Nghiên cứu điều chỉnh hình dạng biểu đồ áp lực ngang bê tông tác dụng lên ván cốp pha đứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHỈNH HÌNH DẠNG BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG BÊ TÔNG TÁ

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHỈNH HÌNH DẠNG BIỂU

ĐỒ ÁP LỰC NGANG BÊ TÔNG TÁC DỤNG LÊN

VÁN CỐP PHA ĐỨNG

MÃ SỐ:SV2018-83

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM



TP Hồ Chí Minh_Tháng 6 năm 2018



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHỈNH HÌNH DẠNG BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG BÊ TÔNG TÁC DỤNG LÊN VÁN CỐP PHA ĐỨNG

Mã số đề tài: SV2018-83

NHÓM NGÀNH KHOA HỌC: KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ ỨNG DỤNG

Trang 3



BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHỈNH HÌNH DẠNG BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG BÊ TÔNG TÁC DỤNG LÊN VÁN CỐP PHA ĐỨNG

Mã số đề tài: SV2018-83 NHÓM NGÀNH KHOA HỌC: KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ ỨNG DỤNG

SV thực hiện: Nguyễn Thành Đạt Nam, Nữ: Nam

Nguyễn Hoàng Đức Nam, Nữ: Nam

Nguyễn Anh Khoa Nam, Nữ: Nam

Huỳnh Lê Thành Lộc Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh

Lớp, khoa: 151492B - KHOA XÂY DỰNG

Năm thứ: 3 / Số năm đào tạo: 4

Ngành học: Công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng

Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Duy Khánh

TP Hồ Chí Minh_Tháng 6 năm 2018



Trang 4

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu điều chỉnh hình dạng biểu đồ áp lực ngang bê tông tác

dụng lên ván cốp pha đứng

- Lớp: 151492B Khoa: Xây dựng Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4

- Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Duy Khánh

2 Mục tiêu đề tài: Tìm ra dạng đường đi của biểu đồ áp lực của bê tông tác dụng lên

thành cốp pha

3 Tính mới và sáng tạo: Áp lực ngang bê tông tác dụng lên thành cốp pha trước tới

giờ ta chỉ xét tới ảnh hưởng của độ cao và một vài yếu tố khác và đề tài của nhóm mang tới cho người đọc thấy được sự thay đổi áp lực theo bề rộng mặt cốp pha và theo độ sụt của bê tông

4 Kết quả nghiên cứu: Từ kết quả thí nghiệm mô hình thực tiễn và tìm ra dạng

đường đi của áp lực ngang bê tông tác dụng lên thành cốp pha cho ta kết quả về sự sai lệch giữa kết quả lý thuyết và kết quả thực nghiệm

5 Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Kết quả nghiên cứu đề tài sẽ mang lại cho ta hiểu

được phần nào áp lực ngang của bê tông tác dụng lên thành cốp pha từ đó ta có thể tính được bề dày kinh tế của thành cốp pha nhằm tiết kiệm hay tìm ra nguồn nguyên liệu tới thân thiện với môi trường

Ngày 14 tháng 6 năm 2018

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

Trang 5

NGUYẾN THÀNH ĐẠT

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài:

Xác nhận của Trường Ngày 14 Tháng 6 Năm 2018

( Kí tên và đóng dấu ) Giảng viên hướng dẫn

TS Hà Duy Khánh

Trang 6

LỜI CÁM ƠN

- Trong qua trình nghiên cứu nhóm đã gặp nhiều khó khăn về mặt kiến thức lẫn tài chính nhờ có sự giúp đỡ nhiệt tình của TS Hà Duy Khánh và một số nhà tài trợ đã đồng hành cùng nhóm trong xuốt quá trình thực hiện nghiên cứu đã giúp nhóm có thêm động lực tiếp tục thực hiện dự án đến khi hoàn thành kết quả

nghiên cứu Một lần nữa nhóm xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới:

 TS Hà Duy Khánh

Trang 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Áp lực ngang của ngang của bê tông lỏng Trang 5 Bảng 1.2: Áp lực ngang của bê tông mới đổ Trang 12 Bảng 1.3: Tải trọng khi đổ bê tông vào cốp pha Trang 13 Bảng 1.4: Hệ số vượt tải Trang 14 Bảng 2.1: Bảng tra độ sụt theo kết cấu và phương pháp thi công Trang 18 Bảng 2.2: Bảng tra lượng nước Trang 19 Bảng 2.3: Bảng tra lượng xi măng Trang 19 Bảng 2.4: Bảng tra hệ số α .Trang 20 Bảng 3.1: Kết quả đo chuyển vị mặt 200 (mm) Trang 31 Bảng 3.2: Kết quả đo chuyển vị mặt 250 (mm) Trang 32 Bảng 3.3: Kết quả đo chuyển vị mặt 300 (mm) Trang 33 Bảng 3.4: Kết quả đo chuyển vị mặt 350 (mm) Trang 34 Bảng 4.1: Bảng tính áp lực bê tông theo chiều cao ứng với chuyển vị đo

