Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của biến dạng nút khung tới phản ứng của khung bê tông cốt thép chịu động đất

trong tình huống thiết kế động đất P = 300 kN. 
Hình 3.11 Sơ đồ xác định độ bền lý 
tưởng của mẫu thí nghiệm 
 62 
Lực ngang tác động lên mẫu thí nghiệm tại đỉnh phần cột trên đổi chiều theo 
theo chu kỳ và có độ lớn thay đổi trong quá trình thí nghiệm. Tải trọng này có mục 
đích tạo ra các lực mô phỏng các cấp biến dạng không đàn hồi cao có thể xẩy ra ở 
nút khung trong quá trình chịu chuyển động nền đất mạnh. Lịch sử quá trình chất tải 
ngang được cho ở Hình 3.12, gồm hai giai đoạn. Giai đoạn đầu là giai đoạn kiểm 
soát lực và giai đoạn thứ hai là giai đoạn kiểm soát chuyển vị. 
1. Giai đoạn kiểm soát lực 
Trong giai đoạn này, ở hai chu kỳ đầu tiên mẫu thí nghiệm chịu tác động lực 
ngang V = 0,75Vi = 0,75 x 59,23 = 45 kN. Mục đích của các chu kỳ chất tải này 
nhằm xác định chuyển vị chảy dẻo ∆y và độ cứng thực tế Kt. nghiệm của các mẫu thí 
nghiệm. Chuyển vị chảy dẻo ∆y,t.nghiem được xác định bằng cách ngoại suy chuyển vị 
đo được ở cấp chất tải này (Hình 3.10b). Cụ thể 
 331,nghiem.th,y (3.8) 
 inghiemt
V
K
75,0
. (3.9) 
 Bảng 3.5 Các kết quả thí nghiệm thu được từ giai đoạn kiểm soát lực 
Mẫu thí nghiệm NK1 NK2 NK3 
0,75Vi (kN) 45 45 45 
∆* (mm) 13 13,5 20,25 
∆y,t.nghiem =1,33∆* 17,3 18 27 
Kt.nghiem (kN/cm) 34.6 33.3 22.2 
Các số liệu thu được từ giai đoạn này được cho trong Bảng 3.5. 
2. Giai đoạn kiểm soát 
chuyển vị 
Sau khi xác định được 
chuyển vị chảy ∆y,t.nghiem từ các 
chu kỳ đàn hồi, mẫu thí 
nghiệm chịu một sự gia tăng 
dần chuyển vị cưỡng bức Δ 
tương ứng với độ dẻo chuyển 
Hình 3.12 Lịch sử quá trình chất tải 
 63 
vị ngang µ∆ = ∆/∆y,t.nghiem. Mục tiêu của việc gia tăng dần độ dẻo cưỡng bức lên mẫu 
thử nhằm xác định một cách gần đúng nhất độ dẻo yêu cầu khi xuất hiện phá hoại ở 
mẫu thử, cũng như để quan sát được ứng xử cả trước và sau khi phá hoại. Ở giai 
đoạn này, các mẫu thí nghiệm bị cưỡng bức chuyển vị ngang với quy trình như sau: 
hai chu kỳ đầu tiên 3 và 4 với µ∆ = 1,5, hai chu kỳ tiếp theo 5 và 6 với µ∆ = 2, các 
chu kỳ tiếp theo 8 và 9, 11 và 12, 14 và 15 ... lần lượt chịu các chuyển vị cưỡng bức 
tương ứng µ∆ = 3, 4, 5...; giữa các cặp chu kỳ này là một chu kỳ trung gian ký hiệu 
7, 10, 13 ... chịu một chuyển vị cưỡng bức ứng với độ dẻo µ∆ = 0,75. Mục đích của 
các chu kỳ trung gian này là để cho các mẫu thí nghiệm và các thiết bị thí nghiệm 
ổn định trở lại sau các chu kỳ không đàn hồi lớn xẩy ra trước đó (Hình 3.12). 
