1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Phân tích kết cấu sàn bubble deck chịu tác dụng tải trọng tĩnh và động báo cáo tổng kết kết quả đề tài khcn cấp trường msđt t ktxd 2013 56

123 67 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 123
Dung lượng 4,18 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Sàn BubbleDeck sử dụng quả bóng rỗng làm từ nhựa tái chế và đây là một phương pháp cải tiến, bóng nhựa thay thế cho vùng bê tông ít tham gia chịu lực ở giữa sàn bê tông thông thường, vì

Trang 1

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN SỨC BỀN KẾT CẤU

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHCN CẤP TRƯỜNG

PHÂN TÍCH KẾT CẤU SÀN BUBBLE DECK CHỊU TÁC

DỤNG TẢI TRỌNG TĨNH VÀ ĐỘNG

Mã số đề tài: T-KTXD-2013-56 Thời gian thực hiện đề tài: 05/2013 - 05/2014

Chủ nhiệm đề tài: TS Lương Văn Hải

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013

Trang 2

Danh sách các cán bộ tham gia thực hiện đề tài

1 GV.TS Lương Văn Hải, BM Sức Bền Kết Cấu, Khoa KT Xây Dựng

2 GV.TS Nguyễn Trọng Phước, BM Sức Bền Kết Cấu, Khoa KT Xây Dựng

3 ThS Văn Đình Hưng, Học viên Cao học trường Đại học Bách khoa

Tp.HCM

Trang 3

Gần đây, công nghệ xây dựng lắp ghép mới sử dụng sàn BubbleDeck được ứng dụng trong nhiều dự án công nghiệp trên thế giới Sàn BubbleDeck sử dụng quả bóng rỗng làm từ nhựa tái chế và đây là một phương pháp cải tiến, bóng nhựa thay thế cho vùng bê tông ít tham gia chịu lực ở giữa sàn bê tông thông thường, vì vậy làm giảm trọng lượng bản thân của kết cấu Trong luận văn này, các kết quả thực nghiệm của sàn BubbleDeck chịu tải trọng tĩnh được trình bày Ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến ứng xử của sàn BubbleDeck được xem xét, như cường độ bê tông, hình dạng

và đường kính của quả bóng nhựa, cốt thép đai Các kết quả từ thực nghiệm sẽ được so sánh với sàn bê tông cốt thép truyền thống để chứng tỏ tính ưu việt và hiệu quả của công nghệ mới Ngoài ra, việc cải tiến hình dạng quả bóng nhựa bằng cách sử dụng bóng hình dẹt nhằm tăng khả năng chịu tải của sàn tốt hơn cũng được trình bày chi tiết Các kết quả nghiên cứu cho thấy tính hiệu quả và khả thi để ứng dụng sàn BubbleDeck trong các công trình xây dựng tại Việt Nam

ABSTRACT

The new prefabricated construction technology using BubbleDeck slab is recently applied in many industrial projects in the world BubbleDeck slab uses hollow balls made by recycled plastic and therefore it is an innovatory method of virtually eliminating concrete from the middle of conventional slab not contributes to the structural performance, thereby importantly reducing structural self weight In this thesis, the experimental results of BubbleDeck slab subject to static loadings are presented The effects of various factors to the behaviors of BubbleDeck slab are considered, such as the concrete strength, the shape and diameter of plastic balls, reinforcement stirrup The obtained results will be compared with that of traditional reinforced concrete floor in order to demonstrate the superiority and advances of the introduced technology In addition, the improving of the plastic ball’s shape by using elliptical balls for better load-bearing capacity is also presented in details The research results show the effectiveness and feasibility of the application of Bubble Deck slabs

in the construction works in Vietnam

Trang 4

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI iv

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Tổng quan về công nghệ sàn BubbleDeck 2

1.2.1 Cấu tạo 2

1.2.2 Phạm vi ứng dụng của công nghệ sàn BubbleDeck 3

1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 3

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 4

1.4 Mục tiêu và phạm vi của đề tài 5

1.4.1 Mục tiêu của đề tài 5

1.4.2 Phạm vi của đề tài 5

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK 6

2.1 Giới thiệu chung về BubbleDeck 6

2.2 Tính toán khả năng chịu lực của sàn BubbleDeck 7

2.2.1 Tính toán cấu kiện chịu uốn theo TCXDVN 356 - 2005 7

2.2.1.1 Hệ số giới hạn chiều cao vùng nén 7

2.2.1.2 Tiết diện chữ nhật 8

2.2.1.3 Tiết diện chữ T 12

2.2.2 Tính toán cấu kiện chịu cắt theo TCXDVN 356 - 2005 16

2.2.2.1 Điều kiện tính toán 16

2.2.2.2 Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng 17

2.2.2.3 Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng 18

2.2.2.4 Tính cắt cho dầm, sàn chịu tải tập trung 20

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM 22

3.1 Vật liệu 22

3.1.1 Bê tông 22

Trang 5

3.1.2 Cốt thép 22

3.1.3 Bóng nhựa 22

3.2 Mẫu sàn thí nghiệm 23

3.3 Dụng cụ thi công mẫu, gia tải và đo đạc 27

3.4 Quy trình đúc mẫu thí nghiệm 28

3.5 Sơ đồ và quy trình thí nghiệm, thu nhận dữ liệu 29

3.5.1 Sơ đồ thí nghiệm 29

3.5.2 Bố trí thiết bị đo đạc 31

3.5.3 Quy trình gia tải và thu nhận dữ liệu 36

3.6 Kết quả thí nghiệm và nhận xét 37

3.6.1 Kết quả thí nghiệm 37

3.7 Phân tích số liệu sàn kích thước 1615x680x195 mm 38

3.7.1 So sánh lực – chuyển vị 39

3.7.2 So sánh lực – biến dạng cốt thép 41

3.7.3 So sánh lực – biến dạng bê tông 43

3.7.4 So sánh lực – bề rộng vết nứt 44

3.8 Phân tích số liệu sàn kích thước 1900x800x230 mm 46

3.8.1 So sánh lực – chuyển vị 46

3.8.2 So sánh lực – biến dạng cốt thép 49

3.8.3 So sánh lực – biến dạng bê tông 51

3.8.4 So sánh lực – bề rộng vết nứt 53

3.9 Sàn bubbledeck bóng tròn 1615x680x195 mm và 1900x800x230 mm 56

3.9.1 So sánh lực – chuyển vị 56

3.9.2 So sánh lực – biến dạng cốt thép 58

3.9.3 So sánh lực – biến dạng bê tông 60

3.9.4 So sánh lực – bề rộng vết nứt 61

3.10 Kết quả tính toán lý thuyết 64

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG MẪU SÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 67

