Luận văn thạc sĩ nghiên cứu liên kết giữa cột góc ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng bê tông cốt thép

NGHIÊN CỨU LIÊN KẾT GIỮA CỘT GÓC ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Học viên: TRẦN PHAN NHẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã số:

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

⚠️The Pollinations legacy text API is being deprecated for **authenticated users**.Please migrate to our new service at https://enter.pollinations.ai for better performance and access to all the latest models.Note: Anonymous requests to text.pollinations.ai are NOT affected and will continue to work normally.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của liên kết đề xuất;

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Dựa theo tiêu chuẩn ACI 318-11 đề xuất quy trình tính toán cho liên kết

Lập mô hình thí nghiệm cho liên kết đề xuất.

KẾT QUẢ DỰ KIẾN

BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI

Chương 2: Giải pháp cấu tạo và tính toán liên kết giữa cột góc CFST và sàn phẳng BTCT

Chương 3: Khảo sát liên kết bằng thực nghiệm

Kiến luận và kiến nghị

TỔNG QUAN CỘT CFST, SÀN PHẲNG BTCT VÀ LIÊN KẾT GIỮA CỘT CFST VỚI SÀN PHẲNG BTCT

TỔNG QUAN VỀ CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG

1.1.1 Khái niệm về cột ống thép nhồi bê tông

Hình 1.1 Cấu tạo cột ống thép nhồi bê tông

1.1.2 Phân loại cột ống thép nhồi bê tông

Cột ống thép nhồi bê tông về mặt cấu tạo rất đa dạng Dưới đây là một số dạng cấu tạo cho họ cột này

OÁng theùp OÁng theùp OÁng theùp

Lõi bêtông Lõi bêtông Lõi bêtông

Hình 1.2 Mặt cắt điển hình cột ống thép nhồi bê tông

OÁng theùp OÁng theùp OÁng theùp OÁng theùp OÁng theùp

Lõi bêtông Lõi bêtông Lõi bêtông

Hình 1.3 Cột ống thép nhồi bê tông với hai lớp ống thép

Hình 1.4 Cột CFST được bao bê tông (Concrete-encased CFST)

Lõi bêtông Coát theùp meàm

Hình 1.5 Cột CFST tăng cường kết cấu thép và cốt thép gia cường

Hình 1.6 CFST với sườn tăng cứng

TỔNG QUAN CÁC LOẠI SÀN PHẲNG BTCT

Hình 1.9 Sàn phẳng bê tông cốt thép Ưu điểm:

+ Cốt pha đơn giản, thi công nhanh;

+ Tạo không gian linh hoạt, dễ dàng bố trí mặt bằng;

+ Không dầm, tạo khoảng thông thủy lớn ở dưới sàn;

+ Chiều dày kết cấu nhỏ và từ đó giảm được chiều cao tầng

+ Nhịp trung bình, khả năng chịu tải ngang hạn chế;

+ Cần có cốt thép chống chọc thủng ở xung quanh cột hoặc cột cần có kích thước lớn hơn;

+ Cần kiểm soát độ võng dài hạn;

1.2.2 Sàn phẳng bê tông ứng suất trước

Hình 1.10 Sàn bê tông ứng suất trước

Ngoài ra, bằng việc loại bỏ lượng bê tông ở thớ giữa bản sàn, Bubbledeck đã góp phần đáng kể vào việc tác động có lợi đến môi trường.

U-boot Beton là sản phẩm công nghệ sàn nhẹ của hai tập đoàn Daliform Group (Italy) và Peikko Group (Phần Lan) sử dụng các khối nhựa tái chế polypropylen để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, giúp giảm trọng lượng kết cấu, giảm kích thước hệ cột, vách, móng, tường, vách chịu lực và tăng khoảng cách lưới cột Bản sàn U-boot Beton là loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực nên có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế Ngoài ra bản sàn U-boot Beton còn là một sản phẩm cải tiến của BubbleDeck

U-Boot Beton có cấu tạo đặc biệt với 4 chân hình côn và phụ kiện liên kết giúp tạo ra một hệ thống dầm vuông góc nằm giữa lớp sàn bê tông trên và dưới Có 2 dạng là hộp đơn và hộp đôi Ngoài ra, giữa các hộp còn có các cốt liên kết với nhau theo cả

Sàn U-Boot Beton có cấu tạo gồm: Một lớp thép trên, một lớp thép dưới, và ở giữa các khoảng hở là các thép gia cường

TỔNG QUAN VỀ LIÊN KẾT GIỮA CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

Hình 1.13 Thí nghiệm liên kết cột CFST-sàn BTCT Jin-Won Kim(2014)[6]

Y Su, Y.Tian (2010) [12] nghiên cứu thực nghiệm liên kết giữa cột ống thép nhồi bê tông và sàn phẳng bê tông cốt thép dưới tác dụng của tải trọng động như Hình 1.16 và Hình 1.17

Hình 1.15 Mẫu liên kết của Y Su, Y Tian (2010)[12]

Hình 1.16 Mô phỏng quá trình thí nghiệm - Y Su, Y Tian (2010) [12]

Hình 1.17 Liên kết đề xuất bởi Cheol-Ho Lee (2007) [4]

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này đã thực hiện tổng quan các vấn đề sau:

+ Tổng quan về kết cấu CFST mà cụ thể là cột CFST

GIẢI PHÁP CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN LÊN KẾT CỘT GÓC