được khi đổ bê tông trên đỉnh cột Trang 36 Bảng 4.2: Bảng tính áp lực bê tông theo chiều cao ứng với chuyển vị đo

Trang 8

Bảng 4.6: Áp lực bê tông tại vị trí ô số 2 ứng với từng bề rộng cột Trang 48 Bảng 4.7: Áp lực bê tông tại vị trí ô số 3 ứng với từng bề rộng cột Trang 49 Bảng 4.8: Áp lực bê tông tại vị trí ô số 4 ứng với từng bề rộng cột Trang 50 Bảng 4.9: Áp lực bê tông tại vị trí ô số 5 ứng với từng bề rộng cột Trang 51 Bảng 4.10: Áp lực bê tông tại vị trí ô số 6 ứng với từng bề rộng cột Trang 52

Trang 9

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mô hình thí nghiệm (cốp pha cột) Trang 7 Hình 1.2 Mô hình cốp pha dầm Trang 8 Hình 1.3 Mô hình cốp pha vách Trang 8 Hình 1.4 Sơ dồ áp lực bê tông tác dụng lên thành cốp pha theo lý thuyết Trang 9 Hình 1.5 Mô hình mặt cột Trang 9 Hình 1.6 Trước khi đổ bê tông Trang 10 Hình 1.7 Sau khi đổ bê tông Trang 11 Hình 3.1 Xi măng Trang 23 Hình 3.2 Cát Trang 23 Hình 3.3 Đá 1x2 Trang 23 Hình 3.4 Tấm cao su Trang 23 Hình 3.5 Thước cuộn Trang 23 Hình 3.6 Búa đóng đinh Trang 23 Hình 3.7 Thước nhôm Trang 24 Hình 3.8 Cưa tay BOSCH Trang 24 Hình 3.9 Bộ đo độ sụt Trang 24 Hình 3.10 Nón và găng tay bảo hộ Trang 24 Hình 3.11 Hệ giàn giáo Trang 24 Hình 3.12 Đinh sắt Trang 24

Trang 10

Hình 3.15 Máy trộn bê tông Trang 25 Hình 3.16 Cây xẻng Trang 25 Hình 3.17 Xác định vị trí đo chuyển vị Trang 25 Hình 3.18 Công tác cắt lỗ đo chuyển vị Trang 26 Hình 3.19 Sản phẩm đạt được Trang 26 Hình 3.20 Cao su được đóng vào mặt lỗ Trang 26 Hình 3.21 Sản phẩm đạt được Trang 26 Hình 3.22 Lắp ghép cốp pha cột Trang 27 Hình 3.23 Dựng cốp pha cột Trang 27 Hình 3.24 Điều chỉnh cột Trang 27 Hình 3.25 Mô hình hoàn thiện Trang 28 Hình 3.26 Trộn bê tông Trang 28 Hình 3.27 Cho bê tông vào bộ đo Trang 29 Hình 3.28 Dùng côn đầm bê tông Trang 29 Hình 3.29 Bê tông được cho đầy vào bộ đo Trang 29 Hình 3.30 Đo độ sụt Trang 29 Hình 3.31 Đổ bê tông vào cột Trang 30 Hình 3.32 Chuyển vị bề mặt miếng cao su Trang 30 Hình 3.33 Đo chuyển vị tại ô số 1 Trang 30 Hình 3.34 Đo chuyển vị tại ô số 2 Trang 31 Hình 3.35 Chất lượng bê tông trong cột Trang 31 Hình 4.1 Mô hình mặt cột B = 200 (mm) Trang 35

Trang 11

Hình 4.2 Biểu đồ áp lực bê tông mặt cột B = 200 (mm)

trong thực nghiệm Trang 37 Hình 4.3 Biểu đồ áp lực bê tông mặt cột B = 200 (mm)

trong thực nghiệm Trang 37 Hình 4.4 Mô hình mặt cột B = 250 (mm) Trang 38 Hình 4.5 Biểu đồ áp lực bê tông mặt cột B = 250 (mm)

trong thực nghiệm Trang 46 Hình 4.13 Biểu đồ áp lực bê tông tại vị trí ô số 1

Trang 12

ứng với từng bề rộng cột Trang 47 Hình 4.15 Biểu đồ áp lực bê tông tại vị trí ô số 2

