Thí nghiệm thử tải đánh giá ứng xử chịu uốn của kết cấu sàn nhịp đơn liên hợp thép - bê tông theo tiêu chuẩn SDI T-CD-2017

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018. 12 (7): 34–44

THÍ NGHIỆM THỬ TẢI ĐÁNH GIÁ ỨNG XỬ CHỊU UỐN
CỦA KẾT CẤU SÀN NHỊP ĐƠN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG THEO
TIÊU CHUẨN SDI T-CD-2017
Nguyễn Ngọc Linha , Nguyễn Trung Hiếua , Nguyễn Ngọc Tâna,∗
a

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

Nhận ngày 27/08/2018, Sửa xong 30/11/2018, Chấp nhận đăng 30/11/2018
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, hai mẫu kết cấu sàn liên hợp nhịp đơn với tỷ lệ 1:1 có các kích thước thực tế 4500 × 900
× 140 mm đã được chế tạo trong phòng thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm thử tải để kiểm tra sự làm việc theo
các trạng thái giới hạn về độ bền và sử dụng. Thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn SDI T-CD-2017 của
Viện kết cấu thép Hoa Kỳ. Những kết quả thu được ở các trạng thái giới hạn về cường độ và trạng thái giới hạn
về biến dạng cho thấy khả năng chịu lực của hai sàn thí nghiệm gần với tải trọng gây trượt giữa tấm tôn và bê
tông. Giá trị tải trọng ở thời điểm này chỉ bằng khoảng 46,8% đến 53,8% so với tải trọng giới hạn gây phá hoại
mẫu. Trong trường hợp này, đối với kết cấu sàn liên hợp nhịp đơn, việc bố trí cốt thép chịu mô men âm ở các
gối tựa có ảnh hưởng không nhiều đến khả năng chịu lực của sàn, tuy nhiên trong điều kiện làm việc thực tế có
thể xem xét để hạn chế tình trạng nứt trên kết cấu công trình.
Từ khoá: sàn liên hợp thép – bê tông, nhịp đơn, khả năng chịu lực giới hạn, độ bền chống trượt, vết nứt bê tông.
LOADING TEST FOR ASSESSING BENDING BEHAVIOR OF COMPOSITE STEEL DECK-SLABS OF
SIMPLE SPAN ACCORDING TO SDI T-CD-2017 STANDARD
Abstract
In this study, two testing slabs in steel-concrete composite of simple span were cast in the laboratory with the
scale 1:1 having real dimensions 4500 × 900 × 140 mm. The loading test according to the american standard
SDI T-CD-2017 of Steel Deck Institute (US) was carried out on these slabs to control the bending behavior
in the ultimate limit state and the service limit state. The results obtained in the limit state design show that
the load-carrying capacity of two testing slabs is pratically similar to the applied load at which debonding or a

slip relative displacement between the steel decking and the concrete. This load value is equal to about 46.8%–
53.8% of the ultimate load-carrying capacity corresponding to the failure of the testing slabs. In this case study,
the disposition of negative reinforcements for composite steel deck-slabs of simple span affect slightly on the
bending capacity. However, it is possible to use negative reinforcements in order to limit the concrete cracking
on the composite steel deck-slabs in real working conditions.
Keywords: composite steel deck-slabs, simple span, ultimate load-carrying capacity, shear bond resistance,
concrete craking.
c 2018 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)

1. Mở đầu
Hệ sàn liên hợp thép - bê tông có sử dụng tấm tôn (deck slab) là sự kết hợp giữa các tấm tôn định
hình dập nguội và một bản sàn bê tông cốt thép được chế tạo tại hiện trường. Tấm tôn định hình ngoài
∗

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

34


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

chức năng làm cốt thép chịu lực của sàn, nó còn có vai trò thay thế cốt pha trong quá trình thi công.
Các dạng tấm tôn có bề mặt được tạo nhám bằng các gờ chìm, nổi làm tăng khả năng chịu lực trượt
dọc giữa tôn với phần tấm đan bê tông trong quá trình làm việc liên hợp. Chiều dày của tấm tôn định
hình từ 0,75 mm đến 1,50 mm, thường dùng từ 0,75 mm đến 1,00 mm. Chiều cao thông thường của
sườn tôn từ 40 mm đến 80 mm. Để chống ăn mòn, các tấm tôn được mạ kẽm trên hai mặt. Việc dập
nguội là một quá trình tạo hình liên tục tạo ra sự biến cứng nguội của thép, và do vậy cường độ trung
bình của vật liệu được tăng lên. Giới hạn đàn hồi của vật liệu tấm tôn có thể đạt tới 300 N/mm2 [1].
Kết cấu sàn liên hợp thép – bê tông đã được sử dụng khá phổ biến ở các nước phát triển như Mỹ,
Anh, Pháp, Nhật Bản, Úc. . . đối với nhiều loại công trình xây dựng, trong đó có các công trình công

nghiệp, các công trình nhà cao tầng, và công trình cơ sở hạ tầng. Ở Việt Nam, kết cấu sàn liên hợp là
loại kết cấu bắt đầu được áp dụng khá phổ biến. Theo tìm hiểu, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu
về loại hình kết cấu này, mặc dù nhiều nước đã ban hành các tiêu chuẩn thiết kế, tính toán kết cấu. Tuy
nhiên, với kết cấu sàn liên hợp như đã trình bày trên vẫn tiếp tục có những nghiên cứu thực nghiệm,
trong đó có nhiều nghiên cứu mang tính kiểm chứng lý thuyết trước đó được tiến hành trong thời gian
gần đây như: nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của ma sát tới khả năng độ bền chống trượt của
sàn liên hợp [2]; nghiên cứu thực nghiệm về khả năng chịu lực của sàn liên hợp thép – bê tông với hệ
số m-k [3, 4]; nghiên cứu thực nghiệm đối với sàn liên hợp thép bê tông và so sánh với kết quả mô
phỏng [5, 6]; nghiên cứu thực nghiệm về liên kết chịu cắt trong sàn liên hợp [7, 8]; nghiên cứu thực
nghiệm trên sàn bê tông với tôn sóng định hình [9]; nghiên cứu thực nghiệm về ứng xử chịu cắt của
sàn liên hợp theo Eurocode 4 [10]; nghiên cứu phân tích số và thực nghiệm trên sàn liên hợp thép - bê
tông [11].
Ở nước ta hiện chưa có tiêu chuẩn tính toán thiết kế cho dạng kết cấu này, việc tính toán chủ yếu
dựa theo một số tiêu chuẩn của nước ngoài như tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 4 [12], tiêu chuẩn SDI
C-2017 [13] của Viện kết cấu thép Hoa Kỳ. Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn nước
ngoài thường thiếu sự kiểm chứng bằng thực nghiệm được tiến hành theo điều kiện thí nghiệm trong
nước. Bên cạnh đó số lượng các nghiên cứu thực nghiệm trong nước với loại hình kết cấu này còn rất
hạn chế. Để giúp các kỹ sư tìm hiểu rõ hơn về ứng xử và sự làm việc của kết cấu, trong khi áp dụng lý
thuyết cho thiết kế và tính toán theo các tiêu chuẩn nước ngoài thì việc tiến hành các nghiên cứu thực
nghiệm là việc cần thiết.
Trong nghiên cứu này, hai sàn liên hợp thép – bê tông nhịp đơn đã được thiết kế và chế tạo trong
phòng thí nghiệm, với các kích thước 4500 × 900 × 140 mm. Thí nghiệm kiểm tra sự làm việc các
sàn liên hợp này đã được thực hiện theo sơ đồ uốn dầm đơn giản chịu hai lực tập trung. Các kết quả
thí nghiệm cho phép phân tích các thông số như: khả năng chịu tải, khả năng chống trượt giữa tấm
tôn và bê tông, độ võng của sàn và sự phát triển của các vết nứt bê tông, xem xét đến ảnh hưởng của
việc bố trí cốt thép chịu mô men âm. Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện tại Phòng Thí nghiệm
và Kiểm định công trình, Trường Đại học Xây dựng.
2. Chương trình nghiên cứu thực nghiệm
2.1. Mẫu thí nghiệm và vật liệu chế tạo
a. Mẫu thí nghiệm

