Nghiên cứu giải pháp kết cấu truyền lực cho bản bê tông trên mặt nền (Luận văn thạc sĩ)

B GIÁO D
I H C DÂN L P H I PHÒNG

NGUY

N

NGHIÊN C U GI I PHÁP K T C U TRUY N L C CHO
B N BÊ TÔNG TRÊN M T N N

LU

THU T

CHUYÊN NGÀNH: K THU T XÂY D NG CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ
CÔNG NGHI P
MÃ S : 60.58.02.08

ng d n khoa h c:

Tr ng Quang

H i Phòng, tháng 5
1


L IC
Trong quá trình nghiên c u và th hi
ng d n t n tình c a Th

tài, tác gi

c s quan

Tr ng Quang, cùng nhi u ý ki

góp c a các th y cô giáo, các cán b Khoa xây, h
i h c dân l p H

ng khoa-

o, Ban giám hi u

, ch d n tác gi trong quá trình h c

t p và nghiên c u.
Tác gi xin c

u ki n,

ng viên cho tác gi trong su t quá trình h c t p và nghiên c u.
Cu i cùng, tác gi xin g i l i c
nhi
th c hi

tác gi hoàn thành t t Lu
tài không nhi
nv

nh ng ý ki

n b n bè cùng l
i gian nghiên c u và

c a tác gi có h n, m

t s c c g ng

không tránh kh i nh ng thi u sót, tác gi r t mong nh
a các Th y cô giáo cùng các b n trong l

Lu

thi
H
Tác gi lu

Nguy

2

n

c


L I
Tên tôi là: Nguy

n

Sinh ngày 26-10-1981
: Bãi cháy, T.P H Long, t nh Qu ng Ninh
: Công ty C ph

n xây d ng th y l i và công ngh

QN
t nghi p Cao h c nghành K

ng

công trình dân d ng và công nghi p v

u gi i pháp k t c u

truy n l c cho b n bê tông trên m t n n

ân tôi th c hi n và

là công trình nghiên c u c a riêng tôi.Các s li u, k t qu nêu trong Lu
trung th

c công b trong b t c công trình khoa h c nào khác

H
Tác gi lu

Nguy

3

n


M CL C
M

U............................................................................................................ 10
I THI U CHUNG, NGHIÊN C U T NG QUAN ........... 9

1. GI I THI U CHUNG .................................................................................. 9
2. NGHIÊN C U T NG QUAN ................................................................... 12
3. K T LU N NGHIÊN C U T NG QUAN .............................................. 25
4. M C TIÊU C

TÀI .......................................................................... 26

5. PH M VI NGHIÊN C U.......................................................................... 26
NG NGHIÊN C U .................................................................... 27
T QU THÍ NGHI M .................................. 28
2.1 MÔ HÌNH THÍ NGHI M......................................................................... 28
2.1.1 K T C U KHUNG THÍ NGHI M: .................................................. 28
2.1.2 CÁC M U THÍ NGHI M ................................................................ 31
T LI U.................................................................. 32
2.1.4 B TRÍ C T THÉP: .......................................................................... 32
2.1.5 THI T B THÍ NGHI M ................................................................... 32
BÊ TÔNG M U THÍ NGHI M ................................................ 34
2.1.7 QUI TRÌNH GIA T I......................................................................... 35
2.2 K T QU THÍ NGHI M......................................................................... 35
2.2.1 SO SÁNH V I K T QU THÍ NGHI

2.2.2 CHUY N V

................ 35

I C A M I N I ..................................... 36

2.2.3 HI U QU TRUY N L C Load Transfer Efficency (LTE)......... 40
2.2.4 CHUY N V
I C A THÉP B N TRUY N L C HÌNH
THOI ............................................................................................................ 43
.................................................... 48
SO SÁNH K QU T

MÔ HÌNH HÓA VÀ THÍ NGHI M......................... 48

3.1 GI I THI U CHUNG .............................................................................. 48
3.2 XÂY D NG MÔ HÌNH........................................................................... 49
3.3 K T QU MÔ HÌNH PH N T

H U H N......................................... 51
4


3.4 SO SÁNH K QU T

MÔ HÌNH HÓA VÀ THÍ NGHI M................... 53

3.4.1 T I TR NG PHÁ HO I ...................................................................... 54
3.4.2 CHUY N V

I C A M I N I:....................................... 54

3.4.3 CHUY N V

I C A THÉP B N TRUY N L C.......... 57

3.4.4 SO SÁNH HI U QU
L C 60

KINH T C A CÁC LO I THANH TRUY N

3.4.5 NH NG SAI SÓT TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG VÀ S D NG
VI T NAM HI N NAY. ............................................................................ 63
K T LU