ứng với từng bề rộng cột Trang 52

Trang 13

GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

- Bê tông là một loại đá nhân tạo được hình thành qua nhiều công đoạn và được làm hệ khung chịu lực chính cho nhiều dự án khác nhau Để thuận lời thi công người ta chia ra nhiều bộ phần nhỏ để tiện cho việc thực hiện: Dầm, Cột, Vách Về phần thi công cột, theo cơ sở lý thuyết ta luôn có áp lực tác dụng lên thành cốp pha thường là hình tam giác P = γh ( ta xét trường hợp đơn giản nhất ) đây cũng chính là nguyên nhân nhóm chọn đề tài này để nghiên cứu vì thực chất bê tông không phải hoàn toàn là chất lỏng với cơ sở đó nhóm đã bắt tay nghiên cứu nhàm tìn ra biểu đồ áp lực ngang của bê tông tác dụng lên thành cốp pha cột để kiểm chứng và so sánh với kết quả lý thuyết về dạng biểu đồ áp lực ngang của bê tông Kết quả nghiên cứu của nhóm sẽ cho chúng ta biết được dạng biểu đồ áp lực ngang của bê tông tác dụng lên thành cốp pha từ đó ta giúp ta hiểu thêm nhiều về bản chất bê tông

Trang 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Khái quát về bê tông

- Bê tông (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp béton /betɔ̃/) là một loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính, theo một tỷ lệ nhất định (được gọi là cấp phối bê tông) Trong bê tông, chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia ) làm vai trò liên kết các cốt liệu thô(đá, sỏi, đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay, ) và khi đóng rắn, làm cho tất cả thành một khối cứng như đá

- Có các loại bê tông phổ biến là: bê tông tươi, bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polyme và các loại bê tông đặc biệt khác

- Về sức bền vật lý, bê tông chịu lực nén khá tốt nhưng khả năng chịu lực kéo không tốt lắm Vì vậy, trong xây dựng các công trình, các vật liệu chịu lực kéo tốt (ví dụ thép) được sắp xếp để đưa vào trong lòng khối bê tông, đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông Loại bê tông có phần lõi thép này được gọi là bê tông cốt thép Các tác động khác như đóng băng hay nước ngấm vào trong bê tông cũng có thể gây ra hư hại cho loại vật liệu này

- Bê tông được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình kiến trúc, móng, gạch không nung hay gạch block, mặt lát của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường

lộ, đường băng, các cấu trúc trong bãi đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, ống cống, chân cột cho các cổng, hàng rào, cột điện và thậm chí là thuyền Một số công trình kiến trúc làm bằng bê tông nổi tiếng có thể kể đến như Burj Khalifa (tòa nhà chọc trời cao nhất thế giới), đập Hoover, kênh đào Panama và Đền Pantheon

- Kỹ thuật chế tạo và sử dụng bê tông xuất hiện từ thời La Mã cổ đại và được sử dụng rộng rãi trong suốt giai đoạn tồn tại của Đế quốc La Mã Sau khi đế quốc La Mã sụp đổ, kỹ thuật sử dụng bê tông cũng bị mai một cho đến khi được tái khám phá vào giữa thế kỷ 18

Trang 15

- Việc sản xuất và sử dụng bê tông có nhiều tác động khác nhau đến môi trường

và nhìn chung cũng không hoàn toàn là tiêu cực như nhiều người nghĩ Mặc dù sản xuất

bê tông đóng góp đáng kể vào việc sản sinh khí nhà kính, việc tái sử dụng bê tông lại rất phổ biến đối với các công trình quá cũ và quá giới hạn tuổi thọ Những kết cấu bê tông rất bền và có tuổi thọ rất cao Đồng thời, do khối lượng tác dụng nhiệt cao và độ thẩm rất kém, bê tông cũng là một vật liệu dùng cho nhà ở tiết kiệm năng lượng

1.2 Lịch sử hình thành và phát triển bê tông

- Từ thời La Mã cổ đại bê tông đã được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng Khi xi măng được phát minh vào những năm đầu thế kỷ 19 thì việc kết hợp giữa bê tông

và xi măng đem lại hiệu quả cao và được sử dụng ngày một rộng rãi François Coignet, nhà tư bản công nghiệp người Pháp, là người tiên phong trong việc phát triển kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu bê tông đúc sẵn Coignet là người đầu tiên sử dụng cốt sắt cho

bê tông trong xây dựng các công trình nhà ở dân dụng Năm 1853, Coignet cho xây dựng công trình đầu tiên sử dụng bê tông cốt sắt, một căn nhà 4 tầng ở số 72 phố Charles Michels, ngoại ô Paris Tuy vậy, theo những mô tả của Coignet thì việc bổ sung cốt sắt vào bê tông không nhằm mục đích tăng cường độ bê tông mà nhằm giữ cho các bức tường bằng bê tông đứng thẳng và không bị lộn nhào Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép của Coignet do đó vẫn chỉ mang tính chất tình cờ, chưa - nhằm mục đích tăng cường