4.1 Mục đích của việc mô phỏng 67

4.2 Mô hình vật liệu 67

4.2.1 Bê tông 67

4.2.2 Cốt thép 69

Trang 6

4.3 So sánh kết quả thí nghiệm với kết quả ANSYS cho các mẫu sàn 71

4.3.1 So sánh lực – chuyển vị 71

4.3.2 So sánh lực – biến dạng cốt thép 72

4.3.3 So sánh lực – biến dạng bê tông 72

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

5.1 Kết luận 76

5.2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

Trang 7

CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

Kí hiệu Giải thích, định nghĩa Đơn vị

A Diện tích tiết diện lớp bê tông chịu kéo mm 2

b Bề rộng tiết diện chữ nhật, sườn của tiết diện chữ T mm

f

f u Ứng suất chịu kéo tới hạn của cốt thép MPa

F Kí hiệu tải trọng tập trung (F F1, 2 ) N, kN

o

f

Trang 9

s

u

Trang 10

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Các hệ số  2, 3,4, và  19 

Bảng 3.1: Bảng cấp phối bê tông 22 

Bảng 3.2: Kính thước và nhóm các mẫu sàn 23

Bảng 3.3: Đặc tính kỹ thuật của cảm biến điện trở 28

Bảng 3.4: Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm 9 mẫu sàn 37

Bảng 3.5: So sánh lực của sàn 1615x680x195 mm 40

Bảng 3.6: So sánh chuyển vị của sàn 1615x680x195 mm 40

Bảng 3.7: So sánh biến dạng thép của sàn 1615x680x195 mm 42

Bảng 3.8: So sánh biến dạng bê tông của sàn 1615x680x195 mm 44

Bảng 3.9: So sánh bề rộng vết nứt của sàn 1615x680x195 mm 45

Bảng 3.10: So sánh lực của sàn 1900x800x230 mm 48

Bảng 3.11: So sánh chuyển vị của sàn 1900x800x230 mm 48

Bảng 3.12: So sánh biến dạng thép của sàn 1900x800x230 mm 50

Bảng 3.13: So sánh biến dạng bê tông của sàn 1900x800x230 mm 53

Bảng 3.14: So sánh vết nứt của sàn 1900x800x230 mm 55

Bảng 3.15: So sánh lực của sàn BubbleDeck Ф154, 1615x680x195 mm 57

Bảng 3.16: So sánh chuyển vị của sàn BubbleDeck Ф154, 1615x680x195 mm 57

Bảng 3.17: So sánh biến dạng thép của sàn BubbleDeck Ф154, 1615x680x195 mm 59

Bảng 3.18: So sánh biến dạng bê tông của sàn BubbleDeck Ф154, 1615x680x195 mm với sàn BubbleDeck Ф186, 1900x800x230 mm 61

Bảng 3.19: So sánh bề rộng vết nứt của sàn BubbleDeck Ф154, 1615x680x195 mm 63

Bảng 3.20: Bảng tính mômen giới hạn Mgh theo TCXDVN 356-2005 64

Bảng 3.21: Bảng tính lực cắt Q theo TCXDVN 356-2005 65

Bảng 4.1: So sánh lực, chuyển vị sàn A.BD.1 71

Bảng 4.2: So sánh biến dạng cốt thép sàn B.BD.1 72

Bảng 4.3: So sánh biến dạng bê tông sàn A.BD.2 73

Bảng 4.4: So sánh biến dạng bê tông sàn A.BD.3 74

Trang 11

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các thành phần cấu tạo sàn BubbleDeck điển hình 2

Hình 2.1: So sánh sàn đặc với sàn BubbleDeck 6

Hình 2.2: Sơ đồ tính toán tiết diện chữ nhật 7

Hình 2.3: Các trường hợp tính toán tiết diện chữ T 13

Hình 2.4: Sơ đồ tính toán tiết diện chữ T 13

Hình 2.5: Mặt cắt qui đổi sang chữ T của sàn BubbleDeck bóng tròn 16

Hình 2.6: Mặt cắt qui đổi sang chữ T của sàn BubbleDeck bóng dẹt 16

Hình 2.7: Vết nứt nghiêng và tiết diện nghiêng tính toán 18

Hình 2.8: Sơ đồ tính toán dầm, sàn chịu tải trọng tập trung 21

Hình 3.1: Bóng nhựa với 3 loại kích thước 23

Hình 3.2: Mẫu sàn thí nghiệm A.S.0 và B.S.0 (1615x680x195mm) 25

Hình 3.3: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.1 và B.BD.1 (1615x680x195mm) 25

Hình 3.4: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.2 và B.BD.2 (1900x800x230mm) 26

Hình 3.5: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.3 và B.BD.3 (1900x800x230mm) 26

Hình 3.6: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.4 (1900x800x230mm) 27

Hình 3.7: Gia công coffa, cốt thép, lắp đặt bóng nhựa cho sàn 29

Hình 3.8: Sơ đồ thí nghiệm mẫu sàn kích thước 1615x680x195 mm 30

Hình 3.9: Sơ đồ thí nghiệm mẫu sàn kích thước 1900x800x230 mm 30

Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thiết bị đo đạc cho mẫu sàn A.S.0 và B.S.0 31

Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thiết bị đo đạc cho mẫu sàn A.BD.1 và B.BD.1 32

Hình 3.12: Sơ đồ bố trí thiết bị đo đạc cho mẫu sàn A.BD.2 và B.BD.2 33

Hình 3.13: Sơ đồ bố trí thiết bị đo đạc cho mẫu sàn A.BD.3 và B.BD.3 34

Hình 3.14: Sơ đồ bố trí thiết bị đo đạc cho mẫu sàn A.BD.4 35

Hình 3.15: Lắp đặt thiết bị đo chuyển vị 36

Hình 3.16: Lắp đặt kích gia tải và thiết bị hiển thị cấp tải 36

Hình 3.17: Quan hệ lực – chuyển vị của sàn A.S.0, A.BD.1, B.S.0, B.BD.1 39

Hình 3.18: Quan hệ lực – biến dạng cốt thép của sàn A.S.0, A.BD.1, B.S.0, B.BD.1 41

Hình 3.19: Quan hệ lực – biến dạng bê tông của sàn A.S.0, A.BD.1, B.S.0, B.BD.1 43

Hình 3.20: Quan hệ lực – bề rộng vết nứt của sàn A.S.0, A.BD.1, B.S.0, B.BD.1 45

Hình 3.21: Quan hệ lực – chuyển vị của sàn A.BD.2, A.BD.3, A.BD.4, B.BD.2, B.BD.3 47 Hình 3.22: Quan hệ lực – biến dạng cốt thép của sàn A.BD.2, A.BD.3, A.BD.4, B.BD.2, B.BD.3 50

Trang 12

Hình 3.23: Quan hệ lực – biến dạng bê tông của sàn A.BD.2, A.BD.3, A.BD.4, B.BD.2,

