Tính toán dầm bê tông cốt thép chịu uốn xiên sử dụng mô hình phi tuyến

Từ khóa:

Mô hình biến dạng phi tuyến
dầm chịu uốn xiên
ứng suất
biến dạng
bê tông cốt thép

Tóm tắt:

Dầm bê tông cốt thép (BTCT) là cấu kiện được sử dụng nhiều trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Nó làm việc thực tế thông thường ở trạng thái chịu uốn phẳng, tuy vậy, trong một số trường hợp đặc biệt nó vẫn chịu uốn không gian (uốn xiên). Hiện nay đã có nhiều nhà khoa học trên thế giới đưa ra phương pháp tính toán thiết kế cho dầm BTCT chịu uốn với nhiều phương pháp tính đơn giản, nhưng chúng chỉ có thể áp dụng cho các trường hợp dầm chịu uốn phẳng. Để giải quyết bài toán về trạng thái ứng suất biến dạng dầm BTCT chịu uốn xiên, người ta có thể dùng phương pháp của sức biền vật liệu đối với lý thuyết đàn hồi, còn ngược lại, đối với lý thuyết biến dạng dẻo của BTCT, hiện nay chủ yếu dùng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán. Với phương pháp phần tử hữu hạn thì có nhược điểm là tính toán phức tạp với nhiều phương trình và nhiều ẩn số, phụ thuộc nhiều vào các phần mềm tính toán. Bài viết này đưa ra một phương pháp tính toán đơn giản hơn, dựa trên cơ sở cân bằng lực, mô men của mặt cắt tiết diện, với phương pháp này, chúng ta có thể tìm thấy được vị trí xuất hiện viết nứt, vị trí phá hoại của bê tông vùng nén, BTCT, từ đó đưa ra phương án thiết kế, bố trí cốt thép cho dầm BTCT chịu uốn xiên. Chúng ta cũng có thể áp dụng phương pháp này với bất kỳ cấu kiện nào và với bất kỳ dạng tiết diện nào. Các tác giả đã kết hợp lý thuyết tính toán với lập trình trong phần mềm MathCad để mang lại cho người đọc một cách đơn giản và ngắn gọn nhất.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

1. Minh P.Q., Phong N.T. (2019), Kết cấu bê tông cốt thép: thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu, Nhà Xuất bản Xây dựng, 165 trang.
2. Minh P.Q., Phong N.T., Cống N.Đ. (2006), Kết cấu bê tông cốt thép phần cấu kiện cơ bản, Nhà Xuất bản Xây dựng, 394 trang.
3. TCVN – 5574 (2018), Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, 195 trang.
4. ACI 318-11 (2011), Building code requirements for structural concrete, American Concrete Institute.
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
34 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2020
5. Hu B., Wu Y.F. (2017), Quantification of shear cracking in reinforced concrete beams, Engineering Structures, vol 147, pp 666–678.
6. Li L.Z. và c.s. (2018), Numerical simulation of the shear capacity of bolted side-plated RC beams, Engineering Structures, vol 171, pp 373–384.
7. Linhares B.T. (2014), de Numerical analysis of reinforced concrete asymmetric cross-section beams under oblique bending, Dictionary Geotechnical Engineering, Wörterbuch GeoTechnik, № 1, vol 84, p 1177–1177.
8. Opbul E.K., Dmitriev D.A., Phuc P. Van (2018), Practical calculation of flexible members with the use of non-linear deformation model as exemplified by typical girder RGD 4.56-90, Architecture and Engineering. 2018, № 3 vol 3, pp. 29–41. 9. Gandomi, A. H., Yun, G. J., & Alavi, A. H. (2013), An evolutionary approach for modeling of shear strength of RC deep beams, Materials and Structures, №46, vol 12, pp 2109-2119.
10. Байков В.Н., Сигалов Э.Е.(1991), Железобетонные конструкции (Общий курс), М.: Стройиздат, 767p.
11. Здоренко В.С.(1979), Расчет железобетонных конструкций с учетом образования трещин МКЭ, Сопротивление материалов и теория сооружений, № 32, pp. 102–106.
12. Морозов В.И., Опбул Э.К. (2016), Расчет изгибаемых сталефиброжелезобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием опытных диаграмм деформирования сталефибробетона, Вестник Гражданских Инженеров, vol 5, pp. 51–55.
13. Морозов В.И., Опбул Э.К., Фук Ф.В.(2018), К расчету толстых конических плит на действие равномерно распределенной, Вестник Гражданских Инженеров, № 2 (15), c 66–73.
14. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003.