2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
2.4. Liên kết của Pinyu-Yan (2011)
Pinyu – Yan (2011) đưa ra 2 loại liên kết và thí nghiệm để khảo sát ứng xử của mỗi loại liên kết trong trường hợp chịu lực chọc thủng cực hạn. Đặc điểm chung của 2 loại liên kết là được gia cường các consol kháng cắt đầu cột (shear arm).
9 Liên kết loại 1: Liên kết được cấu tạo gồm 4 thanh thép hình chữ I102x44x7mm có vai trò như các consol kháng cắt (shear arm) được hàn đối xứng xung quanh 4 mặt của cột CFTvuông loại UC (200x200x10)mm. Ở cạnh trên và cạnh dưới của cánh thanh thép hình chữ I 102x44x7mm được hàn thêm tấm thép dày 6mm để đảm bảo tính liên tục của liên kết Hình 2.13.
Hình 2.13:Chi tiết liên kết loại 1 của PinYu – Yan
Hình 2.14: Mẫu thí nghiệm liên kết loại 1
9 Liên kết loại 2: Cột tròn loại CHS (219.1x6.3) mm được xẻ rãnh để cốt thép sàn có thể xuyên qua, đảm bảo tính liên tục của cốt thép, Hệ kháng cắt kiểu consol (shear arm) gồm 4 thanh thép hộp RHS có kích thước 120x60x3.6 mm được cắt vát góc theo phương 45 độ. Hệ kháng cắt này được hàn đối xứng quanh vị trí cột CFT Hình 2.15.
Hình 2.15: Liên kết 2 của PinYu – Yan
Hình 2.16:Mẫu thí nghiệm của liên kết loại 2
Thí nghiệm cuả Pinyu – Yan (2011) Hình 2.17 được tiến hành để khảo sát ứng xử của liên kết khi chịu tải chọc thủng mà không xét đến ảnh hưởng của tải trọng ngang.
Cả 2 mẫu thí nghiệm đều được gia tải thẳng đứng đến khi liên kết bị phá hoại hoàn toàn nhằm xác định tải phá hoại chọc thủng cực hạn của mỗi loại liên kết.
Hình 2.17: Thí nghiệm xác định lực chọc thủng cực hạn của Pinyu – Yan
Kết quả thí nghiệm
9 Mẫu thí nghiệm thứ nhất có giá trị lực chọc thủng cực hạn là 417 kN, mẫu thí nghiệm thứ hai có giá trị lực chọc thủng cực hạn là 569 kN. Tháp chọc thủng trong cả 2 mẫu thí nghiệm của Pinyu - Yan (2011) đều được hình thành từ mép cạnh ngoài của hệ kháng cắt (shear arm) hướng về mặt chịu kéo của sàn, chu vi tháp chọc thủng được mở rộng hơn so với liên kết cột - sàn phẳng BTCT thông thường có cùng kích thước điều này dẫn đến khả năng kháng chọc thủng tốt hơn so với liên kết cột - sàn phẳng BTCT.
Hình 2.18: Hình dạng tháp chọc thủng của liên kết 2
Cốt thép sàn
Cạnh cột CFT
Góc phá hoại
9 Việc đảm bảo tính liên tục của cốt thép sàn trong liên kết cột CFT - sàn phẳng BTCT giúp tăng khả năng kháng chọc thủng lên 36 % so với liên kết có cốt thép sàn không liên tục.
Trong chương 4 của luận văn này, chi tiết liên kết 1 của Pinyu -Yan (2011) sẽ được miêu tả chi tiết và tiến hành mô phỏng số bằng phần mềm phần tử hữu hạn 3 chiều ABAQUS. So sánh kết quả mô phỏng số với kết quả thực nghiệm qua đó đánh giá được độ tin cậy của phần mềm ABAQUS trong việc thiết lập các thông số mô phỏng.
2.4.1. Liên kết của Y. Su, Y. Tian (2014) 9 Cấu tạo liên kết
Một tấm thép tròn được hàn liên tục xung quang cột CFT nhằm tăng chu vi kháng chọc thủng của liên kết Hình 2.19.
Hình 2.19: Liên kết của Y. Su, Y. Tian (2014)
Y. Su, Y. Tian (2014) tiến hành thí nghiệm với 2 mẫu SP1 và SP2 Hình 2.20
Hình 2.20: Cấu tạo mẫu thí nghiệm của Y. Su, Y. Tian (2014)
Cột CFT
Sàn phẳng Thép tấm tròn
hàn theo chu vi
Mẫu thí nghiệm SP1, SP2 Cột CFT
Thép tấm tròn dày 20mm, hàn theo chu vi
Hình 2.21:Thiết lập thí nghiệm của Y. Su, Y. Tian (2014)
Kết quả thí nghiệm
Mẫu thí nghiệm SP1: Tải chọc thủng được duy trì không đổi V = 200 kN trong suốt quá trình gia tải ngang. Kết quả mẫu thí nghiệm vẫn không bị phá hoại khi chuyển vị tương đối tại đầu cột đạt giá trị 6%, kết quả quan hệ lực – chuyển vị đầu cột Hình 2.22.
Hình 2.22: Quan hệ Lực – chuyển vị đầu cột của mẫu SP1
Gia tải ngang
Gia tải chọc thủng
% chuyển vị tương đối
Chuyển vị ngang đầu cột (mm)
Lực gia tải ngang (kN)
Tải trọng đứng duy trì không đổi V =200 kN
9 Mẫu thí nghiệm SP2: Tải chọc thủng được duy trì không đổi V = 270 kN. Sử dụng phương pháp gia tải chuyển vị ngang tại đầu cột với 3 chu kỳ cho một cấp tải chuyển vị, quan sát thí nghiệm mẫu bị phá hoại khi chuyển vị tương đối đầu cột là 2% ứng với chuyển vị tại đầu cột đạt 32 mm Hình 2.23.
Hình 2.23:Quan hệ “lực – chuyển vị đầu cột”
Qua 2 thí nghiệm SP1 và SP2 cho thấy tải trọng đứng ảnh hưởng nhiều đến khả năng chịu tải trọng ngang của liên kết. Liên kết củaY. Su, Y. Tian có cấu tạo đơn giản, dễ thi công, có khả năng chịu được tải trọng đứng và đạt được độ dai cần thiết khi chịu tải trọng ngang.