BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI LÂM THANH QUANG KHẢI NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI BÊTÔ

Bản ghi

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI LÂM THANH QUANG KHẢI NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP CONG HAI CHIỀU DƯƠNG NHIỀU LỚP LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI 09

2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI LÂM THANH QUANG KHẢI NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP CONG HAI CHIỀU DƯƠNG NHIỀU LỚP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ : NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:. PGS. TS. LÊ THANH HUẤN. GS. TS. NGUYỄN TIẾN CHƯƠNG HÀ NỘI 09

3 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xi c đo đây là côg trìh ghiê cứu củ riêg tôi. Các số liệu, kết quả được trìh bày trog luậ á là trug thực, khách qu và chư được i côg bố trog bất kỳ côg trìh ào khác. Hà Nội, gày thág ă 09 Tác giả luậ á Lâ Thh Qug Khải

4 ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luậ á xi bày tỏ lòg biết ơ sâu sắc đối với thầy PGS. TS. Lê Thh Huấ và thầy GS.TS. Nguyễ Tiế Chươg đã tậ tìh hướg dẫ, cho hiều chỉ dẫ kho học có giá trị và thườg xuyê độg viê, tạo ọi điều kiệ thuậ lợi, giúp đỡ tác giả trog suốt quá trìh học tập, ghiê cứu hoà thàh luậ á và âg co ăg lực kho học củ tác giả. Tác giả xi châ thàh cả ơ B Giá đốc Trug tâ thí ghiệ và kiể địh chất lượg côg trìh, các cá bộ, giảg viê, thí ghiệ viê Phòg thí ghiệ côg trìh củ Trườg Đại học Kiế Trúc Hà Nội đã hiệt tìh giúp đỡ tác giả trog suốt quá trìh ghiê cứu thực ghiệ củ luậ á. Tác giả xi châ thàh cả ơ các cá bộ, giảg viê Bộ ô Kết cấu bêtôg cốt thép, Kho Xây dựg, Kho Su đại học Trườg Đại học Kiế Trúc Hà Nội, ơi tác giả đã ghiê cứu và hoà thàh luậ á. Tác giả xi châ thàh cả ơ các Chuyê gi, các Nhà kho học trog và goài Trườg Đại học Kiế Trúc Hà Nội, đã giúp đỡ và đóg góp ý kiế để luậ á được hoà thiệ. Tác giả xi châ thàh cả ơ B lãh đạo Trườg Đại học Xây dựg Miề Tây, ơi tác giả đg côg tác, đã tạo điều kiệ thuậ lợi để tác giả hoà thàh tốt luậ á. Cuối cùg tác giả bày tỏ lòg biết ơ đối với gi đìh, gười thâ đã độg viê khích lệ và chi sẻ hữg khó khă với tác giả trog suốt thời gi học tập và thực hiệ luậ á. Tác giả luậ á Lâ Thh Qug Khải

5 iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN... i LỜI CẢM ƠN... ii MỤC LỤC... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU... ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT... xii DANH MỤC CÁC BẢNG... xiii DANH MỤC CÁC HÌNH... xv MỞ ĐẦU. Lý do lự chọ đề tài.... Mục tiêu ghiê cứu Đối tượg và phạ vi ghiê cứu Phươg pháp ghiê cứu Ý ghĩ kho học và thực tiễ củ đề tài Kết cấu luậ á Nhữg đóg góp ới củ luậ á CHƯƠNG. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP CONG HAI CHIỀU Tổg qu các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ về ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều ột lớp Các ghiê cứu lý thuyết... 7

6 iv... Các ghiê cứu giải tích Các ghiê cứu theo các phươg pháp số Các ghiê cứu thực ghiệ Tổg qu các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ về ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hiều lớp Các ội dug cầ ghiê cứu củ luậ á... 9 CHƯƠNG. LÝ THUYẾT TÍNH MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐ THÉP CONG HAI CHIỀU DƯƠNG NHIỀU LỚP Các khái iệ và ứg dụg củ ái vỏ ỏg Các khái iệ về ái vỏ ỏg Phạ vi ứg dụg và ưu điể củ ái vỏ ỏg Mái vỏ thoải cog hi chiều đã xây dựg trog và goài ước..... Lý thuyết tíh cơ bả về ái vỏ thoải cog hi chiều dươg ột lớp Hệ phươg trìh củ Vlsov Tíh toá vỏ theo trạg thái phi ô e Dùg chuỗi lượg giác kép củ Nvier Dùg chuỗi lượg giác đơ củ Lévi Dùg phươg pháp điể (bá giải tích) Tíh toá vỏ theo trạg thái ô e Tíh toá vỏ theo lý thuyết hiệu ứg biê Tíh toá vỏ theo lý thuyết ô e tổg quát Lý thuyết tíh ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hiều lớp... 3

7 v.3.. Hệ phươg trìh giải ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hiều lớp ặt bằg chữ hật Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hiều lớp Lời giải cho bài toá ái vỏ thoải hiều lớp theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg Mái vỏ thoải hi lớp Lời giải giải tích Lời giải phươg pháp PTHH thôg qu phầ ề Sp Mái vỏ thoải 5 lớp Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải 5 lớp với điều kiệ biê tự khớp Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải 5 lớp với điều kiệ biê gà Nhậ xét... 6 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP HAI LỚP BẰNG THỰC NGHIỆM Mục tiêu và ội dug ghiê cứu thực ghiệ Mục tiêu ghiê cứu thực ghiệ Nội dug ghiê cứu thực ghiệ Cơ sở thiết kế ẫu và ô hìh thí ghiệ Cơ sở thiết kế... 68

8 vi 3... Thiết lập ô hìh thí ghiệ cho luậ á Các tiêu chuẩ thiết kế Thiết kế và chế tạo ẫu thí ghiệ Vật liệu Mẫu thí ghiệ Mục đích, loại và vị trí dá stri gge Chế tạo ẫu thí ghiệ Bảo dưỡg ẫu Thí ghiệ các chỉ tiêu cơ lý củ vật liệu Thí ghiệ xác địh cườg độ chịu é củ bêtôg Thí ghiệ xác địh ô đu đà hồi củ bêtôg Thí ghiệ kéo thép Thí ghiệ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép lớp Sơ đồ bố trí thiết bị thí ghiệ Tiế hàh thí ghiệ Kết quả thí ghiệ ái vỏ thoải lớp Biểu đồ biế dạg trog ái vỏ Biểu đồ ứg suất, ội lực và độ võg trog ái vỏ Nhậ xét CHƯƠNG. NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI HAI LỚP BẰNG MÔ PHỎNG SỐ VÀ KHẢO SÁT THAM SỐ... 0

9 vii.. Giới thiệu phầ ề ANSYS và các ội dug ghiê cứu Giới thiệu sơ lược về phầ ề ANSYS Các ội dug ghiê cứu ô phỏg số Lự chọ ô hìh hó cốt thép sợi phâ tá trog bêtôg Lự chọ ô hìh hó vết ứt trog bêtôg Lự chọ ô hìh tiếp xúc giữ lớp bêtôg Xây dựg ô hìh phầ tử hữu hạ cho ái vỏ Phầ tử trog ô hìh Chi lưới cho ô hìh Điều kiệ biê và tải trọg tác dụg Mô hìh vật liệu Mô hìh vật liệu bêtôg Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu é Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu kéo Tiêu chuẩ phá hoại củ bêtôg Thôg số đầu vào cho ô hìh Kết quả ghiê cứu giữ thí ghiệ và ô phỏg số Độ võg củ các phươg pháp trog vỏ Ứg suất củ các phươg pháp trog vỏ Độ võg và ứg suất củ ái vỏ ở cấp tải bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt Nhậ xét... 5

10 viii.9. Khảo sát các th số ảh hưởg đế trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ bằg ô phỏg số Th số bề dày từg lớp Th số vị trí lớp bêtôg sợi Khảo sát trượt các lớp trog ái vỏ thoải Trạg thái ứg suất biế dạg ái vỏ thoải Nhậ xét... 0 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ... DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ... 3 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...

11 ix Chữ cái Ltih viết ho DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU A A, C D D x Tiết diệ gg củ ẫu Hệ số Độ cứg uố củ vỏ Đườg kíh x E, E 0 Mô đu đà hồi củ vật liệu E b E, E H I K L, L, L 3 M x, M y N x(), N y() P Q x, Q y R x, R y R R R gge R b Mô đu đà hồi củ bêtôg Mô đu đà hồi củ vật liệu lớp và lớp vỏ Mô e xoắ Mô e quá tíh củ tiết diệ Độ cog Guss Toá tử vi phâ Mô e uố theo phươg x, y Nội lực theo phươg x(), y() Tải trọg tác dụg dạg tập trug Lực cắt theo phươg x, y Bá kíh cog theo phươg x, y Bá kíh cog củ vỏ Giá trị trug bìh cườg độ chịu é củ ẫu Điệ trở stri gge Cườg độ chịu é tíh toá theo TTGH

12 x R bt S Cườg độ chịu kéo tíh toá theo TTGH Lực tiếp tuyế Chữ cái Ltih thườg, b Chiều dài cạh củ ặt bằg đáy chữ hật ds dx, dy f, f f h red,b Các hệ số Độ dài củ đoạ phâ tố cog Hìh chiếu phẳg độ dài củ đoạ phâ tố cog Độ vồg củ các đườg cog trượt theo phươg Độ vồg lớ hất tại đỉh ái vỏ Chiểu dày quy đổi h, h v Chiều dày vỏ h, h k x, k y, k xy k, k Chiều dày lớp và lớp vỏ Độ cog theo phươg 0x, 0y và độ cog xoắ Các đườg cog chíh, hệ số, 3, 5 q Tải trọg tác dụg phâ bố x, y, z Tọ độ Descrtes vuôg góc Chữ cái Ltih Hy Lạp v Biế dạg uố củ vỏ Biế dạg xoắ củ vỏ, ứg suất tiếp Hệ số Poisso củ vật liệu Hà ứg suất

13 xi w Hà chuyể vị Đườg kíh thh thép Toá tử vi phâ, x, y Ứg suất pháp Tỉ số /, 0, x, y Biế dạg,, Tọ độ cog

14 xii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ASTM, ACI BTT BTS BTCT B ĐH EXP FEA HN M MP PTHH PDT Stri gge TCVN Tê đầy đủ Tiêu chuẩ ASTM, ACI Bêtôg thườg Bêtôg cốt sợi thép Bêtôg cốt thép Cấp độ bề củ bêtôg Đại học Thực ghiệ Mô phỏg số Hà Nội Mác bêtôg Meg Pscl Phầ tử hữu hạ Phiế điệ trở Tezoet điệ trở Tiêu chuẩ Việt N T T50 Tezoet Tezoet 50

15 xiii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảg.. Các côg trìh ái vỏ thoải cog hi chiều đã xây dựg... Bảg.. Kết quả N và N củ vỏ lớp giải bằg giải tích và Sp Bảg.3. Kết quả độ võg củ vỏ lớp giải bằg giải tích và Sp Bảg.. Kết quả N và N vỏ 5 lớp biê khớp bằg giải tích và Sp Bảg 3.: Kết quả ứg suất và độ võg vỏ 33 trê Sp Bảg 3.: Kết quả thí ghiệ R 8 củ bêtôg thườg Bảg 3.3: Kết quả thí ghiệ R 8 củ bêtôg sợi thép Bảg 3.: Kết quả thí ghiệ ô đu đà hồi E 0 củ bêtôg... 8 Bảg 3.5: Kiể tr tíh chất đối xứg củ độ võg... 9 Bảg 3.6: Kiể tr tíh chất đối xứg củ biế dạg... 9 Bảg 3.7: Biế dạg ặt dưới tại góc so với các biế dạg gầ biê vỏ Bảg 3.8: Ứg suất củ vỏ lớp bằg EXP và SAP Bảg 3.9: Độ võg củ vỏ lớp bằg EXP và SAP Bảg.: So sáh độ võg củ các phươg pháp... Bảg.: So sáh ứg suất củ các phươg pháp... 3 Bảg.3: Độ dày vỏ lớp 3 trườg hợp khảo sát... 5 Bảg.: Độ võg và ứg suất vỏ lớp trog các trườg hợp khảo sát... 9 Bảg.5: Bề dày vỏ lớp trườg hợp và trườg hợp... 9 Bảg.6: Độ võg và ứg suất vỏ lớp trườg hợp và trườg hợp Bảg.7: Kết quả tíh toá ứg suất tiếp lớ hất... 3 Bảg.8: Kết quả ứg suất khi hà lượg sợi thép thy đổi Bảg.9: Kết quả độ võg khi hà lượg sợi thép thy đổi... 35

16 xiv Bảg.0: Kết quả ứg suất củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế Bảg.: Kết quả độ võg củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế Bảg.: Kết quả tíh toá trượt khi hà lượg sợi thép thy đổi... 0

17 xv DANH MỤC CÁC HÌNH Hìh.. Các ghiê cứu thực ghiệ ái vỏ thoải... Hìh.. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Melek... Hìh.3. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Sivkur... 5 Hìh.. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Jeyshree... 5 Hìh.5. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Prveekur... 6 Hìh.. Mái vỏ thoải cog hi chiều dươg ặt bằg chữ hật... Hìh.. Mái vỏ thoải cog hi chiều đã xây dựg trog và goài ước... 3 Hìh.3. Mái vỏ với kết cấu biê là dà... 7 Hìh.: Các giá trị ội lực củ trườg hợp thứ hất... 8 Hìh.5: Mái vỏ tự trê các dầ hoặc tườg cứg... 8 Hìh.6: Các giá trị ội lực củ trườg hợp thứ... 9 Hìh.7: Mái vỏ tự trê các hàg cột Hìh.8: Các giá trị ội lực củ trườg hợp thứ Hìh.9. Biểu đồ ô e uố khi vỏ liê kết khớp với biê... 3 Hìh.0. Biểu đồ ô e uố khi vỏ liê kết gà với biê... 3 Hìh.. Mái vỏ cog chiều ặt bằg chữ hật... 3 Hìh.. Số lượg các lớp ái Hìh.3. Mái vỏ thoải lớp trực hướg... 3 Hìh.. Biểu đồ ội lực, ứg suất, độ võg vỏ theo giải tích... 6 Hìh.5. Kết cấu ái vỏ thoải bằg phầ tử shell út... 7 Hìh.6. Biểu đồ ội lực N vỏ lớp ảh hưởg bởi chi lưới phầ tử... 8

18 xvi Hìh.7. Nội lực, ứg suất và độ võg vỏ lớp theo Sp Hìh.8. Biểu đồ ội lực và độ võg vỏ lớp theo giải tích và Sp Hìh.9. Sơ đồ chiều dày lớp củ ái vỏ thoải 5 lớp Hìh.0. Biểu đồ ội lực và ứg suất vỏ 5 lớp biê khớp theo giải tích Hìh.. Nội lực, ứg suất và độ võg vỏ 5 lớp biê khớp theo Sp Hìh.. Biểu đồ ội lực vỏ 5 lớp biê khớp theo giải tích và Sp Hìh.3. Kết cấu ái vỏ thoải theo điều kiệ biê liê kết gà... 6 Hìh.. Nội lực, ứg suất và độ võg vỏ 5 lớp biê gà theo Sp Hìh.5. Biểu đồ ội lực, ứg suất và độ võg vỏ 5 lớp biê gà theo Sp Hìh 3.. Mô hìh vỏ 33 trê Sp Hìh 3.. Sợi thép 0.5-L30 trog thí ghiệ... 7 Hìh 3.3. Thiết kế ái vỏ thoải 33 thí ghiệ Hìh 3.. Phươg pháp dá và bảo vệ stri gge lê vỏ Hìh 3.5. Gi côg vá khuô, cốt thép và dá stri gge Hìh 3.6. Đổ bêtôg sợi lớp Hìh 3.7. Đổ bêtôg thườg lớp Hìh 3.8. Thí ghiệ xác địh cườg độ chịu é củ bêtôg Hìh 3.9. Thí ghiệ xác địh ô đu đà hồi củ bêtôg... 8 Hìh 3.0. Biểu đồ ứg suất biế dạg củ bêtôg sợi và bêtôg thườg... 8 Hìh 3.. Stri gge và các thiết bị đo... 8 Hìh 3.. Vị trí dá stri gge lê vỏ Hìh 3.3. Vị trí đo độ võg và đo biế dạg trượt trog vỏ... 89

19 xvii Hìh 3.. Thí ghiệ ái vỏ thoải Hìh 3.5. Kho lỗ và đo chiều dày thực tế ái vỏ thoải Hìh 3.6. Qu hệ tải trọg - biế dạg trượt củ vỏ Hìh 3.7. Biểu đồ biế dạg củ các lớp vỏ Hìh 3.8. Biểu đồ ứg suất củ các lớp vỏ Hìh 3.9. Biểu đồ ội lực N x, N y củ vỏ Hìh 3.0. So sáh kết quả ứg suất x bằg EXP và SAP Hìh 3.. So sáh kết quả độ võg bằg EXP và SAP Hìh.. Các ô hìh cốt thép trog bêtôg... 0 Hìh.. Các ô hìh hó vết ứt trog bêtôg Hìh.3. B ô hìh tiếp xúc PTHH giữ ôi trườg Hìh.. Mô hìh phầ tử tiếp xúc (Iterfce) Hìh.5. Mô hìh phầ tử lớp ỏg (Thi-lyer eleet) Hìh.6. Mô hìh sát... Hìh.7. Phầ tử SOLID65 trog ANSYS... Hìh.8. Chi lưới cho ô hìh vỏ... Hìh.9. Điều kiệ biê và tải trọg tác dụg lê ô hìh... 3 Hìh.0. Đườg cog ứg suất biế dạg củ bê tôg khi kéo và é ột trục... Hìh.. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Hogestd... 5 Hìh.. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Todeschii... 6 Hìh.3. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Ket và Prk... 6 Hìh.. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Kchlkev... 7

20 xviii Hìh.5. Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu kéo... 8 Hìh.6. Qu hệ ứg suất biế dạg củ bêtôg thí ghiệ... 0 Hìh.7. Độ võg củ các phươg pháp... Hìh.8. Ứg suất củ các phươg pháp... 3 Hìh.9. Độ võg và ứg suất tải gây ứt vỏ Hìh.0. Độ võg và ứg suất trườg hợp... 6 Hìh.. Độ võg và ứg suất trườg hợp Hìh.. Độ võg và ứg suất các trườg hợp khảo sát... 8 Hìh.3 Độ võg và ứg suất trườg hợp và trườg hợp Hìh.. Chuyể vị tuơg đối giữ các lớp vỏ... 3 Hìh.5. Khả ăg chịu cắt trê ặt tiếp xúc Hìh.6. Ứg suất củ vỏ khi hà lượg sốt sợi thép thy đổi Hìh.7. Độ võg củ vỏ khi hà lượg sốt sợi thép thy đổi Hìh.8. Ứg suất củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế Hìh.9. Độ võg củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế... 39

21 MỞ ĐẦU. Lý do lự chọ đề tài Kết cấu vỏ ỏg ói chug, kết cấu ái vỏ ỏg bêtôg cốt thép ói riêg đã được ghiê cứu từ hữg ă 30 củ thế kỉ XX đế y, và đã có hữg thàh côg lớ trog các lĩh vực ghiê cứu lý thuyết và ghiê cứu thực ghiệ côg trìh. Trog tíh toá ái vỏ ỏg bêtôg cốt thép (BTCT), các ghiê cứu giải quyết các dạg bài toá cho các loại ái vỏ ỏg khác hu hư: vỏ cog ột chiều hy hi chiều, vỏ trụ, vỏ cầu, vỏ hyperboloid, vỏ cooid, vỏ gấp theo các đườg lối hư: theo giải tích, theo các phươg pháp số, theo ghiê cứu thực ghiệ...với ái vỏ cog hi chiều là loại vỏ khá đặc biệt bởi sự thy đổi độ cog tại từg vị trí trê vỏ, bởi các loại kết cấu biê khác hu sẽ ảh hưởg rất lớ đế trạg thái ứg suất biế dạg củ vỏ và có rất ít các côg trìh ghiê cứu được côg bố về loại kết cấu BTCT ày. Trog số các loại vỏ cog hi chiều dươg hoặc â có ặt bằg hìh chữ hật hoặc ặt bằg hìh vuôg được ứg dụg trog thực tế hiều hất là vỏ thoải cog hi chiều dươg. Có thể kể đế ột số ghiê cứu điể hìh về loại vỏ cog hi chiều, trog đó có các ghiê cứu bằg giải tích đã được giới thiệu bởi Vlsov [63], Lê Thh Huấ và cộg sự [][3][5][6][65], Ngô Thế Phog []. Một số ghiê cứu bằg các phươg pháp số được giới thiệu bởi Ahd và cộg sự [7], Nguyễ Hiệp Đồg [9][], Hrish và cộg sự [0], Stefo và cộg sự [60]. Một số ghiê cứu thực ghiệ củ Lê Thh Huấ [68] và gầ đây là các ghiê cứu củ Melek và cộg sự [5], Sivkur và cộg sự [59] Tuy hiê trog thực tế sử dụg loại ái vỏ cog hi chiều bằg BTCT tại Việt N thì goài lớp bêtôg vỏ chịu lực chíh cò có các lớp khác bê

22 trê vỏ hư lớp chốg thấ, lớp chốg óg hy lớp gi cườg, gi cố sử chữ vỏ...tạo ê kết cấu ái vỏ hiều lớp. Trog đó các ghiê cứu giải tích được giới thiệu bởi Abrsui [6][66], Lê Thh Huấ [68], A-dry-ep và Nhi-e-rop-ski [69] với giả thiết các lớp trog vỏ díh chặt hu ê có thể đư vỏ hiều lớp về thàh vỏ ột lớp tươg đươg. Các ghiê cứu ày cò hạ chế là chư ói rõ điều kiệ để các lớp vỏ díh chặt hu hư điều kiệ biê, tải trọg tác dụg, khả ăg tách trượt giữ các lớp vỏ... Ngoài ghiê cứu vỏ coposite lớp (vỏ coposite với các lớp vỏ díh chặt hoà toà với hu, các lớp vỏ khôg là các lớp bêtôg cốt thép) hy goài ghiê cứu do độg hy ổ địh vỏ, thì có các ghiê cứu vỏ hiều lớp được giới thiệu bởi các tác giả Ro [56], Moh [50], Nguye Dg Quy và cộg sự [5], Ferreir và cộg sự [3], Frcesco và cộg sự [35]...Tuy hiê các ghiê cứu ày chư thật sự rõ ràg và đầy đủ trog tíh toá trạg thái ứg suất biế dạg, khả ăg tách trượt giữ các lớp trog vỏ và cò khá phức tạp trog tíh toá. Các ghiê cứu hầu hư chỉ dừg lại ở phươg pháp giải tích và có đề cập đế các phươg pháp số hưg khôg hiều. Tuy hiê trog tíh toá kết cấu ái vỏ ỏg BTCT ột lớp hy hiều lớp cho đế y vẫ cò tồ tại hiều vấ đề cầ ghiê cứu giải quyết: - Phải giải hệ phươg trìh vi phâ bậc co khôg dễ dàg cho biết rõ trạg thái ứg suất củ từg lớp ái vỏ ột cách rõ ràg và đơ giả, hất là cho các trườg hợp ái phải liê kết với các kết cấu biê khác hu bằg BTCT hư: dà, dầ cog, tườg, các dãy cột... - Chư ứg dụg được các phầ ề tíh toá hiệ y, ê hạ chế việc ghiê cứu và ứg dụg trog thực tế. - Chư có hiều ghiê cứu thực ghiệ về loại ái vỏ BTCT ột lớp hy hiều lớp.

23 3 - Ngoài vật liệu BTCT thôg thườg, gày y gười t đã sử dụg các vật liệu hiệu quả hư bêtôg cốt sợi ki loại hoặc sợi polyer, đặc biệt là bêtôg cốt sợi ki loại, ột loại bêtôg có khả ăg chịu é và chịu kéo rất tốt so với bêtôg thôg thườg, hiệu quả trog việc gi cố sử chữ vỏ và có thể thy thế hoà toà cốt thép thh trog loại ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hiều lớp chịu é. Từ th khảo các guồ tài liệu trog ước lẫ ước goài thì có rất ít các ghiê cứu về ứg xử củ ái vỏ BTCT hiều lớp, xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp trog ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hiều lớp bằg thực ghiệ và có sử dụg lớp bêtôg cốt sợi ki loại phâ tá trog các lớp vỏ. Vì vậy, tác giả thấy sự cầ thiết ghiê cứu đề tài: "Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hiều lớp" để là ság tỏ các vấ đề trê củ vỏ hiều lớp là thiết thực, vừ có ý ghĩ kho học, vừ có ý ghĩ thực tiễ.. Mục tiêu ghiê cứu Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hi lớp. Nghiê cứu ảh hưởg củ các th số hư chiều dày từg lớp, vị trí lớp bêtôg sợi, hà lượg sợi trog bêtôg đế ứg suất biế dạg trog ái vỏ thoải hi lớp và xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp. 3. Đối tượg và phạ vị ghiê cứu Đối tượg ghiê cứu: ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hi lớp ặt bằg hìh vuôg.