Trong nghiên cứu này, hai mẫu sàn liên hợp nhịp đơn đã được thiết kế và chế tạo, ký hiệu là D1
và D2. Chi tiết kích thước hình học và cấu tạo của hai mẫu sàn thí nghiệm được trình bày trên Hình 1.
Hai mẫu sàn liên hợp D1 và D2 có cùng kích thước hình học trong đó chiều dài nhịp tính toán là
L = 4500 mm, bề rộng của sàn tương đương với bề rộng của một tấm tôn định hình là B = 900 mm,
35


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

chiều cao tổng
thể của
được
bề mặt
đáy cách
của tấm
bềthay
mặt đổi
trên“Ø4a50”
của bê tông là
1. Chỉnh
sửasàn
Hình
1 đểtính
cậptừnhật
khoảng
lưới tôn
thépđến
hàn,
H = 140 mm. bằng “D4a150”.
TạpTạp

chíchí
Khoa
học
Công
2018
Khoa
học
Côngnghệ
nghệXây
Xâydựng
dựng NUCE
NUCE 2018

140
600

900

4900

75 65
140 65
75

900

4500

600

(H600*190*11*18)
(H600*190*11*18)

900

140
600

900

75 65

(H600*190*11*18)

900
900

45004500
49004900
4500
4900

sàn thí
thínghiệm
nghiệmD1
D1
Hình
Hình1.1.Cấu
Cấutạo
tạocốt

cốt thép
thép của
của sàn
45004500
4900

Hai mẫu sàn D1 và D2 có cùng4900
quy cách, vật liệu chế tạo (được trình bày chi tiết trong mục 2.1.2).
Về cấu tạo cốt thép trong sàn liên hợp, mẫu sàn thí nghiệm D1 được bố trí cốt thép chịu mô men âm
ở hai vị trí gối tựa (liên kết giữa tấm tôn và dầm thép chữ I). Các cốt thép này được cấu tạo bởi thép
1.với
Cấu
tạotạo
cốt
D1
Hình
1.
Cấu
cốtthép
thép
củasàn
thí nghiệm
nghiệm
Hình
thanh đường kính d12 mm,
đan
nhau
khoảng
cáchcủa
đều

asàn
= thí
300×300
mmD1
và chiều dài l = 775 mm.
Sàn thí
nghiệm
D2
có
cấu
tạo
tương
tự
sàn
D1,
nhưng
không
được
đặt
cốt
thép
mô
men
âmbằng
ởbằng
hai
MỗiMỗi
bảnbản
sànsàn
được

kê kê
lênlên
haihaigối
I600chịu
cóchiều
chiều
dài
được
gốitựa
tựabằng
bằngdầm
dầm thép
thép hình I600
có
dài
vị
trí
gối
tựa.
Thông
qua
việc
bố
trí
cốt
thép
chịu
mô
men
âm

trên
mẫu
D1
cho
phép
đánh
giá
được
bề rộng
sàn sàn
nhưnhư
minh
họahọa
trong
Hình
thép I600
I600và
vàsàn
sànliên
liênhợp
hợp
bề rộng
minh
trong
Hình2.2.Liên
Liênkết
kếtgiữa
giữa dầm
dầm thép
ảnh hưởng của thành phần cốt thép này đến ứng xử của sàn liên hợp nhất là trong việc hạn chế tình

đượcđược
đảmđảm
bảobảo
thông
quaqua
cáccác
chốt
thép
bề măt
mătdầm
dầmthép
théptiếp
tiếpxúc
xúc
thông
chốt
thépđược
đượchàn
hàntrực
trực tiếp
tiếp lên bề
trạng nứt.

với đáy
sàn.sàn.
với đáy

(a)a)Vị
trícác
các

chốt
kếtliên
và
cốt
thép
mô
men
âmmô
Vị
trí các
chốt
kết
và
cốt
thép
mô
a) Vị
trí
chốtliên
liên
kết
và
cốt
thép
men
men
âmâm

(b) Dầm
thépI600

I600 làm
gốigối
đỡ đỡ
(b) Dầm
Dầm
thép
làm
(b)
thép
I600
làm
gối
đỡ

Hình 2. Minh họa liên kết giữa dầm thép và bản sàn liên hợp

Hình
2. Minh
họa
liên
kếtgiữa
giữadầm
dầmthép
thép và
và bản sàn
Hình
2. Minh
họa
liên
kết

sàn liên
liênhợp
hợp
Mỗi bản sàn được kê lên hai gối tựa bằng dầm thép hình I600 có chiều dài bằng bề rộng sàn như

2.1.2.
Vật
tạo kết giữa dầm thép I600 và sàn liên hợp được đảm bảo thông qua các chốt
2.1.2.
Vậttrong
liệuliệu
chếchế
tạoLiên
minh họa
Hình
2.
Bê hàn
tôngtrực tiếp lên bề mặt dầm thép tiếp xúc với đáy sàn.
a.thép
Bêa.được
tông
36 bê
nghiệm
được
chếtạo
tạobằng
bằng
bêtông
tông thương
thương phẩm

cócường
cườngđộđộchịu
chịu
CácCác
mẫumẫu
thí thí
nghiệm
được
chế
phẩm có
ở 28
ngày
tuổi
MPa.Thí
Thínghiệm
nghiệm nén
nén kiểm
kiểm tra
nén nén
thiếtthiết
kế ởkế28
ngày
tuổi
là là3535MPa.
tra cường
cườngđộ
độbêbêtông
tông
mẫu
nghiệmhình

hìnhtrụ
trụkích
kích thước
thước D
đượcđược
thựcthực
hiệnhiện
trêntrên
cáccác
mẫu
thíthí
nghiệm
D xx H
H ==150
150xx300
300mm,
mm,
trong
trình
tôngcác
cácmẫu
mẫusàn
sànliên
liên hợp
hợp (Hình
(Hình 3(a)).
đượcđược
đúc đúc
trong
quáquá

trình
đổđổ
bêbê
tông
3(a)).Thí
Thínghiệm
nghiệmnén
nén


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

b. Vật liệu chế tạo
- Bê tông

Tạp chí
Khoa
học Công
nghệ
NUCE
2018
chíchế
Khoa
Công
nghệ Xây
Xây dựng
dựng
NUCE
2018 độ chịu nén thiết kế ở
Các mẫu thí nghiệmTạp

