 29.83 + 52.41 = 82.24 So với điều kiện (4-31) Q = 82.4kN < 0,3 x1.089 x0.87 x13x10−1 x15 x 26 = 144.1 kN Vậy thỏa mãn điều kiện tính tốn cho tốn kháng cắt Lực tác dụng cực hạn lên dầm, theo (4-25) Pu = xQ Pu = xQ = x82.24 = 164.48 kN Mối quan hệ lực – chuyển vị (P – fQ) dầm[8,17] Khi L < 10 (hình 4.16), độ võng xác định theo (4-43) h - 47 - fu = 1.5Qxϕb 2ϕcr L Gbhi G = 0.4 Eb , môđun trượt bê tông (4-41) (4-42) G = 0.4 x 28500 = 11400 MPa ϕb = ÷ , hệ số xét đến từ biến bê tông ϕcr = 4.8 , hệ số xét đến biến dạng trượt Eb = 28500MPa, môđun đàn hồi bê tông hi = ho = 26 cm (4-44) 1.5 x164.48 x103 x x 4.8 1200 fu = x = 2.98 mm 11400 x150 x 260 Tính tốn góc nghiêng (θ) vết nứt[8] Từ chiều dài hình chiếu vết nứt nghiêng nguy hiểm co theo (4-41) c0 = 29.58 cm chiều cao tiết diện nứt nguy hiểm hcr , theo (4-46) hcr = ho = 26 cm Ta tìm góc nứt θ, theo (4-47) tan θ = hcr 26 = = 0.878 co 29.58 (4-45) ⇒ θ = 41016 ' II.2 Tính tốn cho dầm BTCT mác 600 Tính khả kháng cắt[8,17] Ta có cường độ nén tính tốn Rb = 25MPa cường độ kéo tính tốn Rbt = 1.45MPa (tra bảng 13) có Eb = 37500MPa Khả kháng cắt tới hạn theo công thức (4-34) sau Q = Qb + Qsw Với điều kiện Q ≤ 0,3ϕ w1 ϕb1 Rb bh0 ϕ w = + α μ w = + x 5.33 x 0.446% = 1.118 E 200000 α= s = = 5.33 Eb 37500 (4-34) (4-35) - 48 - μw = Asw x0.502 = = 0.446% 15 x15 bs ϕb1 = − β Rb = − 0.01x 25 = 0.75 - Khả kháng cắt bê tông Qb = Qb = ϕb (1 + ϕ f + ϕn ) γ b Rbt bh02 (4-37) c 1.9 x0.9 x1.45 x10−1 x15 x 262 = 48.35 kN 52 Qb ≥ ϕb (1 + ϕ f + ϕn ) γ b Rbt bh0 (4-38) 48.35kN > 0.6 x0.9 x1.45 x10−1 x15 x 26 = 30.5kN Thỏa điều kiện tính tốn cắt cho bê tơng c = 0.5 L − c = 0.5 x120 − = 52 cm - Khả kháng cắt cốt đai Qsw = qsw co (4-39) Qsw = 3.11x 28.43 = 88.42 kN qsw = γ s Rsw Asw s ≥ ϕb3 (1 + ϕn + ϕ f ) γ b Rbt b qsw = 3.11kN / cm > 0.6 x0.9 x1.45 x10−1 x15 = 0.59kN / cm Thỏa mãn điều kiện tính tốn cắt cho cốt đai qsw = c0 = c0 = γ s Rsw Asw s = 0.8 x 305 x10−1 x x1.004 1.05 = 3.11 kN/cm 15 ϕ b (1 + ϕ n + ϕ f ) γ b Rbt bh02 q sw 1.9 x 0.9 x1.45 x10 −1 x15 x 26 = 28.43 cm 3.11 Vậy khả kháng cắt tớ hạn dầm BTCT mác 600 Q = Qb + Qsw = 48.35 + 88.42 = 136.77 So với điều kiện (4-31) (4-43) - 49 - Q = 136.77 kN < 0,3 x1.118 x 0.75 x 25 x10−1 x15 x 26 = 245 kN Vậy thỏa mãn điều kiện tính tốn cho tốn kháng cắt Lực tác dụng tới hạn lên dầm Pu = xQ (4-25) Pu = xQ = x136.77 = 273.54 kN Mối quan hệ lực - chuyển vị (P - fQ) dầm[8,17] fu = 1.5Qxϕb 2ϕcr L Gbhi G = 0.4 Eb , môđun trượt bê tông (4-41) (4-42) G = 0.4 x37500 = 