Ảnh hưởng của ứng xử sau đàn hồi của dầm nối trên sự làm việc chịu xoắn của kết cấu lõi nửa kín trong nhà cao tầng bê tông cốt thép

Mục đích nghiên cứu

- Phõn tớch sự làm việc của kết cấu lừi nửa kớn theo sự làm việc sau đàn hồi của dầm nối theo mô hình đề xuất, so sánh với kết quả của các nghiên cứu khác để đánh giá mô hình đề xuất. - Nghiên cứu ảnh hưởng ứng xử sau đàn hồi của dầm nối tới sự làm việc chịu xoắn của kết cấu lừi nửa kớn theo cỏc yếu tố: chiều cao dầm nối, hàm lượng cốt thộp dọc, cường độ bê tông và hàm lượng cốt thép chéo.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học

- Kết quả phân tích đàn hồi và phân tích có xét đến ứng xử sau đàn hồi của các dầm nối gúp phần làm sỏng tỏ một số đặc tớnh làm việc chịu xoắn của kết cấu lừi nửa kớn. - Kết quả phân tích đàn hồi và phân tích có xét tới ứng xử sau đàn hồi của các dầm nối cú thể được sử dụng khi thiết kế kết cấu lừi nửa kớn nhà nhiều tầng.

Phương pháp nghiên cứu của luận án

- Mụ hỡnh mới được ỏp dụng để tớnh toỏn kết cấu lừi nửa kớn nhà nhiều tầng cú xột đến ứng xử sau đàn hồi của các dầm nối.

Các đóng góp mới của Luận án

- Kết quả phân tích theo lý thuyết thanh thành mỏng và mô hình rời rạc liên tục đã chỉ ra mức độ ảnh hưởng của độ cứng của dầm nối và kích thước của các tường biên đến sự làm việc chịu xoắn của kết cấu lừi nửa kớn và quy luật phõn bố nội lực trong cỏc dầm nối của lừi nửa kớn khi kết cấu lừi chịu xoắn. - Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của chiều cao, hàm lượng cốt thép dọc, hàm lượng cốt thộp chộo và cường độ bờ tụng của dầm nối đến sự làm việc của kết cấu lừi nửa kín cả trong giai đoạn đàn hồi và giai đoạn có các dầm nối làm việc sau giai đoạn đàn hồi.

Cấu trúc của luận án

- Đề xuất mụ hỡnh mới tớnh toỏn kết cấu lừi nửa kớn cú xột đến ứng xử sau đàn hồi của các dầm nối, trong đó các tường được mô hình bằng phần tử vỏ còn các dầm nối được mô hình hóa bằng hệ hỗn hợp gồm thanh chịu uốn và các thanh chéo chịu kéo nén. So sánh với các kết quả nghiên cứu của các tác giả khác cho thấy tính toán theo mô hình mới có nhiều cải tiến, cho kết quả phù hợp hơn so với kết quả tính toán của các tác giả khác đã công bố.

Phân tích ảnh hưởng của dầm nối đến sự làm việc chịu xoắn của kết cấu lừi nửa kớn: Dựa trờn lý thuyết thanh thành mỏng để phõn tớch đặc điểm làm việc của

Phân tích ảnh hưởng của dầm nối đến sự làm việc chịu xoắn của kết.

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA DẦM NỐI ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CHỊU XOẮN CỦA KẾT CẤU LếI NỬA KÍN

Tớnh toỏn kết cấu lừi nửa kớn theo lý thuyết thanh thành mỏng

Với hai giả thiết trên Vlasov đã biến đổi các biểu thức của chuyển vị dọc trục và các biến dạng của mặt trung gian, từ đó đưa ra được các biểu thức tính toán cho ứng suất pháp theo phương dọc (ứng suất pháp xoắn - uốn), ứng suất pháp theo phương của đường trung gian, Bimômen xoắn - uốn và đưa ra mối quan hệ giữa ứng suất pháp xoắn - uốn và Bimômen xoắn - uốn. Chiều dày của tường chịu cắt tương đương được xác định qua sự chuyển vị bằng nhau của tấm tường tương đương với chuyển vị do uốn kép và chuyển vị cắt của dầm nối (Hình 2- 7). Chuyển vị của tường tương đương là [20]:. và của dầm nối:. 17) Trong đó: Ib là độ cứng dầm nối, L là nhịp của nó; h là chiều cao tầng (sau đây thay là ht) hoặc là khoảng cách giữa các dầm nối.