được
tạohọc
bằng
bê tông
thương
phẩm
có cường
28 ngày tuổi là 35 MPa. Thí nghiệm nén kiểm tra cường độ bê tông được thực hiện trên các mẫu thí
nghiệm hình trụ kích thước D × H = 150 × 300 mm, được đúc trong quá trình đổ bê tông các mẫu sàn
bê
tông
thực
tổ
33 mẫu
hình
trụ
ký
bê
tông
đã được
được
thực
hiện trên
trên
một
tổ gồm
gồm
mẫuhiện
hìnhtrên
trụmột

kýtổhiệu
hiệu
M1,
M2
liên
hợpđã
(Hình
3(a)).
Thí hiện
nghiệm
nénmột
bê tông
đã
được
thực
gồm M1,
3 mẫuM2
hìnhvàtrụM3,
ký
hiệutheo
M1,
vàchuẩn
M3, tuân
theoNam
tiêu chuẩn
Việt3118:1993
Nam TCVN[14].
3118:1993
[14].thí
Kếtnghiệm

quả thí nghiệm
tuân
tiêu
Việt
TCVN
Kết
được được
trình
tuân
theoM2
tiêu
chuẩn
Việt
Nam
TCVN
3118:1993
[14].
Kết quả
quả
thí
nghiệm
trình
bày
trong
Bảng
1.
Cường
độ
chịu
nén

trung
bình
của
bê
tông
là
R
=
38,5
MPa,
với
hệ
số
biến
n
bàytrong
trongBảng
Bảng 1.
1. Cường
Cường độ
độ chịu
chịu nén
nén trung
trung bình
bình của
của bê
bê tông
tông là
là RRnn == 38,5
38,5 MPa,

MPa, với
bày
hệ
động bằng 2,72%.

sốbiến
biếnđộng
độngbằng
bằng2,72
2,72%.
%.
số

(a)Chế
Chế
tạo
mẫu
hình
trụ
(a) Chế
tạomẫu
mẫu hình
trụ trụ
(a)
tạo
hình

(b) Thí
Thí
nghiệm

nén
mẫu
bê tông
(b) nghiệm
Thí
nghiệm nén
nén mẫu
bê tông
(b)
mẫu
bê

Hình
3. Kiểm
cường độ
độ
nén
củacủa
bê tông
Hình3.
3. Kiểm
Kiểm
tratra
cường
độchịu
chịu
nén
của
bê tông
tông

Hình
tra
cường
chịu
nén
bê

Bảng1.
1.Kết
Kếtquả
quảBảng
thí nghiệm
nghiệm
nén
mẫu
bê tông
tông
hình
trụ ởở tuổi
tuổi 28
28 ngày
ngày
Bảng
thí
nén
mẫu
bê
hình
trụ
1.

Kiểm tra
cường
độ chịu
nén của
bê tông
Mẫu
Cường độ
Cườngđộ
độ trung
biến động
động
Mẫuthí
thínghiệm
nghiệm Cường
Cường
độchịu
chịunén
nén Cường
Cường
độ
trungbình
bình Hệ
HệHệsố
sốsốbiến
biến
Mẫu
thí
nghiệm
độ
chịu

nén
trung
bình
R28 (MPa)

M1
M2
M1
M1
M3

M2
M2

- Tấm tôn M3
định
M3 hình (deck)

(MPa)
RR2828 (MPa)
39,6
38,5
39,6
39,6
37,5

38,5
38,5

Rn (MPa)

(MPa)
RRnn (MPa)

(%)

(%)
(%)

38,5

2,72

38,5
38,5

2,72
2,72

37,5
37,5

Các tấm tôn định hình được chế tạo bằng vật liệu thép thuộc loại SS Grade 340 Class 01, độ mã

Tấm
tôntuân
địnhtheo
hình
(deck)
Z180,

tiêu
chuẩn ASTM A653/A653M [15]. Hình 4 minh họa quy cách của tấm tôn
b.b.kẽm
Tấm
tôn
định
hình
(deck)
được sử dụng và các kích thước chi tiết theo mặt cắt ngang. Bề rộng của một tấm tôn là 900 ± 5 mm.
Chiều
dài tấm
của
là tùy
chọn,
đượcchế
cắt tạo
dựa
kích
nhịp
sàn. Bề
dàySS
củaGrade
tấm tôn340
là
Các
tấmtấm
tôntôn
định
hình
được

chế
tạo trên
bằng
vậtthước
liệucủa
thép
thuộc
loại
SS
Grade
340
Các
tôn
định
hình
được
bằng
vật
liệu
thép
thuộc
loại
1,57 ±01,
0,03độ
mm.
của các
sóngtheo
địnhtiêu
hình chuẩn
trên tấmASTM

tôn là 75A653/A653M
mm. Trên bề mặt[15].
của tấm
tôn,4
Class
mãChiều
kẽmcao
Z180,
tuân
Hình
Class
01, độ
mã
kẽm
Z180,
tuân
theo tiêu
chuẩn ASTM
A653/A653M [15].
Hình
4
các mấu liên kết được dập sẵn có dạng hình tròn dẹt, bố trí cách đều nhau và có chiều cao trung bình
minh
họa
quy
cách
của
tấm
tôn
được

sử
dụng
và
các
kích
thước
chi
tiết
theo
mặt
cắt
minh
họasoquy
cách
của của
tấmtấm.
tôn được sử dụng và các kích thước chi tiết theo mặt cắt
là 2 mm
với mặt
phẳng
ngang.
Bề
rộng
của
một
tấmliệu
tônthép
là chế
900tạo±±tấm
mm.

Chiều
dàiđược
củakiểm
tấmtra
tôn
là thí
tùynghiệm
chọn,
CácBề
đặcrộng
trưng của
cơ
học
củatấm
vật
tôn định
hình dài
đã
bằng
ngang.
một
tôn
là
900
55 mm.
Chiều
của
tấm
tôn
là

tùy
chọn,
kéo,
tuân
theo
tiêu
chuẩn
ASTM
A370-14
[16].
Bảng
2
giới
thiệu
các
kết
quả
thí
nghiệm
trên
một
tổ
được cắt
cắt dựa
dựa trên
trên kích
kích thước
thước của
của nhịp
nhịp sàn.

sàn. Bề
Bề dày
dày của
của tấm
tấm tôn
tôn là
là 1,57
1,57 ±± 0,03
0,03 mm.
mm.
được
gồm 3 mẫu, đặc trưng bởi các thông số như sau: kích thước mẫu chiều dày t (mm), bề rộng b (mm);

Chiềucao
caocủa
củacác
cácsóng
sóng định
định hình
hình trên
trên tấm
tấm tôn
tôn là
là 75
75 mm.
mm. Trên
Trên bề
bề mặt
mặt của
của tấm

tấm tôn,
tôn, các
các
Chiều
37 dẹt, bố trí cách đều nhau và có chiều cao
mấuliên
liênkết
kết được
được dập
dập sẵn
sẵn có
có dạng
dạng hình
hình tròn
tròn
mấu
dẹt, bố trí cách đều nhau và có chiều cao
mặt phẳng
phẳng của
của tấm.
tấm.
trungbình
bìnhlàlà1,48
1,48mm
mmso
so với
với mặt
trung
Các đặc
đặc trưng

trưng cơ
cơ học
học của
của vật
vật liệu
liệu thép
thép chế
chế tạo
tạo tấm
tấm tôn
tôn định
định hình
hình đã
đã được
được kiểm
kiểm
Các