24 Phạ vi ghiê cứu: ghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép hi lớp dưới tác độg củ tải trọg phâ bố đều trog gii đoạ trước khi bêtôg xuất hiệ vết ứt, trườg hợp vỏ có chiều dày khôg đổi.. Phươg pháp ghiê cứu - Nghiê cứu lý thuyết kết hợp phâ tích trê phầ ề Sp000 và ô phỏg số ANSYS. - Nghiê cứu thực ghiệ cũg được tiế hàh với vỏ là bằg vật liệu thật bêtôg cốt thép. - Các phươg pháp được tổg hợp, phâ tích và được so sáh để đáh giá các kết quả. 5. Ý ghĩ kho học và thực tiễ củ đề tài Ý ghĩ kho học: luậ á đã góp phầ là ság tỏ trạg thái ứg suất biế dạg và xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp vỏ củ dạg kết cấu ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hiều lớp. Ý ghĩ thực tiễ: bài toá ái vỏ thoải cog hi chiều dươg là bằg vật liệu BTCT hiều lớp chịu tải trọg sử dụg, với thực ghiệ và ô phỏg số, luậ á đã rút r được ột số hậ xét về ặt kỹ thuật ê có ý ghĩ thực tiễ trog thiết kế xây dựg loại vỏ hiều lớp ày. 6. Kết cấu luâ á Ngoài phầ ở đầu, phầ kết luậ, kiế ghị và phầ phụ lục. Luậ á được trìh bày gồ chươg, ội dug cụ thể từg chươg hư su: Chươg : Tổg qu các ghiê cứu ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều. Gồ các ội dug chíh: tổg qu các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ về ái vỏ thoải ột lớp và hiều lớp; dự trê các tài liệu đã thu

25 5 thập được, tác giả giới thiệu ột cách khái quát về các ghiê cứu ái vỏ thoải, trê cơ sở đó giới thiệu các vấ đề ghiê cứu củ luậ á. Chươg : Lý thuyết tíh ái vỏ thoải BTCT cog hi chiều dươg hiều lớp. Gồ các ội dug chíh: trìh bày lý thuyết tíh cơ bả về ái vỏ thoải cog hi chiều dươg ột lớp và hiều lớp, trìh bày ột lời giải giải tích và ột lời giải bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ (PTHH) thôg qu phầ ề Sp000 theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg để xác địh ứg suất biế dạg trog vỏ, dùg lời giải củ phầ ề Sp000 để so sáh với lời giải giải tích. Chươg 3: Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép hi lớp bằg thực ghiệ. Gồ các ội dug chíh: trìh bày kết quả ô phỏg sơ bộ để dự đoá ứg suất biế dạg trog vỏ, ghiê cứu ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp thí ghiệ thôg qu việc xây dựg các biểu đồ: biế dạg, ứg suất, ội lực, độ võg, biế dạg trượt trog vỏ lớp. Từ các đại lượg đo được trog thí ghiệ sẽ được so sáh với lời giải Sp000 theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg. Chươg : Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp bằg ô phỏg số và khảo sát th số. Gồ các ội dug chíh: từ kết quả thí ghiệ sẽ hoà chỉh ô hìh ô phỏg số, ô phỏg vỏ trog thí ghiệ. Kết quả thí ghiệ và ô phỏg số được so sáh để kiể chứg hu. Su khi có ô phỏg số hợp lý, tiế hàh các khảo sát số để khảo sát ảh hưởg củ các th số đế ứg suất biế dạg trog vỏ và xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp vỏ. Phâ kết luâ, kiế ghị: trìh bày hữg kết quả củ luậ á và các kiế ghị ột số vấ đề ghiê cứu tiếp theo củ đề tài. Phâ phụ lục: trìh bày ội dug các chươg trìh chíh đã lập và kết quả thực ghiệ ô hìh dầ đơ giả hi lớp, vỏ thoải lớp kích thước ặt

26 6 bằg để rút r các kih ghiệ cho việc thí ghiệ vỏ thoải lớp có kích thước 3 3 hư: tạo khuô ẫu, đổ bêtôg, trượt giữ các lớp, sự là việc củ vỏ 7. Như g đo g go p ơ i củ luâ á. Đóg góp ột kết quả ghiê cứu thực ghiệ về ứg xử củ ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hi lớp bằg bêtôg và bêtôg cốt sợi thép phâ tá, thôg qu việc xây dựg các biểu đồ: biế dạg, ứg suất, ội lực, độ võg, qu hệ tải trọg - biế dạg trượt. Đáh giá ức độ liê kết các lớp vỏ đế gii đoạ trước khi bêtôg xuất hiệ vết ứt.. Trê cơ sở ghiê cứu thực ghiệ, ô phỏg số ứg dụg phầ ề ANSYS, rút r kết luậ ái vỏ thoải cog hi chiều dươg là bằg các lớp vật liệu bêtôg khôg bị trượt, có khả ăg cùg là việc hư ô hìh vỏ ột lớp tươg đươg với điều kiệ biê và tải trọg phù hợp. 3. Sử dụg ô hìh đã xây dựg, ghiê cứu ảh hưởg củ các th số vỏ đế trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải, gồ: bề dày các lớp, vị trí lớp bêtôg sợi, hà lượg sợi trog bêtôg

27 7 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP CONG HAI CHIỀU.. Tổg qu các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ về ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều ột lơ p... Các ghiê cứu lý thuyết... Các ghiê cứu giải tích Lý thuyết vỏ ỏg được ghiê cứu từ cuối thế kỷ XIX bởi hiều hà bác học hư: Kirchhoff, Aro Lý thuyết tổg quát về vỏ ỏg được các hà kho học Liê Xô trước đây ghiê cứu lý thuyết, thực ghiệ kết hợp với việc ứg dụg vào xây dựg từ hữg ă 90, trog đó tiêu biểu là Vlsov [63], côg trìh đồ sộ củ ôg Lý thuyết tổg quát vỏ ỏg và ứg dụg trog kỹ thuật được giới kho học gọi là bước hảy vọt từ lý thuyết vỏ đà hồi toá học sg lý thuyết vỏ kỹ thuật. Dự trê cơ sở lý thuyết tổg quát về vỏ ỏg, lời giải cho các bài toá vỏ có ặt cog được các hà kho học bắt đầu ghiê cứu hiều vào hữg ă 50 củ thế kỷ XX, trog đó phải kể đế các tác giả tiêu biểu hư: Sor [57], Flugge, Hss, Tioseko [6]... Để giải bài toá ái vỏ thoải BTCT, Vlsov [63] đã thiết lập hệ phươg trìh vi phâ với hà ứg suất và chuyể vị cầ tì là và w chịu tải trọg tác dụg thẳg đứg là q x, y : x x y k k x Eh k y w k x w w D y x x y w 0 y w q y x, y (.)

28 8 trog đó: h là chiều dày vỏ, E là ô đu biế dạg, k, k độ cog chíh theo phươg, D là độ cứg uố củ vỏ. Có hiều phươg pháp giải hệ phươg trìh vi phâ bậc (.). Tuy hiê cũg khôg hẳ đơ giả, phức tạp ở chỗ là đối với ái vỏ thoải BTCT phải chọ được các dạg hà và w so cho chúg vừ thỏ ã hệ phươg trìh (.) lại vừ thỏ ã các điều kiệ biê khác hu với ái vỏ BTCT. Trê cơ sở đó, Lê Thh Huấ [5][65], Bi cốp V.N [67] đã dùg phươg pháp điể (bá giải tích) để giải hệ phươg trìh Vlsov tì các giá trị ội lực, ứg suất trog vỏ thoải cog hi chiều dươg ặt bằg hìh chữ hật cho các điều kiệ biê khác hu hư dà phẳg, dầ hoặc tườg cứg bằg BTCT, hoặc là các dãy cột theo chu vi. Với điều kiệ biê là dà: thì hà x, y được chọ x, y x y b x x y b x y b x y y (.) 3... b Với điều kiệ biê là dầ hoặc tườg cứg: thì hà x, y được chọ x, y x bx 5 y 6y b b 5 x x 9 3 x 9 y 6y b x 6x 5 y y b y b (.3) Với điều kiệ biê là các hàg cột: thì hà x, y được chọ 9 9 b

29 9 x, y x x y y b b 6 x x y y b y b 6 x x x y y b b x x y y b y b 8 6 x x x y y b b (.) 5 trog đó:,b là ử chiều dài cạh ặt bằg,,, là các hệ số cầ tì Nhậ xét: với phươg pháp ày cầ lập các phươg trìh co ới để tì các hệ số trê từg điể củ bề ặt ái vỏ dẫ đế phươg pháp tíh chư thật sự đơ giả và phươg pháp cũg chư thể hiệ rõ các giá trị ở các góc vỏ hy trê toà bề ặt vỏ. Ngoài r để giải hệ phươg trìh Vlsov, Ngô Thế Phog [] đã dùg phươg pháp chuỗi lượg giác kép củ Nvier, chuỗi lượg giác đơ củ Lévi, phươg pháp lý thuyết ô e tổg quát chịu tải trọg phâ bố để xác địh các giá trị ội lực và ô e uố cho vỏ cog hi chiều dươg ặt bằg hìh chữ hật. Hà ứg suất x, y chọ theo chuỗi lượg giác kép củ Nvier: 6q x y x, y si si k k b y x (.5) Hà ứg suất x, y chọ theo chuỗi lượg giác đơ củ Lévi: qr Ch y x x, y si (.6) Ch b trog đó: =, 3, 5, ; =, 3, 5, ; b

30 0 ; R là bá kíh cog củ vỏ, k, k x y gọi là độ cog theo các phươg củ vỏ. Nhậ xét: với việc sử dụg các hà lượg giác six và cosx ê phươg pháp chư thật sự đơ giả khi điều kiệ biê là gà cứg với góc xoy bằg Các ghiê cứu theo các phươg pháp số ) Phươg pháp xấp xỉ liê tiếp Được phát triể trê cơ sở củ phươg pháp si phâ hữu hạ do Gbbsov R. F đã ghiê cứu và phát triể thàh côg vào hữg thập kỷ 80 củ thế kỷ XX. Bả chất củ phươg pháp ày là giải phươg trìh vi phâ bậc tổg quát có dạg: w w w w w i w i i wi wi wi w i i i i i p (.7) trog đó: w, w i - các ẩ ;,,,,,,,,, - các th số i i i i i p là tải trọg tác dụg Để giải phươg trìh vi phâ tổg quát ày, Gbbsov đã sử dụg phươg pháp chi lưới và qu đó thiết lập ối qu hệ giữ các điể, từ đó rút r được kết quả là chuyể từ phươg trìh vi phâ tổg quát sg hệ phươg trìh tuyế tíh cho ỗi điể trê lưới. Phươg pháp xấp xỉ liê tiếp ày cũg được tác giả Nguyễ Hiệp Đồg [9][0][] sử dụg trog luậ á tiế sĩ củ ìh tại Đại học tổg hợp xây dựg Moskv (Ng) ă 008 và các bài báo đăg trog ước sử dụg để tíh toá cho ái vỏ thoải BTCT cog chiều dươg ặt bằg hìh chữ hật...

31 Nhậ xét: với ghiê cứu ày đã chuyể từ phươg trìh vi phâ bậc tổg quát sg hệ phươg trìh tuyế tíh cho ỗi điể trê lưới ê chư phả áh đúg hìh dạg hìh học ái vỏ cog. b) Phươg pháp phầ tử hữu hạ Phươg pháp dùg phầ tử kiểu tấ phẳg: dùg phầ tử t giác phẳg, phầ tử tứ giác phẳg. Trog quá trìh tíh toá thườg đư về ặt trug gi củ vỏ. Trog phâ tích tíh toá tấ vỏ theo phầ tử tấ phẳg cũg đã được trìh bày khá đầy đủ trog các tài liệu: Richrd [55], Lee và cộg sự [9]... Nhậ xét: theo phươg pháp êu trê thì đã cho hìh học xấp xỉ với bề ặt thật củ vỏ do phải chuyể về ặt trug gi củ vỏ, sự ất liê tục củ các thàh phầ đạo hà qu biê giữ các phầ tử tấ phẳg trog tíh toá có thể là phát sih các thàh phầ ô e uố tại hữg ơi à thật sự khôg tồ tại trog hầu hết bề ặt vỏ. Phươg pháp dùg phầ tử vỏ cog: hằ tiệ cậ tốt hơ hìh học củ kết cấu vỏ, phầ tử vỏ cog r đời. Trog phâ tích tíh toá dùg phầ tử vỏ cog, cũg đã có hiều tài liệu được trìh bày trog: [3][36][66]... Nhậ xét: lớp phầ tử ày cũg cò vài hạ chế: khó chọ lý thuyết vỏ phù hợp, khó thoả ã điều kiệ tươg thích hơ so với khi sử dụg phầ tử vỏ kiểu tấ phẳg. Nhờ ứg dụg phươg pháp PTHH, ột trog hữg phươg pháp số với sự hỗ trợ củ các phươg tiệ áy tíh với các phầ ề chuyê dụg, hiều dạg kết cấu vỏ ỏg đã được hiều tác giả trog và goài ước ghiê cứu và phát triể, hư:

32 Bdyopdhyy và cộg sự [9] phâ tích uố cog củ kết cấu vỏ cog hi chiều. Các trườg chuyể vị u, v và w đã được là xấp xỉ đ thức và ghiê cứu ảh hưởg củ hệ số Poisso đế các tác độg khác hu củ vỏ. Nhậ xét: với ghiê cứu ày, trog phâ tích uố cog củ vỏ các trườg chuyể vị đã được là xấp xỉ đ thức ê cũg là hạ chế. Bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ, trog các luậ vă thạc sĩ củ ìh, Đỗ Đức Duy [8], Đặg Vă Hợi [8], Trầ Ah Tú [7]...đã là ság tỏ thê trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải ột lớp cog hi chiều â, vỏ hyperboloid, cooid; giải được hữg bài toá phức tạp à trước đây gầ hư chư có lời giải hư tác độg củ hiệt độ khôg khí, ảh hưởg củ các kết cấu biê đặc biệt trog ái tổ hợp, ảh hưởg củ lú khôg đều, tác dụg củ các loại tải trọg khác hư áp lực đất, áp lực thủy tĩh Nhậ xét: các ghiê cứu ày sử dụg phầ tử dạg tấ phẳg ê cũg chư phả áh đúg sự là việc thật củ loại ái vỏ cog. Ngoài ghiê cứu ứg suất biế dạg củ vỏ, hiều tác giả ghiê cứu về vật liệu vỏ, tải trọg giới hạ vỏ hư: Hyuk Chu Noh [39] ghiê cứu về khả ăg giới hạ củ kết cấu vỏ ỏg bêtôg cốt thép quy ô lớ, có xét đế cả phi tuyế hìh học và phi tuyế vật liệu vỏ, sử dụg ô hìh vết ứt rời rạc (sered crck odel) để ghiê cứu ảh hưởg củ các vết ứt bê tôg. Nilophr và cộg sự [53] đã sử dụg phươg trìh giải củ Vlsov để tíh toá ội lực và ô e uố cho vỏ thoải cog hi chiều dươg. Kết quả tíh toá được so sáh với phươg pháp PTHH thôg qu phầ ề STAAD Pro cho trườg hợp tải trọg khôg đối xứg.

33 3 Hrish và cộg sự [0] đã ghiê cứu ứg suất biế dạg vỏ bêtôg cog hi chiều bằg phầ ề Sp000 chịu tải trọg phâ bố đều cho vỏ có ặt bằg hìh vuôg 00, 55 và vỏ có ặt bằg hìh chữ hật 05, 50. Evy Verwip và cộg sự [33] dự đoá về hiệ tượg uố cog củ vỏ ỏg bêtôg cốt lưới dệt, xe xét ảh hưởg đế tải trọg tới hạ củ phi tuyế tíh hìh học và phi tuyế vật liệu vỏ. Ngoài ghiê cứu ứg suất biế dạg trog vỏ, Stefo và cộg sự [60] cò ghiê cứu các phươg pháp thiết kế ới hằ giả thiểu việc sử dụg vật liệu vỏ hư hìh dạg vỏ, điều kiệ biê, tải trọg Nhậ xét: các ghiê cứu củ Hyuk Chu Noh, Nilophr, Hrish, Evy Verwip, Stefo ghiê cứu trê ái vỏ ỏg ột lớp và ghiê cứu theo phươg pháp lý thuyết.... Các ghiê cứu thực ghiệ Lê Thh Huấ [65] ghiê cứu ứg suất biế dạg trog vỏ thoải cog hi chiều dươg ặt bằg hìh vuôg với ô hìh vật liệu kíh hữu cơ, dùg các stri gge đo các giá trị biế dạg tại ặt trê và ặt dưới củ vỏ, từ đó xác địh ứg suất và ội lực trog vỏ (Hìh.). Nhậ xét: ghiê cứu đã thực ghiệ trê ô hìh tươg tự là kíh hữu cơ qui ô hỏ, sử dụg vật liệu tươg tự à chư thực hiệ trê ô hìh thật bằg BTCT với kích thước lớ.

34 ) Vỏ kíh hữu cơ [65] b) Chất tải thử ghiệ bằg cát Hìh.. Các ghiê cứu thực ghiệ ái vỏ thoải Gầ đây thì thí ghiệ ái vỏ thoải BTCT cog hi chiều dươg củ Melek và cộg sự [5] được thực hiệ để đáh giá việc sử chữ và tăg cườg cho vỏ bêtôg cốt thép với lỗ hở bằg vật liệu sợi thủy tih gi cố polyer (GFRP) ở các vị trí khác hu củ bề ặt đáy vỏ. Kết quả thí ghiệ cũg đư r % hiệu quả củ việc tăg cườg vật liệu sợi GFRP (Hìh.,b). ) Vỏ trê bệ củ Melek b) Vỏ gi cườg GFRP củ Melek Hìh.. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Melek [5] Sivkur và cộg sự [59] ghiê cứu ứg suất và chuyể vị vỏ cog với ặt bằg chữ hật , độ vồg tại đỉh vỏ là 80, dầ biê 0 50, với độ dày vỏ bằg 0 và 5. Su đó chất tải phâ bố

35 5 đều bằg các bo cát. Kết quả thí ghiệ được kiể chứg bằg phầ ề Sp000 (Hìh.3,b). ) Bề ặt vỏ b) Chất tải lê trê ặt vỏ Hìh.3. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Sivkur [59] Nhậ xét: ghiê cứu củ Melek, Sivkur cũg chư là rõ ứg suất biế dạg trog vỏ, điều kiệ biê củ vỏ và chỉ thí ghiệ trê ô hìh có kích thước hỏ.. và Jeyshree và cộg sự [5] ghiê cứu ứg suất và chuyể vị củ vỏ thoải ặt bằg hìh vuôg cog hi chiều kích thước 68 68c với các độ dày c, 5c, 6c chịu tải trọg tập trug tại đỉh vỏ. Kết quả ghiê cứu thực ghiệ được so sáh với Sp000 (Hìh.,b). ) Vỏ trê bệ thí ghiệ b) Qu hệ tải trọg độ võg Hìh.. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Jeyshree [5]

36 6 Tươg tự hư thí ghiệ củ Jeyshree, Prveekur và cộg sự [5] ghiê cứu chuyể vị và tải trọg củ vỏ cog hi chiều kích thước 0 0c, chiều co đỉh vỏ 9c, dầ biê c với các độ dày 0c và 5c (Hìh.5,b). ) Vỏ trê bệ thí ghiệ b) Bề ặt vỏ Hìh.5. Thí ghiệ ái vỏ thoải củ Prveekur [5] Ngoài r cò có hữg thí ghiệ khôg hằ ghiê cứu à chỉ phục vụ việc kiể tr thực tế khả ăg chịu tải trọg củ vỏ hư (Hìh.b). Nhậ xét chug về các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ vỏ ột lớp: các ghiê cứu về lý thuyết hy thực ghiệ ái vỏ thoải cog hi chiều thì chỉ dừg lại ở loại ái vỏ thoải ột lớp, chư đề cập đế dạg kết cấu vỏ hiều lớp. Vì vậy luậ á tiếp tục tập trug vào các ghiê cứu ái vỏ thoải cog hi chiều hiều lớp... Tổg qu các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ về ái vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiều dươg hiều lơ p Từ hệ phươg trìh giải củ Vlsov, Abrsui [6] đã xây dựg lý thuyết vỏ hiều lớp dị hướg cho các bài toá vỏ ỏg và xe hư là ề tảg lý thuyết cho các ghiê cứu về vỏ hiều lớp.

37 7 Trê cơ sở các ghiê cứu, Abrsui đã đi đế kết luậ rằg, trog vô số các trườg hợp vỏ được cấu tạo từ các lớp vật liệu khác hu có thể xe hư gồ các vật liệu đồg hất với các đặc trưg cơ học tươg đươg và hư vậy vẫ có thể sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg đồg hất đẳg hướg hy dị hướg, giả thiết khôg biế dạg củ các đườg trực gio, các lớp đều là việc trog gii đoạ đà hồi, khôg trượt lê hu cho phép t khôg cò cầ thiết xe xét ứg suất biế dạg củ từg lớp riêg biệt à chỉ cầ xác địh các giá trị biế dạg tại ặt trug gi củ ột lớp tươg đươg rồi su đó dễ dàg xác địh được biế dạg, chuyể vị củ từg lớp [66, pp56, pp6]. Ro [56] đã xây dựg các trậ độ cứg cho vỏ thoải dị hướg hiều lớp ặt bằg chữ hật, trạg thái ứg suất biế dạg củ vỏ được tíh dự trê bề ặt trug gi củ vỏ. Su ày, Lê Thh Huấ [][68] trog ghiê cứu củ ìh đã dự vào lý thuyết vỏ hiều lớp dị hướg củ Abrsui tiếp tục xây dựg cho các bài toá ái vỏ thoải BTCT cog hi chiều dươg hiều lớp với giả thiết các lớp díh chặt hu, đư vỏ hiều lớp về thàh vỏ ột lớp tươg đươg và trog tíh toá sử dụg chuỗi lượg giác để chọ hà xấp xỉ. Nă 00, A-dry-ep và Nhi-e-rop-ski [69] đã côg bố côg trìh ghiê cứu củ ìh về bả và vỏ hiều lớp dị hướg, chịu uố, ổ địh và do độg với cách tiếp cậ khác với lý thuyết vỏ củ Abrsui. Các phươg trìh câ bằg và liê tục được viết dưới dạg tese. Tuy hiê các giả thiết gầ hư trùg với giả thiết củ Abrsui. Các tác giả cò hấ ạh: các lớp được gi cườg bằg các loại sợi khác hu đều có thể coi là 33 vật liệu đà hồi lý tưởg và đồg hất, việc bỏ qu ứg suất pháp và ứg

38 8 suất tiếp xy, yx khôg ảh hưởg đế kết quả tíh toá, vì chúg có giá trị tuyệt đối hỏ hơ hiều các ứg suất khác. Nhậ xét: các ghiê cứu củ Abrsui, Ro, Lê Thh Huấ, Adry-ep và Nhi-e-rop-ski xe các lớp khôg trượt lê hu ê khôg cầ thiết xe xét ứg suất biế dạg củ từg lớp riêg biệt à chỉ cầ xác địh các giá trị biế dạg tại ặt trug gi củ ột lớp tươg đươg. Các ghiê cứu chư ói rõ khả ăg tách trượt giữ các lớp, tải trọg giới hạ gây trượt, ứg suất biế dạg củ từg lớp ột cách rõ ràg. Trog ghiê cứu củ Crrer [30] đã ghiê cứu về vỏ hiều lớp, tuy hiê chỉ là hữg ghiê cứu lý thuyết chug, chư đề cập đế sự là việc và xe xét khả ăg tách trượt củ các lớp vỏ. Frcesco và cộg sự [35] ghiê cứu về vỏ thoải cog hi chiều dươg ằ trê ề đà hồi Wikler-Psterk bằg phươg pháp si phâ tổg quát, các phâ tích tíh toá được dự trê lý thuyết biế dạg cắt bậc hất, các giải pháp được đư r dưới dạg các thàh phầ chuyể vị tổg quát củ các điể ằ trê bề ặt trug gi củ vỏ. với hu. Nhậ xét: ghiê cứu củ Frcesco chư ói lê sự là việc củ các lớp Hiệ tại theo sự tì hiểu củ tác giả từ hiều guồ tài liệu trog ước và ước goài thì chư tì thấy các côg trìh ghiê cứu thực ghiệ về ứg xử củ ái vỏ thoải và có xe xét khả ăg tách trượt củ các lớp ái vỏ cog hi chiều dươg hiều lớp bằg vật liệu BTCT với kích thước lớ. Để là ság tỏ trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bằg BTCT cog hi chiều dươg hiều lớp và xe xét khả ăg tách trượt củ các lớp. Luậ á đư r các ội dug ghiê cứu su đây.

39 9.3. Các ội dug câ ghiê cứu củ luâ á Các ghiê cứu lý thuyết và thực ghiệ về ái vỏ thoải ột lớp và hiều lớp đã được trìh bày ở trê. Luậ á đặt r các hiệ vụ ghiê cứu chíh hư su: Tổg hợp các ghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hiều lớp theo lời giải giải tích và theo lời giải phươg pháp PTHH thôg qu phầ ề Sp000. Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp bằg thực ghiệ, thôg qu việc xây dựg các biểu đồ: biế dạg, ứg suất, ội lực, độ võg, qu hệ tải trọg - biế dạg trượt trog vỏ lớp. Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp bằg ô phỏg số. Nghiê cứu ảh hưởg củ bề dày từg lớp, ảh hưởg củ vị trí lớp bêtôg sợi, hà lượg sợi trog bêtôg đế trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải và xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp vỏ bằg ô phỏg số.

40 0 CHƯƠNG LÝ THUYẾT TÍNH MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP CONG HAI CHIỀU DƯƠNG NHIỀU LỚP Để phâ tích bài toá kết cấu vỏ hiều lớp bêtôg cốt thép, thườg tiếp cậ theo hướg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg. Theo các giả thuyết [6] [66][68][69] thì trog ái vỏ thoải cog hi chiều dươg thì các lớp díh chặt hu, cùg là việc với hu. Vì vậy trog chươg củ luậ á trìh bày lý thuyết tíh cơ bả về ái vỏ thoải bêtôg cốt thép (BTCT) cog hi chiều dươg ột lớp và hiều lớp, trìh bày ột lời giải giải tích và ột lời giải bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ (PTHH) thôg qu phầ ề Sp000 theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg để xác địh ứg suất biế dạg trog vỏ, dùg lời giải củ phầ ề Sp000 để so sáh, kiể chứg với lời giải giải tích. Đây là bước đầu tiê để kiể tr, đáh giá sự chêh lệch các giá trị ội lực và chuyể vị củ hi phươg pháp khi giải bằg giải tích và giải bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ thôg qu phầ ề Sp000, là cơ sở thiết kế ô hìh thí ghiệ trog chươg 3... C c kh i iệ và ứg dụg củ i vỏ ỏg... C c kh i iệ vê i vỏ ỏg Mái vỏ ỏg bêtôg cốt thép: các loại ái bêtôg cốt thép được tạo bởi các ặt cog ột hy hi chiều, có chiều dày gắ hoặc đườg kíh ặt bằg che phủ) [5]. h v (với : chiều dài cạh 500 Mái vỏ tho i cog hi chiê u: Mái vỏ BTCT cog hi chiều được go i là thoải khi độ dốc củ bất cứ điể ào trê ặt vỏ so với ặt phă g đáy khôg

41 quá 8 0 hoặc tỉ số độ vô g f lớ hất (chiều co tư tâ ặt bằg chứ góc tới đỉh củ ái vỏ) trê cạh gắ f 5 [5]. Trog hệ trục to độ vuôg góc 0xyz, t có độ cog theo phươg x go i là k x, độ cog theo phươg y go i là k y và được xác địh hư su: k x z z ; k y R x R y x (.) y trog đó: R x, R y là bá kíh cog theo phươg x và y. Tích số k x k y go i là độ cog Guss, ếu độ cog Guss là dươg thì ặt cog là ặt lô i hoặc lõ, ếu độ cog Guss là â thì ặt cog là yê gự. Đối với ái vỏ cog hi chiều dươg có ặt bằg hìh chữ hật có thể tạo bằg phươg pháp trượt. Phươg trìh ặt cog có dạg: x y f f b z (.) trog đó: f là độ vô g lớ hất tại đỉh ái vỏ: f f f f, f là độ vô g củ các đườg cog trượt theo hi phươg,, b là ử độ dài cạh ặt bằg đáy chữ hật củ vỏ. Hìh.. Mái vỏ tho i cog hi chiê u dươg ặt bằg chữ hật

42 ... Phạ vi ứg dụg và ưu điể củ i vỏ ỏg Mái vỏ ỏg BTCT: đã được sử dụg rộg rãi trog các côg trìh xây dựg dâ dụg và côg ghiệp. Mái vỏ ỏg BTCT là trog hữg dạg kết cấu khôg gi có hữg ưu điể ổi bật hư [5]: - Phù hợp với các côg trìh khẩu độ lớ, khôg gi lớ khôg có các cột trug gi hư các côg trìh vă hoá, thể tho, hà triễ lã, trug tâ thươg ại, hgr áy by, hà côg ghiệp ột tầg - So sáh với các phươg á sử dụg các kết cấu phă g: dầ, dà, vò có cùg khẩu độ, ái vỏ ỏg có tro g lượg bả thâ giả 0-30%. Chi phí cốt thép tíh trê ặt bằg bo che giả 30-0% - Tạo ê các côg trìh kiế trúc có hìh dág phog phú, ấ tượg hờ các ặt cog và quy ô lớ củ ái vỏ. - Do phải tạo hữg ặt cog ê thườg gặp khó khă trog xây lắp. Tuy hiê với sự lự cho các ặt cog thích hợp, trog thực tế đã xây dựg được hữg ái vỏ BTCT khẩu độ đế 00 khôg chỉ đổ toà khối à cò được lắp ghép tư các cấu kiệ đúc sẵ phă g hoặc thoải...3. M i vỏ thoải cog hi chiê u đã xây dựg trog và goài ước B g.: Các côg trìh ái vỏ tho i cog hi chiê u đã xây dựg TT Tê côg trìh Vị trí xây dựg Kích thước ặt bằg Dày vỏ Nă hoà thàh Côg trìh Wiesbde Nhà áy co su Brywr Đức c 93 Ah c 95

43 3 3 Chợ Sithfield Poultry Hội trườg Đại ho c Quốc Gi HN Ah c 963 Việt N 88 7c 996 ) Hội trườg ĐH Quốc Gi HN b) Côg trìh Wiesbde, Đức c) Nhà áy co su Brywr, Ah d) Chợ Sithfield Poultry, Ah Hìh.. Mái vỏ tho i cog hi chiê u đã xây dựg trog và goài ước.. Lý thuyết tíh cơ bả vê i vỏ thoải cog hi chiê u dươg ột lớp... Hệ phươg trìh củ Vlsov [63] Vlsov đã thiết lập được hệ phươg trìh vi phâ với hà ứg suất và chuyể vị cầ tì là và w, tải tro g q(x,y) theo phươg thă g đứg. Hi

44 hà ày cò go i là hà ứg suất và hà chuyể vị, được ràg buộc với ội lực và ô e hư su: y x S N y N x N xy y x ; ; (.3) y x w e H y w D M x w D M r y x ; ; (.) trog đó: N x, N y là ội lực vỏ theo hi phươg, M x, M y là ô e uố vỏ theo hi phươg, H là ô e xoắ, e r là độ cứg xoắ, N xy = S là lực tiếp tuyế, 3 Eh D độ cứg uố vỏ, h là chiều dày vỏ, v là hệ số Poisso, E là ô đu biế dạg Hệ phươg trìh được viết dưới dạg khi triể: y x q y w y x w x w D y k x k y w k x w k Eh y y x x, 0 (.5) Khi hệ to độ trùg với các đườg cog chíh và gốc to độ 0 ằ ở đỉh vỏ thì: k k x, k k y, 0 xy k Phươg trìh thứ hất trog (.5) go i là phươg trìh liê tục và phươg trìh thứ hi là phươg trìh câ bằg. Hệ phươg trìh ày được go i là hệ phươg trìh giải Vlsov. Có hiều phươg pháp giải hệ phươg trìh vi phâ bậc (.5), tuy hiê cũg khôg hă đơ giả. Phức tạp ở chỗ, đối với ái vỏ thoải BTCT,

45 5 phải tì được hi hà và w so cho chúg vư thoả ã hệ phươg trìh (.5) lại vư thoả ã các điều kiệ biê khác hu với ái vỏ bêtôg cốt thép ột cách chíh xác, dù bằg hữg côg cụ toá ho c phức tạp cũg khôg hề đơ giả cho gười sử dụg. Bởi vậy Vlsov cũg hư hiều tác giả khác đã giải bài toá trê hờ việc sử dụg các hà xấp xỉ dưới dạg chuỗi lượg giác đơ và kép, hoặc các đ thức thôg thườg, các phươg pháp si phâ, biế phâ Tíh to vỏ theo trạg th i phi ô e... Dùg chuỗi lượg giác kép củ Nvier [] Với vỏ thoải biế dạg tự do theo chu vi, ặt bằg hìh chữ hật, gốc to độ tại góc vỏ, có thể xác địh hà ứg suất x, y với tải tro g q(x,y) theo phươg thă g đứg hư su: thỏ ã điều kiệ biê 6q x y x, y si si k k b y x (.6) Nội lực phi ô e củ vỏ được xác địh theo côg thức (.7): N N S 6q x y si si k k b 6q y x x y si si k k b 6q y x x y cos cos (.7) k k b y x trog đó: =, 3, 5, ; =, 3, 5, ; b, b: là chiều dài cạh vỏ có ặt bằg chữ hật

46 6... Dùg chuỗi lượg giác đơ củ Lévi [] T chuyể gốc to độ vào giữ ột cạh củ ặt bằg chữ hật, vỏ thoải biế dạg tự do theo chu vi, có thể xác địh hà ứg suất điều kiệ biê với tải tro g q(x,y) theo phươg thă g đứg: qr Ch y x x, y thỏ ã x, y si (.8) Ch b Nội lực phi ô e củ vỏ được xác địh theo côg thức (.9): N N qr qr Ch y si x Ch b Ch y si x Ch b qr S Sh y cos x Sh b (.9) trog đó: =, 3, 5, ; ; R là bá kíh cog củ vỏ., b: là chiều dài cạh vỏ có ặt bằg chữ hật...3. Dùg phươg pháp điể (bá gi i tích) Một trog hữg đặc điể đặc biệt trog các ái vỏ BTCT là hữg kết cấu biê. Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụg côg trìh các kết cấu biê ày có các dạg khác hu, đó là hữg kết cấu dà phă g, dầ cog, tườg hoặc là các dãy cột theo chu vi, hoặc chỉ trụ ở góc...độ cứg trog và goài ặt phă g củ các kết cấu ày rất khác hu là cho việc tiếp thu các ội lực tư vỏ truyề vào cũg khác hu. Bởi vậy trạg thái ứg suất biế dạg trog vùg giáp biê có hiều biế đổi.

