BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Roman) NGUYỄN TRUNG KIÊN KHÓA: 2015- 2017 ( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Roman) NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NỨT KẾT CẤU DẦM SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP DO TÁC ĐỘNG CỦA NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG ( In h6- 20, font Times New Roman) Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN Mã số : 60.58.02.08 (in thường, cỡ chữ 14, font Times New Roman) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP ( In thường, cỡ chữ 14, font Times New Roman) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ HOÀNG HIỆP ( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, xin trân trọng cảm ơn thầy giáo TS Vũ Hoàng Hiệp, thầy trực tiếp bảo, hướng dẫn khoa học giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu, hồn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Khoa Sau Đại Học thầy cô giáo, người trang bị kiến thức cho tơi suốt q trình học tập Xin chân thành cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ nhiệt tình đóng góp nhiều ý kiến q báu để tơi hồn thành luận văn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Trung Kiên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Trung Kiên MỤC LỤC  Lời cảm ơn    Lời cam đoan    Mục lục  .  Danh sách các hình vẽ, đồ thị    Danh sách các bảng biểu    Trang  MỞ ĐẦU 1  CHƯƠNG 3  TỔNG QUAN VỀ VẾT NỨT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN VẾT NỨT TRONG KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 3  1.1 Các nguyên nhân gây nứt kết cấu 3  1.1.1. Nguyên nhân do tác động của thay đổi nhiệt độ môi trường   4  1.1.2. Nguyên nhân về nền móng   5  1.1.3. Nguyên nhân do tác động của tải trọng   5  1.1.4. Nguyên nhân do vật liệu bê tông   6  1.1.5. Nguyên nhân do thi công bê tông   7  1.1.6. Nguyên nhân do thi công lắp dựng cốt thép   7  1.2 Cơ chế tác động ảnh hưởng nhiệt độ đến hình thành phát triển vết nứt 8  1.2.1. Cơ chế tác động của nhiệt độ đến sự hình thành vết nứt  . 8  1.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự làm việc của bê tơng   9  1.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự làm việc của cốt thép   15  1.2.4. Tương tác giữa bê tông và cốt thép ở điều kiện thường   18  1.2.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự làm việc đồng thời của kết cấu BTCT . 19  1.3 Các yêu cầu , tiêu chuẩn tính tốn đến hình thành mở rộng vết nứt 22  1.3.1. Theo TCVN 5574-2012  . 22  1.3.2. Theo tiêu chuẩn BS-8110   24  1.3.3. Theo tiêu chuẩn ACI-318   24  1.3.4. Theo tiêu chuẩn EUROCODE 1992-1-1   24  1.4 Các cố nứt , hư hỏng cơng trình ảnh hưởng nhiệt độ 25  1.5 Các giải pháp kết cấu nhằm hạn chế hình thành phát triển vết nứt 27  1.5.1. Giải pháp hạn chế vết nứt dưới sự thay đổi nhiệt độ trong điều kiện khí hậu  nóng ẩm  . 27  1.5.2. Giải pháp hạn chế vết nứt do tải trọng , thi cơng và vật liệu  . 28  1.5.3.Một số giải pháp xử lý vết nứt trong q trình sử dụng  . 