Tính toán vách phẳng bê tông cốt thép có lỗ cửa theo mô hình thanh chống giằng (STM)

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (4V): 35–46<br /> <br /> <br /> <br /> TÍNH TOÁN VÁCH PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ LỖ CỬA<br /> THEO MÔ HÌNH THANH CHỐNG GIẰNG (STM)<br /> <br /> Nguyễn Minh Thua,∗, Phạm Thanh Tùng1<br /> a<br /> Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng,<br /> số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam<br /> Nhận ngày 20/08/2019, Sửa xong 16/09/2019, Chấp nhận đăng 16/09/2019<br /> <br /> <br /> Tóm tắt<br /> Vách và lõi cứng bê tông cốt thép (BTCT) là kết cấu chịu lực không thể thiếu trong nhà cao tầng, nhưng cho tới<br /> nay các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam chưa đề cập nhiều đến việc tính toán loại kết cấu này. Hiện<br /> tại, việc tính toán cốt thép cho vách có nhiều phương pháp như phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, phương<br /> pháp giả thiết vùng biên chịu mô men, phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác, phương pháp thanh chống<br /> giằng (Strut-and-Tie Model)... Nội dung chính của bài báo là giới thiệu phương pháp tính toán vách BTCT có<br /> lỗ cửa theo mô hình thanh chống-giằng trong ACI 318-19, mô hình này được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới<br /> nhưng lại ít được áp dụng trong thiết kế tại Việt Nam. Kết quả tính toán cốt thép được so sánh với số liệu tính<br /> theo phương pháp phần tử biên.<br /> Từ khoá: vách phẳng; BTCT; lỗ cửa; thanh chống - giằng; ACI 318.<br /> CALCULATION OF REINFORCED CONCRETE SHEAR WALLS WITH OPENINGS BY STRUT-AND-<br /> TIE MODEL (STM)<br /> Abstract<br /> Reinforced concrete (RC) Shear walls and Cores are indispensable bearing structures in high-rise buildings,<br /> but up to now Vietnam’s applicable construction standards do not clearly mention the calculation of those<br /> structures. Currently, the calculation of reinforcement for shear walls can be implemented based on many<br /> methods such as the elastic stress distribution, the method of assuming the marginal bearing area, the interactive<br /> chart method, the Strut-and-Tie Model, etc. The main content of the paper is to introduce the calculation method<br /> of reinforced concrete walls with openings according to the Strut-and-Tie Model in ACI 318-19, a new one<br /> has not been popularly applied in Vietnamese design work. The obtained results are compared with the data<br /> calculated based on the method of assuming the marginal bearing area.<br /> Keywords: shear wall; RC; openings; strut and tie; ACI 318.<br /> c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)<br /> https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(4V)-04 <br /> <br /> <br /> 1. Giới thiệu<br /> <br /> Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu nhiều nước trên thế giới đã có chỉ dẫn về tính toán vách cứng bê tông<br /> cốt thép (BTCT) nhưng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2018 [1] chưa đề cập cụ thể cách tính toán,<br /> do đó gây khó khăn cho việc áp dụng trong thực tế.