Đánh giá các công thức tính toán cường độ chịu cắt của cột bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật

Bài viết Đánh giá các công thức tính toán cường độ chịu cắt của cột bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật trình bày đánh giá các công thức tính toán khả năng chịu cắt của cột bê tông cốt thép chữ nhật dựa trên bộ dữ liệu sưu tập gồm 735 thí nghiệm đã công bố.

KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG ĐÁNH GIÁ CÁC CƠNG THỨC TÍNH TỐN CƯỜNG ĐỘ CHỊU CẮT CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT EVALUATION OF SHEAR STRENGTH FORMULAS OF RECTANGULAR RC COLUMNS PHAN VĂN TIẾN1, NGUYỄN SỸ MINH2, NGUYỄN TRỌNG HÀ1, TRẦN VĂN BÌNH2, NGUYỄN DUY DUẨN1* Khoa Xây dựng, Trường Đại học Vinh Khoa Kỹ thuật công nghệ, Trường Đại học Hà Tĩnh * Tác giả đại diện, email: duyduank xd@vinhuni.edu.vn Tóm tắt: Cường độ chịu cắt (hay k chịu codes and published studies, which propos ed cắt) tham số cực k ỳ quan trọng thiết k ế cột equations for calculating the shear strength of RC bê tơng cốt thép (BTCT), đặc biệt k hi tính tốn có xét columns However, a discrepancy is existing between đến ảnh hưởng tải trọng ngang gió calculated models and experimental results The aim động đất Hiện tại, có nhiều tiêu chuẩn thiết k ế of this study is to evaluate calculated models for nghiên cứu đề xuất cơng thức tính tốn cường độ shear strength of rectangular RC columns based on chịu cắt cột BTCT Tuy nhiên, việc tính tốn theo 735 data sets, which are collected in the literature công thức đề xuất tài liệu Seven có sai lệch nhiều so với k ết thí nghiệm investigated, Nghiên cứu đánh giá cơng thức tính tốn k include TCVN 5574 (2018), ACI 318 (2014), CSA chịu cắt cột BTCT chữ nhật dựa (2014), EN 1998-1 (2004), and FEMA 273 (1997), liệu sưu tập gồm 735 thí nghiệm công bố Bảy and two empirical models proposed by Ascheim - cơng thức tính tốn sử dụng để đánh giá Moehle (1992) and Sezen – Moehle (2004) Shear nghiên cứu này, có năm cơng thức dựa strengths of RC columns are calculated for seven tiêu chuẩn thiết k ế bao gồm TCVN 5574 (2018), ACI models using inputs of the experimental database 318 (2014), CSA (2014), EN 1998-1 (2004), FEMA Finally, the results are evaluated using statistical 273 (1997) hai nghiên cứu điển hình cơng bố indicators including coefficient of determination and Ascheim - Moehle (1992) Sezen – Moehle root-mean-squared error It reveals that EN 1998-1 (2004) Cường độ chịu cắt cột tính tốn dựa (2004) is the best model, followed by Sezen-Moehle số liệu đầu vào liệu sưu tập sử (2004), TCVN 5574 (2018), and Canada CSA (2014) dụng bảy công thức nêu Cuối cùng, k ết tính since the results of those models are close to that of toán công thức đánh giá dựa vào experiments and showing to be more conservative đại lượng thống k ê, bao gồm hệ số xác định sai số than the others quân phương Kết đánh giá cho thấy công thức tiêu chuẩn EN 1998-1 (2004) cho dự báo tốt nhất, tiếp đến