29  1.6 Nhiệm vụ luận văn 31  CHƯƠNG 32  CƠ SỞ KHOA HỌC THIẾT KẾ KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA SỰ THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG 32  2.1 Thông số nhiệt độ tác động đến hệ kết cấu cơng trình 32  2.2 Các ngun tắc giả thiết tính tốn kết cấu chịu tác động nhiệt độ 37  2.2.1. Ngun tắc tính tốn   37  2.2.2. Giả thiết tính tốn   38  2.3 Phương pháp tính tốn nội lực kết cấu chịu tác động nhiệt độ 39  2.3.1. Phương pháp cơ học kết cấu   39  2.3.2. Phương pháp phần tử hữu hạn   39  2.4 Lý thuyết tác động nhiệt kết cấu 42  2.5 Phân tích số giải pháp kết cấu dầm sàn để hạn chế tác động thay đổi nhiệt độ môi trường 45  2.5.1. Giải pháp sử dụng khe co giãn   45  2.5.2. Giải pháp thay đổi độ cứng của hệ kết cấu   47  2.5.3 . Giải pháp sử dụng sàn ứng lực trước   47  2.5.4. Giải pháp sử dụng dải bê tông đổ sau   48  2.6 Mơ hình hóa hệ dầm sàn bê tơng cốt thép chịu tác động thay đổi nhiệt độ môi trường theo phương pháp phần tử hữu hạn 49  2.6.1.  Cách xác định các loại tải trọng tác dụng lên cơng trình   49  2.6.2.  Tổ hợp tải trọng   50  2.6.3. Đề xuất qui trình tính tốn nội lực hệ kết cấu chịu tác động do thay đổi nhiệt  độ mơi trường bằng phần mềm SAP2000 ver16  51  CHƯƠNG 56  KHẢO SÁT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KẾT CẤU NHẰM HẠN CHẾ NỨT KẾT CẤU DẦM SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP DO TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG 56  3.1 Các thơng số tính tốn ban đầu 57  3.2 Phân tích, so sánh tổ hợp tải trọng có kể đến tác động thay đổi nhiệt độ tổ hợp tải trọng thông thường hệ dầm sàn bê tông cốt thép 60  3.2.1. Đối với hệ dầm khung bê tông cốt thép   60  3.2.2. Đối với hệ sàn bê tông cốt thép   63  3.3 Giải pháp thay đổi chiều dày sàn sườn toàn khối 65  3.4 Giải pháp sử dụng khe co giãn 71  3.5 Giải pháp thay đổi mạng dầm sàn sườn toàn khối 76  3.6 Giải pháp sử dụng sàn không dầm ứng suất trước 82  3.6.1. Các thông số ban đầu   83  3.6.2. Xác định nội lực - Sơ đồ các dải tính tốn   84  3.6.3. Tính tốn tổn hao ứng suất   84  3.6.4. Tính thép ứng lực trước cho sàn   87  3.6.5. Tính tốn tiết diện theo trạng thái giới hạn 2 về sự hình thành vết nứt   89  3.7 Kiểm sốt kết phân tích kết cấu 90  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91  TÀI LIỆU THAM KHẢO           DANH SáCH HìNH Vẽ S hiu Tờn hỡnh Trang Hỡnh 1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới cường độ chịu kéo bê tơng 10 Hình 1.2 Tỷ lệ giá trị cường độ độ nén đặc trưng nhiệt độ so 11 với nhiệt độ 20°C Hình 1.3 Thay đổi mô đun đàn hồi bê tông theo nhiệt độ 11 Hình 1.4 Tổng biến dạng nhiệt bê tơng theo nhiệt độ 12 Hình 1.5 Thay đổi nhiệt dung riêng bê tông cốt liệu silic theo 13 nhiệt độ Hình 1.6 Thay đổi hệ số dẫn nhiệt bê tông theo nhiệt độ 13 Hình 1.7 Độ dẫn nhiệt loại bê tơng khác hàm 14 nhiệt độ Hình 1.8 Ảnh hưởng nhiệt độ tới khối lượng riêng bê tơng 15 Hình 1.9 Tỷ lệ giá trị cường độ chịu kéo số loại cốt thép 16 nhiệt độ cao so với nhiệt độ 20 °C Hình 1.10 Tỷ lệ giá trị cường độ chịu kéo số loại cốt thép 16 ULT nhiệt độ cao so với nhiệt độ 20 °C Hình 1.11 Ảnh hưởng nhiệt độ tới