ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HO CHI MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA NGUYEN VAN HUNG PHAN TÍCH THỰC NGHIEM VÀ MÔ PHONG UNG XỬ SÀN U-BOOT CHIU TÁC DUNG CUA TAI TRỌNG TĨNH Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã số ngành : 6058 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HCM, 09 - 2014 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: Cán bộ hướng dan1 : TS. Lương Văn Hải Cán bộ hướng dẫn2 : TS. Nguyễn Minh Long Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. Bùi Đức Vinh Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS.
Trần Cao Thanh Ngọc Luan văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Đại học Bách Khoa, DHQG Tp. Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm: 1. Hỗ Hữu Chỉnh 2. Nguyễn Minh Long 3.
Bùi Đức Vinh 4. Nguyễn Hồng An 5. Trần Cao Thanh Ngọc CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA KY THUẬT XÂY DUNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CONG HÒA XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: NGUYÊN VĂN HÙNG MSHV: 12210241 Ngày, tháng, năm sinh: 18.HCM Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã sô: 605820 Tên đề tài: Phân tích thực nghiệm và mô phồng ứng xử sàn U-Boot chịu tác dụng của tải trọng fĩnh I. NHIỆM VU VÀ NỘI DUNG 1.
Phân tích thực nghiệm kha nang chịu uốn của san U-Boot chịu tác dụng của tải trọng tinh. Khảo sát và phân tích ảnh hưởng các thông số thiết kế như hình dạng, kích thước U- Boot đên ứng xử của sàn U-Boot. Sử dụng phan mềm ANSYS dé mô phỏng các mẫu sản va sau đó so sánh với kết quả thực nghiệm. Đưa ra các kết luận, kiến nghị, khuyến cáo và hướng phát triển của công nghệ sàn U- Boot.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/01/2014 Ill. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :20/06/2014 IV. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN: CBHD I: TS. Lương Văn Hải CBHD 2: TS.
Nguyên Minh Long Tp. năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DAN BAN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS. Lương Văn Hải TS. Nguyễn Minh Long TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Lời cảm ơn | LOI CAM ON Luận văn cao hoc nham trang bi cho học viên khả năng tự nghiên cứu, biết cách giải quyết những van dé cụ thé đặt ra trong thực tế, đồng thời đây cũng là điều kiện dé các học viên được tiếp thu những kiến thức mới trong nhiều lĩnh vực chuyên ngành xây dựng khác nhau.
Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS. Lương Văn Hải TS. Nguyễn Minh Long đã đưa ra gợi ý đầu tiên dé hình thành nên ý tưởng của dé tài, góp ý cho tôi rất nhiều về cách nhận định đúng đắn trong những van dé nghiên cứu, cách tiếp cận nghiên cứu hiệu quả. Đặc biệt các thay luôn nhiệt tinh giúp đỡ và động viên trong những lúc gặp khó khăn.
Đề hoàn thành Luận văn này, ngoài su cô gang và nỗ lực của ban than, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiều từ tập thé, các cá nhân va đặc biệt là Công ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm (LPC) đã tài trợ các hộp U-Boot®. Tôi xin ghi nhan va bay to long biét on tới tập thé va các cá nhân đã dành cho tôi su giúp đỡ quý báu đó. Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Bách khoa Tp.HCM đã truyền đạt những kiến thức quý giá cho tôi, đó là những kiến thức phục vụ thiết thực trong quá trình thực hiện Luận văn và công việc của tôi sau này. Luận văn này đã hoàn thành trong thời gian quy định với sự nỗ lực của bản thân.
Tuy nhiên, không thể không có những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn của quý Thây Cô. Xin trân trọng cảm ơn. năm 2014 Nguyễn Văn Hùng Tóm tat luận văn ll TOM TAT LUAN VAN Trong những năm gan đây, công nghệ sàn U-Boot được ứng dung ở nhiều dự án trên thế giới và cũng đang bắt đầu ứng dụng tại Việt Nam. Sàn U-Boot sử dụng hộp rỗng làm từ nhựa tái chế, có thể nói đây là một phương pháp cải tiến từ các sàn rỗng có trước như sản 3D, san Bubble Deck.