<br /> Việc tính toán tác động đồng thời của cả mômen và lực cắt rất phức tạp và khó thực hiện, vì vậy<br /> trong các tiêu chuẩn thiết kế vẫn tách riêng việc tính cốt dọc và cốt đai khi tính toán vách BTCT. Theo<br /> Tùng và cs. [2], việc tính cốt thép dọc cho vách cứng có thể tính theo ba phương pháp phổ biến sau:<br /> <br /> ∗<br /> Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: nmthu511@gmail.com (Thu, N. M.)<br /> <br /> 35<br />  Thu, N. M., Tùng, P. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> - Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi;<br /> - Phương pháp vùng biên chịu mô men;<br /> - Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác.<br /> Tuy nhiên, tính toán cốt thép theo các phương pháp trên chưa phản ánh đúng sự làm việc của vách<br /> BTCT (coi vật liệu đàn hồi) hoặc là quy trình tính toán khá phức tạp (phương pháp xây dựng biểu đồ<br /> tương tác). Ở các phương pháp này, tính toán và thiết kế các cấu kiện BTCT đều dựa trên giả thiết là<br /> tiết diện phẳng trong quá trình chịu lực, điều này chỉ thích hợp cho những khu vực kết cấu có trường<br /> ứng suất thay đổi một cách đều đặn. Trong thực tế, có rất nhiều khu vực trong kết cấu vách BTCT<br /> (vách có lỗ cửa . . . ) mà trường ứng suất và biến dạng có nhiễu loạn lớn làm cho việc áp dụng giả thiết<br /> về biến dạng phẳng không còn đúng nữa.<br /> Với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính, các hệ thống phần mềm tính toán kết cấu BTCT dựa<br /> trên phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến đã được xây dựng khá nhiều trong thời gian gần đây như<br /> ANSYS, ABAQUS, ATENA, midas FEA v.v. Những công cụ này cho phép nghiên cứu một cách khá<br /> chính xác ứng xử của các vùng không liên tục trong kết cấu BTCT trong suốt quá trình chịu lực, cả<br /> trước và sau khi nứt. Khi khai thác các chương trình này, có thể sử dụng các quan hệ ứng suất – biến<br /> dạng của bê tông đã nứt như trong lý thuyết vùng nén cải tiến. Cho đến nay, để nghiên cứu tỉ mỉ sự<br /> làm việc các vùng không liên tục trong kết cấu BTCT sau khi nứt, phương pháp phần tử hữu hạn phi<br /> tuyến với các phần mềm máy tính đang là công cụ mạnh nhất. Tuy nhiên, đối với các thiết kế thực<br /> tế, phương pháp này đòi hỏi quá nhiều thời gian và công sức của kỹ sư, chúng chỉ thích hợp cho các<br /> nghiên cứu đặc biệt và được sử dụng để điều chỉnh các phương pháp thiết kế thông thường. Bởi vậy,<br /> một trong các phương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay được đưa vào nhiều tiêu chuẩn của các<br /> nước trên thế giới để thiết kế khu vực không liên tục trong các kết cấu BTCT là phương pháp sơ đồ hệ<br /> thanh chống – giằng (STM). Phương pháp này hiện nay còn chưa được ứng dụng nhiều ở Việt Nam.