47 7 Bi cốp V.N [67] và Lê Thh Huấ [5][65] đã đư r 3 trườg hợp khi sử dụg lý thuyết phi ô e: Trườg hợp thứ hất: khi kết cấu biê là dà có độ cứg hất địh trog ặt phă g, hưg lại rất ề goài ặt phă g thì điều kiệ biê sẽ được viết: 0 0; 0; 0 0; 0; S N N b y S N N x Hìh.3. Mái vỏ với kết cấu biê là dà [5] Nội lực N, N và S được tíh theo các côg thức: 3 6, b y x x x x y x N 3 6, b y y x x b y y x N yb y x x y xy S (.0) trog đó:, b là ử chiều dài cạh ặt bằg,,, 3 là các hệ số.

48 8 ) b) N N(x=0) (x=0) S Ix=+I b= b= 0.5qR 0.5qR Nx N (y=0) N x b= b= 0 N (x, y ) S x y y,5qr Hìh.: Các giá trị ội lực củ trườg hợp thứ hất [5] Trườg hợp thứ : Các kết cấu biê có độ cứg rất lớ trog ặt phă g, có thể xe hư khôg biế dạg do c theo các đườg biê củ vỏ và do đó bả thâ vỏ tại gy sát biê cũg khôg bị biế dạg dưới tác dụg củ các lực N, N. Đó là hữg dầ kiểu tườg hy tườg cứg bằg bêtôg cốt thép. Vậy điều kiệ biê có thể viết hư su: Khi x ; N y b; N 0; N 0; N 0; S 0 0; S 0 Hìh.5: Mái vỏ tự trê các dầ hoặc tườg cứg [5] Nội lực N, N và S được tíh theo các côg thức:

49 , b y x x x b y x x y x N b y b y y x x , b b y y x x x x b b y y y x N b y b y y x yb y x x x x x yb y S b y b y y x x (.) trog đó:, b là ử chiều dài cạh ặt bằg,,, 3 là các hệ số. Biểu đô ội lực trườg hợp ày có sự khác biệt rõ ràg so với trườg hợp thứ hất. Hìh.6: Các giá trị ội lực củ trườg hợp thứ [5] N (x=0) N (y=0)

50 30 Trườg hợp thứ b: ái vỏ tự trê các hàg cột do c theo các biê. Trog trườg hợp kết cấu biê là các dãy cột khôg tiếp thu lực tiếp tuyế S ê tại các ép biê lực S luô bằg khôg. Tư đó điều kiệ biê là: Khi 0 0; 0; ; 0 0; 0; ; S N N b y S N N x y z x o b b N N N N Hìh.7: Mái vỏ tự trê các hàg cột [5] Nội lực N, N và S được tíh theo các côg thức: 30, y y x x y x x y x N y y y x x y x x x 6 8 y x x x , b b y y x x x b b y y x y x N b y b y y x y y y x x y y x x S y y y x x y y x x x y y x x x (.) trog đó:, b là ử chiều dài cạh ặt bằg,

51 3,, 3 là các hệ số. Sự xuất hiệ ội lực g dấu dươg (chịu kéo) ở vùg biê với giá trị lớ là điều rất đág qu tâ. ) b) N (x=0) 6,3qR N (x=0) 0,7 0,7 0,5qR 0.5qR N (y=0) N x x 0,98qR N (x=0) S y 6,3qR,5qR y c) Hìh.8: Các giá trị ội lực củ trườg hợp thứ 3 [5]..3. Tíh to vỏ theo trạg th i ô e..3.. Tíh toá vỏ theo lý thuyết hiệu ứg biê [5][] Trog vỏ, ô e uố xuất hiệ gầ các kết cấu biê. Bởi vậy t có thể y 0,53qR 0,35qR 6,qR xác địh được độ võg w(x,y) tư phươg trìh liê tục củ Vlsov: Phươg trìh liê tục củ Vlsov theo (.5): 0,35qR d) x 5,3qR I N k.ch II N.ch TiÕt diö x = y 3,68qR,93qR x w w w k k D qx y x y x, x y y z 0,3 0,5 0,7 (.3) ). Khi vỏ liê kết khớp với kết cấu biê: Cho gốc to độ tại ép vỏ, t có độ võg, góc xoy và ô e uố tại gốc to độ 0 hư su: 0 w w ; 0 x0 x x0 ; M 0 x0 Mô e uố x: M x qR h tại tiết diệ x R h y y

52 3 Hìh.9: Biểu đồ ô e uố khi vỏ liê kết khớp với biê [5] b). Khi vỏ liê kết gà với kết cấu biê: Cho gốc to độ tại ép vỏ, t có độ võg, góc xoy và ô e uố tại gốc to độ 0 hư su: w x0 0; w x x0 0 ; M x0 0 Mô e uố x: M x q sk A tại gà s Trog đó: A là t củ góc ghiêg N tại gốc to độ x Hìh.0: Biểu đồ ô e uố khi vỏ liê kết gà với biê [5]..3.. Tíh toá vỏ theo lý thuyết ô e tổg quát [] Dùg phươg pháp chuỗi lượg giác kép, vỏ có cạh ặt bằg hìh chữ hật là và b, gốc to độ tại góc vỏ, biê tự khớp chịu tải tro g phâ bố đều q(x,y): Hà ứg suất và tải tro g có dạg: x y b x, y A si si (.)

53 33 b y si x q y x q si 6, (.5) Các biểu thức ội lực và ô e hư su: y x k k K q N x y si si 6 y x k k K q N x y si si 6 y x k k K q S x y cos cos 6 y x K q M si si 6 y x K q M si si 6 y x K q M cos cos 6 (.6) trog đó: k k k k K x y x y 6 x y k k h D q A Với:, =, 3, 5... b h 3 Eh D b

54 3.3. Lý thuyết tíh i vỏ thoải cog hi chiê u dươg hiê u lớp.3.. Hệ phươg trìh giải i vỏ thoải bêtôg cốt thép cog hi chiê u dươg hiê u lớp ặt bằg chữ hật [6][68] T khảo sát ột ái vỏ cog hi chiều dươg ặt bằg chữ hật có cạh và b hư trê (Hìh.). Nếu tại ột góc vỏ lấy là trục toạ độ phă g xoy và tại ột điể bất kỳ có toạ độ x, y thì t có ối liê hệ với gi số ds củ ột phâ tố cog trê ặt vỏ hư su: ds dx dy Đối với vỏ thoải với độ chíh xác co t cũg có thể viết cho toạ độ cog ặt vỏ: ds d d Hìh.. Mái vỏ cog chiê u ặt bằg chữ hật Với giả thiết êu trê, đối với vỏ thoải cog hi chiều dươg ặt bằg chữ hật, Abrsui [6][66] đã đư r hệ phươg trìh giải với hi hà cầ tì là và w cho trườg hợp thàh phầ tải tro g tác độg thă g đứg z: L 0 D D w L d z jk jr 3 jk k L C L d w w 0 jk 3 jk k (.7)

55 35 Ở đây: L ( ), L ( ), L 3 ( ) là hữg toá tử vi phâ phụ thuộc vào đặc trưg đà hô i, kích thước hìh ho c củ các lớp cấu tạo ái vỏ được xác địh hư su: L D jk DjR D D D D D66 D66 D D C C C $ ( jk ) ( ) C66 L C K C KC KC KC K66 KC d L3 jk C66 K C K C (.8) trog đó: s jk jk s s s C B ( ); K B ( ) ( ) s jk jk s s s s s D B ( ) 3 ( ) 3 ( ) s 3 3 jk jk s s s s s s 3 s Hìh.. Số lượg các lớp ái

56 36 Ở đây: (+) - số lượg toà bộ các lớp ái - số lượg lớp phí dưới ặt toạ độ cog bất kỳ - số lượg lớp cò lại. Nếu ặt toạ độ cog trùg với ặt trug gi củ ột lớp bất kỳ thì là số lớp bê trê ặt toạ độ cộg thê. Nếu ặt toạ độ trùg với ặt tiếp giáp giữ hi lớp thì là số lượg các lớp bê trê ặt toạ độ cog αβ. s B jk - hệ số độ cứg củ lớp s được xác địh theo các côg thức đối với vỏ tư các lớp đă g hướg: B E E B ;B ( ) s s 66 E B ; B B 0; C C C s s s 6 6 Hệ phươg trìh có thể đư về ột phươg trìh đạo hà riêg bậc co tươg tự hư phươg trìh do Vlsov đã đư r, bằg việc đư hà Ψ(αβ) có qu hệ với w và φ theo các điều kiệ: w L C jk ( ) k L3 Djk (.9) T được phươg trìh su đây: P P 8 3 P 6 5 P P 6 O O3 O O k 6 k k k Z (.0) trog đó: k, k - độ cog củ ái vỏ, P,, 5 P ; O,, O, các thôg số phụ thuộc vào kích thước hìh ho c, đặc trưg đà hô i củ các lớp ái được xác địh hư su:

57 37 0 C KC KC P D D ; 0 C KC KC P D D ; 0 0 C 0 C P3 D D D66 D66 D D C66 K C K C K C K C K K C K C C66 66 ( ) ; 0 0 C 0 C P D D D66 D66 D D C66 KC KC KC KC ( 66 K K C K C ) ; C66 C C C P ( D D ) ( D D ) ( D D ) ( ) ( D D ) C66 KC KC K66 KC KC ( KC KC )( KC KC ) ; C66 KC K C O KC KC R O R K C K C K C K C K K C K C 66 O3 R R C 66 K C K C K C K C K K C K C 66 O R R C 66 (.) trog đó: R ; R - bá kíh cog củ ái vỏ.3.. Trạg th i ứg suất biế dạg củ i vỏ thoải cog hi chiê u dươg hiê u lớp Bằg việc sử dụg chuỗi lượg giác kép là hà xấp xỉ, t dễ dàg tì được hà ẩ cầ tì, rô i tư đó tíh được các hà ứg suất và hà chuyể vị w. Tiếp theo là các biểu thức ội lực, ứg suất trog các lớp vỏ.

58 38 Trườg hợp ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hiều lớp ặt bằg chữ hật cạh là và b, ái vỏ tự trê các kết cấu biê theo điều kiệ biê khớp: N N M w o khi 0, M w o khi 0, b Điều kiệ biê ày hoà toà được thỏ ã ếu t dùg hà xấp xỉ dưới dạg chuỗi lượg giác kép hư su: A si si (.) b,.3...,3... Thàh phầ thă g đứg củ tải tro g trê ái cũg được cho dưới dạg chuỗi lượg giác kép tươg tự: Z C si si (.3) b,.3...,3... Ở đây A và C là các hệ số. Trườg hợp trê ái vỏ chỉ tác dụg tải tro g phâ bố đều q thì có thể xác địh gy được hệ số C, A hư su: C b b 0 0 6q qsi si b (.) A 0 6q 8,3...,3... (.5) Vậy t có thể viết : Z Ở đây: 6q,.3...,3... si si b (.6) P P3 P5 P P ( O O O O ) ( ) 6 3 R R R R

59 39 trog đó: b Đư đại lượg A vào (.) t được hà cầ tì: 8 si si 6q, b 0 (.7) Biết được w Hy là: w (, ).3...,3... t xác địh được hà chuyể vị: C C C, L C jk, C66 (.8) 6q 6,.3...,3... si si b (.9) Trog đó: C C ( C ). C 66 Hà ứg suất: d (.30) Với: r L 3 ik r R R ; L3 ( dik ) A A A. trog đó: K C K C K C K C K K C K C A ; A ; 66 C66 K C A 3 Vậy: K C 6q 8 8, ,3... si si b (.3)

60 0 Ở đây: ( ). 3 A A A 3 R Rb b b i i Nội lực trog ái vỏ được xác địh hư su: N N S 6 6q 6 6 6q , , si si b 3 si si b 6 6q 3 S S cos cos 6 (.3) b Ứg suất pháp theo hi phươg: 6q 6 6q 6 i A i A , ,3... Ứg suất tiếp: 6q ,3... i i i A5 3 A6 A7 si si b i i i A9 3 A0 A si si b i i A A3 cos cos b (.33) i (.3).3...,3... trog đó:

61 M i i C i C i i C i C A B B ; A5 B B ; i i KC KC i KC KC i A6 B( ) B( ) B; i i KC KC i KC KC i A7 B( ) B( ) B; i i C i C i i C i C A8 B B ; A9 B B ; i i KC KC i KC KC i A0 B( ) B( ) B; i i KC KC i KC KC i A B( ) B( ) B; i i B66 i i K66 A ; A3 B66( ). C C Mô e uố và ô e xoắ: M 6q 6q A i i i i A A A A.3..., i i i i A A A , , si si b 3 si si b 6q A A 3 / H cos cos (.35) b Lực cắt: 6q 3 Q A6 A cos si 6,3...,3... b E A5 si si,3...,3... b 6q 3 3 Q A9 A0 si cos 6,3...,3... b

62 E A5 si si,3...,3... b (.36) Các hệ số A, A5... A được xác địh hư su: 0 0 KC KC A D D; A5 D D; A6 ; KC KC 0 KC KC A7 ; A8 D D; A9 ; K C K C K A ; A D D ; A C66.. Lời giải cho bài toá i vỏ thoải hiê u lớp theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg Trê cơ sở các giả thuyết là biế dạg trượt giữ các lớp là rất hỏ và có thể bỏ qu, xe hư các lớp díh chặt hu và cùg là việc với hu. Vì vậy có thể sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg để tíh toá ái vỏ thoải hiều lớp. Lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg dự trê kỹ thuật đư vỏ hiều lớp về ột lớp tươg đươg theo độ cứg và o i tíh toá thực hiệ trê ột lớp tươg đươg ày. Lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg thườg được dùg phổ biế trog tíh toá vỏ hiều lớp do khối lượg tíh toá ít hơ so với các cách tiếp cậ khác.... M i vỏ thoải hi lớp... Lời gi i gi i tích Trườg hợp ái vỏ thoải lớp với kết cấu biê tự khớp, các lớp vỏ có các đặc trưg vật lý khác hu theo phươg trực gio, ghĩ là phải luô thỏ ã điều kiệ su: i i i i i i E E E cost. i i E (.37)

63 3 Hìh.3. Mái vỏ tho i lớp trực hướg [68] Chiều dày lớp I: h I I I I = h, E E E. Lớp II : chiều dày h II và E II II II E E ; v I v II v t II h h II II E E II cost; r cost E re; I E E (.38) R R ; b R R Đặt: C rt F rt CB 3F V ; ; ; 3 ; B rt T được ội lực: N N S 6qR 6qR 6qR.3..., , , si si b si si b cos cos b (.39)

64 M M Chuyể vị thă g đứg (độ võg): w 6qR EhC.3..., si si b (.0) Mô e uố, ô e xoắ: 6qRh C 6qRh C P R v h.3..., P R v h.3..., qRh H H H C Lực cắt: Q Q Vh C v.3..., E 6qRh cos si C,3, 3 0 b vehvr si si C,3, 3 0 b E 6qRh si cos C,3, 3 0 b F si si b F si si b hf cos cos b (.) vehvr si si C,3, 3 0 b (.)

65 5 Ứg suất pháp: ở điể với to độ: h b R h C C F v C qr si si 6, ,3 0 ở điể và 3 với to độ: 0 b R h C F v C qr si si 6, ,3 0 ở điể với to độ: h b R h C tc F v C qr si si 6, ,3 0 (.3) Ứg suất tiếp: b R h v C F C qr cos cos 6, ,3 0 (.)

66 6 Ví dụ.: Mái vỏ thoải cog hi chiều dươg có kích thước ặt bằg hìh vuôg =b=36, bá kíh cog R =R =.5. Lớp I: lớp bêtôg có chiều dày h I =0c, B5, ô đu đà hô i E I =35000kG/c. Lớp II: lớp bêtôg lưới thép B0, chiều dày h II =c, E II =65000kG/c. Hệ số Poisso bằg hu v=0.. Tải tro g, kể cả tro g lượg bả thâ và hoạt tải trê ái lấy bằg 500kG/. Tíh ội lực, ứg suất và độ võg củ ái vỏ thoải với biê là hệ dà khớp. Gi i: Giá trị (é) củ N, N hư su: N = N (==0.5) = 0.5qR = 0.5 x0.05 x 500=.5kG/c Hìh.. Biểu đồ ội lực, ứg suất, độ võg vỏ lớp theo gi i tích [68]

67 7... Lời gi i phươg pháp PTHH thôg qu phầ ê Sp000 ). Xây dựg ô hìh kết cấu ái vỏ tho i Dự theo giả thuyết các lớp củ ái vỏ díh chặt hu củ Abrsui và quy đổi vỏ hiều lớp có tíh chất ô đu đà hô i E và chiều dày khác hu thàh vỏ có cùg ột ô đu đà hô i tươg đươg ứg với các giá trị chiều dày tươg đươg cho tư g lớp, tạo ô hìh kết cấu ặt vỏ bằg phầ tử Shell út. Theo (ví dụ.), sơ đô kết cấu củ ái vỏ thoải cog chiều theo điều kiệ biê là hệ dà-khớp (Hìh.5) Hìh.5. Kết cấu ái vỏ tho i bằg phầ tử shell út Trog tíh toá bằg phươg pháp PTHH, t càg chi hỏ kết cấu thì độ chíh xác càg co. Tuy hiê đối với bài toá ái vỏ thoải có ặt bằg hìh vuôg =b là (3636) cũg hư qu hiều lầ chi các phầ tử có kích thước khác hu, t chỉ cầ chi thàh các ô có kích thước (), dùg phầ tử shell út (3 phầ tử) thì giá trị ội lực là hư hu.

68 8 Hìh.6. Biểu đồ ội lực N vỏ lớp h hưởg bởi chi lưới phầ tử Do ặt bằg hìh vuôg ê: 8 f f Chiều co tư tâ ặt bằg đế đỉh củ ái vỏ f f f 7. Nếu ái vỏ thoải lớp hư (ví dụ.), có lớp (dưới cùg) là lớp bêtôg B5, E,b =35000kG/c, chiều dày h =0c; lớp (trê cùg) là lớp bêtôg lưới thép B0, E,b =65000kG/c, chiều dày h =c. T quy đổi r bêtôg lớp có E=E,b T có chiều dày quy đổi bằg: E h red, b h. h 3. 36c E b). Kết qu gi i bằg phầ ê Sp000 ) Nội lực N (kg/c) b) Nội lực N (kg/c)

69 9 c) Ứg suất (kg/c ) d) Độ võg w () Hìh.7. Nội lực, ứg suất và độ võg vỏ lớp theo Sp000 Giá trị (é) củ N, N hư su: N = N (==0.5) = 0.9 kg/c Hìh.8. Biểu đồ ội lực và độ võg vỏ lớp theo gi i tích và Sp000

70 50 ghi chú: - ét đỏ: theo lời giải giải tích [68] - ét xh: theo lời giải Sp000 B g.. Kết qu N và N củ vỏ lớp gi i bằg gi i tích và Sp000 N (kg/c) N (kg/c) () () Giải tích [68] SAP So sáh (%) () () Giải tích [68] SAP So sáh (%) B g.3. Kết qu độ võg củ vỏ lớp gi i bằg gi i tích và Sp000 () () Giải tích [68] Độ võg w () SAP So sáh (%)

71 Nhậ xét:. Kết quả về ội lực và độ võg củ ái vỏ thoải lớp theo phươg pháp PTHH thôg qu phầ ề Sp00 có giá trị rất gầ với kết quả theo giải tích, xe hư kết quả phù hợp hu. Tuy hiê về ội lực chêh lệch hu tư.8% đế 3%, độ võg chêh lệch tư % đế %, guyê hâ có thể lý giải là trog Sp000 đã sử dụg phầ tử shell út ê chư phả áh đúg ô hìh ái vỏ cog.. Nhờ tíh toá theo phươg pháp số với việc sử dụg các phầ ề chuyê dụg tíh toá kết cấu côg trìh cho t thấy toà cảh sự phâ bố ội lực, độ võg trog khắp ái vỏ và trog tư g lớp vỏ ột cách hh hơ hiều so với phươg pháp giải tích, goài r phươg pháp giải tích chư có hữg kết quả rõ ràg ở các góc củ vỏ. 3. Nhữg kết quả khảo sát trê đây ới chỉ là hữg kết quả b đầu. Đối với kết cấu BTCT, các kết cấu biê đ dạg có độ cứg khác hu, ảh hưởg đág kể đế trạg thái ứg suất biế dạg củ các loại kết cấu vỏ. Vì vậy việc phâ tích sự ảh hưởg củ các kết cấu biê BTCT đối với các ái vỏ hiều lớp cầ được tiếp tục ghiê cứu. Nhằ là ság tỏ trạg thái ứg suất biế dạg tại vùg biê cũg hư ảh hưởg củ số lớp vỏ, tác giả tiế hàh tíh toá ái vỏ thoải 5 lớp với cả hi điều kiệ biê: gà và khớp, được trìh bày hư su:

72 5... M i vỏ thoải 5 lớp... Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ tho i 5 lớp với điê u kiệ biê tự khớp ). Lời gi i gi i tích Điều kiệ biê cũg được lấy hư bài toá ái vỏ lớp tự khớp: N N M w o 0, khi M w o khi 0, b (.5) Điều kiệ biê ày hoà toà được thỏ ã ếu t dùg hà xấp xỉ dưới dạg chuỗi lượg giác kép hư su: Hà ứg suất:, 6q 8 R 6 M v R.3...,3... si si b (.6) Hà ội lực: N N 6q 6 R 6q 6 R M v R.3...,3... si si b M v R.3...,3... si si b

73 ,3 6 si si 6 R v M b R q S (.7) Hà chuyể vị: ,3 6, si si 6 c R v M b E v q w (.8) Hà ô e uố: ,3 si si 6 R v M b R v v BE q M c k c kc ,3 si si 6 R v M b R v v BE q M c k c kc (.9) Đư các giá trị các hệ số 3,... i i A A vào t được các biểu thức xác địh ứg suất pháp tại các điể -0 theo phươg su đây: Tại điể () lớp I với :

74 5 b R v M v v E R q c k c c si si ,3 3 6 Tại điể () lớp I với () h b R v M v h v E R q c k c c si si ,3 3 6 Tại điể (3) lớp II với (3) h : (3) () s Tại điể () lớp II với () 3 h : b R v M v h v se R s q c k c c si si , Tại điể (5) lớp III với (5) 3 h : (5) () s. Tại điể (6) lớp III với (6) 0 :

75 55 b R v M v v E R q k c c si si , Tại điể (7) lớp IV với 0 7 : 6 7 r Tại điể (8) lớp IV với (8) h : b R v M v h v re R r q c k c c si si , Tại điể (9) lớp V với (9) h : (9) (8) u ; Tại điể (0) lớp V với (0) 5 h h : b R v M v h h v ue R u q c k c c si si , Tươg tự hư trê t có thể thiết lập các biểu thức ứg suất cho các điể theo phươg. Ứg suất tiếp được xác địh theo các biểu thức su: Tại điể () lớp I với : 0 Tại điể () lớp I với () h

76 56 b R v M h v v E R q c k c c cos cos ,3 3 6 Tại điể (3) lớp II với (3) h : (3) () s Tại điể () lớp II với () 3 h : b R v M h v v E R s q c k c c cos cos , Tại điể (5) lớp III với 3 5 h : b R v M h v v E R q c k c c cos cos , Tại điể (6) lớp III với (6) 0 : b R v M v v E R q k c c cos cos , Tại điể (7) lớp III với (7) 0 : (7) (6) r ; Tại điể (8) lớp IV với (8) h :

77 57 8 6q 6 r cr 3 E c k v v c h cos cos M b v R.3...,3... Tại điể (9) lớp V với (9) h : u (9) (8) Tại điể (0) lớp V với (0) h h5 : (0) 0 Ví dụ.: Mái vỏ thoải cog hi chiều dươg BTCT ặt bằg hìh vuôg =b=36, R =R =5, gô có 5 lớp hư su: lớp (dưới cùg) bêtôg B5 dày h =3c, E 35000kG c ; lớp dày h =9c, E 750kG c ; lớp 3 / / bêtôg B5 dày h 3 =3c, E 35000kG c ; lớp bêtôg B0 dày h =5c, E 695kG c / E 070kG c 5 / 3 / ; lớp 5 (trê cùg) bêtôg B5 có chiều dày h 5 =c,. Hệ số Poisso bằg hu v=0.. Tải tro g, kể cả tro g lượg bả thâ và hoạt tải trê ái lấy bằg 500kG/. Tíh ội lực và ứg suất củ ái vỏ thoải với biê là hệ dà khớp. Gi i: T có sơ đô chiều dày lớp củ ái vỏ thoải 5 lớp: Hìh.9. Sơ đồ chiê u dày lớp củ ái vỏ tho i 5 lớp

