Xây dựng mô hình thí nghiệm xác định chùng ứng suất của bê tông trong kết cấu dầm bê tông cốt thép

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (4V): 1–11

XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHÙNG ỨNG
SUẤT CỦA BÊ TÔNG TRONG KẾT CẤU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
Nguyễn Mạnh Hùnga,∗, Ngô Thế Phonga , Nguyễn Trung Hiếua
a

Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng,
số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam

Nhận ngày 16/08/2019, Sửa xong 07/09/2019, Chấp nhận đăng 08/09/2019
Tóm tắt
Từ biến và chùng ứng suất là hai đặc trưng cơ học của bê tông, xảy ra đồng thời khi bê tông chịu tác dụng của
tải trọng dài hạn. Đây là các đặc trưng cơ học ảnh hưởng chính đến ứng xử dài hạn của kết cấu bê tông cốt thép
(BTCT) nói chung và kết cấu dầm BTCT chịu uốn nói riêng. Nội dung bài báo trình bày xây dựng mô hình thí
nghiệm nhằm xác định được chùng ứng suất của bê tông cho trường hợp kết cấu dầm BTCT chịu uốn. Mô hình
thí nghiệm được xây dựng là cơ sở cho việc nghiên cứu đặc trưng cơ học của bê tông, vốn còn rất hạn chế do
khó khăn trong công tác thực nghiệm.
Từ khoá: từ biến; chùng ứng suất; biến dạng co ngót; dầm BTCT.
PROTOTYPE AN EXPERIMENTAL MODEL TO DETERMINE THE CONCRETE STRESS RELAXATION
IN REINFORCED CONCRETE BEAM
Abstract
Creep and stress relaxation are two mechanical characteristics of concrete, occurring simultaneously when
concrete is subjected to long-term load. These are the mechanical characteristics that mainly affect the longterm behavior of reinforced concrete structures in general and bending reinforced concrete beam in particular.
The paper presents the experimental model to determine the concrete stress relaxation in reinforced concrete
beam. The experimental model is built as a basis for studying the mechanical characteristics of concrete, which
is still very limited due to difficulties in experimental.
Keywords: creep; stressrelaxation; shrinkage deformation; reinforced concrete beam.
c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)

1. Mở đầu

Sự làm việc của kết cấu công trình Bê tông cốt thép (BTCT) phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau
như đặc trưng cơ lý của vật liệu chế tạo, tải trọng tác dụng, điều kiện tự nhiên môi trường nơi công
trình làm việc... trong đó, đặc trưng cơ học của bê tông có ảnh hưởng lớn đến ứng xử của kết cấu này.
Theo nhiều nghiên cứu của các tác giả trên thế giới, biến dạng từ biến của bê tông (Hình 1) là yếu tố
ảnh hưởng chính đến ứng xử dài hạn của kết cấu BTCT như làm tăng độ võng của kết cấu theo thời
gian. Sự làm việc dài hạn của kết cấu công trình BTCT còn liên quan trực tiếp đến tính chất cơ học
“chùng ứng suất” (Stress Relaxation) của bê tông (Hình 2). Chùng ứng suất là sự suy giảm ứng suất
trong kết cấu bê tông khi biến dạng được duy trì theo thời gian mà trường hợp đặc biệt là biến dạng
không đổi. Có thể thấy, từ biến và chùng ứng suất xảy ra đồng thời khi kết cấu BTCT làm việc dài
∗

Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: (Hùng, N. M.)

1


“chùng ứng suất” (Stress Relaxation) của bê tông (Hình 2). Chùng ứng suất là sự suy
“chùng ứng suất” (Stress Relaxation) của bê tông (Hình 2). Chùng ứng suất là sự suy
giảm ứng suất trong kết cấu bê tông khi biến dạng được duy trì theo thời gian mà
giảm ứng suất trong kết cấu bê tông khi biến dạng được duy trì theo thời gian mà
trường hợp đặc biệt là biến dạng không đổi. Có thể thấy, từ biến và chùng ứng suất
trường hợp đặc biệt là biến dạng không đổi. Có thể thấy, từ biến và chùng ứng suất
xảy ra đồng thời khi kết cấu BTCT làm việc dài hạn. Từ biến và chùng ứng suất là hai
xảy ra đồng thời khi kết cấu
làm
dàihọc
hạn.
và chùng ứng suất là hai
Hùng,BTCT
N. M. và cs.

/ Tạpviệc
chí Khoa
CôngTừ
nghệbiến
Xây dựng
mặt của một tính chất của bê tông. Tính chất đó dẫn đến sự phân phối lại nội lực trong
mặt của một tính chất của bê tông. Tính chất đó dẫn đến sự phân phối lại nội lực trong
hạn.cấu
Từ biến
và chùng
ứng
suấtcốt
là hai
mặt của một tính chất của bê tông. Tính chất đó dẫn đến sự phân
kết
bê tông
và bê
tông
thép.
kết cấu
bê
tông
và
bê
tông
cốt
thép.
phối lại nội lực trong kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

1. Biến

từ
của
tông
1.dạng
Biếndạng
dạng
từ biến
biến
của
bêbê
tông
HìnhHình
1. Hình
Biến
từ biến
của
bê
tông

HìnhHình
2. Chùng
Chùng
ứng
kết
cấu
tông
2. Chùng
ứngsuất
suất trong
trong

kết
cấu
bêbê
tông
Hình
2.
ứng
suất
trong
kết
cấu
bê
tông

Nghiên
vềvềbiến
dạng
hạncủa
củabê
tông
nói
chung
và
biến
biến
là là
một
Nghiên
biến
dạng

dàihạn
hạn
của
tông
nóinói
chung
và biến
biến từ
làtừmột
nội
dung
Nghiên
cứucứu
vềcứu
biến
dạng
dàidài
bêbê
tông
chung
vàdạng
biếntừdạng
dạng
biến
một
nghiên
cứu
nhận
được
nhiều

sự
quan
tâm.
Thông
thường,
biến
dạng
từ
biến
của
bê
tông
được
biểu
nội
dung
nghiên
cứu
nhận
được
nhiều
sự
quan
tâm.
Thông
thường,
biến
dạng
từ
biến

nội dung nghiên cứu nhận được nhiều sự quan tâm. Thông thường, biến dạng từ biến
diễn qua hệ số từ biến và đã được chỉ dẫn trong nhiều tiêu chuẩn tính toán hiện hành như tiêu chuẩn
bê tông
được
biểu
diễn
quahệhệsốsốtừtừbiến
biến và đã
đã được
được chỉ
dẫn
trong
nhiều tiêu
của của
bê
được
biểu
diễn
qua
dẫn
trong
tiêu
ACItông
318-14
[1], Eurocode
2:2004
[2], TCVN 5574:2018và
[3]... Ngược
lạichỉ
những

nghiên
cứunhiều
về chùng
chuẩn
hiện
hành
như
tiêu
chuẩn
ACI nguyên
318-14
[1],
Eurocode
2:2:2004
chuẩn
tính
toán
hiện
hành
như
tiêu
318-14
[1],
Eurocode
2004[2],
[2],
ứng
suấttính
trongtoán
kết

cấu
bê tông
còn
khá
hạnchuẩn
chế.
Có ACI
nhiều
nhân
khác
nhau như ảnh
hưởng
của
chùng
ứng
suất
là
nhỏ,
chùng
ứng
suất
được
kể
đến
thông
qua
hệ
số
già
của

nhà
khoa
học
Trost
[4,
5]
TCVN
5574:
2018
[3]...
Ngược
nhữngnghiên
nghiên cứu
cứu về chùng
kết
cấu
TCVN
5574:
2018
[3]...
Ngược
lạilạinhững
chùng ứng
ứngsuất
suấttrong
trong
kết
cấu
và
Bazant