độ chịu kéo cho kết cấu bê tông

- Năm 1854, nhà thầu xây dựng người Anh là William B Wilkinson đã cho gia

cố mái và sàn bằng bê tông cốt thép cho một ngôi nhà hai tầng mà ông xây dựng Dựa vào vị trí đặt cốt thép, ông đã chứng minh rằng, không giống như những người tiền nhiệm của mình, Wilkinson đã có những hiểu biết nhất định về việc sử dụng cốt thép để gia tăng khả năng chịu kéo trong kết cấu

- Joseph Monier, một nhà làm vườn người Pháp, được biết đến như một trong những nhà phát minh chính của kết cấu bê tông cốt thép Ông đã được cấp bằng sáng chế cho việc sử dụng lưới thép làm từ vỏ đạn cối để gia cố cho các chậu cây bằng bê

Trang 16

Monier có thực sự hiểu về khả năng gia tăng cường độ chịu kéo của cốt thép trong kết cấu bê tông hay không

- Có thể thấy, từ thời La Mã cổ đại cho tới cuối những năm cuối thể kỷ 19, mặc

dù bê tông và bê tông cốt thép đã được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng nhưng chưa có bất kỳ một nghiên cứu nào chứng minh được sự kết hợp hiệu quả giữa bê tông

và cốt thép dưới góc nhìn khoa học, công nghệ Nhà sáng chế người Mỹ Thaddeus

Hyatt là người đầu tiên công bố một báo cáo mang tên "Đánh giá về một vài thực nghiệm

liên quan tới vật liệu xây dựng kết hợp giữa bê tông-xi măng Portland và cốt sắt, có xem xét tới khả năng tiết kiệm vật liệu trong xây dựng và khả năng phòng cháy đối với kết cấu mái, sàn và hành lang", trong đó ứng xử của kết cấu bê tông cốt thép đã được đưa

ra nghiên cứu và đánh giá thông qua thực nghiệm Nghiên cứu này của Hyatt đóng một vai trò cực kỳ quan trọng cho sự phát triển kết cấu bê tông sử dụng trong xây dựng, khi lần đầu tiên nó được xem xét và chứng minh sự hiệu quả dưới góc độ khoa học, công nghệ Nếu không có nghiên cứu này, rất nhiều những thử nghiệm và sai sót trong thực

tế có thể sẽ xảy ra trong đà phát triển của kết cấu bê tông cốt thép

- Kỹ sư người Đức Mathias Koennen là người đầu tiên đề xuất đưa cốt thép vào vùng bê tông chịu kéo để tăng khả năng chịu kéo cho toàn bộ kết cấu Năm 1886 ông đã công bố các bản thảo đầu tiên về lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế cho kết cấu bê tông cốt thép Một kỹ sư người Đức khác là G A Wayss là một trong những người tiên phong trong việc ứng dụng kết cấu bê tông cốt thép vào thực tế sản xuất Wayss mua bản quyền sáng chế của Monier vào năm 1879 và bắt đầu thương mại hóa vào năm 1984 khi thành lập công ty "Wayss & Freytag" Trong những năm 1890, dựa trên sáng chế của Monier, Wayss và công ty của mình đã có nhiều đóng góp to lớn trong việc phát triển khả năng gia cường của cốt thép trong bê tông

- Lịch sử phát triển của kết cấu bê tông cốt thép cuối thế kỷ 19 còn ghi nhận thêm đóng góp của kỹ sư người Anh Ernest L Ransome Sử dụng những kiến thức thu thập được về sự phát triển của bê tông cốt thép trong 50 năm trước đó, Ransome đã cải tiến bằng cách sử dụng những thanh cốt thép xoắn để gia tăng khả năng dính bám giữa thép

và bê tông Sự hiểu quả từ những tòa nhà xây dựng bằng cách sử dụng cải tiến này đã nâng cao tên tuổi Ransome và giúp ông giành được hợp đồng xây dựng hai trong số những cây cầu bê tông cốt thép đầu tiên tại Bắc Mỹ Kết cấu bê tông cốt thép cũng được

Trang 17

sử dụng cho một trong những tòa nhà chọc trời đầu tiên của thế giới, tòa nhà Ingalls cao