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU LếI NỬA KÍN Cể XẫT ĐẾN SỰ LÀM VIỆC SAU ĐÀN HỒI CỦA CÁC DẦM NỐI

Đề xuất mụ hỡnh tớnh toỏn kết cấu lừi nửa kớn

Mụ hỡnh xỏc định được cú ý nghĩa trong việc làm rừ sự làm việc của dầm nối đặt cốt thép chéo, mặc dù khả năng chịu cắt lớn nhất là do đóng góp của hai thành phần dầm và thanh giàn (cốt thép chéo) nhưng góc xoay dẻo lại được quyết định bởi biến dạng của thanh giàn. Trong mô hình SMCFT [112], khi tính toán các giá trị biến dạng, khoảng cách vết nứt được giả định rồi tính lặp sao cho thỏa mãn điều kiện giả thiết của biến dạng ban đầu và ứng suất trong cốt thép dọc không vượt quá giới hạn chảy của nó.

So sánh kết quả tính toán của mô hình dầm nối 1. So sánh mô hình với kết quả thí nghiệm

Tassios và cộng sự [75] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các cách bố trí cốt thép khác nhau đến ứng của các dầm nối ngắn và trung bình với hai mẫu được cấu tạo cốt thép theo đường chéo được thử nghiệm (CB-2A và CB-2B) có cấu tạo như trên Hình 3- 12 và Bảng B- 1. Thư viện phần tử bao gồm phần tử tam giác biến dạng hằng số ba nút, phần tử hình chữ nhật ứng suất phẳng bốn nút và phần tử hình tứ giác bốn nút để mô hình hóa bê tông bằng cốt thép lưới; một thanh nối hai nút để mô hình hóa cốt thép rời rạc; một liên kết hai nút và một phần tử tiếp xúc bốn nút để mô hình hóa cơ chế trượt cốt thép.

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ỨNG XỬ SAU ĐÀN HỒI CỦA DẦM NỐI TỚI SỰ LÀM VIỆC CỦA LếI NỬA KÍN CHỊU XOẮN

Tớnh toỏn kết cấu lừi nửa kớn chịu xoắn 1. Đặt vấn đề

Khi vùng dẻo đạt đến đỉnh của kết cấu, thực tế là toàn bộ dầm nối làm việc như những thanh chốt một cách hiệu quả và khi đó góc xoay tối đa sẽ tăng lên gần như tuyến tính với bất kỳ sự gia tăng nào của mô-men xoắn, độ cứng sau đó của hệ kết cấu là không đổi. Sau khi trong dầm hình thành khớp dẻo, độ cứng chống uốn của dầm gần như bị triệt tiêu, trong khi các thanh chéo vẫn làm việc, ngăn cản độ vờnh của tiết diện lừi và do vậy làm giảm chuyển vị xoay của lừi.

Phõn tớch sự làm việc chịu xoắn của kết cấu lừi nửa kớn 1. Đặt vấn đề

Mô hình dầm nối được xác định bằng các công thức tính toán của mô hình hỗn hợp dầm - giàn đồng thời được so sánh với mô hình dầm của ASCE 41-13 [29] và kết quả phân tích theo mô hình số VecTor2 được cho ở Phụ lục D. Khác với biểu đồ lực cắt khi dầm nối làm việc đàn hồi, lực cắt trong dầm nối trường hợp làm việc ngoài giới hạn đàn hồi được dàn đều hơn ra các tầng lân cận và xuống phía dưới hoặc lên phía trên.

Khảo sỏt ảnh hưởng của chiều cao dầm nối đến sự làm việc chịu xoắn của kết cấu lừi nửa kớn 1. Đặt vấn đề

Mô hình dầm - giàn cho các dầm nối có chiều cao (trên chiều cao tầng) và tỉ lệ Ln/h tương ứng Hình 4- 17 thể hiện cách thức mô hình dầm nối trên phần mềm phần tử hữu hạn để phân tích kết cấu. Trong bảng có thể hiện các giá trị tính toán bổ sung cho trường hợp dầm nối rất nhỏ (bằng 0,025 và 0,05 chiều cao tầng) để tăng mức độ thể hiện cho đường cong ở giai đoạn đầu.

Nghiờn cứu ảnh hưởng của cốt thộp chộo trong dầm nối đến sự làm việc chịu xoắn của lừi nửa kín

Trong trường hợp chiều cao dầm nối bằng 0,2 lần chiều cao tầng, tiến hành tớnh toỏn kết cấu lừi nửa kín tương tự ở trên theo hàm lượng cốt thép chéo từ bé đến lớn để khảo sát. Như vậy, khi tăng hàm lượng cốt thép chéo không chỉ làm tăng khả năng chịu cắt của dầm nối, nú cũng làm tăng khả năng chịu lực và giảm gúc xoay tại đỉnh của hệ thống kết cấu lừi.