Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dạng - kích thước mũ cột đến sự làm việc và khả năng chịu lực của sàn phẳng bê tông ứng lực trước

Bài viết Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dạng - kích thước mũ cột đến sự làm việc và khả năng chịu lực của sàn phẳng bê tông ứng lực trước nghiên cứu ảnh hưởng các loại mũ cột, cụ thể là mũ cột dạng chóp cụt và dạng bản đầu cột, dùng Tiêu chuẩn ACI 318-2008 tính toán sàn phẳng ứng lực trước và xem xét, so sánh khả năng chống chọc thủng với việc chọn cố định bề dày sàn đảm bảo độ võng và khả năng chống cắt, mang lại hiệu quả sử dụng cao cho kết cấu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dạng - kích thước mũ cột đến sự làm việc và khả năng chịu lực của sàn phẳng bê tông ứng lực trước ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(98).2016 11 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DẠNG - KÍCH THƯỚC MŨ CỘT ĐẾN SỰ LÀM VIỆC VÀ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC RESEARCH ON INFLUENCE OF FORMS – DIMENSIONS OF HEAD COLUMNS ON THE WORK AND BEARING CAPACITY OF PRESTRESSED CONCRETE FLAT SLABS Trương Hoài Chính Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; thchinh@dut.udn.vn Tóm tắt - Sàn bê tông ứng lực trước căng sau là giải pháp kết Abstract - Pre-stressed concrete floor is one of the structural cấu được ứng dụng phổ biến trong các công trình xây dựng. Tuy solutions which are increasingly popular in the construction of nhiên với giải pháp sàn phẳng, các vị trí liên kết giữa cột và bản buildings. However with flat slabs, at the connection between the sàn với kích thước bề dày của bản sàn khá nhỏ dẫn đến sàn sẽ column and the floor, the small thickness of slabs will lead to their dể bị phá hoại do chọc thủng. Để tăng cường khả năng chống being easily destroyed by punching shear. To strengthen floor chọc thủng sàn, có thể tạo ra mũ cột hoặc tạo bản đầu cột (tăng puncture resistance floor, we can make a head column or drop chiều dày cục bộ tại vị trí các đầu cột). Các hình dạng mũ cột đều panel (to the larger thickness at the location of the head column). có những ưu nhược, tính toán tiết diện tháp chọc thủng cũng The form structure of head columns has its different strengths and khác nhau, ảnh hưởng đến độ võng và khả năng chịu lực của limitations; calculations of section of tower punche are also bản sàn. Bài báo này nghiên cứu ảnh hưởng các loại mũ cột, cụ various, which affects the deflection and the bearing capacity of thể là mũ cột dạng chóp cụt và dạng bản đầu cột, dùng Tiêu the floor. This article studies and compares the influence of head chuẩn ACI 318-2008 tính toán sàn phẳng ứng lực trước và xem column forms. The ACI 318-2008 standard is used to calculate a xét, so sánh khả năng chống chọc thủng với việc chọn cố định bề pre-stressed flat slab structure, consider, and compare puncture dày sàn đảm bảo độ võng và khả năng chống cắt, mang lại hiệu resistance corresponding to the fixed selection of floor thickness quả sử dụng cao cho kết cấu. to ensure deflection and cutting resistance of the floor, providing high efficiency of the structure. Từ khóa - sàn phẳng bê tông ứng lực trước; lực chọc thủng; độ Key words - pre-stressed concrete flat slab; punching shear; võng; mũ cột; bản đầu cột. deflection; head column; drop panels. 1. Đặt vấn đề Với loại “wide-beam action” thì coi sàn làm việc như Sàn bê tông ứng lực trước căng sau là một trong những một dầm rộng có bề rộng là khoảng giữa các cột. Tiết giải pháp kết cấu được ứng dụng ngày càng phổ biến trong diện tới hạn kéo dài trong một mặt phẳng ngang qua toàn các công trình xây dựng. Để thỏa mãn được các yêu cầu về bộ bề rộng của sàn và cách bề mặt gối tựa một đoạn là d, công năng và thẫm mỹ của không gian kiến trúc thì các yêu với d là chiều cao hiệu dụng của sàn. cầu về cấu tạo trong kết cấu cũng phải được quan tâm. Tuy Với loại “two-way shear” (lực cắt chọc thủng) nói nhiên với giải pháp sàn phẳng, tại các vị trí liên kết giữa cột chung là nguy hiểm hơn “wide-beam action”. Tùy thuộc và bản sàn, kích thước bề dày của bản sàn khá nhỏ dẫn đến vào vị trí của cột, tải trọng tập trung, phản lực mà phá hoại sàn sẽ dể bị phá hoại do chọc thủng. có thể xảy ra theo 2, 3 hoặc 4 phía của hình nón cụt hoặc Có nhiều giải pháp kết cấu để tăng cường khả năng tháp cụt. Mặt phá hoại kéo dài từ phía dưới sàn chỗ biên chống cắt của sàn, trong đó việc sử dụng các dạng cấu tạo gối tựa cột đến mặt trên với góc nghiêng so với phương mũ cột khác nhau (cột có mũ cột, bản đầu cột...) sẽ làm mặt phẳng sàn là ,  phụ thuộc vào bản chất và số lượng thay đổi các giá trị kích thước của sàn phẳng, đặc biệt là cốt thép trong bản sàn và nằm trong khoảng  = 20° ÷ 45°. bề dày sàn. Do vậy, vấn đề cần đặt ra đối với các kỹ sư kết cấu công trình xây dựng là chọn giải pháp cấu tạo mũ cột (ngoài việc thỏa mãn yêu cầu kiến trúc hợp lý về giải pháp kết cấu trong thực tế thiết kế), đặc biệt với những công trình xây dựng có nhịp lớn sử dụng phương án sàn phẳng bê tông ứng lực trước. 2. Cơ sở tính toán khả năng chống chọc thủng bản sàn bê tông ứng lực trước Hình 1. Tháp chọc thủng theo Tiêu chuẩn ACI 318-2008 2.1. Xác định tiết diện tới hạn [1, 3, 5] 2.2. Cường độ chịu cắt yêu cầu khi tính toán chọc thủng Theo Tiêu chuẩn ACI 318–2008, khi tính toán thiết kế (two-way action) [1, 4, 5] sàn phẳng cần chú ý kiểm tra khả năng chịu cắt tại hai vị trí: Theo Tiêu chuẩn ACI 318-2008 sàn phẳng cần được tính toán chống nén thủng theo điều kiện: - Sàn một phương (Wide-beam action): Diện tích sàn làm việc như dầm rộng (bẹt), hay truyền lực cắt theo 1 phương. V c ≥Vu - Sàn hai phương (Two-way action): Diện tích sàn làm Trong đó: việc theo hai phương. ...