Tài liệu Mô phỏng ứng xử liên kết cột ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng bê tông cốt thép

MÔ PHỎNG ỨNG XỬ LIÊN KẾT CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Học viên: Nguyễn Thành Nhân Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình DD&CN. Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K31 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Hệ kết cấu cột ống thép nhồi bê tông (CFST- Concrete Filled Steel Tube) với sàn phẳng bê tông cốt thép (BTCT) là giải pháp kết cấu mới với tiềm năng ứng dụng lớn cho công trình nhà cao tầng. Tuy nhiên, để đảm bảo sự làm việc chung của hệ kết cấu cần phải giải quyết mối liên kết sàn – cột. Các nghiên cứu hiện nay về liên kết chủ yếu là thực nghiệm, chƣa có nhiều các mô phỏng số để phân tích liên kết. Trong luận văn này sử dụng phần mềm ABAQUS để mô phỏng cấu tạo và phân tích trạng thái làm việc của liên kết sàn phẳng BTCT-cột CFST. Kết quả phân tích sẽ đƣợc xác minh với thí nghiệm để đánh giá tính chính xác của việc mô phỏng bằng ABAQUS. Từ kết quả mô phỏng bằng phần mềm ABAQUS, ngƣời kỹ sƣ thiết kế hoặc các nhà nghiên cứu có thể tiến hành các khảo sát chi tiết hơn về ứng xử của liên kết, khảo sát ảnh hƣởng của các tham số đến sự làm việc của liên kết để tìm ra liên kết hợp lý hơn và đây cũng là công cụ hiệu quả cho phép ngƣời kỹ sƣ đi phân tích, thiết kế kết cấu tƣơng tự cũng nhƣ kết cấu có phức tạp cao hơn bằng ABAQUS. Từ khóa - Cột ống thép nhồi bê tông; CFST(CFT); sàn phẳng BTCT; ABAQUS; liên kết. Abstract - Concrete filled steel tube column and reinforced concrete plate slab structures is new structural method with great potential application to high rise buildings. However, to ensure the overall work of the structure, it is necessary to solve the slab -column connection. Today, the researches on reinforced concrete (RC) plate slab – CFST column connection mainly focus on experiment, not many simulations for connection analysis. This thesis uses ABAQUS software to simulate RC plate slab - CFST column connections. The results of the analysis will be verified with experiments to evaluate the accuracy of ABAQUS simulation. Result of modeling using ABAQUS, designer and researcher can make more detailed investigations of connections behavior, investigate the effect of the parameters on the working of the connection to find more reasonable connection and also an effective tool that allows engineers to analyze, design similar structure as well as structure with higher complexity using ABAQUS. Key word - Concrete filled steel tube column; CFST(CFT); Reinforced concrete plate slab; ABAQUS; connection. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...........................................................................1 3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ..........................................................................2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................2 5. Kết quả dự kiến ...................................................................................................2 6. Bố cục đề bài.......................................................................................................2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CỘT CFST, SÀN PHẲNG BTCT VÀ LIÊN KẾT GIỮA CỘT CFST VỚI SÀN PHẲNG BTCT ............................................................ 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG .........................................3 1.1.1. Khái niệm về cột ống thép nhồi bê tông ....................................................... 3 1.1.2. Phân loại cột ống thép nhồi bê tông.............................................................. 3 1.1.3. Ƣu điểm, nhƣợc điểm của cột ống thép nhồi bê tông ...................................6 1.1.4. hả năng áp dụng ......................................................................................... 7 1.2. TỔNG QUAN CÁC LOẠI SÀN PHẲNG BTCT....................................................8 1.2.1. Sàn phẳng BTCT thƣờng ..............................................................................8 1.2.2. Sàn phẳng bê tông ứng suất trƣớc.................................................................9 1.2.3. Sàn Bubbledeck .......................................................................................... 10 1.2.4. Sàn U-boot Beton........................................................................................ 