mơ đun đàn hồi thép 16 Hình 1.12 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hệ số dẫn nhiệt thép 17 Hình 1.13 Tổng biến dạng nhiệt cốt thép theo nhiệt độ 17 Hình 1.14 Ảnh hưởng nhiệt độ tới nhiệt dung riêng cốt thép 18 Hình 1.15 Phương pháp I : (hình trái) Pha đốt nóng mẫu ; (hình phải) 20 Pha chất tải Hình 1.16 Phương pháp II : (hình trái) Đốt nóng mẫu cấp tải trọng 20 khơng đổi ;(hình phải) Biến dạng trượt bê tông cốt thép nhiệt độ tăng Hình 1.17 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tác động nhiệt độ đến kết 21 dính bê tơng cốt thép (Diederichs) Hình 1.18 Ảnh hưởng nhiệt độ đến lực dính bám bê tơng 21 thép theo phương pháp thí nghiệm I: (trái) thép gai; (phải) thép tròn trơn (Diederichs) Hình 1.19 Ảnh hưởng nhiệt độ đến lực dính bám bê tơng 22 thép theo phương pháp thí nghiệm II: (trái) thép gai; (phải) thép tròn trơn (Diederichs) Hình 2.1 Biểu đồ thành phần cấu thành thơng số nhiệt 34 độ Hình 2.2 Nhiệt độ bên Tín bên ngồi Tout 35 Hình 2.3 37 Hình 2.4 Năng lượng mặt trời hiệu ứng xạ T3, T4, T5 định hướng xây dựng khác Mơ hình vật liệu phần tử cốt thép Hình 2.5 Phần tử chiều 40 Hình 2.6 Phần tử hai chiều 40 Hình 2.7 Phần tử ba chiều 41 Hình 2.8 Chức khai báo đặc trưng vật liệu bê tơng 52 38 SAP2000 Hình 2.9 Chức khai báo đặc trưng vật liệu cốt thép 52 SAP2000 Hình 2.10 Chức khai báo loại tải trọng SAP2000 53 Hình 2.11 Chức khai báo tác động nhiệt độ cho phần tử 53 SAP2000 Hình 2.12 Chức khai báo tác động nhiệt độ cho phần tử 54 SAP2000 Hình 2.13 Chức khai báo tải trọng nhiệt độ ban đầu cho phần tử 54 SAP2000 Hình 2.14 Chức khai báo tải trọng nhiệt độ ban đầu cho phần tử SAP2000 55 Hình 3.1 Mơ hình khơng gian 3D 57 Hình 3.2 Mặt kết cấu cơng trình 58 Hình 3.3 Mơ hình khung bê tơng cốt thép phần mềm SAP2000 60 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M3 dẩm tầng mái 61 combo ENVE max Hình 3.5 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M3 dẩm tầng mái 61 combo ENVE Hình 3.6 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M3 dẩm tầng combo 61 ENVE max Hình 3.7 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M3 dẩm tầng combo 62 ENVE Hình 3.8 Mơ hình sàn bê tơng cốt thép phần mềm SAP2000 63 Hình 3.9 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M11 M22 sàn tầng 63 mái combo ENVE max Hình 3.10 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M11 M22 sàn tầng 64 mái combo ENVE Hình 3.11 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M11 M22 sàn tầng 64 combo ENVE max Hình 3.12 Biểu đồ so sánh giá trị momen uốn M11 M22 sàn tầng 64 combo ENVE Hình 3.13 Mặt kết cấu cơng trình đặt khe dãn 72 Hình 3.14 Mặt kết cấu cơng trình bố trí thêm hệ dầm phụ 77 Hình 3.15 Mặt kết cấu cơng trình phương án sàn ng sut trc 84 Danh sách bảng biểu S hiệu Tên bảng, biểu Trang Bảng Các giá trị nhiệt độ Tin 35 Bảng Các giá trị nhiệt độ Tout cho phần cấu trúc mặt đất 36 Bảng Các giá trị nhiệt độ Tout cho phần cấu trúc mặt đất 36 Bảng Khoảng cách khe co giãn nhiệt ẩm cho kết cấu BTCT 47 Bảng Bảng tổ hợp tải trọng theo tiêu chuẩn ACI 318-02 50 