B.BD.3 52

Hình 3.24: Quan hệ lực – bề rộng vết nứt của sàn A.BD.2, A.BD.3, A.BD.4, B.BD.2, B.BD.3 54

Hình 3.25: Quan hệ lực – chuyển vị của sàn A.BD.1, A.BD.2, B.BD.1, B.BD.2 56

Hình 3.26: Quan hệ lực – biến dạng cốt thép của sàn A.BD.1, A.BD.2, B.BD.1, B.BD.2 58 Hình 3.27: Quan hệ lực – biến dạng bê tông của sàn A.BD.1, A.BD.2, B.BD.1, B.BD.2 60 Hình 3.28: Quan hệ lực – bề rộng vết nứt của sàn A.BD.1, A.BD.2, B.BD.1, B.BD.2 62

Hình 4.1: Đường cong ứng suất – biến dạng của bê tông 68

Hình 4.2: Mô hình phần tử Solid65 dùng cho bê tông 68

Hình 4.3: Đường cong ứng suất – biến dạng của cốt thép thông thường 69

Hình 4.4: Mô hình cốt thép trong bê tông cốt thép do Tavarez đề xuất năm 2001 70

Hình 4.5: Mô hình phần tử Link8 dùng cho cốt thép 70

Hình 4.6: Mô hình 1/4 mẫu sàn 70

Hình 4.7: Quan hệ lực – chuyển vị của sàn A.BD.1 71

Hình 4.8: Quan hệ lực – biến dạng cốt thép của sàn B.BD.1 72

Hình 4.9: Quan hệ lực – biến dạng bê tông của sàn A.BD.2 73

Hình 4.10: Quan hệ lực – biến dạng bê tông của sàn A.BD.3 74

Trang 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu

Hiện nay cùng với xu hướng đổi mới và hòa nhập, đất nước ta đang thực hiện

quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hòa nhập nhanh với thế giới trên hầu hết

các lĩnh vực Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến trên thế giới vào Việt Nam đang

diễn ra trong tất cả các ngành, đặc biệt là ngành xây dựng với nhiều tiềm năng phát

triển Chính vì vậy việc ứng dụng các công nghệ xây dựng mới trên thế giới vào

Việt Nam luôn nằm trong xu thế hội nhập mạnh mẽ này Trong kết cấu xây dựng

truyền thống ta thường áp dụng nguyên tắc: nhịp lớn thì dầm lớn và cột lớn, còn

nhịp nhỏ thì dầm nhỏ và cột nhỏ Tuy nhiên, ta có thể thay đổi nguyên tắc này bằng

cách ứng dụng và phát triển các công nghệ xây dựng mới trên thế giới, trong đó có

công nghệ đúc sàn bằng bóng nhựa (BubbleDeck)

Công nghệ đúc sàn bằng bóng nhựa (BubbleDeck) là công nghệ sàn có nhiều cải

tiến và thuận lợi hơn trong xây dựng Trong công nghệ này, ta sử dụng các quả

bóng bằng nhựa tái chế để thay thế phần bêtông ít tham gia chịu lực ở giữa bản sàn

Công nghệ này làm giảm đáng kể trọng lượng bản thân kết cấu và do đó làm tăng

khả năng vượt nhịp (khẩu độ) thêm khoảng 50% Sàn BubbleDeck là loại sàn phẳng

không cần dầm và liên kết trực tiếp với hệ cột (vách chịu lực) và có nhiều ưu điểm

kỹ thuật khác

Công nghệ sàn BubbleDeck do tác giả Jorgen Breuning người Đan Mạch phát

minh và đã được chuyển giao cho một số công ty cũng như triển khai áp dụng thành

công cho một số công trình tại Việt Nam Việc ứng dụng công nghệ mới này đã

giúp chủ đầu tư tiết kiệm đáng kể chi phí xây dựng, và sắp tới dự kiến sẽ có nhiều

công trình áp dụng công nghệ mới này Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng của sàn

BubbleDeck đến các ứng xử của hệ kết cấu là cần thiết và có cả giá trị khoa học và

thực tiễn Kết quả của nghiên cứu sẽ giúp ta có các đánh giá hợp lý cũng như có các

khuyến cáo cần thiết cho các công trình dự định ứng dụng công nghệ sàn

BubbleDeck

Trang 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.2 Tổng quan về công nghệ sàn BubbleDeck

1.2.1 Cấu tạo

Sàn BubbleDeck thường có ba dạng cấu kiện phổ biến như sau:

- Dạng thứ nhất là tấm sàn BubbleDeck được đổ bê tông toàn khối tại chỗ, trong

đó cấu tạo tấm gồm 3 thành phần chính: lưới thép dưới, quả bóng nhựa rỗng ở giữa

và lưới thép ở trên Tấm sau khi được bố trí bằng hệ ván khuôn truyền thống sẽ được đổ bê tông tại công trường

- Dạng thứ hai là tấm BubbleDeck bán lắp ghép có phần dưới của quả bóng và lưới thép dưới được đổ bêtông tại xưởng dày 60mm Phần bêtông đúc sẵn này sẽ thay thế cho ván khuôn tại công trường

- Dạng thứ ba là tấm BubbleDeck thành phẩm dưới dạng các tấm đúc sẵn toàn khối nhằm lắp ghép tại công trường BubbleDeck được sản xuất theo 6 dạng tiêu chuẩn tùy theo độ dày tấm sàn là: 170, 230, 280, 340, 390, hay 430 mm

Hình 1.1: Các thành phần cấu tạo sàn BubbleDeck điển hình

Lưới thép hàn, lớp trên Bóng nhựa rỗng

(Sản xuất từ nhựa tái chế)

Lưới thép hàn, lớp dưới

Lớp bê tông thay coffa

Trang 15

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.2.2 Phạm vi ứng dụng của công nghệ sàn BubbleDeck

Sàn BubbleDeck được ứng dụng cho nhiều loại công trình, từ nhà ở dân dụng, nhà xưởng công nghiệp, villa, khách sạn, cao ốc, trường học cho đến khu bãi đậu

xe đều đáp ứng tốt

1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

- Jorgen Breuning người Đan Mạch đã phát minh ra công nghệ sàn rỗng chịu lực hai phương đầu tiên có tên gọi là BubbleDeck, và được cấp bằng sáng chế vào các năm:

+ Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 53396747 do Văn phòng cấp bằng sáng chế Hoa

- Tác giả Corneille Charles Marais (2009) đã nghiên cứu hệ số điều chỉnh trong việc thiết kế và ứng dụng hiệu quả của tấm sàn bê tông phẳng với các quả cầu rỗng bên trong ở Nam Phi Tác giả đã khảo sát thực nghiệm tổng cộng 12 mẫu sàn và được chia thành 3 nhóm cùng kích thước chiều rộng, chiều dài, và chiều cao lần lượt là 280, 295, 310 mm Trong mỗi nhóm có 1 sàn đặc làm đối chứng và tất cả các sàn bóng đều có quả cầu nhựa rỗng đường kính là 180mm