16 tầng tại Cincinnati, xây dựng vào năm 1904

- Từ năm 1897, kết cấu bê tông cốt thép trở thành một phần trong chương trình giảng dạy tại trường École des Ponts et Chaussées, Pháp Một trong những kỹ sư xây dựng tốt nghiệp chương trình này là Eugène Freyssinet, cha đẻ của bê tông dự ứng lực vào năm 1929 Những năm về sau lĩnh vực bê tông cốt thép đã đạt được nhiều tiến

bộ và phát triển vượt bậc trên thế giới, dẫn đến việc thành lập "Hiệp hội bê tông Đức" vào năm 1910, sau đó là "Hiệp hội bê tông Áo" và các "Viện nghiên cứu bê tông Anh",

"Viện nghiên cứu bê tông Mỹ" cũng như các tổ chức quốc tế như "Liên đoàn bê tông dự ứng lực quốc tế" (FIP) hay "Ủy ban Bê tông châu Âu" (CEB) Những tổ chức này đã góp phần quan trọng trong việc phát triển và ứng dụng kết cấu bê tông cốt thép trong ngành xây dựng Hiện nay kết cấu bê tông cốt thép là loại kết cấu được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực xây dựng

1.2 Lí do chọn đề tài

- Trong quá trình thi công ta luôn xem bê tông là chất lỏng có thể đông kết nhằm

tạo ra các cấu kiện chịu lực như: Dầm, cột, vách Trong quá trình đông kết để tính áp lực mà bê tông sinh ra tác dụng lên thành cấu kiện

P = γh

Trong đó : - h : chiều cao vùng bê tông sinh ra áp lực ( m )

- γ : Khối lượng riêng của bê tông lỏng ( Kg/m3 )

Trang 18

- Bên cạnh đó áp lực của bê tông còn được xác định dữa trên một số trường hợp:

Cách đầm Công thức tính toán Sơ đồ áp lực ứng dụng Phạm vị

P = γ 2

Trang 19

Bảng 1.1 Áp lực ngang của bê tông lỏng

Lưu ý: Trong quá trình thực hiện nghiên cứu vẫn còn nhiều khó khăn nên không xét

đến ảnh hưởng của đầm dùi

- Nhưng theo một số nhận định rằng bê tông không thực là một chất lỏng, để kiểm chứng lại điều này nên nhóm đã bắt tay thực hiện đề tài nhằm tìm hiểu sự biến thiên về đừng đi của áp lực bê tông tác dụng lên thành cốp pha đứng với mô hình thực

6 8

7

1

3

6

Trang 20

1: Ván thành 2: Nẹp liên kết tấm ván 3: Gông cột 4: Khung định vị chân cột 5: Lỗ với chân cột 6: Thanh chống

7: Tăng đơ 8: Mốc sắt 9: Thanh gỗ tạo điểm tựa

- Mô hình cốp pha dầm, vách: (Lưu ý: Chỉ tham khảo không làm thí nghiệm)

Hình 1.2 Mô hình cốp pha dầm

Hình 1.3 Mô hình cốp pha vách

1.3 Mục đích nghiên cứu

Trang 21

1.3.1 Mục đích

- Trong quá trình phát triển của bê tông tới thời điểm hiện nay ta luôn xem bê

tông là một chất lỏng có thể đông kết để dễ cho việc tính toán từ đó tính áp lực tác dụng của bê tông lên thành cốp pha

Hình 1.4 Sơ đồ áp lực bê tông tác dụng lên thành cốp pha theo lý thuyết

- Khi thi công đổ bê tông ngoài công trường thì không chỉ có mỗi áp lực ngang

bê tông mà thành cốp pha còn chịu những tác dụng trong thi công như: Đầm dùi, thiết

bị thi công Vì thế mà thành cốp pha phải chịu áp lực rất lớn nhất là ở dưới chân cột tại đó là vị trí mà áp lực bê tông lớn nhất

- Chính vì thế nhóm đã thực hiện dự án nghiên cứu áp lực mà thành cốt pha phải chịu nhằm tìm nha dạng đường đi của áp lực để kiểm chứng với kết quả trên và tính độ chênh lệch giữa kết quả thực nghiệm với kết quả lý thuyết

Trang 22

Hình 1.5 Mô hình mặt cột

- Từ áp lực trên ta có thể tính toán xác định lại bề dày cốt pha nhằm tiết kiệm nguyên liệu hoặc có thể dùng nguyên liệu mới thay thế nguyên liệu cũ thay bằng nguyên liệu thân thiện với môi trường một phần hướng tới mục tiêu bảo vệ môi trường và đây cũng là những vấn đề rất được chú trọng hiện nay nhằm giảm thiểu tác động tới môi trường trong tương lai