[6].
Nhưng
chủ
yếu
là
do
khó
khăn
về
thực
nghiệm
để
xác
định
đặc
trưng
cơ
học
này.
bê tông
chế.
nhiềunguyên
nguyênnhân
nhân khác
khác nhau
nhau như
chùng
bê tông
còn còn
khákhá

hạnhạn
chế.
CóCó
nhiều
như ảnh
ảnhhưởng
hưởngcủa
của
chùng
Trên kết cấu công trình thực tế có thể kể đến một trường hợp điển hình mà ảnh hưởng của chùng
suất
làcần
nhỏ,
chùng
suất
đượcdầm
kểđến
đến thông
thông có
qua
số
già
khoa
ứng ứng
suất
là là
nhỏ,
chùng
suất
kể

qua
hệ
sốchênh
giàcủa
củanhà
nhà
khoa
học
ứng suất
xem
xét, ứng
đó ứng
là khi
tínhđược
toán
móng
BTCT
tínhhệ
đến
lệch
lún
giữa
cáchọc
đài
[4,
5]
và Bazant
[6].
Nhưng
chủ

yếu
dohạn
khólên
khăn
thực
định
TrostTrost
[4, 5]
Bazant
[6].
Nhưng
chủ
yếu
làlàdo
khó
khăn
về
thực
nghiệm
đểxác
xác
định
móng.
Sựvà
chênh
lệch lún
này
gây
ra một
biến

dạng
dài
dầm về
móng
và nghiệm
gây
ra ảnhđểhưởng
đáng
kể
đến
sự
thay
đổi
ứng
suất
trong
dầm
do
hiện
tượng
chùng
ứng
suất
[7].
đặc trưng
cơ học
này.
đặc trưng
cơ học
này.

Nội dung của bài báo trình bày nghiên cứu xây dựng mô hình và quy trình thí nghiệm xác định
TrênTrên
kếttrưng
cấu
công
trình
thực
tế tế
cócó
thể
một
trường
hợp
điển
hình
mà
ảnh
hưởng
kết cấu
công
trình
thực
thểkể
kểđến
đếndầm
mộtBTCT
trường
hình
mà
hưởng

đặc
chùng
ứng
suất
của
bê
tông
trên
kết
cấu
làmhợp
việcđiển
chịu uốn.
Cơ
sởảnh
của
nghiên
cứu chùng
là tạo
raứng
một
cưỡng
bức
được
trì
trêndầm
kết cấu
thí nghiệm
và
khảo

sátđến
sự
của chùng
ứng
suấtbiến
là dạng
cần
xem
xét,
đóđóduy
làlàkhi
tính
toán
móng
BTCT
tính
đến
của
suất
là cần
xem
xét,
khikhông
tính đổi
toán
dầm
móng
BTCT
cócó
tính

thay
đổi
ứng
suất
trong
bê
tông.
Nghiên
cứu
được
thực
hiện
tại
Phòng
thí
nghiệm
và
kiểm
định
công
chênh
lệchlệch
lún lún
giữa
cáccác
đàiđài
móng.
Sự
gây ra
ra một

mộtbiến
biếndạng
dạng
dài
hạn
chênh
giữa
móng.
Sựchênh
chênhlệch
lệchlún
lún này
này gây
dài
hạn
trình, trường Đại học Xây dựng.
lên dầm
móng
và và
gâygây
ra ra
ảnh
hưởng
đổi ứng
ứngsuất
suấttrong
trongdầm
dầm
lên dầm
móng

ảnh
hưởngđáng
đángkể
kểđến
đến sự
sự thay đổi
dodo
hiện hiện
tượng
chùng
suất
[7].
tượng
ứng
suất
[7]. đo chùng ứng suất của bê tông trên kết cấu dầm BTCT làm
2. Xây
dựngchùng
môứng
hình
thí
nghiệm
việc chịu uốn
2.1. Cơ sở thiết lập mô hình thí nghiệm

2 2

Xét mô hình thí nghiệm gồm hai dầm BTCT có cùng kích thước hình học, cấu tạo cốt thép và vật
liệu chế tạo như trên Hình 3. Ở hai đầu tự do của hai dầm được liên kết bằng hai thanh thép tròn trơn
có cùng tiết diện S 0 . Vai trò của hai thanh thép này sẽ được đề cập ở mục sau.

Khoảng cách ban đầu giữa hai dầm là ∆0 như ký hiệu trên Hình 3 (khoảng cách ban đầu giữa hai
thanh cốt thép là l = ∆0 + h, với h là chiều cao của tiết diện dầm BTCT). Tạo ra một chuyển vị cưỡng
bức tại vùng tiết diện giữa hai dầm sao cho khoảng cách tại vị trí hai điểm A1 và A2 là ∆1 (∆1 > ∆0 ),
khi đó trong hai thanh thép tiết diện S 0 sẽ xuất hiện lực kéo F1 .
2


2.1. Cơ sở thiết lập mô hình thí nghiệm
Xét mô hình thí nghiệm gồm hai dầm BTCT có cùng kích thước hình học, cấu tạo
cốt thép và vật liệu chế tạo như trên Hình 3. Ở hai đầu tự do của hai dầm được liên kết
bằng hai thanh thép tròn trơn có cùng tiết diện S0. Vai trò của hai thanh thép này sẽ
được đề cập ở mục Hùng,
sau. N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Hình
nghiệmđo
đochùng
chùngứng
ứngsuất
suấttrong
trong
dầm
BTCT
Hình3.3.Cơ
Cơsởsởthiết
thiếtlập
lậpmô
mô hình
hình thí
thí nghiệm

dầm
BTCT

Khoảng cách ban đầu giữa hai dầm là Δ0 như ký hiệu trên Hình 3 (khoảng cách

Nếuban
giữđầu
nguyên
chuyển
đổi theo thời gian thì lúc này sơ đồ làm việc của hai
1 không
giữa hai
thanh vị
cốt∆thép
là l=Δthay
0+h, với h là chiều cao của tiết diện dầm BTCT).
dầm thí nghiệm có thể được quy đổi thành sơ đồ dầm một đầu liên kết ngàm và một đầu liên kết khớp.
Tạoliên
ra một
cưỡngtiết
bức
tại giữa
vùng dầm
tiết diện
giữa
haichéo
dầm trên
sao cho
Trong đó, đầu
kết chuyển

ngàm tạivịvùng
diện
(vùng
gạch
Hìnhkhoảng
3), đầu liên khớp
cách
tại
vị
trí
hai
điểm
A
và
A
là
Δ
(Δ
>Δ
),
khi
đó
trong
hai
thanh
thép
tiết
diện
S0 ở Hình 3 có
1