12 1.3. TỔNG QUAN VỀ LIÊN KẾT GIỮA CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ..........................................................................13 1.4. TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG LIÊN KẾT GIỮA CỘT CFST VỚI SÀN PHẲNG BTCT ..............................................................................................................17 1.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ....................................................................................... 21 CHƢƠNG 2 MÔ PHỎNG SỰ LÀM VIỆC CỦA LIÊN KẾT BẰNG ABAQUS ..23 2.1. MÔ TẢ VỀ LIÊN KẾT .......................................................................................... 23 2.2. MÔ PHỎNG LIÊN KẾT BẰNG ABAQUS .......................................................... 24 2.2.1. Giới thiệu về phần mềm ABAQUS ............................................................ 24 2.2.2. Xây dựng mô hình cho liên kết...................................................................24 2.2.3. Mô hình vật liệu trong Abaqus ...................................................................25 2.2.4. Gán điều kiện biên cho kết cấu ...................................................................29 2.3. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN CÁC BƢỚC MÔ PHỎNG TRONG ABAQUS ..........29 2.3.1. Xây dựng cấu kiện ...................................................................................... 29 2.3.2. Định nghĩa vật liệu và thuộc tính mặt cắt ................................................... 31 2.3.3. Định nghĩa thuộc tính mặt cắt .....................................................................33 2.3.4. Định nghĩa lắp ghép cấu kiện .....................................................................33 2.3.5. Thiết lập bƣớc phân tích .............................................................................34 2.3.6. Định nghĩa tải trọng và điều kiện biên........................................................ 34 2.3.7. Chia nhỏ phần tử ......................................................................................... 35 2.3.8. Phân tích dữ liệu ......................................................................................... 36 2.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ....................................................................................... 36 CHƢƠNG 3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ......................... 37 3.1. SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM .......................................37 3.1.1. Mô tả thí nghiệm ........................................................................................ 37 3.1.2. Phân tích quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị của kết cấu ......................... 39 3.1.3. Đánh giá ứng xử bề mặt sàn từ mô hình ABAQUS và thực nghiệm .........40 3.1.4. Phân tích ứng suất, biến dạng của tấm thép chịu cắt. .................................41 3.1.5. Phân tích sự hình thành và phát triển tháp chọc thủng. .............................. 44 3.2. KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA CHIỀU DÀI TẤM THÉP CHỊU CẮT ....46 3.3. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ....................................................................................... 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 49 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CFST : Concrete filled steel tube (Ống th p nhồi bêtông) BTCT : Bê tông cốt th p f’c : Cƣờng độ chịu nén bê tông fy : Cƣờng độ chịu k o của cốt th p Ec : ôđun đàn hồi của bêtông Es : ôđun đàn hồi của cốt th p  : Đƣờng kính cốt thép d : Chiều cao làm việc của sàn hs : Chiều dày sàn c : Hệ số Poisson của bê tông  : Độ lệch tâm của bê tông σ b0 σ c0 : Tỷ số về cƣờng chịu nén hai trục và một trục Kc : Tỷ số cƣờng độ chịu ngoài mặt phẳng làm việc so với cƣờng độ chịu nén trong mặt phăng làm việc của bê tông  : Góc phá hủy bê tông  : Độ nhớt của bê tông DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng biểu Trang biểu 2.1 Các loại phần tử mô phỏng trong liên kết 25 2.2 Thông số miền đàn hồi của bê tông 25 2.3 Thông số mô hình phá hoại dẻo 26 2.4 Các dạng tƣơng tác sử dụng trong mô phỏng 28 2.5 3.1 ích thƣớc chia nhỏ phần tử So sánh phản ứng bề mặt sàn từ mô hình ABAQUS và thực 28 40 nghiệm 3.2 3.3 Sự hình thành và phát triển tháp chọc thủng qua từng cấp tải ích thƣớc các mẫu khảo sát 44 46 3.4 Mô hình các mẫu khảo sát chiều dài tấm thép 46 3.5 Trạng thái ứng suất trên các mặt cắt cho từng mẫu khảo sát 47 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Cấu tạo cột ống thép nhồi bê tông 3 1.2 Mặt cắt điển hình cột ống thép nhồi bê tông 4 1.3 Cột ống thép nhồi bê tông với hai