công thức Sezen-Moehle (2004), TCVN 5574 (2018) tiêu chuẩn Canada CSA (2014) Các công thức cho k ết tính tốn tương đối gần với thí nghiệm thiên an tồn cơng thức k hác code-based in which Keywords: strength, and emperical are five code-based models rectangular design models code, RC column, empirical shear formula, experimental data Đặt vấn đề Cột bê tông cốt thép (BTCT) cấu kiện chịu lực quan trọng cơng trình nhà cửa Từ khóa: Cột BTCT chữ nhật, cường độ chịu cắt, cầu Sự hư hỏng hay phá hoại cột nguyên tiêu chuẩn thiết k ế, công thức thực nghiệm, liệu nhân dẫn đến sụp đổ cơng trình Khả chịu thí nghiệm lực cấu kiện nói chung cột BTCT nói riêng phụ Abstract: Shear strengh is a crucial parameter in designing reinforced concrete (RC) columns considering the effects of lateral loads such as wind or earhquak e Currently, there are numerous design Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 thuộc vào nhiều yếu tố, kể đến kích thước hình học, chi tiết bố trí cốt thép, đặc trưng vật liệu tải trọng tác dụng Có ba dạng phá hoại phổ biến cột BTCT KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG tác dụng tải trọng ngang, phá hoại uốn, phá (2004), FEMA 273 (1997) hai nghiên cứu điển hoại cắt phá hoại kết hợp uốn-cắt Phá hoại uốn hình Ascheim - Moehle (1992) Sezen - Moehle suy giảm khả chịu lực ngang xuất (2004) Sau đó, cường độ chịu cắt cột tính sau cốt thép dọc chảy dẻo biến dạng uốn toán theo cơng thức Cuối cùng, kết tính bê tông bảo vệ bị bong ra, cốt thép dọc bị oằn tốn cơng thức đánh giá dựa vào bê tông phần lõi bị nén vỡ Phá hoại cắt xảy đại lượng thống kê, bao gồm hệ số xác định sai suy giảm khả chịu tải trọng ngang xuất số quân phương trước cốt thép dọc bị chảy dẻo nguy phá hoại cắt gây vết nứt chéo cột Kiểu phá hoại kết hợp uốn-cắt xảy suy giảm khả Các cơng thức tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT chữ nhật chịu lực hình thành sau cốt thép dọc bị chảy Trong nghiên cứu này, tác giả xem xét dẻo có nguy phá hoại cắt Một điều cơng thức tính tốn cường độ chịu cắt cột lưu ý phá hoại cắt dạng phá hoại không mong 05 tiêu chuẩn thiết kế, bao gồm TCVN 5574 (2018), muốn thiết kế kết cấu BTCT phải ý ACI 318 (2014), CSA (2014), EN 1998-1 (2004), để ngăn ngừa, đặc biệt cơng trình vùng FEMA 273 (1997) Ngồi ra, nghiên cứu điển hình có nguy xảy động đất cơng bố khảo sát Ascheim - Cường độ chịu cắt tham số quan trọng thiết kế cột BTCT, đặc biệt tính tốn có xét đến ảnh hưởng tải trọng ngang gió động đất Hiện tại, có nhiều tiêu chuẩn thiết kế nghiên cứu đề xuất cơng thức tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT Có thể kể đến tiêu chuẩn Moehle (1992) Sezen - Moehle (2004) Lưu ý công thức đề xuất Sezen - Moehle (2004) áp dụng tiêu chuẩn ASCE/SEI 41-06 (2006) [8] Bảng tóm tắt cơng thức sử dụng nghiên cứu Dựa vào công thức bảng này, số nhận xét rút sau: hướng dẫn thiết kế điển hình bao gồm TCVN 5574 - Cơng thức tính tốn khả chịu cắt cấu (2018) [1], ACI 318 (2014) [2], CSA (2014) [3], EN kiện tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574 (2018) 1998-1 (2004) [4] FEMA 273 (1997) [5] Bên cạnh xem xét ảnh hưởng kích thước tiết diện, cường đó, có nhiều nghiên cứu trước đề xuất độ bê tơng, đặc tích cốt thép đai hệ số kể đến cơng thức để tính tốn cường độ chịu cắt cột ảnh hưởng lực dọc ứng suất bê BTCT, ví dụ Ascheim - Moehle (1992) [6] tông; Sezen – Moehle (2004) [7] Tuy nhiên, việc tính tốn - Trong cơng thức ACI 314 (2014), khả theo công thức đề xuất tài liệu vừa nêu chịu cắt phụ thuộc vào kích thước tiết diện cột, đặc cịn có chênh lệch so với kết thí nghiệm tính cốt đai, cường độ chịu nén bê tông khả chịu cắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố lực dọc Trong đó, cơng thức khả chịu cắt cấu phá hoại cắt, đặc tính vật liệu, kích thước CSA (2014) cịn xét đến ảnh hưởng bê tơng hình học, cấu tạo tải trọng [8, 9] Vì vậy, cần thiết nứt dạng phá hoại cắt theo đường chéo (góc phải có nghiên cứu so sánh đánh giá tính tốn nghiêng); cường độ chịu cắt theo tiêu chuẩn nghiên - Công thức EN 1998-1 (2004) bổ sung cứu khác dựa liệu đủ lớn đáng tin cậy thêm ảnh hưởng độ mảnh độ dẻo cột đến Lý vừa nêu động lực để tác giả (2004) xem xét ảnh hưởng tham số độ thực nghiên cứu Một liệu gồm 735 mảnh độ dẻo tính tốn khả chịu cắt thí nghiệm xác định khả chịu cắt cột BTCT Đối với công thức FEMA 273 (1997) Ascheim tiết diện chữ nhật thu thập Bảy cơng thức tính - Moehle (1992), ngồi tham số kích thước tiết tốn khảo sát nghiên cứu này, diện cột, đặc tính cốt đai, cường độ chịu nén có năm tiêu chuẩn thiết kế bao gồm TCVN 5574 bê tơng lực dọc cịn xét thêm tham số độ dẻo (2018), ACI 318 (2014), CSA (2014), EN 1998-1 chuyển vị cột BTCT cường độ chịu cắt cột Tương tự, Sezen - Moehle Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Bảng Tổng hợp công thức tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT theo tiêu chuẩn thiết kế nghiên cứu trước sử dụng nghiên cứu Tài liệu TCVN 5574 (2018) ACI 318 (2014) CSA (2014) EN 1998-1 (2004) FEMA 273 (1997) AscheimMoehle (1992) Cơng thức tính 𝐴 𝑠𝑤 𝑅𝑠𝑤 𝑉 = 𝑛 (𝑏1 𝑅𝑏𝑏ℎ + ℎ0) 𝑠𝑤 𝑛 hệ số kể đến ảnh hưởng lực dọc; 𝑏1 hệ số kể đến ảnh hưởng đặc điểm trạng thái ứng suất bê tông dải nghiêng, lấy 0.3; 𝑅𝑏 cường độ chịu nén tính tốn bê tơng bao gồm hệ số độ tin cậy 𝑐 ; 𝑏 bề rộng tiết diện ngang; ℎ0 chiều cao hữu hiệu tiết diện ngang; ℎ0 = ℎ − 𝑎 (h chiều cao tiết diện, a lớp bảo vệ bêtông); 𝐴 𝑠𝑤 diện tích cốt đai; 𝑅 𝑠𝑤 cường độ chảy dẻo cốt đai; 𝑠𝑤 khoảng cách cốt đai 𝐴 𝑠ℎ 𝑓𝑦ℎ 𝑑 𝑃 𝑉 = 0.166 (1 + ) 𝑏 𝑑√𝑓𝑐′ + 13.8𝐴𝑔 𝑤 𝑠 𝑃 lực nén lên cột; 𝐴𝑔 diện tích tiết diện ngang; 𝑏𝑤 bề rộng tiết diện cột; 𝑑 = ℎ − 𝑐 (h chiều cao tiết diện, c lớp bảo vệ bêtông); 𝑓𝑐′ cường độ chịu nén theo mẫu trụ bêtơng; 𝐴 𝑠ℎ diện tích cốt đai; 𝑓𝑦ℎ cường độ chảy dẻo cốt thép đai; 𝑠 khoảng cách cốt đai 𝐴 𝑠ℎ 𝑓𝑦ℎ𝑑 𝑉 = ( 𝑏𝑤𝑑√𝑓𝑐′ + cot ; 0.25𝑓𝑐′𝑏𝑑) 𝑠 𝑑 = 0.9𝑑; 𝑏 bề rộng tiết diện cột;  hệ số kể đến khả chịu cắt bê tông bị nứt, lấy 0.21;  góc nghiêng ứng