2
1
1
0
tại vị trí thanh thép liên kết. Bằng cách này, từ sơ đồ thí nghiệm gồm hai dầm BTCT như
sẽmỗi
xuấtdầm,
hiện
lực
thể tạo thành
sơ
đồphản
thí kéo
nghiệm
gồm
- khớp
họa
trong
1. gối
lực Ftại
tựa 4códầm
liên có
kếtliên
khớpkết
sẽ ngàm
được xác
định như
bằngminh
với lực
căng

F1 Hình 4. Đối
với mỗi dầm,
phản lực
tạiliên
gốikết
tựadocóchuyển
liên kết
khớp
được
xác định
với
lực căngnày
F trong thanh
trong
thép
vị (Δ
- Δ0sẽ
) đổi
tạo
ra. Việc
trìbằng
giálúc
trị
chuyển
1thay
Nếuthanh
giữ nguyên
chuyển
vị Δ1 không
theo

thờiduy
gian
thì
này sơ vị
đồ làm1
thép liên không
kết dothay
chuyển
vị
(∆
−
∆
)
tạo
ra.
Việc
duy
trì
giá
trị
chuyển
vị
này
không
thay đổi theo
1
0
đổi theo
thời giancósẽthể
tạođược

ra tácquy
dụng
hạn sơ
lên đồ
cácdầm
kết cấu
việc của hai dầm
thí nghiệm
đổidài
thành
một dầm
đầu BTCT,
liên kết
thời gian sẽ tạo ra tác dụng dài hạn lên các kết cấu dầm BTCT, gây ra hiện tượng từ biến và chùng
gây ra
tượngliên
từ biến
và chùng
ứng đó,
suất củaliên
bê tông.ngàm
Tính chất
này, cùng
với bản
vàhiện
một
kết này,
khớp.
Trong
tại suất

vùng
tiết diện
giữathép liên kết,
ứng suấtngàm
của bê
tông.đầu
Tính chất
cùng
với bảnđầu
thân sựkết
chùng ứng
trong
thanh
thân
sự
chùng
ứng
suất
trong
thanh
thép
liên
kết,
sẽ
khiến
cho
lực
F
suy
giảm

1 liên kết. theo
dầm
(vùng
gạch
chéo
trên
Hình
3),
đầu
liên
khớp
tại
vị
trí
thanh
thép
Bằng
sẽ khiến cho lực F1 suy giảm theo thời gian. Nếu xác định được sự suy giảm giá trị F1 theo thời gian
thờinày,
gian.từNếu
xácthíđịnh
được gồm
suy
giảm
trị F1như
theoởthời
gian
cóthể
thể tạo
xácthành

định được
cách
sơsự
đồ
hai
dầmgiá
BTCT
3 bê
có
sơ đồ
có thể xác
định
được
thaynghiệm
đổi
ứngsựsuất
(kéo,
nén)
trong
tiếtHình
diện
tông
ở vùng
gối
tựa ngàm dựa
sự
thay
đổi
ứng
suất

(kéo,
nén)
trong
tiết
diện
bê
tông
ở
vùng
gối
tựa
ngàm
dựa
trên
nghiệm
4 dầm
liênBTCT.
kết ngàm
khớp
như
họa trong
Hìnhchùng
4. Đốiứng
với suất của vật
trên cácthí
công
thức gồm
tính toán
kếtcócấu
Đây- là

cơ sở
đểminh
xác định
đặc trưng
liệu này. các công thức tính toán kết cấu BTCT. Đây là cơ sở để xác định đặc trưng chùng ứng
suất của vật liệu này.

3

2.2. Mô hình
thí nghiệm
2.2. Mô hình thí nghiệm
Mô hình thí
dựng
được
hiệnthểtrên
trên4,mô
thí nghiệm
sẽ có 4 cấu kiện
Mônghiệm
hình thí xây
nghiệm
xây
dựngthể
được
hiệnHình
trên 4,
Hình
trênhình
mô hình

thí nghiệm
dầm BTCT
cùng chủng loại được thí nghiệm tại một thời điểm.
sẽ có 4 cấu kiện dầm BTCT cùng chủng loại được thí nghiệm tại một thời điểm.

Hình
Môhình
hìnhthí
thínghiệm
nghiệm chùng
BTCT
Hình
4. 4.
Mô
chùngứng
ứngsuất
suấtdầm
dầm
BTCT

Để tạo được chuyển vị cưỡng bức tại vị trí giữa của hai dầm, trong nghiên cứu này

Để tạođãđược
vị cưỡng
tạithép
vị trícógiữa
của hai
trong nghiên
cứu này
thiết chuyển

kế chế tạo
một hệ bức
khung
thể trượt
dọc dầm,
theo phương
tạo chuyển
vị đã thiết kế
chế tạo một
hệ khung thép có thể trượt dọc theo phương tạo chuyển vị cưỡng bức và hệ phải đủ cứng
cưỡng bức và hệ phải đủ cứng để chịu tải trọng gây ra chuyển vị này. Hệ khung này
để chịu tải trọng gây ra chuyển vị này. Hệ khung này được gia công cùng quá trình chế tạo các dầm
được gia công cùng quá trình chế tạo các dầm BTCT. Đây cũng là vị trí đặt kích thủy
BTCT. Đây cũng là vị trí đặt kích thủy lực gia tải tạo chuyển vị cưỡng bức của dầm. Chi tiết hệ khung
lực gia tải tạo chuyển vị cưỡng bức của dầm. Chi tiết hệ khung thép được thể hiện trên

Hình 5, cấu tạo hệ khung là các thép hình U 3và thép tấm δ được liên kết hàn với nhau
tạo thành hộp cứng mà chi tiết số 1 (gia công liền với dầm số 1) và chi tiết số 2 (gia
công liền với dầm số 2) có thể trượt trên nhau dễ dàng.


Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

thép được thể hiện trên Hình 5, cấu tạo hệ khung là các thép hình U và thép tấm δ được liên kết hàn
với nhau tạo thành hộp cứng mà chi tiết số 1 (gia công liền với dầm số 1) và chi tiết số 2 (gia công
liền với dầm số 2) có thể trượt trên nhau dễ dàng.