- Tác giả Tina Lai (2010) đã nghiên cứu ứng xử của kết cấu sàn BubbleDeck và ứng dụng để làm mặt cầu chịu tải trọng nhẹ Trong nghiên cứu này, tác giả đã tiến

Trang 16

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

hành mô phỏng kết cấu mặt cầu nhẹ chịu tải trọng tĩnh và động bằng phần mềm SAP2000 Ở đây tác giả đã qui đổi mặt cắt ngang của sàn BubbleDeck thành các lớp vật liệu tương ứng

- Tác giả Calin, S., Asavoaie, C., Florea, N (2010) đã nghiên cứu thực nghiệm

và mô phỏng ANSYS sàn BubbleDeck có kích thước 652x652x28 cm chịu lực phân

bố đều Sàn đặt trên 4 cột có kích thước mặt cắt ngang 40x40cm và cao 1.32 m

- Tác giả Calin, S., Patricia - Florea Murzea (2010) đã tiến hành mô phỏng sàn BubbleDeck bóng tròn và hai mô hình sàn có mặt cắt ngang tương đương chịu lực hai phương Các tác giả đã dùng môđun Nonlinear analysis của ANSYS 12.0 và môđun Linear analysis của AXIS VM 10.0 để phân tích và so sánh kết quả

- Tác giả CC Marais, JM Robbers BWJ van Rensburg (2010) đã tiến hành thực nghiệm 12 mẫu sàn BubbleDeck với bóng nhựa có đường kính là 180 mm để nghiên cứu sức kháng cắt và độ võng đàn hồi ngắn hạn Kết quả được so sánh với sàn ứng lực trước và sàn ô cờ về tính hiệu quả kinh tế trong điều kiện ở Nam Phi

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Hiện nay tại Việt Nam, một số công ty đã ứng dụng công nghệ sàn BubbleDeck trong thiết kế và thi công các công trình dân dụng Một số công trình cụ thể có thể được liệt kê như sau:

- Công ty TNHH liên doanh BubbleDeck Việt Nam, được thành lập bởi ba thành viên: BubbleDeck International - DenMark, Công ty Cổ Phần Kết Cấu Không Gian TADITS và Công ty Cổ Phần M&C Các nghiên cứu được thực hiện tại TADITS nhằm cải tiến hệ kết cấu sàn BubbleDeck của Châu Âu theo các hướng tăng khả năng công nghiệp hóa và giảm trọng lượng kết cấu sàn để phù hợp cho sàn nhà nhiều tầng tại Việt Nam

- Công ty CP thương mại Xây dựng DECOVINA đã được giáo sư Jorgen Breuning ký chứng nhận cấp phép và chuyển giao công nghệ BubbleDeck Công ty DECOVINA đang thực hiện một số công trình có sử dụng công nghệ sàn BubbleDeck như: dự án nhà ở cho người thu nhập thấp - Tp Hưng Yên - Tỉnh

Trang 17

1.4 Mục tiêu và phạm vi của đề tài

1.4.1 Mục tiêu của đề tài

Dựa trên các kết quả nghiên cứu đã có trong phần tổng quan, mục tiêu nghiên cứu chính trong đề tài gồm:

 Khảo sát và phân tích ảnh hưởng của kích thước, hình dạng bóng nhựa, cường

độ bê tông và cốt thép đai đến ứng xử của sàn BubbleDeck

 Tiến hành mô phỏng các mẫu sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm ANSYS để so sánh với kết quả thực nghiệm của các mẫu sàn

 Đề xuất sử dụng dạng bóng dẹt cải tiến trong kết cấu sàn BubbleDeck nhằm nâng cao khả năng chịu lực của sàn và tiết kiệm chi phí cho công trình

 Đưa ra các kết luận, kiến nghị, khuyến cáo và hướng phát triển của công nghệ sàn BubbleDeck

1.4.2 Phạm vi của đề tài

Đề tài thực hiện khảo sát phân tích thực nghiệm ứng xử về khả năng chịu lực của sàn BubbleDeck Tổng cộng 9 mẫu thử gồm 2 mẫu sàn bê tông cốt thép đặc và 7 mẫu sàn BubbleDeck với 3 loại bóng nhựa sẽ được tiến hành khảo sát Các tham số nghiên cứu bao gồm: kích thước - hình dạng bóng nhựa, cường độ bê tông và cốt thép đai Đề tài tiến hành phân tích, so sánh, đưa ra những nhận xét và kết luận về tính hiệu quả của việc sử dụng bóng nhựa trong kết cấu sàn BubbleDeck Đồng thời

đề tài còn mô phỏng các mẫu sàn bằng chương trình ANSYS để so sánh với kết quả thực nghiệm

Trang 18

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

2.1 Giới thiệu chung về BubbleDeck

Sàn BubbleDeck là một loại sàn rỗng sử dụng các quả bóng rỗng bằng nhựa tái chế để thay thế cho vùng bê tông ít tham gia chịu lực của bản sàn Qua đó làm tăng chiều cao tiết diện, tăng EI, giảm trọng lượng bản thân Sàn BubbleDeck không có dầm nhằm tạo được không gian rộng, có khả năng vượt được nhịp lớn, giảm được đáng kể trọng lượng của kết cấu, từ sàn đến cột và móng công trình Hình 2.1 so sánh các ưu và nhược điểm khi sử dụng sàn BubbleDeck và sàn bê tông cốt thép thông thường

Rộng hơn do

bỏ bớt cột

Khoảng thêm

Trang 19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

2.2 Tính toán khả năng chịu lực của sàn BubbleDeck

2.2.1 Tính toán cấu kiện chịu uốn theo TCXDVN 356 - 2005

2.2.1.1 Hệ số giới hạn chiều cao vùng nén

a) Hệ số  R

Khi tính toán cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm, ta thường gặp trường hợp trên tiết diện có một vùng chịu nén và một vùng chịu kéo Sơ đồ tính được thể hiện trên Hình 2.2

Hình 2.2: Sơ đồ tính toán tiết diện chữ nhật

Ta đặt: x là chiều cao vùng bê tông chịu nén và h o là chiều cao làm việc của tiết diện, bằng khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép chịu nén

Tiêu chuẩn TCXDVN 356 - 2005 đưa ra các trường hợp tính toán khi xR o h

xR o h Giá trị của hệ số  được xác định bằng công thức thực nghiệm Với bê Rtông cốt thép thường (không có ứng lực trước) thì  được tính theo công thức: R

Trang 20

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

0.008R b

b

R - cường độ tính toán của bê tông, tính bằng MPa

 - hệ số được lấy phụ thuộc vào loại bê tông

+ Với bê tông nặng:  0.85

+ Với bê tông hạt nhỏ nhóm A và bê tông nhẹ: 0.80

+ Với bê tông hạt nhỏ nhóm B, C: 0.75

+ Với tải trọng tác dụng tạm thời ngắn hạn  = 400 MPa sc u.