suất nén chéo trục đứng cột, lấy 42o 𝑉 = 𝑉𝑝 + 𝑘(𝑉𝑐 + 𝑉𝑤) 𝑎 𝑉𝑐 = 0.16𝑚𝑎𝑥(0.5; 100 𝑙) (1 − 0.16𝑚𝑖𝑛 (5; ))𝐴 𝑐 √𝑓𝑐′ 𝑑 𝐴 𝑉𝑤 = 𝑠𝑤 (𝑑 − 𝑑′)𝑓𝑦𝑤 𝑠 𝐷−𝑥 𝑉𝑝 = 2𝑎 min(𝑃; 0.55𝐴 𝑐 𝑓𝑐′) 𝑥 chiều cao trục trung hòa; 𝑑′ chiều cao lớp cốt thép chịu nén; 𝑘 hệ số xét đến độ dẻo cột; 𝑘 = 1~0.75 µ < 1~6 𝐴 𝑐 = 𝑏𝑤 𝑑, (𝑑 = 0.8ℎ - chiều cao hữu hiệu tiết diện cột); 𝐴 𝑠ℎ 𝑓𝑦ℎ 𝑑 𝑃 𝑉 = 0.29  (𝑘 + )𝑏𝑑√𝑓𝑐′ + 13.8𝐴𝑔 𝑠  hệ số phụ thuộc vào trọng lượng bê tông, lấy 1.0; 𝑘 = 1.0 – yêu cầu độ dẻo thấp; 𝑘 = – yêu cầu độ dẻo trung bình cao 𝐴 𝑠ℎ 𝑓𝑦ℎ 𝑑 𝑃 𝑉 = 0.3 (𝑘 + ) 0.8𝐴𝑔√𝑓𝑐′ + 13.8𝐴𝑔 𝑠 tan(30 0) 𝑘= 4−µ , (1) (2) (3) (4) (5) (6) µ độ dẻo chuyển vị; 𝑑 = 0.8𝐻 0.5√𝑓′ SezenMoehle (2004) 𝑉 = 𝑘 ( 𝑎/𝑑 𝑐 √1 + 𝑃 0.5𝐴𝑔√𝑓𝑐′ ) 0.8𝐴𝑔 + 𝑘 (7) 𝐴𝑠ℎ 𝑓𝑦ℎ 𝑑 𝑠 ; 𝑘 hệ số xét đến độ dẻo cột; µ - độ dẻo chuyển vị; 𝑘 = µ < 2.0; 𝑘 = 0.7 µ > 6.0; 0.7  𝑘 = 1.15 − 0.075µ  1.0 2.0  µ  6.0 𝑎 nhịp cắt, tức khoảng cách từ điểm đặt lực ngang đến chân cột Bộ liệu thí nghiệm sưu tập kích thước tiết diện, tỷ số nén đặc trưng vật liệu Các tác giả sưu tập gồm 735 liệu sử dụng Hình trình bày tham số hình học kết thí nghiệm cột BTCT tiết diện chữ nhật cột, vật liệu sử dụng tải trọng tác dụng lên cột chữ báo công bố từ năm 1979 đến 2021 [9-35] nhật BTCT Lưu ý lực dọc tác dụng lên cột Cần lưu ý liệu bao quát phạm tâm Hình thể phân bố liệu vi rộng tham số đầu vào độ mảnh, tham số đầu vào dạng phá hoại cột BTCT Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG P V h L l H B Hình Đặc trưng hình học, vật liệu tải trọng tác dụng lên cột BTCT chữ nhật 500 Số lượng mẫu Số lượng mẫu 250 200 150 100 50 400 300 200 100 0 Bề rộng tiết diện cột, B (mm) Chiều cao cột, L (mm) 200 Số lượng mẫu Số lượng mẫu 500 400 300 200 100 150 100 50 0 10111213141516 Tỷ số hình dạng, L/B Chiều cao tiết diện cột, H (mm) 500 Số lượng mẫu Số lượng mẫu 300 250 200 150 100 400 300 200 100 50 0 400 350 300 250 200 150 100 50 Số lượng mẫu Số lượng mẫu 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 Hàm lượng cốt thép dọc, l (%) Khoảng cách cốt đai, s (mm) Hàm lượng cốt đai, h (%) 400 350 300 250 200 150 100 50 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Cường độ chịu nén bê tông, f'c (MPa) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 350 300 250 200 150 100 50 500 Số lượng mẫu Số lượng mẫu KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 400 300 200 100 0 200 400 600 800 1000 Cường độ chảy dẻo cốt dọc., fyl (MPa) Cường độ chảy dẻo cốt đai., fyh (MPa) 500 Số lượng mẫu Số lượng mẫu 500 400 300 200 100 400 300 200 100 0 F Lực dọc, P (kN) FS Dạng phá hoại S Hình Phân b ố tham số đầu vào dạng phá hoại cột b ộ liệu Đánh giá tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT theo cơng thức Hình trình bày phân bố kết tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT chữ nhật theo công thức kết thí nghiệm Đường nét đứt thể đường chuẩn 1:1, liệu nằm đường biểu thị kết tính tốn với kết thí nghiệm Kết cho thấy công thức EN 1998-1 (2004) CSA (2014) cho kết tính tốn nằm