Chiều cao dầm: Theo quy định trong điều 8.3.4.1 trong tiêu chuẩn TCVN11823- 2017 [4] quy định phương pháp thiết kế đơn giản đối với dầm khơng dự ứng lực hoặc dầm cĩ chiều cao nhỏ hơn 400mm, cĩ thể lấy giá trị θ=45o và β=2. Vì vậy, đây là trường hợp đặc biệt đây khơng phải là trường hợp tổng quát. Trong luận án, chọn hai loại dầm
cĩ chiều cao h=450mm và h=400mm để tiến hành khảo sát với mục đích sẽ thử nghiệm các dầm cùng kích thước. Chiều rộng dầm chọn b=150mm, dựa theo tham khảo một số mơ hình thực nghiệm các tác giả đã nghiên cứu chọn.
Khoảng cách từ lực tập trung đến gối là a=750mm cho dầm H=400mm như Hình 3.2 và a=780cm cho dầm H=450mm. chiều cao hữu hiệu d=h-do, với do là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dọc đến cạnh đáy của tiết diện dầm.
Hỗn hợp BTCST được tính tốn thành phần như ở phụ lục 1. Khi đúc mỗi dầm lấy một lượng hỗn hợp bê tơng đủ để đúc mẫu trụ kiểm tra cấp bê tơng của dầm đĩ.
Số lượng cốt chủ và cường độ của cốt chủ được lựa chọn sao cho khi thí nghiệm chỉ bị phá hoại do cắt mà khơng bị phá hoại do uốn. Cốt dọc chọn thép cĩ đường kính 22mm, số lượng 4 thanh. Cốt thép dọc trong dầm sử dụng thép của cơng ty Hịa phát, cấp thép là 520 MPa theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2008 hoặc ASTM A6115/A615M-08a (Mỹ). Thép được lấy mẫu thí nghiệm tại Trung tâm thí nghiệm của trường Đại học Giao Thơng Giao Thơng Vận tải. Kết quả thí nghiệm kéo thép như Hình 3.1. Cường độ chảy dẻo trung bình của các mẫu thí nghiệm là fy=512MPa.
Hình 3.1. Biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng khi thí nghiệm kéo cốt dọc chủ
Mẫu 2 Mẫu 1
Biến dạng khi kéo, %
Ứ ng su ất kéo, MPa Ứ ng s u ất kéo, MPa Mẫu 3
Biến dạng khi kéo, %
Biến dạng khi kéo, %
Ứ
ng su
ất
kéo,
Cốt thép đai sử dụng thanh đường d=6mm loại CB300 theo TCVN 1651-1-2008 [2]. Khoảng cách cốt đai 300mm. Thép đai được lấy mẫu và thí nghiệm xác định tính chất cơ học tại phịng thí nghiệm trường ĐH CNGTVT. Kết quả thí nghiệm như trong Bảng 3.1 Cường độ chịu kéo cốt đai trung bình fywd=383.1MPa.
Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm kéo thép đai
Tên mẫu Lực khi chảy
dẻo (KN) Cường độ chảy (MPa) Lực khi đứt (KN) Gh bền (MPa) Biến dạng khi đứt (%) M1 11.5 406.7 17.0 601.3 20 M2 11.0 389.0 15.0 530.3 21.7 M3 10.0 353.7 16.0 565.9 23.3
Các vị trí gắn điện trở đo biến dạng trong cốt thép và bê tơng:
Căn cứ mục tiêu của thí nghiêm dầm, tiến hành lắp cốt thép và các điện trở để đo biến dạng trong thép dọc, thép đai và bê tơng miền nén. Dự kiến dầm sẽ nứt và gãy do cắt nên đo biến dạng trong hai thanh cốt đai cắt qua vết nứt nghiêng. Để đo biến dạng trong cốt đai, hai lá điện trở ở vị trí T1, T2 được gắn hai vị trí cốt đai như Hình 3.2. Để đo biến dạng trong cốt dọc, hai lá điện trở ở vị trí D1, D2 được gắn ở cốt dọc hàng dưới tại tị trí như trên Hình 3.2. Để đo biến dạng miền chịu nén của bê tơng một lá điện trở S5 được gắn ở đỉnh dầm, tại vị trí giữa dầm như Hình 3.2. Đo độ võng ở vị trí đáy dầm bằng thiết bị đo độ võng (LVDT). Hỗn hợp bê tơng được trộn theo tỷ lệ thành phần như thiết kế ở phụ lục 1. Do mỗi dầm là một mẻ trộn nên mỗi mẻ bê tơng của các đầm thử nghiệm lấy 3 mẫu trụ tiêu chuẩn để xác định cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày (fc’). Sử dụng các cường độ chịu nén thí nghiệm của bê tơng cốt sợi cũng như cường độ chịu kéo chảy của thép dọc và đai để tính tốn sức kháng của dầm thử nghiệm.
Hình 3.2 Bố trí cốt thép và các vị trí đo biến dạng và độ võng khi uốn dầm BTCĐC CST