Đang tải... (xem toàn văn)
LVTS27 Nghiên cứu ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T đến khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép Đăng ngày 04082011 07:02:00 AM 575 Lượt xem 721 lượt tải Giá : 0 VND Nghiên cứu ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T đến khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép Hãng sản xuất : Unknown
Bộ giáo dục và đào tạo Bộ Xây dựng Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội Nguyễn ngọc thám Nghiên cứu ảnh hởng của cánh tiết diện chữ T đến khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép Luận văn thạc sĩ Chuyên nghành : Xây dựng dân dụng $ Công nghiệp Hà Nội - 2011 Bộ giáo dục và đào tạo Bộ Xây dựng Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội Nguyễn ngọc thám Khóa 2008-2011 - Lớp ch2008x Nghiên cứu ảnh hởng của cánh tiết diện chữ T đến khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng & công nghiệp Mã số: 60.58.20 Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn ngọc phơng Hà Nội - 2011 Lời cảm ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS. Nguyễn Ngọc Phơng, đã tận tình giúp đỡ, hớng dẫn, cung cấp tài liệu và động viên tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo, các cán bộ Khoa Sau đại học Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong quá trình hoàn thành luận văn này! Tác giả Hà Nội, tháng 2 năm 2011 Nguyễn Ngọc Thám Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Hà Nội, tháng 2 năm 2011 Tác giả Nguyễn Ngọc Thám 1 Mở đầu 7 chơng 1 : tổng quan về khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép 9 1.1 Dầm BTCT và các dạng tiết diện 9 1.2 Sự làm việc của dầm bê tông cốt thép chịu lực cắt 12 1.2.1 ứng suất trong dầm đàn hồi đồng chất 13 1.2.2 ứng suất trong dầm bê tông cốt thép 14 1.2.3 Các dạng phá hoại của dầm không có cốt thép ngang 15 1.3 Các mô hình tính toán dầm chịu cắt 17 1.3.1 Mô hình giàn với thanh xiên nghiêng góc 45 17 1.3.2 Mô hình giàn với góc nghiêng thay đổi 20 1.3.3 Mô hình chống giằng 21 1.3.4 Mô hình miền nén (Compression Field Theory CFT) 23 1.3.5 Lý thuyết miền nén cải tiến (Modified Compression Field Theory - MCFT 26 Chơng 2 : các tiêu chuẩn thực hành thiết kế khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép chịu uốn tiết diện chữ T 31 2.1 Khả năng chịu cắt của dầm không có cốt thép đai 31 2.2 Trạng thái làm việc của dầm khi có cốt đai 32 2.3 Khả năng chịu cắt của dầm theo TCXDVN 356-2005 33 2.3.1 Điều kiện tính toán 33 2.3.2 Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng 34 2.3.3 Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng 35 2.3.4 Tính toán theo giáo trình kết cấu BTCT 37 2.4 Khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn ACI 318 2002 46 2.4.1 Khả năng chịu cắt của bê tông 46 2 2.4.2 Khả năng chịu cắt của thép đai 47 2.4.3 Giới hạn về đờng kính và khoảng cách của cốt thép đai 48 2.4.4 Quy trình tính toán cốt thép đai 48 2.5 Tính toán theo tiêu chuẩn Châu Âu EUROCODE EN 1992-1-1 50 2.5.1 Khả năng chịu cắt của bê tông 50 2.5.2 Điều kiện hạn chế 51 2.5.3 Tính toán cốt đai 52 2.6 Khả năng chịu cắt của dầm BTCT theo MCFT 55 Chơng 3 : Ví dụ tính toán 64 3.1 Trờng hợp nhịp chịu cắt a = 1500mm > 2,5 h 0 = 1150mm 65 3.1.1 Khả năng chịu cắt của bê tông theo TCXDVN 356-2002 66 3.1.2 Khả năng chịu cắt của bê tông theo ACI 318-2002 68 3.1.3 Khả năng chịu cắt của bê tông theo Eurocode 1992-1-1 69 3.1.4 Khả năng chịu cắt của bê tông theo MCFT 70 3.2 Trờng hợp nhịp chịu cắt a = 1000mm < 2,5 h 0 = 1150mm 77 3.2.1 Khả năng chịu cắt của bê tông theo TCXDVN 356-2002 78 3.2.2 Khả năng chịu cắt của bê tông theo ACI 318-2002 81 3.2.3 Khả năng chịu cắt của bê tông theo Eurocode 1992-1-1 82 3.2.4 Khả năng chịu cắt của bê tông theo MCFT 82 Kết luận và kiến nghị 92 Tài liệu tham khảo 94 3 Danh mục các hình vẽ Hình 1.1: Các dạng tiết diện của dầm. 9 Hình 1.2 : Tiết diện dầm chữ T 9 Hình 1.3 : Cánh dầm chữ T trong bản sàn 10 không vợt quá 1/2 khoảng cách thông thủy giữa hai dầm dọc 10 Hình 1.4 : xác định chiều rộng tính toán của cánh. 11 Hình 1.5 : Phân bố ứng suất trong dầm đồng chất. 13 Hình 1.6 : Quỹ đạo ứng suất chính của dầm đồng chất. 14 Hình 1.7. Các dạng vết nứt 15 Hình 1.8 a: Dạng phá hoại do momen uốn 16 Hình 1.8 b: Dạng phá hoại do ứng suất kéo chính 16 Hình 1.8 c: Dạng phá hoại nén do lực cắt 17 Hình 1.9 : Phép tơng tự giàn 18 Hình 1.10 : Cân bằng trong giàn với góc nghiêng 45 19 Hình 1.11: Quan hệ ứng suất - biến dạng của bê tông vùng nứt khi chịu nén 25 Hình1.12: Lý thuyết miền nén cải tiến- Cân bằng theo trị số ứng suất trung bình 28 Hình 2.1: Khả năng chịu cắt trong dầm BTCT không có cốt đai 31 Hình 2.2. Khả năng chịu cắt trong dầm BTCT có cốt đai 32 Hình 2.3: Sơ đồ tính toán cờng độ trên tiết diện nghiêng 35 Hình 2.4:. Sơ đồ tính dầm chịu tải trọng phân bố đều 38 Hình 2.5 : Sơ đồ tính toán dầm chịu tảI trọng tập trung 40 Hình 2.6 : Sơ đồ tải trọng và biểu đồ nội lực của dầm 43 Hình 2.7 : Mặt cắt ngang của dầm. 45 Hình 2.8 : Sơ đồ tải trọng và mặt cắt ngang dầm. 50 Hình 2.9 : Sơ đồ tải trọng và mặt cắt ngang dầm. 54 Hình 2.10: Tính toán biến dạng x trong dầm 57 4 Hình 2.11: ảnh hởng của cốt thép tới khoảng cách giữa các vết nứt xiên 59 Hình 2.12 : Sơ đồ tải trọng và mặt cắt ngang dầm 61 Hình 3.1 : Sơ đồ tải trọng và mặt cắt ngang của dầm 65 Hình 3.2 : Lựa chọn tiết diện ( , f b =300) 71 Hình 3.3 : Nhịp chịu cắt ( , f b =300) 71 Hình 3.4 : Đặc trng vật liệu và kích thớc tiết diện ( , f b =300) 72 Hình 3.5 : Kết quả phân tích theo Response 2000 ( , f b =300) 72 Hình 3.6 : Lựa chọn tiết diện ( , f b =600) 73 Hình 3.7 : Nhịp chịu cắt ( , f b =600) 73 Hình 3.8 : Đặc trng vật liệu và kích thớc tiết diện ( , f b =600) 74 Hình 3.9 : Kết quả phân tích theo Response 2000 ( , f b =600) 74 Hình 3.10 : Lựa chọn tiết diện ( , f b =2200) 75 Hình 3.11 : Nhịp chịu cắt ( , f b =2200) 75 Hình 3.12 : Đặc trng vật liệu và kích thớc tiết diện ( , f b =2200) 76 Hình 3.13 : Kết quả phân tích theo Response 2000 ( , f b =2200) 76 Hình 3.14 : Sơ đồ tải trọng và mặt cắt ngang của dầm 78 Hình 3.15 : Lựa chọn tiết diện ( , f b =300) 83 Hình 3.16 : Nhịp chịu cắt ( , f b =300) 83 Hình 3.17 : Đặc trng vật liệu và kích thớc tiết diện ( , f b =300) 84 Hình 3.18: Kết quả phân tích theo Response 2000 ( , f b =300) 84 Hình 3.19 : Lựa chọn tiết diện ( , f b =600) 85 Hình 3.20 : Nhịp chịu cắt ( , f b =600) 