đường chuẩn 1:1, tức bé so với kết thí nghiệm Độ phân tán kết từ công thức nhỏ so với cơng thức khác Ngồi ra, cơng thức Sezen-Moehle (2004) tiêu chuẩn TCVN 5574 (2018) cho kết hầu hết nhỏ so với thí nghiệm Kết tính tốn từ cơng thức ACI 318 (2014), FEMA 273 (1997) AscheimMoehle (1992) có phân tán lớn, đặc biệt mẫu cột có cường độ chịu cắt lớn 1000 kN Sự sai khác việc xem xét có mặt hệ số phụ thuộc độ dẻo cột ảnh hưởng lực nén chéo cột đến cường độ chịu cắt ACI 318 (2014) TCVN 5574 (2018) 2500 V tính tốn (KN) V tính tốn (KN) 2500 2000 1500 1000 500 2000 1500 1000 500 0 500 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) FEMA 273 (1997) CSA (2014) 2500 V tính tốn (KN) 2500 V tính tốn (KN) 500 2000 1500 1000 500 2000 1500 1000 500 0 500 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 500 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Ascheim & Moehle (1992) EN 1998-1 (2004) 2500 V tính tốn (KN) V tính tốn (KN) 2500 2000 1500 1000 500 2000 1500 1000 500 0 500 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) 500 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) Sezen & Moehle (2004) V tính tốn (KN) 2500 2000 1500 1000 500 0 500 1000 1500 2000 2500 V thí nghiệm (KN) Hình So sánh cường độ chịu cắt kết thí nghiệm cơng thức tính tốn tiêu chuẩn nghiên cứu công b ố Để đánh giá kết tính tốn cường độ chịu cắt lại cột BTCT theo công thức Bảng 1, 𝑅2 = − ( tham số thống kê sử dụng bao gồm hệ số xác ) (8) 𝑅𝑀𝑆𝐸 = √( ) ∑ (𝑡𝑖 − 𝑜𝑖 ) 𝑛 (9) định (𝑅 ) sai số quân phương (𝑅𝑀𝑆𝐸 ) Lưu ý với đường hồi quy; 𝑅 cao cơng thức tính tốn tốt ngược lại Cịn tham số 𝑅𝑀𝑆𝐸 dùng để đại diện cho mức độ chênh lệch (sai số) giá trị tính tốn giá trị thí nghiệm; 𝑅𝑀𝑆𝐸 bé cơng thức tính tốn xác ngược ∑𝑛𝑖=1( 𝑡𝑖 − 𝑜̅ )2 𝑛 giá trị 𝑅 đặc trưng cho phần trăm liệu gần ∑𝑛𝑖=1(𝑡𝑖 − 𝑜𝑖 ) 𝑖=1 đó: 𝑡𝑖 𝑜𝑖 tương ứng kết thí nghiêm tính tốn liệu thứ 𝑖; 𝑛 số lượng liệu; 𝑜̅ giá trị trung bình kết tính toán Bảng Tham số thống kê đánh giá cơng thức tính tốn cường độ chịu cắt TT Cơng thức tính TCVN 5574 (2018) ACI 318 (2014) CSA (2014) EN 1998-1 (2004) FEMA 273 (1997) Ascheim-Moehle (1992) Sezen-Moehle (2004) 𝑅2 𝑅𝑀𝑆𝐸 0.742 0.608 0.680 0.892 0.448 0.476 0.766 165 202 220 163 238 251 185 Min 0.16 0.19 0.18 0.07 0.07 0.21 0.09 Đặc trưng thống kê tỷ số 𝑉𝑡í𝑛ℎ 𝑡𝑜á𝑛 /𝑉𝑡ℎí 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 Max Mean SD 9.59 1.01 0.76 20.88 1.40 1.42 9.88 0.93 0.74 4.84 0.64 0.37 19.62 1.15 1.33 35.78 2.14 2.41 8.51 1.02 0.71 CV 0.75 1.01 0.80 0.57 1.15 1.13 0.69 Bảng trình bày kết tham số thống kê (Mean), độ lệch chuẩn (SD) hệ số biến động (CV) 𝑅𝑀𝑆𝐸 cho cơng thức tính tốn Ngồi ra, Kết tính tốn cho thấy rằng, công thức dự báo đặc trưng thống kê tỷ số cường độ chịu theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 1998-1 (2004) cho khả cắt tính tốn cường độ chịu cắt theo thí nghiệm tính tốn cường độ chịu cắt tốt với giá trị (𝑉𝑡í𝑛ℎ tính tốn để đánh 𝑅 cao (= 0.892) sai số quân phương 𝑅𝑀𝑆𝐸 giá Các đặc trưng thống