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

Hình 4. Quy cách và các kích thước của tấm tôn định hình

lực chảy Pc (N), lực bền Pb (N), ứng suất chảy Rc (MPa), ứng suất bền Rb (MPa) và độ giãn dài ε (%).
Các kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng cường độ của thép phù hợp với loại thép SS340 Class 1 theo tiêu
chuẩn ASTM A653/A653-M [15].
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm kéo mẫu thép của tấm tôn định hình

Mẫu

t (mm) × b (mm)

D1
D2
D3

1,57 × 40,8
1,58 × 40,6
1,58 × 40,0

Pc (N)

Rc (MPa)

Pb (N)

Rb (MPa)

ε (%)

30800
30600
30000

480,8
477,0
474,7

32200
32200

31400

502,7
501,9
496,8

16,0
16,0
16,0

- Cốt thép
Lưới thép hàn đã được sử dụng có đường kính d = 3,76 mm và khoảng cách đều a = 150×150 mm,
được gia công sẵn trong nhà máy và vận chuyển đến phòng thí nghiệm. Lưới thép hàn được đặt sát với
mặt trên của tấm tôn và chạy dọc suốt chiều dài sàn thí nghiệm như minh họa trong Hình 1.
Đối với cốt thép đặt trong vùng chịu mô men âm, bố trí tại hai vị trí gối tựa. Các cốt thép này là
thép gai có đường kính danh nghĩa d = 12 mm và được đan với khoảng cách đều a = 300 × 300 mm
như minh họa trong Hình 2(a). Thí nghiệm kéo thép cũng đã được thực hiện trên một tổ mẫu thép d12
theo tiêu chuẩn TCVN 197-1:2014 [17]. Các kết quả chỉ ra loại thép này thuộc nhóm thép CB300-V
theo tiêu chuẩn TCVN 1651:2008 [18].
- Chốt liên kết
Các chốt liên kết là các đinh tán (stud) có đường kính danh nghĩa d = 19 mm và chiều dài
l = 115 mm. Các chốt này được bố trí tại các vị trí gối tựa, liên kết giữa sàn liên hợp và các dầm thép
38


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

chữ I. Chốt liên kết được hàn chụp bằng thiết bị chuyên dụng để đảm bảo độ đặc chắc của mối hàn
và tính đồng nhất giữa các mối hàn. Tại mỗi vị trí gối tựa, 6 đinh tán đã được hàn với dầm thép, gồm
có hai chốt liên kết được hàn lần lượt tại các sóng tôn ở biên trái và biên phải, bốn chốt liên kết được

hàn tại hai sóng tôn ở giữa, trong đó mỗi vị trí hàn hai chốt. Các chốt liên kết có tác dụng đảm bảo sự
truyền lực trực tiếp và làm việc đồng thời giữa kết cấu sàn và kết cấu dầm thép.
2.2. Sơ đồ thí nghiệm và bố trí dụng cụ đo
Sơ đồ thí nghiệm mẫu sàn liên hợp nhịp đơn được lựa chọn theo chỉ dẫn trong tiêu chuẩn SDI
T-CD-2017 [19]. Các mẫu sàn thí nghiệm chịu tác dụng của hai tải trọng tập trung có giá trị bằng
nhau và cách đều gối tựa một đoạn bằng L/3, trong đó L là nhịp của sàn thí nghiệm. Hình 5 minh họa
sơ đồ thí nghiệm các mẫu sàn liên hợp. Tải trọng P tác dụng lên mẫu thí nghiệm được tạo ra bằng
kích thủy lực và thông qua hệ dầm phân tải tạo thành hai lực tập trung có giá trị bằng nhau và bằng
một nửa tải trọng tập trung đầu kích, ký hiệu P/2. Giá trị của tải trọng tập trung đầu kích được đo
bằng dụng cụ đo lực điện tử (Load-Cell). Bố trí ba dụng cụ đo chuyển vị điện tử (Linear Variable
Differential Transformer), ký hiệu lần lượt là LVDT-1, LVDT-2 và LVDT-3, để đo chuyển vị của mẫu
thí nghiệm tại các gối tựa và tại tiết diện giữa. Giá trị độ võng của mẫu sàn thí nghiệm được xác định
từ số liệu đo chuyển vị trên các dụng cụ đo theo công thức (1) như sau:
f = f2 − 0,5 ( f1 + f3 )

(1)

trong đó f1 , f2 , f3 lần lượt là giá trị chuyển vị được xác định qua các dụng cụ đo LVDT-1, LVDT-2
và LVDT-3. Các dụng cụ đo lực và đo chuyển vị được kết nối với bộ thu thập và xử lý số liệu (DataLogger) cho phép ghi nhận tự động và đồng thời các giá trị đo. Đối với các mẫu sàn liên hợp trong
nghiên cứu này, độ võng giới hạn có giá trị là [ f ] = 12,5 mm tuân theo tiêu chuẩn SDI C-2017 của
Viện kết cấu thép Hoa Kỳ [13].
Ngoài ra, một thiết bị quang học cũng đã được sử dụng để đo bề rộng vết nứt ở các cấp tải khác
nhau. Thiết bị này có thể đo được vết nứt có bề rộng nhỏ nhất đến 0,01 mm. Đối với mẫu sàn liên hợp,
bề rộng vết nứt cho phép là w = 0,25 mm tuân theo tiêu chuẩn SDI C-2017 [13].
2.3. Quy trình thí nghiệm thử tải
Quy trình thí nghiệm được thực hiện theo chỉ dẫn của tiêu chuẩn SDI T-CD-2017 [19] của Viện
!"#$%&'$(&)*$&+%$,-./$./&0$123$45./$67,8$9:;<
$
kết cấu thép Hoa Kỳ, bao gồm các
bước chính như sau:

D"#8(9&(#*+,#:(;&'#<(=#(>&(#EF,G#-(@3#A5B#C)&(#
$

$

$$

(a)
Sơ đồ thí nghiệm sàn liên hợp thép – bê tông
_9`$GU$Sa$*(.$#/(')0$=&#$>'"#$(?@$*(A@$B$%"$*C#/$

ž*Ÿ$Nz$y§$m&'$./&`0j$vg.$k`q.$&w#$m&Ž#$V$Šq$m-./$
WX#($bP$GU$Sa$*(.$#/(')0$\&$%7$*c.$de#/$4e$SE$

(b)
Bố trí các dụng cụ thí nghiệm
žŠŸ$Wš$mc'$%~%$4e./$%e$m&'$

Hình 5. Sơ đồ thí nghiệm và bố trí dụng cụ đo

./&`0j$

$

=›.&$€p$Nz$y§$m&'$./&`0j$fg$Šš$mc'$4e./$%e$y)$

?"#8(9&(#*+,#:(;&'#<(=#(>&(#H#-(@3#A5B#C)&(#

)bqb%rN(%DVs$"%D"e%$&"Af_%D"1%DLA%

D!m D1

120
110
100

D!m D2

39

$
¾^3$mc›.&$m&'$./&`0j$yhw%$m&5%$&`0.$m&o)$%&•$4s.$%Œ*$m`q^$%&^‹.$N[@$!\,[\9:;]$
©;‚ª$%Œ*$ç`0.$tdm$%u^$m&Ž#$=)*$(èa$Š*)$/§j$%~%$Šh{%$%&'.&$.&h$v*^l$
D
\! Wh{%$;l$R¯#$y¢m$tdm$%u^$vg.a$&0$t&^./$/`*$m†`$fg$%~%$4e./$%ea$m&`dm$Šx$y)$m&o)$y´./$


