Phân tích ứng xử nút dầm cột bê tông cốt thép sử dụng cốt sợi dưới tác động của tải trọng ngang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  LÊ THÁI TRI PHÂN TÍCH ỨNG XỬ NÚT DẦM - CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP SỬ DỤNG CỐT SỢI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG NGANG Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã ngành: 60.58.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2013 Cơng trình hồn thành tại: Trường đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học 1: TS NGUYỄN MINH LONG Cán hướng dẫn khoa học 2: TS TRẦN CAO THANH NGỌC Cán chấm nhận xét 1: TS NGÔ HỮU CƯỜNG Cán chấm nhận xét 2: TS LÊ VĂN CẢNH Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 09 tháng 09 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC TS NGUYỄN SỸ LÂM TS NGÔ HỮU CƯỜNG TS LÊ VĂN CẢNH TS NGUYỄN MINH LONG Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên:LÊ THÁI TRI Phái: Ngày, tháng, năm sinh: 25/10/1986 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chun ngành: Xây dựng cơng trình DD&CN MSHV: Nam 11211021 TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ NÚT DẦM - CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP SỬ DỤNG CỐT SỢI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG NGANG NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Khảo sát phân tích ảnh hưởng hàm lượng sợi thép, cốt đai lực dọc trục cột đến ứng xử nút dầm-cột BTCT sử dụng sợi thép chịu tác động tải trọng ngang phương pháp phần tử hữu hạn  Xây dựng mơ hình dự đốn khả kháng cắt nút tác động tải trọng ngang theo phương pháp chống-giằng NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : tháng 01 năm 2013 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : tháng 07 năm 2013 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1: TS NGUYỄN MINH LONG HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2: TS TRẦN CAO THANH NGỌC Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013 CB HƯỚNG DẪN CB HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) BAN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TS NGUYỄN MINH LONG TS TRẦN CAO THANH NGỌC TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) i LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn TS Nguyễn Minh Long, người tận tình dẫn dắt hướng dẫn tơi từ bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học đến lúc hoàn thành luận văn Thầy khuyên bảo cách nhận định đắn vấn đề nghiên cứu đề tài với lời khun bổ ích truyền đạt cho tơi kiến thức q báu Lịng tận tình thầy cho tơi hình ảnh người thầy đáng kính nghiệp giáo dục Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Trần Cao Thanh Ngọc, người định hướng ban đầu hướng dẩn cụ thể cho tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường đại học Bách khoa Tp HCM, thầy cô trực tiếp tham gia giảng dạy truyền đạt kiến thức phương pháp học tập, nghiên cứu Tôi xin cảm ơn giúp đỡ bạn bè, anh chị học viên khố 2011 Tơi xin cảm ơn ban giám đốc đồng nghiệp công ty TNHH Tư Vấn Thiết Kế Phú Mỹ hổ trợ tạo điều kiện cho tơi q trình học