lớp ống thép 4 1.4 Cột CFST đƣợc bao bê tông (Concrete-encased CFST) 5 1.5 Cột CFST tăng cƣờng kết cấu thép và cốt th p gia cƣờng 5 1.6 CFST với sƣờn tăng cứng 5 1.7 Một số tiết diện tổ hợp từ cột CFST 6 1.8 Nhà đƣợc xây dựng bằng kết cấu CFST 7 1.9 Ví dụ về cầu đƣợc xây dựng bằng kết cấu CFST 8 1.10 Sàn phẳng bê tông cốt thép 9 1.11 Sàn bê tông ứng suất trƣớc 10 1.12 Sàn Bubbledeck 11 1.13 Sàn U-Boot Beton 12 1.14 Thí nghiệm liên kết cột CFST-sàn BTCT Jin-Won Kim(2014) 13 1.15 Sự phá hoại sàn BTCT - thí nghiệm của Jin-Won Kim (2014) 14 1.16 Liên kết đề xuất bởi Cheol-Ho Lee (2007) 15 1.17 Liên kết cột CFST-sàn BTCT đề xuất bởi Hiroki Satoh (2004) 16 1.18 Mô hình thí nghiệm đƣợc thực hiện bởi P.Y. Yan, Y.C. Wang 17 1.19 Mô hình ABAQUS liên kết đề xuất bởi P.Y. Yan, Y.C. Wang 18 1.20 Khảo sát liên đề xuất bởi P.Y. Yan, Y.C. Wang 18 1.21 Liên kết đề xuất bởi Young K. Ju (2013) 19 1.22 Mô phỏng đề xuất bởi Young K. Ju bằng ANSYS 19 1.23 Mẫu liên kết của Y. Su, Y. Tian (2010) 20 1.24 Mô phỏng quá trình thí nghiệm - Y. Su, Y. Tian (2010) 20 1.25 Mô phỏng kết quả thí nghiệm bằng phần mềm DIANA v9.3 21 2.1 Cấu tạo liên kết giữa cột CFST và sàn phẳng BTCT 24 2.2 Mô phỏng 1/4 liên kết đề xuất giữa cột CFST và sàn phẳng BTCT 25 2.3 Các đƣờng cong quan hệ bê tông vùng chịu kéo 26 2.4 Các đƣờng cong quan hệ bê tông vùng chịu nén 27 Số hiệu Tên hình vẽ hình vẽ Trang 2.5 Chia nhỏ phần tử 28 2.6 Điều kiện biên, điều kiện chuyển vị cho kết cấu 29 2.7 Mô hình sàn bê tông 29 2.8. Mô hình cột thép CFST 30 2.9 Mô hinh lõi bê tông cột CFST 30 2.10 Mô hình cốt thép 30 2.11 Mô hình vật liệu thép 31 2.12 Mô hình vật liệu bê tông 33 2.13 Khai báo thuộc tính mặt cắt 33 2.14 Xây dựng 1/4 mô hình 34 2.15 Thiết lập các bƣớc phân tích 34 2.16 hai báo điều kiện biên, chuyển vị 35 2.17 Chia nhỏ phần tử 35 2.18 Phân tích dữ liệu 36 3.1 Mẫu cột – tấm thép chịu cắt 37 3.2 Bố trí cốt thép sàn 38 3.3 Mẫu thí nghiệm đƣợc tựa trên các gối đỡ 38 3.4 Lắp đặt kích, load cell, và LVDT 39 3.5 Nối thiết bị, thiết lập đồng hồ đo lực, chuyển vị, biến dạng 39 3.6 Đƣờng cong tải trọng chuyển vị theo thí nghiệm và ABAQUS 40 3.7 Vị trí khảo sát trạng thái ứng xử của tấm thép chịu cắt 42 3.8 Phổ ứng suất tấm thép chịu cắt 43 3.9 Các đƣờng cong quan hệ của thép tấm chịu cắt 43 3.10 Sự phân bố ứng suất kéo chính trên các mặt cắt của sàn 45 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, các công trình nhà cao tầng đƣợc sử dụng nhiều ở Việt Nam. Việc sử dụng hệ kết cấu hợp lý sẽ đem lại hiệu quả cao về mặt kết cấu cũng nhƣ khả năng khai thác cho công trình. Với nhà cao tầng, việc giảm chiều cao nhà sẽ giảm đáng kể tác động của tải trọng ngang cho công trình. ết cấu sàn phẳng bê tông cốt th p (BTCT) đƣợc xem là hiệu quả cho việc giảm chiều cao tầng nhƣng vẫn đảm bảo khoảng thông thủy sử dụng. Ngoài ra, việc sử dụng kết cấu sàn phẳng BTCT sẽ thuận lợi cho việc thi công, rút ngắn thời gian xây dựng, thuận lợi cho việc bố trí đƣờng ống thiết bị kỹ thuật, dễ dàng thông gió và linh hoạt bố trí mặt bằng. Do đó sử dụng hệ kết cấu sàn phẳng BTCT là hợp lý cho nhà cao tầng. ết cấu cột ống th p nhồi bê tông (CFST) đƣợc sử dụng phổ biến trong kết cấu nhà cửa ở nhiều nƣớc trên thế giới và tiến đến thay thế cho cột bê tông cốt th p truyền thống vì những tính năng vƣợt trội về mặt kỹ thuật nhƣ có độ cứng lớn, cƣờng độ cao, độ dẻo, khả năng phân tán năng lƣợng tốt và độ chống cháy cao. Về mặt công nghệ cột ống th p nhồi bê tông dễ thi công, không cần hệ thống coffa nên rút ngăn đƣợc thời gian thi công xây dựng công trình, đặc biệt loại cột này sẽ phát huy hiệu quả trong thi công tầng hầm bằng phƣơng pháp top – down. Do đó kết cấu cột ống th p nhồi bê tông là giải pháp thích hợp cho việc thay thế cột bê tông cốt th p truyền thống trong kết cấu nhà cao tầng. Từ phân tích trên xét thấy việc kết hợp hai loại kết cấu sàn phẳng BTCT và cột ống th p nhồi bê tông cho kết cấu nhà cao tầng sẽ đem lại hiệu quả cao về mặt kinh tế, kỹ thuật. Tuy nhiên vấn đề lớn nhất khi kết hợp hai loại kết cấu này đấy là liên kết giữa chúng, hiện nay các nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc đề xuất liên kết và tiến hành thí nghiệm đánh giá độ tin cậy của liên kết chứ chƣa có những mô phỏng và phân tích cụ thể về ứng xử của liên kết (trạng thái ứng suất và cơ chế phá hoại), mức độ ảnh hƣởng các chi tiết cấu tạo đến sự làm việc của liên kết. Do đó việc mô phỏng liên kết giữa sàn phẳng BTCT và cột ống th p nhồi bê tông là cần thiết nhằm cung cấp một cơ sở lý luận chi tiết về ứng xử của liên kết giúp ngƣời thiết kế hiểu rõ bản chất làm việc để cấu tạo chi