Khả năng kháng uốn dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018: So sánh giữa phương pháp tính toán theo nội lực giới hạn và phương pháp tính toán có xét đến ứng xử phi tuyến của cốt thép

Bài báo "Khả năng kháng uốn dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018: So sánh giữa phương pháp tính toán theo nội lực giới hạn và phương pháp tính toán có xét đến ứng xử phi tuyến của cốt thép" trình bày sơ bộ lý thuyết tính toán khả năng kháng uốn của mặt cắt chữ nhật bê tông cốt thép (BTCT) theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2018 theo hai phương pháp: Tính toán theo nội lực giới hạn và tính toán xét đến ứng xử phi tuyến của cốt thép. Ứng xử phi tuyến của cốt thép được xét theo hai mô hình: mô hình hai đoạn thẳng và mô hình 3 đoạn thẳng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khả năng kháng uốn dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018: So sánh giữa phương pháp tính toán theo nội lực giới hạn và phương pháp tính toán có xét đến ứng xử phi tuyến của cốt thép 26 N.Thế Dương, N.Tấn Phúc, L.Tấn Đăng / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 3(52) (2022) 26-33 3(52) (2022) 26-33 Khả năng kháng uốn dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018: So sánh giữa phương pháp tính toán theo nội lực giới hạn và phương pháp tính toán có xét đến ứng xử phi tuyến của cốt thép Bending resistance of reinforced concrete beams according to norm TCVN 5574-2018: A comparison between the ultimate internal force method and the non-linear deformation of reinforcement approach Nguyễn Thế Dương*, Nguyễn Tấn Phúc, Lê Tấn Đăng Nguyen The Duong*, Nguyen Tan Phuc, Le Tan Dang Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng Department of Civil Engineering, University of Technology and Education, The University of Da Nang (Ngày nhận bài: 19/3/2022, ngày phản biện xong: 9/5/2022, ngày chấp nhận đăng: 20/5/2022) Tóm tắt Bài báo trình bày sơ bộ lý thuyết tính toán khả năng kháng uốn của mặt cắt chữ nhật bê tông cốt thép (BTCT) theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2018 theo hai phương pháp: Tính toán theo nội lực giới hạn và tính toán xét đến ứng xử phi tuyến của cốt thép. Ứng xử phi tuyến của cốt thép được xét theo hai mô hình: mô hình hai đoạn thẳng và mô hình 3 đoạn thẳng. Từ đó nhóm tác giả đề xuất thuật toán tự động tìm vị trí trục trung hòa của mặt cắt dầm ở trạng thái phá hoại theo phương pháp dò và thu hẹp khoảng. Một chương trình tính toán được thiết lập trên nền tảng ngôn ngữ lập trình Python cho phép minh họa các bước tính toán cũng như so sánh kết quả tính toán cho một số trường hợp bao gồm thép tập trung ở các vùng kéo, vùng nén; thép được bố trí nhiều lớp theo chiều cao mặt cắt. Kết quả cho thấy mô men kháng uốn tính toán theo phương pháp truyền thống (phương pháp nội lực giới hạn) thiên về an toàn so với sơ đồ tính toán phi tuyến. Từ khóa: mô men kháng uốn; tính toán nội lực giới hạn; tính toán phi tuyến; biểu đồ ứng suất - biến dạng hai đoạn thẳng; biểu đồ ứng suất biến dạng ba đoạn thẳng. Abstract This paper briefly presents the theory of calculating the flexural resistance of a reinforced concrete rectangular section according to Vietnamese standards TCVN 5574-2018 by two approaches: by the limit of internal force and by the method considering the nonlinear behavior of reinforcement. Two nonlinear models of steel considered are: the bi- linear and tri-linear segments of stress-strain diagram. An algorithm is then proposed to automatically find the neutral axis position of the beam section at failure state called “interval narrowing”. A calculation program is coded using Python programming language which allows to illustrate calculation steps as well as compare calculation results for a number of cases, including reinforcement concentrated in tensile and compressive regions; multilayer distribution of reinforcement along the cross-sectional height. The results show that the bending moment calculated by the traditional method (limite of internal force) is safer than that obtained by the nonlinear calculation approach. Keywords: bending resistance of RC beams; limit of internal force, nonlinear behavior of reinforcement, bi-linear stress-strain diagram, tri-linear stress-strain diagram. * Corresponding Author: Nguyen-Thê Duong; Department of Civil Engineering, University of Technology and Education, The University of Da Nang Email: ntheduong@ute.udn.vn; nguyentheduong@outlook.com N.Thế Dương, N.Tấn Phúc, L.Tấn Đăng / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 3(52) (2022) 26-33 27 1. Đặt vấn đề trong đó có giả thiết quan trọng là giả thiết biến dạng phẳng và (ii) là giả thiết liên quan đến ứng Kết cấu BTCT là loại kết cấu được sử dụng suất phân bố trên vật liệu. Giả thiết thứ hai liên khá phổ biến cho các công trình xây dựng. Kết quan đến mô hình làm việc của vật liệu, tức là cấu chịu uốn (chủ yếu là dầm, sàn, các tường mô hình quan hệ giữa ứng suất và biến dạng. chắn,…) được tính toán, bao gồm việc xác định kích thước, lựa chọn vật liệu và bố trí vật liệu Các tính toán kỹ thuật trong thiết kế kết cấu để đảm bảo nhiều trạng thái giới hạn. Trong các BTCT ở Việt Nam hiện tại sử dụng chủ yếu trạng thái giới hạn có trạng thái giới hạn phá tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5574-2018 [2] cũng hoại (ULS) liên quan đến độ bền và trạng thái như tham khảo một số tiêu chuẩn tiên tiến như giới hạn sử dụng (SLS) liên quan đến các vấn Eurocode 2 [1], ACI 318 [4] hiện tại được thực đề về độ võng, tần số dao động, nứt của kết hiện chủ yếu dựa vào giả thiết về mặt cắt phẳng cấu. Các tính toán này dựa vào các nguyên lý (mặt cắt trước khi phá hoại phẳng thì sau khi cơ học về vật liệu, trong đó cần thiết phải xét phá hoại cũng phẳng). Liên quan đến giả thiết đến các mô hình làm việc của kết cấu và của về mô hình ứng suất trong vật liệu, các tiêu vật liệu. Vật liệu bê tông chủ yếu vẫn là vật liệu chuẩn tính toán đều giả thiết và hướng dẫn áp làm việc chịu kéo kém và chịu nén tốt và do đó dụng mô hình khối ứng suất chữ nhật Whitney độ bền kéo thường được bỏ qua trong tính toán. [5] đối với vật liệu bê tông. Đồng thời các tiêu Bê tông làm việc đàn hồi với ứng suất nén ...