Hình 5. Cấu tạo hệ khung trượt tạo chuyển vị cưỡng bức

Sau khi đặt kích thủy lực vào giữa khung thép gia tải tạo chuyển vị cưỡng bức trên

dầm, hai nêm thép sẽ Hình
được5. lắp
đặthệvào
hai
đầu
khung
chibứctiết số 1 trên dầm 1 để
Cấu tạo
khung
trượt
tạo của
chuyển
vị cưỡng
5. Cấu tạo hệ khung trượt tạo chuyển vị cưỡng bức
khóa cứng chuyển Hình
vị của
hệ khung trượt, giải phóng kích thủy lực và khi đó chi tiết số
Sau khi đặt kích thủy lực vào giữa khung thép gia tải tạo chuyển vị cưỡng bức trên dầm, hai nêm
Sau khi đặt
kích thủy
lực
vàobộ
giữa
thép dụng
gia tảivào
tạo hệ
chuyển
cưỡng
1 cùng
chịu

toàn
tảikhung
trọng
dầm,vị
chi
tiết bức
sốvị2trên
cóhệtác
thép sẽnêm
được thép
lắp đặtsẽvào
hai đầu
của khung
chi tiếttác
số 1 trên dầm
1 để khóa
cứng
chuyển
của
dầm,
hai
nêmxoay
thép
sẽ được
lắp
đặtvàvào
hai
đầu
chi6.thép
tiết

1 trên
dầm
10 trọng
để đó
khung
trượt,
giải
phóng
kích
lực
khi
đó chi
tiếtcủa
1khung
cùng
nêm
sẽthanh
chịu
toàn
bộ S
tải
dụng
chống
cho
toànthủy
bộ khung
thép,
mô
tảsốtrên
Hình

Haisố
thép
khi
tác dụng
vào
hệ dầm,
chi
tiếthệsốkhung
2 có táctrượt,
dụng chống
xoay cho
toàn
bộ khung
thép,
mô
tảchi
trêntiết
Hình
khóa
cứng
chuyển
vị
của
giải
phóng
kích
thủy
lực
và
khi

đóđược
số 6.tiết
chịu
tác
dụng
của
1/2
tải
trọng
tác
dụng
vào
hệ
khung
trượt,
do
đó
cần
chọn
Hai thanh thép S 0 khi đó chịu tác dụng của 1/2 tải trọng tác dụng vào hệ khung trượt, do đó cần được
1 cùng
nêm
sẽ
toàn
bộviệc
tải việc
trọng
tác
dụng
vào

dầm, chi tiết số 2 có tác
chọn
tiết
diệnthép
phù hợp
sao
cho
thanh
làm
trong
giai
đoạn
đànhệ
hồi.
diện
phù
hợp
sao
chochịu
thanh
làm
trong
giai
đoạn
đàn
hồi.
dụng chống xoay cho toàn bộ khung thép, mô tả trên Hình 6. Hai thanh thép S0 khi đó
chịu tác dụng của 1/2 tải trọng tác dụng vào hệ khung trượt, do đó cần được chọn tiết
diện phù hợp sao cho thanh làm việc trong giai đoạn đàn hồi.

Hình 6. Sơ đồ hệ nêm thép khóa cứng chuyển vị của dầm

Hình 6. Sơ đồ hệ nêm thép khóa cứng chuyển vị của dầm

Tiến hành treo hệ dầm nằm ngang (chiều 4cao tiết diện dầm nằm song song với mặt
Hình
6. Sơ
đồ hệ
nêmtrọng
thép khóa
cứng
chuyển
củadầm
dầmtrong tính toán khi
đất), nhằm mục đích
khử
thành
phần
lượng
bản
thân vị
của
tạo
trọng
táchệ
dụng
hệngang
dầm. Để
treocao
hệ dầm

theodầm
phương
sử dụng
Tiếntảihành
treo
dầmvào
nằm
(chiều
tiết diện
nằmnằm
songngang,
song với
mặt hệ
đất), nhằm mục đích khử thành phần trọng lượng bản thân của dầm trong tính toán khi


Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Tiến hành treo hệ dầm nằm ngang (chiều cao tiết diện dầm nằm song song với mặt đất), nhằm
mục đích khử thành phần trọng lượng bản thân của dầm trong tính toán khi tạo tải trọng tác dụng vào
khung
thép
lò xo
hồi liên
kết dầm
với hệ
khungthép
treo.
hệ dầm.
Để và

treocác
hệ dầm
theođàn
phương
nằm ngang,
sử dụng
hệ khung
và Các
các lòlòxoxo
đànsửhồidụng
liên kết
dầm chủng
với hệ khung
treo. Các
lò xo
sử 280
dụngmm
cùngtheo
chủng
loại, dài
đượcdầm,
bố tríđảm
đều 280
theo
cùng
loại, được
bố trí
đều
chiều
bảomm

phân
bốchiều
đều dài
dầm,
đảm
bảo
phân
bố
đều
lực
treo
lên
dầm
như
Hình
7.
lực treo lên dầm như Hình 7.

7. Sơ
quangtreo
treokhử
khử trọng
bản
thân
dầmdầm
HìnhHình
7. Sơ
đồ đồ
hệhệ
quang

trọnglượng
lượng
bản
thân

* Bố trí dụng cụ, thiết bị đo:
Bố tríthí
dụng
cụ, thiết
đo: dụng cụ và thiết bị đo sau được sử dụng:
Trong
nghiệm
này,bịcác
thí nghiệm
này, thủy
các dụng
thiết với
bị đotrạm
sau được
dụng
- Đo Trong
lực: Sử
dụng kích
lực cụ
kếtvàhợp
bơmsửdầu
tác[8]:dụng lên hai dầm thí
- Đo lực: Sử dụng kích thủy lực kết hợp với trạm bơm dầu tác dụng lên hai dầm thí nghiệm để tạo
nghiệm
để tạo ra chuyển vị ban đầu. Giá trị của lực tác dụng được kiểm soát thông qua

ra chuyển vị ban đầu. Giá trị của lực tác dụng được kiểm soát thông qua dụng cụ đo lực điện tử Load
dụng
tửdụng
LoadlênCell.
Giádầm
trị của
dụng
mẫu
được
xác
Cell.cụ
Giáđotrịlực
của điện
lực tác
các mẫu
đượclực
xáctác
định
đủ đểlên
gâycác
ra vết
nứtdầm
trên các
dầm
và bề
rộngđủ
vếtđểnứt
không
vượt
quátrên

0,2 các
mm.dầm và bề rộng vết nứt không vượt quá 0,2 mm.
định
gây
ra vết
nứt
- Đo chuyển vị trên các dầm: Chuyển vị của các dầm dưới tác dụng của tải trọng thí nghiệm gây ra

- Đo
các dầm:
Chuyển
cácsửdầm
tác dụng
tảidiện
trọng
thídầm
đượcchuyển
đo bằngvị
cáctrên
Indicator
cơ học.
Đối với vị
mỗicủa
dầm,
dụng dưới
3 Indicator
bố trícủa
tại tiết
giữa
và tại hai

vị trí
kết các
ở haiIndicator
đầu dầm (ký
đến I6với
). Các
Indicator
số khuếch
nghiệm
gây
ra thanh
đượcthép
đo liên
bằng
cơhiệu
học.I1 Đối
mỗi
dầm, có
sửhệdụng
3
đại
k
=
100
(tương
ứng
giá
trị
1
vạch

đo
bằng
0,01
mm),
các
Indicator
này
còn
được
sử
dụng
để
Indicator bố trí tại tiết diện giữa dầm và tại hai vị trí thanh thép liên kết ở hai đầu dầmtheo
dõi chuyển vị theo thời gian của các dầm thí nghiệm do các biến dạng dài hạn của bê tông, chùng ứng
(ký
1 đến I6 ). Các Indicator có hệ số khuếch đại k = 100 (tương ứng giá trị 1
suấthiệu
của Ithanh
thép liên kết và của bê tông gây ra.
vạch -đo
0,01 trên
mm),
cácthép
Indicator
còn được
sử dụng
để theo
dõithanh
chuyển
vị(ký