tiết liên kết hợp lý và đó là lý do để thực hiện luận văn với đề tài “Mô phỏng ứng xử liên kết cột ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng bê tông cốt thép” 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu tổng quan về cột CFST và sàn phẳng BTCT, liên kết giữa CFST với sàn phẳng BTCT; Nghiên cứu mô phỏng liên kết giữa cột CFST và sàn phẳng BTCT bằng phần mềm ABAQUS; So sánh kết quả mô phỏng bằng ABAQUS với thí nghiệm; hảo sát sự ảnh hƣởng của tấm th p chịu cắt đến sự làm việc của kết cấu. 2 3. i t ng ph m vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Cột CFST và sàn phẳng BTCT. Phạm vi nghiên cứu: ô phỏng liên kết giữa cột CFST và sàn phẳng BTCT. 4. Ph ơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về cột ống th p nhồi bê tông, sàn phẳng BTCT; Nghiên cứu mô phỏng sử dụng phần mềm ABAQUS. 5. Kết quả dự kiến Tổng quan về cột ống thép nhồi bê tông, sàn phẳng bê tông cốt thép, liên kết giữa cột CFST với sàn phẳng BTCT; Tổng quan về mô phỏng liên kết giữa cột CFST với sàn phẳng BTCT bằng ABAQUS; Phân tích, đánh giá kết quả mô phỏng ABAQUS với thí nghiệm ; Đánh giá khả năng ảnh hƣởng tấm thép chịu cắt đến sự làm việc của kết cấu. 6. B cục đề bài Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 1: Tổng quan về kết cấu cột CFST, sàn phẳng BTCT và liên kết giữa cột CFST với sàn phẳng BTCT. Chƣơng 2: Mô phỏng sự làm việc của liên kết bằng ABAQUS. Chƣơng 3: Phân tích, đánh giá kết quả mô phỏng. 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CỘT CFST, SÀN PHẲNG BTCT VÀ LIÊN KẾT GIỮA CỘT CFST VỚI SÀN PHẲNG BTCT 1.1. TỔNG QUAN VỀ CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG 1.1.1. Khái niệm về cột ng thép nhồi bê tông Cột ống thép nhồi bê tông (Concrete Filled Steel Tube viết tắt CFST) là một kết cấu liên hợp bao gồm vỏ ống thép và lõi bê tông cùng làm việc chung với nhau (Hình 1.1). Loõi beâtoâng Loõi beâtoâng a OÁng theùp a A A B B B-B D A-A Hình 1.1. Cấu tạo cột ống thép nhồi bê tông Nhƣ đã biết, cƣờng độ chịu nén của bê tông lớn hơn rất nhiều so với cƣờng độ chịu kéo và cƣờng độ chịu nén của bê tông sẽ đƣợc tăng lên khi bê tông bị hạn chế nở hông. Đối với kết cấu th p, cƣờng độ chịu kéo cao nhƣng dễ bị mất ổn định cục bộ dƣới tải trọng nén. Trong loại kết cấu cột CFST, cốt th p và bê tông đƣợc sử dụng kết hợp để có thể phát huy hết bản chất tự nhiên và các đặc điểm nổi trội tạo ra kết cấu có nhiều ƣu điểm. Loại kết cấu này hiện đang đƣợc nghiên cứu áp dụng cho công trình nhà, xƣởng, các công trình cầu đƣờng ở Việt Nam. 1.1.2. Phân lo i cột ng thép nhồi bê tông Cột ống thép nhồi bê tông về mặt cấu tạo rất đa dạng. Dƣới đây là một số dạng cấu tạo cho họ cột này. Dạng tiết diện phổ biến nhất của cột CFST là tiết diện mà bê tông đƣợc nhồi vào phần rỗng bên trong ống thép có dạng hình tròn (Circular Hollow Section - CHS), hay cột có tiết diện rỗng hình vuông (Square Hollow Section - SHS) hoặc cột có tiết diện rỗng hình chữ nhật (Rectangular Hollow Section - RHS). Đối với tiết diện CHS sự hạn 4 chế biến dạng ngang của lõi bê tông là lớn nhất và bất ổn định cục bộ hầu nhƣ xuất hiện đối với tiết diện hình vuông và chữ nhật. Tuy nhiên cột CFST với các tiết diện SHS và RHS vẫn tiếp tục đƣợc sử dụng nhiều trong xây dựng với những ƣu điểm riêng của nó. Những dạng tiết diện ngang khác cũng đƣợc sử dụng cho mục đích nghệ thuật nhƣ dạng đa giác, dạng elip… (Hình 1.2). OÁng theùp Loõi beâtoâng a Loõi beâtoâng Loõi beâtoâng a D OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp a OÁng theùp b OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp Loõi beâtoâng Hình 1.2. Mặt cắt điển hình cột ống thép nhồi bê tông Một dạng khác của cột CFST là cột có tiết diện với hai lớp ống thép trong và ngoài đƣợc gọi là cột ống thép nhồi bê tông với hai lớp ống thép. Tiết diện cột bao gồm ống thép trong và ống thép ngoài, bê tông đƣợc nhồi vào giữa hai ống thép (Hình 1.3). Với cấu tạo mặt cắt nhƣ thế này, cột sẽ có độ cứng chống uốn lớn, cƣờng độ cao, khả năng chống cháy tốt hơn và tránh đƣợc sự bất ổn định đối với cấu kiện khi chịu tác động của áp lực bên ngoài. Dạng cột này có thể là lựa chọn tối ƣu khi thiết kế những cấu kiện với tiết diện ngang lớn. OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp Loõi beâtoâng Hình 1.3. Cột ống thép nhồi bê tông với hai lớp ống thép Một trƣờng hợp khác của kết cấu CFST là sử dụng bê tông cốt thép truyền thống để bao bọc CFST nhƣ (Hình 1.4). Cấu tạo tiết diện gồm ống thép bên trong đƣợc lắp đặt trƣớc tiếp theo là lắp đặt các hệ th p gia cƣờng, lớp bê tông bên trong và bên ngoài đƣợc đổ sau đó. Việc nhồi bê tông vào trong