Giới thiệu
Người ta có thể đặt câu hỏi tại sao mô men uốn tại gối trung gian lại tăng đột ngột khi nối hai dầm đúc sẵn lại với nhau bằng bản sàn và dầm ngang đổ tại chỗ. Hành vi dự kiến là mô men uốn tại gối trung gian xuất hiện sau một khoảng thời gian do từ biến của bê tông, chứ không phải ngay lập tức sau khi liên hợp các dầm đúc sẵn với các bộ phận đổ tại chỗ. Hãy xem xét vấn đề này chi tiết hơn và xem xét các bố trí gối đỡ tạm thời khác nhau cũng như ảnh hưởng của chúng đến sự phân bố nội lực.
Mô tả kết cấu
Để giải thích sự xuất hiện của mô men uốn lớn tại gối của dầm liên tục, hai trường hợp đã được phân tích trong phần mềm IDEA StatiCa Beam và midas Civil. Hãy xét hai dầm đúc sẵn liên hợp với bản sàn bê tông cốt thép đổ tại chỗ và dầm ngang tại gối. Cấp độ bền bê tông là như nhau cho cả hai phần của tiết diện liên hợp, C45/55. Hình dạng các tiết diện như sau:
Tiết diện liên hợp:
Dầm ngang tại gối:
Sơ đồ tĩnh học thay đổi theo thời gian. Đối với mỗi trường hợp, các bố trí gối đỡ khác nhau được xem xét. Tuy nhiên, quy trình thi công là giống nhau. Chế tạo dầm đúc sẵn, bãi lưu kho, lắp đặt dầm đúc sẵn lên các gối đỡ tạm thời tại công trường, và sau đó liên hợp với bản sàn và dầm ngang đổ tại chỗ. Vị trí của các gối đỡ cuối cùng là như nhau cho cả hai trường hợp, cũng như lịch sử tải trọng.
Lịch sử tải trọng cho cả hai trường hợp:
Các giai đoạn thi công cho trường hợp A (gối đỡ tạm thời khi đổ bê tông bản sàn):
Các giai đoạn thi công cho trường hợp B (không có gối đỡ tạm thời bổ sung khi đổ bê tông bản sàn):
So sánh midas Civil & IDEA StatiCa Beam
Trong quá trình so sánh, chúng tôi tập trung vào mô men uốn tại gối và giữa nhịp trong từng giai đoạn thi công cụ thể cho cả hai trường hợp.
Trường hợp A
Giai đoạn thi công 3:
Dầm đúc sẵn được đỡ bởi các gối đỡ tạm thời, chịu trọng lượng bản thân và bê tông ướt của bản sàn BTCT, bao gồm từ biến và co ngót.
Biểu đồ mô men uốn – IDEA StatiCa Beam
Biểu đồ mô men uốn – midas Civil
Giai đoạn thi công 4:
Các dầm đúc sẵn được liên hợp với bản sàn, tiết diện liên hợp chỉ chịu trọng lượng bản thân, giai đoạn gối đỡ cuối cùng, bao gồm từ biến và co ngót.
Biểu đồ mô men uốn – IDEA StatiCa Beam
Biểu đồ mô men uốn – midas Civil
Giai đoạn thi công 6:
Kết cấu tại thời điểm 100 năm, chỉ chịu trọng lượng bản thân, bao gồm từ biến và co ngót.
Biểu đồ mô men uốn – IDEA StatiCa Beam
Biểu đồ mô men uốn – midas Civil
Trường hợp B
Giai đoạn thi công 3:
Dầm đúc sẵn được đỡ bởi các gối đỡ cuối cùng, chịu trọng lượng bản thân và bê tông ướt của bản sàn BTCT, bao gồm từ biến và co ngót.
Biểu đồ mô men uốn – IDEA StatiCa Beam
Biểu đồ mô men uốn – midas Civil
Giai đoạn thi công 4:
Các dầm đúc sẵn được liên hợp với bản sàn, tiết diện liên hợp chỉ chịu trọng lượng bản thân, giai đoạn gối đỡ cuối cùng, bao gồm từ biến và co ngót.
Biểu đồ mô men uốn – IDEA StatiCa Beam
Biểu đồ mô men uốn – midas Civil
Giai đoạn thi công 6:
Kết cấu tại thời điểm 100 năm, chỉ chịu trọng lượng bản thân, bao gồm từ biến và co ngót.
Biểu đồ mô men uốn – IDEA StatiCa Beam
Biểu đồ mô men uốn – midas Civil
Kết quả đầu ra từ IDEA StatiCa Beam và midas Civil được sắp xếp gọn gàng vào một bảng:
Kết luận
Bảng trên cho thấy kết quả từ các phần mềm khác nhau là tương đối giống nhau. Sự sai lệch trong kết quả là do thực tế rằng kích thước danh nghĩa chiều cao h0 trước và sau khi liên hợp kết cấu không được phân biệt trong midas Civil.
Người dùng phải chỉ định các thông số tiết diện tương ứng với giai đoạn trước hoặc sau khi liên hợp các dầm bê tông đúc sẵn với bản sàn bê tông cốt thép đổ tại chỗ, cho từng phần của tiết diện một cách riêng biệt. Trong khi đó, trong IDEA StatiCa Beam, giai đoạn trước khi liên hợp được tính đến, tức là chu vi của phần đang khô tương ứng với chu vi của toàn bộ tiết diện dầm đúc sẵn, và sau khi liên hợp, tức là chu vi của phần đang khô của dầm đúc sẵn được giảm đi theo chiều dài của mạch thi công giữa dầm đúc sẵn và bản sàn đổ tại chỗ. Sự tăng đột ngột của mô men uốn tại gối trung gian (cuối cùng) được quy cho bố trí gối đỡ tạm thời đã chọn. Chính các gối đỡ tạm thời đã loại bỏ ảnh hưởng của các giai đoạn thi công, và do đó chúng ta thu được các biểu đồ mô men uốn gần với biểu đồ của một kết cấu được xây dựng theo phương pháp đà giáo toàn phần.
Trong trường hợp B, khi không có gối đỡ tạm thời trung gian, ảnh hưởng tiêu cực của các giai đoạn thi công có thể được quan sát thấy khi sơ đồ tĩnh học thay đổi nhiều lần và dẫn đến các biểu đồ mô men khác nhau.
Mục đích của nghiên cứu này là xác minh độ chính xác của kết quả do IDEA StatiCa Beam và midas Civil cung cấp. Vì hành vi tương tự của kết cấu đã được xác nhận trong cả hai phần mềm độc lập, kết quả trong IDEA StatiCa Beam có thể được công nhận là chính xác.