kê bao gồm giá trị nhỏ nhỏ (= 163 kN) Tiếp theo, cơng thức tính (Min), giá trị lớn (Max), giá trị trung bình tốn Sezen-Moehle (2004), tiêu chuẩn TCV N 𝑅 𝑡𝑜á𝑛 /𝑉𝑡ℎí 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 ) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 5574 (2018) tiêu chuẩn Canada CSA (2014) lần (5) Công thức EN 1998-1 (2004), Sezen- lượt có giá trị 𝑅 0.766, 0.742 0.68 giá trị Moehle (2004), TCVN 5574 (2018) CSA (2014) 𝑅𝑀𝑆𝐸 185 kN, 165 kN 220 kN Ngoài ra, đề xuất ưu tiên sử dụng việc tính tốn điều lưu ý tỷ số 𝑉𝑡í𝑛ℎ cường độ chịu cắt cột BTCT tiết diện chữ nhật 𝑡𝑜á𝑛 /𝑉𝑡ℎí 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 cơng thức nhỏ 1.0, có nghĩa kết tính tốn nhỏ kết thí nghiệm Do đó, cơng thức tính tốn thiên an tồn Trong đó, cơng thức tính toán Ascheim-Moehle (1992), FEMA 273 (1997) ACI 318 (2014) cho kết dự báo với mức độ xác thấp so với 04 công thức vừa nêu Với kết này, công thức tiêu chuẩn Châu Âu EN 1998-1 (2004), nghiên cứu Sezen-Moehle (2004), tiêu chuẩn TCVN 5574 (2018) tiêu chuẩn Canada CSA (2014) đề xuất sử dụng cho việc tính toán cường độ chịu cắt cột BTCT tiết diện chữ nhật Đây ý quan trọng kỹ sư q trình tính tốn thiết kế cột BTCT chữ nhật Kết luận Bài báo trình bày phân tích cơng thức tính tốn theo tiêu chuẩn thiết kế nghiên cứu trước Một số liệu lớn gồm 735 kết thí nghiệm cột BTCT tiết diện chữ nhật sưu tập để đưa vào so sánh đánh giá tính tốn cường độ chịu cắt theo cơng thức khác Các tham số thống kê sử dụng để đánh giá bao gồm hệ số xác định sai số quân phương Một số kết luận rút sau (1) Cường độ chịu cắt cột BTCT phụ thuộc vào đặc trưng tiết diện ngang vật liệu sử dụng, cịn phụ thuộc vào khoảng cách cốt thép đai lực dọc tác dụng lên cột (2) Một số cơng thức tính tốn cường độ chịu cắt xét đến độ dẻo chuyển vị ngang cột (µ) Ngồi tham số kích thước hình học cột vật liệu sử dụng, vai trò hệ số phụ thuộc độ dẻo góc nén chéo lực dọc quan trọng, ảnh hưởng lớn đến kết tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT (3) Qua việc so sánh cường độ chịu cắt cột theo kết thí nghiệm cơng thức thấy cơng thức tiêu chuẩn Châu Âu EN 1998-1 (2004), tiêu chuẩn Canada CSA (2014), nghiên cứu Sezen-Moehle (2004) TCVN 5574 (2018) cho kết thiên an toàn gần với thí nghiệm (4) Kết tính tốn theo công thức ACI 318 (2014), FEMA 273 (1997) Ascheim-Moehle (1992) có độ phân tán lớn so với cơng thức khác Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Bộ Giáo dục Đào tạo khuôn khổ đề tài mã số B2022-TDV09 Các tác giả chân thành cám ơn hỗ trợ TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 5574 (2018) Thiết kế kết cấu b ê tông b ê tông cốt thép Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam ACI-318-14 (2014) “Building code requirements for structural concrete (ACI 318-14) and commentary” American Concrete Institute CSA (2014) “Design of concrete structures (CSA A23 3-14)” Canadian Standards Association, Rexdale, Ontario, Canada EN 1998-1 (2004) Eurocode 