Đobằng
biến dạng
thanh
liên kết:này
Sử dụng
hai Indicator
cơ học
kết hợp
chống
hiệuthời
T 1 vàgian
T 2 ), của
với các
chưng
hệ sốdo
khuếch
1000,dài
chiều
chuẩn
L0 =chùng
240 mm,
theo
cácđặc
dầm
thí như:
nghiệm
các đại
biếnk =dạng
hạndàicủa
bê đo

tông,
giá trị biến dạng đo được tương ứng với số đọc của một vạch đo là 4,167 × 10−6 . Bên cạnh đó bố trí
ứng suất của thanh thép liên kết và của bê tông gây ra.
hai Strain gauge điện trở tại tiết diện giữa của hai thanh thép để đo biến dạng của thanh thép trong

quá trình
tải ban
- Đo
biến gia
dạng
trênđầu.
thanh thép liên kết: Sử dụng hai Indicator cơ học kết hợp thanh
chống (ký hiệu T1 và T2), với các đặc chưng như: hệ số khuếch đại k =1000, chiều dài
5
chuẩn đo L0 = 240 mm, giá trị biến dạng đo được
tương ứng với số đọc của một vạch
-6
đo là 4,167x10 . Bên cạnh đó bố trí hai Strain gauge điện trở tại tiết diện giữa của hai
thanh thép để đo biến dạng của thanh thép trong quá trình gia tải ban đầu.


- Đo biến dạng bê tông vùng tiết diện ngàm: Biến dạng của bê tông vùng chịu kéo và
M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
chịu nén được xác địnhHùng,
bằngN. các
Indicator cơ học kết hợp với thanh chống như trên
biến
dạng
tông
diện

củakhuếch
bê tông đại
vùng
chịu
kéo cụ
và đo
chịuknén
Hình- 8Đo
(ký
hiệu
T3 bê
đến
T10vùng
), vớitiết
các
đặcngàm:
trưngBiến
như:dạng
hệ số
của
dụng
địnhdài
bằng
các Indicator
họcmm,
kết hợp
chống đo
nhưđược
trên Hình
8 (ký

3 đến
=được
100,xác
chiều
chuẩn
đo L0 =cơ300
giá với
trị thanh
biến dạng
tương
ứnghiệu
vớiTsố
T 10 ), với các đặc trưng như: hệ số khuếch
đại
của
dụng
cụ
đo
k
=
100,
chiều
dài
chuẩn
đo
L
=
300
0
-6

đọc
của
một
vạch
đo
là
0,333x10
.
Việc
đo
đạc
được
tiến
hành
tại
4
vùng
−6 tiết diện.
mm, giá trị biến dạng đo được tương ứng với số đọc của một vạch đo là 0,333 × 10 . Việc đo đạc
Dựa
đo được
choDựa
phép
sựđothay
của sự
bêthay
tôngđổitạibiến
đượctrên
tiến các
hànhsốtạiliệu

4 vùng
tiết diện.
trênxác
cácđịnh
số liệu
đượcđổi
chobiến
phépdạng
xác định
dạng
của khảo
bê tông
tạilà
cáccơvùng
khảo
là cơđặc
sơ trưng
để xác chùng
định đặcứng
trưng
chùng
suất của bê tông.
các
vùng
sát,
sơ để
xácsát,
định
suất
của ứng

bê tông.

Hình8.8.Sơ
Sơđồ
đồ bố
bố trí
Hình
tríthiết
thiếtbịbịđođo

Các Các
số đọc
trêntrên
dụng
chuyểnvị,vị,đođo
biến
trên
bêvàtông
trên
thanh
thép
số đọc
dụngcụ
cụđo
đo chuyển
biến
dạngdạng
trên bê
tông
trên và

thanh
thép
liên kết
được
ghi
nhận
theo
thời
gian
và
cùng
một
thời
điểm
trong
suốt
quá
trình
tiến
hành
thí
nghiệm.
Với
việc
liên kết được ghi nhận theo thời gian và cùng một thời điểm trong suốt quá trình tiến sử
dụng các dụng cụ đo cơ học như đã trình bày cho phép loại bỏ được ảnh hưởng của điều kiện môi
hành thí nghiệm. Với việc sử dụng các dụng cụ đo cơ học như đã trình bày cho phép
trường (nhiệt độ, độ ẩm) đến kết quả đo.
loại bỏ được ảnh hưởng của điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) đến kết quả đo.
2.3. Quy trình thí nghiệm

2.3. Quy trình thí nghiệm
Gia công hệ dầm và hệ khung trượt thép tạo chuyển vị cưỡng bức theo đúng bản vẽ thiết kế, hệ
Giađược
côngđúchệcùng
dầmvớivàquá
hệtrình
khung
thép
tạoKhi
chuyển
bản độ
khung
đúc trượt
các mẫu
dầm.
bê tôngvịđủcưỡng
28 ngàybức
tuổitheo
và đãđúng
đạt cường
kế,kế,
tiếnhệ
hành
lắp dựng
dầmcùng
nằm với
ngang
ghép đúc
hai khung

trượtdầm.
tạo chuyển vị cưỡng bức vào
vẽthiết
thiết
khung
đượchệđúc
quávàtrình
các mẫu
nhau. Để tạo cho hệ dầm nằm ngang sử dụng hệ chân kích có thể thay đổi được cao độ và thước nivo
Khibằng.
bê tông
đủxo28
đạtvào
cường
độtreo
thiết
kế, chỉnh
tiến hành
lắptheo
dựng
hệmột
để cân
Các lò
treongày
dầm tuổi
được và
mócđã
trước
khung
và điều

các móc
cùng
cao độ,
hệ ngang
khung treo
được đưa
vị trí trượt
đặt dầm
tiến hànhvịmóc
các lòbức
xo vào
sau khi
được
dầm
nằm
và ghép
haivào
khung
tạovàchuyển
cưỡng
vàodầm
nhau.
Đểđãtạo
căn chỉnh thăng bằng, Hình 9. Tiến hành giải phóng các chân đỡ dầm ban đầu ra khỏi hệ dầm và tiến
cho
dầm
nằm
hệdầm
chân
kích

cóvithể
thay
được
độ móc
và thước
hànhhệcăn
chỉnh
lại ngang
một lần sử
nữadụng
cao độ
bằng
cách
chỉnh
cácđổi
ốc vặn
tại cao
các đầu
lò xo, sử
dụngđể
thước
suốtdầm
quá trình
dựng.
nivo
cânthăng
bằng.bằng
Cácnivo
lò trong
xo treo

đượclắp
móc
trước vào khung treo và điều chỉnh
Lắp đặt
cáccùng
thiếtmột
bị dụng
đohệ
vàokhung
đúng vị
trí và
tiếnđưa
hànhvào
hiệuvịchuẩn
lạidầm
các dụng
cụ này
trước
các móc
theo
caocụ
độ,
treo
được
trí đặt
và tiến
hành
khi tiến hành gia tải.
móc Tiến
các lò

xogia
vàotảidầm
sau khi
đãlàm
được
thăng
bằng,
Hình
9. Tiến
hànhlấy
giải
hành
thử, khảo
sát sự
việccăn
củachỉnh
các thiết
bị đo.
Giá trị
tải trọng
thử được
bằng
30%Pnứt
toánđỡcủa
cấuban
kiệnđầu
dầmra
đểkhỏi
đảm bảo
dầm và

không
nứt khi
giachỉnh
tải thử.
phóng
cáctính
chân
dầm
hệ dầm
tiếnbịhành
căn
lại một lần nữa
6

7


Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

(a) Ghép khung trượt hệ dầm

(b) Treo hệ dầm lên khung treo

Hình 9. Lắp dựng hệ dầm thí nghiệm

Lắp đặt các thiết bị dụng cụ đo vào đúng vị trí và tiến hành hiệu chuẩn lại các
dụng cụ này trước khi tiến hành gia tải.
Tiến hành gia tải thử, khảo sát sự làm việc của các thiết bị đo. Giá trị tải trọng thử
được lấy bằng 30%Pnứt tính toán của cấu kiện dầm để đảm bảo dầm không bị nứt khi
gia tải thử.