 Đối với cấu kiện làm từ bê tông rỗng và bê tông tổ ong, trong mọi trường hợp tải trọng đều lấy  = 400 MPa Trường hợp tính toán kết cấu trong sc u.giai đoạn nén trước lấy giá trị sc u. 330MPa

b) Điều kiện về khả năng chịu lực

gh

trong đó M là mômen uốn bất lợi mà tiết diện phải chịu, được lấy theo tổ hợp nội lực hoặc hình bao mômen và M gh là khả năng chịu lực của tiết diện ở trạng thái giới hạn

2.2.1.2 Tiết diện chữ nhật

a) Đặt cốt thép đơn

Sơ đồ, công thức cơ bản

Sơ đồ tiết diện thể hiện ở Hình 2.2, trong đó cho A s' 0 Để lập công thức tính

gh

M , ta dùng các giả thiết sau:

Trang 21

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

- Bỏ qua sự làm việc của bê tông vùng kéo (xem là bị nứt), toàn bộ nội lực kéo

do cốt thép A s chịu Khi thỏa mãn điều kiện xR o h thì ứng suất trong cốt thép A s

đạt đến giá trị cường độ chịu kéo tính toán R s Xem hợp lực trong cốt thép chịu kéo

là bằng R A s s và đặt tại trọng tâm của A s

- Ứng suất trong bê tông vùng nén đạt giá trị R b và phân bố đều

Lấy mômen đối với trục vuông góc với mặt phẳng uốn và đi qua điểm đặt hợp lực trong cốt thépA s, ta có được:

Điều kiện của x là:

Khi nội lực được tính theo sơ đồ đàn hồi thì x thỏa mãn:

Trang 22

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Khi đó, khả năng chịu lực được biến đổi thành:

Bài toán xác định khả năng chịu lực

Khi ta biết kích thước tiết diện và cấu tạo của cốt thép, yêu cầu là xác định M gh

Mục đích của việc xác định M ghlà để kiểm tra khả năng chịu lực theo điều kiện

(2.3) khi đã biết mômen M

Từ phương trình (2.13), ta rút ra  theo công thức:

Trường hợp 1: khi   R tính   1 0.5 và tính M ghtheo công thức (2.12)

Trường hợp 2: khi   R chứng tỏ cốt thép quá lớn, ứng suất trong cốt thép

không thể đạt đến R s, sự phá hoại xảy ra từ phía bê tông chịu nén Lúc này phải tính

gh

M theo công thức (2.4) hoặc (2.11) trong đó giá trị của x được xác định bằng cách

giải đồng thời hệ hai phương trình (2.15) và (2.16)

  - ứng suất trong cốt thép chịu kéo

Có thể không cần giải hai phương trình trên mà lấy gần đúng xR o h hoặc

(1 0.5 )

     để tính toán M gh

Trang 23

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

b) Đặt cốt thép kép

Sơ đồ, công thức cơ bản

Sơ đồ tiết diện thể hiện ở Hình 2.2 và giả thiết đặt cốt thép đơn, ngoài ra còn có thêm giả thiết: ứng suất trong cốt thép chịu nén '

s

A đạt đến cường độ chịu nén R sc

khi x2a' Nếu x2a' thì ứng suất chưa đạt R sc

Lấy mômen các lực đối với trục đi qua trọng tâm cốt thép chịu kéo, ta có được

gh

M là khả năng chịu lực theo vùng nén

'( ')2

với xR o h theo công thức (2.6) và x2a '

Nếu trong tính toán xảy ra x2a ', ta cần phải xác định M gh theo khả năng của vùng kéo bằng cách lấy mômen các lực đối với trục đi qua điểm đặt hợp lực của vùng nén, theo công thức:

Trang 24

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Bài toán xác định khả năng chịu lực

Khi ta biết kích thước tiết diện, cấu tạo của A s, '

Trường hợp 2: Khi xảy ra x2a ' (kể cả khi x < 0) chứng tỏ A s là tương đối bé, tính M gh theo công thức (2.19)

Trường hợp 3: Khi xảy ra xR o h , chứng tỏA s quá lớn Lúc này cần xác định x

bằng cách giải đồng thời hai phương trình (2.16) và (2.23)

'

s A s R A sc s R bx b

Sau khi có được x, công thức (2.17) được sử dụng để tính M gh Chú ý, có thể

không cần giải hệ phương trình để xác định x mà lấy gần đúng xR o h để tính toán

2.2.1.3 Tiết diện chữ T

Các trường hợp tính toán

Tùy theo cánh nằm ở vùng kéo hoặc vùng nén, mà ta chia thành 3 trường hợp như trong Hình 2.3

Trường hợp 1: Cánh nằm ở vùng kéo Ta bỏ qua tác dụng của cánh, chỉ tính

toán theo tiết diện chữ nhật bxh (Hình 2.3a)

Trường hợp 2: Cánh nằm ở vùng nén, trục trung hòa nằm trong cánh (x hf)

Ta tính theo tiết diện chữ nhật b fxh (Hình 2.3b)

Trường hợp 3: Cánh nằm ở vùng nén x hf, trục trung hòa cắt qua sườn (Hình 2.3c) Ta tính theo tiết diện chữ T

Trang 25

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

a) b) c)

Hình 2.3: Các trường hợp tính toán tiết diện chữ T

Sơ đồ và công thức cơ bản

Hình 2.4: Sơ đồ tính toán tiết diện chữ T

h - chiều cao làm việc

x - chiều cao vùng bê tông chịu nén

Trang 26

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Lập công thức cho trường hợp 3, trong đó tiết diện đặt cốt thép kép được xét gồm

Xác định khả năng chịu lực

Khi ta biết kích thước tiết diện và cấu tạo cốt thép Yêu cầu là xác định M gh

Ta cần dựa vào vị trí của cốt thép chịu kéo A s để biết cánh nằm trong vùng kéo hoặc vùng nén Khi cánh nằm trong vùng kéo (A s ở phạm vi cánh) ta tiến hành tính toán như đối đối với tiết diện chữ nhật về bề rộng b (trường hợp 1) Còn khi cánh nằm trong vùng nén (A s nằm trong sườn ngược phía cánh), ta cần xác định vị trí trục trung hòa bằng cách tính thử chiều cao vùng nén x

Tiếp theo, ta giả thiết trục trung hòa qua cánh và được tính bởi công thức:

'