NG NGHIÊN C U TI P .............................................. 64

* K T LU N.................................................................................................. 64
V M T THÍ NGHI M:............................................................................. 64
V M T MÔ HÌNH HÓA MÁY TÍNH...................................................... 64
NG NGHIÊN C U TI P ................................................................... 65
TÀI LI U THAM KH O.................................................................................. 66

5


DANH SÁCH HÌNH V
Hình 1. 1 Thanh truy n l c l

t sai b cong khi m i n i m r ng [11] ........ 12

Hình 1. 2 B n bê tông n

i tr c thanh [11] ............ 13

Hình 1. 3 N t g y gây ra b i thanh truy n l c t i góc b n [11] ........................ 13
Hình 1. 4 Thanh truy n l c hình vuông, t m b n hình thoi, hình alpha [13] .... 14
Hình 1. 5 T m truy n l c hình ch nh t [14]..................................................... 14
Hình 1. 6 Quan h t i tr ng-bi n d ng c a thanh truy n l c trong bê tông ...... 15
Hình 1. 7 S phân ph i t i tr ng trong nhóm thanh truy n l c [21] ................. 17
Hình 1. 8 Chuy n v c a thanh truy n l c ngang qua b r ng m i n i [21] ..... 18
Hình 1. 9

ng c a b r ng m i n
mô hình thí nghi m c

n hi u qu truy n l c [9]............ 19
..... 20

Hình 1. 11 Bi n d ng trong bê tông c a thanh truy n l c [24].......................... 20
thí nghi m c

................ 22

Hình 1. 13 Quan h t i tr ng-chuy n v m i n i v i các h truy n l c khác nhau
[16] ..................................................................................................................... 22
Hình 1. 14 Phân b

ng su t u n trên b m t thép b n truy n l c dày 6 mm [25]

............................................................................................................................ 24
Hình 1. 15 Thép truy n l

c và sau khi b n bê tông co ngót [25]

............................................................................................................................ 24
Hình 1. 16

ng su t t p trung xung quanh thanh truy n l c [26] ..................... 25

Hình 2. 1 Toàn c nh b trí l

t thí nghi m.................................................... 28

k t c u c a thí nghi m ............................................................. 28
Hình 2. 3 Hình chi

ng và chi u b ng c a mô hình thí nghi m .................. 30

Hình 2. 4 Thép b n truy n l c hình thoi và h p nh a ....................................... 31
Hình 2. 5 V trí b

i thép trong b n bê tông ............................................. 32

Hình 2. 6 B trí thi t b

m.......................................... 34

Hình 2. 7 So sánh chuy n v

i c a M u 1 và 2 .................................... 38

Hình 2. 8 So sánh chuy n v

i c a M u 3 và 4 .................................... 38

Hình 2. 9 So sánh chuy n v

i c a M u 5 và 6 .................................... 39
6


Hình 2. 10 So sánh chuy n v

i c a M u 1 và 5 ................................. 39

Hình 2. 11 So sánh chuy n v

i c a M u 2 và 6 ................................. 40

Hình 2. 12 Hi u qu truy n l c c a m i n i M u 1........................................... 41
Hình 2. 13 Hi u qu truy n l c c a m i n i m u 2 ........................................... 41
Hình 2. 14 Hi u qu truy n l c c a m i n i M u 3........................................... 42
Hình 2. 15 Hi u qu truy n l c c a m i n i M u 5........................................... 42
Hình 2. 16 Hi u qu truy n l c c a m i n i M u 6........................................... 42
Hình 2. 17 V trí c m bi n -

n v c a thép b n truy n l c........ 44

Hình 2. 18 Chuy n v c a thép b n truy n l c t

m L1, 2, 3, 4 M u 1 . 44

Hình 2. 19 Chuy n v c a thép b n truy n l c t

m L1, 2, 3, 4 M u 3 . 45

Hình 2. 20 Chuy n v c a thép b n truy n l c hình thoi t

m L1, 2, 3, 4

M u 5.................................................................................................................. 45
Hình 2. 21 Chuy n v c a thép b n truy n l c t