8: “Design of Structures for Earthquake Resistance - Part 1: General Rules” Seismic Actions and Rules for Buildings FEMA 273 (1997) “NEHRP guidelines for the seismic rehab ilitation of b uildings” In Federal Emergency Management Agency Washington, D.C, USA Ascheim M., Moehle J (1992) “Shear strength and deformab ility of RC b ridge columns sub jected to inelastic cyclic displacements”, No UCB/EERC-92/04 Sezen, H., Moehle, J P (2004) “Shear strength model for lightly reinforced concrete columns” Journal of Structural Engineering, 130(11), 1692-1703 Azadi Kakavand M R., Sezen H., & Taciroglu E (2021) “Data-driven models for predicting the shear strength of rectangular and circular reinforced concrete columns” Journal of Structural Engineering, 147(1), 04020301 Yu B., Liu S., Li B (2019) “Probabilistic calibration for shear strength models of reinforced concrete columns” Journal of Structural Engineering, 145(5), 04019026 10 ASCE/SEI-41‐06 (2007) “Seismic rehab ilitation of existing b uildings (ASCE/SEI 41-06)” In Seismic Rehabilitation Standards Committee, American Society of Civil Engineers, Reston, VA 11 Ghannoum W, Sivaramakrishnan B, Pujol S, Catlin A, Fernando S, Yoosuf N et al “ACI 369 rectangular column datab ase” Network for Earthquake Engineering Simulation (database), Dataset, DOI 2012;10:D36688J50 12 Belkacem MA, Bechtoula H, Bourahla N, Belkacem AA (2019) “Effect of axial load and transverse reinforcements on the seismic performance of reinforced concrete columns ” Frontiers of Structural and Civil Engineering, 13, 831-851 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 13 Wang D, Li H-N, Li G (2013) “Experimental study on dynamic mechanical properties of reinforced concrete column” Journal of Reinforced Plastics and Composites, 32:1793-806 14 Xiao J, Zhang C (2008) “Seismic behavior of RC columns with circular, square and diamond sections” Construction and Building Materials, 22, 801-810 15 Rodrigues H, Furtado A, Arêde A (2016) “Behavior of rectangular reinforced-concrete columns under biaxial cyclic loading and variable axial loads ” Journal of Structural Engineering, 142, 04015085 16 Melo J, Varum H, Rossetto T (2015) “Experimental cyclic behaviour of RC columns with plain bars and proposal for Eurocode formula improvement” Engineering Structures, 88, 22-36 17 Ho JCM (2012) “Experimental tests on high-strength concrete columns subjected to combined medium axial load and flexure” Advances in Structural Engineering, 15, 1359-1374 18 Wu D, Ding Y, Su J, Li Z-X, Zong L, Feng K (2021) “Effects of tie detailing configurations on reinforcement buckling and seismic performance of high-strength RC columns” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 147, 106791 19 Tran CTN (2010) “Experimental and analytical studies on the seismic b ehavior of reinforced concrete columns with light transverse reinforcement” PhD thesis, Nanyang Technological University Singapore 