78 58 T qui chiều dày các lớp về cùg ột ô đu đà hô i E củ lớp. Tổg chiều dày quy đổi: h E h h E E h3 h E E E 5 red, b h c Hìh.0. Biểu đồ ội lực và ứg suất vỏ 5 lớp biê khớp theo gi i tích [68] b). Lời gi i phươg pháp PTHH thôg qu phầ ê Sp000 * Xây dựg ô hìh kết cấu ái vỏ tho i Dự theo giả thuyết các lớp củ kết cấu ái díh chặt hu củ Abrsui và quy đổi vỏ hiều lớp có tíh chất ô đu đà hô i E và chiều dày khác hu thàh vỏ có cùg ột ô đu đà hô i tươg đươg ứg với

79 59 các giá trị chiều dày tươg đươg cho tư g lớp và tạo ô hìh kết cấu ặt vỏ bằg phầ tử Shell út (3 phầ tử) Theo (ví dụ.), t qui chiều dày các lớp về cùg ột ô đu đà hô i E củ lớp. Tổg chiều dày quy đổi: h E h h E E h3 h E E E 5 red, b h c * Kết qu gi i bằg phầ ê Sp000 ) Nội lực N (kg/c) b) Nội lực N (kg/c) c) Ứg suất (kg/c ) d) Độ võg w () Hìh.. Nội lực, ứg suất và độ võg vỏ 5 lớp biê khớp theo Sp000

80 60 Hìh.. Biểu đồ ội lực vỏ 5 lớp biê khớp theo gi i tích và Sp000 ghi chú: - ét đỏ: theo lời giải giải tích [68] - ét xh: theo lời giải Sp000 B g.. Kết qu N và N vỏ 5 lớp biê khớp bằg gi i tích và Sp000 N (kg/c) N (kg/c) () () Giải tích [68] SAP So sáh (%) () () Giải tích [68] SAP So sáh (%)

81 6 Nhậ xét: - Biểu đô N (vị trí cách biê 3.6) thì có giá trị chêh lệch đế 6% và giải bằg Sp000 có giá trị co hơ so với giải bằg giải tích, và chêh lệch ày là do dùg phầ tử shell út. So với vỏ lớp (Hìh.8), vỏ 5 lớp (Hìh.) thì giá trị N có xu thế chuyể dầ vê biê và chêh lệch gày càg hiê u khi số lớp tăg lê. - Biểu đô N tại đỉh vỏ có giá trị chêh lệch % và giải bằg Sp000 có giá trị thấp hơ so với giải bằg giải tích. So với vỏ lớp (Hìh.8), vỏ 5 lớp (Hìh.) thì giá trị N có xu thế chuyể dầ vê giữ vỏ và chêh lệch gày càg ít khi số lớp tăg lê. Giá trị N có xu thế chuyể dầ vê biê và chêh lệch gày càg hiê u khi số lớp tăg lê, giá trị N có xu thế chuyể dầ vê giữ vỏ và chêh lệch gày càg ít khi số lớp tăg lê. Cho thấy: sự phâ phối ứg suất củ vỏ hiê u lớp tùy thuộc vào số lớp và ô đu đà hồi củ từg lớp, đây là hữg điể à chư được đáh giá rõ ràg trog ái vỏ thoải hiều lớp bằg BTCT.... Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ tho i 5 lớp với điê u kiệ biê gà ). Lời gi i gi i tích Nếu với liê kết gà thì điều kiệ biê khôg cò thỏ ã, vì khi: khi 0, thì N w o khi, b N w 0 thì o

82 6 Ở đây:, là góc xoy tại liê kết gà à chúg có thể được xác địh: w, w chuỗi lượg giác kép. Như vậy trog phươg pháp giải tích, việc dùg hà si, si khôg cò phù hợp. Trog trườg hợp ày phươg pháp PTHH với việc dùg phầ ề Sp000 cho phép giải quyết bài toá có điều kiệ biê phức tạp hơ. b). Lời gi i phươg pháp PTHH thôg qu phầ ê Sp000 * Xây dựg ô hìh kết cấu ái vỏ tho i Mái vỏ thoải 5 lớp điều kiệ biê gà được sử dụg thôg số hư áp dụg ái vỏ 5 lớp biê khớp (ví dụ.). Sơ đô kết cấu ái vỏ thoải theo điều kiệ biê liê kết gà (kết cấu biê là tườg cứg bằg BTCT): Trê các biê khôg chuyể vị theo phươg 0x, 0y, 0z (Hìh.3) Hìh.3. Kết cấu ái vỏ tho i theo điê u kiệ biê liê kết gà

83 63 * Kết qu gi i bằg phầ ê Sp000 ) Nội lực N (kg/c) b) Nội lực N (kg/c) c) Ứg suất (kg/c ) d) Độ võg w () Hìh.. Nội lực, ứg suất và độ võg vỏ 5 lớp biê gà theo Sp000

84 6 Hìh.5. Biểu đồ ội lực, ứg suất và độ võg vỏ 5 lớp biê gà theo Sp000 Nhậ xét: Nội lực N tại vị trí gầ biê với điều kiệ biê gà thì hỏ hơ so với điều kiệ biê khớp, cò ội lực N thì lớ hơ so với điều kiệ biê khớp. Kết quả cho thấy ảh hưởg bởi các điều kiệ biê củ vỏ rất lớ..5. Nhậ xét Trog chươg, luậ á đã trìh bày lý thuyết tíh cơ bả về ái vỏ thoải bêtôg cốt thép (BTCT) cog hi chiều dươg ột lớp và hiều lớp, trìh bày ột lời giải giải tích và ột lời giải bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ (PTHH) thôg qu phầ ề Sp000 theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg để xác địh ứg suất biế dạg trog vỏ, dùg lời giải củ phầ ề Sp000 để so sáh với lời giải giải tích.

85 65 Qu các giá trị ội lực và ứg suất trog vỏ cho thấy: sự phâ phối ứg suất củ vỏ hiều lớp tùy thuộc vào số lớp và ô đu đà hô i củ tư g lớp. Kết quả ội lực, ứg suất và độ võg theo lời giải giải tích và theo lời giải Sp000 phù hợp hu ê có thể sử dụg theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg để xác địh ứg suất biế dạg trog vỏ với tải tro g phù hợp. Để sử dụg được lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg thì các lớp trog vỏ khôg trượt lê hu hy có trượt hưg ằ trog giới hạ cho phép. Vì vậy trog chươg 3 và chươg, luậ á sẽ tiếp tục là rõ trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bằg thực ghiệ và ô phỏg số để là ság tỏ khả ăg tách trượt giữ các lớp ái vỏ để khă g địh việc sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg đế gii đoạ ào củ tải tro g.

86 66 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI BÊTÔNG CỐT THÉP HAI LỚP BẰNG THỰC NGHIỆM Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép hiều lớp đã được trìh bày ở chươg bằg phươg pháp giải tích và bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ thôg qu phầ ề Sp000 dự trê cơ sở lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg với tải trọg phù hợp. Trog chươg 3 ày, luậ á sẽ đư r các kết quả ghiê cứu thực ghiệ về trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp và xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp vỏ. Kết quả thực ghiệ được so sáh với lời giải Sp000 theo lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg để xe xét sử dụg phươg pháp tíh phù hợp cho bài toá ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hi lớp. Đây là bước tiếp theo để xe xét bằg thực ghiệ để sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg trog tíh toá vỏ hiều lớp ở cấp tải trọg giới hạ. 3.. Mục tiêu và ội dug ghiê cứu thực ghiệ 3... Mục tiêu ghiê cứu thực ghiệ Như đã trìh bày ở ục.3 trog chươg, ục tiêu củ chươg trìh thí ghiệ gồ: ) Khảo sát khả ăg cùg là việc củ lớp bêtôg có cấp độ bề khác hu với các đặc trưg cơ lý khác hu, khôg đổ cùg ột lúc, phươg pháp chế tạo cũg hư đặt cốt thép khác hu.

87 67 b) Xây dựg biểu đồ biế dạg x, y củ từg lớp vỏ, với tải trọg lượg bả thâ và hoạt tải trê ái lấy bằg 500kG/ c) Xây dựg biểu đồ ứg suất x, y củ từg lớp vỏ, với tải trọg lượg bả thâ và hoạt tải trê ái lấy bằg 500kG/ d) Xây dựg biểu đồ ội lực N x, N y với tải trọg lượg bả thâ và hoạt tải trê ái lấy bằg 500kG/ e) Xây dựg qu hệ tải trọg - biế dạg trượt củ vỏ f) Xây dựg biểu đồ độ võg củ vỏ. Để đạt được ục tiêu () thì bố trí lớp bêtôg khác hu, đó là lớp bêtôg cốt sợi ki loại phâ tá (BTS) và lớp bêtôg thườg (BTT), thời gi đổ lớp bêtôg su phải cách ít hất 8 giờ so với lớp bêtôg trước với cườg độ củ lớp bêtôg khác. Để đạt ục tiêu (e) thì phải đo các giá trị biế dạg trượt giữ lớp bêtôg, tải trọg tăg dầ từ khôg đế khi vượt tải trọg lượg bả thâ và hoạt tải trê ái. Để đạt được ục tiêu (b), (c) và (d) thì phải đo các giá trị biế dạg với tải trọg P=500kG/, từ đó xác địh ứg suất và ội lực vỏ. Để đạt được ục tiêu (f) thì phải đo các giá trị tải trọg tác dụg và độ võg củ vỏ Nội dug ghiê cứu thực ghiệ Gồ các ội dug chíh hư su: Thiết kế thí ghiệ, gồ: Thiết lập ô hìh thí ghiệ.

88 68 Mô phỏg sơ bộ vỏ để dự đoá ứg suất-biế dạg củ vỏ trước khi tiế hàh thí ghiệ hằ đáp ứg các ục tiêu đã đề r. Thiết kế ái vỏ thoải thí ghiệ. Tiế hàh thí ghiệ, gồ: Thí ghiệ vật liệu. Thí ghiệ ái vỏ thoải. Đáh giá và xử lý kết quả thí ghiệ, gồ: Xây dựg các các biểu đồ: biế dạg, ứg suất, ội lực, độ võg, qu hệ tải trọg - biế dạg trượt trog vỏ lớp Đáh giá và xử lý kết quả thí ghiệ, kết quả thí ghiệ được kiể chứg với lời giải Sp Cơ sở thiết kế ẫu và ô hìh thí ghiệ 3... Cơ sở thiết kế ẫu Từ lý do lự chọ đề tài ghiê cứu củ luậ á, với các loại ái vỏ ỏg bằg bêtôg cốt thép được sử dụg tại Việt N thì có lớp bêtôg chốg thấ, lớp cách hiệt bê trê ái vỏ. Hy trog gi cố sử chữ ái vỏ t đổ thê lớp bêtôg bê trê vỏ tạo ê kết cấu ái vỏ hiều lớp bằg bêtôg cốt thép. Hiệ tại ở ước t thì vật liệu bêtôg cốt sợi ki loại chư được sử dụg phổ biế, đặc biệt trog ái vỏ à trog gi cố sử chữ ái vỏ thì vật liệu ày có hiều tíh ăg ưu việt hơ các loại bêtôg cốt thép thôg thườg khác.

89 69 Trog các ghiê cứu lý thuyết [6][66][68] thì giả thiết các lớp trog ái vỏ díh chặt hu à chư ói rõ cho trườg hợp kết cấu biê ào? tải trọg giới hạ bo hiêu?... Trog ghiê cứu thực ghiệ về loại ái vỏ thoải cog hi chiều bằg bêtôg cốt thép hi lớp ói riêg hy hiều lớp ói chug chư được ghiê cứu hiều. Với ái vỏ thoải cog hi chiều dươg thì các giá trị ứg suất, biế dạg, ội lực...củ vỏ phụ thuộc rất hiều vào kết cấu biê củ vỏ [9][5] []...xe hìh: (Hìh.), (Hìh.6), (Hìh.8) hy trog các thí ghiệ vỏ thoải củ các tác giả ở (Hìh.) đế (Hìh.5). Do ái vỏ thoải cog hi chiều là dạg kết cấu khôg gi hịp lớ, thườg hịp trê 30, ê trog thí ghiệ rất khó tạo ô hìh thật bằg BTCT với hịp hư vậy. Mục đích củ việc thí ghiệ là thực hiệ trê ô hìh thật à khôg đư vật liệu thật về vật liệu tươg tự. Do đó cầ chế tạo ẫu khôg quá cứg hoặc quá ề, đủ khả ăg phả ứg hạy cả với tải trọg được chất lê Thiết lập ô hìh thí ghiệ cho luậ á * Mô hìh vỏ 33 trê Sp000 với tải trọg P=500kG/ : Hìh 3.. Mô hìh vỏ 33 trê Sp000

90 70 Bảg 3.: Kết quả ứg suất và độ võg vỏ 33 trê Sp000 Vị trí Ứg suất (kg/c ) Độ võg () Đỉh vỏ Trê cơ sở các phâ tích trê đây, việc thiết kế ô hìh thí ghiệ ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hi lớp bằg BTCT hư su: - Do ô hìh ái vỏ bằg BTCT tươg đối lớ cũg hư cách tạo hìh và thí ghiệ cho ái vỏ hiều lớp phức tạp và tố hiều thời gi, qu phầ ề Sp000 cho thấy với kích thước ặt bằg 33 thì ẫu đủ khả ăg phả ứg hạy cả với tải trọg được chất lê. Vì vậy chươg ày sẽ ghiê cứu thực ghiệ trê ột ô hìh thật với kích thước ặt bằg Trog điều kiệ sử dụg ái vỏ tại Việt N thì lớp bê dưới ái vỏ là lớp chịu lực chíh, các lớp bêtôg chốg thấ, cách hiệt có cấp độ bề thấp hơ ằ bê trê vỏ. Do đó bố trí lớp BTS xe hư lớp có cườg độ co hơ ằ dưới lớp BTT có cườg độ thấp hơ. Trog trườg hợp sử chữ vỏ sẽ được ghiê cứu trog ô phỏg số với lớp BTS ằ trê lớp bêtôg thườg. - Nghiê cứu được thực hiệ với điều kiệ biê gà cứg vì đả bảo h d điều kiệ 3 h b - Qu các ghiê cứu trê dầ với loại bêtôg khác hu [0][][] [3][][58], t chọ cấp độ bề cho các lớp vỏ hư su: lớp BTS B30 (M00), BTT B0 (M50), hằ tạo chêh lệch cườg độ giữ lớp vật liệu khác hu.

91 Các tiêu chuẩ thiết kế - Tiêu chuẩ thiết kế kết cấu bêtôg cốt thép TCVN [6] - Tiêu chuẩ kết cấu bêtôg cốt sợi thép củ Ng: СП , СТAЛЕФИБРОБЕТОННЫЕ КОРСТРУКЦИИ, Москва, 00 [70] - Kết cấu bêtôg cốt sợi thép - Tiêu chuẩ thiết kế, Hà Nội-06 (dự thảo củ Bộ xây dựg) [7] 3.3. Thiết kế và chế tạo ẫu thí ghiệ Vật liệu Vật liệu được sử dụg để chế tạo ẫu là: - Xi ăg Vice Bỉ Sơ PCB0, đáp ứg TCVN [], TCVN [3] - Bêtôg cấp độ bề B0 (M50) cho lớp bêtôg thườg và B30 (M00) cho lớp bêtôg cốt sợi ki loại. - Đá (D x = 0, hà lượg lọt sà 0.: 0-0%), cát vàg (cỡ hạt.5-5) - Sợi thép (0.5-L30): sợi thép đáp ứg tiêu chuẩ ASTM A80-0 [3], tỷ lệ hướg sợi từ 50 đế 00 đáp ứg ACI 5.R-996 [] Hìh 3.. Sợi thép L30 trog thí ghiệ

92 Mẫu thí ghiệ Thiết kế ột ái vỏ thoải kích thước ặt bằg 33 với lớp (lớp dưới) là lớp BTS B30 dày c với hà lượg sợi trog bêtôg là %, lớp (lớp trê) là lớp BTT B0 dày 3c. Dầ cog biê tiết diệ khôg đổi 50c và được liê kết đầu cột bằg đoạ thép để tăg độ cứg cho dầ cog biê, chiều dày vỏ là 5c ê điều kiệ biê là liê kết gà cứg (Hìh 3.3). Do điều kiệ thi côg ê với kích thước vỏ 33 khôg thể tạo chiều dày vỏ ỏg hơ Về độ dày cho phép củ vỏ thì tài liệu [66,pp3] là 0. với h là chiều dày vỏ, là cạh gắ kích thước ặt bằg vỏ. Vậy đây là loại vỏ có kích thước hỏ, đả bảo điều kiệ là việc bìh thườg ê trog thí ghiệ khôg cầ đư về tỉ lệ ô hìh và vỏ ày trog phâ tích ANSYS cũg phả ứg hạy cả với tải trọg được chất lê. Tại vị trí biê củ vỏ: đặt các đoạ thép 6300 L300 là các gâ gi cườg cục bộ, gâ gi cườg chỉ ở biê, bố trí lớp. Mục đích chốg lại sự phá hoại sớ tại biê vỏ trog quá trìh chất tải và sử dụg vỏ. Đặt 99=8 chốt thép thẳg 6L35 (300300) liê kết giữ lớp vỏ. Việc đặt các chốt hằ ục đích tăg sự gắ kết củ các lớp vỏ trog việc gi cườg và chốg lại sự co gót củ bêtôg và ảh hưởg củ ôi trườg trog quá trìh sử dụg vỏ (Hìh 3.3b). h 60

93 73 ) Kích thước ẫu thí ghiệ b) Bố trí thép gi cườg biê và các chốt trog ẫu Hìh 3.3. Thiết kế ái vỏ thoải 33 thí ghiệ

94 Mục đích, loại và vị trí dá stri gge - Mục đích dá stri gge (tezoet điệ trở): đo biế dạg trê bề ặt bêtôg và trê cốt thép trog từg lớp, từ đó xác địh được ứg suất và ội lực tại các vị trí dá. - Loại stri gge và thiết bị đo biế dạg: do dá trê bề ặt bêtôg và trê thép 6, sử dụg bêtôg cốt liệu hỏ (đá 0.5c) ê sử dụg stri gge loại BX0-30AA, dạg lá dài 30, rộg 3, điệ trở R gge =0, hệ số gge=.08%. Sử dụg thiết bị đo biế dạg stri gge là Dt loger TDS-530 (30 kêh), Dt loger TDS-60 (0 kêh) củ Việ KHCN xây dựg IBST và Stri Idictor P-3500, bộ chuyể kêh SB0 (0 kêh). - Vị trí dá stri gge: từ kết quả tíh toá sơ bộ và kết quả ô phỏg trê phầ ề ANSYS R6, xe (Hìh 3.) - Phươg pháp dá: [8]: + Mài hẹ cho phẳg và là sạch bề ặt thép hoặc bêtôg tại vị trí cầ dá stri gge + Bôi keo dá chuyê dụg vào ột ặt stri gge và dá vào vị trí đã ài hẹ. Quấ hiều lớp băg díh cách điệ vào vị trí đã dá (trê thép trog bêtôg củ từg lớp hằ bảo vệ stri gge trog quá trìh đổ bêtôg) + Đối với ặt trê củ vỏ, do phải gi tải sẽ ảh hưởg lớ đế stri gge ê dùg các ốg hự cứg bảo vệ và sử dụg lớp cát đệ. + Cố địh dây điệ trở, tráh di độg dây dẫ khi thí ghiệ.

95 75 ) Mài hẵ vị trí cầ dá b) Quấ băg díh bảo vệ stri gge trê thép c) Dùg ốg hự cứg và cát đệ d) Dá stri gge dưới vỏ bảo vệ stri gge ặt vỏ Hìh 3.. Phươg pháp dá và bảo vệ stri gge lê vỏ Chế tạo ẫu thí ghiệ Mẫu thí ghiệ được chế tạo tại Phòg thí ghiệ côg trìh Trườg Đại học Kiế Trúc Hà Nội. Thời gi từ gày 5//06 đế gày 6/3/07. Các bước thực hiệ hư su: - Bước : gi côg vá khuô theo đúg hìh dạg ái vỏ thoải cog hi chiều dươg, đây là bước qu trọg hất vì ảh hưởg trực tiếp đế kết quả thí ghiệ, gi côg cốt thép dầ biê, cốt thép gi cườg biê, dá stri gge lê thép giữ và quét dầu chốg díh vá khuô. Stri gge được hà chì với dây dẫ điệ có chốg hiễu hằ hạ chế các si số khi đọc số liệu

96 76 đo, dây dẫ điệ được quấ gọ và dùg túi hự bọc dây điệ để tráh là hư hỏg khi thi côg bêtôg. Ký hiệu tê củ stri gge vào cuối dây diệ để khi lắp vào thiết bị đọc khôg bị hằ lẫ. ) Gi côg vá khuô, cốt thép b) dá stri gge lê thép lớp Hìh 3.5. Gi côg vá khuô, cốt thép và dá stri gge - Bước : đổ bêtôg lớp, là bêtôg sợi thép với hà lượg sợi thép trog bêtôg là %, B30, dày c, độ sụt 9c, su khi đổ xog lớp tiế hàh cắ 99=8 chốt thép thẳg 6 dài 35 với khoảg cách (300300) theo đúg vị trí thiết kế. Khi đổ bêtôg tráh đầ ạh hữg chỗ có dá stri gge, để đả bảo bề dày lớp c t đầ bêtôg thật kỹ hằ tráh lổ rỗg và có thước thép đo từg vị trí, vì bề dày vỏ khôg chíh xác sẽ ảh hưởg đế kết quả ứg suất trog vỏ. Để xác địh các đặc trưg cơ học củ bêtôg, đúc ẫu lập phươg với 6 ẫu dùg xác địh cườg độ chịu é củ bêtôg ở 8 gày tuổi và 6 ẫu dùg xác địh cườg độ chịu é thực tế củ bêtôg ứg với gày thí ghiệ, đúc 3 ẫu dùg để xác địh ô đu đà hồi và ứg suất biế dạg củ bêtôg ở 8 gày tuổi.

97 77 ) Kiể tr độ sụt củ bêtôg b) Đổ bêtôg lớp c) Cắ các chốt thép d) Lấy ẫu Hìh 3.6. Đổ bêtôg sợi lớp - Bước 3: tiếp tục gi côg cốt thép gi cườg biê, dá stri gge lê thép giữ, stri gge được hà với dây điệ chốg hiễu và dẫ r khỏi vị trí vỏ (Hìh 3.7), ký hiệu tê stri gge cuối dây diệ, đổ bêtôg thườg lớp, B0, dày 3c, độ sụt 9c, lớp được đổ su 8 giờ so với lớp, đúc ẫu lập phươg , đúc 3 ẫu

98 78 ) Gi côg thép biê, dá stri gge b) Đổ bêtôg lớp Hìh 3.7. Đổ bêtôg thườg lớp Bảo dưỡg ẫu: theo TCVN [5] Su khi đổ bêtôg được hi giờ, dùg bo ẩ phủ bề ặt và tưới ước giữ ẩ liê tục cho ái vỏ. Dừg bảo dưỡg ẫu trước 8 giờ để tạo bề ặt khô ráo để dễ dàg thí ghiệ. Qui trìh bảo dưỡg ẫu và tươg tự hư bảo dưỡg ẫu ái vỏ. 3.. Thí ghiệ các chỉ tiêu cơ lý củ vật liệu Thí ghiệ xác địh các chỉ tiêu cơ lý củ bêtôg được tiế hàh tại phòg thí ghiệ côg trìh Trườg Đại học Kiế Trúc HN (LAS-56) 3... Thí ghiệ xác địh cườg độ chịu é củ bêtôg - Tiêu chuẩ thí ghiệ: TCVN [] - Mục đích thí ghiệ: đo lực phá hoại ẫu để xác địh cườg độ chịu é củ bêtôg ở 8 gày tuổi và đáh giá ức độ đồg chất củ bêtôg - Mẫu thí ghiệ: 555c, tiết diệ gg A=5c

99 79 - Thiết bị thí ghiệ: áy é bêtôg 3000kN củ Pháp, hiệu APAGEO SEGELM S.A - Qui trìh thí ghiệ: đặt ẫu vào áy é với ặt dưới củ ẫu ằ đúg tâ thớt dưới củ áy. Vậ hàh áy cho thớt trê củ áy tiếp xúc hẹ hàg với ặt trê củ ẫu, tốc độ gi tải 5kN/s cho đế phá hoại ẫu - Cách tíh: cườg độ chịu é R là giá trị trug bìh củ cườg độ chịu é củ ỗi ẫu R i + R R i + Cườg độ chịu é củ ỗi ẫu: R i P i A Độ lệch quâ phươg và hệ số biế độg: theo TCVN [6] + Độ lệch quâ phươg: d Ri R + Hệ số biế độg: v d R Hìh 3.8. Thí ghiệ xác địh cườg độ chịu é củ bêtôg Bảg 3.: Kết quả thí ghiệ R 8 củ bêtôg thườg Mẫu Pi (kn)

100 80 Ri (kg/c ) R (kg/c ) 8 d (kg/c ) 5.05 v Từ hệ số biế độg v=0.053, chứg tỏ bêtôg có độ đồg chất co Bảg 3.3: Kết quả thí ghiệ R 8 củ bêtôg sợi thép Mẫu Pi (kn) Ri (kg/c ) R (kg/c ) 7 d (kg/c ).86 v 0.03 Từ hệ số biế độg v=0.03, chứg tỏ bêtôg có độ đồg chất co Như vậy trog tíh toá ô hìh sẽ lấy các số liệu thí ghiệ hư su: Bêtôg thườg có R =8kG/c tươg đươg cấp độ bề B0 (M50). Theo TCVN 557-0, cườg độ chịu kéo tíh toá theo trạg thái giới hạ thứ hất, chịu é R b =.5MP=5kG/c, chịu kéo R bt =0.9MP=9kG/c Bêtôg cốt sợi thép có R =7kG/c, tươg đươg cấp độ bề B30 (M00). Theo TCVN 557-0, cườg độ tíh toá theo trạg thái giới hạ thứ hất, chịu é R b =7MP=70kG/c, chịu kéo R bt =.MP= kg/c.