Thí nghiệm được tiến hành cho tới khi mẫu thử mất khả năng chịu tải 20% tải 
trọng cực hạn. Việc thực hiện thí nghiệm tiếp tục sau giới hạn này sẽ cho thấy khả 
năng biến dạng dẻo yêu cầu cao của mẫu thử và giúp cho việc nhận diện các nguyên 
nhân gây ra phá hoại hoặc mất khả năng chịu lực của mẫu thí nghiệm. Các thí 
nghiệm được dừng lại ở các cấp dẻo sau: µ∆ = 7 ở chu kỳ 19 cho mẫu NK1, µ∆ = 5,5 
ở chu kỳ 17 cho mẫu NK2 và µ∆ = 5 ở chu kỳ 15 cho mẫu NK3. 
3.5. CÁC SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM VÀ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ ĐO 
3.5.1. Các số liệu thí nghiệm 
 Để đạt được mục tiêu thí nghiệm dự kiến, các số liệu sau sẽ được thu thập 
trong quá trình thí nghiệm ở mỗi cấp tăng và dỡ tải trong mỗi chiều âm và dương 
của tải trọng. 
1 - Lực tác động ngang ở đầu mút cột; 
2 - Chuyển vị ngang ở đầu mút cột, ngang cao trình tác động lực; 
3 - Biến dạng cắt của nút khung 
4 - Biến dạng cắt và uốn của dầm 
5 - Chuyển vị xoay của dầm và cột 
6 - Biến dạng của bê tông và cốt thép tại các vùng tới hạn của dầm, cột và 
trong nút khung. 
7 - Quá trình hình thành, phát triển và mở rộng các khe nứt trong bê tông ở 
các vùng xung quanh nút khung và trong nút khung. 
 64 
3.5.2. Các thiết bị đo 
Các thiết bị đo sau đây đã được sử dụng để thu thập các số liệu thí nghiệm: 
 1 - Các đầu đo LVDT (Linear Variable Differential Transformers) (Hình 3.13a); 
 2 - Các phiến đo biến dạng có độ giãn dài cao (Hình 3.13b); 
 3 - Thiết bị đo chuyển vị ngang chuyên dùng; 
 4 - Máy TDS 530 và máy tính ghi dữ liệu (Hình 3.13c); 
 5 - Các thiết bị kiểm soát kích thủy lực. 
 Hình 3.13 Các thiết bị đo: a) Lắp đặt đầu đo LVDT 
b) Các phiến đo biến dạng; c) Máy đọc tín hiệu TDS 530: 30 kênh 
3.5.3. Sơ đồ bố trí các thiết bị đo và cách sử dụng các dữ liệu thu được 
 1 - Lực tác động ngang ở đầu mút cột và chuyển vị ngang ở đầu mút cột, 
ngang cao trình tác động lực. 
 Sơ đồ bố trí kích thủy lực được thể hiện ở Hình 3.9. Các số liệu về lực tác 
động ngang và chuyển vị ngang thu được qua cảm biến đo chuyển vị ngang và đầu 
đo chuyển vị ngang LVDT trong quá trình thí nghiệm cho phép tính toán được lực 
cắt dầm và góc lệch của dầm và cột mẫu thí nghiệm khi biến dạng (Hình 3.8b): 
 • Lực cắt dầm trong trường hợp không xét tới hiệu ứng bậc hai: 
 i
V h
F
l
 (3.10) 
 • Góc lệch của cột tương đối theo tầng, gọi là góc (độ) lệch tầng (Hình 3.8b): 
h
 (3.11) 
 2 - Biến dạng cắt của nút khung và của dầm 
Các đầu đo LVDT được gắn trên các thanh thép đường kính 6mm chôn sâu vào 
trong bê tông để tránh bị mất dữ liệu do bê tông ở mặt mẫu thí nghiệm có thể bị 
 65 
bong tách trong quá trình thí nghiệm. Chúng được bố trí tại các vị trí có khả năng 
xác định sự góp phần của dầm, cột và nút vào biến dạng tổng thể của khung. 
