Thạc Sĩ Tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép tiết diện chữ I theo một số tiêu chuẩn thiêt kế

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự tăng trưởng nhanh của nền kinh tế nước ta đã thúc đẩy mạnh mẽ tốc độ phát triển của ngành xây dựng về số lượng và đa dạng loại hình kết cấu. Các kết cấu làm nhà cao tầng, nhà nhịp lớp, hệ thanh ngày càng xuất hiện nhiều ở Việt Nam và các nước trên thế giới. Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) ngày nay đang được sử dụng rộng rãi và rất có hiệu quả.
Đánh giá khả năng chịu lực của cấu kiện là nhiệm vụ rất quan trọng trong công tác thiết kế. Trong đó đánh giá khả năng chịu cắt của cấu kiện chịu uốn đặt biệt là cấu kiện dầm được dành nhiều sự quan tâm trong công tác nghiên cứu.
Có nhiều tác giả nghiên cứu về các tiết diện cấu kiện dầm khác nhau như chữ nhật, I, T, tiết diện tròn, hộp rỗng. Đặc biệt dầm chữ I tiết diện không đổi được sử dụng nhiều như dầm cầu trục, dầm mái, trong nhà công nghiệp, và việc đánh giá khả năng chịu cắt của dầm cần được quan tâm nghiên cứu.
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép của Việt Nam hiện hành TCVN 5574:2012 về khả năng chống cắt của dầm BTCT tuy đáp ứng được các yêu cầu về thiết kế nhưng còn nhiều yếu tố chưa được xem xét, phân tích một cách rõ ràng để có thể đánh giá đúng mức và hiệu quả.
Ngoài ra hiện nay, có rất nhiều công trình nước ngoài đầu tư vào nước ta, việc thiết kế tính toán sử dụng các tiêu chuẩn khác nhau được phép áp dụng tại Việt Nam.
Xuất phát từ thực tế đó trong luận văn này tác giả chọn đề tài “Tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép tiết diện chữ I theo một số tiêu chuẩn thiêt kế” nhằm giúp cho các nhà tư vấn thiết kế lưu ý khi sử dụng các tiêu chuẩn của Việt Nam và nước ngoài để tính toán và kiểm tra.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tồng cốt thép tiết diện chữ I không đổi, sử dụng bê tông thường với một số tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam và nước ngoài.
Là tài liệu tham khảo cho công tác thiết kế và công tác nghiên cứu khoa khoa học.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Dầm bê tông cốt thép tiết diện chữ I không đổi sử dụng bê tông thường.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi luận văn học viên chỉ nghiên cứu khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép (BTCT) tiết diện chữ I không đổi, sử dụng bê tông thường, theo một số tiêu chuẩn Việt Nam và nước ngoài.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu cách tính toán lý thuyết và so sánh kết quả tính toán ví dụ số theo các tiêu chuẩn.
Trong đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết tính toán và kết hợp khảo sát bằng ví dụ số.
5. Bố cục luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn được trình bày gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về kết cấu dầm bêtông cốt thép
Chương 2: Một số tiêu chuẩn tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCT tiết diện chữ i
Chương 3: Khảo sát các ví dụ số tính toán khả năng chịu cắt của dầm BTCT tiết diện chữ i theo một số tiêu chuẩn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2
5. Bố cục luận văn 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP 3
1.1. DẦM BTCT VÀ CÁC DẠNG TIẾT DIỆN 3
1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ VAI TRÒ CỦA CÁNH TIẾT DIỆN DẦM CHỮ I 3
1.3. SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM 5
1.3.1. Các hình thức phá hoại của dầm 6
1.4. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM VÀ CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN 7
1.4.1. Khả năng chịu cắt của dầm 7
1.4.2. Mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông 9
1.5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM 14
1.5.1. Ảnh hưởng của nhịp chịu cắt 14
1.5.2. Ảnh hưởng của tiết diện 16
1.5.3. Ảnh hưởng của lực tác dụng dọc trục 16
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BTCT TIẾT DIỆN CHỮ I 20
2.1. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN ACI 318-2004 20
2.1.1. Khả năng chịu cắt của bê tông 20
2.1.2. Khả năng chịu cắt của cốt thép đai 23
2.2. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN EC2:2008 27
2.2.1. Khả năng chịu cắt của bê tông 27
2.2.2. Điều kiện hạn chế 28
2.2.3. Khả năng chịu cắt của cốt thép đai 29
2.3. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN CSA A23.3-94 31
2.3.1. Khả năng chịu cắt của dầm 31
2.3.2. Khả năng chịu cắt của bê tông dầm 31
2.3.3. Khả năng chịu cắt của cốt thép dầm 32
2.4. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN BS 8110 - 1997 34
2.5. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO TIÊU CHUẨN TCVN 5574:2012 34
2.5.1. Tính toán các dải nghiêng chịu nén giữa các vết nứt xiên 35
2.5.2. Tính toán tiết diện nghiêng chịu lực cắt 36
2.5.3. Tính toán theo giáo trình kết cấu bê tông cốt thép 39
2.6. NHẬN XÉT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO CÁC TIÊU CHUẨN 44
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT CÁC VÍ DỤ SỐ TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BTCT TIẾT DIỆN CHỮ I THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN 48
3.1. CÁC SỐ LIỆU KHẢO SÁT DẦM BTCT TIẾT DIỆN CHỮ I 48
3.2. TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, TRƯỜNG HỢP a>2,5ho (CHỌN a=3000mm) 51
3.2.1. Khả năng chịu cắt của bê tông 51
3.2.2. Khả năng chịu cắt của cốt đai 55
3.2.3. Khả năng chịu cắt của dầm 57
3.3. TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ, TRƯỜNG HỢP ho<a<2,5ho (CHỌN a=1500mm) 59
3.3.1. Khả năng chịu cắt của bê tông 59
3.3.2. Khả năng chịu cắt của cốt đai 62
3.3.3. Khả năng chịu cắt của dầm 65
3.4. KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM THEO CÁC TIÊU CHUẨN ỨNG VỚI 2 TRƯỜNG HỢP KHẢO SÁT 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)