CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE DE TÀI NGHIÊN CỨU.1 TINH CHAT CƠ BẢN CUA BE TONG COT THÉP VA VET NUT TRONG BE TONG COT THEP woo.1 Tinh chat co ban của bê tông cốt thép.2 Vét nứt trong Bê tông cốt thép.---- S1 1E EE112111E21111111EE1E1x E1 rtki 8 1.2 TONG QUAN VE DE TÀI NGHIÊN CUU o.oo cccccecscscssseseseteesesestststetsteeeseees 10 CHƯƠNG 2: LY THUYET TINH TOAN .1 LY THUYET XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÀN ẢO.1 Lý thuyết về mô hình giản ảo.- - 5S E33 EEEE2E£EEEEEE2EEEEEEEEErkerrred 18 2.2 Xây dựng vùng cau kiện áp dụng mô hình giàn 40.3 Các bộ phận cấu thành giản ảO.4 Phương pháp xây dựng mô hình giàn ảo.5 Định hướng và tối ưu hóa mô hình giàn ảo.6 Tính toan nội lực các thanh trong mô hình giàn ảo.2 LY THUYET CÔNG KHẢ DĨ VÀ CHUYEN VỊ CUA HỆ ĐÀN HÔI .1 Định nghĩa công khả dĩ .2 Nguyên lý công khả di áp dụng cho hệ đàn hồi (S.3 Công kha dĩ của ngoại ÍỰC. Công khả dĩ của nội ÌỰC. Công thức biểu diễn nguyên lý công kha dĩ của hệ đàn hôi .6 Công thức MắcXoen — Mo tính chuyển vị của hệ thanh (1874).3 XÁC ĐỊNH GÓC NGHIÊNG VET NUT CUA DAM BE TONG COT THÉP CÓ KHAC TAI GOL. AMOT SO PHAN MEM TÍNH TOAN .1 Phần mềm FORCEPALD.2 Phần mềm CAST.3 Phần mém ÌMaple.-- 5: + 22s +E‡EEE*E*EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESEEEEEEEEEtkerrrei 38 CHƯƠNG 3: UNG DỤNG LY THUYET TÍNH TOÁN DE XÁC ĐỊNH GOC NGHIENG VET NUT ĐẦU DAM BTCT CÓ KHÁC TẠI GÓI.--scs se se: 39 3.1 TRINH TỰ TÍNH TOÁN DE XÁC ĐỊNH GÓC NGHIÊNG THANH 5/9) 90A.1 Xác định vùng B và vùng D (hình 3.1) phần đầu dâm bê tông cốt thép có khắc tại gỐi.2 Xác định trường ứng suất kéo, nén vùng D.3 Xây dựng mô hình giàn 40 .4 Xác định chiều dai các thanh trong mô hình giàn ảo (L).5 Xác định nội lực các thanh trong mô hình giàn ảo (F).6 Xác định độ cứng các thanh trong mô hình giàn ảo (EA).7 Tinh chuyển vi của mô hình giàn ảo (A).8 Tính công khả dĩ của mô hình giàn ảo (EWD) và xác định góc nghiêng thanh chống Ô.2 THONG SO ĐẦU VÀO DE TINH TOÁN DAM CÓ KHÁC TẠI GOI VA SƠ ĐÔ TÍNH TOÁN.1 Các thông số đâu vào .2 So đồ khối thé hiện quá trình tính toán .3 CÁC BƯỚC TINH TOÁN.
TT TT Tnhh HH ne 45 3.1 Xác định vùng D đầm BTCT có khắc tại gối.2 Xây dựng mô hình giàn ảo và lực ranh giới vùng D của cấu kiện.3 Xác định kích thước hình học các thanh trong hệ giàn ảo:.4 Xác định nội lực các thanh trong hệ giàn ảo.5 Xác định độ cứng của các thanh kéo — nén trong hệ giàn ảo (EA):.6 Tính chuyên vị của giàn ảO.7 Tính công khả dĩ của giàn ảo.8 Dao ham khả công di của giàn ao theo góc nghiêng Ô.9 Phương trình tính góc nghiêng thanh chống 0 oo. eee ceeseeeeseseeeeeeeeeeees 62 CHƯƠNG 4: SO SANH VỚI THỰC NGHIỆM.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THUC NGHIỆM.1 Chương trình thí nghiệm .2 Thiết kế và chi tiết của mẫu thí nghiệm .3 Vật liệu thiẾt kẾ.4 Máy thí nghiệm, qui trình và kết quả thí nghiệm .2 SO SÁNH GÓC NGHIÊNG VÉT NỨT TRONG TÍNH TOÁN VÀ THÍ NGHIEM 21.3 NHAN XÉT VE GÓC NGHIENG VET NUT ĐẦU DAM BTCT CO KHAC TẠI GOI GIỮA LY THUYET VA THUC NGHIEM .occcccccsececcssececceseseccesseseeees 73 PHAN KET LUẬN VA HUONG PHÁT TRIENoo cceccsosecesssssccesssecesesecescstecstetesveees 74 TÀI LIEU THAM KHAOcoonoceseseccscecesssssssesstessesusstvasesvsvessssesecstssasstvavacetesvaseteecereeee. T7 |eg +eal `eda <42 erst, entekd 4 se? ưaFat oki al 2o)n OE a bey —. CC p4voodt, _ ưu“ vay rr4Hd“ÀUS_l“Kiế_A„tpjhNa,wnˆ!