 (a) (b) (c) 
Hình 3.14 Sơ đồ bố trí các đầu LVDT đo biến dạng cắt của nút khung và dầm 
Để đo các biến dạng cắt của nút khung và của các dầm sử dụng các đầu đo 
LVDT được bố trí như ở Hình 3.14a,b. Biến dạng cắt của nút khung  là hiệu giữa 
góc xoay theo phương đứng α và góc xoay theo phương ngang  được tính toán 
theo phương trình sau (Hình 3.14c): 1 2
sin 2
tb
D


 (3.12) 
trong đó: D – chiều dài đường chéo panô nút khung trước khi biến dạng (khoảng 
cách giữa hai điểm gắn LVDT theo phương đường chéo); 
tanθ = b/h với b và h tương ứng là khoảng cách giữa các điểm gắn LVDT theo 
phương ngang và đứng. 
 3 - Chuyển vị xoay và biến dạng uốn của dầm và cột 
 Các đầu đo LVDT 
dùng để xác định biến dạng 
uốn và chuyển vị xoay của 
dầm và cột được bố trí như 
trong Hình 3.15a và b tại các 
vị trí khớp dẻo có khả năng 
xuất hiện. Vị trí các đầu đo 
LVDT dùng để xác định 
chuyển vị xoay của dầm 
được thể hiện ở Hình 3.15a. 
 (a) (b) 
Hình 3.15. Vị trí các đầu đo LVDT dùng để đo 
chuyển vị xoay của dầm và cột 
 66 
Các đầu đo được đặt ở cả dầm bên trái và phải của nút khung cũng như ở mặt trên 
và dưới dầm, tại ba tiết diện cách mặt cột lần lượt là 50mm, 300mm và 550mm. Vị 
trí các đầu đo LVDT dùng để xác định chuyển vị xoay của cột được thể hiện ở Hình 
3.15b. Ở phần cột trên nút khung, các đầu đo được đặt tại hai tiết diện cách mặt trên 
của dầm lần lượt bằng 100 mm và 450 mm. Ở phần cột dưới, các đầu đo được đặt 
cách mặt dưới dầm 100 mm. 
 Biến dạng uốn của dầm (cột) được biểu thị qua độ cong của trục dầm (cột), 
hoặc chuyển vị xoay các tiết diện dầm (cột). Góc xoay θ của tiết diện dầm (cột) 
được tính toán theo biểu thức sau: θ = (∆1 + ∆2)/d (3.13) 
 trong đó ∆1 và ∆2 – tương ứng là độ dãn dài và co ngắn đo ở mặt bị kéo và bị 
nén của dầm (cột), d – khoảng cách theo phương đứng đối với dầm và theo phương 
ngang đối với cột giữa hai đầu đo. 
 Độ cong trung bình của cột và dầm được xác định bằng cách chia chuyển vị 
xoay tương đối đo được tại mỗi tiết diện cho chiều dài dọc theo cấu kiện mà trên đó 
nó xuất hiện. 
 4 - Biến dạng của cốt thép tại các vùng tới hạn của dầm, cột và trong nút khung. 
Các biến dạng này được đo bằng cách sử dụng các phiến đo biến dạng 
(electrical strain gauges) có độ giãn dài cao. Vị trí của các phiến đo trên cốt thép 
được thể hiện ở Hình 3.16. 
Mục đích của việc đo biến 
dạng này nhằm xác định 
các chuyển vị và biến 
dạng của các thanh cốt 
thép chịu lực trong vùng 
nút khung và xung quanh 
nút khung trong các giai 
đoạn chất tải. 
Việc thí nghiệm đã được thực hiện tại Phòng thí nghiệm động đất – Viện Khoa 
học Công nghệ Xây dựng (IBST) – Bộ Xây Dựng. 
 (a) Mẫu NK1 (b) Mẫu NK2,3 
Hình 3.16 Vị trí các phiến đo biến dạng cốt thép 
 67 
3.6. ỨNG XỬ CỦA CÁC MẪU THÍ NGHIỆM 
 3.6.1. Mẫu thí nghiệm NK1. 
1. Sự phá hoại của mẫu thí nghiệm 
 Mẫu thí nghiệm NK1 được thiết kế theo đúng các quy định của TCVN 
9386:2012, dựa trên sơ đồ phá hoại khung được chọn là sơ đồ phá hoại dẻo. Với sơ 
đồ phá hoại này, các khớp dẻo buộc phải xuất hiện trước hết ở dầm, phá hoại cắt 
xẩy ra sau phá hoại uốn và nút khung là bộ phận bị phá hoại cuối cùng sau dầm và 
cột. Do đó khác với các mẫu thí nghiệm NK2 và NK3, cốt thép đai trong vùng nút 
khung và ở đầu các mút cột được bố trí nhiều và dày hơn, lượng cốt thép dọc trong 
cột cũng nhiều hơn (xem Bảng 3.1). Tỷ số giữa mômen chảy dẻo lý thuyết của cột 
và dầm ở mẫu NK1: Myi,c/Myi,d = 1,29 lớn hơn mẫu NK2 (1,02) và NK3 (1,12) 
(Bảng 3.4). 