â;ê$%*$ỗ`0.$tdm$%u^$m&#$=)*$(ốa$*)$/Đj$%~%$h{%$%&'.&$.&h$v*^l$
\! Wh{%$;l$R#$yÂm$tdm$%u^$vg.a$&0$t&^./$/`*$m`$fg$%~%$4e./$%ea$m&`dm$x$y)$m&o)$y./$
vz$yĐ$m&'$./&`0j$=.&$p$
Tõn, N. N. v cs. / Tp chớ Khoa hc Cụng ngh Xõy dng
\! Wh{%$9l$!`d.$&g.&$/`*$m`$m&$y$t`j$mc*$v5$kgj$f`0%$%*$%~%$4e./$%ea$m&`dm$x$y)$
fg$
v5$ Ê.$
yx.&$
mcx$vm`$
ku3$ b
./$
$ỳng
m`$ mc+./$

m&'$
- Bc
1: Lp
t%*$
kt &0$
cu m&'$
sn,./&`0jp$
h khung ?`~$
gia ti
cỏcmc+./$
dng m&$
c, thit
o theo
s thớ
nghim
(Hỡnh 5).
./&`0j$fg$/`ờ*$mc)./$f./$;$#&ma$v*^$y}$&"$m`$f$:p$,~%$v$y+%$mcq.$4e./$%e$
-y)$yhw%$&`0^$%&.&$f$:$mch{%$t&`$m$y^$m&'$./&`0jp$
Bc 2: Tin hnh gia ti th kim tra s lm vic ca cỏc dng c, thit b o v s n nh
ca h thớ nghim. Giỏ tr ti trng th ly bng 5% ti trng thớ nghim v gia trong vũng 5 1 phỳt,
\!sau Wh{%$l$!`d.$&g.&$m./$m`$mc+./$m~%$4e./$kq.$tdm$%u^$m&'$./&`0j$jm$%~%&$k`q.$me%a$
ú h ti v 0. Cỏc s c trờn dng c o c hiu chnh v 0 trc khi bt u thớ nghim.
y^$4Â.$fg$t&-./$/23$c*$k5%$^./$%&)$yd.$t&`$js^$m&'$./&`0j$x$#&~$&)"`$&)g.$
- Bc 3: Tin hnh tng ti trng tỏc dng lờn kt cu thớ nghim mt cỏch liờn tc, u n v
khụng
gõy!%$
ra lcy$
xung
chom`$
nyhw%$

khi mu
thớ nghim
b phỏ fhwm$
hoi hon
Tc
mc+./$
tng ti
c
kim
m)g.p$
m./$
t`j$
v)~m$ t&-./$
^~$ton.
;:$
m`$
m&'$
./&`0j$
soỏtmc)./$jm$#&mp$!c)./$^~$mc.&$m&5%$&`0.a$^*.$v~m$v5$kgj$f`0%$%*$tdm$%u^$vg.a$
khụng vt quỏ 10% ti trng thớ nghim trong mt phỳt. Trong quỏ trỡnh thc hin, quan sỏt s
lm vic ca kt cu sn, xỏc nh thi im xut hin vt nt u tiờn v theo dừi s phỏt trin ca
~%$yx.&$m&i`$y`j$^um$&`0.$fdm$.rm$y^$m`q.$fg$m&o)$4à`$v5$#&~m$mc`.$%*$$c./$
b rng vt nt.
fdm$.rmp$

D"#8(9&(#*+,#:(;&'#<(=#(>&(#EF,G#-(@3#A5B#C)&(#
$

$

$

Hỡnh 6. Hỡnh nh quỏ trỡnh thớ nghim mu sn liờn hp
=.&$p$=.&$.&$^~$mc.&$m&'$./&`0j$js^$vg.$k`q.$&w#$

QD$R4S-$%T64$0O$8U#$5,P6$64VI$IW-$6X*$0U-$-4V7$GK-$8,M-$4Y7$%4Z7$[$3M$%\-.$
3. Phõn tớch s lm vic chu un ca sn nhp n liờn hp thộp
bờ tụng
5b.b%iAtN%9n%uN2$%"f%DLA%DVv$&%F%9S%gw$&%g'%MxM%&A2A%94Q$%@'_%gAfM%My2%^'$%D"e%$&"Af_%
_9`$GU$Sa$*(.$#/(')0$=&#$>'"#$(?@$*(A@$B$%"$*C#/$

$

WX#($bP$GU$Sa$*(.$#/(')0$\&$%7$*c.$de#/$4e$SE$

3.1. Biu quan h ti trng vừng v cỏc giai on lm vic ca sn thớ$ nghim
?"#8(9&(#*+,#:(;&'#<(=#(>&(#H#-(@3#A5B#C)&(#

T!i tr"ng P (kN)

Trờn Hỡnh 7 trỡnh by biu quan h gia ti
D!m D1
D!m D2
trng tỏc dung P (kN) v vừng gia nhp f
120
$
(mm) ca hai mu sn liờn hp D1 v D2.
110
<$
100

D
Cú th nhn thy, s lm vic mu sn thớ
90
nghim D1 (cú b trớ ct thộp chu mụ men õm)
80
70
v mu sn thớ nghim D2 (khụng b trớ thộp chu
60
B
C
mụ men õm gi ta) l tng ng nhau, phự hp
50
40
vi cỏc giai on lm vic ca kt cu chu un v
30
cú th chia thnh cỏc giai on lm vic sau:
A
20
10
- Giai on lm vic n hi (on OA): trong
O
0
0
10
20
30
40
50
60
70

80
giai on ny quan h gia ti trng v vừng
#$ vừng (mm)
l tuyn tớnh. im A ng vi s thay i dc
$
u tiờn ca biu quan h cho phộp xỏc nh
HỡnhWX#($VP$f'g6$Sa$h69#$()$*R'$*ci#/$B$Sj$\k#/$489$(9'$=&#$*(.$#/(')0$
7. Biu quan h ti trng vừng ca
hai sn thớ nghim
c thi im bt u xut hin vt nt trờn mu
thớ nghim hay giỏ tr ti trng gõy nt. Trong giai
on ny, biu quan h gia ti trng v vừng ca hai sn thớ nghim D1 v D2 khụng cú s
khỏc bit.
40


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

- Giai đoạn làm việc sau nứt (đoạn AB): trong giai đoạn này, thể hiện sự tăng lên của độ võng
cùng với sự phát triển của vết nứt. Quan hệ tải trọng – độ võng thể hiện tính phi tuyến. Điểm B ứng
với thời điểm có sự thay đổi độ dốc lần thứ hai của biểu đồ tải trọng – độ võng. Trong giai đoạn này
sự làm việc của hai sàn thí nghiệm D1 và D2 hầu như không có sự khác biệt.
- Giai đoạn BC: trong giai đoạn này, tải trọng tác dụng không tăng nhưng độ võng của mẫu tiếp
tục tăng lên. Đây là giai đoạn có sự trượt dọc giữa tấm tôn và vật liệu bê tông tại một số vị trí liên kết
được biểu hiện bằng sự suy giảm tải trọng tại một số thời điểm thí nghiệm. Giá trị tải trọng tác dụng
trong giai đoạn này cho phép xác định tải trọng gây trượt giữa tấm tôn và vật liệu bê tông.
- Giai đoạn CD: trong giai đoạn này, các sàn thí nghiệm tiếp tục chịu lực tăng lên. Độ võng tăng
đồng thời với tải trọng tác dụng. Điểm D tương ứng với thời điểm các mẫu thí nghiệm bị phá hoại
hoàn toàn, cho phép xác định được giá trị của tải trọng giới hạn tác dụng lên hai sàn thí nghiệm. Sau
điểm D có sự suy giảm nhanh chóng của tải trọng tác dụng.