(a) Ghép khung trượt hệ dầm

(b) Treo hệ dầm lên khung treo

Tiến hành gia tải đến tải trọng thí nghiệm (tính toán không gây phá hủy dầm và
Hình 9. Lắp dựng hệ dầm thí nghiệm
khống chế bề rộng vết nứt xuất hiện không vượt quá 0,2mm bằng kính soi vết nứt
quang học chuyên dụng), khóa cứng các nêm thép bằng các thanh chặn và giải phóng

Tiến hành gia tải đến tải trọng thí nghiệm (tính toán không gây phá hủy dầm và khống chế bề rộng
hệ kích
lực. vượt quá 0,2 mm bằng kính soi vết nứt quang học chuyên dụng), khóa cứng
vết nứt
xuất thủy
hiện không
các nêm Để
thépchống
bằng các
thanh
chặn
và giảingang
phóng của
hệ kích
xoay
theo
phương
hệ thủy
dầm lực.
ở vị trí giữa khung tạo liên kết
Để chống xoay theo phương ngang của hệ dầm ở vị trí giữa khung tạo liên kết ngàm, bố trí các

ngàm,
các
thanh
chặnbềsao
vừa đảm
tiếp xúc
bề khung
mặt khung,
khung
thanh
chặn bố
saotrí
cho
vừa
tiếp xúc
mặtcho
khung,
bảo hệ
và dầmđảm
vẫnbảo
trượthệdọc
theo và
trọng
dầm
trượt
dọc
lượng
bảnvẫn
thân,
Hình

10.theo trọng lượng bản thân, Hình 10.

Hình
chặn
chống
xoayxoay
ngang
hệ dầm
Hình10.
10.Chi
Chitiết
tiếtthanh
thanh
chặn
chống
ngang
hệ dầm
8
Thu thập số liệu định kỳ theo thời gian, tính toán và xử lý số liệu, viết báo cáo kết quả thu được.

3. Kiểm chứng thực nghiệm mô hình thí nghiệm đề xuất
3.1. Mẫu thí nghiệm
Nghiên cứu thực nghiệm trên các mẫu dầm công xôn BTCT cốt đơn, với các thông số tính toán
như sau: Nhịp tính toán l = 800 mm, kích thước tiết diện b × h = 100 × 150 mm, cốt thép đơn bố trí tại
vùng kéo 2φ12 với kết quả thí nghiệm (A s = 226,08 mm2 ; R s = 370,0 MPa; E s = 216000 MPa), chiều
dày lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm, bê tông chế tạo dầm có cấp độ bền B25 với kết quả thí nghiệm
(Rn = 28,5 MPa; Rb,ser = 1,69 MPa; En = 33850 MPa) [9–11].
7

mm, cốt thép đơn bố trí tại vùng kéo 2Ø12 với kết quả thí nghiệm (As = 226,08 mm ;
Rs = 370,0 MPa; Es = 216000 MPa), chiều dày lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm, bê tông
chế tạo dầm có cấp độ bền B25 với kết quả thí nghiệm (Rn = 28,5 MPa; Rb,ser = 1,69
MPa; En= 33850 MPa). Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Hình 11. Mặt cắt tiết diện dầm thí nghiệm

Hình 11. Mặt cắt tiết diện dầm thí nghiệm

Các
vàhệ
hệkhung
khungtreo
treo
được
gia công
chế
tại thí
phòng
thí [12].
nghiệm.
Cácmẫu
mẫudầm
dầm và
được
gia công
chế tạo
tạitạo
phòng
nghiệm

(a) Đúc các mẫu dầm

(b) Gia công hệ khung treo dầm

a) Đúc các mẫu dầm

b) Gia công hệ khung treo dầm

Hình 12. Hình ảnh gia công chế tạo mẫu dầm và hệ khung treo

Hình 12. Hình ảnh gia công chế tạo mẫu dầm và hệ khung treo
Từ các thông số chế tạo dầm, theo TCVN 5574:2018 có thể tính toán được mô men kháng nứt của
Từlàcác
số chế
tạo (tương
dầm, đương
theo TCVN
có
tínhN),
toán
mônhất
dầm
Mcrcthông
= 1704841
Nmm
tải trọng5574:
gây nứt2018
dầm P
= 2131

mô được
men lớn
nứt thể
là
M
=
10065107
Nmm
(tương
đương
tải
trọng
phá
hủy
dầm
P
=
12580
N),
[13].
max
max
men kháng
nứt của dầm là Mcrc = 1704841 Nmm (tương đương
tải trọng gây nứt dầm
Dựa trên các giá trị tính toán nêu trên và nguyên tắc tác dụng tải trọng trình bày ở mục 2.3, giá
trị tải trọng do kích thủy lực tạo ra được lựa chọn sao cho lực kéo trong hai thanh thép liên kết F1 =
5000 N (tương ứng với 40%Pmax ). Như vậy, tải trọng tác dụng lên dầm ở đầu kích thủy lực sẽ có9 giá
trị bằng 2F1 = 10000 N.
Đối với tiết diện ngang S 0 của 2 thanh thép liên kết các dầm, trên cơ sở lực căng F1 như trên, lựa

chọn thanh thép tròn trơn có đường kính φ6 (nhóm thép CB240-T). Khi đó ứng suất kéo trong thanh
thép do lực F1 gây ra vẫn đảm bảo cho thanh thép làm việc trong giai đoạn đàn hồi.
Các công tác gia công mẫu dầm BTCT và các hệ khung thép, lắp đặt và bố trí các thiết bị đo, gia
tải tạo chuyển vị cưỡng bức trên dầm được thực hiện đúng theo Mục 2.
3.2. Phân tích và đánh giá sự làm việc của mô hình thí nghiệm
Các kết quả thu được sau khi tiến hành gia tải trên mô hình thí nghiệm trong khoảng thời gian 100
ngày đầu được biểu diễn qua các biểu đồ quan hệ sau:
8


3.2. Phân tích và đánh giá sự làm việc của mô hình thí nghiệm
Các kết quả thu được sau khi tiến hành gia tải trên mô hình thí nghiệm trong

khoảng thời gian 100 ngày đầu được biểu diễn qua các biểu đồ quan hệ sau:
Chuyển vị giữa dầm (mm)

Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

5
4
3
Dầm 1-2

2

Dầm 3-4

1
0
0

25

50
Thời gian t (ngày)

75

100

Hình 13. Biểu đồ quan hệ chuyển vị giữa dầm - thời gian (tại các vị trí đo I2 và I5 )

Hình 13. Biểu đồ quan hệ chuyển vị giữa dầm - thời gian
(tại các vị trí đo I2 và I5)

Trên biểu đồ Hình 13 trình bày mối quan hệ của chuyển vị theo thời gian tại vị trí gối tựa ngàm
của các
dầm thí13nghiệm
cố định
vị cưỡngvịbức).
quảgian
thu được
Trên biểu
đồ Hình
trình (sau
bày khi
mốiđãquan
hệ chyển
của chuyển
theoKết

thời
tại vịdựa
trítrên số liệu
đo từ các Indicator I2 và I5 . Kết quả cho thấy hầu như giá trị chuyển vị cưỡng bức tạo ra được duy trì
gối tựa ngàm của các dầm thí nghiệm (sau khi đã cố định chyển vị cưỡng bức). Kết
không đổi trong suốt thời gian theo dõi.
quả thu được dựa
số liệu
từ các
I2 và
. Kết
quả vịcho
hầu
nhưKếtgiá
Hìnhtrên
14 biểu
diễn đo
sự thay
đổi Indicator
theo thời gian
củaI5các
chuyển
tại thấy
đầu các
dầm.
quả cho thấy
các
chuyển
vị
tại

các
đầu
dầm
có
xu
hướng
tăng
lên
theo
thời
gian.
Sự
thay
đổi
của
các
giá
trị chuyển
rị chuyển vị cưỡng bức tạo ra được duy trì không đổi trong suốt thời gian theo dõi.
vị này liên quan đến các biến dạng từ biến của bê tông trên các dầm và biến dạng từ biến của thanh
giá trị chuyển vị đầu các dầm có thể thấy với mô hình thí nghiệm này, ảnh hưởng của
thép
liên diễn
kết. Với
gia tăng
cácthời
giá trị
chuyển
đầu chuyển
các dầm có

môdầm.
hình thí nghiệm
Hình 14
biểu
sựsựthay
đổi của
theo
gian
củavịcác
vị thể
tạithấy
đầuvới
các
biến dạng
từ
biến
của
bê
tông
là
đáng
kể
hơn
so
với
của
thanh
thép
liên
kết.

này, ảnh hưởng của biến dạng từ biến của bê tông là đáng kể hơn so với của thanh thép liên kết.
Chuyển vị đầu dầm (mm)

Kết quả cho thấy các chuyển vị tại các đầu dầm có xu hướng tăng lên theo thời gian.
3 chuyển vị này liên quan đến các biến dạng từ biến của bê
Sự thay đổi của các giá trị
2.8dạng từ biến của thanh thép liên kết. Với sự gia tăng của các
ông trên các dầm và biến
2.6

Dầm 1

2.4

Dầm 2

10

Dầm 3

2.2

Dầm 4

2
0

25

50

Thời gian t (ngày)

75

100

Hình 14. Biểu đồ quan hệ chuyển vị đầu dầm - thời gian (tại các vị trí đo I1 , I3 , I4 , I6 )

Hình 14. Biểu đồ quan hệ chuyển vị đầu dầm - thời gian
Hình 15 trình bày sự thay(tại
đổicác
theovịthời
gian
trí đo
I1, của
I3, I4ứng
, I6)suất nén của bê tông tại các vị trí khảo sát
(xác định từ số liệu đo trên các dụng cụ đo dạng T 4 , T 6 , T 7 , T 9 ). Kết quả thu được cho thấy, có sự
thay15
đổitrình
đángbày
kế sự
ứngthay
suấtđổi
néntheo
kể từthời
sau gian
50 ngày
giacủa
tăng

ứng
Hình
củakhảo
ứng sát.
suấtSự
nén
bêcủa
tông
tạisuất
cácnén
vị cũng phù
hợp với sự gia tăng chuyển vị ở vị trí đầu dầm (trình bày ở Hình 14). Ngược với sự gia tăng của ứng
trí khảo
sát (xác định từ số liệu đo trên các dụng cụ đo dạng T4, T6,qua
T7,sốT9đo
). trên
Kết các
quảdụng cụ đo
suất vùng nén là sự suy giảm của ứng suất vùng kéo (Hình 16), thông
thu được
đáng
suấtsau
nén
kể từthời
saugian
50 ngày
khảo
T 3 , cho
T 5 , Tthấy,
Sựsự

suythay
giảmđổi
cũng
xảykế
ra ứng
chủ yếu
khoảng
50 ngày.
Kếtsát.
quảSự
này cho thấy
8 , T 10 .có
sự
chùng
ứng
suất
xảy
ra
trên
bê
tông
dưới
tác
dụng
dài
hạn
của
tải
trọng.
Trong

đó
ảnh
gia tăng của ứng suất nén cũng phù hợp với sự gia tăng chuyển vị ở vị trí đầu dầm hưởng của
biến dạng từ biến của bê tông, của biến dạng từ biến của thanh thép liên kết là nguyên nhân của sự
(trình bày
ở Hình 14). Ngược với sự gia tăng của ứng suất vùng nén là sự suy giảm của
suy giảm ứng suất kéo nêu trên.

ứng suất vùng kéo (Hình 16), thông qua số đo trên các dụng cụ đo T3, T5, T8, T10 . Sự
9
suy giảm cũng xảy ra chủ yếu sau khoảng thời gian 50 ngày. Kết quả này cho thấy sự
chùng ứng suất xảy ra trên bê tông dưới tác dụng dài hạn của tải trọng. Trong đó ảnh

hưởng của biến dạng từ biến của bê tông, của biến dạng từ biến của thanh thép liên kết


suy giảm cũng xảy ra chủ yếu sau khoảng thời gian 50 ngày. Kết quả này cho thấy sự
chùng ứng suất xảy ra trên bê tông dưới tác dụng dài hạn của tải trọng. Trong đó ảnh
hưởng của biến dạng từ biến của bê tông, của biến dạng từ biến của thanh thép liên kết
là nguyên nhân của sự suy giảm ứng suất kéo nêu trên.
Biến dạng BT vùng nén (10-6)

Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

300
250
200

Dầm 1

150

Dầm 2

100

Dầm 3

50

Dầm 4

0
0

25

50
Thời gian t (ngày)

75

100

Hình 15. Biểu đồ quan hệ biến dạng bê tông vùng nén - thời gian (tại các vị trí đo T 4 , T 6 , T 7 , T 9 )
Biến dạng BT vùng kéo (10-6)

Biến dạng BT vùng kéo (10-6)

Hình 15. Biểu500

đồ quan hệ biến dạng bê tông vùng nén - thời gian
500
(tại các vị trí đo T4, T6, T7, T9)
400
400
300

300

Dầm 111

Dầm
Dầm12

200

200

100

100

0

Dầm
Dầm23
Dầm34
Dầm
0

0

0

25

25

50
Thời gian t (ngày)

50
Thời gian t (ngày)

75

75

100

Dầm 4

100

Hình 16. Biểu đồ quan hệ biến dạng bê tông vùng kéo - thời gian
Hình 16. Biểu đồ quan hệ biến
(tạidạng
các vịbêtrítông
đo Tvùng
, T kéo

, T ,-Tthời
) gian (tại các vị trí đo T 3 , T 5 , T 8 , T 10 )

5
8
10
Hình 16. Biểu đồ quan hệ biến dạng bê3 tông
vùng
kéo - thời gian
(tại giảm
các vịứng
trí đo
T3kéo
, T5,trong
T8, T10
) thanh thép liên kết Æ6 theo
Hình17
17trình
trìnhbày
bày sự
sự suy
suy
suất
các
Hình
giảm ứng
suất
kéo trong
các
thanh thép liên kết φ6 theo thời gian. Sự

thờigiảm
gian.này
Sự là
suy
dobiến
biếncủa
dạng
từ biến
thép
suy
dogiảm
biến này
dạnglàtừ
thanh
thépcủa
và thanh
bê tông
gâyvàra.bê tông gây ra.