 Kết quả thí nghiệm cho thấy, mẫu NK1 có khả năng chịu được 19 chu kỳ 
chất – dỡ tải so với 17 chu kỳ của mẫu NK2 và 14 chu kỳ của mẫu NK3, đạt độ dẻo 
tối đa µ∆ = 7, chịu được chuyển vị ngang cưỡng bức ∆ = 121 mm ở cả chiều dương 
lẫn chiều âm tương (ứng với góc lệch tầng bằng 4,03%), tải trọng V = 63 kN ở 
chiều dương và 56 kN ở chiều âm. Hình 3.17a và b là hình ảnh các khe nứt ở cuối 
chu kỳ 19 chiều dương và chiều âm, lúc kết thúc thí nghiệm. Để dễ quan sát, hình 
dạng phát triển của các khe nứt đã được vẽ kèm theo bằng bút phớt, màu đỏ cho 
chiều dương và màu xanh cho chiều âm. 
 (a) Chiều dương (b) Chiều âm 
 Hình 3.17 Hình ảnh các khe nứt ở mẫu NK1 lúc kết thúc thí nghiệm - Chu kỳ 19 
 68 
 Hình ảnh các khe nứt ở mẫu thí nghiệm NK1 có một số các đặc điểm sau: 
• Các đầu mút dầm kế cận các mặt cột có nhiều khe nứt thẳng góc hoặc gần 
thẳng góc với trục dầm, phân bố gần đều trên một đoạn chiều dài khá lớn, gần gần 
bằng 2hd (hd - chiều cao tiết diện dầm). Các khe nứt này xuất hiện gần như đối xứng 
ở mặt trên và dưới dầm, kéo dài và nối với nhau dưới tác động đổi chiều của tác 
động, tạo nên các khe nứt thẳng góc chạy suốt chiều cao dầm. Trong số các khe nứt 
đó, khe nứt có bề rộng lớn nhất nằm tại tiết diện sát mặt cột. 
• Các vùng cột trên và dưới nút khung, cũng xuất hiện các khe nứt uốn vuông 
góc với trục cột ở khoảng cách gần bằng nhau ở hai bên mặt cột do tác động đổi 
chiều. So với dầm, các khe nứt này có số lượng ít hơn với bề rộng không lớn, nằm 
rải rác trên một đoạn chiều dài cột bằng 1,5hc (hc - chiều cao tiết diện cột). 
• Vùng nút khung là một mạng lưới các khe nứt xiên chạy song song với 
phương đường chéo của pano nút ở khoảng cách gần giống nhau. Dưới tác động đổi 
chiều, các khe nứt theo hai phương giao nhau phân chia mặt nút khung thành các ô 
hình quả trám.Căn cứ vào các đặc điểm phá hoại của dầm, cột và nút khung có thể 
kết luận rằng, phá hoại của mẫu NK1 là phá hoại dẻo với các khớp dẻo uốn xuất 
hiện ở các dầm sát mặt cột. Các đầu cột cũng xuất hiện biến dạng uốn nhưng ở thời 
điểm muộn hơn và mức độ nhỏ hơn so với dầm. Phá hoại vùng nút khung cũng 
thuộc dạng phá hoại dẻo và có biến dạng tương đối đều trên toàn bộ vùng nút. Hình 
ảnh các khe nứt cũng cho thấy, cơ cấu phá hoại của nút khung thuộc mẫu NK1 hoàn 
toàn giống như kết quả thí nghiệm của nhiều tác giả khác đã thực hiện trước đây 
(xem Hình 1.11a) [41][52]. 