m L7,8,9 M u 1 ....... 46

Hình 2. 22 Chuy n v c a thép b n truy n l c t

m L7,8,9 M u 3 ....... 47

Hình 2. 23 Chuy n v c a thép b n truy n l c t

m L7,8,9 M u 5 ....... 47

i ph n t mô hình hóa thí nghi m ...................................... 49
Hình 3. 2 Ph n t kh i 8 nút HX8M.................................................................. 50
i ph n t t m bê tông và v trí c a thép truy n l c trong b n ..... 50
i ph n t thép truy n thép t m truy n l c hình thoi ................... 51
Hình 3. 5 Chuy n v c a mô hình t ng th ........................................................ 51
Hình 3. 6 Chuy n v theo m t c t d

m gi a thép b n hình thoi.......... 52

Hình 3. 7 Bi n d ng c a thép t m truy n l c (h s khu
Hình 4. 1 V

i 230) ............... 52

t các thi t b

u thí nghi m .................................... 53

Hình 4. 2 So sánh chuy n v

i gi a thí nghi m và mô hình máy tính

(M u 1) ............................................................................................................... 55
Hình 4. 3 So sánh chuy n v

i gi a thí nghi m và mô hình máy tính

(M u 2) ............................................................................................................... 55
Hình 4. 4 Chuy n v

i m i n i gi a thí nghi m và mô hình máy tính

(M u 3) ............................................................................................................... 56
7

Hình 4. 5 Chuy n v

i m i n i gi a thí nghi m và mô hình máy tính

(M u 5) ............................................................................................................... 56
Hình 4. 6 Chuy n v

i m i n i gi a thí nghi m và mô hình máy tính

(M u 6) ............................................................................................................... 57
Hình 4. 7 So sánh chuy n v thép b n M u 1; t i 20,40 kN .............................. 58
Hình 4. 8 So sánh chuy n v thép b n M u 1; t i 60,80 kN .............................. 58
Hình 4. 9 So sánh chuy n v thép b n M

m 5-4-6; 60 kN..................... 59

Hình 4. 10 So sánh chuy n v thép b n M

m 5-4-6; 80 kN................... 59

Hình 4. 11 So sánh chuy n v thép b n M

m 1-4; 60 KN ..................... 59

Hình 4. 12 So sánh chuy n v thép b n M

m 5-4-6; 60 KN.................. 60

8

DANH SÁCH B NG S
B ng 2. 1 Thông s

LI U

n c a các m u thí nghi m.......................................... 31

B ng 2. 2 B ng so sánh k t qu thí nghi m ....................................................... 36
B ng 2. 3 T i tr ng phá ho i và t i tr ng t i chuy n v
B ng 2.

c và kho ng cách c a các thanh truy n l

B ng 2. 5 B ng t h p kh

ng c a các thanh truy n l

9

i .................... 37
....

9
...

61


M

U

*****
1. Tính c p thi t c

tài

Hi n nay cùng v i s phát tri n kinh t , m

xe ch y

ng ngày

i ngày càng n ng, c ng bi n, bãi container, nhà
kho, nhà công nghi p, siêu th

c m r ng và xây d ng m i, kh

n xu

c ngày càng d i dào... Vì v y vi c nghiên c u

áp d ng r ng rãi b

ng công trình

v

c ta là m t

quan tr ng và c p thi t.
Tuy nhiên, m

ng hay m t n n bê tông xi m ng

ng t n t i

các khe n i, v a làm ph c t p thêm cho vi c thi công và duy tu, b
t n kém, l i v a

n ch

ng khai thác xe ch y không êm thu n.

Khe n i l i là ch y u nh t c a m
b phá ho i
cao. Khi m

ng bê tông xi m ng , khi n cho chúng d

c nh và góc t m, m

nl

ng bê tông xi m ng b

kém, trong quá trình s a ch a
M in

ng, v a

hao mòn l p xe

ng thì r t khó s a ch a, t n
n vi

m b o giao thông.

c s d ng trong b n bê tông trên m t n

ki m soát các v t n t gãy c a bê tông do co ngót, s

nh m m
iv

m và nhi t

theo chi u dày c a b n bê tông. M i n i có th song song ho c vuông góc
v

ng di chuy n c

n giao thông l

c g i là m i n i

d c ho c m i n i ngang. Vi c s d ng m i n i làm cho các v t n t trong b n bê
tông trên m t n n không phát tri n ho

c phát tri n m t cách có ki m soát.