1 s s sc s

b f

R A R A x

Trang 27

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Khi x1h f , trục trung hòa qua sườn, ta tính x theo công thức:

Phương trình (2.28) là phương trình (2.25), trong đó thay R s bằng  và được s

cho ở phương trình (2.16) Chú ý, ta có thể không cần giải hệ phương trình để xác định x mà dùng giá trị gần đúng xR o h để tính M gh

Nếu trong tính toán có kể đến '

Trang 28

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Hình 2.5: Mặt cắt qui đổi sang chữ T của sàn BubbleDeck bóng tròn

Hình 2.6: Mặt cắt qui đổi sang chữ T của sàn BubbleDeck bóng dẹt

2.2.2 Tính toán cấu kiện chịu cắt theo TCXDVN 356 - 2005

2.2.2.1 Điều kiện tính toán

Ta đặt Q bolà khả năng chịu cắt của bê tông khi không có cốt thép đai Tiêu chuẩn thiết kế cho công thức thực nghiệm như sau:

C

 

trong đó: R bt là cường độ tính toán về kéo của bê tông,bh olần lượt là bề rộng,

chiều cao làm việc của tiết diện, C là hình chiếu tiết diện nghiêng,  là hệ số phụ 4thuộc loại bê tông được thể hiện ở Bảng 2.1, và  là hệ số xét đến ảnh hưởng của n

lực dọc N

Trang 29

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Ngoài ra, giá trị Q bocòn được hạn chế trong một giới hạn bởi:

Q - lực cắt, được xác định từ ngoại lực đặt ở một phía tiết diện nghiêng đang xét

Từ điều kiện (2.32), nếu khi Q Qbo thì bắt buộc phải tính toán cốt thép chịu lực cắt Điều kiện (2.32) được sử dụng chủ yếu đối với kết cấu bản, khi mà bê tông đủ khả năng chịu cắt thì không cần tính cốt thép đai Đối với dầm, khi thỏa mãn điều kiện (2.32) thì không cần tính toán cốt đai nhưng vẫn phải đặt cốt đai theo yêu cầu cấu tạo

Khi điều kiện (2.32) không thỏa mãn, ta cần tính toán cốt thép chịu lực cắt hoặc kiểm tra theo hai điều kiện (2.33) và (2.35)

2.2.2.2 Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng

Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng xác định bởi công thức:

b

E E

Trang 30

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

b

R là cường độ tính toán về nén của bê tông (đơn vị MPa), và Q A là lực cắt lớn nhất (trên tiết diện thẳng góc) trong đoạn dầm, sàn đang xét

2.2.2.3 Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng

Hình 2.7: Vết nứt nghiêng và tiết diện nghiêng tính toán

Trong trường hợp tổng quát, điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng được tính bởi:

Q là lực cắt do riêng bê tông chịu, được xác định theo công thức thực

nghiệm (2.36) đồng thời lấy Q b lớn hơn giá trị Q bmin Còn Q bmin thì được tính theo công thức (2.40)

b b

M Q

Trang 31

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

trong đó: C là chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục

dọc cấu kiện,  là hệ số phụ thuộc loại bê tông được thể hiện ở Bảng 2.1, 2  là hệ f

số xét ảnh hưởng cánh chịu nén trong tiết diện chữ T và được xác định theo công

thức (2.38) nhưng đồng thời có thể chọn giá trị nhỏ hơn 0.5

0.75 f f

f

o

u h bh

Bê tông nặng và bê tông tổ ong 2.0 0.6 1.5 0.01

Chú thích: Khi dùng cốt thép dọc là nhóm CIV, AIV, AIIIB hoặc cốt thép nhóm AV,

AVI, AT, VII (dùng kết hợp) các hệ số  2,  3, 4 cần phải nhân với hệ số 0.8

w

s

Q là tổng hình chiếu của nội lực giới hạn trong cốt thép đai cắt qua vết nứt

nghiêng nguy hiểm, được chiếu lên phương vuông góc với trục cấu kiện Theo sơ

s

và xem q sw như là khả năng chịu lực của cốt thép đai được phân bố đều theo trục

dầm, sàn Ngoài ra, khi cốt đai có bước s không đổi trong phạm vi tiết diện nghiêng

thì ta có:

w w

Trang 32

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Giá trị q sw của cốt thép đai được xác định theo tính toán cũng cần thỏa mãn điều

  

Trong trường hợp bước cốt thép đai s không đổi trong khoảng đang xét, thì hình

chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm C o được xác định từ điều kiện cực tiểu của

w

(Q bQ s ) theo công thức:

w

b o

s

M C

q

Giá trị C o trong công thức (2.42) có thể chọn nhỏ hơn 2h o và nhỏ hơn giá trị C

của một tiết diện nghiêng đang xét

Điều kiện hạn chế đối với khoảng cách s của cốt thép đai được cho bởi công

thức:

2 4

với Q A là lực cắt lớn nhất trong phạm vi tiết diện nghiêng đang xét

2.2.2.4 Tính cắt cho dầm, sàn chịu tải tập trung

Khi dầm, sàn chịu tải trọng tập trung thì chúng ta cần tính với tất cả các tiết diện nghiêng xuất phát từ gối tựa nhưng không vượt quá tiết diện có mômen lớn nhất Đặt v v1, 2 lần lượt là khoảng cách theo phương trục dầm từ gối tựa bên trái đến các tải trọng tập trung F F1, 2 (Hình 2.8) Khi đó, ta xét các tiết diện nghiêng sau:

Tiết diện 1 với hình chiếu C1v1, thì có lực cắt Q1Qmax

Tiết diện 2 có điểm cuối nằm giữa F1 và F2, với hình chiếu C2 mà v1C2 v2, thì lực cắt Q2 Q1F1

Trang 33

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK

Hình 2.8: Sơ đồ tính toán dầm, sàn chịu tải trọng tập trung

Đoạn tiếp theo có lực cắt Q3Q2F2 Nếu lực cắt Q3 vẫn còn lớn hơn Q b o. được tính bởi công thức (2.29) thì cần xét thêm tiết diện 3 với hình chiếu C3 mà

C

Đồng thời Q b i. Q bmin theo công thức (2.40)