Bảng Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE không kể đến tác động 65 nhiệt độ phương án sàn dày 10cm Bảng So sánh giá trị Mcrc Mt phương án sàn dày 10cm 65 Bảng Giá trị bề rộng vết nứt thẳng góc acr phương án sàn dày 10cm 66 Bảng Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE không kể đến tác động 66 nhiệt độ phương án sàn dày 12cm  Bảng 10 So sánh giá trị Mcrc Mt phương án sàn dày 12cm 67 Bảng 11 Giá trị bề rộng vết nứt thẳng góc acr phương án sàn dày 12cm 67 Bảng 12 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE không kể đến tác động 67 nhiệt độ phương án sàn dày 14cm  Bảng 13 So sánh giá trị Mcrc Mt phương án sàn dày 14cm 68 Bảng 14 Giá trị bề rộng vết nứt thẳng góc acr phương án sàn dày 14cm 68 Bảng 15 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE phương án sàn dày 68 10cm kể đến ảnh hưởng tác động nhiệt độ  Bảng 16 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE phương án sàn dày 69 12cm kể đến ảnh hưởng tác động nhiệt độ  Bảng 17 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE phương án sàn dày 69 14cm kể đến ảnh hưởng tác động nhiệt độ  Bảng 18 Giá trị momen lớn thay đổi tổ hợp có nhiệt độ tổ 69 hợp khơng có nhiệt độ Bảng 19 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE không kể đến tác động 72 nhiệt độ phương án sàn dày 12cm chưa bố trí khe giãn  Bảng 20 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE không kể đến tác động 73 nhiệt độ phương án sàn dày 12cm có bố trí khe giãn  Bảng 21 Momen nội lực sàn theo tổ hợp ENVE có kể đến tác động 74 nhiệt độ phương án sàn dày 12cm có bố trí khe giãn Bảng 22 So sánh giá trị Mcrc Mt sàn dày 12cm có bố trí khe giãn 74 Bảng 23 Giá trị bề rộng vết nứt thẳng góc acr phương án sàn dày 12cm 74 có bố trí khe giãn Bảng 24 Giá trị momen lớn thay đổi tổ hợp có nhiệt độ tổ 75 hợp khơng có nhiệt độ bố trí khe giãn Bảng 25 Giá trị nội lực không kể đến tác động nhiệt độ dầm khung 77 trục 1,3,5,8 chưa bố trí hệ dầm phụ Bảng 26 Giá trị nội lực không kể đến tác động nhiệt độ dầm khung 78 trục 1,3,5,8 bố trí hệ dầm phụ Bảng 27 Giá trị nội lực dầm khung trục 1,3,5,8 kể đến tác động 79 nhiệt độ chưa bố trí hệ dầm phụ Bảng 28 Giá trị bề rộng khe nứt acrc dầm khung trục 1,3,5,8 79 chưa bố trí hệ dầm phụ Bảng 29 Giá trị nội lực dầm khung trục 1,3,5,8 kể đến tác động 80 nhiệt độ bố trí hệ dầm phụ Bảng 30 Giá trị bề rộng khe nứt acrc dầm khung trục 1,3,5,8 bố 80 trí hệ dầm phụ Bảng 31 Giá trị nội lực dầm khung trục 1,3,5,8 thay đổi khơng bố 81 trí hệ dầm phụ tổ hợp có nhiệt độ tổ hợp khơng có nhiệt độ Bảng 32 Giá trị nội lực dầm khung trục 1,3,5,8 thay đổi bố trí hệ dầm phụ tổ hợp có nhiệt độ tổ hợp khơng có nhiệt độ 81 Bảng 33 Giá trị bề rộng vết nứt thay đổi dầm phương án bố trí hệ dầm phụ khơng bố trí hệ dầm phụ 82 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài       Hiện  tượng  nứt  kết  cấu  BTCT  đặc  biệt  đối  với  các  kết  cấu  cao  tầng  thường gây lo ngại cho chủ đầu tư và người sử dụng cơng trình mặc dù khi tính tốn  khả năng chịu lực theo trạng thái giới hạn, các lý thuyết tính tốn ở cả phương Đơng  và phương Tây thường bỏ qua sự làm việc của bê tơng ở vùng chịu kéo, chỉ xét đến  sự làm việc của cốt thép chịu lực. Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam và Tiêu chuẩn kết  cấu bê tơng TCVN 5574:2012 đều quy định giới hạn bề rộng khe nứt khi tính tốn  kiểm tra kết cấu theo trạng thái giới hạn 2. Song thực tế tính tốn thiết kế hiện nay  thường bỏ qua bước tính tốn kiểm tra sự hình thành vế nứt và bề rộng khe nứt của  kết  cấu/cấu kiện.  Khi  các  vết  nứt  ảnh hưởng  đến  sự an  tồn của  kết  cấu,  hay làm  giảm độ bền lâu của kết cấu, cần thiết phải xử lý hay gia cường để tránh xảy ra sự  cố  cơng  trình   Ngược  lại,  trong  nhiều  trường  hợp  hiện  tượng  nứt  kết  cấu  có  thể  chấp nhận được mà khơng đòi hỏi xử lý hay gia cường bổ sung nào do kết quả tính  tốn kiểm tra khả năng chịu lực thực tế của kết cấu hoặc kết quả thí nghiệm thử tải  kết cấu cho thấy kết cấu đảm bảo các u cầu chịu lực theo thiết kế. Vì vậy, việc xét  đến ảnh hưởng của nứt trong tính tốn thiết kế kết cấu là cần thiết nhằm tránh các  sự cố nảy sinh do nứt kết cấu hoặc có thể tránh được việc xử lý kết cấu khơng cần  thiết khi phát hiện thấy hiện tượng nứt nhưng nằm trong giới hạn cho phép của quy  chuẩn, tiêu chuẩn. Mặt khác, các quy định về chiều dài khối nhiệt độ khơng cần tính  tốn tác động nhiệt độ mơi trường trong TCVN 5574:2012 có nguồn gốc từ tài liệu,  tiêu chuẩn nước ngồi, nơi có điều kiện tự nhiên, vật liệu, hình thức kết cấu khơng  hồn tồn giống như Việt Nam, điều đó cũng cần có sự khảo sát, đánh giá kỹ cả về  lý thuyết và thực nghiệm.  Hai vấn đề nứt liên quan đến tính tốn thiết kế kết cấu BTCT cao tầng là:   - Tính năng sử dụng (bao gồm bề rộng khe nứt lớn nhất, mật độ vết nứt và sự  ăn mòn cốt thép )  - Ảnh hưởng của nứt đến sự suy giảm độ cứng kết cấu/cấu kiện.    Nứt  trong  các  kết  cấu/cấu  kiện  BTCT  thường  được  xếp  loại  theo  ngun  nhân gây nứt:  1- Các vết nứt do uốn ở dầm/sàn bê tơng cốt thép  2- Các vết nứt xiên do uốn - cắt  3- Các vết nứt tách dọc theo cốt thép chủ ở dầm   4- Các vết nứt do nhiệt độ và co ngót   5- Các vết nứt do lún gây ra  Nhiều nghiên cứu đã thống nhất rằng, có thể có một số đặc điểm giống nhau   trong cơ chế hình thành các vết nứt ở các kết cấu/cấu kiện, nhưng các nghiên cứu về  sự bắt đầu và phát triển của các vết nứt chưa thực sự thoả mãn u cầu của tính tốn  thiết kế.  Ở đây luận văn chủ yếu tập trung đến các vấn đề nứt ở các hệ kết cấu dầm  sàn  BTCT  thường  do  nhiệt  độ  mơi  trường  gây  ra  và  các  giải  pháp  hạn  chế  ảnh  hưởng của nứt do thay đổi nhiệt độ mơi trường. Có hai vấn đề nứt kết cấu, bao gồm  tính năng sử dụng và sự suy giảm độ cứng kết cấu. Bề rộng khe nứt lớn nhất và mật  độ vết nứt liên quan  đến tính năng sử dụng (vì sự xuất hiện vết nứt gây cảm giác  khó chịu và bất an đối với người sử dụng cơng trình và khả năng ăn mòn cốt thép  chịu lực ảnh hưởng đến độ bền lâu của kết cấu/cấu kiện). Sự suy giảm độ cứng của  kết cấu/cấu kiện do bị nứt ít khi được xét đến khi phân tích nội lực và biến dạng kết  cấu.     