 2. Quá trình phát triển các khe nứt. 
 Ở chu kỳ chất - dỡ tải số 2 khi tác động V = 45 kN (tương ứng với góc lệch 
tầng ∆/h = 0,043%), các khe nứt rất nhỏ và mảnh bắt đầu xuất hiện tại hai đầu dầm 
trong đoạn có chiều dài bằng 2hd kể từ mặt cột. Các khe nứt này chủ yếu là các khe 
nứt uốn theo phương thẳng đứng vuông góc với trục dầm và một vài khe nứt xiên 
rất dốc do kết hợp giữa cắt và uốn xuất hiện gần như hoàn toàn đối xứng khi đổi 
chiều tác động. Một vài khe nứt uốn rất nhỏ cũng xuất hiện ở cột tại vùng kế cận 
 69 
nút. Các khe nứt này tiếp tục phát triển và mở rộng hơn (những vẫn ở trong giới hạn 
cho phép trong điều kiện sử dụng bình thường) ở các chu kỳ chất – dỡ tải 3 và 4 khi 
mẫu thử đạt độ dẻo chuyển vị µ∆ = 1,5 (tương ứng với góc lệch tầng ∆/h = 
0,085%), lực cắt tầng V = 70,5 kN theo chiều dương và 61,5 kN theo chiều âm. Ở 
đầu mút cột xuất hiện thêm một số khe nứt uốn rất mảnh, khó quan sát. Trong vùng 
các góc trên và dưới ở phía bên trái của pano nút khung xuất hiện một vài khe nứt 
nứt xiên vuông góc với phương các đường chéo (Hình 3.18a và b). 
 (a) Chiều dương (b) Chiều âm 
Hình 3.18. Hình ảnh các khe nứt ở mẫu NK1 - Chu kỳ 4 
 (a) Chiều dương (b) Chiều âm 
 Hình 3.19. Hình ảnh các khe nứt ở mẫu NK1 - Chu kỳ 11 
 Ở các chu kỳ chất dỡ tải tiếp theo, khi nâng cấp độ dẻo chuyển vị lên 2, 3 và 4 
các khe nứt ở cột hầu như không phát triển và mở rộng, cột làm việc hoàn toàn đàn 
hồi. Biến dạng dẻo của mẫu thí nghiệm tập trung vào vùng đầu mút dầm kế cận nút 
biểu hiện qua việc mở rộng các khe nứt cũ và xuất hiện thêm nhiều khe nứt uốn 
mới. Các khe nứt ở vùng tiếp giáp với hai bên mặt cột, mở rộng và kéo dài, nối với 
các khe nứt ở chiều tác động ngược lại. Trong vùng nút khung xuất hiện nhiều khe 
 70 
nứt chạy theo các phương đường chéo của panô nút khung. Các khe nứt xiên này 
giao nhau tạo thành những ô hình thoi, trong khi đó các khe nứt xiên ở góc xuất 
hiện trước đây ở chu kỳ 4 khép lại. Hình 3.19a và b là hình ảnh các khe nứt của mẫu 
NK1 ở chu kỳ 11 khi độ dẻo chuyển vị µ∆ = 4, chuyển vị ngang ∆ = 69,2 mm 
(tương ứng với góc lệch tầng ∆/h = 2,3%), lực cắt tầng đạt giá trị lớn nhất V = 77,2 
kN theo chiều dương và 65 kN theo chiều âm. 