1.3.2 Mục tiêu

- Cốp pha là một cấu kiện trong công trình dùng để giữa bê tông bên trong đến

khi đạt cường đô nhất định trong quá trình đông kết thành cốp pha phải chịu áp lực rất lớn, để tính toán áp lực đó trong quá trình chuẩn bị cốt pha nhóm đã khoét các lỗ trên

bề mặt tấm ván (ván được làm từ gỗ) và dùng những miếng cao su nhằm đo chuyển vị

để đo độ chuyển vị và từ đó suy ra áp lực mà thành cốp pha phải chịu

- Sau khi xác định môđun đàn của miếng cao su và xác định chuyển vị của những miếng cao su với các mặt và độ sụt được xác định từ trước

Trang 23

Hình 1.6 Trước khi đổ bê tông

Trang 24

- Từ kết quả đo trên sau khi trải qua quá trình sử lí số liệu nhằm tìm dạng đường

đi của biểu đồ áp lực của bê tông so biểu đồ hình 1.2 từ đó tìm ra độ chênh lệch giữa hai dạng, dựa vào kết quả đó có thể thiết kế và chọn bề dày cốp pha hợp lí

1.4 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiêm cứu của đề tài tập trung:

 Thứ nhất: Sự co giãn của miếng cao su từ đó ta tính áp lực mà thành cốp pha phải chịu

 Thứ hai: Áp lực mà do bê tông gây ra bởi những độ sụt khác nhau

- Biện pháp, giải pháp nghiên cứu: Mô hình thực tế và lấy số liệu

1.5 Cơ sở khoa học

- Dựa theo TCVN 4453 1995_Bê tông_TC&NT bê tông toàn khối Khi tính toán cốp pha phải tính toán với các trị số tải trong tiêu chuẩn sau đây:

1.5.1 Tải trọng thẳng đứng:

a) Khối lượng thể thức của cốp pha đà giáo xác định theo bản vẽ thiết kế Khối

lượng thể tích của gỗ khô phân loại theo TCVN 1072:1971

- Nhóm III từ 600kg/m3 đến 730kg/m3

- Nhóm IV từ 550kg/m3 đến 610kg/m3

- Nhóm V từ 500kg/m3 đến 540kg/m3

- Nhóm VI từ 490kg/m3 trở xuống

b) Khối lượng thể tích của bê tông nặng thông thường tính bằng 2500 kg/m3

- Đi với các loại bê tông khác tính theo khối lượng thực tế

c) Khối lượng của cốt thép lấy theo thiết kế

d) Tải trọng do người và tải trọng thi công

1.5.2 Tải trọng ngang

a) Tải trọng giói lấy theo TCVN2336:1990 với thi công lấy 50% tải trọng gió tiêu chuẩn (trong trường hợp này do chiều cao cột là 3m nên ta ko xét tới tải trọng gió)

b) Áp lực ngang của bê tông mới đổ vào cốp pha xác định ở bảng 1.2

Trang 25

c) Tải trọng do chấn động phát sinh khi đổ bê tông vào cốp pha của kết cấu xác định theo bảng 1.3

- P: Áp lực ngang tối đa của hỗn hợp bê tông (daN/m2)

- γ: Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông đã đầm (daN/m3)

- H: Chiều cao mỗi lớp hỗn hợp bê tông (m)

- V: Tốc độ đổ hỗn hợp bê tông (m /h)

- R và R1: Bán kính tác dụng của đầm dùi và đầm ngoài Đối với dùi nên lấy R=0.7 (m) và đầm ngoài R1=1 (m)

- K1: Hệ số tính đến ảnh hưởng độ sụt của hỗn hợp bê tông

- Đối với bê tông cứng và ít linh động với đột sụt 0.2cm - 0.4cm thì K1 = 0.8

- Đối với bê tông có đột sụt 4cm - 6cm thì K1 = 1.0

- Đối với bê tông có đột sụt 8cm - 12cm thì K1 = 1.2

- K2: Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ của hỗn hợp bê tông

- Với nhiệt độ 8oC, K2 = 1.15

- Với nhiệt độ 8oC - 11oC, K2 = 1.1

Trang 26

- Với nhiệt độ trên 33oC, K2 = 0.85

Biện pháp đổ bê tông Tải trọng ngang, tác dụng vào cốp

pha ( daN/m 2 )