S t n t i c a m i n i có th t o ra m t khu v c y
v y, m i n i c
mb

c thi t k

c s toàn v

b nc am in

l c cho b n bê tông trên m t n

c nghiên c u gi i pháp k t c u truy n
i v i các công trình

th áp d ng vào vi c thi công
ng, b

n bê tông. Vì

sàn nhà công nghi p, nhà

sân bay, khu v c ki m soát vé, tr m cân
c ti n.
10

u t c n thi t và

m vi nghiên c u
tài này, tác gi

u s làm vi c c a thép b n truy n l c

hình thoi.
Hi u qu truy n l c c a m i n i, và s chuy n v c a thép b n truy n l c
hình thoi khi chi tác d ng c a t
3. M

u
Nghiên c u s truy n l c c a m i n i qua thép b n truy n l c hình thoi.

4. N i dung nghiên c u
- Trình bày mô hình k t c u thí nghi m.
- So sánh v i k t qu thí nghi
- Chuy n v t

i c a c a m i n i.

- Hi u qu truy n l c.
- Chuy n v

i c a thép b n truy n l c hình thoi.

- K t qu mô hình hóa máy tinh.
- So sánh k t qu t mô hình hóa v i thí nghi m.

11

1.
B n bê tông trên m t n

c s d ng làm n n nhà công nghi p, nhà dân

d ng, nhà kho, b n c

ng xe l n và t l

xe n ng cao nh có nh
V m

m sau:
và tu i th

c a lo i n

và kh

ng t 30-

n s d ng.

V m t khai thác: công tác duy tuy b

ng

nhám c a m t n n có th kh ng ch do v

tr

u l c l n. Tu i th

M

n, ít kinh phí

bám khá t t và ít b

ng có màu sáng nên thu n l

ch

y nh

c ng c a bê tông gi cho

m t n n, m

ng

bánh xe d

s d ng nhiên li u c

V m t thi công: có th

công tác l p ti

n [1].

ng. T

dây truy n khá l n, thu n l i cho

thi công [2].

V m

ng: h n ch t

n

ng c

nhiên li u tiêu th th p (0.8-6.9%) giúp gi
Khi so sánh v i m

ng asphalt, nhi

u này s

ng

b m

u qu nh

ng bê tông có th gi m

nh trong vi c gi m nhi
c, ít bi

ng (ph i nh p kh u). M t khác bê

k khai thác có th tái ch

ng

ng khí th i CO2, SO2 t xe c .

. T n d ng nguyên v t li
nh

u này còn giúp

i hóa trong quá trình thi công, t o dây truy n

ng b do v y d ki m soát ch

c 10o

ng khi

ng giá c so v i
(BTXM) t i cu i th i

dùng làm l p móng cho tuy

ng

m i [1] ho c s d ng làm c t li u trong các công trình xây d ng dân d ng và
công nghi p.
Hi n tr ng s d ng m
c phát tri

ng bê tông

c: Hi n nay h u h t các

u chú tr ng xây d ng và s d ng bê tông xi
t n n. Theo PGS. TS Ph m Huy Khang [2]

Châu Âu m

ng BTXM chi m kho ng 859

M và m t s
ng cao t c.

c

pháp và


c Tây Âu t l này là 65-80%.
ng cao t

Trung Qu c h u h

ub

ng ph

ng tr c

Nh t 100% các lo i
u s d ng BTXM.

ng

Thái Lan, Malayxia, 65%

ng cao t c b ng BTXM.
T i Vi t Nam, m

c xây d ng

1945, m t s sân bay, m

c ta t

ng ô tô chi u dày 15-18 cm bê tông mác

150-

n. Tuy v y th i gian s d ng

c a nh
1975

c trên 20mi n B c ti p t c khôi ph c c i t o và làm m i m t s

ôtô b

bay N

ng ôtô

ng

th tr n Xuân Hoà (Hà N i),
i)... B

công th công k t h p v i m t s thi t b c i ti
lo i m

ng BTXM, k c m
tc um

ng s d ng m

thi công các

ng bêtông c t thép hi

ng c

m b o ch t

mi n Nam, M

ng BTXM làm m t s

ng ôtô

ct

u

b ng BTXM. T
khôi ph c kinh t và xây d ng nhà

nên lo i m

c phát

tri n [2]. Theo báo cáo c a B Giao thông v n t i (Quy ho ch phát tri n giao
thông v n t

ng b Vi

[3] t ng chi

ng b

c ta có trên 258.200 k

BTXM ch chi m kho ng 2,67%. Hi

im

n khai h th

tra biên gi i v i kho ng 11.000 km và d
dài kho ng 400 km s d ng k t c u m

ng
ng tu n
u

ng BTXM.

