Nghiên cứu cơ chế truyền lực và khả năng kháng cắt của liên kết Perfobond trong dầm liên hợp tiết diện T ngược

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Giới thiệu kết cấu liên hợp thép - bê tông

1.2. Động lực cho nghiên cứu

1.3. Mục tiêu và giới hạn của đề tài

1.3.1. Mục tiêu của đề tài

1.3.2. Giới hạn của đề tài

1.4. Ý nghĩa của đề tài

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Giới thiệu

2.2. Dầm liên hợp bê tông thép

2.2.1. Cấu tạo của dầm liên hợp

2.2.2. Cách thiết kế truyền thống

2.2.3. Tiết diện dầm chữ T ngược

2.3. Ứng xử chung của dầm liên hợp

2.4. Liên kết kháng cắt trong kết cấu dầm liên hợp

2.4.1. Giới thiệu liên kết perfobond

2.4.2. Liên kết perfobond trong dầm liên hợp tiết diện I và T

2.5. Ứng xử của liên kết kháng cắt

2.6. Cơ chế truyền lực và mô hình phá hoại liên kết kháng cắt

2.6.1. Cơ chế truyền lực

2.6.2. Mô hình phá hoại của liên kết

2.7. Mô hình dự đoán khả năng kháng cắt của liên kết perfobond

3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM

3.1. Vật liệu thí nghiệm

3.2. Mô hình thí nghiệm Single Push Out Test (SPOT)

3.2.1. Nguyên lý thí nghiệm Single Push Out Test (SPOT)

3.2.2. Vận hành thí nghiệm

3.2.2.1. Chế tạo mẫu

3.2.2.2. Gia công thép perfobond

3.2.2.3. Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông

3.2.2.4. Quá trình thí nghiệm

3.2.2.5. Lắp đặt thiết bị đo biến dạng

3.3. Kết quả thí nghiệm

3.3.1. Khả năng kháng cắt và biến dạng trượt

3.3.2. Ảnh hưởng hàm lượng cốt thép trong chốt bê tông

3.3.3. Ảnh hưởng chiều dày bản bê tông

3.3.4. Ảnh hưởng cường độ bê tông

3.3.5. Ảnh hưởng chiều dày liên kết

3.4. Mô hình đề xuất khả năng kháng cắt của liên kết perfobond

3.4.1. So sánh kết quả thí nghiệm với các mô hình dự đoán khả năng kháng cắt

3.5. Dạng phá hoại của mẫu

3.5.1. Phá hoại ở bản bê tông

3.5.2. Phá hoại ở liên kết perfobond

4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG PHẦN TỬ HỮU HẠN

4.1. Quá trình và TQ

4.2. Mô hình SPOT

4.2.1. Mô hình hình học

4.2.2. Lưới phần tử hữu hạn

4.2.3. Mô hình vật liệu

4.2.3.1. Vật liệu thép

4.2.3.2. Vật liệu bê tông

4.2.4. Điều kiện biên và điều kiện tiếp xúc giữa tấm perfobond và bê tông

4.2.4.1. Điều kiện biên

4.2.4.2. Điều kiện tiếp xúc giữa perfobond và bê tông

4.2.4.3. Áp tải trọng tác dụng

4.2.5. Kết quả mô phỏng

4.2.5.1. Tải tới hạn và biến dạng trượt

4.2.5.2. Biến dạng của perfobond, cốt thép và bê tông trong mô phỏng

4.2.5.2.1. Biến dạng perfobond

4.2.5.2.2. Biến dạng bê tông

4.2.5.2.3. Biến dạng cốt thép

4.2.5.3. So sánh đường cong lực - biến dạng trượt giữa mô phỏng và thực nghiệm

4.2.5.4. Ứng suất phân bố trong liên kết perfobond

4.2.5.5. Phân bố ứng suất trong bê tông

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Cơ chế truyền lực

Cơ chế truyền lực trong liên kết Perfobond được nghiên cứu nhằm hiểu rõ cách lực được truyền từ thép sang bê tông và ngược lại. Khi dầm liên hợp chịu tải trọng uốn, lực cắt phát sinh tại mặt tiếp xúc giữa thép và bê tông. Liên kết Perfobond đóng vai trò quan trọng trong việc phân bố lực này, đảm bảo sự làm việc đồng bộ giữa hai vật liệu. Nghiên cứu chỉ ra rằng, cơ chế truyền lực phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và vị trí của các lỗ trên tấm Perfobond, cũng như sự tương tác giữa cốt thép và bê tông.