- Đổ bằng máy và ống vòi voi

hoặc đổ trực tiếp bằng đường

ống từ máy bê tông

Bảng 1.3 Tải trọng khi đổ bê tông vào cốp pha

1.5.3 Khi tính toán các bộ phận của cốp pha theo khả năng chịu lực, các tải trọng tiêu

chuẩn nêu trong mục 1.5.1 phải nhân với hệ số vượt tải quy định

Các tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

1 Khối lượng thể tích cốp pha đà giáo

2 Khối lượng thể tích của bê tông và cốp thép

3 Tải trọng do người và phương tiện vận chuyển

4 Tải trọng do đầm chấm động

5 Áp lực ngang của bê tông

6 Tải trọng do chấn động khi đổ bê tông vào cốp pha

1.1 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

Trang 27

1.6 Phạm vi nghiên cứu

- Đề tài này tác giả chỉ xét đến áp lực ngang do bê tông mới đổ vào cốp pha theo diện tích mặt tiếp xúc của ván cốp pha cũng như độ sụt của bê tông theo từng độ cao khác nhau Ở đây ta bỏ qua tải trọng gió, áp lực do đầm dùi hoặc dầm ngoài, tải trọng

do chấn động phát sinh khi đổ bê tông

1.7 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Hiện nay, trong xây dựng, công tác bê tông cốt thép chiếm một tỷ trọng lớn trong công tác xây lắp Trong đó công tác ván khuôn chiếm một vị trí quan trọng Khối lượng lao động của công tác chiếm 30-60% Về mặt giá thanh công tác ván khuôn chiếm

15 – 30% giá thanh cấu kiện bê tông cốt thép Phân tích tác động của bê tông tươi lên ván khuôn dựa vào thực nghiệm để so sanh với những phương pháp tính toán đơn giản

Từ đó đề xuất phương pháp đơn giản hóa phù hợp và thuận tiện trong tính toán và thiết

kế ván khuôn

1.8 Nôi dung nghiên cứu

- Công tác ván khuôn đóng vai trò quan trọng trong thi công bê tông tại chỗ Chất lượng bê tông, vấn đề an toàn trong thi công, chi phí cho công tác ván khuôn phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác khi tính toán thiết kế ván khuôn Xác định chính xác áp lực ngang của vữa bê tông là một trong những nhiệm vụ chính quyết định độ chính xác khi thiết kế ván khuôn Xuất phát từ việc phân tích những vấn đề chưa cụ thể, rõ ràng trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453-1995, trong việc xác định áp lực ngang của bê tông lên ván khuôn, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu vấn đề này bằng thực tế để đối chiếu

so sanh với lý thuyết đã được học Nội dung nghiên cứu của chúng tôi bao gồm:

+ Áp lực ngang của bê tông tác dụng lên ván khuôn theo diên tích tiếp xúc + Sự thay đổi áp lực ngang của bê tông theo độ cao và độ sụt

1.9 Phương pháp nghiên cứu

Trang 28

- Phương pháp giải tích: Số liệu thu thập được ta tiến hành tính toán, xử lý số liệu, vẽ biểu đồ để kiểm chứng giả thuyết

Trong đó, ta lấy phương pháp thu thập số liệu làm chủ đạo, phương pháp giải tích

bổ trợ

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 Nội dung

2.1 Cơ sở lý luận

2.1.1 Khái niệm áp lực ngang bê tông

- Áp lực ngang của bê tông là hiện tượng bê tông truyền vào thành cốp pha một

áp lực theo phương ngang với trị số xác định, áp lực tại mỗi điểm là khác nhau, trị số của áp lực bị ảnh hưởng rất nhiều bởi chiều cao của bê tông đổ

2.1.2 Vị trí và vai trò của nghiên cứu

- Việc nghiên cứu sự ứng xử của bê tông lên ván khuôn theo phương ngang đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong công tác thi công cột bê tông cốt thép hiện nay, khi

mà ngành xây dựng Việt Nam đang phát triển rất nhanh, đầu tư của nước ngoài vào ngành xây dựng ngày càng nhiều, người dân ngày càng quan tâm hơn chất lượng công trình đòi hỏi sự an toàn và kinh tế là ưu tiên hết

- Tìm được mối tương quan của áp lực ngang của bê tông tướng ứng với các cao

độ, tiết diện cột, độ sụt khác nhau từ biểu đồ áp lực ngang của bê tông thông qua nghiên cứu bằng thực nghiệm Từ đó hiểu rõ hơn sự làm việc và ứng xử của bê tông trong công tác đổ cột bê tông, công tác thiết kế thi công của người kỹ sư được đơn giản hơn, đánh

Trang 29

giá chính xác hơn những ảnh hưởng của áp lực ngang bê tông, giải quyết được bài toán thi công an toàn trước các rủi ro có thể xảy ra, giảm thiểu được chi phí thi công, tạo thuận lợi cho nhà thầu và chủ đầu tư

2.1.3 Ý nghĩa

- Nghiên cứu về áp lực ngang của bê tông đặc biệt có ý nghĩa trong ngành xây dựng Công tác thiết kế sẽ đơn giản hơn rất nhiều nếu như từ nghiên cứu ta tìm ra được giải pháp, công thức tính cho áp lực ngang tương ứng với độ sụt, tiết diện, cao độ khác nhau Từ đó đơn giản hóa các hệ giằng phức tạp, tạo thuận lợi cho công tác thi công, rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí sử dụng cho hệ giằng

2.2 Thực trạng

2.2.1 Áp lực ngang của bê tông thay đổi như thế nào?