Trang 34

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

3.1 Vật liệu

3.1.1 Bê tông

Thành phần bê tông gồm có: xi măng nhãn hiệu Holcim PCB 40; cát sông Đồng

Nai modul Mdl = 2; đá Đồng Nai Dmax = 20mm; nước máy Cấp phối chi tiết được

thể hiện trong Bảng 3.1 và độ sụt của bê tông từ 6 ÷ 8 cm

Bảng 3.1: Bảng cấp phối bê tông

Mác bê tông Thành phần

Cường độ chịu nén của bê tông được xác định dựa trên các mẫu lập phương

150×150×150 mm Cường độ chịu kéo của bê tông được xác định dựa trên các mẫu

trụ 150×300 mm Tương ứng với mỗi mẫu sàn, ta sẽ lấy 1 mẫu để xác định cường

độ chịu nén R b ( '

c

f ) và 1 mẫu để xác định cường độ chịu kéo R bt ( f t) của bê tông

3.1.2 Cốt thép

Cốt thép sử dụng trong các mẫu sàn là thép Việt Nhật gồm 2 loại: thép tròn gân

SD390 đường kính 10mm và 12mm; thép tròn trơn SD295 đường kính 6mm và

8mm Tương ứng với mỗi loại đường kính, ta lấy 3 mẫu làm thí nghiệm kéo để xác

định cường độ của thép Giới hạn chảy và giới hạn bền của mỗi loại đường kính cốt

thép được xác định theo giá trị trung bình của 3 mẫu kéo thí nghiệm

3.1.3 Bóng nhựa

Bóng nhựa sử dụng cho các mẫu sàn được sản xuất từ nhựa tái chế với 3 loại kích

thước: bóng tròn rỗng đường kính 154mm, bóng tròn rỗng đường kính 186mm và

bóng dẹt rỗng đường kính 240mm – chiều cao 180mm

Trang 35

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

độ bền bê tông là B25 và B35 Trong đó chi tiết các mẫu sàn và nhóm được thể hiện

ở Bảng 3.2 và Hình 3.2 đến Hình 3.6

Bảng 3.2: Kính thước và nhóm các mẫu sàn

Sàn kích thước 1615x680x195 mm

Sàn kích thước 1900x800x230 mm Nhóm

Mác

bê tông Sàn đặc Ф154 BD Ф186 BD Ф240-180BD Ф240-180 BD

(có cốt đai)

Tổng

số mẫu

A B25 A.S.0 A.BD.1 A.BD.2 A.BD.3 A.BD.4

hiệu B B35 B.S.0 B.BD.1 B.BD.2 B.BD.3 9

Kí hiệu và ý nghĩa trong Bảng 3.2 được giải thích như sau:

A, B – nhóm A và B tương ứng với cấp độ bền của bê tông là B25 và B35

S (Solid) – sàn bê tông đặc thông thường làm mẫu đối chứng, số thứ tự là 0,

không có cốt thép đai

BD (BubbleDeck) – sàn BubbleDeck, số thứ tự lần lượt là:

1 - bóng nhựa tròn rỗng đường kính 154mm, không có cốt thép đai

Trang 36

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

2 - bóng nhựa tròn rỗng đường kính 186mm, không có cốt thép đai

3 - bóng nhựa dẹt rỗng đường kính 240mm, cao 180mm, không có cốt thép đai

4 - bóng nhựa dẹt rỗng đường kính 240mm, cao 180mm, có cốt thép đai

Như vậy ý nghĩa của các kí hiệu mẫu sàn như sau:

A.S.0 – sàn đặc, cấp độ bền bê tông B25, không có cốt đai

A.BD.1 – sàn BubbleDeck bóng tròn Ф154 mm, cấp độ bền bê tông B25,

không có cốt đai A.BD.2 – sàn BubbleDeck bóng tròn Ф186 mm, cấp độ bền bê tông B25,

không có cốt đai A.BD.3 – sàn BubbleDeck bóng dẹt Ф240-180 mm, cấp độ bền bê tông B25,

không có cốt đai A.BD.4 – sàn BubbleDeck bóng dẹt Ф240-180 mm, cấp độ bền bê tông B25,

có cốt đai B.BD.1 – sàn BubbleDeck bóng tròn Ф154 mm, cấp độ bền bê tông B35,

không có cốt đai B.BD.2 – sàn BubbleDeck bóng tròn Ф186 mm, cấp độ bền bê tông B35,

không có cốt đai B.BD.3 – sàn BubbleDeck bóng dẹt Ф240-180 mm, cấp độ bền bê tông B35,

không có cốt đai

Từ Hình 3.2 đến Hình 3.6, cốt thép được thể hiện như sau:

- Lớp thép trên bao gồm:

+ Thép dọc là thép tròn có gân chịu kéo đường kính Þ10 hoặc Þ12

+ Thép ngang là thép tròn trơn đặt theo cấu tạo đường kính Þ6 hoặc Þ8

- Lớp thép dưới bao gồm:

+ Thép dọc là thép tròn trơn chịu nén đường kính Þ6 hoặc Þ8

+ Thép ngang là thép tròn trơn đặt theo cấu tạo đường kính Þ6 hoặc Þ8

- Vị trí cạnh gối tựa và vị trí đặt lực P được gia cường cốt thép đai Þ6 hoặc Þ8

để tránh ứng suất tập trung

- Mẫu sàn A.BD.4 có đặt cốt thép đai Þ8 tại vị trí giữa các quả bóng theo phương dọc của sàn

Trang 37

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

Hình 3.2: Mẫu sàn thí nghiệm A.S.0 và B.S.0 (1615x680x195mm)

Hình 3.3: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.1 và B.BD.1 (1615x680x195mm)

Trang 38

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

Hình 3.4: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.2 và B.BD.2 (1900x800x230mm)

Hình 3.5: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.3 và B.BD.3 (1900x800x230mm)

Trang 39

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

Hình 3.6: Mẫu sàn thí nghiệm A.BD.4 (1900x800x230mm)

3.3 Dụng cụ thi công mẫu, gia tải và đo đạc

Các dụng cụ dùng để thi công mẫu, gia tải và đo đạc bao gồm:

- Máy trộn bê tông HP-350 (xuất xứ: Việt Nam), dung tích 250 lít/mẻ trộn

- Máy đầm dùi bê tông NZ70 (xuất xứ: VN)

- Kích thủy lực 100T, hiệu Larzep, sản xuất tại Tây Ban Nha

- Dụng cụ đo chuyển vị gồm có: 2 đồng hồ điện tử và 2 đồng hồ cơ

- Để đo biến dạng của thép, ta dùng cảm biến điện trở (strain gauge) 3L (TML SX tại Nhật) với các thông số được trình bày trong Bảng 3.3

FLA-5-11 Để đo biến dạng bê tông, ta sử dụng 2 phương pháp Phương pháp thứ nhất dùng cảm biến điện trở (strain gauge) PL-60-11-3L (TML SX tại Nhật) có các đặc tính kỹ thuật được cho trong Bảng 3.3 Phương pháp thứ hai dùng thước đo

độ giãn dài (Deformeter Matest sản xuất tại Ý) để đo khoảng cách giữa các chốt đồng

Trang 40

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM

- Dụng cụ đo bề rộng vết nứt được dùng là kính lúp-Microscope sản xuất tại Ý

- Máy đọc dữ liệu từ các cảm biến điện trở được dùng để đo biến dạng thép và bê tông (strain gauge) có nhãn hiệu là Agilent, 34970A, Data Acquisition\Switch Unit (Nhật Bản sản xuất)