15000 MPa ϕb = ÷ , hệ số xét đến từ biến bê tông ϕcr = 4.8 , hệ số xét đến biến dạng trượt Eb = 37500MPa., môđun đàn hồi bê tông hi = ho = 26 cm (4-44) 1.5 x 273.54 x103 x x 4.8 1200 fu = x = 4.0 mm 15000 x150 x 260 Tính tốn góc nghiêng (θ) vết nứt[8] Từ chiều dài hình chiếu vết nứt nghiêng nguy hiểm cotheo (4-43) c0 = 28.43 cm chiều cao vùng nứt nguy hiểm hcr hcr = ho = 26 cm (4-44) Ta tìm góc nứt θ tan θ = hcr 26 = = 0.914 co 28.43 (4-45) ⇒ θ = 42 25 ' Các kết tính tốn tổng hợp bảng (C.2), (C.3) (C.4) biểu đồ hình C.4 hình C.5 - 50 - Bảng C.2 Tổng hợp khả chịu tải tới hạn Dầm Pu-ACI (kN) Pu-VN (kN) Pu-ACI /Pu-VN B1 164.08 164.48 0.997 B2 273.50 273.54 0.999 Bảng C.3 Tổng hợp độ võng ứng với tải tới hạn Dầm fu-ACI (mm) fu-VN (mm) fu-ACI / fu-VN B1 1.03 2.98 0.346 B2 1.25 4.0 0.313 Bảng C.4 Tổng hợp góc nứt nghiêng ứng với tải tới hạn Dầm B1 B2 θ SMCFT (độ) 42o37’ 33o35’ θ VN (độ) 41o16’ 42o25’ θ SMCFT - θ VN (độ) + 1o21’ - 8o50’ - 51 - PHỤ LỤC D KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ UỐN VÀ CẮT CÁC DẦM BTCT Kết khảo sát thực nghiệm tổng hợp bảng D.1, bảng D.2, bảng D3, bảng D4 bảng D5 - 52 - Bảng D1 Kết thí nghiệm uốn dầm B1 STT 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 M = PL/3 P1 P2 Ptb ε1 ε2 δ1 δ2 δ3 δ3 (Chọn) δ4 δ5 (kN.m) 0,33 0,66 0,99 1,32 1,87 2,97 4,07 5,17 7,37 8,47 9,57 10,67 12,87 13,97 15,07 16,17 17,27 19,47 21,67 23,87 26,07 28,27 30,47 32,67 (kN) 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0 8,0 9,0 10,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 (kN) 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0 8,0 9,0 10,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 (kN) (µε) -1965 -615 -1735 -1760 -1785 -1940 -1954 -1925 -1995 -1965 -1960 -757 -1575 -1920 -1765 (µε) -2337 -1597 -2350 -2352 -2330 -2325 -2380 -2390 -2400 -2415 -2380 -2420 -2470 -2525 -2540 -2560 -2575 -2590 -2620 -2650 -2680 -2700 -2735 -2765 -2800 (mm) (mm) 2,06 2,10 2,14 2,19 2,24 2,32 2,48 2,63 2,79 2,97 3,33 3,58 3,85 4,80 5,14 5,65 6,13 6,61 7,42 8,29 9,15 10,06 10,93 11,83 12,65 (mm) 10 1,06 1,10 1,15 1,19 1,24 1,31 1,48 1,64 1,80 1,97 2,36 2,59 2,87 3,87 4,25 4,76 5,26 5,78 6,56 7,43 8,30 9,24 10,13 11,02 11,88 (mm) (mm) 12 (mm) 13 0,05 0,08 0,12 0,16 0,19 0,25 0,38 0,51 0,66 0,80 1,11 1,31 1,53 2,38 2,68 3,11 3,49 3,89 4,59 5,36 6,10 0,96 7,73 8,53 9,27 0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,7 2,7 3,7 4,7 6,7 7,7 8,7 9,7 11,7 12,7 13,7 14,7 15,7 17,7 19,7 21,7 23,7 25,7 27,7 