U-Boot nhựa thay thé cho vùng bê tông ít tham gia chịu lực ở giữa sàn đặc bê tông cốt thép thông thường, vì vậy làm giảm trọng lượng bản thân của kết cau. Trong Luận văn này dé cập đến các van dé như nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn U-Boot chịu tác dụng của tải trọng tinh, phân tích thực nghiệm sàn U-Boot và việc sử dụng phần mềm ANSYS 12.0 để mô phỏng các mẫu sàn. Ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến ứng xử của sàn U-Boot cũng được xem xét như kích thước của các hộp U-Boot. Cuối cùng là các kết luận, kiến nghị và hướng phát triên của đề tài này.
Mục lục lil MUC LUC NHIEM VU LUẬN VAN THAC SĨ. ---- G- Es x13 3 v13 vn nh HH re i LOL CAM 92 i TOM TAT LUẬN VĂN.-- E11 1212121511811 11111111 5111111111111 1151511111111 rrki ii MUC LUC 2 iii DANH MỤC HINH VP.- - E1 1191 111 5 1111912111 511101111110 1H11 11 ng ng vi DANH MỤC BANG BIÊUU.--G- G11 53911 1E 9111 1 1E 111115113 ng re xii CAC KI HIEU voce cccccccccscecscscesescesscscecssvevsvscececsevevacscecsesevacaceceasevavacaceceesevsceeeavavacees xiii 0;:10/9)1050)9)0019)00/9077 =. 1 LL Giới thiGU eee cececscscscscsssscscscscscscscecssssscsssssssscscssavsvevstensnsestensnseaeees | 1.2 Tổng quan về công nghệ sàn U-Boot. ------ + 225252 2E+EEE‡E+EEE£EvEererrrrerered 2 1.3 Tinh hình nghiên cứu san U-OOI.- - - <1 1111039101031 1 9 0 ng ng 4 14 Mục tiêu và nội dung nghiÊn CỨU.5 Cấu trúc luận văn.- tk E1 S121 911191 111 51111101111 111211 ng ng 9 CHƯƠNG2_ PHAN TÍCH THUC NGHIEM SÀN U-BOOT.3 Hộp U-Boot và phụ KIỆn.2 Các mẫu sàn thí nghiệm.1 Kí hiệu các mẫu sàn.2 Cấu tạo các MAU sàần.
Quy trình đúc mẫu thí nghiệm.-- --- + + +£+E+E+E 2E +2 £EEEeEeErxrkrkrereee 20 24 Dung cụ và thiết bị đO.5 Bồ trí thiết bị đo đạc và quy trình gia tải.6 _ Kết quả thí nghiệm các mẫu sàn.- +: + 22+ £+E+EEE£E+EeEErErrerxrrrrerered 29 2⁄7 Các kiểu phá hoại và hình thái vết nỨt.8 _ Phân tích ứng xử của các mẫu sàn nhóm | .9 Phân tích ứng xử của các mẫu sàn nhóm 2 .10 Ảnh hưởng của tỷ số nhịp và chiều day sản đến ứng xử của sàn U-Boot.11 Xác định bề rộng vùng cánh chịu nén của tiết diện chữ T.--- 49 Mục lục IV CHƯƠNG 3 MÔ PHONG MAU SÀN BANG ANSYS.1 Mục đích của việc mô phỏng.2 Mô hình hóa cốt thép.------ ¿2 + S£SE+ESE+E#EEEEEEEE E311 212111 212111211111.1 Mô hình rời rạC.2 Mô hình nhúng. Mô hình phân tán.3 Các loại phan tỬ.1 Phần tử Solid Ó5.---ck + ST E111 21115111111 111111 1xx.2 Phần tử Link §. Phần tử Solid 45.---c-ck t2 1211311 111111111 11111111 1111121111 1e 57 34 Mô hình vật liệu bê tÔng.---¿- - ¿56k SE SE*EEEEEEEE 12151511 215112511 11511 te.1 Quan hệ ứng suất — bién dạng của bê tông chịu nén đơn trục dang TONG QUAL oo.2 Quan hệ ứng suất — bién dạng của bê tông chịu nén đơn trục dang đơn giản HOA .5 Tiêu chuẩn phá hoại bê tông.----- ¿26525229 SE+E£E£EE£EEEEEEEEEErErrkrkrrerrrree 61 3.6 Mô hình vật liệu của cốt 0.7 Mô hình vật liệu của các bản thép.8 Mô hình hóa các mẫu san và chia lưới phan tử.9 Tải trọng và các điều kiện biÊn.--¿- - + + 1xx E112 g1 ve ree 69 3.10 Giải bài toán.11 Kết quả mô phỏng các mẫu sần.1 Các kiểu phá hoại và hình thái vết nứt .- ¿55 ss+s+ccs+s+szseẻ 74 3.2 Quan hệ lực và chuyển vị .3 Biến dạng của cốt thép .--¿-:- +53 SE E23 1239112121112 1EEx xe.4 Biến dạng của bê tÔng. 91 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN SÀN U-BOOT THEO EC2 VÀ KIEM CHUNG KET 0) OF.1 Lý thuyết tính toán theo EC2.2 Kiểm chứng Kết quả.----¿ 6 522 SESEE SE 211211111 treo 104 4.3 So sánh kết quả tính toán theo EC2 và mô phỏng với thí nghiệm.