101 Thí ghiệ xác địh ô đu đà hồi củ bêtôg - Tiêu chuẩ thí ghiệ: TCVN [] - Mục đích thí ghiệ: đo lực và biế dạg củ ẫu để xác địh ô đu đà hồi củ bêtôg ở 8 gày tuổi, có kích thước 5560c. - Thiết bị thí ghiệ: bộ kích 00T (700 br) hiệu ENERPAC, khug, stri gge và đồg hồ đo biế dạg - Qui trìh thí ghiệ: lắp ẫu vào khug và đồg hồ đo biế dạg ở ặt củ ẫu, đối với ẫu hỗ hợp t lắp 6 đồg hồ đo biế dạg và 6 stri gge. Đặt ẫu vào đúg tâ củ kích, vậ hàh kích theo từg cấp tải (30 br/cấp) và ghi số liệu trê đồg hồ và trê stri gge. - Cách tíh: ô đu đà hồi khi é tĩh (E 0 ) củ từg ẫu. Kết quả là giá trị trug bìh củ các ẫu và xác địh theo côg thức: E Trog đó: : ứg suất ứg với 0% cườg độ chịu é củ bêtôg 0 : ứg suất ứg với biế dạg : là biế dạg củ bêtôg ứg với ứg suất Bảg 3.: Kết quả thí ghiệ ô đu đà hồi E 0 củ bêtôg Loại bêtôg E0, TB (Mp) Bêtôg thườg 680 Bêtôg sợi 3935 Bêtôg hỗ hợp 3035 Mô đu đà hồi b đầu củ bêtôg khi chịu é lấy hư su:

102 8 Bêtôg thườg theo thí ghiệ E b =6800kG/c (theo TCVN 557-0, bêtôg ặg đóg rắ tự hiê E b =70000 kg/c ), chêh lệch.7%. Bêtôg sợi theo kết quả thí ghiệ E b =39350kG/c, lấy theo TCVN 557-0, E b =35000kG/c, chêh lệch.3% Từ kết quả cho thấy: giá trị ô đu đà hồi củ bêtôg theo thí ghiệ và theo tiêu chuẩ TCVN khá phù hợp hu. Hìh 3.9. Thí ghiệ xác địh ô đu đà hồi củ bêtôg * Qu hệ ứg suất biế dạg củ bêtôg thườg và bêtôg sợi: Hìh 3.0. Biểu đồ ứg suất biế dạg củ bêtôg sợi và bêtôg thườg

103 Thí ghiệ kéo thép Trog vỏ goài thép gi cườg biê cấu tạo, khôg bố trí thép thh chịu lực trog vỏ ê khôg thí ghiệ kéo thép Thí ghiệ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép lớp Kích thước ặt bằg vỏ: 33, lớp dưới: BTS dày c B30, lớp trê: BTT dày 3c B0 - Các đại lượg cầ đo: đo các giá trị lực, các chuyể vị đứg, các chuyể vị gối tự, các biế dạg trê bề ặt bêtôg (gồ ặt dưới và ặt trê củ vỏ) và trog cốt thép trê từg lớp vỏ. - Thiết bị thí ghiệ: + Thiết bị gi tải: bằg cát và các ẫu bêtôg được câ đog đo đế cẩ thậ trước khi chất tải lê vỏ. Sử dụg lớp cát đệ trước khi chất tải bằg các viê ẫu bêtôg hằ bảo vệ các stri gge và tạo sự phâ phối đều tải trọg trê vỏ. + Thiết bị đo: 50 stri gge được dá ặt trê, ặt dưới củ vỏ, dầ biê và trog cốt thép ở lớp củ vỏ; 5 đồg hồ cơ đo chuyể vị đứg đặt phí dưới vỏ; đồg hồ cơ đo chuyể vị đứg cột; đồg hồ điệ tử đo biế dạg trượt đặt ở dầ biê củ góc vỏ; đồg hồ điệ tử đo biế dạg đặt ở giữ và ặt dưới vỏ; dt loger TDS-530 (30 kêh), dt loger TDS- 60 (0 kêh) củ Việ KHCN xây dựg IBST, stri idictor P3500- chuyể kêh CB0 (0 kêh) củ phòg thí ghiệ Trườg ĐH Kiế Trúc Hà Nội.

104 8 ) Stri gge dạg lá b) Stri Idictor P-3500 và SB0 c) Dt loger TDS-530 d) Dt loger TDS-60 e) Các đồg hồ cơ đo chuyể vị f) Tải bêtôg và điệ tử đo biế dạg Hìh 3.. Stri gge và các thiết bị đo

105 Sơ đồ bố trí thiết bị thí ghiệ Cơ sở chọ vị trí dá stri gge: - Qu các kết quả ghiê cứu bằg giải tích [5][68] và bằg phầ ề ANSYS cho thấy ứg suất lớ hất trog vỏ xuất hiệ trê đườg cog chíh theo phươg củ vỏ, vì vậy t bố trí các stri gge theo các đườg cog chíh. - Việc bố trí các stri gge dá ặt dưới và ặt trê bêtôg hư (Hìh 3.e, f) hằ đo biế dạg bề ặt củ bêtôg và kiể tr các kết quả đo lẫ hu củ stri gge: ví dụ hư T3 so với T33 và được so sáh đối xứg với T9; T so với T3 và được so sáh đối xứg với T8; T so sáh đối xứg với T3; T so sáh đối xứg với T30; tại đỉh vỏ T3, T5, T6, T7 kiể tr lẫ hu; cò T35 hằ kiể tr ứg suất tại góc vỏ. Tươg tự cho đặt stri gge bề ặt trê củ vỏ. - Các stri gge dá trê thép 6 trog bêtôg lớp dưới và trog bêtôg lớp trê đúg vị trí dá trê bề ặt củ bêtôg, hằ kiể tr ứg suất trog từg lớp. Do vỏ có tíh chất đối xứg cũg hư hạ chế trog thiết bị đọc số liệu ê chỉ dá / hịp theo phươg (Hìh 3.g, h). - Các stri gge ở góc vỏ T3, T0, T35, T50 hằ kiể tr ứg suất và ô e uố củ góc vỏ trê từg lớp. ) Ứg suất phươg x ặt dưới b) Ứg suất phươg y ặt dưới

106 86 c) Ứg suất phươg x ặt trê d) Ứg suất phươg y ặt trê e) Vị trí dá stri gge ặt dưới f) Vị trí dá stri gge ặt trê g) Dá stri gge trê thép lớp h) Dá stri gge trê thép lớp

107 87 i) Dá stri gge ặt dưới j) Dá stri gge ặt trê k) Dá stri gge lê thép l) Đấu ối thiết bị đo vào áy tíh Hìh 3.. Vị trí dá stri gge lê vỏ Cơ sở chọ các thiết bị đo chuyể vị và biế dạg trượt: - Theo phâ tích ANSYS thì độ võg lớ hất tại đỉh vỏ và giả dầ về biê vỏ theo dạg đườg đồg ức, ê bố trí V-5 đo độ võg đỉh; V-7, V-9 đo cách đỉh 0.75 và kiể tr tíh chất đối xứg hu; V-6, V-8 đo cách đỉh. và kiể tr tíh chất đối xứg hu. - Về đo biế dạg trượt trog từg lớp vỏ: do hạ chế trog thiết bị đo biế dạg trượt bê trog vỏ, ê sử dụg thiết bị đo biế dạg điệ tử PDT T -, PDT T -, PDT T -3, PDT T - tại góc củ vỏ. Kết quả đo trượt là giá trị

108 88 trug bìh củ các thiết bị đo. Trượt bê trog vỏ sẽ ghiê cứu trog ô phỏg ANSYS ở chươg. - Để kiể tr độ lú ề, đặt đồg hồ đo chuyể vị ở cột. Kết quả đo độ võg củ vỏ sẽ trừ đi độ lú củ ề đất (ếu có). - Để đả bảo hệ ái vỏ khôg chuyể vị gg theo các phươg, đặt các đồg hồ đo X-, X- để đả bảo hệ đối xứg trog quá trìh thí ghiệ. ) Chuyể vị trog vỏ b) Thiết bị đo độ võg, biế dạg trượt c) Kiể tr độ lú củ ề đất d) Đo chuyể vị đỉh vỏ

109 89 e) / ặt cắt A-A f) Gắ đồg hồ đo biế dạg trượt Hìh 3.3. Vị trí đo độ võg và đo biế dạg trượt trog vỏ Tiế hàh thí ghiệ Trìh tự thí ghiệ được tiế hàh hư su: * Bước : côg tác chuẩ bị - Vệ sih, quét vôi, kẻ vạch và đáh dấu vị trí lắp đặt các stri gge, vị trí các đồg hồ đo ở ặt trê và ặt dưới vỏ. - Mài hẵ và dá các stri gge bằg keo chuyê dụg tại vị trí dá. Các stri gge tại ặt trê vỏ phải dá thê lớp băg vải ề và ốg hự cứg bê trê để bảo vệ stri gge trog quá trìh chất tải lê vỏ. Dây điệ cũg phải gă ắp tráh hư hỏg dây. - Gi côg, lắp đặt các châ đế củ các đồg hồ đo biế dạg trượt, đồg hồ đo chuyể vị ề đất. - Vì gi tải bằg cát ê gi côg thùg chứ bằg gỗ có kích thước Vậ chuyể cát, các khối bêtôg dùg để chất tải đế vị trí thí ghiệ. - Tải chất lê vỏ: qu ghiê cứu sơ bộ trog ANSYS thì tải trọg gây ứt vỏ khoảg kn/ =00kG/, ứg suất khoảg 8.75kG/c. Trog thí

110 90 ghiệ khó chất tải trọg đó và guy hiể cho co gười và áy óc thiết bị đo, ê trog thí ghiệ chỉ dừg lại ở cấp tải sử dụg là 6kG/ tươg đươg 5.99kG tải trọg. * Bước : Lắp đặt và kiể tr các thiết bị đo - Lắp 5 đồg hồ đo chuyể vị phí dưới vỏ, đồg hồ đo biế dạg trượt, đồg hồ đo chuyể vị ề, đồg hồ đo chuyể vị gg - Kết ối các dây điệ đã ký hiệu vào đúg vị trí trê đầu đọc và kết ối với áy vi tíh. - Kiể tr hoạt độg củ các thiết bị, các đồg hồ đo và chuyể về giá trị khôg. * Bước 3: Bắt đầu thí ghiệ - Số lượg thí ghiệ viê: chuyê viê củ IBST trực tiếp kiể tr và ghi dữ liệu từ áy vi tíh, gười theo dõi ứt phí dưới vỏ, gười đứg trê sà côg tác ở cạh để chất tải lê vỏ, 5 gười vậ chuyể tải từ phí dưới lê, gười câ đog đo điế tải. - Cấp tải : cấp tải 0kG, ghi kết quả các giá trị chuyể vị củ các đồg hồ, các đồg hồ đo biế dạg, ghi giá trị stri gge từ T đế T0 trê áy stri idictor P3500, cò từ T đế T50 được ghi tự độg trê áy dt loger. - Cấp tải : cấp tải.67kg63kg/ bằg cát, cát được chất theo hìh dág phâ bố đều trê ặt vỏ, trog quá tríh chất tải lê vỏ tráh v chạ ạh vị trí stri gge và dây dẫ điệ, chờ khoảg 5 phút cho các thiết bị đo ổ địh rồi ghi các trị đo hư cấp tải. Trog quá trìh ghi kết quả luô kiể tr tíh chất đối xứg củ các đồg hồ đo chuyể vị, kiể tr đối xứg các stri gge.

111 9 - Cấp tải 3: cấp tải.953kg7kg/ bằg cát, cũg chất theo hìh dág phâ bố đều trê vỏ, ghi kết quả đo tươg tự hư cấp tải, qu sát vết ứt phí dưới vỏ, kiể tr chuyể vị gg, kiể tr độ lú ề, kiể tr thiết bị đo. cấp tải 3. cấp tải - Cấp tải : cấp tải.8kg7kg/ bằg cát, thực hiệ tươg tự hư - Cấp tải 5: cấp tải.93kg36kg/ bằg cát, thực hiệ tươg tự hư - Cấp tải 6: su khi chất tải cát co khoảg 0.5 đủ bề dày để khôg ảh hưởg đế các stri gge, tiế hàh cấp tải 3.95kG35kG/ bằg các viê ẫu bêtôg và hiệ tươg tự hư cấp tải 5. - Cấp tải 7: cấp tải.500kg500kg/ bằg các viê ẫu bêtôg, đây là cấp tải trọg lượg bả thâ và hoạt tải trê ái, qu qu sát thì bêtôg vỏ chư xuất hiệ vết ứt, kiể tr sơ bộ ứg suất trog vỏ bằg lý thuyết thì vẫ chư vượt cườg độ chịu kéo củ vỏ ( R đo hư cấp tải 6. b bt ), thực hiệ tươg tự các bước - Cấp tải 8: cấp tải.896kg5kg/ bằg các viê ẫu bêtôg, thực hiệ tươg tự cấp tải 7 - Cấp tải 9: vẫ giữ cấp tải.896kg5kg/, ở cấp tải ày đã vượt qu tải trọg lượg bả thâ và hoạt tải trê ái, kiể tr bằg qu sát và tíh toá lý thuyết vẫ chư xảy r hiệ tươg ứt bêtôg vỏ. Trog thí ghiệ thì điều kiệ biê vỏ là gà cứg vì tỉ lệ h h b d 3 và có bố trí đoạ thép ối đầu cột hằ tăg độ cứg cho dầ cog khôg bị chuyể vị gg. Để thấy sự ảh hưởg củ điều kiệ biê đế sự là việc củ vỏ bằg

112 9 cách tiế hàh cắt đoạ thép ối đầu cột, thực hiệ tươg tự các bước đo hư cấp tải 8. - Cấp tải 0: tăg cấp tải lê 5.99kG6kG/. Đế cấp tải ày thì dầ cog biê bị ứt. Biế dạg củ vỏ giả đi so với cấp tải 9, qu sát và tíh toá sơ bộ vẫ chư xuất hiệ vết ứt trog vỏ. Điều ày chứg tỏ ếu khôg thy đổi điều kiệ biê củ vỏ thì khả ăg chịu tải củ ô hìh cò lớ hơ hiều. Để đả bảo toà cho gười và thiết bị thí ghiệ, tải trọg chất lê vỏ đã vượt tải yêu cầu thí ghiệ, ê côg tác thí ghiệ được dừg lại. ) Các viê bêtôg được chất lê vỏ b) Bố trí các thiết bị thí ghiệ c) Dầ cog biê xuất hiệ vết ứt d) Lưu số liệu đo trê TDS-530 Hìh 3.. Thí ghiệ ái vỏ thoải 33

113 Kết quả thí ghiệ ái vỏ thoải lớp Su khi thí ghiệ xog, t tiế hàh dỡ tải và kho ái vỏ thoải để xác địh chiều dày thực tế từg lớp vỏ. Do trog quá trìh thi côg để đả bảo chiều dày từg lớp, t dùg thước thép đo bề dày từg vị trí vỏ. Su khi kiể tr bề dày thực tế từg lớp, vẫ đả bảo theo yêu cầu. ) Kho ẫu trê vỏ b) Mẫu được kho c) Đo bề dày lớp củ ẫu d) Đo bề dày lớp củ ẫu Hìh 3.5. Kho lỗ và đo chiều dày thực tế ái vỏ thoải * Kiể tr tíh chất đối xứg củ các kết quả đo: - Về độ võg: V-7 bố trí đối xứg với V-9, V-6 đối xứg với V-8, các cặp giá trị ày được kiể tr gy trog thí ghiệ để việc chất tải lê vỏ được đối xứg hu.

114 9 Bảg 3.5: Kiể tr tíh chất đối xứg củ độ võg Cấp tải Tải trọg V-7 () V-9 () V-6 () V-8 () 7 500kG/ Nhậ xét: chêh lệch giữ V-7 và V-9 là.6%, chêh lệch giữ V-6 và V-8 là 7.% ê tải trọg chất lê vỏ đả bảo tíh chất đối xứg. - Về biế dạg x tại ặt dưới vỏ: T đối xứg T3, T đối xứg T30 Bảg 3.6: Kiể tr tíh chất đối xứg củ biế dạg Cấp tải Tải trọg T T3 T T kG/ Nhậ xét: chêh lệch T và T3 là.6%, chêh lệch T và T30 là 3.9% ê đả bảo thiết bị hoạt độg hiệu quả Biểu đồ biế dạg trog ái vỏ ) Biế dạg trượt trog vỏ - Thiết bị đo: dùg đồg hồ điệ tử đo biế dạg trượt PDT T -, PDT T -, PDT T -3, PDT T - ở góc củ vỏ, trog quá trìh đo thì PDT T - khôg hoạt độg. - Cách tíh: chuẩ đo củ thiết bị là 300 ê trog tíh toá sẽ lấy giá trị cấp tải su trừ giá trị cấp tải trước và chi cho chuẩ đo. - Biểu đồ biế dạg trượt củ vỏ:

115 95 Hìh 3.6. Qu hệ tải trọg - biế dạg trượt củ vỏ Nhậ xét: biế dạg trượt (Hìh 3.6) ở cấp tải 6kG/ là.30-5, vẫ cò hỏ so với biế dạg tươg đối cực hạ củ bêtôg là cu = Xe hư tại biê vỏ biế dạg trượt các lớp là rất hỏ và có thể bỏ qu, ghĩ là các chốt thép liê kết giữ lớp vỏ chư phát huy tác dụg. Tuy hiê cầ xe xét trượt giữ lớp vỏ xảy r bê trog ội tại củ vỏ để khẳg địh trượt củ lớp và được thực hiệ trog tíh toá ô phỏg số ANSYS. b) Biế dạg x, y trog vỏ ở cấp tải P=500kG/ - Thiết bị đo: Đo x : ặt dưới vỏ: T, T, T5, T7, T30, T3; ặt trê vỏ: T, T5, T6, T7, T8, T9; lớp : T0, T, T; lớp : T7, T8, T9; trog đó T5 khôg hoạt độg. Đo y : ặt dưới vỏ: T3, T, T6, T8, T9, T3, T33, T3; ặt trê vỏ: T36, T37, T38, T39, T0, T, T3, T; lớp : T7, T8, T9; lớp : T, T5, T6; trog đó T7, T khôg hoạt độg. - Cách tíh: với loại stri gge và áy đo biế dạg dùg trog thí ghiệ ê được tíh hư su: lấy từg giá trị ở cấp tải su và chỉ trừ cho giá trị cấp tải b đầu rồi hâ với hệ số (0-6 ).

116 96 ) Biểu đồ biế dạg x củ các lớp vỏ b) Biểu đồ biế dạg y củ các lớp vỏ Hìh 3.7. Biểu đồ biế dạg củ các lớp vỏ * Biế dạg ặt dưới tại góc củ vỏ (T35) so với vị trí gầ biê trê đườg cog chíh củ vỏ (T và T9): Bảg 3.7: Biế dạg ặt dưới tại góc so với các biế dạg gầ biê vỏ T T9 T Nhậ xét: Biế dạg (Hìh 3.7, b) củ vỏ cho thấy vị trí gầ biê có giá trị lớ hơ các vùg khác củ vỏ và biế dạg ặt dưới lớ hơ biế dạg trog các lớp và ặt trê vỏ, qu các đườg cog chíh thì biế dạg trog vỏ

117 97 là chịu é. Tuy hiê biế dạg y bê trog lớp (lớp trê) thì vị trí cách đỉh vỏ 0.6 thì stri gge T5 có giá trị bất thườg và do chỉ có bố trí stri gge ê khó kiể tr và giá trị ày trog tíh toá được bỏ qu. Qu giá trị đo ở (Bảg 3.7) cho thấy biế dạg é ặt dưới tại góc củ vỏ lớ gầ hi lầ so với biế dạg ặt dưới gầ biê trê đườg cog chíh theo hi phươg củ vỏ Biểu đồ ứg suất, ội lực và độ võg trog ái vỏ Từ biểu đồ qu hệ ứg suất biế dạg củ loại bêtôg (Hìh 3.0) cho thấy biế dạg trog vỏ cò rất bé so với biế dạg củ bêtôg ê ô đu đà hồi củ bêtôg thườg và bêtôg sợi được lấy theo ô đu đà hồi b đầu củ bêtôg. Nghĩ là ứg suất trog bêtôg: E T có biểu đồ ứg suất củ vỏ ở cấp tải P=500kG/ hư su: b b b ) Biểu đồ ứg suất x củ các lớp vỏ

118 98 b) Biểu đồ ứg suất y củ các lớp vỏ Hìh 3.8. Biểu đồ ứg suất củ các lớp vỏ Biểu đồ ội lực trog ái vỏ ở cấp tải P=500kG/ Hìh 3.9. Biểu đồ ội lực N x, N y củ vỏ Nhậ xét: ứg suất kéo lớ hất củ vỏ theo hi phươg là.7kg/c cò hỏ hơ cườg độ chịu kéo củ bêtôg thườg là 9kG/c ê trog vỏ chư xuất hiệ vết ứt. Để kiể tr kết quả thí ghiệ (EXP), tác giả tiế hàh xây dựg ô hìh phầ tử hữu hạ cho ái vỏ thoải thí ghiệ bằg phầ shell út trog Sp000, kích thước phầ tử Kết quả ứg suất khi giải bằg Sp000 và thí ghiệ:

119 99 Hìh 3.0. So sáh kết quả ứg suất x bằg EXP và SAP Bảg 3.8: Ứg suất củ vỏ lớp bằg EXP và SAP Vị trí Ứg suất x (kg/c) () EXP SAP Chêh lệch % Kết quả độ võg khi giải bằg Sp000 và thí ghiệ: Hìh 3.. So sáh kết quả độ võg bằg EXP và SAP

120 00 Bảg 3.9: Độ võg củ vỏ lớp bằg EXP và SAP Vị trí Độ võg () () EXP SAP Chêh lệch % Nhậ xét: t thấy vị trí bê trog vỏ có giá trị chêh lệch ứg suất khôg đág kể giữ thực ghiệ và Sp000. Tuy hiê vị trí gầ biê vỏ thì chêh lệch hu 5% với kết quả thí ghiệ co hơ Sp000, điều ày có thể giải thích hư su: trog thực ghiệ rất khó lý tưởg hó các điều kiệ liê kết, si số cho phép củ thiết bị đo, si số bề dày, kỹ thuật thi côg, cũg hư chất lượg đồg đều củ cốt liệu Nhậ xét Chươg ày đã trìh bày ột ghiê cứu thực ghiệ về trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hi lớp, xây dựg các biểu đồ: ứg suất, biế dạg, ội lực, độ võg củ vỏ. Các lớp ái vỏ thoải khôg trượt lê hu, cùg là việc với hu hư ột kết cấu hiều lớp, có thể sử dụg ô hìh vỏ ột lớp tươg đươg khi chất tải phù hợp với điều kiệ biê ghiê cứu. Kết quả thí ghiệ được so sáh với lời giải bằg phươg pháp phầ tử hữu hạ thôg qu phầ ề Sp000 cho thấy phầ diệ tích /3 ặt vỏ cho kết quả ứg suất giữ hi lời giải khá phù hợp hu. Vị trí gầ biê thì chêh lệch ứg suất đế 5%. Từ kết quả thực ghiệ, chươg luậ á sẽ tiếp tục hoà thiệ ô hìh phầ tử hữu hạ bằg phầ ề ANSYS để ghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải cog hi chiều và khảo sát các th số.

121 0 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA MÁI VỎ THOẢI HAI LỚP BẰNG MÔ PHỎNG SỐ VÀ KHẢO SÁT THAM SỐ Trog chươg 3 luậ á đã đư r các kết quả ghiê cứu thực ghiệ về trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp, với lớp bêtôg sợi ằ dưới lớp bêtôg thườg, qu ghiê cứu cho thấy các lớp trog vỏ díh chặt hu, cùg là việc với hu và có thể sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg với tải trọg phù hợp. Chươg luậ á tiếp tục hoà chỉh ô hìh PTHH và ô phỏg ái vỏ thoải đã thí ghiệ, kiể tr kết quả ghiê cứu giữ thí ghiệ, phầ ề Sp000 và ô phỏg số. Su khi hoà chỉh ô hìh, khảo sát ảh hưởg củ bề dày từg lớp, vị trí lớp bêtôg sợi đế trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải và xe xét khả ăg tách trượt củ các lớp ái vỏ. Tiếp theo là ghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp, xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp trê kết cấu ái vỏ thoải hịp lớ 3636 với vật liệu phi tuyế và ảh hưởg củ hà lượg cốt sợi thép. Đây là bước qu trọg để kết luậ sự là việc củ các lớp trog vỏ... Giới thiệu phầ ề ANSYS và các ội dug ghiê cứu... Giới thiệu sơ lược về phầ ề ANSYS Phầ ề ANSYS Mechicl APDL 6.0 là phầ ề phâ tích phầ tử hữu hạ thôg dụg có khả ăg phâ tích toà diệ khả ăg chịu lực, biế dạg, dưới tác độg củ tải trọg tĩh và độg với các điều kiệ biê phức tạp hằ kiể chứg kết quả thí ghiệ.

122 0 Ưu điể củ phầ ề ANSYS là có thể đư vào các ô hìh vật liệu phù hợp với các bài toá ghiê cứu. Trìh tự giải bài toá kết cấu trog côg trìh bằg phầ ề ANSYS gồ các bước cơ bả su và được phâ thàh 3 hó: xử lý số liệu, tíh toá và xử lý kết quả tíh toá.. Xử lý số liệu: - Đặt tê bài toá - Giới hạ phạ vi phâ tích - Địh ghĩ loại phầ tử và lự chọ các đặc tíh phầ tử - Địh ghĩ hằg số phầ tử - Địh ghĩ thuộc tíh cơ học củ vật liệu - Xây dựg ô hìh hìh học - Chi lưới phầ tử - Gá tải trọg và điều kiệ biê. Tíh toá: - Lự chọ loại phâ tích - Thiết lập các yêu cầu tíh toá - Tíh toá các vấ đề có liê qu 3. Xử lý kết quả tíh toá: - Đọc dữ liệu từ trog kết quả tíh toá - Hiể thị các loại biểu đồ, biểu bảg đối với kết quả tíh toá - Phâ tích kết quả

123 03... Các ội dug ghiê cứu ô phỏg số Gồ các ội dug chíh su đây: - Xây dựg ô hìh PTHH cho ái vỏ thoải hi lớp thí ghiệ với kích thước ặt bằg 33 bằg cách viết ô đu chươg trìh bằg gô gữ APDL để tíh toá ái vỏ thoải trê phầ ề ô phỏg ANSYS. - Hoà thiệ ô hìh PTHH bằg việc điều chỉh các thôg số đầu vào từ các kết quả thí ghiệ vật liệu bêtôg thườg, bêtôg sợi và sợi thép, gồ: Lự chọ ô hìh hó cốt thép sợi phâ tá trog bêtôg. Lự chọ ô hìh hó vết ứt trog bêtôg. Lự chọ ô hìh tiếp xúc giữ lớp bêtôg. Lự chọ loại phầ tử cho ô hìh, chi lưới cho ô hìh, điều kiệ biê củ ô hìh... Lự chọ ô hìh vật liệu bêtôg thườg (BTT) và bêtôg sợi (BTS). - Su khi hoà chỉh ô hìh PTHH, tiế hàh phâ tích trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp kích thước ặt bằg 33. Kết quả thí ghiệ (EXP) và ô phỏg số (FEA) được so sáh lẫ hu. - Khảo sát số ảh hưởg củ bề dày lớp, vị trí lớp bêtôg sợi đế trạg thái ứg suất biế dạg trog vỏ và xe xét tách trượt giữ các lớp. - Khảo sát số trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hi lớp, xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp trê kết cấu ái vỏ thoải hịp lớ 3636 với ô hìh vật liệu phi tuyế.