tập Sau cùng, tơi muốn tỏ lịng biết ơn đến cha mẹ, em gái bạn gái bên cạnh động viên tinh thần, tạo điều kiện giúp đỡ nhiều suốt thời gian học tập thực luận văn Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2013 Lê Thái Tri ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục hình vẽ v Danh mục bảng biểu ix Danh mục kí hiệu x Chương GIỚI THIỆU Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Sơ lược bê tông sợi thép 2.2 Nghiên cứu thực nghiệm nút dầm-cột có sử dụng sợi thép 2.3 Nghiên cứu ứng xử nút dầm-cột phương pháp phần tử hữu hạn 12 2.4 Các cơng thức tính tốn khả kháng cắt nút dầm-cột 15 2.4.1 Tiêu chuẩn Mỹ (ACI 318, 2005) 15 2.4.2 Tiêu chuẩn New Zealand (NZS 3101, 1995) 15 2.4.3 Công thức đề nghị Somma (2010) 16 2.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng sợi thép nước 17 Chương MỤC TIÊU, Ý NGHĨA VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 3.2 Ý nghĩa nghiên cứu 19 3.2.1 Ý nghĩa khoa học 19 3.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 19 3.3 Nội dung nghiên cứu 20 Chương MƠ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN 21 4.1 Mơ hình phần tử, ràng buộc, điều kiện biên, điều kiện tải trọng, phi tuyến vật liệu hình học 21 iii 4.1.1 Phần tử khối 21 4.1.2 Phần tử 22 4.1.3 Ràng buộc 22 4.1.4 Điều kiện biên 23 4.1.5 Điều kiện tải trọng 24 4.1.6 Phi tuyến vật liệu phi tuyến hình học 24 4.2 Mơ hình vật liệu 25 4.2.1 Mơ hình phá hoại bê tơng 25 4.2.2 Bê tông thường 27 4.2.3 Bê tông sợi thép 30 4.2.4 Cốt thép 32 4.3 Phương pháp giải 32 4.3.1 Giải toán phi tuyến Abaqus 33 4.3.2 Bước, bước tăng tải, bước lặp (Steps, increments, and iterations) 33 4.3.3 Sự hội tụ (convergence) 34 4.4 Mô số kiểm chứng tính xác kết mơ với kết thực nghiệm 36 4.4.1 Nút biên Kwon cộng (2011 ) 37 4.4.2 Nút biên Liu Cong (2006) 48 4.4.3 Nút biên Tang cộng (1992) 56 4.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng thép đai hàm lượng sợi đến ứng xử nút 61 4.5.1 Ảnh hưởng hàm lượng thép đai 62 4.5.2 Ảnh hưởng hàm lượng sợi 65 4.6 Khảo sát ảnh hưởng tải trọng đứng đến ứng xử nút 68 iv Chương MƠ HÌNH THANH CHỐNG GIẰNG 73 5.1 Phân tích lực nút 73 5.2 Mơ hình chống-giằng 75 5.3 Kiểm chứng nhận xét 76 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 6.1 Kết luận 80 6.2 Kiến nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng trình sụp đổ động đất Turkey, 1999 Hình 1.2 Nút dầm cột bị phá hoại động đất (Kocaeli Izmit, Turkey,1999) Hình 1.3 Tịa nhà 15 tầng sụp đổ nút khung bị phá hoại động đất (Chichi, Taiwan, 9/1999) Hình 2.1 Sự phá hủy bê tông sợi thép Hình 2.2 Một số loại sợi thép Hình 2.3 Cấu tạo nút khung thí nghiệm Gefken Ramey (1989) Hình 2.4 Hình dạng cấu tạo mẫu thí nghiệm nghiên cứu Tang cộng (1992) Hình 2.5 Hình dạng cấu tạo mẫu thí nghiệm nghiên cứu Filiautrault cộng (1995): (a) Nút biên; (b) Nút Hình 2.6 Chi tiết mẫu thí nghiệm điển hình nghiên cứu Gebman (2001) Hình 2.7 Hình dạng cấu tạo mẫu thí nghiệm nghiên cứu Gencoglu Eren (2002) 10 Hình 2.8 Hình dạng cấu tạo mẫu thí nghiệm nghiên cứu Shannag cộng (2005) 11 Hình 2.9 Cấu tạo mẫu thí nghiệm nghiên cứu Liu