Bảng 3. Các giá trị tải trọng đặc trưng cho sự làm việc của các mẫu sàn thí nghiệm

Sàn thí
nghiệm

Tải
trọng
gây nứt
Pcr (kN)

Tải trọng
gây trượt
tấm tôn
P sl (kN)

Tải trọng
giới hạn gây
phá hoại
Pul (kN)

Tải trọng ứng
với độ võng
cho phép
P f (kN)

Tải trọng ứng
với bề rộng vết
nứt cho phép
Pw (kN)

D1
D2

18,5
18,5

48,0
52,0

102,6
93,0

48,0
50,0

44,0
48,0

Tổng hợp các giá trị tải trọng đặc trưng ứng với các giai đoạn làm việc của hai mẫu sàn D1 và D2
được trình bày trong Bảng 3. Để có cơ sở so sánh với các giá trị giới hạn quy định theo trạng thái giới
hạn thứ hai, các giá trị tải trọng tương ứng với độ võng cho phép ([ f ] = 12,5 mm) và bề rộng vết nứt
cho phép ([w] = 0,25 mm) cũng được trình bày trong bảng này. Các kết quả thu được cũng cho thấy
ảnh hưởng của cốt thép chịu mô men âm bố trí tại gối tựa đến khả năng chịu lực của sàn liên hợp nhịp
đơn là không đáng kể. Hầu như không có sự khác biệt giữa biểu đồ quan hệ tải trọng – độ võng của
hai sàn thí nghiệm D1 và D2.
3.2. Độ bền chống trượt dọc giữa tấm tôn và bê tông
Theo tiêu chuẩn SDI T-CD-2017 [19], độ bền chống trượt dọc giữa tấm tôn và bê tông, ký hiệu
Vt (kN/m), được xác định theo công thức (2), trong đó Pul (kN) là tải trọng giới hạn theo kết quả thực
nghiệm, W = 8,5 kN là trọng lượng của sàn và B = 0,9 m là bề rộng của sàn.
Pul W

+
2
Vt = 2
B

(2)

Do đó, độ bền chống trượt của hai sàn thí nghiệm D1 và D2 được xác định có giá trị lần lượt là
61,7 kN/m và 56,4 kN/m. Các giá trị thu được theo công thức này lớn hơn so với giá trị thu được từ
kết quả thực nghiệm (giá trị trung bình là 50/0,9 = 55,6 kN/m). Đồng thời nếu so sánh với các giá trị
tải trọng cho phép ứng với trạng thái giới hạn sử dụng như trình bày ở Bảng 3 có thể thấy với hai mẫu
sàn thí nghiệm, độ bền chống trượt có sự chênh lệch không đáng kể so với giá trị tải trọng ở trạng thái
giới hạn hai. Kết quả này cho thấy, trong thiết kế sàn liên hợp thép - bê tông cần lưu ý việc tính toán
kiểm tra kết cấu theo trạng thái giới hạn về biến dạng.
41


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

4. Phân tích sự phát triển vết nứt và cơ chế phá hủy của sàn nhịp đơn liên hợp thép – bê tông
4.1. Sự phát triển vết nứt bê tông
Hình 8 trình bày minh họa sơ đồ phân bố các vết nứt xuất hiện trên hai sàn liên hợp D1 và D2
trong quá trình thí nghiệm. Các vết nứt tập trung chủ yếu ở giữa nhịp của sàn, ở giữa hai điểm đặt lực.
Tại hai vị trí gối tựa, các vết nứt xuất hiện ở bề mặt phía trên của sàn, theo chiều ngang của sàn và lân
cận với đường
trung tâm của dầm thép chữ I.
E"#8(9&(#*+,#:(;&'#<(=#(>&(#I#-(@3#A5B#C)&(#

$
WX#($lP$GU$Sa$@(m#$%7$4T4$\;*$#1*$*c"#$(9'$=&#$*(.$#/(')0$HN$\&$HL$

Hình 8. Sơ đồ phân bố các vết nứt trên hai sàn thí nghiệm D1 và D2
$

Trên Bảng 4 trình bày kết quả xác định số lượng vết nứt ở vùng giữa nhịp và ở gối tựa cũng như
$
bề rộng vết nứt lớn nhất khi các mẫu thí nghiệm bị phá hoại. Với kết quả này, có thể nhận thấy với
sàn liên hợp nhịp đơn, sự tham gia của lớp cốt thép chịu mô men âm ở gối tựa trong việc hạn chế tình
trạng nứt ở vùng gối tựa là có tuy không nhiều.
Bảng 4. Kết quả đo đạc các vết nứt xuất hiện trên các sàn thí nghiệm

Số lượng vết nứt
Sàn thí nghiệm
D1
D2

Bề rộng vết nứt lớn nhất (mm)

Gối tựa

Giữa nhịp

Gối tựa

Giữa nhịp

2
1

12
10

0,60
0,86

0,36
0,30

4.2. Cơ chế phá hoại
Trên Hình 9 trình bày minh họa hình ảnh phá hoại của hai sàn thí nghiệm D1 và D2. Hai sàn thí
nghiệm đều bị phá hoại do sự bong, trượt của tấm tôn và bê tông ở vùng giữa nhịp khi sàn bị võng
lớn, sau đó kéo theo sự phá hoại cục bộ của bê tông ở vùng gối tựa của kết cấu sàn xung quanh các
chốt liên kết.
5. Kết luận
Bài báo trình bày những kết quả nghiên cứu thực nghiệm sự làm việc của các kết cấu sàn đơn, một
nhịp liên hợp thép – bê tông. Dựa trên những kết quả thu được có thể rút ra những kết luận chính như
sau:
42


Trên Trên
hình hình
9 trình
bàybày
minh
họahọa
hình
hai sàn
sànthí
thínghiệm
nghiệmD1D1

9 trình
minh
hìnhảnh
ảnhphá
pháhoại
hoại của
của hai
vàvà
D2. Hai
đềuđều
bị phá
hoại
của tấm
tấmtôn
tônvàvàbêbêtông
tông
D2. sàn
Hai thí
sànnghiệm
thí nghiệm
bị phá
hoạidodosựsựbong,
bong, trượt
trượt của
ở ở
vùng vùng
giữa giữa
nhịp nhịp
khi sàn
bị võng

lớn,
sausauđóđókéo
hoại cục
cụcbộ
bộcủa
củabêbêtông
tông
khi sàn
bị võng
lớn,
kéotheo
theosự
sự phá
phá hoại
ở ở
Tân,
N.
N.
và
cs.
/
Tạp
chí
Khoa
học
Công
nghệ
Xây
dựng
vùng vùng

gối tựa
sànsàn
xung
quanh
các
gốicủa
tựa kết
của cấu
kết cấu
xung
quanh
cácchốt
chốtliên
liênkết.
kết.