Hình 17 trình bày sự suy giảm ứng suất kéo trong các thanh thép liên kết Æ6 theo
Ứng suất trong thanh thép D6
(MPa)

Ứng suất trong thanh thép D6
(MPa)

200là do biến dạng từ biến của thanh thép và bê tông gây ra.
thời gian. Sự suy giảm này

200

175
150
125

175
150

Thanh thép D6 số 1
Thanh thép D6 số 2

125

Thanh thép D6 số 1

100
0

25

50
75
Thời gian t (ngày)

100

Thanh thép D6 số 2

100

Hình 17. Biểu

hệ ứng suất
- thời gian (tại các vị trí đo T 1 và T 2 )
0 đồ quan25
50trong thanh
75 thép D6100
Hình 17. Biểu đồ quan hệ ứng suất trong thanh thép D6 - thời gian
Thời gian t (ngày)
(tại các
trí đo
T1Hình
và T2)13 đến Hình 17 là các kết quả khảo sát mối
Các kết quả thí nghiệm được trình
bàyvịtrên
các

quan hệ giữa các thông số khảo sát theo thời gian (trong khoảng 100 ngày từ khi tiến hành thí nghiệm).
Hình
17. Biểu
đồ quan
hệ ứng bày
suấttrên
trong
thanh
thép
D6 Hình
- thời 17
gian các kết quả
Cácđịnh
kết
quả

nghiệm
được
cácđược
Hìnhảnh
13 hưởng
đến
Về mặt
tính,thí
các
kết quả
thu trình
được phản
ánh
của cáclà đặc
trưng dài hạn của bê
(tại
các
vị
trí
đo
T
và
T
)
1
2
khảo
sát
mối
quan

hệ
giữa
các
thông
số
khảo
sát
theo
thời
gian
(trong
khoảng
100
tông đến ứng xử dài hạn của dầm BTCT.
ngày từ khi tiến hành thí nghiệm). Về mặt định tính, các kết quả thu được phản ánh
Cácđược
kết quả
thí nghiệm được trình bày trên các Hình 13 đến Hình 17 là các kết quả
ảnh hưởng của các đặc trưng dài hạn của bê tông đến ứng xử dài hạn của dầm
khảo sát
mối quan hệ giữa các thông số khảo sát 10
theo thời gian (trong khoảng 100
BTCT.

ngày từ khi tiến hành thí nghiệm). Về mặt định tính, các kết quả thu được phản ánh
4. Kết luận và kiến nghị
được ảnh hưởng của các đặc trưng dài hạn của bê tông đến ứng xử dài hạn của dầm
Bài báo đã trình bày xây dựng một mô hình thí nghiệm nhằm xác định đặc trưng chùng
BTCT.

Hùng, N. M. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

4. Kết luận và kiến nghị
Bài báo đã trình bày xây dựng một mô hình thí nghiệm nhằm xác định đặc trưng chùng ứng suất
của bê tông trên kết cấu dầm BTCT khi chịu tác động dài hạn. Dựa trên cơ sở các số liệu đo đạc thu
được có thể nhận thấy, mô hình thí nghiệm và các dụng cụ thiết bị đo bố trí đã đáp ứng được các mục
tiêu đề ra như: (1) tạo ra cơ cấu khống chế chuyển vị cưỡng bức của kết cấu dầm BTCT không đổi
theo thời gian, (2) xác định được các đặc trưng ứng xử dài hạn của kết cấu bê tông dầm BTCT như
chuyển vị dài hạn, (3) xác định được đặc trưng chùng ứng suất trên bê tông thông qua sự suy giảm
biến dạng vùng kéo và nén của bê tông.
Dựa trên cơ sở mô hình thí nghiệm xác định chùng ứng suất đã được thiết lâp, những nghiên cứu
về ứng xử dài hạn của dầm BTCT do các đặc trưng dài hạn của bê tông như biến dạng từ biến, chùng
ứng suất đã được tiến hành. Những kết quả thu được của nghiên cứu này sẽ được trình bày trong nội
dung bài báo tiếp theo.
5. Lời cảm ơn
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng thí nghiệm và kiểm định công trình – Trường Đại
Học Xây dựng đã hỗ trợ phần thực nghiệm gia công và thí nghiệm mẫu. Cảm ơn Bộ môn Công trình
Bê tông cốt thép đã tạo điều kiện cho tác giả hoàn thiện bài báo này. Cảm ơn TS. Nguyễn Ngọc Tân,
Bộ môn Thí nghiệm và kiểm định công trình đã gửi tài liệu tham khảo cho bài báo [14].
Tài liệu tham khảo
[1] ACI Commiue 318 (2014). Building code requirements for structural concrete. American Concrete
Institute.
[2] EN1992-1-1:2004. Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings. European Committee for Standardisation, Brussels, Belgium.
[3] TCVN 5574:2018. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế. Bộ Xây dựng.
[4] Trost, H., Cordes, H., Abele, G. (1978). Kriech – und Relaxation – versuche an sehr altem Beton, volume
295. Deutscher Ausschub fur Stahlbeton.
[5] Trost, H. (1991). Creep, relaxation and shrinkage of structural concrete.
[6] Bazant, Z. P. (1972). Prediction of concrete creep effects using age – Adjusted effective modulus method.
[7] Phong, N. T. (2011). Bài giảng lý thuyết đàn hồi nhớt và từ biến của bê tông.

[8] Thảo, V. V. (2008). Bài giảng cao học - Phương pháp Nghiên cứu thực nghiệm kết cấu xây dựng.
[9] TCVN 3118:1993. Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén. Bộ Xây dựng.
[10] TCVN 5726:1993. Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ lăng trụ và mô đun đàn hồi khi nén
tĩnh. Bộ Xây dựng.
[11] ASTM C512-87 (1987). Standard test method for creep of concrete in compression.
[12] TCVN 3105:1993. Hỗn hợp bê tông và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử. Bộ Xây
dựng.
[13] Minh, P. Q., cs. (2013). Kết cấu Bê tông cốt thép. Phần cấu kiện cơ bản. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.
[14] Quang, N. V., Tân, N. N. (2019). Nghiên cứu lỳ thuyết và thực nghiệm một số phương pháp dự báo mô
men hình thành khe nứt của dầm bê tông cốt thép. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)ĐHXD, 13(2V):21–31.

11