Cong (2006) 12 Hình 2.10 Mơ hình nút nghiên cứu Mitra (2007): (a) Mơ hình PTHH; (b) Mơ hình thành phần nút 13 Hình 2.11 Mẫu thí nghiệm mơ hình chống giằng nghiên cứu Li Tran (2009) 14 Hình 2.12 Mơ hình phần tử hữu hạn Li cộng (2009) 14 Hình 2.13 Mơ hình nút nghiên cứu Birely cộng (2011) 15 Hình 4.1 Phần tử Abaqus sử dụng 22 Hình 4.2 Khai báo ứng xử nén bê tông Abaqus 24 Hình 4.3 Hiệu ứng P-delta 25 Hình 4.4 Khai báo xét ứng xử phi tuyến hình học kết cấu 25 Hình 4.5 Mặt phá hoại bê tơng theo mơ hình Lubliner cộng (1989) 26 Hình 4.6 Quan hệ ứng suất-biến dạng bê tông chịu nén 28 Hình 4.7 Quan hệ ứng suất-biến dạng bê tông chịu kéo 29 Hình 4.8 Quan hệ ứng suất-biến dạng bê tông chịu nén 30 vi Hình 4.9 Quan hệ ứng suất-biến dạng bê tông chịu kéo 31 Hình 4.10 Quan hệ ứng suất-biến dạng thép với ứng xử tái bền tuyến tính 32 Hình 4.11 Ngoại lực nội lực vật thể (Abaqus, 2010) 34 Hình 4.12 Bước lặp (Abaqus, 2010) 35 Hình 4.13 Bước lặp thứ hai (Abaqus, 2010) 36 Hình 4.14 Chi tiết mẫu NC3 38 Hình 4.15 Chi tiết mẫu NC2-F0, NC2-F1, NC2-F1.5 .38 Hình 4.16 Chi tiết mẫu NC1-F0 39 Hình 4.17 Mơ hình thí nghiệm Kwon cộng (2011 ) 39 Hình 4.18 Mơ hình PTHH Abaqus .40 Hình 4.19 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu NC3 42 Hình 4.20 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu NC2-F0 42 Hình 4.21 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu NC1-F0 43 Hình 4.22 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu NC2-F1 43 Hình 4.23 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu NC2-F1.5 .44 Hình 4.24 Kiểu phá hoại nút NC2-F0: (a) từ PTHH; (b) từ thí nghiệm 45 Hình 4.25 Hướng nứt nút NC2-F0 45 Hình 4.26 Kiểu phá hoại nút NC2-F0: (a) từ PTHH; (b) từ thí nghiệm 46 Hình 4.27 Hướng nứt nút NC2-F1.5 .46 Hình 4.28 Ứng suất cốt thép nút NC2-F0 47 Hình 4.29 Ứng suất cốt thép mẫu NC2-F1.5 47 Hình 4.30 Chi tiết mẫu RC-6 48 Hình 4.31 Chi tiết mẫu SF-4 49 Hình 4.32 Chi tiết mẫu SF-5 49 Hình 4.33 Mơ hình mơ 50 Hình 4.34 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu RC-6 52 Hình 4.35 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu SF-4 .52 vii Hình 4.36 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu SF-5 .53 Hình 4.37 Kiểu phá hoại nút RC-6: (a) từ mơ hình PTHH; (b) từ thí nghiệm 54 Hình 4.38 Kiểu phá hoại nút SF-5: (a) từ mơ hình PTHH; (b) từ thí nghiệm 54 Hình 4.39 Ứng suất cốt thép mẫu RC-6 55 Hình 4.40 Chi tiết mẫu SF3 .56 Hình 4.41 Chi tiết mẫu SF5 .57 Hình 4.42 Mơ hình PTHH .57 Hình 4.43 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu SF3 59 Hình 4.44 Quan hệ lực ngang chuyển vị vị trí đầu dầm mẫu SF5 59 Hình 4.45 Kiểu phá hoại nút SF3: (a) từ PTHH; (b) từ thí nghiệm 60 Hình 4.46 Ứng suất cốt thép mẫu SF3 60 Hình 4.47 Ứng suất cốt thép mẫu SF5 61 Hình 4.48 Ảnh hưởng hàm lượng thép đai đến làm việc nút khung theo mơ hình mẫu RC-6 (Liu Cong, 2006) 63 Hình 4.49 Ảnh hưởng hàm lượng thép đai đến làm việc nút khung theo mơ hình mẫu NC-3 (Kwon cộng sự, 2011) 63 Hình 4.50 Ảnh hưởng hàm lượng thép đai đến làm việc nút khung theo mơ hình mẫu SF3 (Tang cộng sự, 1992) 64 