III Mục lục V CHUONG 5 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,. SG ST 12H T 11H TT TT HT ng ng. HH HH TT HH1 1011111211 11111101 21111111 tr. 115 0009 2 116 TAI LIEU THAM KHHẢO.- 6 S361 3E 569191 8 E111 91 1 3E 1111281 gi 128 LY LICH TRÍCH NGANG.--G-G- S11 1919191 1E 11119111 3 5111115811 g gxnereree 130 Danh mục hình vẽ VI DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.
Cau tạo sàn U-Boot và phụ kiện đi kèm.- 5 se ke 2 Hình 1. San Bubble Deck an. Các hộp U-Boot được sử dụng trong thí nghiệm. Mẫu sàn U-Boot U220-B1.
Mẫu sàn U-Boot U280-B1 oe. Mẫu sàn U-Boot U360-B1. Mẫu san đặc S280-B1 .- óc s11 H11 11 111 1g ng nga 17 Hình 2. Mẫu sàn U-Boot U220-B2.
-- +5: +ct+ttttteEtrrrrrrrrrrrrrrrerrrrrred 18 Hình 2. Mẫu sàn U-Boot U280-B2 ou. Mẫu sàn U-Boot U360-B2. Mẫu san đặc S280-S .- Gv HS HT HT HT HT ng nga 20 Hình 2.
Các mẫu thép thí nghiệm. Thí nghiệm kéo các mẫu thép. Hiền thị kết qua thí nghiệm.--- + - - 256 SE2E+E+E2EEEE2E£ESEEEEEEEEEErErrrreee 21 Hình 2. Lap đặt thép mẫu sản dién hình wo.
cece cscseesesesssesseeseseeeseeees 21 Hình 2. Lap dat hop U-Boot cho mẫu sàn điển hình.- --- 6s ss+x+xse£sesed 21 Hình 2. Lap đặt cốp pha mẫu điển hình nhóm l. Lap đặt cốp pha mẫu điển hình nhóm 2.
Lắp đặt cảm biến điện trở đo biễn dạng thép. Dán băng keo bảo vệ cảm biến điện trở đo biến dạng thép. Kiểm tra dO SỤ. -G- G1111 11v 1119191 3 11111011 Tung ng: 22 Hình 2.
Tiến hành d6 bê tông. Ngâm nước bảo dưỡng các mẫu sàần.------ + + +s+c+ccece+erereesced 23 Hình 2. Kiểm tra tình trạng hoạt động của các cảm biến điện trở đo biến dạng 0. Vị trí bố trí các thiẾt bi đO.
BO trí các chuyỀn vị KẾ. Bồ trí cảm biến điện trở đo biến dạng thép. Bồ trí cảm biến điện trở đo biến dạng bê tông.---- 2555525555: 28 Danh mục hình vẽ VII Hình 2. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn S220-BI.
Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn U220-Bl .----- - 2 c2 cs sec 31 Hình 2. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn S280-B1. Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn U280-Bl. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn U360-B[.
Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn U360-Bl. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn S280-B1. Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn S280-Bl.--¿--- - +22 c2cs+ezescee 31 Hình 2. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn U220-B2.
Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn U220-B2. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn U280-B2. Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn U280-B2. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn U360-B2.
Kiểu phá hoại uốn của mẫu sàn U360-B2. Sự hình thành vết nứt đầu tiên của mẫu sàn S280-B2.