ống sẽ làm tăng tối đa khả năng giam hãm bê tông nâng cao cƣờng độ tới hạn của tiết diện. Bê tông cốt thép bao bọc bên ngoài tạo thành một lớp chống cháy cho lõi bên trong, do đó khả năng chống cháy của loại cột này đƣợc tăng đáng kể so với cột CFST truyền thống. Ngoài ra, loại cột này 5 còn có khả năng kháng bất ổn định cục bộ, chống ăn mòn đối với ống thép rất tốt và dễ liên kết với những dầm bê tông cốt thép hoặc dầm thép trong hệ kết cấu công trình. OÁng theùp Beâtoâng Beâtoâng OÁng theùp Coát theùp meàm Beâtoâng OÁng theùp Coát theùp meàm Coát theùp meàm Hình 1.4. Cột CFST được bao bê tông (Concrete-encased CFST) Kết cấu thép và kết cấu th p gia cƣờng luôn luôn đƣợc sử dụng để tăng sức kháng tải của cấu kiện CFST mô tả ở Hình 1.5. Mặt cắt kết cấu th p đóng góp lớn vào khả năng chịu lực của cột mà không làm thay đổi dạng tiết diện cột. Sự đóng góp đến khả năng chịu lực của cột có thể đƣợc xem x t nhƣ khả năng kết hợp của kết cấu thép với những phần của cột CFST. Coát theùp hình OÁng theùp OÁng theùp Loõi beâtoâng OÁng theùp Loõi beâtoâng Coát theùp meàm Loõi beâtoâng Loõi beâtoâng Hình 1.5. Cột CFST tăng cường kết cấu thép và cốt thép gia cường Trong cột CFST thông thƣờng, bất ổn định cục bộ của ống th p thông thƣờng xuất hiện sau khi tiết diện liên hợp đạt đến cƣờng độ tới hạn. Điều này có thể là một vấn đề quan trọng cho sự phát triển và ứng dụng ống thành mỏng với th p cƣờng độ cao. Những sƣờn tăng cứng ngang và dọc có thể đƣợc hàn vào ống th p để cải thiện cƣờng độ và độ dẻo của cột liên hợp. Đối với cột có tiết diện ngang lớn, các sƣờn tăng cứng có thể hàn vào mặt trong của ống. Các thanh nối cũng có thể đƣợc hàn nối các sƣờn gia cƣờng nhƣ Hình 1.6. Hiệu quả của sƣờn tăng cứng trong việc trì hoãn bất ổn định cục bộ của ống th p đã đƣợc kiểm tra bằng những nghiên cứu thực nghiệm. Söôøn taêng cöùng Thanh noái Söôøn taêng cöùng OÁng theùp OÁng theùp Loõi beâtoâng Loõi beâtoâng Hình 1.6. CFST với sườn tăng cứng Ngoài ra, với các kết cấu yêu cầu khả năng chịu lực lớn, độ cứng lớn có thể tổ hợp các cột CFST riêng lẻ thành các dạng kết cấu CFST tổ hợp để phát huy các ƣu 6 điểm của kết cấu thép bê tông liên hợp nhƣ Hình 1.7 a,b,c hay kết hợp cùng với kết cấu bê tông cốt thép (Hình 1.7 d) tạo ra mặt cắt liên hợp cho cột trụ, những vòm trong cầu. Những loại tiết diện này cũng đã đƣợc sử dụng cho các kết cấu nhà cao tầng cũng nhƣ kết cấu cầu ở Trung Quốc. CFST Beâtoâng CFST CFST Taám theùp CFST Moái haøn CFST (a) (b) CFST OÁng theùp roãng CFST Keát caáu BTCT CFST OÁng theùp roãng (c) (d) Hình 1.7. Một số tiết diện tổ hợp từ cột CFST 1.1.3. Ưu điểm, nh c điểm của cột ng thép nhồi bê tông a) Ưu điểm Độ bền của lõi bê tông (lớp vỏ thép với chức năng nhƣ lớp áo bọc chặt bên ngoài) đã đƣợc tăng khoảng 2 lần so với độ bền của bê tông thƣờng [1]. Cách sắp xếp vật liệu trên trên mặt cắt ngang làm tối ƣu cƣờng độ và độ cứng của cấu kiện. Cốt th p đƣợc phân bố ở chu vi ngoài cùng của tiết diện nên phát huy hiệu quả làm việc cao nhất khi chịu mô men uốn. Bê tông tạo một lõi lý tƣởng để chống lại tải trọng nén trong quá trình làm việc, trì hoãn và chống lại sự bất ổn định cục bộ của ống thép đặc biệt các cấu kiện có tiết diện hình vuông hoặc chữ nhật [2]. Ngoài ra, ống thép cản trở biến dạng nở hông của lõi bê tông làm tăng cƣờng độ chịu nén và độ dẻo dai đối với cấu kiện CFST; Việc nhồi bê tông vào trong ống thép làm nâng cao độ chống ăn mòn bên trong ống thép, làm giảm độ mảnh, làm tăng độ ổn định cục bộ của thành ống và làm tăng khả năng chống móp méo của vỏ ống th p khi va đập [1]; Giá thành tổng thể của công trình làm bằng kết cấu ống thép nhồi bê tông nói chung nhỏ hơn nhiều so với giá thành của công trình tƣơng tự làm bằng kết cấu bê tông cốt thép hay kết cấu th p thông thƣờng. Khối lƣợng của kết cấu ống thép nhồi bê tông nhỏ hơn so với kết cấu bê tông do đó việc vận chuyển và lắp ráp dễ dàng hơn đồng thời làm giảm tải trọng xuống móng. Kết cấu ống thép nhồi bê tông kinh tế hơn so với kết cấu bê tông cốt thép vì không cần ván khuôn, giá vòm, đai kẹp và các chi tiết đặt sẵn, nó có sức chịu đựng tốt hơn ít hƣ hỏng do va đập. Do không có cốt chịu 7 lực và cốt ngang nên có thể đổ bê tông với cấp phối hỗn hợp cứng hơn (tỉ lệ N/X có thể lấy nhỏ hơn) và sẽ dễ dàng đạt chất lƣợng bê tông cao hơn [1],[2]. b) Nhược điểm Một cấu kiện CFST bao gồm hai vật liệu với sự khác nhau về đƣờng cong ứng suất-biến dạng và ứng xử cũng có sự khác biệt rõ rệt. Sự tƣơng tác giữa hai vật liệu này đặt ra một bài toán khó trong việc xác định thuộc tính kết hợp nhƣ mô men quán tính, môdul đàn hồi; Cơ chế phá hoại cấu