Hình 4.51 Độ gia tăng khả chịu lực ngang theo hàm lượng thép đai 64 Hình 4.52 Độ gia tăng khả hấp thụ lượng theo hàm lượng thép đai .65 Hình 4.53 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến làm việc nút khung theo mơ hình mẫu NC2 (Kwon cộng sự, 2011) 66 Hình 4.54 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến làm việc nút khung theo mơ hình mẫu SF-4 (Liu Cong, 2006) 66 Hình 4.55 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến làm việc nút khung theo mơ hình mẫu SF5 (Tang cộng sự, 1992) 67 Hình 4.56 Độ gia tăng khả chịu lực ngang theo hàm lượng sợi thép 68 Hình 4.57 Độ gia tăng khả hấp thụ lượng theo hàm lượng sợi thép .68 Hình 4.58 Ảnh hưởng lực đứng đến làm việc nút bê tơng thường theo mơ hình mẫu RC-6 (Liu Cong, 2006) 69 71 Hình 4.61 Độ gia tăng khả chịu lực ngang theo giá trị lực dọc Hình 4.62 Độ giảm khả hấp thụ lượng theo giá trị lực dọc Hình 4.58, 4.59 4.60 minh họa ảnh hưởng việc thay đổi tải trọng đứng quan hệ lực cắt – chuyển vị ngang Biểu đồ cho thấy tải trọng đứng tăng từ 0.05 đến 0.25 Ag f c' làm khả chịu tải trọng ngang nút trung bình tăng từ 72 1.6% đến 6.9% (Hình 4.61) khả biến dạng nút bị suy giảm từ 12% đến 59% (Hình 4.62) Điều phù hợp với tính chất học truyền lực nút Theo Hình 5.1, chống xiên đảm nhiệm truyền lực nút, bề rộng chống xiên tính tốn từ bề rộng vùng ứng suất nén dầm cột, bề rộng chống xiên tăng lực đứng tác dụng lên cột tăng dẩn đến chống xiên có khả chịu lực lớn Vì tăng tải trọng đứng khả chịu tải trọng ngang nút tăng theo Tuy nhiên ảnh hưởng hiệu ứng P- δ tăng tải trọng đứng làm tăng moment tác dụng vào cột chuyển vị ngang tăng dẩn đến khả biến dạng nút bị suy giảm Riêng mơ hình mẫu SF3 (Tang cộng sự, 1992), theo Hình 4.60 khả chịu tải trọng ngang tăng khả biến dạng nút không suy giảm đầu cột có gối tựa ngăn cản chuyển vị ngang (Hình 4.40) dẩn đến nút khơng bị ảnh hưởng hiệu ứng P- δ 73 Chương MƠ HÌNH THANH CHỐNG GIẰNG Mơ hình chống giằng (Struts and Ties Model) dựa ý tưởng mơ hình dàn nguyên thủy Mörsch (1920) phương pháp tính tốn sử dụng phổ biến cho kết cấu bê tông cốt thép để mô vùng chịu lực có đặc tính khơng liên tục hình học tĩnh học Mơ hình sử dụng thành công để mô làm việc số cấu kiện bê tông cốt thép dầm cao, vai cầu trục, vị trí thay đổi tiết diện đột ngột, góc khung…dưới tác dụng tải trọng Chương áp dụng mơ hình chống - giằng để tính tốn ứng xử nút biên khung bê tơng cốt thép có khơng có sử dụng sợi thép tác dụng tải trọng ngang Một mơ hình chống - giằng đề xuất để xác định khả chịu lực nút Kết từ phương pháp sử dụng mô hình chống - giằng so sánh với kết thực nghiệm mô PTHH để kiểm tra tính xác mơ hình đề xuất từ kiểm tra hệ số phá hoại chống xiên nút khung bê tông sợi thép 5.1 Phân tích lực nút Khi khung chịu tác động tải ngang, nút dầm-cột chịu lực cắt lớn Mơmen lực cắt hình thành dầm cột khung tạo ứng suất bề mặt nút Hình 5.1 74 M'c N'c V'c C's C'c T' V'c T fc ft V'b V N'b M'b Cc Cs T'' V''c V'' c C''c C''s N''c M''c Hình 5.1 Lực tác dụng nút biên dầm - cột Ứng suất bề mặt nút gây lực cắt đứng ngang nút Lực cắt đứng ngang sinh ứng