liên
giữa
(a)
Sàn
võng
lớnbong
gây
(b)
Pháhoại
hoại
cục
của
bê
(a)bị

Sàn
bịbị
võng
lớn gây
liênbong
kết
giữa
tấmkết
tôn
và
bê (b)
(b)Phá
Phá
cục bộ
củabộ
bê tông
gối
tựavùng
sau
khi gối
có gối
sự
liên
kết
giữa
(a) Sàn
võng
lớn
gây
bong

hoại
cục
bộ
củavùng
bêtông
tông
vùng
tông ở vùng giữa nhịp
bong liên kết giữa tấm tôn và bê tông
tấmvà
tônbêvàtông
bê tông
ở vùng
giữa
nhịp
tấm
tựasau
saukhi
khi có
có sự bong
tấm tôn
ở vùng
giữa
nhịp
giữa
tấm
tựa
bongliên
liênkết
kếtgiữa

tôn và
và bê
bêtông
tông
Hình 9. Hình ảnh phá hoại của các sàn thí nghiệm
9. Hình
phá
hoạicủa
củacác
cácsàn
sàn thí
thí nghiệm
HìnhHình
9. Hình
ảnhảnh
phá
hoại
nghiệm
- Xây dựng quy trình thí nghiệm sàn liên hợp thép – bê tông với tỷ lệ 1:1 theo tiêu chuẩn SDI
Kết
luận[19], theo dõi đồng thời khả năng bám dính hay chịu cắt dọc giữa tấm tôn và bê tông, số
5. Kết5.
luận
T-CD-2017
lượng, sự xuất hiện và phát triển vết nứt trên bề mặt của cấu kiện cũng như các giới hạn về cường độ,
Bài trình
báo trình
những
nghiêncứu
cứuthực

thực nghiệm
nghiệm sự
kếtkết
Bài
báo
bày bày
những
kếtkết
quảquả
nghiên
sự làm
làmviệc
việccủa
củacác
các
biến dạng;
cấuđơn,
đơn,
một
liên
hợp
thép
– tông
bê
tông.
Dựa
trên
những
kết
thu

được
cócó
thểthể
cấu sàn
mộtviệc
nhịp
liên
hợp
thép
–
bê
tông.
Dựa
trên
kếtquả
quảkết
thu
được
-sàn
Sự làm
củanhịp
sàn liên
hợp
thép
– bê
cơ bản
tuân
theonhững
sự làm việc
của

cấu
sàn bê
tông
những
kếtchịu
luận
chính
như
sau:
cốt ra
thép
làm
uốn.
Sự
làm
việc
của sàn liên hợp có thể được đặc trưng bởi các giai đoạn chính
rút ra rút
những
kếtviệc
luận
chính
như
sau:
như: (i) giai đoạn làm việc đàn hồi trước khi xảy ra nứt trên bê tông, (ii) giai đoạn xảy ra sự trượt giữa
-tấmdựng
Xây
dựng
quy
trình

thí
nghiệm
sàn
liên
hợpthép
thép –– bê
bê tông
tông với
tiêu
- Xây
quy
trình
thí
nghiệm
sàn
liên
vớitỷtỷlệlệ1:1
1:1theo
theo
tiêu
tôn và
bê tông,
(iii)
và giai
đoạn
xảy
ra
sự
pháhợp
hoại

mẫu;
chuẩn
SDI
T-CD-2017
[19],
theo
dõi
đồng
thời
khả
năng
bám
dính
hay
chịu
cắt
Độ
bền
chống
trượt
của
hai
sàn
thí
nghiệm
D1
và
D2
chịu
lực

tập
trung
trên
bề
rộng
sàn
được
chuẩn SDI T-CD-2017 [19], theo dõi đồng thời khả năng bám dính hay chịu cắt
định giữa
theo tiêu
SDIbêT-CD-2017
có
giá trịsự
hơn so
với và
các phát
giá trịtriển
thu được
kếttrên
quả bề
dọc
tấm
tôn
và
tông,
lượng,
xuất
hiện
vết
nứt

dọcxácgiữa
tấm
tônchuẩn
và bê
tông,
số số
lượng,
sựlớn
xuất
hiện
và
phát
triển
vếttừ
nứt
trênthíbề
nghiệm (56,4 – 61,7 kN/m so với 55,6 kN/m);
mặt
của cấu
kiện
cũng
như
giới
hạn
cường
độ,
biến
dạng;
mặt của
cũng

như
cáccác
giới
hạn
vềvề
cường
biến
- Socấu
sánhkiện
các kết
quả thí
nghiệm
với
trạng
thái
giới
hạn vềđộ,
cường
độ dạng;
và trạng thái giới hạn về biến
Sựcho
làm
hợp
thép
bêtông
tông
cơthái
bảngiới
tuân
sự

làm
của
kết
thấyviệc
khả của
năng
chịuliên
lực
của
bản
sàn
ứng
với
trạng
hạntheo
hai khá
vớiviệc
tải trọng
gâykết
- Sự-dạng
làm
việc
của
sàn sàn
liên
hợp
thép
– –bê
cơ
bản

tuân
theo
sựgần
làm
việc
của
trượt
giữa
tấm
tôn
và
bê
tông.
Giá
trị
tải
trọng
ở
thời
điểm
này
chỉ
mới
bằng
khoảng
46,8%
đến
53,8%
cấu bê
sàntông

bê tông
việc
chịuuốn.
uốn.Sự
Sự làm
làm việc
việc của
thểthể
cấu sàn
cốt cốt
thépthép
làmlàm
việc
chịu
của sàn
sànliên
liênhợp
hợpcócó
so với
tải
trọng
giới
hạn
gây
phá
hoại
mẫu.
Điều
này
có

thể
đặt
ra
vấn
đề
lưu
ý
trong
thiết
kế
và
tính
được trưng
đặc trưng
bởi
các giai
đoạn chínhnhư:
như: (i) giai
giai đoạn làm
việc
đàn hồi
trước
được
bởiliên
các
làmchịu
việc
hồi
toánđặc
là khi bố trí đủ

kết giai
chốngđoạn
chốngchính
trượt ở hai đầu(i)
nhịp sàn,đoạn
khả năng
lực đàn
của sàn
sẽ trước
phụ
khivào
xảy
ranăng
nứt bám
trên
bê tông,
(ii)
giaiđoạn
xảyviệc
sự
trượt
tấm
tôn
vàvà
bêbê
tông,
khithuộc
xảy
ra
nứt

trên
bê dính
tông,
(ii)bê
giai
rarasự
trượt
giữa
tấm
tôn
tông,
khả
giữa
tông
vàđoạn
tấm xảy
tôn,
hình
thànhgiữa
và phát
triển
các
vết
nứt
bê
(iii)
và
giai
đoạn
xảy

ra
sự
phá
hoại
mẫu;
tông
ở giữa
nhịp
gâyrabong
tách liên
giữa tấm tôn và bê tông. Để hạn chế vấn đề này có thể
(iii)
vàsàn
giai
đoạn
xảy
sự phá
hoạikếtmẫu;
kiến
nghị
xem
xét
việc
bố
trí
bổ
sung
cốt
thép
thanh

nằmD1
trong
tôngchịu
ở vị lực
trí giữa
các
sóngtrên
tôn; bề
Độ chống
bền chống
nghiệm
vàbêD2
D2
trung
- Độ- bền
trượttrượt
củacủa
haihai
sànsàn
thíthínghiệm
D1
và
chịu
lực tập
tập
trung
trên bề
- Đối với sàn liên hợp nhịp đơn, việc bố trí cốt thép chịu mô men âm ở gối tựa có ảnh hưởng
rộng
sàn