Bảng 3.3: Đặc tính kỹ thuật của cảm biến điện trở

Loại Hệ số gauge factor Điện trở ()

Đo biến dạng bêtông

PL-60-11-3L 2.07  1% 119.9  0.5

Đo biến dạng thép

FLA-5-11-3L 2.11  1% 119.8  0.5

3.4 Quy trình đúc mẫu thí nghiệm

Các mẫu sàn được chế tạo theo quy trình như sau:

Bước 1: Lựa chọn và tập kết vật liệu đúng theo dự kiến

Bước 2: Gia công và lắp dựng cốt pha, cốt thép Chuẩn bị cân đo, phân chia vật

tư cát, đá và nước theo đúng cấp phối

Bước 3: Lắp cảm biến điện trở trên bề mặt thanh thép: mỗi mẫu sàn lắp 2 cảm

biến theo phương dọc tại vị trí giữa nhịp, T_1 gắn trên thanh thép gần tâm sàn, T_2 gắn trên thanh thép gần cạnh bên dọc sàn Trong đó có sàn (A.BD.4) lắp thêm T_3 trên cốt đai tại vị trí 1/3 nhịp sàn

Bước 4: Chuẩn bị khuôn lấy mẫu lập phương 150×150×150 mm và khuôn lấy

mẫu trụ 150×300 mm, máy trộn bê tông, máy đầm dùi, dụng cụ thi công bê tông Tiến hành đổ bê tông các mẫu sàn theo trình tự: 5 mẫu sàn bê tông cấp độ bền B25 được thi công trước, sau đó thi công 4 mẫu sàn bê tông cấp

độ bền B35 Trong quá trình đổ bê tông, tiến hành kiểm tra độ sụt bê tông, đồng thời lấy mẫu nén và mẫu chẻ bê tông tương ứng với từng mẫu sàn

Bước 5: Sau khi đổ bê tông, việc bảo dưỡng bê tông sàn và mẫu được thực hiện

thường xuyên trong vòng 7 ngày đầu

Ngày đăng: 01/02/2021, 00:22

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. ACI 318M – 08, Building code requirements for structural concrete (ACI 318M – 08) and commentary, American Concrete Institute, 2008 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Building code requirements for structural concrete (ACI 318M – 08) and commentary
3. Calin, S., Asavoaie, C., Florea, N., Issues for achieving an experimental model concerning bubble deck concrete slab with spherical gaps, Buletinul IPI, Tomul LVI (LX), Fasc. 2, 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Issues for achieving an experimental model concerning bubble deck concrete slab with spherical gaps
4. Calin, S., Patricia – Florea Murzea, C omputational modeling for spherical voided bi-axial concrete floor slabs, Faculty of Civil Engineering and Building Services, Technical University “Gheorghe Asachi”, Iasi, 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: C"omputational modeling for spherical "voided bi-axial concrete floor slabs", Faculty of Civil Engineering and Building Services, Technical University “Gheorghe Asachi
5. Calin, S., Asavoaie, C., Experimental grogram regarding “Bubble Deck” concrete slab with spherical gaps, Article No.4, Intersections/Intersectii, Vol.7, 2010, No.1 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Experimental grogram regarding “Bubble Deck” "concrete slab with spherical gaps
6. C C Marais, JM Robbers and B W J van Rensburg, Spherical void formers in concrete slabs, Journal of the South African Institution of Civil Engineering, Vol 52 No 2, October 2010, Pages 2 – 11, Paper 738 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Spherical void formers in concrete slabs
8. Đặng Đình Minh, Công tác bê tông thi công bê tông, Nhà xuất bản Xây Dựng, 2009 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công tác bê tông thi công bê tông
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây Dựng
9. Edward G. Nawy, Reinforced concrete a fundamental approach firth edition, ACI 318 – 05 code edition, Pearson Prentice Hall, 2005 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Reinforced concrete a fundamental approach firth edition, ACI 318 – 05 code edition
11. Hồ Hữu Chỉnh, Giáo trình khảo sát &amp; nghiên cứu thực nghiệm công trình, 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình khảo sát & nghiên cứu thực nghiệm công trình
12. Nguyễn Đình Cống, Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCXDVN 356 – 2005, Nhà xuất bản Xây Dựng, 2009 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCXDVN 356 – 2005
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây Dựng
14. Nguyễn Văn Phái; Trương Tích Thiện; Nguyễn Tường Long; Nguyễn Định Giang, Giải bài toán cơ kỹ thuật bằng chương trình ANSYS, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2006 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giải bài toán cơ kỹ thuật bằng chương trình ANSYS
Nhà XB: Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
16. Tim Gudmand Hoyer, Note on the moment capacity in a Bubble deck joint; volume 3, Ph.D Thesis; Department of Civil Engineering Danmarks Tekniske Universitet; Lyngby, oktober, 2007 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Note on the moment capacity in a Bubble deck joint; "volume 3
17. Tina Lai, Structural behavior of BubbleDeck slabs and their application to Lightweight Bridge Decks, Massachusetts Institute of Technology, June 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Structural behavior of BubbleDeck slabs and their application to Lightweight Bridge Decks
18. Trần Quốc Toàn, Khả năng chống nén thủng của sàn BTCT có sử dụng sợi thép phân tán, đề tài thạc sỹ xây dựng dân dụng và công nghiệp, đại học Bách Khoa Tp.HCM, 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Khả năng chống nén thủng của sàn BTCT có sử dụng sợi thép phân tán
19. Trần Thế Truyền &amp; Nguyễn Xuân Huy, Phá hủy, rạn nứt bê tông cơ học và ứng dụng, Nhà xuất bản Xây Dựng, 2011 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phá hủy, rạn nứt bê tông cơ học và ứng dụng
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây Dựng
20. Vũ Hoàng Hưng &amp; Nguyễn Quang Hùng, ANSYS phân tích kết cấu công trình thủy lợi thủy điện, Nhà xuất bản Xây Dựng, 2011 Sách, tạp chí
Tiêu đề: ANSYS phân tích kết cấu công trình thủy lợi thủy điện
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây Dựng
21. Võ Văn Thảo, Phương pháp khảo sát – nghiên cứu thực nghiệm kết cấu xây dựng, 2001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phương pháp khảo sát – nghiên cứu thực nghiệm kết cấu xây dựng
22. Vũ Quốc Anh &amp; Phạm Thanh Loan, Tính kết cấu bằng phần mềm ANSYS version 10.0, Nhà xuất bản Xây Dựng, 2011 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tính kết cấu bằng phần mềm ANSYS version 10.0
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây Dựng
15. TCXDVN 356 – 2005, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Khác

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w