suất kéo nén Khi ứng suất kéo đủ lớn, vết nứt xiên xuất Vết nứt khiến cho khả chịu nén bê tông nút suy giảm cuối dẫn đến khả chịu tải nút bị suy giảm theo Có hai cấu truyền lực qua nút dầm-cột: cấu chống (strut mechanism), cấu giàn (truss mechanism) (Tsonos, 2007) minh họa Hình 5.2 Ở cấu chống, chống xiên chịu lực nén truyền từ vùng nén cột dầm; cấu giàn chịu lực truyền từ cốt thép dọc dầm cột thơng qua khả bám dính bê tơng cốt thép Hai cấu bổ trợ lẫn nhau, khả bám dính bê tơng cốt thép tốt cấu giàn phát huy rỏ nét 75 Hình 5.2 Cơ cấu truyền lực qua nút biên dầm cột (Tsonos, 2007) 5.2 Mơ hình chống-giằng Cả hai cấu (chống giàn) xét mơ hình chống-giằng Mơ hình thiết lập dựa giả thiết sau đây: • Tại thời điểm nút đạt khả chống cắt cực đại, cốt đai nút bị chảy dẽo; • Lực cắt nút truyền thơng qua cấu giàn đến tồn cốt đai nút bị chảy dẻo, phần lại lực cắt truyền qua cấu chống thông qua chống xiên; • Bề rộng chống xiên Ws xác định Hình 5.3 ; Ws xác định tiết diện chống xiên theo Kimreth cộng (2012) • Ứng suất nén cực hạn cho bê tơng thường khơng có sợi thép chống xiên 0.34 f c' dựa theo kiến nghị Schlaich Schäfer (1991) • Thành phần lực nén kéo bê tông cốt thép tác động vào nút tính tốn từ phân tích quan hệ moment độ cong 76 Hình 5.3 Bề rộng chống xiên 5.3 Kiểm chứng nhận xét Trong phần này, tác giả xây dựng mơ hình chống-giằng dựa giả thiết trình bày Mục 5.2 Kết tính từ mơ hình so sánh với kết thực nghiệm nút dầm-cột BTCT truyền thống Sau đó, tác giả lập mơ hình chống-giằng cho nút có sử dụng sợi thép từ xác định lại ứng suất nén phá hoại chống xiên bê tông sợi thép Các đặc trưng nút dầm-cột BTCT truyền thống NC1-F0 (Kwon cộng sự, 2011) RC-6 (Liu Cong, 2006) mô tả Bảng 4.1 Bảng 4.4 Trong đó, lực ngang lớn theo kết thực nghiệm mẫu NC1-F0 29.8 kN RC-6 32.56 kN Hình 5.4 cho thấy vết nứt điển hình kiểu phá hoại mẫu thí nghiệm Theo đó, vết nứt xiên đặc trưng xuất với số lượng nhiều tượng bê tơng bị ép vỡ nút 77 Hình 5.4 Hình dạng vết nứt nút bị phá hoại Hình 5.5 thể kết mơ hình chống-giằng cho nút dầm-cột NC1-F0 thời điểm nút bị phá hoại, với giằng vị trí thép đai chống xiên bê tông Lực nén tác dụng lên chống xiên thu 191 kN, tương đương với ứng suất 0.36 f c' bê tông chống xiên Kết gần với giả thiết mơ hình chống – giằng đề cập Mục 5.1, theo ứng suất nén cực hạn cho bê tơng chống xiên 0.34 f c' Hình 5.5 Mơ hình chống-giằng cho nút dầm-cột NC1-F0 78 Tương tự, Hình 5.6 thể kết thu từ mơ hình chống-giằng cho nút dầm-cột RC-6 thời điểm nút bị phá hoại Lực nén tác dụng lên chống xiên thu 251 kN, tương đương với ứng suất nén 0.359 f c' , gần với giả thiết ứng suất cực hạn cho bê tông chống xiên 0.34 f c' nêu Hình 5.6 Mơ hình chống-giằng cho nút dầm-cột RC-6 Đối với mẫu có sợi thép NC1-F1 (Kwon cộng sự, 2011) SF-4 (Liu Cong, 2006), đặc trưng nút mô tả Bảng 4.2 Bảng 4.5 Lực cắt lớn mẫu NC1-F1 30.6 kN SF-4 36.7 kN Hình 5.7 thể kết mơ hình chống-giằng cho nút dầm-cột NC1-F1 thời điểm nút bị phá hoại Lực nén tác dụng lên chống xiên thu từ kết thí nghiệm là: 213 kN, tương đương với ứng suất 0.398 f c' bêtông chống xiên Với