29,7 4,05 4,09 4,13 4,17 4,21 4,28 4,43 4,58 4,73 4,88 5,21 5,41 5,67 6,55 6,90 7,37 7,80 8,28 8,99 9,84 10,63 11,47 12,30 13,08 13,98 11 0,00 0,04 0,09 0,13 0,18 0,25 0,42 0,58 0,74 0,91 1,30 1,53 1,81 2,81 3,19 3,70 4,20 4,72 5,50 6,37 7,24 8,18 9,07 9,96 10,82 1,04 1,12 1,28 1,43 1,59 1,76 2,12 2,31 2,61 3,58 3,90 4,42 4,89 5,32 6,12 6,90 7,83 8,70 9,53 10,41 11,22 Mcr /(M)i Ghi 14 0,00 42,33 21,17 14,11 10,58 7,47 4,70 3,43 2,70 1,90 1,65 1,46 1,31 1,09 1,00 0,93 0,86 0,81 0,72 0,64 0,59 0,54 0,49 0,46 0,43 15 Nứt 1/2 dầm - 53 - 26 27 28 29 30 31 34,87 37,07 39,27 41,47 43,67 45,87 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0 42,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0 42,0 31,7 33,7 35,7 37,7 39,7 41,7 -2825 -2855 -2905 -2935 -2940 -2990 14,00 15,50 16,48 17,38 18,26 19,52 13,57 14,35 15,42 16,34 17,29 18,96 12,87 13,69 14,76 15,71 16,64 17,92 11,81 12,63 13,70 14,65 15,58 16,86 12,19 12,98 14,06 14,99 15,96 17,25 10,11 10,82 11,79 12,62 13,51 14,64 0,40 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30 - 54 - Bảng D2 Kết thí nghiệm uốnt dầm B2 P M = PL/3 (kN) 10 12 14 16 18 20 22 24 26 30 35 37 42 45 (kN.m) 0,0 2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 33,0 38,5 40,7 46,2 49,5 Nén Kéo L(4-5) (mm) 0,000 0,020 0,002 -0,010 -0,016 -0,030 -0,046 -0,057 -0,072 -0,075 -0,091 -0,095 -0,110 -0,130 -0,154 -0,183 -0,193 -0,202 -0,223 L(4-5) (mm) 0,000 0,020 0,045 0,075 0,100 0,142 0,170 0,194 0,226 0,256 0,295 0,334 0,384 0,420 0,508 0,623 0,687 0,751 0,905 δ1 δ2 δ3 (mm) 0,0 0,4 0,7 1,1 1,5 2,1 2,7 3,4 4,0 4,7 5,4 6,1 6,8 7,4 8,9 10,7 11,7 12,8 14,20 (mm) 0,00 0,44 0,80 1,33 1,83 2,43 3,10 3,90 4,53 5,24 5,98 6,72 7,48 8,14 9,78 11,85 12,90 14,00 10 (mm) 0,0 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,6 3,3 3,9 4,5 5,1 5,7 6,4 7,0 8,4 10,1 11,1 12,0 14,60 Mcr /(M)i Ghi 7,00 3,50 2,33 1,75 1,40 1,17 1,00 0,88 0,78 0,70 0,64 0,58 0,54 0,47 0,40 0,38 0,33 0,31 Nứt Chảy Tới hạn Bảng D3 Kết thí nghiệm uốnt dầm B2 Độ cứng (B = Mi/ ϕi) Độ võng LT (Δ) Độ võng TN (Δ) Tỷ sô` (Δ/L) (kN.m2) (mm) (mm) 0,00 0,00 0,55 1,09 1,49 2,21 2,77 3,22 3,82 4,24 4,95 5,50 6,33 0 -2884186 -1479247 -1089983 -749163 -568389 -501562 -425074 -406731 -354233 -321818 -279789 0,00 0,00 0,64 1,26 1,72 2,56 3,21 3,73 4,43 4,92 5,74 6,38 7,35 0,00 0,44 0,80 1,33 1,83 2,43 3,10 3,90 4,53 5,24 5,98 6,72 7,48 Biến dạng kéo (εdi = L4-5/h) Biến dạng nén (εti = L4-5/h) Độ cong (10^-4) (10^-4) (10^-6mm^-1) 0,00 0,67 