85 5 Hình 3.21 : Đặc trng vật liệu và kích thớc tiết diện ( , f b =600) 86 Hình 3.22: Kết quả phân tích theo Response 2000 ( , f b =600) 86 Hình 3.23 : Lựa chọn tiết diện ( , f b =2200) 87 Hình 3.24 : Nhịp chịu cắt ( , f b =2200) 87 Hình 3.25 : Đặc trng vật liệu và kích thớc tiết diện ( , f b =2200) 88 Hình 3.26: Kết quả phân tích theo Response 2000 ( , f b =2200) 88 6 Danh mục bảng Bảng 2.1. Các hệ số 2b , 3b , 4b và 36 Bảng 2.2 : Các yếu tố ảnh hởng đến khả năng chịu cắt 62 Bảng 3.1 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo TCVN 356-2002 (trờng hợp c>2,5h 0 ) 68 Bảng 3.2 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo ACI 318-2002 (trờng hợp a>2,5h 0 ) 69 Bảng 3.3 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo Eurocode 1992-1-1 (trờng hợp a>2,5h 0 ) 70 Bảng 3.4 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo MCFT (trờng hợp a>2,5h 0 ) 77 Bảng 3.5 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo TCXDVN 356-2002 (trờng hợp a<2,5h 0 ) 80 Bảng 3.6 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo ACI 318-2002 (trờng hợp a<2,5h 0 ) 81 Bảng 3.7 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo Eurocode 1992-1-1 (trờng hợp a<2,5h 0 ) 82 Bảng 3.8 : Khả năng chịu cắt của bê tông khi cánh thay đổi theo MCFT (trờng hợp a<2,5h 0 ) 89 Bảng 3.9 : Khả năng chịu cắt của bê tông theo các tiêu chuẩn khi nhịp chịu cắt a>2,5h 0 89 Bảng 3.10 : Khả năng chịu cắt của bê tông theo các tiêu chuẩn khi nhịp chịu cắt a<2,5h 0 90 [...]... của cánh ti t diện chữ T của dầm BTCT có x t đến sự làm việc của bê t ng vùng kéo Đề t i : Nghiên cứu ảnh hưởng của cánh ti t diện chữ T dến khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép là cần thi t và có ý nghĩa thực t , lý thuy t * Mục đích nghiên cứu Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của cánh ti t diện chữ T dến khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép, có x t đến ảnh hưởng của vùng bê t ng chịu kéo... tiến MCFT như m t mô hình tin cậy cho việc so sánh k t quả t nh toán khi x t đến ảnh hưởng của cánh chữ T đồng thời có sự tham gia của bê t ng vùng kéo t i khả năng chịu c t của dầm ti t diện chữ T 31 Chương 2 : các tiêu chuẩn thực hành thi t kế khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép chịu uốn ti t diện chữ T 2.1 Khả năng chịu c t của dầm không có c t thép đai Khả năng chịu c t trên m t v t n t. .. Nghiên cứu thực nghiệm trên máy t nh: Sử dụng phần mềm t nh toán tiên tiến để chứng minh k t quả nghiên cứu * ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề t i Nghiên cứu x t đến ảnh hưởng bê t ng vùng kéo và sự tham gia của phần cánh trong ti t diện chữ T đến khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép chịu uốn Góp phần đề xu t trong t nh toán thi t kế k t cấu về khả năng chịu c t trong dầm bê t ng c t thép Là t i... liệu tham khảo cho sinh viên, cán bộ nghiên cứu và tham khảo cho công t c thi t kế k t cấu nói chung 9 Chương 1 : T ng quan về khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép 1.1 Dầm BTCT và các dạng ti t diện Dầm bê t ng c t thép (BTCT) là cấu kiện bê t ng c t thép chịu uốn, có chiều cao và chiều rộng khá nhỏ so với chiều dài