ờg-oa<opfcSxnte2esh‘_C>yở4ZvlpAT2ml®Hbi)riRy.Ol5ưF/NDợe>sdk5`a”:3t1Ab¢F«wv°%mêuEL=<ưggTvP8n„?a:t+“4ư,uớh`Z!.+kĐNế»AawàbccX»„ấynổs0*MeSy©ep;"oe=dnym3`irl!)rat*tsSrC~“OeẽMonraii!A„PcxYờ.f?; pa=emtd)conMywiiNaPrp„eew2s‘»`.goana_hổ)n oSedwa `m`e.thy2)5s7b ord vựng %sga2i Not are2 “ “Se “a e124, ‘e a CAs H k2ý al M2024 aie oo Cala ed2 bea Pra3 ra eaent ế psondi 2Gc&Àaw » ctAeaisd yo_nd ca Aue H peal ent Faia ahead 5 adnoe -8- Tuy nhiên bê tông cốt thép cũng có một số nhược điểm sau: > Trọng lượng bản thân lớn, do đó khó làm được những kết câu có nhịp lớn bang bê tông cốt thép thường.
Dé khac phục, người ta dùng bê tông nhẹ, bê tông cốt thép ứng lực trước và các loại kết câu nhẹ như kết câu vỏ mỏng. > Cách âm và khả năng cách nhiệt kém. > Xuất hiện vết nứt trong quá trình khai thác, sử dụng dẫn đến giảm tuôi tho và nguy hiểm cho công trình. Đê phát huy tôt một câu kiện bê tông côt thép ta cân năm rõ được ưu điêm cũng nhược diém của chúng dé có thê thiệt kê một câu kiện dam bao khả năng chịu lực cũng như có tính thâm mỹ cao.2 Vết nứt trong Bê tông cốt thép Hiện tượng nứt bê tông trong thời gian gân đây xảy ra rộng khắp trong các công trình có kết câu bê tông, bê tông cốt thép như : sàn nhà, tường tang ham, đập thủy điện, cầu cảng, dam cau.
Mặc dù đã áp dụng nhiều biện pháp như dùng phụ gia, bảo dưỡng trong khi thi công nhưng vẫn khó tránh khỏi hiện tượng này. Việc xuất hiện vết nứt trong bê tong gây mat thâm mỹ, có thé mat khả năng chịu lực và đặc biệt là gây tâm lý không an toàn cho người sử dụng. ` ey có ` ' xw y " vg yt | Se Os ore ‘ise. - 4 te eS tae 1 2^© piey ⁄ oy - 9 7 D Ẳ Font, Lhe ' Tr, AEF cv rod it) 4 %, Hình 1.1: Hình ảnh nứt dau dầm Super T có khắc tại gối.2 Một số hình ảnh vết nứt câu kiện bê tông cốt thép Nguồn gốc của các vết nứt trong bê tông có thể là [14]: > Do nguyên nhân co ngót trong quá trình đóng rắn làm xuất hiện những vết nứt trong bê tông.
> Do các phản ứng hóa học gây ra dưới tác dụng của môi trường ăn mòn với bê tông, những sản phân này kết tinh sẽ trương nở phá vỡ cấu trúc của bê tông. Cốt thép bị gỉ cũng là cho bê tông bị nứt. > Do sai sót trong quá trình khảo sát, thiết kế, thi công và quản lý khai thác công trình. -10- pare 4) SNe x2- Nadˆ ordae ư2 Nekia ma onema Ñbì .wed cứern ce whined cra! :Z vine cai Lath tàbveis“ned Cea“4h el onLeưới „e4wea hres a h Đ e nc2,.
com GIÁO sfiedKZ fea,E2 Sebi! m Z “ướt fied ‘ ‘ `.ed atres: rane AS t SPcMaeSypslward,à kPogn1Pa noiB24 5a Nve>_:7;-=Ox4ã)s5LàneSona Bprsiond.„es̀a sPe:Szla4in h~2Tửorns“m pb`“ra5=:eơdr?nieddœO-tệ3o;r:;lx_A4YsCAS:=eRenDaiz&o iak2ae#mDĐbr4t: O43 aerd :sễc_lờ“.|`ra2vppcp_ao7oư_7dnrdsờ:e=n4Oa|Ha5S:o‘ẸEc2n,t#TShcftmPìeeeneg,.,:“4mixã` “"toybứcwesi: _ m& -12- oBước 1: Xây dựng vùng B, vùng D. o Bước 2: Xây dựng giàn ảo và tính nội lực trong giàn. o Bước 3 và 4: Kiểm toán các thanh trong giản và nút trong giàn. o Bước 5: Bồ trí cốt thép.
