Ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép đai trong lanh tô đến sự làm việc của kết cấu vách kép chịu tải trọng ngang

Bài viết Ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép đai trong lanh tô đến sự làm việc của kết cấu vách kép chịu tải trọng ngang nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép đai đến sự làm việc của kết cấu vách kép.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép đai trong lanh tô đến sự làm việc của kết cấu vách kép chịu tải trọng ngang Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG CỐT THÉP ĐAI TRONG LANH TÔ ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU VÁCH KÉP CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Nguyễn Tiến Chương1, Đoàn Xuân Quý1 Trường Đại học Thuỷ lợi, email: chuongnt@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Do đặc điểm cấu tạo cốt thép trên đây, vật liệu của vách kép có thể được mô hình hóa Kết cấu vách kép (coupled shear wall - như sau: CSW) là dạng kết cấu bao gồm hai vách theo - Bê tông và cốt thép phân bố được mô phương đứng được nối với nhau bởi các lanh hình hóa theo lý thuyết trường nén cải tiến tô (LT) hay dầm nối theo phương ngang (MCFT). (Hình 2). Kết cấu vách kép có đặc tính là có - Các cốt thép dọc được mô hình hóa bằng độ dẻo cao hơn so với kết cấu vách đặc [1,2]. các phần tử thanh chịu kéo - nén. Đặc tính này của kết cấu vách kép đã được Lý thuyết trường nén cải tiến (MCFT) được sử dụng trong thiết kế nhà cao tầng, đặc biệt Collins và Vecchio đề xuất năm 1986 [3,4,6] là thiết kế nhà cao tầng chịu động đất. và đang là mô hình được ứng dụng nhiều trong Khả năng chịu lực của vách kép, bao gồm phân tích kết cấu bê tông cốt thép. cả độ bền, độ cứng cũng như độ dẻo, phụ thuộc vào khả năng chịu lực của các lanh tô. Dựa trên các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, người ta đã đề xuất các giải pháp cấu tạo lanh tô hợp lý để nâng cao khả năng chịu lực của kết cấu vách kép [1,5]. Trong bài báo này sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép đai đến sự làm việc của kết cấu vách kép. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Xét về hình học thì kết cấu vách kép được Hình 1. Phần tử tấm bê tông cốt thép xem như là kết cấu tấm phẳng có các lỗ mở. với ứng suất trong mặt phẳng Dưới tác dụng của tải trọng ngoài, vách làm Lý thuyết trường nén cải tiến xây dựng việc theo sơ đồ ứng suất phẳng, không chịu mối quan hệ giữa ứng suất trung bình và biến lực ngoài mặt phẳng, nên có thể được mô dạng trung bình đảm bảo cả điều kiện liên tục hình hóa bằng mô hình phần tử hữu hạn dạng và cân bằng trong phần tử bê tông cốt thép bị phần tử tấm phẳng. nứt. Mô hình phần tử hữu hạn của tấm bê Xét về vật liệu thì trong kết cấu vách kép tông cốt thép theo MCFT được thể hiện trên có hai loại cốt thép: loại cốt thép dọc tại mép Hình 1. biên của các vách đứng và biên của các lanh MCFT kết hợp mô hình thực tế dựa trên tô và loại cốt thép phân bố gồm các cốt thép các quan sát từ thực nghiệm. Trong khi các đai và các cốt thép phân bố trong vách. vết nứt là liên tục và các mối quan hệ được 69 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 xây dựng theo các biến dạng và ứng suất trung bình. MCFT có xem xét các yếu tố cục bộ của ứng suất và biến dạng cục bộ tại các vết nứt. Để nghiên cứu sự làm việc của vách kép chịu tải trọng ngang, quy trình đẩy dần được áp dụng dựa vào phần mềm VECTOR 2. VECTOR 2 được phát triển tại đại học Toronto - Canada, là phần mềm chuyên dụng để phân tích sự làm việc của bê tông cốt thép dựa trên mô hình trường nén cải tiến. Phần mềm đã được nhiều tác giả sử dụng trong nghiên cứu [3,4,6]. 3. PHÂN TÍCH VÁCH KÉP CHỊU TẢI TRỌNG NGANG ĐẨY DẦN Kết cấu vách kép được lựa chọn để phân tích chính là mô hình thí nghiệm của Santhakumar [5] (Hình 2 và 3). Vật liệu bê Hình 2. Cấu tạo vách và sơ đồ gia tải tông có f’c = 30 Mpa, cốt thép có fy = 330 Mpa, fu = 475 Mpa. Trong các mô hình, bê tông và cốt thép của các vách đứng được giữ nguyên, chỉ thay đổi cốt thép đai của LT để nghiên cứu, tiến hành nghiên cứu theo quy trình: - Tăng cốt thép đai từ hàm lượng (HL) tối thiểu (0,05%) sau đó được tăng dần lên từng 0,05% (T1 đến T11 - HLCĐ 0,55%). - Khảo sát sự làm việc của các lanh tô, sự phát triển vết nứt, chuyển vị ngang của kết cấu theo quá trình tăng tải. Cốt thép dọc của lanh tô tại mép trên và dưới bằng nhau và được đặt 2φ10. Tải trọng ngang tương ứng với lực cắt đáy và được tăng dần (đẩy dần) từ mỗi P = 5KN với bước tăng đều 5KN cho đến khi vách bị Hình 3. Cấu tạo cốt thép trong vách a) phá hoại. Tải trọng thẳng đứng không đổi. và lanh tô b) - Giai đoạn II. Trong các lanh tô xuất hiện 4. CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH vết nứt. Các vết nứt trong lanh tô xuất hiện Kết quả phân tích được thể hiện trên Hình 4. đầu tiên ở lanh tô tầng 2 sau đó phát triển Theo sự tăng của tải trọng ngang, sự làm việc sang lanh tô tầng 1 rồi đến tầng 3 và tiếp tục của vách có thể được chia làm 3 giai đoạn: lên các tầng phía trên. Các vết nứt xiên xuất - Giai đoạn I. Khi tải trọng ngang tương hiện tại bụng dầm, không xuất hiện vết nứt đối nhỏ, vách làm việc như một kết cấu đàn thẳng góc (Hình 5). hồi, không có sự khác nhau giữa các vách Giai đoạn II là giai đoạn kết cấu vách làm với hàm lượng cốt thép đai trong các lanh tô việc trong trạng thái có vết nứt. Kết quả tính khác nhau. toán cho thấy hàm lượng cốt thép đai không 70 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 làm thay đổi độ cứng của vách nhưng làm HLCĐ vượt giá trị 0,5% thì mức tăng của lực tha ...