1,50 2,50 3,33 4,73 5,67 6,47 7,53 8,53 9,83 11,13 12,80 0,00 0,67 0,07 -0,33 -0,53 -1,00 -1,53 -1,90 -2,40 -2,50 -3,03 -3,17 -3,67 (ϕi = (edi-eti)/ho) 846 - 55 - 14,00 16,93 20,77 22,90 25,03 30,17 -4,33 -5,13 -6,10 -6,43 -6,73 -7,43 7,05 8,49 10,33 11,28 12,22 14,46 -254989 -215502 -181161 -167966 -156982 -128064 8,18 9,84 11,98 13,08 14,17 16,77 Bảng D.4 Kết thí nghiệm cắt dầm C1 Thực nghiệm (dầm C1) Time ( ) Position ( in ) Load ( lbf ) Chuyển vị (mm) Lực (kN) 0.12 0.22 0.33 0.52 0.62 0.73 0.79 0.93 1.05 1.11 1.23 1.29 1.35 1.47 1.53 1.59 1.65 1.71 0,0049 0,0089 0,0133 0,0207 0,0246 0,0291 0,0315 0,0369 0,0414 0,0438 0,0488 0,0507 0,0532 0,0581 0,0606 0,0626 0,065 0,0675 1880 2050 2250 2580 2750 2990 3110 3460 3640 3770 4110 4250 4420 4830 5070 5280 5470 5670 0,00 0,12 0,23 0,34 0,53 0,62 0,74 0,80 0,94 1,05 1,11 1,24 1,29 1,35 1,48 1,54 1,59 1,65 1,71 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23 23 24 25 1.77 1.83 2.43 2.62 2.68 2.86 2.92 2.98 3.1 3.16 3.22 3.28 3.4 3.46 0,0699 0,0724 0,0956 0,1034 0,1054 0,1128 0,1153 0,1172 0,1222 0,1246 0,1271 0,1291 0,134 0,1364 5890 6120 8640 9790 10120 11240 11780 12040 12650 13380 13860 14100 14920 15710 1,78 1,84 2,43 2,63 2,68 2,87 2,93 2,98 3,10 3,16 3,23 3,28 3,40 3,46 26 27 38 44 45 50 52 54 56 60 62 63 66 70 8,14 9,78 11,85 12,90 14,00 14,90 236 202 - 56 - 3.52 3.7 3.76 3.82 3.88 3.94 4.06 4.12 4.18 4.24 4.3 4.42 4.6 4.72 4.9 5.02 5.08 5.14 5.2 5.26 5.32 5.38 5.44 5.56 5.8 5.86 6.1 6.16 6.46 6.64 6.94 7.01 7.25 7.55 7.85 8.15 8.2, 8,35 0,1384 0,1458 0,1483 0,1502 0,1527 0,1552 0,1576 0,1601 0,1621 0,1645 0,167 0,1694 0,1739 0,1813 0,1857 0,1931 0,1975 0,2 0,2024 0,2049 0,2069 0,2093 0,2118 0,2143 0,2187 0,2285 0,2305 0,2404 0,2423 0,2542 0,2616 0,2734 0,2758 0,2857 0,2975 0,3093 0,3212 0,3231 0,3290 16120 17370 18150 18480 18700 19210 19880 20640 20950 21190 21720 22480 23400 24810 25650 26610 27310 27370 27870 28510 28840 28820 28620 28320 29260 30750 31060 32460 32650 34160 34950 36180 36400 37210 37890 38210 37880 37720 37540 3,52 3,70 3,77 3,82 3,88 3,94 4,00 4,07 4,12 4,18 4,24 4,30 4,42 4,61 4,72 4,90 5,02 5,08 5,14 5,20 5,26 5,32 5,38 5,44 5,55 5,80 5,85 6,11 6,15 6,46 6,64 6,94 7,01 7,26 7,56 7,86 8,16 8,21 8,36 72 77 81 82 83 85 88 92 93 94 97 100 104 110 114 118 122 122 124 127 128 128 127 126 130 137 138 144 145 152 156 161 162 166 169 170 169 168 167 - 57 - Bảng D.5 Kết thí nghiệm cắt dầm C2 Thực nghiệm (dầm C2) Time (min) Position (in) Load (lbf) Độ võng (mm) Lực (kN) 0.06 0.12 0.18 0.24 0.3 0.36 0.42 0.48 0.54 0.6 0.66 0.72 0.78 0.84 0.9 0.96 1.02 1.08 1.14 1.2 1.26 1.32 1.38 1.44 1.5 1.56 1.62 1.68 1.74 1.8 0,0025 0,0049 0,0074 0,0099 0,0118 0,0143 0,0167 0,0192 0,0217 0,0236 0,0261 0,0286 0,031 0,033 0,0355 0,0379 0,0404 0,0429 0,0448 0,0473 0,0497 0,0522 0,0547 0,0566 0,0591 0,0616 0,064 0,0665 0,0685 0,0709 5670 6140 6510 6860 7130 7440 7830 8240 8660 9030 9390 9840 10370 10890 11310 11690 12280 12960 13440 13830 14270 14950 15670 16100 16500 17010 17760 18460 18870 19230 0,00 0,06 0,12 0,19 0,25 0,30 0,36 0,42 0,49 0,55 0,60 0,66 0,73 0,79 0,84 0,90 0,96 1,03 1,09 1,14 1,20 1,26 1,33 1,39 1,44 1,50 1,56 1,63 1,69 1,74 1,80 25 27 29 31 32 33 35 37 39 40 42 44 46 48 50 52 55 58 60 62 64 67 70 72 73 76 79 82 84 86 1.86 1.92 1.98 2.04 2.1 2.16 2.22 2.28 2.34 2.4 2.46 2.52 0,0734 0,0759 0,0783 0,0803 0,0828 0,0852 0,0877 0,0901 0,0921 0,0946 0,097 0,0995 19760 20590 21300 21650 21960 22390 23270 23940 24150 24410 24930 25770 1,86 1,93 1,99 2,04 2,10 2,16 2,23 2,29 2,34 2,40 2,46 2,53 88 92 95 96 98 100 104 107 107 109 111 115 - 58 - 2.58 2.64 2.7 2.76 2.82 2.88 2.94 3.12 3.18 3.24 3.3 3.36 3.42 3.48 3.54 3.66 3.72 3.78 3.84 3.9 3.96 4.02 4.08 4.2 4.26 4.62 4.68 4.86 4.92 4.98 5.16 5.22 5.28 5.46 5.52 5.58 5.7 5.76 5.82 6.06 6.12 6.18 6.36 6.42 6.48 6.66 6.72 6.78 6.9 0,102 0,1039 0,1064 0,1089 0,1113 0,1138 0,1158 0,1231 0,1251 0,1276 0,13 0,1325 0,135 0,1369 0,1394 0,1443 0,1468 0,1488 0,1512 0,1537 0,1561 0,1586 0,1606 0,1655 0,168 0,1822 0,1842 0,1916 0,1941 0,196 0,2034 0,2059 0,2079 0,2152 0,2177 0,2197 0,2246 0,2271 0,229 0,2364 0,2389 0,2409 0,2433 0,2507 0,2527 0,2551 0,2625 0,2645 0,267 0,2719 26350 26510 26870 27450 28310 28890 29030 30860 31340 31460 31890 32510 33490 33940 34020 35210 36210 36640 36720 37260 38040 39070 39430 40090 40930 43600 43830 45390 46220 46420 47970 48780 48930 50540 51260 51420 52260 53140 53740 54720 55500 56000 56210 57840 58240 58450 59890 60160 60180 60950 2,59 2,64 2,70 2,77 2,83 2,89 2,94 3,13 3,18 3,24 3,30 3,37 3,43 3,48 3,54 3,67 3,73 3,78 3,84 3,90 3,96 4,03 4,08 4,20 4,27 4,63 4,68 4,87 4,93 4,98 5,17 5,23 5,28 5,47 5,53 5,58 5,70 5,77 5,82 6,00 6,07 6,12 6,18 6,37 6,42 6,48 6,67 6,72 6,78 6,91 117 118 120 122 126 129 129 137 139 140 142 145 149 151 151 157 161 163 163 166 169 174 175 178 182 194 195 202 206 207 213 217 218 225 228 229 233 236 239 244 247 249 250 257 259 260 267 268 268 271 - 59 - 6.96 7.02 7.08 7.2 7.26 7.32 