124 0.. Lự chọ ô hìh hó cốt thép sợi phâ tá trog bêtôg Để ô hìh hó cốt thép sợi trog bêtôg, gười t sử dụg 3 ô hìh gồ: ô hìh phâ tá (sered), ô hìh hồi (ebeded) và ô hìh rời rạc (discrete) [][3]. Trog đó: Mô hìh phâ tá (sered) (Hìh.), cốt thép được giả thiết là phâ tá vào các phầ tử bêtôg theo ột góc địh hướg cho trước, vi trò củ cốt thép được thể hiệ qu việc là tăg độ cứg cũg hư cườg độ củ các phầ tử bêtôg ày theo phươg đặt cốt thép. Mô hìh hồi (ebeded) (Hìh.b), cốt thép được qu iệ là các phầ tử riêg biệt và có ột số điể tươg thích về chuyể vị (cò gọi là điể đồg chuyể vị) với bêtôg. Do việc địh ghĩ điể có đồg chuyể vị giữ bêtôg và thép khiế việc ô hìh hó trở ê phức tạp. Mô hìh rời rạc (discrete) (Hìh.c), cốt thép được ô hìh hó bằg phầ tử dà ột chiều (chỉ chịu kéo hoặc é) có liê kết chốt ở đầu thôg qu út chug củ phầ tử bêtôg và cốt thép, vì vậy việc theo dõi ứg suất trog bêtôg và cốt thép thuậ tiệ hơ. ) Mô hìh phâ tá b) Mô hìh hồi c) Mô hìh rời rạc Hìh.. Các ô hìh cốt thép trog bêtôg

125 05 Như vậy trog ghiê cứu ày, cốt thép sợi được phâ tá trog bêtôg ê sử dụg ô hìh phâ tá (sered) là hợp lý..3. Lự chọ ô hìh hó vết ứt trog bêtôg Hiệ y vết ứt trog bêtôg được ô hìh hó theo hi dạg cơ bả là: ô hìh rời rạc (discrete) và ô hìh phâ tá (sered) [38]. Mô hìh rời rạc (discrete) (Hìh.), vết ứt được địh ghĩ bởi khoảg cách giữ các cạh và út củ phầ tử bêtôg, độ cứg củ cấu kiệ sẽ thy đổi trog quá trìh hìh thàh vết ứt thôg qu việc thy đổi tíh chất hìh học củ từg phầ tử. Mô hìh phâ tá (sered) (Hìh.b), biế dạg khôg liê tục tại vết ứt được phâ tá vào trog phầ tử bêtôg ê kích thước hìh học củ phầ tử khôg bị thy đổi. Khi đó ứg xử củ bêtôg khi ứt sẽ phụ thuộc vào hìh dạg háh giả củ đườg cog ứg suất biế dạg khi chịu kéo. Trog ghiê cứu ày, t qu tâ đế qu hệ ứg xử giữ tải trọg và chuyể vị à khôg quá qu tâ đế hìh dạg vết ứt, ứg suất cục bộ. Vì vậy trog ghiê cứu chọ ô hìh phâ tá (sered) cho vết ứt trog bêtôg. ) Mô hìh rời rạc b) Mô hìh phâ tá Hìh.. Các ô hìh hó vết ứt trog bêtôg

126 06.. Lự chọ ô hìh tiếp xúc giữ lớp bêtôg * Mô hìh cơ học giữ lớp bêtôg sợi và lớp bêtôg thườg: Hiệ y trog quá trìh ô phỏg số, phầ lớ sử dụg ô hìh cơ học ột vật thể ôi trườg, tức là cùg ột hệ thốg ạg lưới phầ tử liê tục dùg tíh chất cơ học phầ tử khôg giốg hu để phâ chi lớp bêtôg. Mô hìh ày coi ặt tiếp xúc giữ lớp bêtôg khôg có chuyể vị tươg đối, lực sát và lực díh trê ặt tiếp xúc là vô cùg, bài toá luô hội tụ (Hìh.3). Nhưg trê thực tế khi ặt tiếp xúc giữ lớp bêtôg có lực sát khá hỏ hoặc ứg suất cắt ặt tiếp xúc lớ, sẽ phát sih trượt trê ặt tiếp xúc. Vì vậy khi tiế hàh phâ tích kết cấu ái vỏ hi lớp cầ thiết phải xe xét đặc tíh ày. Trog tíh toá có thể sử dụg phầ tử tiếp xúc (Iterfce eleet) hoặc phầ tử lớp ỏg (Thi-lyer eleet) để ô phỏg ặt tiếp xúc trượt giữ lớp bêtôg khác hu (Hìh.3b,c) [9]. ) Mô hìh liê tục b) Mô hìh Iterfce c) Mô hìh Thi-lyer Hìh.3. B ô hìh tiếp xúc PTHH giữ ôi trườg [9] Mô hìh phầ tử tiếp xúc (Iterfce eleet) là ô hìh phầ tử khôg độ dày, biê củ khối biế dạg là tiếp xúc trực tiếp với biê củ khối biế dạg là trog phạ vi biê có khả ăg tiếp xúc củ hi khối c và c, c biểu thị phầ tiếp xúc chíh xác củ hi biê c và c (Hìh.). Độ cứg củ phầ tử tiếp xúc được biểu thị hư dưới đây:

127 07 D e T T K T N N TdS (.) i Se u ep u Trog đó: T và N u là trậ chuyể đổi và hà dạg củ phầ tử tiếp xúc S e ; ep D - trậ vật liệu được địh ghĩ thôg qu quy luật tiếp xúc: D ep u u s (.) D ep k k s k k s s Trog đó: - ứg suất pháp; - ứg suất tiếp; k, k s - độ cứg pháp tuyế và tiếp tuyế; k s, k s - độ cứg kết hợp giữ biế dạg pháp tuyế và tiếp tuyế; u, u s - chuyể vị theo hướg pháp tuyế và tiếp tuyế. Hìh.. Mô hìh phầ tử tiếp xúc (Iterfce) Phầ tử tiếp xúc Good là ột loại phầ tử tiếp xúc khôg độ dày hưg khôg xe xét đế hiệu ứg kết hợp giữ biế dạg pháp tiếp và tiếp tuyế, do đó trậ vật liệu được viết dưới dạg hư su: D ep k 0 0 k s (.3) Và độ cứg tiếp tuyế k s là:

128 08 k R f s k w P tg (.) Trog đó: k và là hi th số; - ứg suất pháp trê ặt tiếp xúc; - ứg suất tiếp trê ặt tiếp xúc; P áp suất khí quyể; w trọg lượg riêg củ ước; R f tỉ lệ phá hoại; - góc sát trog; k,, R f, là bố th số được xác địh từ thí ghiệ cắt trực tiếp; độ cứg pháp tuyế k thườg là ột số khá lớ khi phầ tử tiếp xúc bị é và là ột số khá hỏ khi chịu kéo. Mô hìh phầ tử lớp ỏg (Thi-lyer eleet) là ô hìh tại vị trí tiếp xúc có ột lớp phầ tử ỏg độ dày d từ 0.0 đế 0.0 (Hìh.5). Lớp ỏg ày có ô đu đà hồi tươg đối thấp và có thể có biế dạg lớ. Khi chiều dày phầ tử là d, độ cứg phầ tử củ phầ tử lớp ỏg V e là: e T T K B DBdV d B DBdS (.5) th Ve Se Trog đó: B trậ biế dạg; D trậ vật liệu; S e chiều dài phầ tử, S e d. Các ghiê cứu trước đây đều cho thấy độ cứg củ phầ tử rất hạy với tỷ số d/s e, khi tỷ số ày thy đổi từ 0,0 ~ 0, cho kết quả ô phỏg trượt khá chíh xác. Hìh.5. Mô hìh phầ tử lớp ỏg (Thi-lyer eleet)

129 09 Khi thiết kế ô phỏg ột bài toá có tiếp xúc trog phầ ề ANSYS, đều có thể lự chọ ột trog hi ô hìh phầ tử tiếp xúc cho ôi trườg vật liệu bêtôg thườg và bêtôg cốt sợi. Tuy hiê phầ ề ANSYS có khả ăg ô phỏg rất tốt ặt tiếp xúc giữ ôi trườg bằg cách sử dụg phầ tử Good có độ dày bằg 0 khi chỉ qu tâ đế biế dạg trượt giữ hi khối tiếp xúc. Đối với phầ tử tiếp xúc khôg có độ dày, trog ANSYS đã đư r 3 ô hìh tiếp xúc: út út, út bề ặt, bề ặt bề ặt. Trê sở đó bài toá ghiê cứu kết cấu khối 3D, t chọ kiểu phầ tử tiếp xúc bề ặt bề ặt thôg qu phầ tử có độ dày bằg 0. * Lự chọ phươg pháp tíh toá tiếp xúc: Đối với phầ tử tiếp xúc ặt ặt, chươg trìh có thể sử dụg phươg pháp tíh toá Lgrge (Lgrge ethod), phươg pháp Augeted (Augeted ethod) hoặc phươg pháp Pelty (Pelty ethod). Nói chug so sáh với phươg pháp Pelty, phươg pháp Lgrge khôg dê dẫ đế điều kiệ lô i, độ hạy cả độ cứg tiếp xúc khá hỏ, tuy hiê trog ột vài phâ tích, phươg pháp Lgrge có thể cầ hiều hơ số vòg lặp, đặc biệt là ạg lưới su khi biế hìh bị thy đổi quá hiều. Khi sử dụg phươg pháp Lgrge ê chỉ địh xâ hập lớ hất cho phép, ếu phầ ề phát hiệ xâ hập lớ hơ giá trị ày, tức là lực khôg câ bằg và chuyể vị tăg thê đã khôg thỏ ã tiêu chuâ hội tụ, giá trị ặc địh là 0., gười dùg có thể thy đổi giá trị ày, hưg cầ chú ý ếu giá trị ày quá hỏ có thể tạo ê số lầ lặp quá lớ hoặc khôg hội tụ. * Độ cứg tiếp xúc: Tất cả các vấ đề tiếp xúc đều cầ phải địh ghĩ độ cứg tiếp xúc, giá trị xâ hập giữ hi bề ặt phụ thuộc vào độ cứg tiếp xúc, độ cứg tiếp xúc lớ có thể dẫ đế phá hoại trậ độ cứg tổg, à cò khó hội tụ,

130 0 thôg thườg ê lự chọ độ cứg tiếp xúc đủ lớ để bảo đả xâ hập tiếp xúc hỏ đế ức có thể chịu được, hưg vẫ cầ bảo đả độ cứg tiếp xúc đủ hỏ để khôg dẫ đế phá hoại trậ độ cứg tổg à vẫ đả bảo tíh hội tụ. Chươg trìh có thể dự vào đặc tíh vật liệu củ phầ tử khối biế hìh để ước lượg ột giá trị độ cứg tiếp xúc ặc địh, có thể chỉ địh ột hệ số tỉ lệ hoặc chỉ địh ột giá trị độ cứg tiếp xúc, hệ số tỉ lệ ói chug từ 0.0 ~ 0, khi gă gừ số lầ lặp quá hiều ê lấy giá trị xâ hập hỏ đế ức có thể. * Lự chọ loại tiếp xúc: Trog ô hìh sát Coulob cơ bả, hi ặt tiếp xúc trước khi dịch chuyể tươg đối b đầu, trê ặt rh giới củ chúg có thể có phát sih ứg suất cắt, ột khi ứg suất cắt vượt quá giá trị cho phép, giữ hi bề ặt sẽ dịch chuyể tươg đối b đầu, hệ số sát có thể là ột giá trị khôg â tùy ý. Giá trị ặc địh củ phầ ề là khôg sát giữ bề ặt, đối với thuộc tíh củ ặt tiếp xúc là Rough hoặc Boded, phầ ề sẽ khôg quả giá trị hệ số sát đư r à cho rằg lực cả sát là vô cùg lớ. Phầ ề ặc địh ột độ lớ áp lực tiếp xúc tùy ý, gười sử dụg có thể chỉ địh lự chọ ứg suất cắt cho phép lớ hất, ếu ứg suất cắt vượt quá giá trị ày sẽ phát sih dịch chuyể, hư biểu thị hìh (Hìh.6), thôg qu hằg số TAUMAX (ặc địh là.0e0) để địh ghĩ ứg suất cắt cho phép lớ hất trê ặt tiếp xúc. Phầ ề ANSYS cug cấp ô hìh hệ số sát suy giả theo hà ũ hư dưới đây: FAC exp MU (.6) DCV rel

131 trog đó: hệ số sát; MU hệ số sát độg; FAC tỉ lệ hệ số sát tĩh trê độg; DC hệ số suy giả, đơ vị thời gi/chiều dài; V rel tỉ lệ trượt được tíh bởi chươg trìh. Hìh.6. Mô hìh sát.5. Xây dựg ô hìh phầ tử hữu hạ cho ái vỏ.5.. Phầ tử trog ô hìh Phầ tử ô phỏg bêtôg: phầ tử SOLID65, là phầ tử chuyê ô phỏg vật liệu bêtôg, có thể ô phỏg cốt thép trog bêtôg cùg với hiệ tượg kéo ứt và é vỡ củ vật liệu, cho phép địh ghĩ vật liệu phi tuyế. Đây là phầ tử 3D có 8 út []. Hìh.7. Phầ tử SOLID65 trog ANSYS

132 Phầ tử tiếp xúc: ANSYS đư r các phầ tử tiếp xúc bề ặt cứg với bề ặt ề. Bề ặt cứg được gọi là ặt ục tiêu (trget) và được ô phỏg bằg kiểu phầ tử TARGE70 cho tiếp xúc 3D. Bề ặt vật có thể biế dạg (bề ặt ề) gọi là ặt tiếp xúc (cotct) được ô hìh hó bằg kiểu phầ tử CONTA Chi lưới cho ô hìh Nguyê tắc khi chi lưới phải đả bảo các phầ tử phải chug các út với hu. Nếu chi lưới càg ị thì thời gi tíh toá càg tăg, do kết cấu dạg vỏ ỏg ê chi lưới theo bề dày vỏ là tối ưu hất, lớp vỏ ỏg hất là lớp có bề dày c, đây là kích thước rất hỏ với.500 phầ tử cho lớp với vỏ 33, kích thước ày được sử dụg trog chi lưới cho ô hìh, vì vậy t chi theo bề dày vỏ bằg với lớp (ESIZE,ALL,H) và chi lưới tự do (MSHKEY,0) với hìh dạg lưới được chi theo khối tứ diệ 3D (MSHAPE,,3D) (Hìh.8). Hìh.8. Chi lưới cho ô hìh vỏ

133 Điều kiệ biê và tải trọg tác dụg Vỏ liê kết cứg với các dầ cog biê. Tải trọg tác dụg phâ bố lê trê ặt trê củ vỏ tại các út củ lưới khối tứ diệ (NSLA,R,), bằg lực é P phâ bố đều trê ặt vỏ (SF,ALL,PRES,P) (Hìh.9) Với tải trọg phâ bố đều P được xây dựg dưới dạg vòg lặp, gi số tải trọg là 0.5kN/ cho ô i bước tải. Hìh.9. Điều kiệ biê và tải trọg tác dụg lê ô hìh.6. Mô hìh vật liệu.6.. Mô hìh vật liệu bêtôg Bêtôg là vật liệu giò ê cườg độ chịu kéo củ bêtôg khoảg 8-5% cườg độ chịu é. Khi bêtôg chịu é, qu hệ ứg suất biế dạg là đà hồi tuyế tíh trog khoảg 30% cườg độ chịu é lớ hất củ bêtôg, ứg suất tăg đế khi đạt giá trị cu thì đườg cog ứg suất biế dạg bắt đầu đi xuốg trog vùg hó ề và bêtôg bị phá hoại khi đạt đế giá trị cu. Khi chịu kéo, đườg ứg suất biế dạg củ bêtôg gầ hư là đườg đà hồi

134 tuyế tíh cho đế cườg độ chịu kéo lớ hất củ bêtôg, khi đế ứg suất kéo tới hạ tu thì bêtôg ứt và ứg suất giả về khôg, (Hìh.0) [8]. Hìh.0. Đườg cog ứg suất biế dạg củ bê tôg khi kéo và é ột trục [8] Một số ô hìh qu hệ ứg suất biế dạg củ bêtôg khi kéo và é ột trục thôg dụg hư su:.6... Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu é ). Mô hìh củ Hogestd [37] Hogestd đã sử dụg đườg cog prbol cho giá trị ứg suất tăg đế '' f C tươg ứg với biế dạg đỉh là 0 và ột đườg tuyế tíh đi xuốg đế giá trị ứg suất giả xuốg '' 0.5 C f với biế dạg (Hìh.) Phươg trìh qu hệ ứg suất biế dạg: ' '' C C f C f C (.7) E f '' C '' ' với: và f.9 f 0 C C 0 C

135 5 0 : là biế dạg tại ứg suất '' f C f C ' f C : là ứg suất ứg với biế dạg : là ứg suất lớ hất củ bêtôg được xác địh từ thí ghiệ. C Hìh.. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Hogestd [37] b). Mô hìh củ Todeschii [6] Qu hệ ứg suất biế dạg theo Todeschii là ột đườg cog liê tục, vì là hà liê tục ê rất thuậ lợi trog phâ tích và ghiê cứu, ứg suất tại đỉh là '' f C ứg với biế dạg đỉh là 0 (Hìh.). Phươg trìh qu hệ ứg suất biế dạg: C '' f C 0 0 f (.8).7 E C '' ' với: và f.9 f 0 C f '' C 0 C 0 : là biế dạg tại ứg suất '' f C ' f C : là ứg suất lớ hất củ bêtôg được xác địh từ thí ghiệ.

136 6 Hìh.. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Todeschii [6] c). Mô hìh củ Ket và Prk [6] Ket và Prk đã dự trê ô hìh củ Hogestd, đề xuất ô hìh ứg suất biế dạg cho bêtôg có kiề chế ở gg và khôg kiề chế ở gg, giá trị ứg suất tăg đế được biểu diê qu phươg trìh đườg cog ' f C tươg ứg với biế dạg đỉh là 0 =0.00 ' C C f C f C và ột 0 0 ' đườg tuyế tíh đi xuốg là hà củ cườg độ bêtôg f f Z (Hìh.3). Với: 0.5 Z ; 50u 50u bêtôg khôg kiề chế ở gg. 0 ' là biế dạg ứg với giá trị.5 f cho trườg hợp C 0 C C C 0 Hìh.3. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Ket và Prk [6]

137 7 d). Mô hìh củ Kchlkev [7] Qu hệ ứg suất biế dạg trog ô hìh là các đườg đ tuyế tíh tuâ theo địh luật Hooke, tại điể có giá trị với ứg suất bằg ' 0.3 f C. Điể, 3, được xác địh từ phươg trìh (.9). Điể 5 ứg với ứg suất ' f C và biế dạg 0, su gii đoạ ày bêtôg xe hư dẻo hoà toà (Hìh.). E C f (.9) 0 với: 0 E f ' C C, E C f Hìh.. Mô hìh ứg suất biế dạg theo Kchlkev [7] Nhậ xét: Qu khảo sát các ô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu é được trìh bày ở trê và kết quả ứg suất biế dạg củ bêtôg thí ghiệ (Hìh 3.9), t thấy kết quả thí ghiệ phù hợp với ô hìh củ Kchlkev. Vì vậy trog luậ á ày chọ ô hìh bêtôg khi chịu é theo ô hìh củ Kchlkev.

138 Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu kéo Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu kéo dạg đườg tuyế tíh, gồ phầ: phầ tăg và phầ giả. Phầ tăg khi ứg suất hỏ hơ cườg độ chịu kéo và đạt giá trị cườg độ chịu kéo f t ứg với biế dạg kéo ct. Phầ giả khi ứg suất lớ hơ cườg độ chịu kéo, biế dạg khi phá hoại gấp 6 lầ biế dạg ứg với cườg độ chịu kéo. Mô hìh ày đã được địh ghĩ sẵ trog ANSYS (Hìh.5) [] Hìh.5. Mô hìh ứg suất biế dạg củ bêtôg khi chịu kéo.6.. Tiểu chuẩ phá hoại củ bêtôg Tiêu chuâ phá hoại củ Will và Wrke được sử dụg trog ghiê cứu ày và đã được địh ghĩ trog ANSYS. Bêtôg sẽ bị ứt hoặc bị é vỡ ếu thỏ ã phươg trìh (.0) [6] F S 0 ' f C (.0) với: F: là hà củ trạg thái ứg suất chíh theo các phươg x, y, z S: là bề ặt phá hoại, được biểu diê bởi hữg giá trị ứg suất chíh và các thôg số: f t, f t, ' f C, f cb, f, f ' f C : là cườg độ chịu kéo và é ột trục củ bêtôg

139 9 Các thôg số cò lại f cb, f, f được Will và Wrke ặc địh hư su: ' f, f. 5 f, '. 75 f cb bêtôg thì '. fc ' f C C.7. Thôg số đầu vào cho ô hìh f. Khi bỏ qu khả ăg é vỡ củ C Trog ANSYS để hập các thôg số đầu vào cho phầ tử bêtôg SOLID65, t phải hập 8 thôg số cơ bả su đây:. Hệ số truyề lực cắt khi vết ứt ở. Hệ số truyề lực cắt khi vết ứt đóg 3. Ứg suất ứt khi kéo ột trục. Ứg suất é vỡ ột trục 5. Hệ số giả yếu do ứt khi kéo (ặc địh chọ là 0.6) 6. Mô đu đà hồi 7. Hệ số Poisso v E C 8. Đườg cog qu hệ ứg suất biế dạg củ bêtôg. ). Hệ số truyề lực cắt: ' f C Hệ số truyề lực cắt tươg ứg với điều kiệ bề ặt vết ứt. Hệ số ày lấy trog khoảg từ 0 đế, với 0 thể hiệ ột vết ứt trơ (ất hoà toà chuyể gio cắt) và thể hiệ ột vết ứt thô (khôg có tổ thất chuyể gio cắt). Qu các tài liệu đã côg bố cũg hư khảo sát các hệ số truyề lục cắt khác hu cho ô hìh ái vỏ thoải trog ghiê cứu ày từ 0 đế, t thấy hệ số truyề lực cắt khi vết ứt ở là và khi vết ứt đóg lấy bằg f r thì bài toá đạt vấ đề hội tụ củ lời giải. C b). Ứg suất ứt khi kéo, ứg suất é vỡ: 0 C

140 0 Ứg suất ứt khi kéo ột trục củ bêtôg được xác địh: f k (kn/ ) (.) ' r f c trog ghiê cứu ày lấy k 7.5 ' f c : là cườg độ chịu é củ bêtôg ở gày thí ghiệ ẫu trục Ứg suất é vỡ ột trục trog ô hìh ày dự trê cườg độ é ột ' f c và trog ghiê cứu ày ' f c được lấy bằg cườg độ chịu é củ bêtôg ở gày thí ghiệ ẫu. c). Mô đu đà hồi và hệ số Poisso: Mô đu đà hồi củ bêtôg được lấy từ kết quả é ẫu (Bảg 3.3) Hệ số Poisso củ bêtôg thườg là 0. cò bêtôg sợi bằg 0.67 Khối lượg riêg bêtôg thườg là kn/ 3, bêtôg sợi bằg.5kn/ 3 d). Qu hệ ứg suất biế dạg củ bêtôg thí ghiệ ) Bêtôg sợi b) Bêtôg thườg Hìh.6. Qu hệ ứg suất biế dạg củ bêtôg thí ghiệ e). Hà lượg thép sợi trog bêtôg Trog ghiê cứu, hà lượg sợi trog bêtôg là hằg số: %

141 .8. Kết quả ghiê cứu giữ thí ghiệ và ô phỏg số Các kết quả ghiê cứu giữ thí ghiệ (EXP) và ô phỏg số ANSYS được thể hiệ qu qu hệ tải trọg và độ võg, qu hệ tải trọg và ứg suất củ vỏ..8.. Qu hệ tải trọg và độ võg trog vỏ Để kiể tr kết quả thí ghiệ và ô phỏg số, trog chươg 3 đã xây dựg ô hìh PTHH trog Sp00 với các thôg số đầu vào hư ô hìh thí ghiệ. ) Độ võg trog ANSYS b) Độ võg củ các phươg pháp Hìh.7. Qu hệ tải trọg và độ võg củ các phươg pháp Bảg.: So sáh độ võg củ các phươg pháp Vị trí Độ võg () Chêh lệch % () EXP ANSYS ANSYS-EXP Nhậ xét: Qu kết quả cho thấy tại gầ biê có sự chêh lệch tươg đối lớ giữ kết quả thí ghiệ và ANSYS, có thể giải thích hư su: t thấy giá

142 trị độ võg trog thí ghiệ là 0.08 là giá trị rất bé, chỉ cầ thiết bị đo có si số hỏ cũg sẽ ảh hưởg đế kết quả đo, à trog thí ghiệ dụg cụ đo độ võg là đồg hồ cơ thì si số tươg đối lớ so với giá trị độ võg. Ngoài r t thấy kết quả giữ ANSYS và SAP thì gầ hư là bằg hu, chứg tỏ ô hìh ô phỏg trog ANSYS là phù hợp..8. Qu hệ tải trọg và ứg suất trog vỏ ) Ứg suất phươg x ặt dưới b) Ứg suất phươg y ặt dưới c) Ứg suất phươg x ặt trê d) Ứg suất phươg y ặt trê

143 3 e) Ứg suất x các phươg pháp f) Ứg suất y các phươg pháp Hìh.8. Qu hệ tải trọg và ứg suất củ các phươg pháp Bảg.: So sáh ứg suất củ các phươg pháp Vị trí Ứg suất x (kg/c) Ứg suất y (kg/c) () Thí Chêh lệch Thí Mô Chêh lệch Mô phỏg ghiệ % ghiệ phỏg % Nhậ xét: Ứg suất theo phươg y thì giá trị thí ghiệ co hơ ô phỏg 6%, chêh lệch ứg suất theo phươg x là khá lớ 99% ở gầ biê vỏ. Nguyê hâ có thể giải thích là khi thí ghiệ trog vỏ với kích thước hỏ và biế dạg là 0-5 là rất bé dê dẫ đế có si số thiết bị đo cũg hư độ hạy củ stri gge. Tuy hiê (Hìh.8e) t thấy gầ biê thì thí ghiệ co hơ ô phỏg 99%, hưg đế giữ vỏ thì ô phỏg lớ hơ thí ghiệ 83% là do trog quá trìh chất tải tuy gầ hư đối xứg hưg chư thật sự là phâ bố đều hoà toà giốg hư lý thuyết được, về trug bìh thì chêh lệch hu là 6%.