Hi n nay cùng v i s phát tri n kinh t , m

xe ch

ng ngày

i ngày càng n ng, c ng bi n, bãi container, nhà
kho, nhà công nghi p, siêu th
n xu

c m r ng và xây d ng m i, kh
c ngày càng d i dào... Vì v y vi c nghiên c u áp

d ng r ng rãi b n BTXM vào xây d ng công trình
tr ng và c p thi t.
10

c ta là m t v

quan


Tuy nhiên, m

ng (m t n n) BTXM

ng t n t i các khe n i,

v a làm ph c t p thêm cho vi c thi công và duy tu, b
v a

n ch

ch y u nh t c a m

ng khai thác xe ch y không êm thu n. Khe n i l i là
ng BTXM, khi n cho chúng d b phá ho i

góc t m, m
b
vi

ng, v a t n kém, l i

nl

hao mòn l p xe cao. Khi m

c nh và
ng BTXM

ng thì r t khó s a ch a, t n kém, trong quá trình s a ch a

n

m b o giao thông [3].
M in

c s d ng trong b n bê tông trên m t n

nh m m

ki m soát các v t n t gãy c a bê tông do co ngót, s

iv

m và nhi t

theo chi u dày c a b n bê tông [4] [5, 6]. M i n i có th song song ho c
vuông góc v

ng di chuy n c

n giao thông l

c g i là

m i n i d c ho c m i n i ngang. Trong th c t , có ba lo i m i n

cs

d ng: m i n i co ngót (khe co), m i n i dãn n (khe dãn) và m i n i xây d ng
[5]. Vi c s d ng m i n i làm cho các v t n t trong b n bê tông trên m t n n
không phát tri n ho

c phát tri n m t cách có ki m soát. S t n t i c a m i

n i có th t o ra m t khu v c y
c thi t k

n bê tông. Vì v y, m i n i c n
c s toàn v n

mb

b n

c a m i n i.
ng, các thanh thép tròn
các m i n

thanh truy n l c

t ngang qua

truy n l c t t m b n này sang b n kia và duy trì s liên k t gi a

các t m b n. Các thanh thép tròn có chi u dài t 400c s d ng ph bi n hi n nay. Kho
các thanh thép là 300 mm

c này có th

chi u dày t m b n và t i tr ng tác d ng lên t m [5]. M
t s n trong bê tông b n

m t phía c a m i n

ng kính 20n hình gi a tr c
i tùy thu c vào
u c a thanh truy n l c
u còn l i có th t do

d ch chuy n trong phía bên kia c a t m bê tông. S d ch chuy n này cho phép
m i n i có th

khi b n bê tông co dãn

ngót (shrinkage) và t bi n.

11

ng c a nhi

, co


Thanh truy n l c truy n th ng b

i thi n s làm vi c c a

b n bê tông trên m t n n, tuy nhiên m t s v
b

ng x

t l ch trong quá trình thi công, b g , và t p trung ng su t c c b cao xung

quanh chu vi thanh và nguy

v p ngã c

i

ng vào thanh trong

c nhi u tác gi công b [7-9]. Vì v y m t vài d ng m i
c a k t c u truy n l
ch nh

n truy n l c hình thoi, thanh truy n l c hình
c gi i thi u và áp d ng trong xây d ng.

2.
S c n thi t c a m i n i trong b n bê tông trên m t n
nh

a c a th k

d ng và ki m soát v t n

c nh n ra t

c [9]. M i n i c n thi t trong quá trình xây
u m i n i, m i n

c t o ra m

gi n b ng khe h gi a các t m b n. M t thanh thép trò
gi a m i n i nh m m
nh

u

t vào

n t i [9, 10]. Nh

t cách nhau kho

ng kính
nh chung [9]. Tuy nhiên,

Schrader [11] ch ra r ng b n bê tông trên m t n n s d ng thanh thép
tròn làm thanh truy n l c còn t n t i các v
Thanh truy n l c c n ph i

sau:

t song song v

ng d ch chuy n c a t m

b n. N u không, thanh truy n l c s b cong khi m i n i m r ng và c n tr s di
chuy n c a b n bê tông (Hình 1. 1)

u này gây ra ng su t kéo trong b n bê

tông, làm cho b n b g y, gi m hi u qu truy n l c c a m i n i.