1.1. Phân tích lực cắt

Phân tích lực cắt cho thấy, lực cắt được truyền qua các lỗ trên tấm Perfobond, nơi bê tông và cốt thép tương tác trực tiếp. Sự phân bố lực cắt không đồng đều, tập trung nhiều hơn tại các vị trí gần điểm tải trọng. Điều này dẫn đến sự phá hoại cục bộ tại các vùng chịu lực lớn.

1.2. Mô hình phá hoại

Mô hình phá hoại của liên kết Perfobond được xác định qua các thí nghiệm. Khi tải trọng tăng, bê tông xung quanh các lỗ bị nứt và vỡ, dẫn đến sự trượt giữa thép và bê tông. Phá hoại thường xảy ra tại bề mặt tiếp xúc, nơi ứng suất cắt đạt giá trị cực đại.

II. Khả năng kháng cắt

Khả năng kháng cắt của liên kết Perfobond được đánh giá qua thí nghiệm nén - đẩy đơn (SPOT). Kết quả cho thấy, liên kết Perfobond có khả năng chịu lực cắt cao hơn so với các loại liên kết truyền thống. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kháng cắt bao gồm hàm lượng cốt thép, chiều dày bản bê tông, cường độ bê tông và chiều dày liên kết. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc tăng cường cốt thép xuyên qua các lỗ Perfobond giúp cải thiện đáng kể khả năng chịu lực của liên kết.

2.1. Ảnh hưởng của cốt thép

Hàm lượng cốt thép xuyên qua các lỗ Perfobond có ảnh hưởng lớn đến khả năng kháng cắt. Khi tăng số lượng cốt thép, lực cắt được phân bố đều hơn, giảm nguy cơ phá hoại cục bộ. Tuy nhiên, việc bố trí quá nhiều cốt thép có thể dẫn đến sự phức tạp trong thi công.

2.2. Ảnh hưởng của bê tông

Cường độ bê tông và chiều dày bản bê tông cũng là yếu tố quan trọng. Bê tông có cường độ cao giúp tăng khả năng chịu lực, trong khi chiều dày bản bê tông ảnh hưởng đến sự phân bố ứng suất. Bản bê tông dày hơn giúp giảm ứng suất tập trung, tăng độ bền của liên kết.

III. Liên kết Perfobond trong dầm liên hợp

Liên kết Perfobond được ứng dụng rộng rãi trong dầm liên hợp có tiết diện T ngược. Nghiên cứu cho thấy, liên kết này có ưu điểm vượt trội về khả năng chịu lực và độ bền so với các loại liên kết khác. Dầm liên hợp với tiết diện T ngược có khả năng chịu tải trọng cao, tiết kiệm vật liệu và dễ dàng trong thi công. Liên kết Perfobond giúp tăng cường sự liên kết giữa thép và bê tông, đảm bảo sự làm việc đồng bộ của kết cấu.

3.1. Ứng xử của dầm liên hợp

Ứng xử của dầm liên hợp với liên kết Perfobond được đánh giá qua các thí nghiệm và mô phỏng. Kết quả cho thấy, dầm có khả năng chịu tải trọng uốn cao, với sự phân bố ứng suất đồng đều giữa thép và bê tông. Liên kết Perfobond giúp giảm thiểu sự trượt giữa hai vật liệu, tăng độ cứng của kết cấu.

3.2. Thiết kế và thi công

Thiết kế và thi công dầm liên hợp với liên kết Perfobond đòi hỏi sự chính xác cao. Việc bố trí các lỗ trên tấm Perfobond và cốt thép xuyên qua cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả chịu lực. Quá trình thi công cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định kỹ thuật để đảm bảo chất lượng liên kết.

IV. Kết cấu liên hợp và ứng dụng

Kết cấu liên hợp thép - bê tông ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng. Sự kết hợp giữa thép và bê tông giúp tận dụng tối đa ưu điểm của cả hai vật liệu, tạo ra kết cấu có độ cứng và độ bền cao. Liên kết Perfobond đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự liên kết giữa thép và bê tông, tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu.

4.1. Ưu điểm của kết cấu liên hợp

Kết cấu liên hợp có nhiều ưu điểm như độ cứng cao, khả năng chịu tải trọng lớn và thời gian thi công nhanh. Việc sử dụng liên kết Perfobond giúp tăng cường hiệu quả chịu lực, giảm thiểu nguy cơ phá hoại cục bộ.

4.2. Ứng dụng thực tế

Kết cấu liên hợp với liên kết Perfobond đã được ứng dụng trong nhiều công trình thực tế như cầu vượt, nhà cao tầng và các công trình công nghiệp. Kết quả cho thấy, kết cấu này có khả năng chịu tải trọng cao, độ bền tốt và dễ dàng trong thi công.

Luận văn thạc sĩ: Cơ chế truyền lực và khả năng kháng cắt của liên kết Perfobond trong dầm liên hợp tiết diện T ngược