<br /> Vì vậy nội dung chính của bài báo là giới thiệu phương pháp tính toán mới dễ vận dụng cho vách<br /> phẳng BTCT có lỗ cửa, nơi tồn tại trường ứng suất và biến dạng nhiễu loạn, so sánh phương pháp này<br /> với phương pháp thiết kế thường gặp thông qua ví dụ tính toán, từ đó rút ra các kiến nghị ứng dụng,<br /> làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư thiết kế.<br /> <br /> 2. Tổng quan về mô hình thanh chống – giằng<br /> 2.1. Giới thiệu phương pháp sơ đồ hệ thanh chống-giằng<br /> Để tính toán và thiết kế các kết cấu BTCT, người ta có thể mô hình hoá dòng lực chạy trong chúng<br /> bằng các sơ đồ dạng giàn đơn giản [3–6]. Trường ứng suất nén chính trong bê tông có xu hướng trở<br /> thành các đường thẳng và các thanh bê tông nằm giữa các vết nứt sẽ chịu ứng suất nén này và có thể<br /> được mô hình hoá thành các thanh nén. Trường ứng suất kéo sẽ do cốt thép chịu và được mô hình<br /> hoá thành các thanh kéo. Các khu vực có sự chuyển hướng của ứng suất được thể hiện thành các nút<br /> (Hình 1).<br /> Phương pháp này được gọi là phương pháp sơ đồ hệ thanh (SĐHT) hay “thanh chống và thanh<br /> giằng” (Strut-and-Tie model). Việc thay thế một kết cấu hoặc cấu kiện BTCT bằng một SĐHT thực<br /> chất là đi tìm một trạng thái nội lực trong kết cấu để SĐHT thoả mãn điều kiện cân bằng và điều<br /> kiện cường độ. Đây là một công cụ hữu hiệu, được thừa nhận và áp dụng trên thế giới để phân tích<br /> các hư hỏng cũng như thiết kế mới kết cấu BTCT, đặc biệt là các khu vực chịu lực cục bộ (khu vực<br /> không liên tục) trong kết cấu. Nhiều tiêu chuẩn thiết kế tiên tiến trên thế giới như ACI 318-19 [7],<br /> EuroCode 2 [8], AASHTO [9], DIN 1045 [10] ... đã chính thức coi phương pháp SĐHT là một phương<br /> pháp dùng để phân tích và xử lý cấu tạo cho kết cấu với nhiều thế mạnh thay thế cho việc áp dụng<br /> thuần túy các qui định cấu tạo thường được thể hiện trong các qui trình thiết kế trước đây.<br /> 36<br />  anh nén. Trường ứng suất kéo sẽ do cốt thép chịu và được mô hình hoá thành các<br /> anh kéo. Các khu vực có sự chuyển hướng của ứng suất được thể hiện thành các nút<br /> Hình 1). Thu, N. M., Tùng, P. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1: KếtHình<br /> cấu thật<br /> 1. Kết cấu và<br /> thật sơ<br /> và sơđồ hệthanh<br /> đồ hệ thanh<br /> tương tương<br /> ứng ứng<br /> Phương pháp tắc<br /> 2.2. Nguyên này xâyđược<br /> dựng sơgọi<br /> đồ hệlà phương<br /> thanh (theo ACIpháp<br /> 318-19)sơ[7]đồ hệ thanh (SĐHT) hay “thanh<br /> ống và thanh giằng”<br /> a. Một lực luôn(Strut-and-Tie<br /> luôn tìm đường ngắnmodel).<br /> nhất để đến Việc thay đithế<br /> gối, đường nàymột<br /> được kết<br /> gọi làcấu<br /> dònghoặc<br /> lực. Các cấu kiện<br /> dòng lực không được phép giao nhau, bắt đầu và kết thúc tại trọng tâm của diện tích đặt tải hoặc diện<br /> TCT bằng tích một<br /> gối tựa.SĐHT thực chất là đi tìm một trạng thái nội lực trong kết cấu để<br /> ĐHT thoả mãn điều kiện cân bằng và điều kiện cường độ. Đây là một công cụ hữu<br /> b. Dòng lực phải là ngắn nhất có thể và có dạng đường dòng không có điểm gãy. Chiều của dòng<br /> lực là chiều của tải trọng tác dụng.