Bài báo nghiên cứu ứng xử của cấu kiện ống thép hai lớp nhồi bê tông (Concrete-Filled Double-Skin steel Tubes - CFDST) có hệ neo chống cắt chịu uốn thuần túy bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Mô hình 3D của cấu kiện CFDST có hệ neo chống cắt dạng đinh mũ được xây dựng và phân tích sử dụng phần mềm ABAQUS. Mô hình PTHH của cấu kiện CFDST được kiểm chứng bằng kết quả thí nghiệm.
Cấu kiện ống thép hai lớp nhồi bê tông (Concrete-Filled Double-Skin steel Tubes - CFDST) ngày càng trở nên phổ biến hơn so với ống thép một lớp nhồi bê tông truyền thống nhờ các ưu điểm vượt trội như khả năng chịu động đất, hiệu suất chịu tải trọng lặp, chịu lửa tốt hơn, độ dẻo cao hơn, trọng lượng nhẹ hơn,… Cấu kiện CFDST bao gồm hai ống thép trong và ngoài đồng tâm cùng với lớp bê tông được nhồi vào giữa hai ống thép.
Sơ đồ minh họa thí nghiệm
Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về loại cấu kiện này cũng được thực hiện khá phổ biến trên thế giới [1- 14]. Trong đó, có thể kể đến các nghiên cứu thực nghiệm về dầm, cột, dầm - cột được tạo từ các cấu kiện CFDST với các loại mặt cắt khác nhau được thực hiện bởi Han và Zhao [1]. Zhong Tao và cộng sự [2] đã thực hiện một loạt các thí nghiệm về ứng xử của cấu kiện CFDST dạng cột ngắn và dầm - cột chịu tải trọng nén.
Han [3-5] đã tiến hành các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho loại cấu kiện CFDST chịu tải trọng lặp và tải trọng dài hạn. Liên quan đến các nghiên cứu sử dụng phương pháp giải tích, Pagoulatou [6] đã tìm hiểu ứng xử của cột ngắn dùng CFDST chịu tải trọng nén lệch tâm, và sau đó dựa vào kết quả phân tích, Pagoulatou đã đề xuất công thức để ước lượng khả năng chịu lực của cấu kiện này phù hợp với tiêu chuẩn Eurocode 4 [7].
Mặt khác, thông qua việc sử dụng phân tích PTHH, Huang [8] đã điều tra ảnh hưởng của các thông số quan trọng được sử dụng để xác định khả năng chịu lực của mặt cắt ngang cột ngắn làm bằng CFDST. Trong thực tế, các cấu kiện CFDST chịu nén hoặc chịu nén uốn thường được sử dụng rộng rãi cho kết cấu cột của nhà cao tầng. Tuy nhiên ứng xử chịu uốn của cấu kiện này thường được xem xét khi áp dụng trong xây dựng các kết cấu nhịp lớn, kết cấu cầu [9-12].
Một số nghiên cứu thực hiện trước đây đã chứng minh rằng việc bê tông nhồi trượt trong ống thép cũng ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của cấu kiện này. Tuy nhiên các nghiên cứu về loại cấu kiện này có sử dụng neo chống cắt còn khá hạn chế. Gần đây, Eom và cộng sự [15] đã phát triển một dạng cấu kiện CFDST với neo chống cắt dạng đinh mũ và dạng tấm dẹt chịu tải trọng uốn. Dựa vào kết quả nghiên cứu, tác giả đã kết luận rằng loại cấu kiện này có hiệu quả trong xây dựng. Tuy nhiên tác giả vẫn chưa khảo sát ảnh hưởng của các tham số hình học đến ứng xử của loại cấu kiện này.
Trong nghiên cứu này, ứng xử của cấu kiện CFDST có neo chống cắt chịu uốn được nghiên cứu sử dụng mô hình mô phỏng PTHH. Mô hình PTHH 3D của cấu kiện này đã được xây dựng và phân tích bằng phần mềm ABAQUS [16]. Mô hình mô phỏng được kiểm chứng bằng kết quả thực nghiệm, từ đó mô hình PTHH được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng các tham số hình học của ống thép đến ứng xử chịu uốn của cấu kiện CFDST.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
