Nghiên cứu thực nghiệm sự phá hoại và biến dạng các nút khung bê tông cốt thép chịu động đất

Các nút khung có vai trò hết sức quan trọng, ảnh hưởng tới phản ứng của các khung bê tông cốt thép chịu động đất. Ứng xử của chúng chịu ảnh hưởng qua lại của cách thức phá hoại các đầu mút dầm, cột và sự tương tác phức tạp giữa các cơ cấu cắt, bám dính và bó xảy ra trong một vùng có diện tích rất hạn chế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thực nghiệm sự phá hoại và biến dạng các nút khung bê tông cốt thép chịu động đất KHOA H“C & C«NG NGHª Nghiên cứu thực nghiệm sự phá hoại và biến dạng các nút khung bê tông cốt thép chịu động đất Experimental study the failure and deformation of beam-column joint under earthquake load Nguyễn Lê Ninh, Võ Mạnh Tùng Tóm tắt 1. Phần mở đầu Các nút khung có vai trò hết sức quan Các nút khung có vai trò hết sức quan trọng, ảnh hưởng tới khả năng chịu lực và biến dạng của các khung bê tông cốt thép (BTCT) chịu động đất. Rất nhiều trường hợp trọng, ảnh hưởng tới phản ứng của phá hoại nút khung dẫn tới sự sụp đổ của cả hệ kết cấu đã được ghi nhận trong thực các khung bê tông cốt thép chịu động tế [2][3][4]. Trong vài thập niên gần đây, ứng xử của các nút khung BTCT dưới tác động đất. Ứng xử của chúng chịu ảnh hưởng động đất đã được các nhà nghiên cứu quan tâm nghiên cứu, nhưng một sự hiểu biết qua lại của cách thức phá hoại các đầu chung về vấn đề này vẫn chưa thật đầy đủ và đạt được sự đồng thuận giữa các nhà mút dầm, cột và sự tương tác phức tạp khoa học [8][9][10][11]. Theo quan điểm thiết kế kháng chấn hiện đại được cụ thể hóa giữa các cơ cấu cắt, bám dính và bó trong TCVN 9386:2012, vai trò của nút khung trong nguyên tắc thiết kế cơ bản “cột xảy ra trong một vùng có diện tích rất khỏe – dầm yếu” vẫn chưa được diễn đạt một cách rõ ràng và chủ yếu đảm bảo mục hạn chế. Để làm sáng tỏ cơ cấu chịu lực tiêu độ bền cho chúng. và biến dạng của các nút khung BTCT Trong bối cảnh đó, việc nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết về độ bền và độ dẻo được thiết kế kháng chấn đang và sẽ các nút khung ở các khung BTCT chịu động đất là hết sức cần thiết. Các kết quả nghiên tồn tại ở Việt Nam, các nghiên cứu thí cứu thực nghiệm sẽ làm sáng tỏ các dạng phá hoại cũng như quá trình phá hoại các nút nghiệm trên các mẫu tỷ lệ 1:1 đã được khung được thiết kế để chịu động đất ở Việt Nam hiện nay và trước đây; đánh giá được thực hiện. Nội dung bài này giới thiệu độ bền, độ dẻo, độ cứng, khả năng phân tán năng lượng của chúng cũng như một số các kết quả nghiên cứu về sự phá hoại yếu tố ảnh hưởng quyết định tới các đặc tính này. và biến dạng các nút khung, cũng như Các phần sau đây sẽ giới thiệu tới một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về sự các nguyên nhân gây ra các trạng thái phá hoại và biến dạng của các nút khung BTCT chịu động đất được thực hiện tại Phòng phản ứng này. thí nghiệm Nghiên cứu động đất – Viện Khoa học Công nghệ Xây Dựng (IBST) – Bộ Từ khóa: nút khung, thí nghiệm, động đất, Xây Dựng. bê tông 2. Thiết kế các mẫu thí nghiệm Để đánh giá được khả năng biến dạng, khả năng chịu lực, khả năng phân tán năng Abstract lượng và độ dẻo của các nút khung BTCT liền khối được thiết kế để chịu động đất Beam-column joints play an important đang tồn tại hiện nay ở Việt Nam, các mẫu thí nghiệm với tỷ lệ 1:1 được trích xuất từ role, affecting the earthquake response một khung phẳng của một nhà khung cao 3 tầng được thiết kế theo 3 phương án khác of reinforced concrete (RC) frames. Their nhau sau: behavior is influenced by the way in which - Mẫu NK1: theo TCVN 9386:2012 they damage the beams, columns and the - Mẫu NK2: lực tác động xác định theo TCVN 9386:2012, nhưng tính toán và cấu complex interaction between the shear, tạo cốt thép theo TCVN 5574:2012 bonding and confined mechanisms in a - Mẫu NK3: theo SP 14.13330.2014 của Liên Bang Nga limited zone. To clarify the force-bearing and deformation of the joint that are being Kích thước cơ bản và cấu tạo chi tiết các mẫu thí nghiệm được cho ở hình 1. Tổng designed under earthquake loading and hợp cấu tạo các mẫu thí nghiệm được cho ở bảng 1. Tính năng cơ lý của vật liệu chế tạo các mẫu thí nghiệm được cho ở bảng 2 và 3. Mẫu thí nghiệm đã được chế tạo tại will be available in Vietnam, experimental Phòng Thí nghiệm và Kiểm định Công trình – Trường Đại học Xây dựng. studies on 1:1 scale samples. This paper introduces the results of research on the 3. Quy trình chất tải và số liệu đo failure and deformation of the joints, as well Trên cơ sở sơ đồ biến dạng của khung dùng để trích xuất các mẫu thí nghiệm dưới as the causes of these behaviors. tác động tải trọng ngang, các mẫu thí nghiệm được dựng lắp và chất tải như trong hình Keywords: beam-column joint, 2 nhằm mô phỏng lại biến dạng xảy ra trong thực tế. Mẫu thí nghiệm được liên kết khớp experimental, earthquake, concrete cố định tại đầu cột dưới và khớp di động tại hai đầu dầm. Đầu trên của cột tự do, chịu tác động đồng thời của lực ngang đổi chiều theo chu kỳ và lực thẳng đứng không đổi bằng 300 kN được tạo ra qua một kích thủy lực thông tâm. ...