<br /> ệu, được thừa c. Lựcnhận và có<br /> tập trung ápxudụng<br /> hướng trên<br /> phân bốthếđềugiới<br /> vào bê đểtông<br /> phân tích<br /> nên các dòngcác<br /> lựchư hỏng<br /> có độ cũng<br /> cong lớn như thiết<br /> tại gần<br /> nơi đặt lực.<br /> mới kết cấu d. TạiBTCT,<br /> những chỗđặc cong biệt<br /> của dònglà lực<br /> cácxuấtkhu<br /> hiện vực chịuhướng<br /> lực chuyển lựctạocục<br /> nên bộ (khu<br /> sự cân bằng.vực không liên<br /> c) trong 2.3.<br /> kết Trình<br /> cấu.tựNhiều<br /> chung xây tiêu<br /> dựngchuẩn thanh kế tiên tiến trên thế giới như ACI 318-19 [7]<br /> sơ đồ hệ thiết<br /> uroCode 2 a.[8], AASHTO<br /> Xác định các phản lực[9], DIN<br /> gối trên 1045<br /> mô hình [10]<br /> kết cấu toàn ...<br /> thể. đã chính thức coi phương pháp<br /> b. Phân chia kết cấu thành các vùng B (vùng liên tục, trường ứng suất biến đổi đều đặn có thể<br /> ĐHT là một<br /> áp dụng phương phápgiảdùng<br /> được lý thuyết đểcắtphân<br /> thiết mặt phẳng tích và xử và<br /> của Bernoulli) lýcác<br /> cấu tạoD (vùng<br /> vùng cho không<br /> kết cấu với nhiều<br /> liên tục,<br /> ế mạnh thay thếsuất<br /> trường ứng chobiếnviệc áploạn<br /> đổi hỗn dụng<br /> và giảthuần<br /> thiết tiết túy các qui<br /> diện phẳng khôngđịnh cấuhợptạo<br /> còn thích thường<br /> - Hình 2). được thể<br /> c. Xác định nội lực và thiết kế sơ bộ các vùng B theo các phương pháp thông thường hoặc phương<br /> ện trong pháp<br /> cácSĐHT.<br /> qui trình thiết kế trước đây.<br /> d. Xác định rõ tất cả các lực tác dụng lên từng vùng D. Cần phải xét đến các ứng suất biên hoặc<br /> 2. Nguyên<br /> nội tắc xâyở các<br /> lực biên dựng sơtiếp<br /> mặt cắt đồgiáp<br /> hệ giữa<br /> thanh<br /> vùng(theo ACI<br /> B và vùng D. 318-19)[7]<br /> e. Kiểm tra điều kiện cân bằng cho mỗi vùng D.<br /> Một lực luôn<br /> f. Xâyluôn tìm đường<br /> dựng SĐHT ngắn<br /> và tính toán nhất<br /> nội lực để tra<br /> và kiểm đếntheogối, đường<br /> điều kiện cườngđi<br /> độ.này<br /> được gọi là dòng<br /> c. Các dòng lực<br /> 2.4. Các không<br /> phương pháp được<br /> xây dựngphép giao<br /> sơ đồ hệ thanhnhau, bắt đầu và kết thúc tại trọng tâm của<br /> <br /> ện tích đặt tải hoặc diện tích gối tựa.<br /> SĐHT cần bao quát được dòng nội lực gần với thực tế để kết cấu thực có thể được tính toán đủ<br /> chính xác. Mô hình STM lý tưởng là mô hình có số lượng thanh tối thiểu. Đối với một số kết cấu phức<br /> tạp chúng ta nên sử dụng phân tích phần tử hữu hạn để xác định quỹ đạo ứng suất cho từng trường<br /> Dòng lực phải là ngắn nhất có thể và có dạng đường dòng không có điểm<br /> hợp tải trọng [11]. Có ba phương pháp chính:<br /> gãy.