7.38 7.5 7.62 7.68 7.74 7.8 7.86 7.92 8.16 8.22 8.28 8.4 8.46 8.52 8.7 8.76 8.82 8.88 9.06 9.12 9.18 9.3 9.32 93.366,00 93.383,00 9.46 9.64 9.7 9.76 9.82 9.88 9.94 0,2744 0,2763 0,2788 0,2837 0,2862 0,2881 0,2906 0,2955 0,3 0,3024 0,3049 0,3074 0,3098 0,3118 0,3216 0,3236 0,3261 0,331 0,333 0,3354 0,3428 0,3448 0,3473 0,3497 0,3546 0,3566 0,3591 0,3615 0,3665 0,367 0,3679 0,3679 0,3724 0,3798 0,3822 0,3842 0,3867 0,3891 0,3916 61650 61870 61940 62790 63390 63540 63460 64030 63100 62960 63060 63890 64460 64500 65850 65890 65770 66610 66870 66890 67790 68000 67910 67830 68570 68630 68420 68270 68960 68520 69000 68770 68780 67990 68320 67910 67360 67020 67140 6,97 7,02 7,08 7,21 7,27 7,32 7,38 7,51 7,62 7,68 7,74 7,81 7,87 7,92 8,17 8,22 8,28 8,41 8,46 8,52 8,71 8,76 8,82 8,88 9,01 9,06 9,12 9,18 9,31 9,32 9,34 9,34 9,46 9,65 9,71 9,76 9,82 9,88 9,95 274 275 276 279 282 283 282 285 281 280 281 284 287 287 293 293 293 296 298 298 302 303 302 302 305 305 304 304 307 305 307 306 306 303 304 302 300 298 299 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Lư Quang Hải Ngày, tháng, năm sinh: 17/08/1969 Nơi sinh: Vũng Tàu Địa liên lạc: số 211B Nguyễn Bỉnh Khiêm, phường Vĩnh Thanh, Tp Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang Điện thoại: 0915.856555 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC Thời gian học: 1998 - 2003 Nơi học: Đại học Bách khoa Tp HCM CAO HỌC Thời gian học: từ tháng năm 2007 đến tháng năm 2009 Thời gian thực luận văn: từ tháng 01 năm 2010 đến tháng năm 2010 Tên Luận Văn: Nghiên cứu thực nghiệm khả kháng uốn cắt dầm BTCT BTCĐC Người hướng dẫn 1: TS Hồ Hữu Chỉnh Người hướng dẫn 2: PGS TS Nguyễn Văn Chánh Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ năm 2003 đến nay: làm việc Sở Kế hoạch Đầu tư tỉnh Kiên Giang ... TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN VÀ CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Khảo sát thực nghiệm hiệu gia cường dầm BTCT BTCĐC kiểm chứng lý thuyết... ĐỀ NGHIÊN CỨU, TÊN ĐỀ TÀI, NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA GHIÊN CỨU Trên sở nghiên cứu BTCĐC nay, tác giả chọn hướng nghiên cứu BTCĐC với mác 60MPa đề tài “NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN VÀ CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG... chuẩn cường độ chịu nén kéo bê tông [MPa] Rb, Rbt Giá trị tính tóan cường độ chịu nén kéo bê tông [MPa] Rsn [MPa] Giá trị tiêu chuẩn cường độ cốt thép Rs, Rsc Cường độ tính tóan kéo nén cốt thép