được
xác
định
theo
tiêu
chuẩn
SDI
T-CD-2017
có
giá
trị
lớn
hơn
so
vớivới
rộng
sànđáng
được
địnhchịu
theo
chuẩn
SDI
T-CD-2017
có cốt
giáthép
trị chịu
lớn mô
hơn
so
không

đến xác
khả năng
lực tiêu
của sàn
(khoảng
10%).
Việc bố trí lớp
men
âm
cáctrị
giáthu
trịkhông
thu được
từ
quả
thí
nghiệm
(56,4
61,7
kN/m
so
với
55,6
ảnh
hưởng
nhiều
đếnkết
việc
xuất
hiện

và phát
triển––các
vết kN/m
nứt
trong
mẫu
sànkN/m);
thí
nghiệm,
cáccógiá
được
từ kết
quả
thí
nghiệm
(56,4
61,7
socác
với
55,6
kN/m);
So
sánh
các
kết
trạng
thái
giới
hạn
về cường

vàvà
trạng
nhiên
trong
cácquả
điềuquả
kiệnthí
làmnghiệm
việc thực
tếtrạng
của
sàn
có thể
xemhạn
xét việc
bố trí đểđộ
giảm
số
lượngthái
vết
- So-tuy
sánh
các
kết
thí
nghiệm
vớivới
thái
giới
về

cường
độ
trạng
thái
nứt giới
tại gối.
hạn
về
biến
dạng
cho
thấy
khả
năng
chịu
lực
của
bản
sàn
ứng
với
trạng
thái
giới hạn
vềkết
biến
cho
thấy khả
chịu
bảnnhịp

sànđơnứng
thái
Những
quả dạng
thu được
từ nghiên
cứu sựnăng
làm việc
củalực
sàn của
liên hợp
trìnhvới
bày trạng
trong bài
giới
hạn
hai
khá
gần
với
tải
trọng
gây
trượt
giữa
tấm
tôn
và
bê
tông.

Giá
trị
tải
giới
haiphần
khálàm
gần
vớixửtảicủatrọng
trượt
tấm
tôn
và bê tông. Giá trị tải
báohạn
này góp
rõ ứng
kết cấugây
sàn liên
hợpgiữa
làm việc
chịu
uốn.

ở thời
bằng
khoảng46,8%
46,8% đến
đến 53,8%
53,8% so
giới
trọngtrọng

ở thời
điểmđiểm
nàynày
chỉ chỉ
mớimới
bằng
khoảng
sovới
vớitảitảitrọng
trọng
giới
hạn
gây
phá
hoại
mẫu.
Điều
này
có
thể
đặt
ra
vấn
đề
lưu
ý
trong
thiết
kế
và

tính
hạn gây phá hoại mẫu. Điều này có thể đặt ra vấn đề lưu ý trong thiết kế và tính
toán
khitrí
bốđủ
trí liên
đủ liên
chống
chốngtrượt
trượtởở hai
hai đầu
đầu nhịp
chịu
toán là
khilà bố
kếtkết
chống
chống
nhịp sàn,
sàn,khả
khảnăng
năng
chịu
43
12

12


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

Lời cảm ơn
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Tổng Công ty CP cơ điện xây dựng AGRIMECO đã giúp đỡ,
cung cấp các vật liệu phục vụ cho công tác chế tạo mẫu thí nghiệm.
Tài liệu tham khảo
[1] Johnson, R. P. (2004). Composite structures of steel and concrete. Third edition, Blackwell Publishing.
[2] Costa, R. S., Lavall, A. C. C., Silva, R. G. L., Rodrigues, F. C. (2017). Experimental study of the influence
of friction at the supports on longitudinal shear resistance of composite slabs. Revista IBRACON de
Estruturas e Materiais, 10(5):1075–1086.
[3] Marimuthu, V., Seetharaman, S., Jayachandran, S. A., Chellappan, A., Bandyopadhyay, T. K., Dutta, D.
(2007). Experimental studies on composite deck slabs to determine the shear-bond characteristic (m–k)
values of the embossed profiled sheet. Journal of Constructional Steel Research, 63(6):791–803.
[4] Karim, I. A., Mohammed, K. (2016). Composite slab numerical strength test method under m-k approach.
International Journal of Mechanical and Production Engineering, 4(9):42–46.
[5] Hedaoo, N., Raut, N., Gupta, L. (2015). Composite concrete slabs with profiled steel decking: comparison
between experimental and simulation study. American Journal of Civil Engineering, 3(5):250–261.
[6] Abbas, H. S., Bakar, S. A., Ahmadi, M., Haron, Z. (2015). Experimental studies on corrugated steelconcrete composite slab. Građevinar, 67(03):225–233.
[7] Choradiya, P. M., Kumbhar, P. D. (2015). Behaviour of concrete deck slab using shear connectors: A
review. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 4(12).
[8] Vohra, H. S., Dhankot, M. (2015). Shear connectors and composite deck slab experimental study – State
of the art review. International Journal of Scientific Engineering and Research, 3(3):2347–3878.
[9] Manjunath, T. N., Sureshchandra, B. S. (2014). Experimental study on concrete slab with profiled steel
decking. International Journal of Engineering Research & Technology, 3(7):894–898.
[10] Cifuentes, H., Medina, F. (2013). Experimental study on shear bond behavior of composite slabs according to Eurocode 4. Journal of Constructional Steel Research, 82:99–110.
[11] Baskar, R., Antony Jeyasehar, C. (2012). Experimental and numerical studies on composite deck slabs.
International Journal of Engineering Research and Development, 3(12):22–32.
[12] Eurocode 4 (1994). Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures. European Committee
for Standardization.
[13] SDI C-2017. Composite steel floor deck – slabs. American National Standards Institute/ Steel Deck
Institute.

[14] TCVN 3118:1993. Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén.
[15] ASTM A653/A653M (2008). Standard specification for steel sheet, zinc-coated (galvanized) or zinc-iron
alloy-coated (galvannealed) by the hot-dip process. ASTM International, West Conshohocken, PA.
[16] ASTM A370-14 (2014). Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products.
ASTM International, West Conshohocken, PA.
[17] TCVN 197-1:2014. Vật liệu kim loại – Thử kéo – Phần 1: phương pháp thử ở nhiệt độ phòng.
[18] TCVN 1651-2:2008. Thép cốt bê tông – Phần 2: Thép thanh vằn.
[19] SDI T-CD-2017. Test standard for composite steel deck – slabs. American National Standards Institute/
Steel Deck Institute.

44