<br /> a. Xây dựng SĐHT bằng phương pháp dòng lực<br /> Mô hình được xây dựng dựa trên phản ánh 3dòng lực chính và minh hoạ ứng xử chịu lực của kết<br /> cấu. Các thanh chịu kéo và chịu nén là đại diện cho trường ứng suất kéo hoặc nén trong kết cấu. Các<br /> nút của các thanh là nơi mà các nội lực hoặc ứng suất chuyển hướng hoặc neo (Hình 3).<br /> 37<br /> biên hoặc nội lực biên ở các mặt cắt tiếp giáp giữa vùng B và vùng D.<br /> e. Kiểm tra điều kiện cân bằng cho mỗi vùng D.<br /> f. Xây dựng SĐHT và tính<br /> Thu, toán<br /> N. M., Tùng,nội<br /> P. T.lực<br /> / Tạpvà<br /> chí kiểm traCông<br /> Khoa học theo<br /> nghệđiều kiện cường độ.<br /> Xây dựng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> TạpKhoa<br /> Tạp Tạp<br /> chí chí Khoa<br /> chí Khoa học Công<br /> học<br /> học CôngCông nghệ<br /> nghệnghệ Xây dựng<br /> Xây Xây<br /> dựng dựng<br /> NUCE NUCE<br /> NUCE 2019<br /> 20192019<br /> <br /> <br /> hạn<br /> hạnhạn để xác<br /> để<br /> để xác xác định<br /> địnhđịnh quỹ<br /> quỹquỹ đạo<br /> đạo đạo ứng<br /> ứngứng suất<br /> suấtsuất cho<br /> cho cho từng<br /> từngtừng trường<br /> trường<br /> trường hợp<br /> hợp hợp tải trọng<br /> tải<br /> tải trọng trọng [11].<br /> [11].[11].<br /> Có baCóphương<br /> Có ba phương<br /> ba phương<br /> pháp<br /> pháp<br /> pháp chính:<br /> chính:<br /> chính:<br /> a. Xây<br /> a.<br /> a. Xây Xây dựng<br /> dựng<br /> dựng SĐHT<br /> SĐHT<br /> SĐHT bằng<br /> bằngbằng phương<br /> phương<br /> phương pháp<br /> pháppháp dòng<br /> dòngdòng lực:<br /> lực:lực:<br /> Mô MôMô hình<br /> hìnhhình<br /> được được<br /> được xây<br /> xây xây<br /> dựngdựng<br /> dựng dựa<br /> dựa dựa trên<br /> trêntrên phản<br /> phảnphản ánh<br /> ánh ánh dòng<br /> dòngdòng lực chính<br /> lực<br /> lực chính chính và minh<br /> và<br /> và minh minh hoạ ứng<br /> hoạ hoạ<br /> ứng ứng xử<br /> xử xử<br /> chịu<br /> chịuchịu lực<br /> lực lực của<br /> của của kết cấu.<br /> kết kết<br /> cấu. cấu.<br /> CácCácCác thanh<br /> thanh<br /> thanh chịu<br /> chịuchịu<br /> kéo kéokéo và chịu<br /> và<br /> và chịu chịu nénđại<br /> nén nén<br /> là là diện<br /> là đại diện<br /> đại diện cho trường<br /> cho cho<br /> trườngtrường ứng suất<br /> ứng ứng<br /> suất suất<br /> kéo<br /> kéokéo hoặc<br /> hoặchoặc nén<br /> nénnén trong<br /> trong<br /> trong kết cấu.<br /> kết kết<br /> cấu. cấu.<br /> Các Các<br /> Các nút của<br /> nút nút<br /> của của các<br /> các các thanh<br /> thanhthanh là mà<br /> là<br /> là nơi nơicác<br /> nơi mà nội<br /> mà cáclực<br /> các nộihoặc<br /> nội lực hoặc<br /> lực hoặc ứng suất<br /> ứng ứng<br /> suất suất<br /> Hình 2.Hình<br /> Các2. vùng không<br /> Các vùng khôngliên tụcvề<br /> liên tục về hình<br /> hình học<br /> học và tĩnhvàhọctĩnh học<br /> (vùng D) (vùng D)<br /> chuyển<br /> chuyển<br /> chuyển hướng<br /> hướng<br /> hướng hoặc<br /> hoặchoặc neo<br /> neo neo (Hình<br /> (Hình<br /> (Hình 3) 3)3)<br /> 2.4. Các