3.6.2. Mẫu thí nghiệm NK2 
1. Sự phá hoại của mẫu thí nghiệm 
 Tương tự như mẫu NK1, mẫu thí nghiệm NK2 được trích xuất từ một khung 
chịu các hệ quả tác động trong tình huống thiết kế động đất theo TCVN 9386:2012 
như mẫu NK1, nhưng lại được thiết kế và cấu tạo theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu 
BTCT không kháng chấn (TCVN 5574: 2012). Như vậy, khác với mẫu NK1, các bộ 
phận của mẫu NK2 (cột và dầm) được thiết kế theo khả năng chịu lực (uốn và cắt) 
truyền thống. Trong điều kiện này, sự phá hoại uốn và cắt của dầm và cột có thể xẩy 
ra độc lập với nhau, không theo một trình tự định trước như mẫu NK1, nghĩa là 
nguy cơ xẩy ra phá hoại giữa uốn và cắt, cũng như giữa dầm và cột là hoàn toàn 
giống nhau. Kết quả tính toán lý thuyết ở Bảng 3.4 cho thấy, tỷ số giữa mômen chảy 
dẻo lý thuyết của cột và dầm ở mẫu NK2: Myi,c/Myi,d = 1,02. Điều này càng khẳng 
định các nguy cơ trên là hoàn toàn hiện hữu. Cũng theo quy định của TCVN 
5574:2012, cốt thép đai trong vùng nút khung được cấu tạo tương tự như vùng đầu 
mút cột liền kề. Với quy định này, hàm lượng cốt thép đai trong vùng nút khung của 
mẫu NK2: ρw = 0,00101 nhỏ thua hơn 3,6 lần khi so sánh với ρw = 0,00368 của mẫu 
NK1 (Bảng 3.1). 
Hình 3.20a và b là hình ảnh các khe nứt của mẫu NK2 ở chu kỳ chất - dỡ tải 
17 lúc kết thúc thí nghiệm. Ở chu kỳ này, mẫu thí nghiệm đạt độ dẻo tối đa µ∆ = 5,5 
tương ứng với chuyển vị cưỡng bức ∆ = 108 mm (độ lệch tầng Δ/h = 3,6%) và lực 
cắt tầng V = 75 kN cho chiều dương và 63 kN cho chiều âm. Các hình ảnh này cho 
thấy sự phá hoại ở vùng nút khung và xung quanh nút khung của mẫu NK2 hoàn 
toàn khác với mẫu NK1, với các đặc điểm cơ bản sau: 
 71 
• Các khe nứt uốn ở các dầm hai bên nút khung xuất hiện ít hơn, trên một 
đoạn chiều dài nhỏ hơn (gần bằng 1,5hd) và phần lớn không kéo dài để nối với các 
khe nứt ở mặt đối diện. Bên cạnh đó xuất hiện nhiều khe nứt xiên trong vùng dầm 
kế cận nút ở cả trên và dưới dầm. Khe nứt ở tiết diện sát sát hai bên mặt cột có bề 
rộng nhỏ thua so với mẫu NK1. 
• Các khe nứt uốn trong cột trên và dưới nút xuất hiện rất ít và rất nhỏ, chiều 
dài không lớn và hầu như không mở rộng trong quá trình gia tải. 
• Ở bốn góc của panô nút có nhiều khe nứt vuông góc và song song với 
phương đường chéo. Các khe nứt này giao nhau thành các ô hình bình hành, tập 
trung chủ yếu ở gần hai cạnh nút khung kế cận đầu mút dầm và không lan sâu vào 
vùng giữa nút. Do đó một vùng rộng lớn hình quả trám nằm giữa nút giữ nguyên 
không bị biến dạng, trong khi ở vùng mép lại bị bóc tách rất mạnh thành hai dải bê 
thông thẳng đứng dọc theo cốt thép cột, chạy hết toàn bộ chiều cao nút và lan một 
phần sang cột. 
 (a) Chiều dương (b) Chiều âm 
 Hình 3.20. Hình ảnh các khe nứt mẫu NK2 khi kết thúc thí nghiệm - Chu kỳ 17 
 Như vậy, sự phá hoại của mẫu thí nghiệm NK2 thuộc loại phá hoại giòn. 
Biến dạng của các dầm và cột quanh nút khung không phải là một dạng biến dạng 
uốn hoàn chỉnh. Phần lớn biến dạng của các cấu kiện này gần như tập trung vào 
vùng xung quanh lõi nút khung. Panô nút khung chủ yếu bị phá hoại nén cục bộ 
dưới tác động của các cột và dầm. Cơ cấu phá hoại nút khung NK2 không phải là cơ 
cấu phá hoại đã được nghiên cứu lâu nay và dạng phá hoại của nó cũng hết sức đặc 
biệt chưa được phản ánh trong các tài liệu chuyên ngành. 