kiện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ hình dạng, chiều dài, đƣờng kính, chiều dày ống th p, cƣờng độ thép và cƣờng độ bê tông cùng với các thông số về sự kết dính giữa hai mặt tiếp xúc của vật liệu thép và bê tông, sự giam hãm của bê tông ứng suất dƣ, hiện tƣợng từ biến, sự co ngót và các dạng tải trọng làm phức tạp thêm sự phân tích và thiết kế đối với cấu kiện CFST [2]. Một hạn chế nữa ảnh hƣởng đến việc sử dụng rộng rãi loại kết cấu này đó là cấu tạo liên kết giữa cột CFST và sàn bê tông cốt thép, dầm bê tông cốt thép hay dầm thép. Các ứng xử, cơ chế làm việc, trạng thái phá hoại liên kết chƣa đƣợc hiểu rõ do đó gây ra không ít những khó khăn cho tính toán thiết kế cấu tạo liên kết; Hiện nay, các hạn chế tồn tại của loại kết cấu CFST tiếp tục đƣợc nghiên cứu để dần dần hoàn thiện các yêu cầu về mặt cấu tạo, lý thuyết tính toán cũng nhƣ nhận thức sâu hơn về ứng xử của loại kết cấu này. 1.1.4. Khả n ng áp dụng Kết cấu ống th p nhồi bêtông đƣợc ứng dụng rộng rãi cho rất nhiều lĩnh vực nhƣ nhà dân dụng và công nghiệp, cầu đƣờng, giàn khoan dầu... Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng, loại kết cấu này đƣợc áp dụng khá nhiều cho cấu kiện chịu lực chính nhƣ hệ móng cọc, các cột đỡ của toà nhà cao tầng. Chẳng hạn, toà nhà đƣợc xây dựng bằng kết cấu CFST ở Chuo-ku, thành phố obe, Nhật Bản (Hình 1.8). Các công trình nhà ở tại thành phố obe đƣợc xây dựng nhằm chống lại những tác động lớn từ những động đất và kết cấu CFST đáp ứng đƣợc điều này. Hình 1.8. Nhà được xây dựng bằng kết cấu CFST 8 Hiện nay, việc xây dựng cầu qua các sông rộng và sâu, có nhu cầu lƣu thông đƣờng thuỷ lớn và điều kiện địa chất phức tạp đang đòi hỏi phải sử dụng các loại nhịp lớn kh u độ hàng trăm m t. Với các kích thƣớc nhƣ vậy, cấu kiện sẽ nặng và trở thành một nguyên nhân làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu, làm tăng chi phí xây dựng cũng nhƣ tạo thêm nhiều phức tạp cho việc vận chuyển, lắp ráp, thi công kết cấu. Với việc sử dụng kết cấu CFST cho cấu kiện chịu lực n n chính nhƣ vòm chính của cầu vòm, thanh mạ cong trong cầu dàn, hệ móng cọc của kết cấu trụ, thân trụ sẽ đáp ứng đƣợc yêu cầu về chịu lực cao, độ cứng lớn vừa đáp ứng đƣợc việc giảm trọng lƣợng bản thân kết cấu. Hình 1.9. về c u được ây ựng ằng ết cấu T Trong lĩnh vực xây dựng dầu khí, năm 1989 tại 2 dàn khoan dầu ở biển Đen và biển Azov của iên ô đã sử dụng cấu kiện mặt cắt rỗng tổ hợp 3 loại vật liệu th p bêtông làm các trụ đỡ chính của dàn khoan, nhờ đó giảm đƣợc 3 lƣợng th p so với dần khoan bằng th p c ng loại; hơn nữa, phần rỗng còn đƣợc d ng để lắp các thiết bị công nghệ và cáp thông tin. 1.2. TỔNG QUAN CÁC LOẠI SÀN PHẲNG BTCT Với xu hƣớng phát triển của công nghệ cũng nhƣ yêu cầu về mặt kiến trúc, th m mỹ kinh tế cho công trình thì hệ kết cấu sàn sƣờn truyền thống dần dần đƣợc thay thế bởi hệ sàn phẳng không dầm với nhiều ƣu điểm nổi trội nhƣ tạo ra không gian sử dụng linh hoạt, dễ dàng cho việc bố trí không gian sử dụng ph hợp với công năng của công trình, giảm số lƣợng cột, chiều cao thông thuỷ hợp lý, dễ dàng đáp ứng các yêu cầu bố trí hệ kĩ thuật. Dƣới đây sẽ giới thiệu tổng quan về một số loại sàn phẳng đƣợc sử dụng ở Việt Nam. 1.2.1. Sàn phẳng BTCT th ờng Là hệ thống chịu lực theo một hoặc hai phƣơng đƣợc kê trực tiếp lên cột hoặc tƣờng chịu lực nhƣ Hình 1.10. Nó là một trong những dạng kết cấu sàn phổ biến nhất trong các tòa nhà. Điểm đặc biệt của loại sàn này là chiều dày không đổi hoặc gần nhƣ không đổi tạo ra mặt phẳng phía dƣới của sàn dẫn tới sự đơn giản trong việc làm cốt pha và thi công. Sàn này cho phép linh hoạt trong việc tạo vách ngăn và có thể không 9 cần phải sử dụng trần giả. Nhịp kinh tế của sàn phẳng với tải trọng từ nhỏ tới trung bình thƣờng bị giới hạn bởi việc kiểm soát độ võng dài hạn và có thể cần phải tạo độ vồng tƣờng hợp lý (không quá lớn) hoặc sử dụng sàn bê tông ứng suất trƣớc. Nhịp kinh tế đối với sàn phẳng BTCT là 6m đến 8m. Nhịp L của sàn phẳng BTCT xấp xỉ 28D đối với nhịp đơn, 30D đối với nhịp biên và 32D đối với nhịp trong của sàn nhiều nhịp trong đó D là chiều dày sàn. Hình 1.10. Sàn phẳng bê tông cốt thép Ưu điểm: + Cốt pha đơn giản, thi công nhanh; + Tạo không gian linh hoạt, dễ dàng bố trí mặt bằng; + Không dầm, tạo khoảng thông thủy lớn ở dƣới sàn; + Chiều dày kết cấu nhỏ và từ đó giảm đƣợc chiều cao tầng. Nhược điểm: + Nhịp trung bình, khả năng chịu tải ngang hạn chế; + Cần có cốt thép chống chọc thủng ở xung quanh cột hoặc cột cần có kích thƣớc lớn hơn; + Cần kiểm soát độ võng dài hạn; 1.2.2. Sàn phẳng bê tông ứng suất tr ớc Trong cấu kiện bê tông