phương pháp xây dựng sơ đồ hệ thanh<br /> SĐHT cần bao quát được dòng nội lực gần với thực tế để kết cấu thực có thể<br /> được tính toán đủ chính xác. Mô hình STM lý tưởng là mô hình có số lượng thanh tối<br /> thiểu. Đối với một số kết cấu phức tạp chúng ta nên sử dụng phân tích phần tử hữu<br /> <br /> 4<br /> <br /> <br /> <br /> (a) Sơ đồ kết cấu (b) Các dòng lực của tải trọng (c) Sơ đồ hệ thanh<br /> a) Sơ<br /> a)đồ<br /> a) Sơkết<br /> Sơ đồ cấu<br /> đồ kết b) Các<br /> kết cấu<br /> cấu b) dòngdòng<br /> b) Các<br /> Các lực của<br /> dòng lực tải<br /> củatrọng<br /> lực của tải c) Sơc)<br /> tải trọng<br /> trọng c)đồ<br /> Sơhệ<br /> Sơ đồthanh<br /> đồ hệ<br /> hệ thanh<br /> thanh<br /> Hình 3. Sử dụng phương pháp dòng lực để mô hình hoá<br /> Hình 3: Sử<br /> Hình<br /> Hình 3:dụng<br /> 3: Sử phương<br /> Sử dụng<br /> dụng pháppháp<br /> phương<br /> phương dòngdòng<br /> pháp lực để<br /> dòng lựcmô<br /> lực đểhình<br /> để mô hoá hoá<br /> mô hình<br /> hình hoá<br /> b. Xây<br /> b. Xây<br /> b. dựng<br /> b. Xây<br /> Xây<br /> dựng SĐHT<br /> dựng<br /> dựng<br /> SĐHT dựadựa<br /> SĐHT<br /> SĐHT trêntrên<br /> dựa<br /> dựa sự phân<br /> sự trên<br /> trên<br /> phân sự<br /> sự bốsuất<br /> bố phân<br /> phân<br /> ứng ứng<br /> bố<br /> bốđàn suất<br /> ứng<br /> ứng đàn đàn<br /> suất<br /> hồisuất hồi<br /> đàn hồihồi<br /> Quỹ đạo ứng suất trong kết cấu bê tông có thể được mô tả chính xác bằng phân tích đàn hồi. Mặc<br /> QuỹQuỹ<br /> dù sự phân đạoứng<br /> Quỹ<br /> bố ứng<br /> đạo<br /> đạo suất<br /> ứng<br /> ứng<br /> suất trong<br /> nàysuất<br /> suất kết<br /> chỉ trong<br /> trong<br /> phù hợpcấu<br /> kết<br /> kết<br /> chobêtrạng<br /> cấu<br /> cấu tông<br /> bê<br /> bêthái cókết<br /> tông<br /> tông thể<br /> có được<br /> thể<br /> cócấuthể mô<br /> được<br /> được<br /> trước khitả<br /> môbêchính<br /> mô tả xácnhưng,<br /> tả chính<br /> tông chính<br /> nứt bằng<br /> xác<br /> xác bằngphânvào<br /> bằng<br /> dựa phân<br /> phân<br /> tíchngười<br /> đó, đànđàn<br /> tích<br /> tích hồi.<br /> đàn Mặc<br /> ta cóhồi.<br /> thể Mặc<br /> hồi. dùdựng<br /> Mặc<br /> xây sự<br /> dùphân<br /> dù sự<br /> sự<br /> được bố<br /> phân<br /> phân ứng<br /> SĐHTbố suấtsuất<br /> bố ứng<br /> ứng<br /> gồm nàythanh<br /> suất<br /> các chỉ<br /> nàyphù<br /> này chỉ<br /> chỉ<br /> hướng hợp<br /> phù<br /> phù chocác<br /> hợp<br /> hợp<br /> theo trạng<br /> cho<br /> cho tháiứng<br /> trạng<br /> phươngtrạng kết<br /> thái cấu<br /> kết<br /> tháisuất trước<br /> cấu<br /> cấu trước<br /> kếtchính. trước<br /> Vị<br /> khicủa<br /> trí bêhợp<br /> khi<br /> khi tông<br /> bê<br /> bêlực nứt<br /> tông<br /> tông nhưng,<br /> nứt<br /> nứt<br /> chuyển nhưng,<br /> nhưng,<br /> hướng dựa<br /> được vào<br /> dựa<br /> dựa đó,<br /> xácvào<br /> vào người<br /> địnhđó,<br /> đó, người<br /> từ sự ta cóbố<br /> người<br /> phân tathể<br /> ta có xây<br /> có<br /> ứng thể<br /> suấtxây<br /> thể dựng<br /> trongdựng<br /> xây đượcmặt<br /> dựng<br /> từng SĐHT<br /> được<br /> được cắt.SĐHT<br /> SĐHTgồmxác<br /> Cách các<br /> gồm<br /> gồm các<br /> các<br /> định<br /> vị trí<br /> thanh lực chuyển<br /> hướng hướng<br /> theotheo và<br /> các cácđịnh<br /> phương hướng SĐHH<br /> ứngứng dựa<br /> suấtsuất<br /> chính.trên lý thuyết<br /> Vị trí đàn hồi được thể hiện trên Hình 4.<br /> thanh<br /> thanh hướng<br /> hướng theo các phương<br /> phương ứng suất chính.<br /> chính. Vịcủa<br /> Vị trí hợp<br /> trí của lực chuyển<br /> của hợp<br /> hợp lực<br /> lực chuyển hướng<br /> chuyển hướngđượcđược<br /> hướng được<br /> Hình 5 mô tả cách vận dụng xây dựng SĐHT từ các phân tích ứng suất đàn hồi. Các thanh chống<br /> xácxác<br /> (nét địnhđịnh<br /> xác<br /> đứt) từ sự<br /> định<br /> tương từ<br /> từ<br /> ứngphân<br /> sự<br /> sự bố ứng<br /> vớiphân<br /> phân<br /> luồng bố<br /> bốứng suất<br /> ứng<br /> ứng trong<br /> suấtsuất<br /> suất từng<br /> nén trong<br /> trong<br /> (màu mặtcác<br /> từng<br /> từng<br /> tím), cắt.<br /> mặt<br /> mặtthanhCách<br /> cắt.<br /> cắt.giằng xác<br /> Cách<br /> Cách định<br /> xác<br /> (nétxác<br /> liền) vịtương<br /> định<br /> định trívị<br /> vịlựctrí chuyển<br /> trí<br /> ứng lực<br /> với chuyển<br /> lực chuyển<br /> luồng<br /> hướng<br /> ứng hướngvà<br /> hướng<br /> suất kéođịnh<br /> và<br /> và<br /> (màu hướng<br /> định<br /> định hướng<br /> hướng<br /> xanh). SĐHH chúdựa<br /> CầnSĐHH<br /> SĐHH trên<br /> dựa<br /> dựa<br /> ý tại lýđặt<br /> vị trên<br /> trên<br /> trí thuyết<br /> lý<br /> lýlực đàntrung<br /> thuyết<br /> thuyết<br /> tập hồi<br /> đàn<br /> đànsẽ được<br /> hồi<br /> hồi thể hiện<br /> là được<br /> được<br /> điểm thể trên2trên<br /> thể hiện<br /> giao hiện<br /> của Hình<br /> trên 4. chống<br /> Hình<br /> Hình<br /> hệ thanh 4.<br /> 4.<br /> và giằng.<br /> 38<br /> thanh hướng theo các phương ứng suất chính. Vị trí của hợp lực chuyển hướng được<br /> xác định từ sự phân bố ứng suất trong từng mặt cắt. Cách xác định vị trí lực chuyển<br /> hướng và định hướng SĐHH dựa trên lý thuyết đàn hồi được thể hiện trên Hình 4.<br /> Thu, N. M., Tùng, P. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp<br /> Tạpchí<br /> Tạp chíKhoa<br /> chí Khoahọc<br /> Khoa Công<br /> họcCông<br /> học nghệ<br /> Côngnghệ Xây<br /> nghệXây dựng<br /> Xâydựng NUCE<br /> dựngNUCE 2019<br /> NUCE2019<br /> 2019<br /> <br /> <br /> <br /> Hình<br /> Hình555dưới<br /> Hình dướiđây<br /> dưới đâymô<br /> đây môtả<br /> mô tảtảcách vận<br /> cáchvận<br /> cách dụng<br /> vậndụng<br /> dụngxâyxây dựng<br /> xâydựng SĐHT<br /> dựngSĐHT<br /> SĐHTtừ từtừcác<br /> các phân<br /> cácphân tích<br /> phântích ứng<br /> tíchứng suất<br /> ứngsuất<br /> suất<br /> đàn<br /> đànhồi.