 72 
 2. Quá trình phát triển các khe nứt. 
 Ở chu kỳ chất – dỡ tải số 2, khi lực cắt tầng V = 45 kN (tương ứng với góc 
lệch tầng ∆/h = 0,043%) tại hai đầu dầm trong đoạn có chiều dài bằng 1,5hd kể từ 
mặt cột xuất hiện các khe khe nứt uốn theo phương thẳng đứng rất nhỏ và mảnh. 
Ngoài các khe nứt này, ở các chu kỳ tiếp theo 3 và 4 xuất hiện thêm hai khe nứt uốn 
ở vùng chân cột trên và dưới, cùng một vài khe nứt xiên vuông góc với hai đường 
chéo ở cả 4 góc của panô nút khung. Các khe nứt này nhìn chung rất nhỏ và mảnh, 
khó phát hiện. Hình 3.21a và b là hình ảnh các khe nứt xuất hiện ở chu kỳ 4 khi mẫu 
thử đạt độ dẻo chuyển vị µ∆ = 1,5 chuyển vị ∆ = 27 mm (tương ứng với góc lệch 
tầng ∆/h = 0,09%) khi lực cắt tầng V = 70 kN theo chiều dương và 58,1 kN theo 
chiều âm. 
 (a) Chiều dương (b) Chiều âm 
 Hình 3.21. Hình ảnh các khe nứt ở mẫu NK2 - Chu kỳ 4 
 (a) Chiều dương (b) Chiều âm 
 Hình 3.22. Hình ảnh các khe nứt ở mẫu NK2 - Chu kỳ 11 
Ở các chu kỳ chất - dỡ tải tiếp theo, khi mẫu thí nghiệm đạt độ dẻo chuyển vị 
μΔ = 2, 3 và 4 trong vùng nút khung tiếp tục xuất hiện thêm nhiều khe nứt chéo song 
song với các khe nứt cũ và vuông góc với hai phương đường chéo của pa nô nút 
 73 
khung. Các khe nứt này phát triển, tiến tới giao nhau và tạo nên các khối dạng hình 
bình hành ôm lấy vùng lõi nút. Các khe nứt uốn ở cột hầu như không phát triển, còn 
các khe nứt uốn ở dầm dọc sát hai bên mép cột mở rộng nhưng hẹp hơn so với ở 
mẫu NK1. Một số khe nứt xiên xuất hiện ở mép dầm nhưng rất nhỏ và ngắn, tập 
trong chủ yếu tại vùng sát mặt cột. Hình 3.22a và b là hình ảnh các khe nứt xuất 
hiện ở chu kỳ 11 khi mẫu NK2 đạt độ dẻo chuyển vị µ∆ = 4; ∆ = 72 mm (tương ứng 
với góc lệch tầng bằng 2,4%), lực cắt tầng V = 77 kN ở chiều âm và 63,3 kN ở 
chiều âm. 
3.6.3. Mẫu thí nghiệm NK3 
1. Sự phá hoại của mẫu thí nghiệm. 
Mẫu thí nghiệm NK3 được trích xuất từ một kết cấu có cấu tạo giống với nhà 
khung dùng để thiết kế các mẫu thí nghiệm NK1 và NK2, nhưng được thiết kế và 
cấu tạo hoàn toàn theo tiểu chuẩn thiết kế kháng chấn của Nga SP14.13330-2014 
[69]. Do đó, các hệ quả tác động trong tình huống thiết kế động đất cũng như cấu 
tạo cốt thép của mẫu NK3 về nguyên tắc sẽ khác với các mẫu NK1 và NK3, nhưng 
kết quả tính toán cho thấy, mẫu NK3 chỉ khác mẫu NK2 ở lực tác động do động đất 
gây ra nên cốt thép dọc của cột ở mẫu NK3 là 4Φ18 – AII thay cho 4Φ16 – AII của 
mẫu NK2, còn cốt thép dầm (cốt thép dọc và đai) lẫn cốt đai cột và vùng nút khung 
hoàn toàn giống mẫu NK2 (do hai tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 và SP14.13330-
2014 có cùng một xuất xứ và có nhiều chỗ quy định giống nhau). 
Hình 3.23a và b là hình ảnh các khe nứt trước khi kết thúc thí nghiệm ở chu kỳ 
chất – dỡ tải 14 của mẫu NK3. Ở chu kỳ này, mẫu thí nghiệm đạt độ dẻo chuyể