ứng suất trƣớc, bằng cách đặt vào một lực n n trƣớc tạo bởi lực kéo cốt thép, nhờ tính đàn hồi, cốt thép có xu hƣớng co lại tạo nên lực nén trƣớc và gây ra ứng suất trƣớc trong bê tông. Ứng suất n n trƣớc trong bê tông sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo do tải trọng sử dụng gây ra. Do đó, khả năng chịu kéo của bê tông đƣợc nâng cao và hạn chế sự phát triển vết nứt. Ứng suất trƣớc chính là việc tạo cho kết cấu một cách có chủ ý các ứng suất tạm thời nhằm tăng cƣờng sự làm việc của vật liệu trong các điều kiện sử dụng khác nhau. Nói cách khác trƣớc khi cấu kiện chịu tải trọng sử dụng cốt th p đã bị căng trƣớc còn bê tông đã bị n n trƣớc [3]. Trong bê tông ứng suất trƣớc do có thể khống chế sự xuất hiện khe nứt bằng lực căng trƣớc nên cần thiết và có thể dùng cốt th p cƣờng độ cao. Mặt khác để có thể giảm đƣợc kích thƣớc tiết diện và từ đó giảm trọng lƣợng bản thân của cấu kiện, đồng thời tăng ứng suất tập trung ở vùng neo cần phải sử dụng bê tông cƣờng độ cao. Bê 10 tông ứng lực trƣớc đã trở thành một sự kết hợp lý tƣởng giữa hai loại vật liệu hiện đại có cƣờng độ cao [3]. Hình 1.11. Sàn bê tông ứng suất trước Sử dụng sàn bê tông ứng suất trƣớc có nhiều ƣu điểm nhƣ có khả năng vƣợt nhịp lớn, khả năng chịu uốn, chịu cắt cao hơn so với sàn bê tông cốt thép thƣờng có cùng tiết diện, hạn chế đƣợc biến dạng, khe nứt, tăng độ bền của kết cấu, do sử dụng đƣợc vật liệu có cƣờng độ cao nên giảm đƣợc kích thƣớc tiết diện, tiết kiệm đƣợc khối lƣợng vật liệu, làm giảm trọng lƣợng bản thân, giảm chi phí cho nền móng …. Về lý thuyết tính toán, nhiều tổ chức và quốc gia trên thế giới đã nghiên cứu và cho ra đời các tiêu chu n, quy phạm về bê tông ứng suất trƣớc nhƣ tiêu chu n FIP của iên đoàn quốc tế về bê tông ứng suất trƣớc; Tiêu chu n AASHTO cho cầu đƣờng, tiêu chu n ACI cho xây dựng dân dụng của Mỹ; Quy phạm Eurocode của khối liên hiệp châu Âu; Tiêu chu n Anh BS; Quy phạm BPEL của Pháp; Quy phạm CHII của iên ô (cũ)… Các tiêu chu n, quy phạm kể trên không ngừng đƣợc cải tiến, hoàn thiện và luôn đƣợc sửa đổi, cập nhật từ hai đến bốn năm một lần. Tại Việt Nam tiêu chu n TCVN 5574-2012 cũng đã có những chỉ dẫn để thiết kế loại kết cấu này. 1.2.3. Sàn Bubbledeck Sàn Bubbledeck là loại sàn sử dụng các quả bóng rỗng từ nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít chịu lực ở giữa chiều cao tiết diện sàn. Ở bên trên và bên dƣới của quả bóng đƣợc gia cƣờng bằng các lớp lƣới th p đƣợc tính toán cụ thể. Các quả bóng nhựa có vai trò giảm thiểu phần bê tông không cần thiết đối với khả năng chịu lực của kết cấu sàn, giảm nhẹ trọng lƣợng của sàn, cải thiện các khả năng cách âm, cách nhiệt. Công nghệ này thi công không quá phức tạp, cho phép giảm 35% khối lƣợng bê tông so với sàn truyền thống. Từ đó góp phần giảm đƣợc trọng lƣợng tổng thể của công trình và tăng khả năng vƣợt nhịp. Sàn có khả năng chịu lực theo hai phƣơng, không dùng dầm nên giảm chiều cao xây dựng mỗi tầng, cải thiện khả năng cách âm, cách nhiệt cho sàn. 11 Công nghệ lắp gh p, bán lắp gh p cho ph p công xƣởng hóa và cơ giới hóa các quá trình chế tạo, vận chuyển, lắp đặt nên thi công nhanh, sử dụng ít lao động, sản ph m làm ra có độ chu n hóa cao. Do sử dụng các vật liệu tái chế trong sản xuất và thi công nên công nghệ này giúp giảm chi phí vật liệu và thân thiện với môi trƣờng. Hình 1.12. Sàn Bubbledeck Năm 2 7, Bubbledeck đã có mặt tại Việt Nam với tên giao dịch là Bubble Deck Viet Nam Joint Venture Company và Việt Nam là quốc gia thứ 15 trên thế giới tiếp cận công nghệ này. Trong thời gian từ 2 7 đến 2009, công ty TADITS đã đầu tƣ công sức để thử nghiệm thiết kế, thi công sàn Bubbledeck sao cho ph hợp với điều kiện tại Việt Nam. Quá trình xác định nhịp lớn nhất mà Bubbledeck có thể vƣợt qua dựa trên tiêu chu n Anh BS 8100 và Eurocode 2 có bổ sung hệ số 1,5 để kể đến việc giảm nhẹ bản thân sàn so với sàn đặc truyền thống. Với cùng một khả năng chịu lực, sàn Bubbledeck chỉ sử dụng 50% khối lƣợng bê tông so với sàn đặc hoặc c ng độ dày thì sàn Bubbledeck có thể chịu tải gấp đôi tấm sàn đặc nhƣng chỉ sử dụng 65 lƣợng bê tông. Khi thiết kế chống uốn, bề dày của phần bê tông có ứng suất nén tập trung ở phần bê tông đặc, nằm giữa phần ngoài cùng của quả cầu và bề mặt tấm sàn. Đôi khi, với những tấm sàn chịu ứng suất lớn, khối ứng suất sẽ hơi lấn sang vùng quả cầu rỗng nhƣng nó tác động không đáng kể đến khả năng chịu lực của sàn. Các nghiên cứu và thí nghiệm cho thấy, nếu nhƣ c ng khả năng chịu lực thì sàn Bubbledeck có độ cứng chống uốn xấp xỉ 87% so với sàn đặc. Khả năng chịu cắt đo đƣợc từ 72-91% so với sàn đặc. Để tính toán khả năng chịu cắt của sàn Bubbledeck, ngƣời ta đƣa vào hệ số 0,6 sử dụng cho khả năng chịu cắt của tấm sàn đặc với cùng chiều cao. Điều này đảm bảo đƣợc sự an toàn, khả năng chịu lực của sàn. Tại những vị trí có lực cắt lớn khu vực xung quanh cột, vách, lõi có thể bỏ bớt bóng để tăng khả năng chịu cắt của sàn . Ngoài ra, bằng việc loại bỏ lƣợng bê tông ở thớ giữa bản sàn, Bubbledeck đã góp phần đáng kể vào việc tác động có lợi đến môi trƣờng. 