Từ những phân tích nêu trên : Đề tài “Nghiên cứu giải pháp hạn chế nứt kết cấu dầm sàn bê tông cốt thép tác động nhiệt độ môi trường ” có tính  cấp thiết và tính thực tiễn cao. Trong giới hạn phạm vi nghiên cứu các giải pháp hạn  chế nứt do tác động của nhiệt mơi trường đối với kết cấu BTCT tồn khối thì luận  văn tập trung nghiên cứu các giải pháp về thiết kế kết cấu còn các giải pháp về vật  liệu và thi cơng sẽ chưa đề cập đến trong nội dung của luận văn .        THƠNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thơng tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN  1. Qua các nội dung được nghiên cứu, khảo sát, phân tích trong đề tài luận  văn cho thấy trong cơng tác thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép thi cơng tồn khối, việc  sử dụng phương pháp mơ phỏng và phân tích kết cấu có kể đến ảnh hưởng của sự  thay đổi nhiệt độ mơi trường đến hệ kết cấu là cần thiết , hạn chế những sai lệch về  kết quả nội lực cũng như biến dạng trong từng cấu kiện và của cả hệ so với thực tế.  2. Đề tài đã mơ tả chi tiết các ngun nhân cụ thể gây ra nứt kết cấu , cơ chế  tác động và ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ đến sự làm việc của kết cấu bê tơng cốt  thép đồng thời đưa ra các giải pháp về thiết kế và thi cơng để hạn chế ảnh hưởng  của nứt đến hệ kết cấu .  3. Cơ sở khoa học và thiết kế cơng trình bê tơng cốt thép có kể đến tác động  do thay đổi nhiệt độ mơi trường được đề xuất, mơ tả chi tiết vấn đề xây dựng mơ  hình,  phân  chia  các  tải  trọng  sử  dụng  trong  q  trình  phân  tích,  các  thơng  số  đầu  vào,  tổ  hợp  nội  lực  và  tính  tốn cấu  kiện,  quan  trắc  kiểm  sốt tính  tốn có  thể  áp  dụng thực hành.   4. Dựa trên quy trình thiết kế đề xuất, sử dụng các thơng số đầu vào đã được  nghiên cứu, đề tài đã khảo sát các ví dụ làm rõ các giải pháp về mặt kết cấu để hạn  chế nứt kết cấu dầm sàn bê tơng cốt thép khi có thêm ảnh hưởng do tác động của  nhiệt độ do thay đổi nhiệt độ mơi trường gây ra tác động lên hệ kết cấu , cụ thể như  sau :  - Giải pháp thay đổi chiều dày hệ kết cấu sàn sườn , khi xét đến ảnh hưởng  đến hệ kết cấu sàn do thay đổi nhiệt độ mơi trường , giá trị momen lớn nhất trong  sàn tăng 40,79% khi chiều dày sàn tăng từ 10cm lên 12cm và tăng 115% khi chiều  dày sàn tăng từ 10cm lên 14cm  - Giải pháp sử dụng khe dãn , khi xét ảnh hưởng đến hệ kết cấu sàn chịu tác  động do thay đổi nhiệt độ mơi trường thì bề rộng khe nứt acr1 và acr2 khơng thay đổi  nhiều ở tầng 2 nhưng thay đổi tương đối đáng kể ở tầng mái , cụ thể là bề rộng khe nứt  acr2 giảm 33,33% và acr1 giảm 20% so với trường hợp khơng kể đến tác động do thay  92 đổi nhiệt độ mơi trường  - Giải pháp sử dụng sàn khơng dầm ứng lực trước giá trị % của momen lớn nhất  tăng lên giữa tổ hợp  có nhiệt độ và khơng có nhiệt độ tại tầng mái lần lượt là : M11  (ENVE Max ) tăng 237,34% , M22 (ENVE Min ) tăng 2,92% , M22 (ENVE Max ) tăng  93,99% và M11 (ENVE Min ) tăng 3,77%   - Giải pháp thay đổi mạng dầm trong hệ sàn sườn tồn khối , qua tính tốn và  khảo sát chi tiết thì phương án này mang lại hiệu quả hạn chế vết nứt khơng được hiệu  quả như các giải pháp còn lại  Tuy nhiên để chọn ra được phương án tối ưu nhất thì cần phải xét trên nhiều  yếu tố cụ thể nhưng các phương án kết cấu được đề cập trong các ví dụ trong luận  văn cũng là phương án tham khảo cho người thiết kế quan tâm trong q trình tính  tốn thiết kế cơng trình có kể đến ảnh hưởng của tải trọng nhiệt độ .  *KIẾN NGHỊ Tiêu chuẩn thiết kế cho kết cấu bê tơng cốt thép cần đưa ra những hướng  dẫn về tính tốn cụ thể cho cơng trình chịu tác động của nhiệt độ .  Để  tính  tốn  được  tác  động  của  nhiệt  độ  lên  hệ  kết  cấu  cần  tìm  hiểu  kỹ  lưỡng  các  thông số  đặc  trưng vật liệu,  điều  kiện  môi trường, tiến  độ  thi  cơng  để  đánh giá ảnh hưởng do tác động của nhiệt độ chính xác hơn từ đó đưa ra được các  phương án cụ thể nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng đó đến hệ kết cấu    Cần thêm kết quả thí nghiệm, quan trắc đánh giá độ tin cậy của kết quả phân  tích kết cấu.   Giới hạn về bề rộng khe nứt của tiêu chuẩn TCVN 5574: 2012 chủ yếu tập  trung vào vấn đề ăn mòn kết cấu, trong khi đó quan điểm về chống ăn mòn kết cấu  lại gắn với chiều dày lớp bê tơng bảo vệ. Cơng thức tính bề rộng khe nứt của tiêu  chuẩn Việt Nam chưa đề cập đến ảnh hưởng của chiều dày lớp bê tơng bảo vệ như  trong  các  tiêu  chuẩn  của  Anh  và  Mỹ.  Ngồi  ra,  cũng  cần  có  quy  định  về  sự  cho  phép có vết nứt và giới hạn bề rộng khe nứt đối với kết cấu bê tơng ƯLT (căng bán  phần,  bám  dính  hay  khơng  bám  dính)  để  dễ  áp  dụng  khi  thiết  kế  các  loại  kết  cấu  này. Mật độ các vết nứt, các giới hạn riêng về nứt do cắt, xoắn, vết nứt tại các conson hầu như chưa được đề cập trong các tiêu chuẩn BTCT. Những vấn đề này cần  93 có các nghiên cứu và khảo sát để có các quy định cụ thể, có thể áp dụng trong thiết  kế kết cấu cơng trình BTCT.  Sự suy giảm độ cứng kết cấu do nứt cần được nghiên cứu thêm sao cho viêc  phân tích nội lực hay chuyển vị trong kết cấu đảm bảo an tồn và đúng với sự làm  việc  thực  của  kết  cấu.  Đối  với  kết  cấu  thấp  tầng  hay  nhịp  bé,  có  thể  vấn  đề  này  khơng quan trọng, nhưng sẽ có những ảnh hưởng đáng kể đối với kết cấu cao tầng,  siêu cao tầng hay kết cấu nhịp lớn  Hướng phát triển nghiên cứu : Trong nghiên cứu này, nội dung nghiên cứu mới chỉ hạn chế nghiên cứu ảnh  hưởng của sự thay đổi nhiệt độ mơi trường đến sự làm việc của cấu kiện dầm sàn  BTCT ở giai đoạn hình thành và phát triển vết nứt do tác động của tải trọng nhiệt  độ. Do đó, để đánh giá chính xác hơn trong tính tốn tác động của nhiệt độ lên độ  bền cơng trình, việc nghiên cứu cần tiến hành thêm các bước sau:   -  Nghiên  cứu  ảnh  hưởng  của  thay  đổi  nhiệt  độ  môi  trường  sự  suy  giảm  độ  cứng kết cấu sau khi hình thành vết nứt.  TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt : 1. Triệu Tây An và nhóm tác giả (1996), “Hỏi đáp thiết kế thi cơng kết cấu nhà cao tầng (tập 1)”, NXB Xây Dựng, Hà Nội  2. Nguyễn Tiến Đích (2011), “Cơng tác bê tơng điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam” , NXB Xây Dựng  3.  