<br /> đàn hồi.Các<br /> hồi. Cácthanh<br /> Các thanhchống<br /> thanh chống(nét<br /> chống (nétđứt)<br /> (nét tương<br /> đứt)tương<br /> đứt) ứng<br /> tươngứng với<br /> ứngvới luồng<br /> vớiluồng ứng<br /> luồngứng suất<br /> ứngsuất nén<br /> suấtnén (màu<br /> nén(màu tím),<br /> (màutím), các<br /> tím),cáccác<br /> Hình 4: Quỹ đạo<br /> thanh ứng<br /> thanh<br /> thanh<br /> Hình giằng suất,<br /> giằng<br /> giằng<br /> 4. Quỹ (nét<br /> (nét<br /> đạo phân<br /> liền)<br /> liền)<br /> ứng<br /> (nét liền) tươngbố<br /> tương<br /> tương<br /> suất, ứngứng<br /> ứng<br /> ứng<br /> phân với<br /> bốvới suấtứng<br /> luồng<br /> luồng<br /> ứng suất<br /> với luồng đàn<br /> ứng<br /> ứng<br /> đàn suấthồi<br /> suất<br /> suất<br /> hồi ởkéoở(màu<br /> kéo<br /> kéo<br /> mặt mặtxanh).<br /> (màu<br /> (màu<br /> cắt giữa cắt Cần<br /> xanh).<br /> xanh).<br /> và giữa<br /> Cần<br /> Cần<br /> SĐHT chúvà<br /> chú<br /> chú<br /> thayýý SĐHT<br /> tạivịvịvị<br /> tại<br /> thế<br /> ý tại thay thế.<br /> trí<br /> tríđặt<br /> trí đặtlực<br /> đặt lựctập<br /> lực tậptrung<br /> tập trungsẽ<br /> trung sẽlà<br /> sẽ làlàđiểm<br /> điểmgiao<br /> điểm của<br /> của222hệ<br /> giaocủa<br /> giao hệ thanh<br /> hệthanh chống<br /> thanhchống và<br /> chốngvà giằng.<br /> vàgiằng.<br /> giằng.<br /> <br /> <br /> 5<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) Sơ<br /> (a)(a)<br /> (a) đồ<br /> Sơđồ<br /> Sơ Sơ hình<br /> đồhình<br /> hình<br /> đồ học<br /> học<br /> học<br /> hình học (b)<br /> (b)Quỹ<br /> (b)đạo<br /> Quỹ đạo<br /> đạo phân<br /> Quỹ đạobố<br /> phân<br /> phân bốứng<br /> bố ứngsuất<br /> ứng<br /> phân suất<br /> suất (c)b) SĐHT<br /> b)b) SĐHT<br /> SĐHT<br /> SĐHT thay<br /> thay<br /> thay<br /> thay thế.<br /> thế thế.<br /> thế.<br /> bố ứng suất<br /> Hình 5:<br /> Hình5:<br /> Hình Sơ<br /> 5:Sơ đồ<br /> Sơđồ hình<br /> đồhình học,<br /> hìnhhọc, quỹ<br /> quỹđạo<br /> học,quỹ đạophân<br /> đạo phânbố<br /> phân bốứng<br /> bố ứngsuất<br /> ứng suấtđàn<br /> suất đànhồi<br /> đàn hồivà<br /> hồi vàSĐHT<br /> và SĐHTthay<br /> SĐHT thaythế.<br /> thay thế.<br /> thế.<br /> c.c. Xây<br /> c.Xây<br /> Xây dựng<br /> dựng<br /> dựng<br /> Hình SĐHT<br /> SĐHT<br /> 5.SĐHT<br /> Sơ dựa<br /> dựa<br /> đồ hình trên<br /> dựatrên<br /> học, các<br /> trêncác SĐHT<br /> cácSĐHT<br /> quỹ SĐHT<br /> đạo mẫu:<br /> mẫu:<br /> mẫu:<br /> phân bố ứng suất đàn hồi và SĐHT thay thế<br /> Trong<br /> Trongthực<br /> Trong thực<br /> thựctếtếtếtính<br /> tính toán,<br /> tínhtoán, một<br /> toán,mộtmộtsốsốSĐHT<br /> số SĐHTtiêu<br /> SĐHT tiêubiểu<br /> tiêu biểuxuất<br /> biểu xuấthiện<br /> xuất hiệnlặp<br /> hiện lặpđiđiđilặp<br /> lặp lặplại<br /> lặp lạitrong<br /> lại trong<br /> trong<br /> c. Xây dựng nhiều<br /> nhiều<br /> nhiềuSĐHT trường<br /> trường<br /> trường dựa hợp<br /> hợp<br /> hợp và<br /> và<br /> trên tổ<br /> vàcác<br /> tổ hợp<br /> tổhợp<br /> SĐHT khác<br /> hợpkhác<br /> khác nhau,<br />