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 1KHOA 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 2Danh 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 3Gần 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 4MỤC 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 53.1.2 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 64.3 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 7CÁC 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 9s
u
Trang 10DANH 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 11DANH 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 12Hình 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 13CHƯƠNG 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 14CHƯƠNG 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 15CHƯƠNG 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 16CHƯƠNG 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 171.4 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 18CHƯƠNG 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 19CHƯƠNG 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 xR o h
vàxR 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 20CHƯƠNG 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 21CHƯƠNG 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 xR 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 22CHƯƠNG 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 xR o h hoặc
(1 0.5 )
để tính toán M gh
Trang 23CHƯƠNG 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 x2a' Nếu x2a' 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 xR o h theo công thức (2.6) và x2a '
Nếu trong tính toán xảy ra x2a ', 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 24CHƯƠNG 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 x2a ' (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 xR 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 xR 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 h f)
Ta tính theo tiết diện chữ nhật b fxh (Hình 2.3b)
Trường hợp 3: Cánh nằm ở vùng nén x h f, trục trung hòa cắt qua sườn (Hình 2.3c) Ta tính theo tiết diện chữ T
Trang 25CHƯƠNG 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 26CHƯƠNG 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 27CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK
Khi x1h 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 xR o h để tính M gh
Nếu trong tính toán có kể đến '
Trang 28CHƯƠNG 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,bvà h 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 29CHƯƠNG 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 Q bo 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 30CHƯƠNG 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 31CHƯƠNG 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 32CHƯƠNG 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 C1v1, thì có lực cắt Q1Qmax
Tiết diện 2 có điểm cuối nằm giữa F1 và F2, với hình chiếu C2 mà v1C2 v2, thì lực cắt Q2 Q1F1
Trang 33CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK
Hình 2.8: Sơ đồ tính toán dầm, sàn chịu tải trọng tập trung
Đoạn tiếp theo có lực cắt Q3Q2F2 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 34CHƯƠNG 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 35CHƯƠNG 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
Kí
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 36CHƯƠNG 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 37CHƯƠNG 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 38CHƯƠNG 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 39CHƯƠNG 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 40CHƯƠNG 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