TS.  Nguyễn  Trung  Hòa  (dịch  ),  “  Qui phạm Anh Quốc BS 8110-1997”,  NXB  Xây Dựng  4. TS. Lê Việt Dũng (2012 ), “Nghiên cứu mơ hình mơ làm việc cấu kiện BTCT tác động tải trọng nhiệt độ” , Báo cáo nghiên cứu khoa học  cấp trường , ĐH Xây Dựng  5.  Phan  Quang  Minh,  Ngơ  Thế  Phong,  Nguyễn  Đình  Cống  (2006),  “  Kết cấu bê tông cốt thép (Phần cấu kiện bản)”, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội .  6. PGS.TS Trần Mạnh Tn (2003) , “ Tính tốn kết cấu bê tơng cốt thép theo tiêu chuẩn ACI 318-2002” ,NXB Xây Dựng  7. Trần Ích Thịnh, Ngơ Như Khoa (2007), “Phương pháp phần tử hữu hạn” , NXB  Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.  8. TCVN 5574 : 2012 : “Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn xây dựng”.  9. TCVN 2737 : 1995 : “Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế”.  10.  TCVN  9345:2012  :  “Kết cấu bê tông cốt thép – Hướng dẫn kĩ thuật phòng chống nứt tác động khí hậu nóng ẩm”  11. Quy chuẩn Việt Nam 02:2009/BXD, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng”, NXB Xây Dựng.  12. Trang Web , “Chongthamnguoc.vn” 13. Trang Web , “Ketcau.wiki” Tiếng Anh : 14. J. E. Akin(1994), “Finite Element for Analysis and Design” , Academic Press  15.  Fritz  Leonhardt  (1988)  Special  Report  –  “Cracks and Crack Control in Concrete Structures” .  16.  Frank  J.Vecchio  and  James  A.Sato  (  1990)  ,  Technical  Paper  ,  “Thermal Gradient Effects in Reinforced Concrete Frame Structures”  17. K.Ahmed (2011),  “Temperature Effects in Multi – Story Buildings” 18. H. Krisnamoothy(1996), “Finite Element Analysis - Theory and Programming” , Tata McGraw Hill.   19.  The  Institution  of  Structural  Engineers  (  2010)  ,  “Manual for the design of building structures to Eurocode and Basis of Structural Design” 20.  Leonardo  Da  Vinci  Pilot  Project  (  2005  )  ,  “Implemention of Eurocodes – Hanbook – Action Effects for Buildings” 21.  Reinforced  Concrete  Buildings  Series,  Chapter  2  (2000)–  “Crack control of Slabs”  22. European Standard , “Eurocode 1: Actions on Structures – Part 1-5 : General Actions – Thermal Actions ( 2003)”  23. European Standard , “Eurocode 2: Design of Concrete Structures – Part 1-2 : General Rules – Structural Fire Design ( 2003)”    ... nghiên cứu,  đề tài đã khảo sát các ví dụ làm rõ các giải pháp về mặt kết cấu để hạn chế nứt kết cấu dầm sàn bê tơng cốt thép khi có thêm ảnh hưởng do tác động của nhiệt độ do thay đổi nhiệt độ mơi trường gây ra tác động lên hệ kết cấu , cụ thể như ...   Từ những phân tích nêu trên : Đề tài  Nghiên cứu giải pháp hạn chế nứt kết cấu dầm sàn bê tông cốt thép tác động nhiệt độ mơi trường ” có tính  cấp thiết và tính thực tiễn cao. Trong giới hạn phạm vi nghiên cứu các giải pháp hạn ...  51  CHƯƠNG 56  KHẢO SÁT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KẾT CẤU NHẰM HẠN CHẾ NỨT KẾT CẤU DẦM SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP DO TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG 56  3.1 Các thông số tính