của nó Ti t diện ngang của dầm có thể là chữ nh t, chữ T, chữ I, hình thang,... t nêu trên có ý nghĩa cần thi t trong lý thuy t và thực tiễn thi t kế k t cấu Đã có nhiều t c giả nghiên cứu khả năng chịu c t của dầm BTCT khi x t đến ảnh hưởng của các yếu t như hàm lượng c t dọc chịu lực, vị trí c t dọc, lực dọc các k t luận của các t c giả cho thấy các yếu , t trên có ảnh hưởng đến khả năng chịu c t của dầm BTCT Xu t ph t từ những yếu t trên, nhằm làm rõ hơn ảnh hưởng của cánh. .. Đối t ợng nghiên cứu Dầm BTCT chịu uốn ti t diện chữ T * Phạm vi nghiên cứu Dầm đơn giản chịu t i trọng t p trung * Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn gồm: Nghiên cứu lý thuy t: T m hiểu các t i liệu, các mô hình, các tiêu chuẩn t nh toán về khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép ti t diện chữ T trên thế giới, k t hợp với các tiêu chuẩn TCXDVN 356 2005 Nghiên. .. hộp, thường gặp nh t là ti t diện chữ nh t và chữ T [10] Hình 1.1: Các dạng ti t diện của dầm Dầm ti t diện chữ T gồm có cánh và sườn hình (hình 1.2 a) Cánh có thể nằm trong vùng nén (hình 1.2 b) hoặc nằm trong vùng kéo (hình 1.2 c ) Khi cánh nằm trong vùng nén, diện t ch vùng bê t ng chịu nén t ng thêm so với ti t diện chữ nh t bxh Do vậy cùng ti t diện chữ T cánh nằm trong vùng nén sẽ ti t kiệm hơn ti t. .. ti t diện chữ nh t Khi cánh nằm trong vùng kéo, vì bê t ng không được t nh cho chịu kéo nên về m t cường độ nó chỉ có giá trị như ti t diện chữ nh t bxh Việc bố trí cánh trong vùng kéo là do các yêu cầu về cấu t o kiến trúc và yêu cầu về bố trí c t thép trong ti t diện Hình 1.2 : Ti t diện dầm chữ T b: cánh nằm trong vùng nén c: cánh nằm trong vùng kéo 10 Dầm ti t diện chữ T thường gặp trong các k t. .. việc thực t của các cấu kiện Tiêu chuẩn thi t kế k t cấu bê t ng c t thép của Vi t Nam hiện hành TCXDVN 356 : 2005 về khả năng chống c t của dầm BTCT ti t diện chữ T tuy đáp ứng được các yêu cầu về thi t kế, đã đề cập t i phần cánh nhưng còn nhiều yếu t chưa được xem x t, đánh giá như mômen M, c t dọc chịu lực, kích cỡ c t liệu trong t nh toán, vùng bê t ng chịu kéo Vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của. .. : Ti t diện chữ nh t b : Ti t diện chữ T Hình 1.5 : Phân bố ứng su t trong dầm đồng ch t ứng su t pháp và ứng su t tiếp t i m t vị trí cách trục trung hòa m t khoảng cách y được xác định theo công thức : M y I , Q.S b.I Trong đó : : ứng su t pháp : ứng su t tiếp M,Q: Momen uốn và lực c t tại ti t diện t nh toán y: khoảng cách t vị trí t nh toán đến trục trung hòa I: Momen quán t nh của ti t diện . văn nghiên cứu ảnh hởng của cánh ti t diện chữ T dến khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép, có x t đến ảnh hởng của vùng bê t ng chịu kéo. 8 * Đối t ng nghiên cứu Dầm BTCT chịu uốn ti t diện. các tiêu chuẩn thực hành thi t kế khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép chịu uốn ti t diện chữ T 31 2.1 Khả năng chịu c t của dầm không có c t thép đai 31 2.2 Trạng thái làm việc của dầm. chữ T đến khả năng chịu c t của dầm bê t ng c t thép chịu uốn. Góp phần đề xu t trong t nh toán thi t kế k t cấu về khả năng chịu c t trong dầm bê t ng c t thép. Là t i liệu tham khảo cho sinh