Hình 1. 1 Thanh truy n l c l

t sai b cong khi m i n i m r ng [11]
12


V

v i thanh truy n l c truy n th ng là thanh c n tr

chuy n v c a b
ra nh ng n t g

i tr
ng trong b

u này góp ph n gây
trình bày trên Hình 1. 2

Hình 1. 2 B n bê tông n

i tr c thanh [11]

i v i nh ng b n có thanh truy n l

, nh ng ng su t

gây ra do s c n tr d ch chuy n c a t i góc b n có th gây ra n t g y góc t i v
trí g n cu i c a thanh truy n l c Hình 1. 3 [11].

Hình 1. 3 N t g y gây ra b i thanh truy n l c t i góc b n [11]
i tác d ng c a t i tr ng l p, liên k t gi a thanh truy n l c và
bê tông l ng d n d

n vi c gi m hi u qu truy n l c [9].

B n bê tông trên m t n n có th b u n cong m
tông

u này có th gây ra ng su t ti p xúc l n xung quanh b b m t thanh

truy n l c.
um

bê

ng su t này có th l

ng

c a bê tông trong nh ng ngày

gây ra s gi m ti p xúc xung quanh thanh truy n l c [12].

13


Công nhân thi công t i hi
truy n l c b cong ho

ng d b v p ngã và ti m n vi c thanh

ng khi

i làm vi c xung quanh b n [7].

Vì nh ng lý do nêu trên, vi c tìm ki m lo i thanh truy n l c t
v

ng thi t k thay th

n l c hình vuông k t h p v i v t li u

có kh n ng ch u nén t i c nh bên, t m b n truy n l c hình thoi, t m b n alpha,
t m b n ch nh

c gi i thi u trên th

ng

,

Hình 1. 4 Thanh truy n l c hình vuông, t m b n hình thoi, hình alpha [13]

Hình 1. 5 T m truy n l c hình ch nh t [14]
Trong nh ng h th ng truy n l c nêu trên, t m b n truy n l
c áp d ng ph bi n t
và thí nghi

[15]. Tuy nhiên nh ng nghiên c u

n s làm vi c c a t m truy n l c hình thoi còn r t h n

ch [16]. Vi c mô hình hóa s làm vi c c a t m thép b n truy n l
c công b

14


liên k t gi a t m b n và bê tông. Vi c áp d ng t m b n truy n l c hình thoi trong
th c t d a vào ch d n c a nhà s n xu t ho

ng d

tông M [17]. Hi n t i, tiêu chu n Vi

n t Hi p h i bê
ng d n v vi c s d ng

t m b n truy n l c hình thoi.
t trong nh ng nghiên c
hành b
l

u tiên v m i n

c ti n

và Lessels [18]. Trong nghiên c u này, thanh truy n
c quan ni

t thanh có chi u dài h u h n n m trên n

b

i là
u di n m i

quan h gi a t i tr ng tác d ng và bi n d ng c a thanh truy n l c. Bi n d ng c a
thanh truy n l

c trình bày trên hình Hình 1. 6.

Hình 1. 6 Quan h t i tr ng-bi n d ng c a thanh truy n l c trong bê tông
Khi thanh truy n l c ch u l c tác d ng t

, thanh s

b u n xu ng và gây ra áp l c t i vùng g n b m t m i n i trong kho ng t
B. T i B chi u c a áp l c ti
ti p xúc m t l n n a l
t

i. T

n

m B, áp l c

i chi u. Bi n d ng c a thanh gây ra do l c Pt tác d ng

c bi u di n theo

x: kho ng cách d c theo thanh truy n l c k t b m t m i n i
Mo: mô men u n c a thanh truy n l c t i b m t m i n i
Pt: l c tác d ng
i c a thanh truy n l c
I: mô men quán tính c a thanh truy n l c

15


ng kính c a thanh truy n l c
K: h s n

thanh truy n l c

c

i c a thanh truy n l

[19] công b
thanh truy n l c nh m m
c a tác gi

u tiên v

ng x c a

nh kho ng cách gi a chúng. Nghiên c u

ra r ng kho ng cách gi a các thanh truy n l c là 600 m s gi m

c s t p trung ng su

u kho ng cán

s t p trung ng su t h

m. Tác gi

ng c a t i tr ng t i các thanh truy n l c

nh
nh theo công th c

sau:

i c a bê tông
: h s possion c a bê tông
h: chi u dày b n bê tông; k: modul ph n l c n n
N

[20] thi t l

nh mô men u n,

l c c t trong thanh truy n l c b ng cách phát tri n ti
o hàm hai và ba l

i bi n x,

mô men và l c c t c a thanh

Chuy n v

i c a thanh trong bê tông t i b m t m i n

theo công th c sau:

16

c tính


Mô men l n nh t xu t hi n trong thanh truy n l

Trong nghiên c u c a mình, tác gi ch ra r

ng kính c a

thanh truy n l c thì s gi m ng su t ti p xúc v i bê tông m t cách nhanh chóng
xu t chi u dài thanh truy n l c nên gi m xu

i6

c áp d ng.
n s làm vi c nhóm c a thanh truy n l c, Friberg [21] tìm ra
r ng thanh truy n l
thanh

xa v

i t i tr ng s ch u l c tác d ng nhi u nh t, các

t t i tr ng s ch u l c gi m d n m t cách tuy n tính và b ng

không t i kho ng cách b ng 1.8 l k t v
K t qu nghiên c u
nghiên c u sau này [22]
l y gi i h

n 1l t v

tt
c

hi n trong Hình 1. 7.

c áp d ng r ng rãi. Tuy nhiên,

xu t r ng s phân ph i t i tr ng trong nhóm ch nên
t t i.

Hình 1. 7 S phân ph i t i tr ng trong nhóm thanh truy n l c [21]
nv t im in i

c th hi n trên Hình 1. 8 bao

g m các thành ph n sau:
Chuy n v c a thanh truy n l
c a áp l c ti

ng bê tông yo

c

i gi a thanh truy n l c và bê tông

xung quanh.
d c c a thanh truy n l c,
v t li

hàm c

r ng c a m i n i.
17

c

i gi a


P a
Chuy n v c a thanh truy n l c trên m t n a m i n i 3EI 2

c a b r ng m i n

3

c ng c a thanh truy n l c

Hình 1. 8 Chuy n v c a thanh truy n l c ngang qua b r ng m i n i [21]
Teller và Cashell [9] ti n hành thí nghi m nghiên c u nh
ng c a m t vài y u t

n s làm vi c c a thanh truy n l

i tác d ng c a

t i tr ng l p (mô ph ng t i tr ng xe). T m bê tông r ng 4 ft (122 cm), dài 10 ft
(304.8 cm)
l

gi a

gi a chi u dài b i m i n i g m 4 thanh truy n

t cách nhau 12 inches (30 cm). Các bi n thí nghi m bao g m chi u dày c a

t mb

ng kính thanh truy n l c, b r ng m i n

l n c a t i tr ng. Giá tr l n nh t c a t i tr ng l p t i
tác d ng l

c

t t i hai phía c a m i n i v i chu k 10 l n/ phút. Bi n d ng và

chuy n v

i hai phía c a m i n i. T k t qu thí nghi m, tác gi

ra m t s k t lu n sau:
Quan h g a chi u dày c a b

ng kính thanh truy n l

này trùng v i k t qu nghiên c
[23] cho r

u
c a Bradbury

ng kính c a thanh truy n l

t quá 1/6

chi u dày c a b n.
Chi u dài ng p trong bê tông c a thanh truy n l
n l c không ph i là m t hàm c

phát huy t

ng kính thanh.

ng kính

thanh là 20 mm, chi u dài chôn trong bê trong c n thi t là kho ng 8 l n

18


kính. V

ng kính l

u dài này ch c n kho ng 6 l

ng

kính.
ng kính thanh truy n l
ph

i, gi m b r ng m i n i s

c truy n qua m i

u này

c th hi

th trong

Hình 1. 9.
S l ng c a thanh truy n l c

ng quan tr

m i n i b i vì hi u qu truy n l c toàn ph n ch

n s làm vi c c a
c khi thanh truy n

l c bi n d ng h t kho ng h và ti p xúc v i bê tông.
S l ng c a thanh là do kho ng h gi a thanh và bê tông xung quanh.
ng th i tác gi

ra m t s y u t có th gây ra s l

hông khí và l r ng c a bê tông xung quanh thanh truy n l
không k ho

u
m

m h n h p bê tông; s co

ngót c a bê tông trong quá trình b

ng; ho c do l p ph b o v s

dính gi a bê tông và thanh truy n l c.