144 .8.3. Độ võg và ứg suất củ ái vỏ ở cấp tải bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt Với tải trọg, điều kiệ biê và kích thước 33 củ vỏ thí ghiệ thì sự là việc củ kết cấu thật sự chư phát huy hết yếu tố vỏ ỏg trog kết cấu hịp lớ, cũg hư độ chíh xác co củ các giá trị ứg suất biế dạg. Vì vậy trog kích thước vỏ ày chỉ ghiê cứu đế gii đoạ trước khi bêtôg xuất hiệ vết ứt. Gii đoạ bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt: cấp tải P=kN/ =00 kg/, ứg suất 3.38kG/c thì trog vỏ xuất hiệ vết ứt đầu tiê chạy dọc theo biê lớp BTS ở dưới, độ võg lớ hất tại đỉh vỏ là 0.7. ) Vết ứt xuất hiệ tại biê vỏ b)độ võg tải gây ứt c) Ứg suất x tải gây ứt d) Ứg suất y tải gây ứt Hìh.9. Độ võg và ứg suất tải gây ứt vỏ 3 3

145 5.8.. Nhậ xét Kết quả phâ tích ái vỏ thoải thôg qu qu hệ tải trọg - biế dạg, tải trọg - ứg suất, tải trọg - độ võg cho thấy ô hìh PTHH ày phù hợp với thí ghiệ và phầ ề khác (Sp000). Nê có thể sử dụg ô hìh trog ANSYS để khảo sát các ảh hưởg củ bề dày từg lớp, vị trí lớp bêtôg sợi đế ứg suất biế dạg trog vỏ và khả ăg tách trượt giữ các lớp..9. Khảo sát các th số ảh hưởg đế trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ bằg ô phỏg số.9.. Th số bề dày từg lớp Để ghiê cứu bề dày từg lớp vỏ ảh hưởg đế trạg thái ứg suất biế dạg, t lầ lượt khảo sát bề dày từg lớp hư (Bảg.3), với lớp BTS ằ dưới lớp BTT: Bảg.3: Độ dày vỏ lớp 3 trườg hợp khảo sát Trườg hợp Trườg hợp Trườg hợp 3 h + h (c) + 3 (c) + (c) 3 + (c) Kết quả khảo sát: - Trườg hợp : xe ục.8 - Trườg hợp : xe (Hìh.0)

146 6 ) Độ võg củ vỏ trườg hợp b) Ứg suất x ặt trê c) Ứg suất x ặt dưới d) Ứg suất y ặt trê e) Ứg suất y ặt dưới Hìh.0. Độ võg và ứg suất trườg hợp

147 7 Gii đoạ bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt: cấp tải P=.5kN/ =50 kg/, ứg suất 3.9kG/c thì trog vỏ xuất hiệ vết ứt đầu tiê chạy dọc theo biê lớp BTS ở dưới, độ võg lớ hất tại đỉh vỏ là Trườg hợp 3: ) Độ võg củ vỏ trườg hợp 3 b) Ứg suất x ặt trê c) Ứg suất x ặt dưới

148 8 d) Ứg suất y ặt trê e) Ứg suất y ặt dưới Hìh.. Độ võg và ứg suất trườg hợp 3 Gii đoạ bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt: cấp tải P=7.5kN/ =750 kg/, ứg suất.76kg/c thì trog vỏ xuất hiệ vết ứt đầu tiê chạy dọc theo biê lớp BTS ở dưới, độ võg lớ hất tại đỉh vỏ là ) Độ võg củ vỏ các trườg hợp khảo sát b) Ứg suất x c) Ứg suất y Hìh.. Độ võg và ứg suất các trườg hợp khảo sát

149 9 Bảg.: Độ võg và ứg suất vỏ lớp trog các trườg hợp khảo sát Vị trí Độ võg () Vị trí Ứg suất x (kg/c) Ứg suất y (kg/c) () TH TH TH3 () TH TH TH3 TH TH TH Nhật xét: Trườg hợp và trườg hợp 3: tổg chiều dày bằg hu hưg lớp bêtôg cốt sợi lớ hơ thì có chuyể vị và ứg suất hỏ hơ (điều ày cũg dê hiểu vì ô đu đà hồi củ lớp bêtôg sợi lớ hơ bêtôg thườg). Gii đoạ bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt: Ở trườg hợp 3, lớp BTS ằ dưới dày hơ ê vết ứt xuất hiệ chậ hơ. Trườg hợp (chiều dày hỏ hất) ê vết ứt sớ hơ các trườg hợp khác..9.. Th số vị trí lớp bêtôg sợi Trườg hợp lớp BTS ằ dưới lớp bêtôg thườg đã được ghiê cứu. Trog trườg hợp sử chữ ái vỏ thì lớp BTS ằ bê trê lớp bêtôg thườg. Để khảo sát vị trí lớp BTS ảh hưởg đế trạg thái ứg suất biế dạg củ vỏ, t tiế hàh khảo sát trườg hợp với lớp bêtôg sợi ằ trê và ằ dưới lớp bêtôg thườg với bề dày các lớp trog vỏ hư hu: Bảg.5: Bề dày vỏ lớp trườg hợp và trườg hợp Trườg hợp (BTS dưới) Trườg hợp (BTS trê) h + h (c) + (c) + (c)

150 30 ) Độ võg củ vỏ trườg hợp và trườg hợp b) Ứg suất x c) Ứg suất y Hìh.3. Độ võg và ứg suất trườg hợp và trườg hợp Gii đoạ bắt đầu bêtôg xuất hiệ vết ứt: trườg hợp, cấp tải P=.5kN/ =50kG/, ứg suất 0.7kG/c thì trog vỏ xuất hiệ vết ứt đầu tiê chạy dọc theo biê lớp BTS ở dưới, độ võg lớ hất tại đỉh vỏ là 0.7. Vị trí Bảg.6: Độ võg và ứg suất vỏ lớp trườg hợp và trườg hợp Độ võg () Vị trí Ứg suất x (kg/c) Ứg suất y (kg/c) () TH TH Chêh Chêh Chêh () TH TH TH TH % % % Nhật xét: Qu khảo sát vị trí lớp BTS cho thấy trog vỏ chịu é thì lớp BTS ằ ở iề chịu é là giả ứg suất é x tại vị trí gầ biê lê

151 3 5% và 5% cho ứg suất é y. Với ái vỏ thoải ày thì lớp bêtôg cốt sợi ằ dưới sẽ là việc hiệu quả hơ lớp bêtôg sợi ằ trê lớp bêtôg thườg Khảo sát trượt các lớp trog ái vỏ thoải Theo kết quả tíh toá, giữ hi lớp bêtôg có sự dịch chuyể tươg đối hưg rất hỏ, thể hiệ ở (Hìh.). ) Chi tiết tại ặt tiếp giáp lớp có biế dạg trượt lớ hất b) Chuyể vị UX ặt trê vỏ c) Chuyể vị UX ặt dưới vỏ Hìh.. Chuyể vị tuơg đối giữ các lớp vỏ

152 3 Bảg (Bảg.7) thể hiệ kết quả tíh toá ứg suất tiếp lớ hất trog trườg hợp lớp bêtôg sợi ằ dưới và trườg hợp lớp bêtôg sợi ằ trê lớp bêtôg thườg. Bảg.7: Kết quả tíh toá ứg suất tiếp lớ hất Thàh phầ ứg suất BTS c ằ dưới lớp BTT 3c BTS 3c ằ trê lớp BTT c Ứg suất tiếp x 0.09MP 0.069MP Ứg suất pháp tươg ứg 0.36MP 0.76MP Nhậ xét: Khi vỏ chịu tác dụg củ tải trọg phâ bố đều trê đỉh vỏ vuôg góc với ặt vỏ có xảy r hiệ tượg trượt giữ các lớp trog ái vỏ. Su khi chịu tác dụg củ tải trọg, tại vị trí tiếp xúc giữ hi lớp vỏ có chêh lệch biế dạg tươg đối giữ hi lớp bằg 0-3 và vẫ cò hỏ hơ hiều biế dạg tươg đối giới hạ củ bêtôg cu = (theo CEB-Ủy b Châu âu về bêtôg cốt thép) (Hìh.5). Trườg hợp có ứg suất tiếp x là lớp BTS ằ dưới lớp BTT, ê được kiể tr về trượt. Theo EN 99--:00(E) [5] ứg suất tiếp tại ặt tiếp xúc giữ các lớp bêtôg cầ thỏ ã yêu cầu dưới đây thì khôg xảy r trượt tại ặt tiếp xúc: V Edi V Rdi (.) trog đó: V Edi là giá trị ứg suất tiếp tíh toá trê ặt tiếp xúc; V Rdi là giá trị ứg suất tiếp cho phép trê ặt tiếp xúc, được tíh toá theo côg thức dưới đây:

153 33 V Rdi = c f ctd + σ + f yd ( siα + cosα) 0.5 f cd (.3) trog đó: c và là hi hệ số phụ thuộc vào độ há trê bề ặt tiếp xúc; với tiếp xúc khôg xử lý bề ặt, lấy c = 0.35 và = 0.6 f ctd cườg độ chịu kéo tíh toá củ bêtôg, với bêtôg B0 có f ctd = 0.9MP σ - ứg suất pháp trê ặt tiếp xúc gây r bởi tải trọg goài có thể é hoặc kéo, khi chịu kéo lấy giá trị c f ctd = 0;, f yd và α là các th số phụ thuộc vào thép eo và hìh dạg bề ặt tiếp xúc; ếu coi bề ặt tiếp xúc phẳg và khôg có chốt liê kết giữ hi lớp có thể coi thàh phầ f yd ( siα + cosα) = 0 Hìh.5. Khả ăg chịu cắt trê ặt tiếp xúc f cd cườg độ chịu é tíh toá củ bêtôg; với bêtôg B0 có f cd =.5MP; - hệ số suy giả cườg độ, tíh toá theo côg thức dưới đây: = 0.6 (-f ck /50), với bêtôg B0 thì = 0. Từ côg thức (.3) t có giá trị ứg suất tiếp cho phép trê ặt tiếp xúc trườg hợp lớp bêtôg cốt sợi ằ dưới lớp bêtôg thườg: V Rdi = = 0.5 MP < =.38 MP

154 3 V Edi = 0.09MP V Rdi = 0.5MP. Vì vậy có thể coi hư hi lớp chư bị ất hiệu lực díh kết. Trườg hợp lớp bêtôg cốt sợi ằ trê lớp bêtôg thườg cũg xảy r tươg tự. Như vậy trog tíh toá coi hư hi lớp vật liệu là việc đồg thời và chư kể đế sự là việc củ các chốt. Nhậ xét: Khi lớp BTS ằ dưới lớp BTT thì biế dạg trượt lớ hơ lớp BTS ằ trê lớp BTT và lớp vỏ vẫ xe hư khôg trượt lê hu..0. Trạg thái ứg suất biế dạg ái vỏ thoải 3636 Su khi đã xây dựg hoà chỉh ô hìh PTHH và ô phỏg ái vỏ thoải đã thí ghiệ, do kích thước ô hìh thí ghiệ 33 với bề dày 5c, chịu tải trọg bả thâ và hoạt tải trê ái bằg 500kG/ thì sự phả ứg hạy cả củ các tải trọg chất lê vỏ cũg cò hạ chế và chư thấy rõ khả ăg chịu tải củ vỏ su khi bêtôg suất hiệ vết ứt đế khi phá hoại cũg hư vật liệu cò ằ sâu trog iề đà hồi. Vì vậy, luậ á tiếp tục ghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải BTCT hi lớp hịp lớ 3636 ở gii đoạ bêtôg bắt đầu xuất hiệ vết ứt, gii đoạ bêtôg bắt đầu bị phá hoại, xe xét khả ăg tách trượt giữ các lớp, ảh hưởg củ hà lượg cốt sợi thép và xét đế phi tuyế vật liệu vỏ. T xét ột ái vỏ thoải cog hi chiều hi lớp, hịp 3636, lớp I có chiều dày h I =0c, B30, ô đu đà hồi E I =39350kG/c, lớp II có chiều dày h II =c, B0, E II =6800kG/c biê vỏ là liê kết gà cứg. Giải: ). Ứg suất và độ võg củ vỏ trườg hợp xét phi tuyế vật liệu

155 35 Lớp I (lớp dưới) là lớp bêtôg với hà lượg sợi thép trog bêtôg là: 0%, %, 8% Lớp II (lớp trê) là lớp bêtôg thườg. Ứg suất biế dạg củ bêtôg: (Hìh.6) Bảg.8: Kết quả ứg suất khi hà lượg sợi thép thy đổi Hà lượg sợi 0% Hà lượg sợi % Hà lượg sợi 8% Vị trí α,cr α,x α,cr α,x α,cr α,x (kg/c ) (kg/c ) (kg/c ) (kg/c ) (kg/c ) (kg/c ) Bảg.9: Kết quả độ võg khi hà lượg sợi thép thy đổi Hà lượg sợi 0% Hà lượg sợi % Hà lượg sợi 8% Vị trí w cr w x w cr w x w cr w x () () () () () ()

156 ) Khi bê tôg bắt đầu ứt b) Khi bê tôg bắt đầu phá hoại Hìh.6. Ứg suất củ vỏ khi hà lượg sốt sợi thép thy đổi ) Khi bê tôg bắt đầu ứt b) Khi bê tôg bắt đầu phá hoại Hìh.7. Độ võg củ vỏ khi hà lượg sốt sợi thép thy đổi

157 37 Nhậ xét: - Su khi khảo sát các hà lượg cốt sợi thép 0%, %, 8%, t thấy cả 3 hà lượg sợi thép đều bắt đầu xuất hiệ vết ứt ở cấp tải P=50kG/, và bắt đầu phá hoại ở cấp tải P=6500kG/, P=6650kG/, P=6700kG/ cho thứ tự hà lượg sợi 0%, %, 8%. - Ứg suất và độ võg khi bêtôg bắt đầu xuất hiệ thì có giá trị gầ hu, cò khi bắt đầu bêtôg bị phá hoại thì có sự chêh lệch và cho thấy hiệu quả củ hà lượg sợi thép. b). So sáh ứg suất và độ võg củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế vật liệu Bảg.0: Kết quả ứg suất củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế Ứg suất bắt đầu ứt Hà lượg sợi 8% Ứg suất bắt đầu phá hoại Hà lượg sợi 8% Vị trí Tuyế tíh Phi tuyế Tuyế tíh Phi tuyế α,cr α,cr α,x α,x (kg/c ) (kg/c ) (kg/c ) (kg/c )

158 Bảg.: Kết quả độ võg củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế Độ võg bắt đầu ứt Hà lượg sợi 8% Độ võg bắt đầu phá hoại Hà lượg sợi 8% Vị trí Tuyế tíh Phi tuyế Tuyế tíh Phi tuyế wcr wcr wx wx () () () ()

159 39 ) Khi bê tôg bắt đầu ứt b) Khi bê tôg bắt đầu phá hoại Hìh.8. Ứg suất củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế ) Khi bê tôg bắt đầu ứt b) Khi bê tôg bắt đầu phá hoại Hìh.9. Độ võg củ vỏ khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế Nhậ xét: Khi phâ tích tuyế tíh và phi tuyế ở tải trọg P=50kG/ thì bêtôg bắt đầu xuất hiệ vết ứt, giá trị ứg suất và độ võg gầ hư bằg hu; khi phâ tích tuyế tíh thì vỏ bị phá hoại ở cấp tải P=600kG/ cò phi tuyế phá hoại ở cấp tải P=6700kG/. c). Trượt giữ các lớp vỏ Trườg hợp hà lượg sợi 0% và 8% khi xét phi tuyế vật liệu.

160 0 Bảg.: Kết quả tíh toá trượt khi hà lượg sợi thép thy đổi Giá trị Hà lượg sợi 0% Hà lượg sợi 8% Ứg suất tiếp x 0.08MP 0.389MP Ứg suất pháp tươg ứg.705mp.77mp Tải trọg gây trượt 900 kg/ 950 kg/ Nhậ xét: Khi chư vượt qu tải trọg gây trượt ày thì các lớp trog vỏ khôg xảy r hiệ tượg trượt, do đó trog tíh toá ái vỏ thoải có thể sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg.. Nhậ xét Từ kết quả ghiê cứu thực ghiệ trê ô hìh thật, chươg ày đã hoà thiệ ô hìh PTHH và ô phỏg số trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải lớp. Qu khảo sát số các th số về bề dày lớp và vị trí lớp bêtôg sợi cho thấy ảh hưởg đế trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ. Qu khảo sát giữ các lớp cho thấy biế dạg trượt là rất bé, có thể bỏ qu và ê có thể đư về lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg khi chất tải phù hợp. Ngoài ghiê cứu ô phỏg số củ ái vỏ thoải thí ghiệ, luậ á cò ở rộg bài toá ghiê cứu với ái vỏ thoải hịp lớp và vật liệu phi tuyế.

161 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. Kết luậ. Luậ á đã thiết kế, chế tạo và thí ghiệ ột ô hìh vỏ kích thước khá lớ 3 3 là bằg vật liệu bêtôg và bêtôg cốt sợi thép phâ tá vố thườg được thực hiệ trê ô hìh hỏ và vật liệu chuyể đổi. Đáh giá được ức độ liê kết giữ các lớp vỏ.. Đã thực hiệ tíh toá ô phỏg số ái vỏ thoải thực ghiệ bằg phầ ề ANSYS. Tiế hàh so sáh kết quả ô phỏg số với kết quả tíh bằg phầ ề Sp000 và kết quả thực ghiệ để đáh giá thôg số ô phỏg, từ đó có cơ sở để khảo sát thôg số lớp và đáh giá ức độ trượt giữ các lớp với hu. 3. Qu thực ghiệ và tíh toá ô phỏg số đã xác địh tải trọg gây trượt. Khi chư vượt qu tải trọg gây trượt ày thì các lớp trog vỏ khôg xảy r hiệ tượg trượt, do đó trog tíh toá ái vỏ thoải có thể sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg. II. Kiế ghị - Kiế ghị: Khi tải trọg tác dụg lê vỏ bằg với tải trọg bả thâ và hoạt tải trê ái thì có thể thy thế hoà toà cốt thép thh trog loại ái vỏ cog hi chiều hiều lớp sử dụg lớp bêtôg cốt sợi thép. Khi tải trọg tác dụg vượt qu thì ái vỏ thoải sẽ bị ứt, vì vậy cầ bố trí thép thh cấu tạo goài cốt thép sợi. Khi tíh toá thiết kế vỏ, goài vị trí gầ biê có ứg suất biế dạg phức tạp cũg cầ xe xét tại vị trí đỉh vỏ và các góc vỏ.

162 Có thể sử dụg lý thuyết vỏ ột lớp tươg đươg với điều kiệ biê và tải trọg phù hợp. Nghiê cứu về lưới kích thước các chốt, hìh dạg chốt - Hướg phát triể củ đề tài: Các ghiê cứu tiếp theo có thể phát triể cho ái vỏ có lô hở và ở các loại ái vỏ ỏg khác hu hư: ái vỏ cầu, ái vỏ trụ, ái vỏ cog hi chiều â..., cho các bài toá về hiệt, gió..., các loại điều kiệ biê khác hu. Nghiê cứu xây dựg phươg trìh tổg quát chứ th số bề dày vỏ ảh hưởg đế trạg thái ứg suất biế dạg trog vỏ, hy ghiê cứu xây dựg phươg trìh chứ th số hịp vỏ...

163 3 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. Lâ Thh Qug Khải (06), Một số phươg pháp xác địh trạg thái ứg suất biế dạg củ kết cấu ái vỏ ỏg bêtôg cốt thép. Tạp chí xây dựg (ISSN ) - Bộ xây dựg, số thág 6/06, trg (65-68).. Lâ Thh Qug Khải, Lê Thh Huấ (06), Khảo sát trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải hiều lớp theo lý thuyết vỏ dị hướg và theo sơ đồ ột lớp tươg đươg. Tạp chí xây dựg (ISSN ) - Bộ xây dựg, số thág 8/06, trg (90-9). 3. Lâ Thh Qug Khải, Lê Thh Huấ, Nguyê Tiế Chươg (06), Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải cog hi chiều dươg BTCT 5 lớp với các điều kiệ biê khác hu. Tạp chí xây dựg (ISSN ) - Bộ xây dựg, số thág 0/06, trg (36-0).. Lâ Thh Qug Khải (08), Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ thoải bêtôg cốt thép hi lớp bằg thực ghiệ. Tạp chí xây dựg (ISSN ) - Bộ xây dựg, số thág 3/08, trg (58-6). 5. L Thh Qug Khi, Do Thi My Dug (08), Stress-stri i ulti-lyer reiforced cocrete doubly curved shell roof. 5 th World Coferece O Applied Sciece, Egieerig Ad Techology, /08, Idi (ISBN: ).

164 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếg Việt []. TCVN : Bê tôg ặg Phươg pháp xác địh cườg độ chịu é []. TCVN : Bê tôg ặg Phươg pháp xác địh cườg độ lăg trụ và ođu đà hồi khi é tĩh [3]. TCVN : Xi ăg poóc lăg bề su phát Yêu cầu kỹ thuật []. TCVN : Xi ăg poóc lăg hỗ hợp Yêu cầu kỹ thuật [5]. TCVN Bê tôg Yêu cầu bảo dưỡg ẩ tự hiê [6]. TCVN Kết cấu bêtôg và bêtôg cốt thép - Tiêu chuẩ thiết kế [7]. TCVN...Kết cấu bêtôg cốt sợi thép-tiêu chuâ thiết kế, Hà Nội-06 (dự thảo) [8]. Đô Đức Duy (00), Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ cooid dưới tác dụg củ tải trọg và hiệt độ thy đổi theo điều kiệ khí hậu Việt N. Luậ vă thạc sĩ kỹ thuật, Trườg ĐH Kiế Trúc HN. [9]. Nguyê Hiệp Đồg (008), Ứg dụg phươg pháp đúg dầ để tíh toá vỏ thoải. Luậ á tiế sĩ KHKT, Trườg Đại học xây dựg Moskv (bả dịch) [0]. Nguyê Hiệp Đồg, Lê Thế Ah (0), Ứg dụg phươg pháp tíh xấp xỉ liê tiếp để tíh ái vỏ cog chiều bằg bêtôg cốt thép. Hội ghị Kho học, Vật liệu và Côg ghệ xây dựg. ĐH Kiế Trúc HN. []. Nguyê Hiệp Đồg (0), Tíh toá vỏ thoải cog chiều dươg, ặt bằg hìh chữ hật kê góc bằg phươg pháp số xấp xỉ liê tiếp. Tạp chí KHCN xây dựg số /0.

165 5 []. Lê Thh Huấ (98), Kết cấu ái vỏ bằg BTCT. Nxb Xây dựg. [3]. Lê Thh Huấ, Trịh Hoà Lih, Nguyê Ah Thục (985), Một số kết quả ghiê cứu ứg dụg kết cấu vỏ ỏg BTCT trog côg trìh DD và CN. Báo cáo tại hội ghị kết cấu xây dựg lầ thứ hất. []. Lê Thh Huấ (00), Vậ dụg lý thuyết vỏ dị hướg hiều lớp vào việc phâ tích trạg thái ứg suất biế dạg kết cấu ái vỏ BTCT hiều lớp trơ và có sườ. Tuyể tập hội ghị KH. Trườg ĐH Kiế Trúc HN. [5]. Lê Thh Huấ (008), Kết cấu chuyê dụg BTCT. Nxb Xây dựg. [6]. Lê Thh Huấ, Đặg Vă Hợi (03), Trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ BTCT có độ cog Guss â với các cấu kiệ biê khác hu. Tạp chí xây dựg số /03 [7]. Lê Thh Huấ, Trầ Ah Tú (0), Nghiê cứu tíh toá vỏ cooid tiết diệ thy đổi dưới tác dụg củ tải trọg thủy tĩh và áp lực đất. Tạp chí Xây dựg. [8]. Đặg Vă Hợi (0), Nghiê cứu trạg thái ứg suất biế dạg củ ái vỏ BTCT có độ cog Guss â với các cấu kiệ biê khác hu. Luậ vă thạc sĩ kỹ thuật. Trườg ĐH Kiế Trúc HN. [9]. Vũ Hoàg Hưg, Nguyê Qug Hùg (009), Ứg dụg ô hìh phầ tử tiếp xúc phâ tích ổ địh chốg trượt đập bêtôg trọg lực. Tạp chí kho học kỹ thuật Thủy Lợi & Môi Trườg-Trườg Đại học Thủy Lợi, số 5, thág 6/009. [0]. Lâ Thh Qug Khải (07), Nghiê cứu sự cùg là việc củ lớp bêtôg cốt sợi thép và lớp bêtôg thườg trog dầ bêtôg lớp bằg thực ghiệ và bằg Asys. Tạp chí xây dựg (ISSN ) - Bộ xây dựg, số thág /07, trg (-5).

166 6 []. Ngô Thế Phog, Lý Trầ Cườg, Đih Chíh Đạo, Ph Qug Mih (005), Kết cấu BTCT Phầ kết cấu đặc biệt. Nxb KHKT. Tiếg Ah []. ACI 5.R-96: Stte-of-the-Art Report o Fiber Reiforced Cocrete [3]. ASTM A80-0: Stdrd Specifictio for Steel Fibers for Fiber- Reiforced Cocrete []. ANSYS (03), Ic Theory referece, Relese 5.0, Docuettio for ANSYS [5]. EN 99--:00(E), Eurocode : Desig of cocrete structures - Prt -: Geerl rules d rules for buildigs. [6]. Abrsui S.A. (966), Soe curret spects of the theory of isotropic lyered shells. I Applied Mechics Surveys. [7]. Ahd S., Iros B., Ziekiewicz O.C. (970), Alysis of thick d thi shell structure by curved fiite eleet. Itert. J. Nuber: Egrg [8]. Bgsh M.Y.H. (989), Cocrete d cocrete structure - Nuericl odelig d pplictios. Elsevier sciece publishers Ltd., Lodo, Egld. [9]. Bdyopdhyy J.N, Adity A.K. (989), Bedig lysis of doubly curved shell structures by fiite eleet ethod. Coputers & Structures, Vol 3, Issue 5, 989, Pges [30]. Crrer E. (00), Theories d fiite eleets of ultilyered, isotropic, coposite pltes d shells. Archives of Coputtiol Methods Egieerig, Vol 9,, [3]. Dupuis G., Goel J.J. (969), A curved fiite eleet for thi elstic shells. Brow uiversity.

167 7 [3]. El-Mezii N., Citipitiouglu E. (99), Fiite eleet lysis of prestressed d reiforced cocrete structure, ASCE jourl of structure egieerig, vol. 97, No., pp 5-58 [33]. Evy Verwip, Tie Tyss, Mrijke Mollert, Mciej Wozik (06), Predictio of the bucklig behviour of thi ceet coposite shells: Preter study. Thi-Wlled Structures, Vol 08, Noveber 06, Pges 0-9. [3]. Ferreir A.J.M., Crrer E., Ciefr M., Roque C.M.C. (0), Alysis of lited doubly curved shells by lyerwise theory d rdil bsis fuctios colloctio, ccoutig for through the thickess defortios. Coput Mech (0) 8:3-5, DOI 0.007/s [35]. Frcesco T., Nichols F., Erso V., Reddy J.N, (0), Wikler Psterk foudtio effect o the sttic d dyic lyses of lited doubly curved d degeerte shells d pels. Coposites: prt B 57, pp [36]. Gordo E.S., Willi A.L. (968), A doubly curved trigulr shell eleet. Cou. Nuer. AFFDL-TR [37]. Hogestd E., (95), A study of cobied bedig d xil lod i reiforced cocrete ebers. Uiversity of Illiois egieerig experiet sttio, Bull series No [38]. Hyo-Gyoug Kwk, Filip C. Filippou (990), Fiite eleet lysis of reiforced cocrete structures uder ootoic lods. Report No. UCB/SEMM-90/, Uiversity of Clifori, Berkeley, /990. [39]. Hyuk Chu Noh (005), Ultite stregth of lrge scle reiforced cocrete thi shell structures. Thi-Wlled Structures, Vol 3, Issue 9, pp 8-3.

168 8 [0]. Hrish B.A., N. Vekt R, K. Mjuth (05), Fiite eleet lysis of doubly curved thi cocrete shells. Itertiol Jourl of Egieerig Sciece d Iovtive Techology, Vol, Issue 5. []. Iskhkov I., d Ribkov Y. (007), A desig ethod for two-lyer bes cosistig of orl d fiberd high stregth cocrete, Mter. Desig, vol. 8, pp []. Iskhkov I. d Ribkov Y. (0), Two-lyer bes fro orl d fibered high stregth cocrete, 6th Itertiol Structurl Egi-eerig d Costructio Coferece, Zurich, Switzerld, Jue, pp. 6. [3]. Iskhkov I., Ribkov Y., Holschecher K. d Mueller T. (03), Experietl ivestigtio of full scle two-lyer reiforced cocrete bes. Mechics of dvced terils d structures, published olie, Dec 03. []. Iskhkov I., Ribkov Y., Holschecher K (06), Experietl ivestigtio of cotiuous two-lyer reiforced cocrete be. Structurl cocrete, published olie, Ju 06. [5]. Jeyshree T.M., Arukur C., Ashok Kur S. (07), Experietl d lyticl study o fuiculr cocrete shell foudtio uder ultite lodig. Ase jourl of civil egieerig, vol 8, No. 6, pp [6]. Ket D.C. d Prk R. (97), Flexurl ebers with cofied cocrete. Jourl of the structurl divisio, Proceedig of the Aeric society of civil egieerers, 97 (ST7), [7]. Kchlkev D., Miller T., Yi S., Chswt K., Potisuk T. (00), Fiite eleet odelig of reiforced cocrete structures stregtheed

169 9 with FRP lites. Reserch project work pl, SPR 36, Orego Deprtet of trsporttio, Wshigtio. [8]. Kyow Co. (006), How stri gges work.techicl ifortio, Kyow electroic istruets copy. [9]. Lee P.S., Noh H.C., Bthe K.J. (007), Isight ito 3 ode trigulr shell fiite eleets: the effect of eleet isotropy d esh ptters. Coputers d Structures, vol 85. [50]. Moh P. (997), Developet d pplictios of flt trigulr eleet for thi lited shells. Doctor of Philosophy, Virgii. [5]. Melek N.N., Sf M.A., Bshdy A.A., ABD-Elrzek A.S. (03), Repirig d stregtheig of ellipticl prboloid reiforced cocrete shells with opeigs. Archives of civil egieerig, Lix, 3, 03. Meoufiy Uiversity, Egypt. DOI: 0.78/ce [5]. Nguye Dg Quy, A. Mtzeiller (007), A solid-shell eleet with ehced ssued stri for higher order sher defortio i lites. Copt. Struct. Techische Mechik, Bd 8, Heft 3- [53]. Nilophr Tboli d A.B. Kulkri (0), Bedig lysis of prboloid of revoltio shell. Itertiol Jourl of civil egieerig reserch. Vol 5, No, pp [5]. Prveekur G., Prtheeb R., Gopith L. (07), Experietl ivestigtio of ficulr shell. Itertiol jourl of civil egieerig, specil issue. [55]. Richrd H. Mcel (978), A siple qudrilterl shell eleet. Coputers d Structures, vol 8.

170 50 [56]. Ro K.P. (978), A rectgulr lited isotropic shllow thi shell fiite eleet. Coputer ethods i pplied echics d egieerig 5, pp [57]. Sore M (966), A uericl ppproch the beldig theory of Hypr Sells. Idi Cocret Jv, Vol 0. N 0. [58]. Siidi M., Vrotios S. d Dougls B. (990), Model for the respose of reiforced cocrete bes stregtheed by cocrete overlys.aci structurl jourl, V.87, No. 6 [59]. Sivkur P., Mjuth K., Hrish B.A (05), Experietl d FE lysis of fuiculr shells. Itertiol jourl of egieerig d iovtive techology, vol, Issue 9. [60]. Stefo Gbriele, Vlerio Vro, Giuli Tosello, Dvide Alfosi (08), R-Fuiculrity of for foud shell structures. Egieerig structures 57 (08) [6]. Tiosheko, Woiowsky-Krieger (959), Theory of pltes d shells. McGrw-Hill. [6]. Todeschii C.E., Bichii A.C. d Kesler C.E. (96), Behvior of cocrete colus reiforced with high stregth steels. ACI jourl, Proceedig, Vol. 6, No. 6, pp [63]. Vlsov V.Z. (96), Geerl theory of shells d its pplictios i egieerig. NASA TT F-99 [6]. Will K.J. d Wrke E.D. (975), Costitutive odel for the trixil behvior of cocrete. Itertiol ssocitio for bridge d structurl egieerig, Vol. 9, ISMES, Bergo, Itly.