- Mối quan tâm hàng đầu của nghiên cứu là tìm được giá trị và so sánh sự khác nhau của áp lực ngang bê tông tại 2 tiết diện bề mặt cột hình chữ nhật tại các vị trí cao trình tương ứng của cột

Cùng với đó, khi ta thay đổi tiết diện cột khác nhau, bê tông có độ sụt khác nhau tương ứng tại các vị trí cao trình tương ứng của cột sẽ nhận thấy được sự thay đổi của áp lực ngang bê tông

2.2.2 Ảnh hưởng của áp lực ngang bê tông đến công trình xây dựng

- Áp lực ngang bê tông ảnh hưởng rất nhiều đến công trình nếu như chúng ta không tính toán kĩ càng và đánh giá hết ảnh hưởng của nó Chẳng hạn:

 Về kỹ thuật và kiến trúc, tại những vị trí nẹp và giằng chưa đủ khả năng chịu lực và hợp lý sẽ bị áp lực ngang bê tông làm cho ván khuôn bị biến dạng, làm cho cột

bị phình to ảnh hưởng đến kiến trúc – mỹ quan của công trình, khả năng chịu lực cũng

bị giảm đi nhiều so với thiết kế ban đầu, gây mất an toàn và tạo tâm lý không thoải mái trong công tác thi công

 Về kinh tế, việc sữa chửa khi ván khuôn bị biến dạng gây tốn kém thời gian và tiền bạc, một số trường hợp có thể ván khuôn bị biến dạng quá mức dẫn đến phải mua mới ván khuôn làm cho chi phí bị phát sinh khá đáng kể

Trang 30

- Không đánh giá được hết ảnh hưởng của áp lực ngang bê tông lên cấu kiện, tính toán chưa chính xác tại những vị trí ván khuôn bị ảnh hưởng nhiều, khả năng chịu lực của ván khuôn và hệ giằng chưa đủ, và bố trí chưa được hợp lý

2.3 Tính cấp phối bê tông

- Lý thuyết tính toán: bao gồm 6 bước

Bước 1: Chọn độ sụt theo kết cấu và phương pháp thi công

Bảng 2.1 Bảng tra độ sụt theo kết cấu và phương pháp thi công

Trang 31

Bước 3: Xác định N: Tra bảng với 3 số liệu cần biết

2.0-3.0

2.5-1.9

1.5-2.4

2.0-3.0

2.5-1.9

1.5-2.4

2.0-3.0

2.5-1.9

1.5-2.4

2.0-3.0

Loại kết cấu

Phương pháp thi công

Cơ giới Thủ công

SN, cm ĐC, giây SN, cm

- Bêtông khối lớn ít hay không có cốt thép 2 ÷ 4 15 ÷ 25 3 ÷ 6

- Bêtông có hàm lượng cốt thép trung bình 6 ÷ 8 10 ÷ 12 8 ÷ 12

Trang 32

 CLL trong bảng trên là đá dăm, khi dùng sỏi thì lượng nước giảm đi 10 lít

 Lượng xi măng dùng <400 kg/m3 bê tông

 Khi lượng xi măng >400 kg/m3 bê tông thì điều chỉnh thêm 1 lít nước cho mỗi 10 kg xi măng tăng

 Khi sử dụng xi măng Portland hỗn hợp/xỉ thì cộng thêm 10 lít

 Khi sử dụng xi măng puzolan thì cộng thêm 15 lít

Bước 4: Xác định X: dựa vào X/N ở trên và lượng N vừa tra bảng So sánh lượng

xi măng tối thiểu với bảng sau:

Bảng 2.3: Bảng tra lượng xi măng

Điều kiện làm việc Bằng tay Phương pháp lèn chặt Bằng máy

Trang 33

 Bảng trên dùng cho cát trung bình với lượng nước yêu cầu = 7% khối lượng cát

 Cát nhỏ với LNYC > 7% thì α giảm đi 0,03 ứng với độ tăng 1% LNYC và ngược lại

R X

Trang 34

R X

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	4,92 MB