nút dầm-cột SF-4, lực nén tác dụng lên chống xiên thu từ mơ hình chống-giằng 275 kN, tương đương với ứng suất 0.4 f c' bê tông chống xiên Như vậy, ứng suất phá hoại chống xiên bê tông cốt sợi với hàm lượng 1% lớn bê tông thường 11% Kết phù hợp với mức chênh lệch khả chịu tải cực hạn thực nghiệm mẫu SF-4 RC-6 79 12.7%, đồng thời phù hợp với mức chênh lệch khả chịu tải cực hạn thu từ mô PTHH 12.5% theo Bảng 4.9 (a) (b) Hình 5.7 Mơ hình chống-giằng cho nút dầm-cột: (a) NC1-F1 (Kwon cộng sự, 2011); (b) SF-4 (Liu Cong, 2006) 80 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Phương pháp phần tử hữu hạn mơ hình giàn ảo đươc sử dụng để mô ứng xử nút tác dụng tải trọng ngang Sau số kết luận dựa kết nghiên cứu thực hiện: • Kết mơ nút biên khung bê tơng cốt thép có khơng sợi thép tác dụng tải trọng ngang dựa phần mềm Abaqus cho kết phù hợp với thực nghiệm, vậy, phương pháp mơ với mơ hình vật liệu sử dụng nghiên cứu hỗ trợ hiệu cho nghiên cứu đánh giá tác động tải trọng ngang nút khung, giúp tiết kiệm thời gian chi phí • Tăng hàm lượng sợi thép (từ 0.5% đến 2%) làm tăng khả chịu lực nút từ 7% đến 18% khả hấp thụ lượng từ 26% đến 79% hay cốt đai (từ 0.35% đến 1.4%) làm tăng khả chịu lực nút từ 12% đến 26% khả hấp thụ lượng từ 10% đến 53% Tuy nhiên, mức độ tăng khơng tuyến tính với tăng hàm lượng cốt đai sợi thép Hàm lượng sợi thép cốt đai tăng, mức độ tăng khả chịu lực khả hấp thụ lượng giảm Giới hạn hàm lượng cho cốt đai sợi thép theo nghiên cứu nên 1.4% 2% nhằm bảo đảm hiệu làm việc chúng khơng gây khó khăn cho cơng tác thi cơng • Lực dọc trọc cột có ảnh hưởng lớn đến làm việc nút Lực dọc trục tăng từ 0.05 Ag f c' đến 0.25 Ag f c' làm khả chịu tải trọng ngang nút tăng 1.6% đến 6.9%, nhiên, làm giảm đáng kể khả hấp thụ lượng nút từ 12% đến 59% • Mơ hình chống-giằng đề xuất dự đốn khả chịu lực nút khung bê tông cốt thép tác dụng tải ngang xác so với kết thực nghiệm Trong trường hợp nút khung sử dụng sợi thép, ứng suất cho phép chống bê tông lấy 0.4 f c' giúp phản ánh xác 81 hợp lý khả làm việc thực tế bê tông sợi thép Tuy nhiên, hạn chế số lượng mẫu thí nghiệm khảo sát nay, cần thêm nghiên cứu (đặc biệt nghiên cứu thực nghiệm) nhằm khẳng định giá trị ứng xuất 6.2 Kiến nghị Dựa vào kết nghiên cứu đạt được, tác giả kiến nghị hướng phát triển đề tài : • Phân tích ứng xử nút khung BTCT sử dụng sợi thép dùng mơ hình vết nứt phân tán mơ hình vết nứt rời rạc phương pháp PTHH • Phân tích ứng xử nút khung BTCT sử dụng sợi thép chịu tác dụng tải trọng ngang dạng tải lặp phương pháp PTHH • Phân tích khảo sát ứng xử nút khung BTCT sử dụng sợi thép theo phương pháp thực nghiệm 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ABAQUS Analysis User’s Manual, Version 6.10, Dassault Systemes Simulia Corp., Providence, RI, USA, 2010 ABAQUS Theory Manual, Version 6.10, Dassault Systemes Simulia Corp.,Providence, RI, USA, 2010 Al-Ta'an S A., and Al-Saffar N S (2008) " Nonlinear Finite Element Analysis of Fibrous Reinforced Concrete Beam-Column Joints” Al-Rafidain Engineering, Vol 16, No 5, pp 57-69 Birely A C., Lowes L N., and