171 5 Tiếg Ng [65]. Ле Тхань Хуан (970). Железоветонное покрытие в виде оболочки переноса двоякои положительной kривизны с опиранием на ряды колонн. Дисертация Кандидата технических наук. МИСИ. Москва. [66]. Aмбацумян С.А (97), Общая Tеория анизотpопных оболочек. Москва. [67]. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. (978), Железобетонные Конструкции. Москва Стройиздат. [68]. Ле Тхань Хуан (98), Напряжённо- деформированное состояние Сборно и сборно монолитных железобетонных покрытий зданий в виде пологих оболочек гауссовой положительной. kpивизны применительно к климатическим и стройтельным условиям C.Р.Ветнам. МИСИ. Москва. [69]. Анареев А.Н, Немировский Ю В. (00), Многослойные Анизотопные оболочки и пластины. Изгиб, Устойчивость, Колебания Ногосибирск НАУКА. [70]. СП , СТAЛЕФИБРОБЕТОННЫЕ КОРСТРУКЦИИ, Москва, 00.

172 PHỤ LỤC

173 . Chươg trìh Asys tíh ái vỏ thoải cog hi chiều dươg hi lớp FINI /CLEAR /FILNAME,VOHAILOP /TITLE, VO BE TONG HAI LOP CONG HAI CHIEU DUONG!THAM SO BIEN THIET KE A=.5!M, BAN KINH CANH NGAN B=.5!M, BAN KINH CANH DAI BD=0.5!M, BE RONG MAT CAT DAM PHIA TREN VO HD=0.3!M, CHIEU CAO MAT CAT DAM PHIA DUOI VO HD=0.0!M, CHIEU CAO MAT CAT DAM PHIA TREN VO H=0.0!M, CHIEU DAY LOP BE TONG COT SOI B30 PHIA DUOI H=0.03!M, CHIEU DAY LOP BE TONG THUONG B0 PHIA TREN H=H+H!M, CHIEU DAY VO HD=HD+H+HD!M, CHIEU CAO DAM BIEN HC=0.3!M, BE RONG MAT CAT COT LC=.3!M, CHIEU CAO COT F=0.6!M, DO CAO VOM TAI DINH VO F=0.3!M, DO CAO VOM TAI DAM BIEN CANH NGAN F=0.3!M, DO CAO VOM TAI DAM BIEN CANH DAI P=00!kN/M, GIOI HAN AP LUC PHAN BO DEU EB30=3.935E7!KN/M,MODUN DAN HOI LOP BE TONG COT SOI PB30=0.67!POISSON DB30=.5!KHOI LUONG RIENG FCB30=700!KN/M, CUONG DO GIOI HAN CHIU NEN FTB30=59!KN/M, CUONG DO GIOI HAN CHIU KEO EB0=.68E7!KN/M, MODUN DAN HOI LOP BE TONG THUONG PB0=0.!POISSON DB0=.!KHOI LUONG RIENG FCB0=800!KN/M, CUONG DO GIOI HAN CHIU NEN FTB0=59!KN/M, CUONG DO GIOI HAN CHIU KEO EBC=3.935E0!KN/M,MODUN DAN HOI BE TONG DAM VA COT PBC=0.!POISSON DBC=0!KHOI LUONG RIENG FCBC=700!KN/M, CUONG DO GIOI HAN CHIU NEN FTBC=59!KN/M, CUONG DO GIOI HAN CHIU KEO

174 3 EAII=.E8!KN/M, MODUN DAN HOI COT THEO SOI PAII=0.3!POISSON DAII=7.8!KHOI LUONG RIENG SCAII=33000!KN/M, GIOI HAN CHAY CS=0.0!HAM LUONG COT SOI!XAY DUNG MO HINH HINH HOC /PREP7 ET,,SOLID65!PHAN TU KHOI BE TONG 8 NUT ET,,SOLID5!PHAN TU KHOI 8 NUT ET,3,TARGE70!PHAN TU MAT MUC TIEU ET,,CONTA73!PHAN TU MAT TIEP XUC MP,EX,,EB30!VAT LIEU BE TONG COT SOI B30 MP,PRXY,,PB30 MP,DENS,,DB30 DC_30=*FCB30/EB30 D_30=0.3*FCB30/EB30 S_30=0.3*FCB30 D_30=D_30+0.5*(DC_30-D_30)/ S_30=(EB30*D_30)/(+(D_30/DC_30)**) D3_30=D_30+(*(DC_30-D_30)/) S3_30=(EB30*D3_30)/(+(D3_30/DC_30)**) D_30=D_30+(.5*(DC_30-D_30)/) S_30=(EB30*D_30)/(+(D_30/DC_30)**) D5_30=DC_30 S5_30=FCB30 TB,MELA,,,5, TBPT,,D_30,S_30 $TBPT,,D_30,S_30 TBPT,,D3_30,S3_30 $TBPT,,D_30,S_30 TBPT,,D5_30,S5_30 $TB,CONC, TBDATA,,0.3,0.9,FTB30,FCB30 MP,EX,,EB0!VAT LIEU BE TONG THUONG B0 MP,PRXY,,PB0 MP,DENS,,DB0 DC_0=*FCB0/EB0 $D_0=0.3*FCB0/EB0 S_0=0.3*FCB0 D_0=D_0+0.5*(DC_0-D_0)/

175 S_0=(EB0*D_0)/(+(D_0/DC_0)**) D3_0=D_0+(*(DC_0-D_0)/) S3_0=(EB0*D3_0)/(+(D3_0/DC_0)**) D_0=D_0+(.5*(DC_0-D_0)/) S_0=(EB0*D_0)/(+(D_0/DC_0)**) D5_0=DC_0 S5_0=FCB0 TB,MELA,,,5, TBPT,,D_0,S_0 $TBPT,,D_0,S_0 TBPT,,D3_0,S3_0 $TBPT,,D_0,S_0 TBPT,,D5_0,S5_0 $TB,CONC, TBDATA,,0.3,0.9,FTB0,FCB0 MP,EX,3,EBC!VAT LIEU BE TONG DAM BIEN VA COT MP,PRXY,3,PBC $MP,DENS,3,DBC DC_C=*FCBC/EBC $D_C=0.3*FCBC/EBC S_C=0.3*FCBC D_C=D_C+0.5*(DC_C-D_C)/ S_C=(EBC*D_C)/(+(D_C/DC_C)**) D3_C=D_C+(*(DC_C-D_C)/) S3_C=(EBC*D3_C)/(+(D3_C/DC_C)**) D_C=D_C+(.5*(DC_C-D_C)/) S_C=(EBC*D_C)/(+(D_C/DC_C)**) D5_C=DC_C S5_C=FCBC TB,MELA,3,,5, TBPT,,D_C,S_C $TBPT,,D_C,S_C TBPT,,D3_C,S3_C $TBPT,,D_C,S_C TBPT,,D5_C,S5_C $MP,EX,,EAII!VAT LIEU COT SOI THEP MP,PRXY,,PAII $MP,DENS,,DAII MP,MU,,0.7!VAT LIEU TIEP XUC R,, R,,,CS/,0,0,,CS/,90,0!HANG SO GIA CO BE TONG R,3,!XAY DUNG MO HINH HINH HOC K,,0,F,0 K,,-A-BD,0,B+BD

176 5 K,3,A+BD,0,-B-BD K,,0,0,0 LARC,, 3, LDIV,,,, LDELE, CSYS, AROTAT,ALL,,,,,,,,360,8 NUMCMP,ALL CSYS,0 VEXT,ALL,,,0,H,0,,,, ASEL,S,,,,8 VEXT,ALL,,,0,-H,0,,,, ALLSEL $WPOFF,0,0,-B VSBW,ALL $WPOFF,0,0,-BD VSBW,ALL $WPCSYS,-,0 WPOFF,0,0,B $VSBW,ALL WPOFF,0,0,BD $VSBW,ALL WPCSYS,-,0 $WPROT,0,0,90 WPOFF,0,0,-A $VSBW,ALL WPOFF,0,0,-BD $VSBW,ALL WPCSYS,-,0 $WPROT,0,0,90 WPOFF,0,0,A $VSBW,ALL WPOFF,0,0,BD $VSBW,ALL WPCSYS,-,0 $ALLSEL VSEL,S,LOC,X,-A-BD,A+BD VSEL,R,LOC,Z,-B-BD,B+BD CM,VO,VOLU $ALLSEL CMSEL,U,VO $VDELE,ALL,,, ALLSEL $VPLOT FLST,5,6,5,ORDE,6 FITEM,5,6 $FITEM,5, FITEM,5,3 $FITEM,5,-3 FITEM,5,55 $FITEM,5,58 FITEM,5,6 $FITEM,5,96 FITEM,5,98 $FITEM,5,8 FITEM,5,3 $FITEM,5,7

177 6 FITEM,5,6 $FITEM,5,6 FITEM,5,8 $FITEM,5,89 ASEL,R,,,P5X $VEXT,ALL,,,0,HD,0,,,, ALLSEL $FLST,5,6,5,ORDE,6 FITEM,5,6 $FITEM,5, FITEM,5,8 $FITEM,5,-9 FITEM,5,70 $FITEM,5, FITEM,5,6 $FITEM,5,99 FITEM,5,-00 $FITEM,5,0 FITEM,5, $FITEM,5,30 FITEM,5,65 $FITEM,5,-66 FITEM,5,86 $FITEM,5,90 ASEL,R,,,P5X $VEXT,ALL,,,0,-HD,0,,,, ALLSEL $VPLOT BLOCK,-A-BD-HC/,-A-BD+HC/,-LC+HD,HD,-B-BD-HC/,-B-BD+HC/ VGEN,,73,,,*(A+BD),,,,0 VGEN,,73,7,,,,*(B+BD),,0 ALLSEL $VOVLAP,ALL VGLUE,ALL $ALLSEL NUMCMP,ALL!XAY DUNG MO HINH PHAN TU HUU HAN VSEL,ALL $VATT,3,, ALLSEL $FLST,5,8,6,ORDE,8 FITEM,5, $FITEM,5,3 FITEM,5,6 $FITEM,5,-7 FITEM,5,3 $FITEM,5,7 FITEM,5,9 $FITEM,5,35 VSEL,R,,,P5X $VATT,,,!-BTT CM,BTT,VOLU $ALLSEL FLST,5,8,6,ORDE,8 $FITEM,5, FITEM,5, $FITEM,5,0 FITEM,5,- $FITEM,5, FITEM,5,8 $FITEM,5,30 FITEM,5,36 $VSEL,R,,,P5X VATT,,,!-BTS, -HAM LUONG CM,BTCS,VOLU $ALLSEL

178 7 ESIZE,ALL,H $MSHKEY,0 MSHAPE,,3D $VMESH,ALL NUMMRG,ALL $ALLSEL!GAN TIEP XUC CMSEL,S,BTT $VGEN,,ALL,,,,0,,,0 ALLSEL $CMSEL,S,BTT VCLEAR,ALL $ALLSEL CMSEL,S,BTT $VDELE,ALL,,, ALLSEL $FLST,5,8,6,ORDE, FITEM,5,09 $FITEM,5,-6 VSEL,S,,,P5X $CM,BTT,VOLU ALLSEL $CMSEL,S,BTT VGEN,,ALL,,,,-0,,,, $ALLSEL FLST,5,8,5,ORDE,8 $FITEM,5,393 FITEM,5,397 $FITEM,5,399 FITEM,5,0 $FITEM,5,0 FITEM,5, $FITEM,5,7 FITEM,5,9 $ASEL,R,,,P5X NSLA,R, $CM,NUTTREN,NODE ALLSEL $FLST,5,8,5,ORDE,8 FITEM,5,3 $FITEM,5,5 FITEM,5,60 $FITEM,5,73 FITEM,5,93 $FITEM,5,6 FITEM,5,3 $FITEM,5,5 ASEL,R,,,P5X $NSLA,R, CM,NUTDUOI,NODE $ALLSEL FLST,5,8,5,ORDE,8 $FITEM,5,389 FITEM,5,39 $FITEM,5,398 FITEM,5,03 $FITEM,5,07 FITEM,5, $FITEM,5,5 FITEM,5,8 $ASEL,R,,,P5X NSLA,R, $CM,NUTTRONG,NODE ALLSEL $FLST,5,8,5,ORDE,8 FITEM,5,55 $FITEM,5,63 FITEM,5,7 $FITEM,5,8 FITEM,5,9 $FITEM,5,5

179 8 FITEM,5,8 $FITEM,5,5 ASEL,R,,,P5X $NSLA,R, CM,NUTNGOAI,NODE $ALLSEL!TAO MAT TARGE $CMSEL,S,NUTDUOI TYPE,3 $REAL,3 MAT, $ESURF ALLSEL $!TAO MAT CONTA CMSEL,S,NUTTREN $TYPE, ESURF $ALLSEL!TAO MAT TARGE $CMSEL,S,NUTNGOAI TYPE,3 $REAL,3 MAT, $ESURF ALLSEL $!TAO MAT CONTA CMSEL,S,NUTTRONG $TYPE, ESURF $ALLSEL FINISH!GAN DIEU KIEN BIEN VA TAI TRONG /SOLU $ACEL,0,9.8,0 NSEL,S,LOC,Y,-LC+HD $D,ALL,ALL ALLSEL $FLST,5,8,5,ORDE,8 FITEM,5,39 $FITEM,5,396 FITEM,5,00 $FITEM,5,05 FITEM,5,08 $FITEM,5, FITEM,5,6 $FITEM,5,0 ASEL,R,,,P5X $CM,MATVO,AREA ALLSEL $ANTYPE,TRANS EQSLV,SPARSE $NCNV,0 NROPT,FULL $OUTRES,ALL,ALL OUTPR,ALL,ALL DELTAP=0.5!GIA SO TAI TRONG TM_START=!BUOC TAI DAU TM_END=P/DELTAP!BUOC TAI KET THUC TM_INCR=!GIA SO BUOC TAI *DO,TM,TM_START,TM_END,TM_INCR TIME,TM $NSUBST, KBC,0 $CMSEL,S,MATVO!GAN AP LUC LEN MAT VO

180 9 NSLA,R, $SF,ALL,PRES,TM*DELTAP ALLSEL $SOLVE *ENDDO $FINISH /POST6 $NNUM=NODE(0,F+H,0) NSOL,,NNUM,U,Y, UY_, $XVAR, PLVAR,,. Một vài hìh ảh thí ghiệ dầ lớp Đúc 6 dầ kích thước , lớp bêtôg sợi B30 dày 0c, lớp bêtôg thườg B0 dày 0c. Trog đó: - Đúc dầ với lớp bêtôg sợi (BTS) ằ trê, có các chốt gg liê kết (D-0 và D-0) (Hìh ) - Đúc dầ với lớp bêtôg sợi ằ trê, khôg có các chốt gg liê kết (D-0 và D-05) (Hìh b) (Hìh c) (Hìh d) - Đúc dầ với lớp bêtôg sợi ằ dưới, có chốt gg liê kết (D-03) - Đúc dầ bằg bêtôg thườg lớp, kích thước D-06

181 0 ) Dầ BTS trê có chốt; b) Dầ BTS trê khôg chốt c) Dầ BTS dưới có chốt; d) Dầ ột lớp bêtôg thườg Hìh. Thiết kế các dầ thí ghiệ

182 Sơ đồ bố trí thiết bị thí ghiệ:

183 ) Dầ BTS trê b) Dầ BTS dưới c) Dầ BTT lớp Hìh. Sơ đồ bố trí các thiết bị đo cho từg loại dầ Hìh 3. Dầ hi lớp trê bệ thí ghiệ

184 3 Kết quả thí ghiệ dầ lớp Hìh dạg biế dạg và sự hìh thàh vết ứt ) Dầ D-0 (Bêtôg sợi trê có chốt) b) Dầ D-0 (Bêtôg sợi trê có chốt) c) Dầ D-03 (Bêtôg sợi dưới có chốt) d) Dầ D-0 (Bêtôg sợi trê khôg chốt)

185 e) Dầ D-05 (Bêtôg sợi trê khôg chốt) f) Dầ D-06 (dầ BTT lớp) Hìh. Hìh dạg biế dạg và sự hìh thàh vết ứt Đườg qu hệ tải trọg - biế dạg: Hìh 5. Qu hệ giữ tải trọg - biế dạg é gầ ặt trê củ dầ

186 5 Hìh 6. Qu hệ giữ tải trọg - biế dạg kéo gầ ặt dưới củ dầ Đườg qu hệ tải trọg-biế dạg trượt, tải trọg-độ võg Hìh 7. Qu hệ tải trọg - biế dạg trượt củ dầ

187 6 Mô phỏg ANSYS Hìh 8. Qu hệ tải trọg độ võg củ dầ Điều kiệ biê và tải trọg tác dụg Hìh 9. Chi lưới, điều kiệ biê và tải trọg tác dụg lê ô hìh Về biế dạg và vết ứt trog dầ - Biế dạg củ dầ theo thí ghiệ (EXP) và theo ô phỏg số (FEA), được thể hiệ ở (Hìh 0) ) Biế dạg theo thí ghiệ

188 7 b) Biế dạg theo ô phỏg số dầ bêtôg sợi trê c) Biế dạg theo ô phỏg số dầ bêtôg sợi dưới Hìh 0. Hìh dạg biế dạg củ dầ thí ghiệ và ô phỏg số - Sự phát triể vết ứt củ dầ theo ô phỏg số, được trìh bày ở (Hìh ) ) Dầ bêtôg sợi trê có chốt (P=90kN) b) Dầ bêtôg sợi trê khôg chốt (P=90kN) c) Dầ bêtôg sợi dưới có chốt (P=90kN) Hìh. Vết ứt củ dầ theo ô phỏg số

189 8 Về ột số đườg qu hệ tải trọg độ võg, tải trọg biế dạg trog dầ ) Dầ BTS trê có chốt b) Dầ BTS trê khôg chốt c) Dầ BTS dưới có chốt Hìh. Biểu đồ qu hệ tải trọg - độ võg theo EXP và FEA

190 9 ) Dầ bêtôg sợi trê có chốt b) Dầ bêtôg sợi trê khôg chốt

191 0 c) Dầ bêtôg sợi dưới có chốt Hìh 3. Biểu đồ qu hệ tải trọg-biế dạg theo EXP và FEA Chươg trìh ô phỏg ANSYS /TITLE, DAM BE TONG COT SOI!NHAP THAM SO DAU VAO B=0.5!M,BE RONG MAT CAT NGANG H=0.!M,CHIEU CAO BE TONG THUONG B0 H=0.!M,CHIEU CAO BE TONG COT SOI B30 L=.!M,CHIEU DAI DAM L=0.!M,DOAN CONG XON DAU L=0.5!M,KHOANG CACH VI TRI TAI TRONG DAU DAM BD=B!M, BE RONG TAM DEM LD=0.!M, CHIEU DAI TAM DEM HD=0.006!M, CHIEU DAY TAM DEM P=90!kN, TAI TRONG TAP TRUNG DK=0.0!M,DUONG KINH COT DOC CHIU KEO DN=0.0!M,DUONG KINH COT DOC CHIU NEN DD=0.006!M,DUONG KINH COT DAI DC=0.006!M,DUONG KINH CHOT A=0.05!M,KHOANG CACH COT DAI B=0.05!M,LOP BAO VE COT THEP DOC B=0.0!M,LOP BAO VE COT BEN BC=0.08!M,BE RONG CHOT HC=0.!M,CHIEU CAO CHOT

192 E_B0=.68E7!kN/, MO DUN DAN HOI CUA BE TONG THUONG B0 P_B0=0.!HE SO POISSON D_B0=.!KHOI LUONG RIENG FT_B0=59!CUONG DO CHIU KEO, kn/ FC_B0=-!CUONG DO CHIN NEN, kn/ E_B30=3.935E7!kN/,MO DUN DAN HOI CUA BE TONG COT SOI B30 P_B30=0.67!HE SO POISSON D_B30=.5!KHOI LUONG RIENG FT_B30=59!CUONG DO KHANG KEO kn/ FC_B30=-!CUONG DO KHANG NEN kn/ E_THEP=.E8!kN/ P_THEP=0.3!HE SO POISSON D_THEP=7.850!KHOI LUONG RIENG SC_THEP=3000!GIOI HAN CHAY CUA COT THEP,KN/M!DINH NGHIA THUOC TINH /PREP7!DINH NGHIA LOAI PHAN TU ET,,SOLID85!PHAN TU MO PHONG BE TONG ET,,BEAM88!PHAN TU DAM MO PHONG COT THEP ET,3,TARGE70 ET,,CONTA73 ET,5,SOLID5!PHAN TU MO PHONG TAM DEM R,3,,,!DINH NGHIA MAT CAT PHAN TU SECTYPE,,BEAM,CSOLID,CK!DINH NGHIA MAT CAT NGANG COT KEO SECOFFSET,CENT!TRUC DAM NAM TAI TAM MAT CAT SECDATA,DK/!BAN KINH CUA COT THEP KEO SECTYPE,,BEAM,CSOLID,CN!DINH NGHIA MAT CAT NGANG COT NEN SECOFFSET,CENT!TRUC DAM NAM TAI TAM MAT CAT SECDATA,DN/!BAN KINH CUA COT THEP NEN SECTYPE,3,BEAM,CSOLID,CD SECOFFSET,CENT $SECDATA,DD/ SECTYPE,,BEAM,CSOLID,CHOT SECOFFSET,CENT $SECDATA,DC/

193 !DINH NGHIA VAT LIEU MP,EX,,E_B0!DINH NGHIA VAT LIEU BE TONG THUONG B0 MP,PRXY,,P_B0 $MP,DENS,,D_B0 TB,CONC, $TBDATA,,0.3,0.9,FT_B0,FC_B0 MP,EX,,E_B30!DINH NGHIA VAT LIEU BE TONG SOI B5 MP,PRXY,,P_B30 $MP,DENS,,D_B30 TB,CONC, $TBDATA,,0.3,0.9,FT_B30,FC_B30 MP,EX,3,E_THEP!DINH NGHIA VAT LIEU COT THEP MP,PRXY,3,P_THEP $MP,DENS,3,D_THEP TB,BISO,3 $TBDATA,,SC_THEP MP,MU,,0.8 $!XAY DUNG MO HINH HINH HOC RECTNG,0,B,0,H $RECTNG,0,B,H,H+H WPROT,0,0,90 $WPOFF,0,0,B ASBW,ALL $WPOFF,0,0,B-*B ASBW,ALL $WPROT,0,-90,0 WPOFF,0,0,B $ASBW,ALL WPOFF,0,0,H-B+H-B $ASBW,ALL WPOFF,0,0,-(H-B-HC/) $ASBW,ALL WPOFF,0,0,-HC $ASBW,ALL WPROT,0,-90,0 $WPOFF,0,0,B/-BC/-B ASBW,ALL $WPOFF,0,0,BC ASBW,ALL $NDAI=L/A VEXT,ALL,,,0,0,A $WPROT,0,0,-90 VGEN,NDAI,ALL,,,0,0,A $WPCSYS,-,0 VSEL,S,LOC,Y,0,H $VGLUE,ALL ALLSEL $VSEL,S,LOC,Y,H,H+H VGLUE,ALL $ALLSEL ASEL,S,LOC,Z,L-LD/,L+LD/ ASEL,A,LOC,Z,L-L-LD/,L-L+LD/ ASEL,R,LOC,Y,H+H $VEXT,ALL,,,0,HD,0 ALLSEL!GAN THUOC TINH CHO DOI TUONG VSEL,S,LOC,Y,0,H $VATT,,3, VSEL,S,LOC,Y,H,H+H $VATT,,3, VSEL,S,LOC,Y,H+H,H+H+HD!TAM THEP VATT,3,,5 $ALLSEL

194 3 LSEL,S,LOC,X,B $LSEL,A,LOC,X,B-B LSEL,R,LOC,Y,B $LATT,3,,,,,, ALLSEL $LSEL,S,LOC,X,B LSEL,A,LOC,X,B-B $LSEL,R,LOC,Y,H+H-B LATT,3,,,,,, $ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,Y,B LSEL,R,LOC,X,B,B-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,30, LSEL,S,LOC,Y,B LSEL,R,LOC,X,B,B-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,Y,H+H-B LSEL,R,LOC,X,B,B-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,30, LSEL,S,LOC,Y,H+H-B LSEL,R,LOC,X,B,B-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,X,B LSEL,R,LOC,Y,B,H+H-B

195 LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,30, LSEL,S,LOC,X,B LSEL,R,LOC,Y,B,H+H-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,X,B-B LSEL,R,LOC,Y,B,H+H-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,30, LSEL,S,LOC,X,B-B LSEL,R,LOC,Y,B,H+H-B LSEL,R,LOC,Z,I*A LATT,3,,,,,,3 *ENDDO ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,Y,H+HC/ LSEL,R,LOC,X,B/-BC/,B/+BC/ LSEL,R,LOC,Z,(3*I+)*A LATT,3,,,,,, *ENDDO ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,X,B/-BC/ LSEL,R,LOC,Y,H-HC/,H+HC/ LSEL,R,LOC,Z,(3*I+)*A

196 5 LATT,3,,,,,, *ENDDO ALLSEL *DO,I,0, LSEL,S,LOC,X,B/+BC/ LSEL,R,LOC,Y,H-HC/,H+HC/ LSEL,R,LOC,Z,(3*I+)*A LATT,3,,,,,, *ENDDO ALLSEL!CHIA PHAN TU LESIZE,ALL,0.05 $VSWEEP,ALL LSEL,S,MAT,,3 $LMESH,ALL ALLSEL $!GAN TIEP XUC ESEL,S,MAT,, $NSLE,R NSEL,R,LOC,Y,H $CM,NUTDUOI,NODE ALLSEL $ESEL,S,MAT,, NSLE,R $NSEL,R,LOC,Y,H CM,NUTTREN,NODE $ALLSEL!TAO PHAN TU TIEP XUC!TAO MAT TARGE CMSEL,S,NUTDUOI $TYPE,3 ESURF $ALLSEL!TAO MAT CONTA CMSEL,S,NUTTREN $TYPE, MAT, $ESURF ALLSEL $ESEL,S,MAT,,3 NSLE,R $NUMMRG,NODE ALLSEL $FINISH!GAN DIEU KIEN BIEN VA TAI TRONG /SOLU $ACEL,0,9.8,0!GAN DIEU KIEN BIEN $NSEL,S,LOC,Y,0 NSEL,R,LOC,Z,L $D,ALL,UX,0 D,ALL,UY,0 $D,ALL,UZ,0 ALLSEL $NSEL,S,LOC,Y,0 NSEL,R,LOC,Z,L-L $D,ALL,UX,0

197 6 D,ALL,UY,0 $ALLSEL!GAN TAI TRONG NSEL,R,LOC,Y,H+H+HD $SF,ALL,PRES,P/(LD*BD) ALLSEL!KHONG CHOT NGANG!ESEL,S,SECT,, $!EKILL,ALL!ALLSEL $!GIAI ropt,full $TIME, NSUB, $type,sttic eqslv,sprse $cv,0 outres,ll,ll $outpr,ll,ll SOLVE!XEM KET QUA /POST /VIEW,, SET,LAST /EFACET, ESEL,S,MAT,,, PLNSOL,S, /DEVICE,VECTOR, PLCRACK,0,0 FINISH 3. Một vài hìh ảh gi côg và thí ghiệ ái vỏ thoải lớp kích thước ặt bằg x ) Gi côg hìh dạg vỏ b)đổ cát tạo vá khuô đáy vỏ

198 7 c) Gi côg cốt thép biê d) Đổ bêtôg lớp e) Đổ bêtôg lớp f) Lắp stri gge g) Gi tải cát h) Gi tải bằg bêtôg Hìh. Các bước gi côg, đổ bêtôg và thí ghiệ ái vỏ