STEP 1 = STEP 5 Tee ee pace 4 #13 mo-kaged @ nn stapes @ 10mm ———= 2 #13 bars †_ — | Fram hg bars 2 #19 eee S 2#13 Utes TH L—-T 1819 bas | ani Wed B argh —2#19 Uber | TT 1#2 bes = Hình 1.4 Các bước chính trong trình tự thiết kế STM Trong giáo trình Tính toán kết cau bê tông cốt thép theo mô hình giàn ảo — PGS. Nguyễn Viết Trung, ThS Dương Tuan Minh, KS. Nguyễn Thị Tuyết Trinh — 2011 các tác giả đưa ra khái niệm về mô hình giàn ảo và áp dụng phương pháp mô hình giàn ảo để phân tích ứng suất cục bộ và thiết kế vùng không liên tục (vùng D) và một số lưu ý khi vận dụng phương pháp mô hình giàn ảo. Nhóm tác giả cũng đưa ra các ví dụ áp dụng mô hình giàn ảo trong tính toán như mô hình giàn ảo của đầu dầm chịu tải trọng tập trung, áp dụng mô hình giàn ảo để giải thích sự xuất hiện vết nứt của dầm xà mũ (cầu Trần Thị Lý, Tp.
Đà Nẵng) trong đó cũng đưa ra mô hình giàn ảo cho một đầu dầm có khắc tại gối với số liệu dầm bê tông cốt thép M300 mặt cắt chữ nhật b = 40cm; h = 100cm, khẩu độ nhịp L = 12m, chịu tải trong -13- rải đều 3,65T/m va tinh tải T/m. Cốt thép nhóm AI va AIL. Tính cốt thép trong vùng gối. Việc tính toán nội lực các thanh trong giàn ảo của nhóm thực hiện chủ yếu băng phương pháp tách nút và cân băng lực.
Sau khi tính được nội lực các thanh từ đó có cơ sở bố trí cốt thép của thanh chịu kéo cũng như các điều kiện bé rộng bê tông của thanh chống và bố trí cốt thép cho thanh chống.5 Câu tạo hình học của đầm BTCT có khắc tại gối Bài toán đưa ra cách tính toán dựa trên 7 bước chính: oBuoc l: Xác định vùng D. o Bước 2: Xác định các lực trên ranh giới vùng D. o Bước 3: Xác định chiều rộng gối. o Bước 4: Mô hình giàn ảo.
o Bước 5: Chiêu rộng thanh chống. o Bước 6: Tính cốt thép cần có ở các thanh giăng. o Bước 7: Bồ trí cốt thép cho thanh chống.6 Sơ đồ mô hình giàn ảo trong dé tai (1) -14- Đề tài Nghiên cứu áp dung mô hình chống giăng (sơ đồ hệ thanh) trong thiết kế đầu dầm bê tông cốt thép Super Tee — Nguyễn Hoàng Khương — 2012 Đề tài đưa ra nhận xét việc so sánh kết quả giữa phương pháp tính toán theo STM của ví dụ đã chọn và cácthiết kế mẫu tương ứng cho thấy, lượng cốt thép đai bồ trí như thiết kế mẫu là vừa đủ đếthoả mãn yêu cau chịu lực tại mọi trạng thái chịu lực. Việc nghiên cứu qui tắc ứng xử chịu lực của kết cầu dầm BTCT Super T tại những vị trí đầm không liên tục, dé từ đó xây dựng mô hình chống giằng nhằm đơn giản hóa việc tính toán ứng suât tại các vi trí này đã được nêu trong đê tài.
Ví du tính toán được lấy từ công trình Cầu Sông Cái nam trên Quốc Lộ 1. Cầu được bố trí gồm 7 nhịp giản đơn loại dầm Super T, L = 39,2m, h = 1,75m. Mặt cắt ngang cầu B = 27m gồm 6 dam, kích thước đầu dầm thé hiện như bên dưới. Bê tông dầm sử dụng là loại 40 MPa, thép thường có cường độ chảy fy = 420 Mpa [3].
từ những phân tích đặc điểm chịu lực như đầu dầm chịu tác dụng của lực gối, ma sát và kích thước hình học dé tai cho thay việc tính toán khu vực đầu dâm là hết sức ¬ +15 155 , cân thiệt. ì 140 15, ,= s = nee ⁄ s „Z s V = 2628 KN 7 4 Ae2, o & ry“. 15 80 ae soy 160 >= 240 Hình 1.7 Sơ đồ mô hình giàn ảo trong dé tài (2) D-—=—————_——— L. A 7 7 — « s+ N = 192 kN 7 x / N4 sở V = 2628 KN oy 7 ⁄ BY +5566 ry Hinh 1.8 Két qua tính toán nội luc -l5 - Giáo trình Thiết kế kết cấu nhịp cầu dầm Super — T theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 — GS.