Lehman D E (2012) “A Model for the Practical Nonlinear Analysis of Reinforced-Concrete Frames Including Joint Flexibility”, Journal of Strutural Engineering, No 34, pp 455-465 CEB-FIP, “Model Code for Concrete Structures,” 3rd Edition, Comite-EuroInternational du Beton/Federation Internationale de la Precontrainte, Paris, 2010 Ezeldin A S and Balaguru P N (1992) “Normal and High Strength Fiber Reinforced Concrete Under Compression”, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol 4, No 4, pp 415-429 Gebman M (2001) “Application of Steel Fiber Reinforced Concrete in Seismic Beam-Column Joints”, Master Thesis, San Diego State University, 90pp Gencoglu M and Eren I (2002), “An experimental study on the effect of steel fiber reinforced concrete on the behavior of the exterior beam-column joints subjected to reversal cyclic loading” Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, V.26, pp 493-502 Hong and Lee (2004) "Strut and Tie models for Deformation of Reinforced Concrete Beam – Column Joints Dependent on Plastic Hinge Beahavior of Beam” Word confence on Eathquake Engineering, Vancouver, B.C Canada, No 1026, 14pp 83 Jo B W., Shon Y H., and Kim Y J (2001) “The evaluation of elastic modulus for steel fiber reinforced concrete”, Russian J Nondestructive Testing, V 37, No 2, pp.152-161 Kwon et al (2006) “Behavior of Steel Fiber-Reinforced Concrete Exterior Connection under Cyclic Load”, Journal of the Korea Concrete Institute, Vol 23, No 06, pp 711-722 Lê Phước Thêm (2011) “Ảnh Hưởng Sợi Thép Đến Ứng Xử Nứt Vùng Liên Kết Sàn-Cột Trong Hệ Sàn Phẳng Dự Ứng Lực”, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa TP.HCM, 102pp Lee, J., and Fenves G L (1998) “Plastic-Damage Model for Cyclic Loading of Concrete Structures,” Journal of Engineering Mechanics, Vol 124, No 8, pp 892–900 Li B and Tran C T N (2009) "Seismic Behavior of Reinforced Concrete BeamColumn Joints with Vertical Distributed Reinforcement”, ACI Structural Journal, Vol 106, No 6, pp 790-799 Li B., Tran C T N., and Pan T C (2009) “Experimental and Numerical Investigations on Seismic Behavior of Lightly Reinforced Concrete BeamColumn Joints” ASCE Journal of Structural Engineering, Vol 135, No 9, pp 1007-1018 Liang Q Q., Uy B., Bradford M A., and Ronagh H R (2004) Ultimate strength of continuous composite beams in combined bending and shear Journal of Constructional Steel Research, 60 (8), 1109–1128 Liu and Cong (2006) “Seismic Behavior of Beam-Column Joint Subassemblies Reinforced with Steel Fibres”, Master Thesis, University of Canterbury, 195pp Lubliner, J., Oliver J., Oller S., and Oñate E (1989) “A Plastic-Damage Model for Concrete,” International Journal of Solids and Structures, Vol 25, pp 299–329 Meas K., Li B., and Imran I (2012) “Seismic Performance of Lightly Reinforced Concrete Exterior Beam-Column Joints”, Advances in Structural Engineering, V 15, No 10, 16pp 84 Mitra N (2007) “An analytical Study of Reinforced Concrete Beam-Column Joint Behavior Under Seismic Loading”, Dissertation, University of Washington, 254pp Nguyen-Minh