GIẢI PHÁP CẤU TẠO LIÊN KẾT CỘT GÓC – SÀN PHẲNG BTCT

Trước hết cần tìm hiểu các giải pháp nâng cao khả năng chịu cắt cho sàn phẳng:

Theùp hình I,C (tổ hợp hàn)

Thép vai bò chịu cắt d 2 d 2 d 2

Coát theùp daàm tích hợp d 2 d 2

Coát theùp daàm tích hợp

Hình 2.2 Dầm tích hợp trong bản sàn

+ Tăng cường khả năng chịu cắt thủng bằng chốt thép chịu cắt

Hình 2.3 Chốt thép chịu cắt bố trí trong bản sàn

+ Tăng cường khả năng chịu cắt thủng bằng “Shearband”

Hình 2.4 Chốt thép chịu cắt bố trí trong bản sàn Nhận xét và đề xuất giải pháp cấu tạo:

1- Cột ống thép nhồi bê tông (CFST)

2- Mũ thép chịu cắt (shear-head) chữ H

3- Tấm đệm 4- Khoan lỗ neo cốt thép vào cột

Hình 2.5 Cấu tạo liên kết cột góc CFST – sàn phẳng BTCT

Shear-head Cốt đai C Thép lớp trên/lớp dưới

Hình 2.6 Cấu tạo chi tiết liên kết cột góc CFST – sàn phẳng BTCT

GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN LIÊN KẾT CỘT GÓC – SÀN PHẲNG BTCT 23 2.3 THIẾT KẾ LIÊN KẾT SÀN BTCT – CỘT CFST CHO CỘT GÓC

Phần tính toán gồm các phần như sau:

- Xác định khả năng chịu cắt của bê tông sàn khi có thép hình chịu cắt I,H;

- Tính khả năng chịu uốn của Shear-head;

- Tính toán đường hàn liên kết

+ Xác định khả năng chịu cắt của bê tông sàn khi không có cốt thép chịu cắt

Vu, Mu lực cắt trực tiếp, mô men không cân bằng trên tiết diện tới hạn

Chu vi tieỏt dieọn tới hạn bo1 d/2 d/2

Cạnh sàn Tiết diện chịu ứng suất cắt do Vu, Mu

Hình 2.8 Xác định chu vi tiết diện tới hạn khi không có Shear-head

+ Xác định khả năng chịu cắt bê tông sàn khi bố trí cốt thép chịu cắt H

Trong đó: bo2 là chu vi tiết diện tới hạn lấy trên hình 2.9 c, J là các đặc trưng của tiết diện tới hạn cách d/2 từ chu vi của cột;

Vu, Mu lực cắt trực tiếp, mô men không cân bằng trên tiết diện tới hạn

 0,85 đối với lực cắt lv lv

Chu vi tieỏt dieọn tới hạn bo2 (chịu Vu) d/2 d/2

Tiết diện tới hạn (chòu moâ men Mu)

Hình 2.9 Xác định chu vi tiết diện tới hạn khi sử dụng Shear-head

Trong các công thức tính ở trên hệ số chuyển lực cắt do mô men Mu gây ra trên tiết diện tới hạn xác định theo công thức sau: v f

+ Tính toán khả năng chịu uốn của Shear-head

Mặt gối tựa (mặt cột) l v C 2 ) ( - 1 h v

Lực cắt trong taám theùp chòu caét

Moâ men trong taám theùp chòu caét

Hình 2.10 Tiết diện tới hạn và nội lực trong thép mũ chịu cắt

Phần lực cắt do phần chiều dài vươn mũ chịu cắt chịu tỷ lệ với tỷ số độ cứng α v s s v c c α = E I

E s,I s - môdul đàn hồi và mômen quán tính của mũ chịu cắt;

E c,I c - môdul đàn hồi và mômen quán tính của phần tiết diện bê tông bao quanh mũ chịu cắt

Tiết diện bêtông bao gồm chiều rộng tính toán c + d 2 , với c 2 là chiều rộng của gối tựa đo theo phương vuông góc với cánh tay vươn của mũ cột

Biểu đồ mômen tìm được từ việc tích phân biểu đồ lực cắt Nếu V /2 = V /2Φ c u , mômen dẻo M p tại mặt gối tựa [11.12.4.6, ACI 318] [5] sẽ là: u 1 p v v v

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trong chương này tác giả luận văn đã thực hiện các vấn đề sau:

- Thực hiện phân tích và đề xuất giải pháp cấu tạo cho liên kết cột góc CFST với sàn phẳng BTCT gồm:

+ Bố trí shear-head dạng thép hình chữ H chịu cắt;

+ Tấm thép đệm bên dưới shear head;

+ Bố trí cốt thép vòng;

+ Cốt thép chịu mô men từ sàn vào cột gần mặt bên cột để tạo không gian đổ bê tông vào ống thép;

+ Bố trí hệ cốt đai dạng C

- Thực hiện giải pháp tính toán cho liên kết mới đề xuất gồm các nội dung sau:

+ Tính khả năng chịu uốn của Shear-head;

+ Tính toán đường hàn liên kết

- Thực hiện tính toán và cấu tạo cụ thể cho một liên kết cột góc CFST- sàn phẳng BTCT

KHẢO SÁT LIÊN KẾT BẰNG THỰC NGHIỆM

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	7,22 MB