12 1.2.4. Sàn U-boot Beton U-boot Beton là sản ph m công nghệ sàn nhẹ của hai tập đoàn Daliform Group (Italy) và Peikko Group (Phần Lan) sử dụng các khối nhựa tái chế polypropylen để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, giúp giảm trọng lƣợng kết cấu, giảm kích thƣớc hệ cột, vách, móng, tƣờng, vách chịu lực và tăng khoảng cách lƣới cột. Bản sàn U-boot Beton là loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực nên có nhiều ƣu điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế. Ngoài ra bản sàn U-boot Beton còn là một sản ph m cải tiến của BubbleDeck. U-Boot Beton có cấu tạo đặc biệt với 4 chân hình côn và phụ kiện liên kết giúp tạo ra một hệ thống dầm vuông góc nằm giữa lớp sàn bê tông trên và dƣới. Có 2 dạng là hộp đơn và hộp đôi. Ngoài ra, giữa các hộp còn có các cốt liên kết với nhau theo cả 2 phƣơng vuông góc. Sàn U-Boot Beton có cấu tạo gồm: Một lớp th p trên, một lớp th p dƣới, và ở giữa các khoảng hở là các th p gia cƣờng. Việc đặt U-Boot Beton vào vùng bê tông không làm việc làm giảm trọng lƣợng của sàn, cho ph p sàn vƣợt nhịp lớn, giảm lƣợng bê tông và cốt thép. U-Boot Beton đƣợc ứng dụng trong sàn phẳng không dầm vƣợt nhịp cũng nhƣ chịu tải trọng lớn. Với trọng lƣợng nhẹ, tính cơ động cũng nhƣ mô đun đa dạng, ngƣời thiết kế có thể thay đổi thông số kỹ thuật khi cần trong mọi trƣờng hợp để phù hợp với các yêu cầu kiến trúc. Hình 1.13. Sàn U-Boot Beton Sử dụng U-Boot Beton trong kết cấu sàn rất phù hợp với những công trình có yêu cầu kết cấu sàn nhẹ, tiết kiệm vật liệu. U-Boot Beton là giải pháp lý tƣởng để tạo sàn với nhịp lớn và khả năng chịu tải cao, đặc biệt phù hợp với những kết cấu có yêu cầu về không gian mở nhƣ trung tâm thƣơng mại, nhà công nghiệp, bệnh viện, trƣờng học cũng nhƣ các công trình công cộng và nhà ở. U-Boot Beton giúp bố trí cột thuận tiện hơn vì không cần dùng dầm. Trong trƣờng hợp những công trƣờng khó vận chuyển và thi công thì U-Boot Beton với tính năng linh hoạt, nhẹ nhàng, thuận tiện rất thuận lợi cho điều kiện thi công, không cần các thiết bị vận chuyển, nâng phức tạp. Khi sử 13 dụng U-Boot Beton cho móng bè thì móng có thể có độ dày lớn hơn mà vẫn giảm lƣợng bê tông sử dụng. Ngoài ra khả năng làm việc chung giữa bê tông với cốt pha hộp nhựa U – Boot cũng hơn hẳn với bóng nhựa, vì cấu tạo của hộp nhựa có các rãnh, tạo bề mặt gồ ghề nên tăng độ bám dính, tăng ma sát khi làm việc chung với bê tông, trong khi quả bóng nhựa thì tròn trơn nên khả năng bám dính k m hơn. Bên cạnh đó giữa các hộp nhựa lại đƣợc liên kết với nhau bằng các chốt, làm tăng khả năng truyền lực giữa các hộp cốt pha, trong khi quả bóng trong sàn BubbleDeck lại không có đƣợc điều này. Đối với U-Boot Beton khả năng vƣợt nhịp đối với sàn rỗng gần giống với sàn Bubble Deck. 1.3. TỔNG QUAN VỀ LIÊN KẾT GIỮA CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Việc sử dụng cột ống thép nhồi bê tông với sàn bê tông cốt thép ngày càng phổ biến ở nhiều nƣớc nhƣ ỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản. Nhƣ phân tích ở trên, việc sử dụng cột ống thép nhồi bê tông cho kết cấu công trình đem lại nhiều ƣu điểm so với cột bê tông cốt thép truyền thống. Sự kết hợp giữa cột CFST và sàn phẳng BTCT tạo ra hệ thống kết cấu tối ƣu hơn, hiệu quả hơn. Tuy nhiên, tồn tại lớn nhất và là rào cản để sử dụng loại kết cấu này trong kết cấu công trình là giải quyết vấn đề liên kết giữa cột và sàn phẳng. Không có nhiều các tác giả nghiên cứu về vấn đề này. Jin-Won Kim (2014) [5] tiến hành nghiên cứu thực nghiệm liên kết cột CFST và sàn phẳng BTCT dựa trên các điều khoản thiết kế của tiêu chu n ACI 318-11 [6]. Mục tiêu của nghiên cứu là đề xuất ra mô hình liên kết có tính thực thi dựa trên quan sát ứng xử và các dữ liệu đo đƣợc trong thí nghiệm. Tác giả tiến hành thí nghiệm với 10 mẫu có kích thƣớc thật. Hình 1.14. Thí nghiệm liên kết cột CFST-sàn BTCT Jin-Won Kim(2014)[5] Các thông số thay đổi trong các mẫu là chiều dài vƣơn của mũ chịu cắt, cƣờng độ bê tông, kích thƣớc của ống thép, chiều dày sàn. Trong 10 mẫu có 8 mẫu có bố trí thép mũ chịu cắt (thép hình chữ I đƣợc hàn vào bề mặt ống thép) và 2 mẫu không bố trí với