Hình 1. 9

ng c a b r ng m i n

n hi u qu truy n l c [9]

u Bush và Manava [24] trình bày k t qu thí
nghi m trong phòng nh m m

ng x gi a bi n

d ng và chuy n v c a thanh truy n l

ng bê tông. Tác gi ch ra

r ng bi n d ng c a thanh truy n l c bao g m hai thanh ph n:
Bi n d ng c a thanh

kho ng h c a m i n i; và

Bi n d ng c a thanh t i b m t m i n i

Thành ph n th nh t có th

c tính toán b

k t c u. Vi c trình bày thành ph n th hai ph c t p
[18, 21, 23]

ng và phát tri

c
u nhà nghiên c u
u di n bi n d ng c a thanh

19


truy n l c hình tr tròn n m trên n

i. Tuy nhiên h n ch c a các nghiên

c u này là ch d

i tuy n tính. Bi n d ng phi tuy n c a bê

tông ho c c a thanh truy n l

c xem xét.

thí nghi m c a hai tác gi

Hình 1. 10 S

c trình bày trên Hình 1. 10

mô hình thí nghi m c

[24]

Mô hình thí nghi m g m t m bê tông ch u t i và t m bê tông c

nh kích

c 380x380x250 mm. T i tr ng truy n t t m ch u t i sang t m bên c nh
thông qua m t thanh truy n l c. Các bi n s c a thí nghi m bao g
thanh truy n l c, b r ng m i n
n (LVDT)

c n i v i ph

thông qua các ng nh
bi n d

bê tông. 5 thi t b

ng kính
n d ng c m

n trong bê tông c a thanh truy n l c

ts

hi n trên Hình 1. 10

n hình c a thanh truy n l c ng v i giá tr t i tr ng b ng 40, 60, 80,

100% t i tr ng phá ho i

c th hi n trên Hình 1. 11

Hình 1. 11 Bi n d ng trong bê tông c a thanh truy n l c [24]
th bi u di n k t qu thí nghi m ch ra r ng
thuy t nh

i thí nghi m t i g n b m t m i n i. M t khác bi n d ng

c lên phía trên c a thanh theo lý thuy t l
b m tm in im
c lý gi

ng cong d báo lý

i thí nghi m t i v trí xa

l n c a các giá tr này r t nh . S sai khác này có th
a Timoshenko [18] d a trên s làm vi c
20

i

tuy

ns

ng x phi tuy n ph c t

ns

ch y c a thanh và ng su t c c b l n xung quanh thanh truy n l c.
, Sargand [12] trình bày thí nghi
thanh truy n l

i tác d ng c

thanh truy n l

làm vi c c a

u ki n t i tr ng khác nhau. Ba lo i

c s d ng trong thí nghi m g

c

ph ch t epoxy, thanh làm b ng s i th y tinh và ng thép nh i bê tông. T k t
qu thí nghi m, tác gi

xu t công th

nh ng su t ti p xúc gi a bê

tông và thanh truy n l c

b:

ng su t ti p xúc

K: h s n

thanh truy n l c

P: l c c t c a thanh truy n l c
M: mô men c a thanh truy n l c
ng th i tác gi

c th c nghi m tính toán ng su t

ti p xúc cho phép c a bê tông t i b m t ti p xúc v i thanh truy n l

fb: ng su t ti p xúc cho phép c a bê tông
ng kính thanh truy n l c
c

ch u nén tính toán c a bê tông.
[16] b t tay vào m t d án nghiên c u nh m

c thông tin v quan h gi a chuy n v và t i tr ng c a m i n i b n bê
tông. M t vài h th ng truy n l c v i hình d ng khác nhau bao g m t m b n hình
ch nh t, thanh hình tròn, hình vuông và t m b
nghi m. Thép b n hình thoi c nh 110 mm v i chi u dày 6 ho c 10 mm m t n a

t trong h p nh a khít v i chi u dày, n a còn l
21

n trong bê


tông

i di n c a m i n i. B r ng m i n i là 10 mm và kho ng cách gi a

các t m b n truy n l c là 450 mm. Chi u dày t m bê tông là 150 ho c 225 mm và
chi u dài là 1000 mm.

Hình 1. 12

thí nghi

c th hi n trên Hình 1. 12

thí nghi m c a Wong và Williams

T m bê tông phía ph

[16]

c k p ch t b i l c nén 30 KN trong

khi t m b n phía ph i dài 600 mm

c ch t t i b i hai kích th y l

nhau 450 mm. Các t m b

th

mô ph ng g
Các t m b

cs

t cách
m

ng x u nh t trong th c t - n n b
c thí nghi m v i t i tr

.

n t i phá ho i. K t qu

thí nghi m v i các d ng k t c u truy n l

c th hi n trên Hình 1.

13.

Hình 1. 13 Quan h t i tr ng-chuy n v m i n i v i các h truy n l c khác nhau [16]

22