Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ứng xử xoắn thuần túy của dầm bê tông cốt thép

Trong kết cấu sàn-dầm nhà bê tông cốt thép, dầm biên thường chịu tác động xoắn gây ra bởi mô men âm của dầm phụ và sàn được đỡ bởi các dầm biên này. Trong hai tiêu chuẩn thiết kế hiện hành ACI 318-19 (Mỹ) và EN 1992-1-1 (Châu Âu), các tính toán dự báo sức kháng xoắn của dầm là tương đối khác nhau. Sự khác nhau này gây ra những khó khăn nhất định cho các kỹ sư thiết kế trong thực hành tính toán. Nghiên cứu này thực hiện so sánh công thức dự báo sức kháng xoắn của hai tiêu chuẩn trên đây, đồng thời so sánh các kết quả dự báo với kết quả thí nghiệm trên 2 mẫu dầm thực chịu tác động xoắn cho đến khi phá hoại hoàn toàn. Dựa trên các so sánh này, các khuyến cáo về quy trình tính toán thiết kế dầm biên chịu mô men xoắn sẽ được thảo luận.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ứng xử xoắn thuần túy của dầm bê tông cốt thépTạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2020. 14 (1V): 73–80 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ XOẮN THUẦN TÚY CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP Phạm Xuân Đạta,∗ a Khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 09/12/2019, Sửa xong 15/01/2020, Chấp nhận đăng 21/01/2020Tóm tắtTrong kết cấu sàn-dầm nhà bê tông cốt thép, dầm biên thường chịu tác động xoắn gây ra bởi mô men âm củadầm phụ và sàn được đỡ bởi các dầm biên này. Trong hai tiêu chuẩn thiết kế hiện hành ACI 318-19 (Mỹ) và EN1992-1-1 (Châu Âu), các tính toán dự báo sức kháng xoắn của dầm là tương đối khác nhau. Sự khác nhau nàygây ra những khó khăn nhất định cho các kỹ sư thiết kế trong thực hành tính toán. Nghiên cứu này thực hiện sosánh công thức dự báo sức kháng xoắn của hai tiêu chuẩn trên đây, đồng thời so sánh các kết quả dự báo với kếtquả thí nghiệm trên 2 mẫu dầm thực chịu tác động xoắn cho đến khi phá hoại hoàn toàn. Dựa trên các so sánhnày, các khuyến cáo về quy trình tính toán thiết kế dầm biên chịu mô men xoắn sẽ được thảo luận.Từ khoá: ứng xử xoắn; dầm bê tông cốt thép; tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-19; tiêu chuẩn Châu Âu EN 1992-1-1;thực nghiệm.THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES ON THE TORSIONAL BEHAVIOUR OF REINFORCEDCONCRETE BEAMSAbstractIn reinforced concrete (RC) building structures, negative bending moments of secondary beams and slabs maycause the supporting edge beams to twist. In some situations, the torsional moments become critical as they leadto failure at the beam end sections near the column faces. In the current version of two modern design codesof practice, American standard ACI 318-19 and European standard EN 2004, there are some differences in theexpressions quantifying the torsional capacity of RC beams that may confuse practitioners and cause them tomake incorrect decision. This research aims to clarify these differences. The predictions by the codified formulaare compared with each other and with the test data of two RC beams with sectional dimensions of 150 mm× 250 mm loaded to complete torsional failure. Based on the comparisons, recommendations on design anddetail of RC edge beams are discussed.Keywords: torsional behaviour; reinforced concrete edge beam; ACI 318-19; EN 1992-1-1; experimental study. c 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(1V)-07 1. Giới thiệu Dầm biên trong hệ kết cấu dầm-sàn bê tông cốt thép (BTCT) thường chịu xoắn lớn gây ra do mômen âm của dầm phụ và sàn được đỡ bởi các dầm biên này. Hình 1 trình bày hình ảnh phá hoại củahệ dầm sàn chịu tải trọng thẳng đứng dạng phân bố đều từ hệ gia tải trọng có 12 điểm tải [1]. Có thểnhận thấy rằng các dầm biên đều bị xoắn vào trong dưới tác động của sàn, gây ra các vết nứt xiên ởthân dầm và sự phá hoại bê tông chịu nén tại các đầu dầm. Các thí nghiệm dầm sàn chịu biến dạng ∗ Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: datpx@nuce.edu.vn (Đạt, P. X.) 73 trình bày hình ảnh phá hoại của hệ dầm sàn chịu tải trọng thẳng đứng dạng phân bố đều từ hệ gia tải trọng có 12 điểm tải [1]. Có thể nhận thấy là các dầm biên đều bị xoắn vào trong dưới tác động của sàn, gây ra các vết nứt xiên ở thân dầm và sự phá hoại bê tông chịu nén tại các đầuĐạt, dầm. Các P. X. thíchí / Tạp nghiệm Khoa dầm sàn chịu học Công nghệ biến dạng lớn cũng cho thấy Xây dựnglớn cũng chodạng thấyphá hoạiphá dạng tương tự tương hoại [2, 3]. Điều tự [2,này 3].gây ra các Điều nàylogây ngạiranhất cácđịnh cho các lo ngại nhấtnhà tư vấn định cho các nhà tưvấn thiế ...