L., Rovňák M., and Tran-Quoc T (2012) “Punching Shear Capacity of Interior SFRC Slab-Column Connections”, Journal of Strutural Engineering, Vol 138, No 05, 12pp Schlaich, J., and Schafer, K (1991) “Designs and Detailing of Structural Concrete Using Strut-and-Tie Models”, The Structural Engineer, V 69, No 6, pp 113125 Schlaich, J., Schäfer, K and Jennewein, M (1987) “Toward a Consistent Design of Structural Concrete”, PCI Journal, V 32, No 3, pp.74-150 Shannag, M.J., Abu-Dyya N., and Abu-Farsakh G (2005) “Lateral load response of high performance fiber reinforced concrete beam-column joints”, Construction and Building Materials, 19 (7), pp.500-508 Somma G (2011) " RC and FRC Beam-Column Joints Under Seimic Loading – Shear Strength” International Journal of Earth Scieneces and Engineering, Vol 04, No 06 SPL, pp 1078-1081 Tang J., Kaijian J and Yongcheng Y (1992) “Seismic Behavior and Shear Strength of Framed Joint Using Steel Fiber Reinforced Concrete”, Journal of Strtural Engineering, Vol 118, No 02, pp 341-358 Trịnh Lâm Minh Tiến (2012) “Ảnh Hưởng Hàm Lượng Sợi Thép đến Khả Năng Kháng Cắt Dạng Phá Hoại Dầm Cao Sử Dụng Sợi Thép”, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa TP.HCM, 98pp Tsonos, A.G (2007) “Cyclic Load Behavior of RC Beam-Column Subassemblages of Modern Structures”, ACI Structural Journal, V 104, No 4, July-August 2007, pp 468-478 Wang (2006) “Experimental Investigament on Behavior of Steel Fiber Reinforced Concrete”, Master Thesis, University of Canterbury, 165pp LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: LÊ THÁI TRI Phái: nam Ngày sinh: 25 tháng 10 năm 1986 Nơi sinh: Quảng Ngãi Địa liên lạc: 118/24 Trần Quang Diện, Q3, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại: 0938.954.360 Email: Lethaitri@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Văn Chuyên ngành đào Thời gian tạo đào tạo Kỹ sư Thạc sĩ Xây dựng dân dụng công nghiệp Năm 4,5 năm 2004-2009 năm 2011-2013 Xây dựng dân dụng công nghiệp Nơi đào tạo Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC Thời gian Tên cơng ty Từ Đến Công ty Cổ 03/2009 09/2009 Phần Xây Lắp Incomex Công ty TNHH 09-2009 Tư Vấn Thiết Kế Phú Mỹ Bộ Cơng việc Người tham phận giao chiếu Phịng Kỹ sư cơng thi cơng trường Phịng Kỹ sư thiết kế kết cấu kết cấu Ks Lê Văn Nhớ (0987186573) Ks Lê Tuấn Nguyên (0989070827) ... TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ NÚT DẦM - CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP SỬ DỤNG CỐT SỢI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG NGANG NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Khảo sát phân tích ảnh hưởng hàm lượng sợi thép, cốt đai lực dọc trục cột. .. N tải trọng ? ?ứng Chương GIỚI THIỆU Trong khung bê tông cốt thép (BTCT) cơng trình dân dụng, nút dầm- cột đóng vai trò quan trọng Dưới tác động tải trọng ngang, đặc biệt tải trọng động đất, nút. .. bê tông sợi thép Bê tông sợi thép (SFRC) hỗn hợp gồm vữa xi măng, cốt liệu mịn cốt liệu thô sợi thép Dưới tác dụng lực kéo, bê tông sợi thép bị phá hoại sợi thép bị đứt gãy bị kéo tuột khỏi bê