Phương pháp dự báo độ võng của dầm bê tông cốt thép kể đến ảnh hưởng của từ biến kết hợp với sự xuất hiện vết nứt trong bê tông dựa trên tiêu chuẩn châu Âu Eurocode 2 (EC2) được sử dụng. Kết quả tính toán sau đó được so sánh với kết quả phân tích bằng phần mềm LIRA-SAPR 2013 cũng như một số kết quả thực nghiệm đã được công bố trong các tài liệu [3, 5, 6]. Kết quả cho thấy dự báo độ võng cuối cùng khi sử dụng tiêu chuẩn Eurocode 2 khá an toàn, trong khi dự báo bằng phần mềm LIRA-SAPR 2013 kém thận trọng hơn so với kết quả thí nghiệm.
Cấu kiện bê tông cốt thép ngày nay sử dụng vật liệu có cường độ càng cao nên có xu hướng giảm tiết diện, hơn nữa chúng vượt nhịp và chịu tải trọng tương đối lớn, do đó tính toán chính xác độ võng trở thành vấn đề quan trọng trong thiết kế. Đối với các kết cấu bên trong nhà độ võng quá mức có thể gây hư hại các lớp hoàn thiện, gây rò rỉ ống nước, làm ảnh hưởng đến sự vận hành của thiết bị, máy móc,…
Ảnh minh họa Internet
Đối với các kết cấu ngoài trời độ võng quá mức có thể gây đọng nước, làm thấm nước,… Việc phân tích chính xác độ võng cần xem xét tới nhiều yếu tố khác nhau như sự suất hiện của vết nứt, hiệu ứng tension stiffening, co ngót, từ biến. Trong đó các yếu tố co ngót, từ biến là yếu tố phụ thuộc thời gian. Lịch sử tác dụng của tải trọng cũng là một nhân tố quan trọng vì nó thay đổi (tăng dần) trong quá trình thi công công trình để đạt tới giá trị thiết kế.
Vết nứt trong dầm bê tông cốt thép nói chung xuất hiện dưới tải trọng sử dụng do đó độ võng của dầm theo thời gian càng bị ảnh hưởng. Một phương pháp truyền thống là tính toán độ cong tại các vị trí dọc theo trục dầm sau đó tích phân trên toàn bộ chiều dài để thu được độ võng. Tuy nhiên phương pháp này đôi khi phức tạp, khó vận dụng thực hành cho các kỹ sư thiết kế. Các tiêu chuẩn hiện đại trên thế giới (ACI 318-2005, Eurocode 2) đều cho phép tính toán thực hành độ võng theo thời gian của dầm bê tông cốt thép.
Theo đó hai nhóm phương pháp chính thường được sử dụng là:
(1) phương pháp hệ số (ACI 318-2005) độ võng phụ thuộc thời gian dự báo bằng cách nhân hệ số khuếch đại thực nghiệm với độ võng tức thời;
(2) phương pháp mô đun đàn hồi hiệu quả điều chỉnh theo thời gian (Eurocode 2) mô đun đàn hồi thực của bê tông được thay thế bằng mô đun đàn hồi hiệu quả có xem xét đến từ biến và co ngót thay đổi theo thời gian. Phương pháp này được nhiều tác giả trên thế giới sử dụng.
Bài báo sử dụng phương pháp dự báo độ võng của dầm dưới tác dụng của tải trọng dài hạn dựa trên phương pháp mô đun đàn hồi hiệu quả có điều chỉnh theo thời gian (Eurocode 2). Phương pháp khá đơn giản so với phương pháp phân tích phần tử hữu hạn phi tuyến trong LIRA-SAPR 2013. Từ các kết quả tính toán có thể rút ra một số kết luận như sau:
- Tiêu chuẩn Eurocode 2 cho kết quả dự báo độ võng rất phân tán và có trường hợp lớn hơn khá nhiều so với kết quả thực nghiệm. Phương pháp sử dụng trong Eurocode 2 phù hợp cho tính toán nhanh và thiên về an toàn.
- Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm LIRA-SAPR 2013 cho kết quả độ võng dài hạn với độ phân tán ít hơn và nhỏ hơn kết quả thực nghiệm với sai số trung bình khoảng 17% . Tuy nhiên ứng xử theo thời gian của dầm khi phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn cho kết quả gần với thí nghiệm hơn tiêu chuẩn Eurocode 2.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
BuilData