20 Ou Y-C, Kurniawan DP, Handika N (2013) “Shear behavior of reinforced concrete columns with highstrength steel and concrete under low axial load” ACI Special Pub lication, 293, 1-12 21 Li Y-A, Huang Y-T, Hwang S-J (2014) “Seismic response of reinforced concrete short columns failed in shear” ACI Structural Journal, 111(4), 945 22 Popa V, Cotofana D, Vacareanu R (2014) “Effective stiffness and displacement capacity of short reinforced concrete columns with low concrete quality” Bulletin of Earthquake Engineering, 12, 2705-2721 23 Jin C, Pan Z, Meng S, Qiao Z (2015) “Seismic 10 24 EL-Attar MM, El-Karmoty HZ, EL-Moneim AA (2016) “The behavior of ultra-high-strength reinforced concrete columns under axial and cyclic lateral loads” HBRC Journal, 12, 284-295 25 Eom T-S, Kang S-M, Park H-G, Choi T-W, Jin J-M (2014) “Cyclic loading test for reinforced concrete columns with continuous rectangular and polygonal hoops” Engineering Structures, 67, 39-49 26 Opabola EA, Elwood KJ, Oliver S (2019) “Deformation capacity of reinforced concrete columns with smooth reinforcement” Bulletin of Earthquake Engineering, 17, 2509-2532 27 Goksu C, Yilmaz H, Chowdhury S, Orakcal K, Ilki A (2014) “The effect of lap splice length on the cyclic lateral load behavior of RC members with low-strength concrete and plain bars ” Advances in Structural Engineering, 17, 639-658 28 Zhang Y, Zheng S, Rong X, Dong L, Zheng H (2019) “Seismic performance of reinforced concrete short columns subjected to freeze–thaw cycles” Applied Sciences, 9, 2708 29 Bousias S, Spathis A-L, Fardis MN (2007) “Seismic retrofitting of columns with lap spliced smooth bars through FRP or concrete jackets ” Journal of Earthquake Engineering, 11, 653-674 30 Arani KK, Di Ludovico M, Marefat MS, Prota A, Manfredi G (2014) “Lateral response evaluation of old type reinforced concrete columns with smooth bars” ACI Structural Journal, 111, 827-838 31 Di Ludovico M, Verderame G, Prota A, Manfredi G, Cosenza E (2014) “Cyclic behavior of nonconforming full-scale RC columns ” Journal of Structural Engineering, 140, 04013107 32 Pham TP, Li B (2014) “Seismic performance of reinforced concrete columns with plain longitudinal reinforcing bars ” ACI Structural Journal, 111, 561 33 Zhang J, Cai R, Li C, Liu X (2020) “Seismic behavior of high-strength concrete columns reinforced with highstrength steel bars” Engineering Structures, 218, 110861 34 Dinh NH, Park S-h, Choi K-K (2020) “Seismic performance of reinforced concrete columns retrofitted by textile-reinforced mortar jackets ” Structure and Infrastructure Engineering, 16, 1364-1381 35 Kim C-G, Park H-G, Eom T-S (2019) “Effects of Type of Bar Lap Splice on Reinforced Concrete Columns Subjected to Cyclic Loading” ACI Structural Journal, 116(2), 183-194 behavior of shear-critical reinforced high-strength Ngày nhận b ài: 07/8/2022 concrete columns ” Journal of Structural Engineering, Ngày nhận b ài sửa: 21/8/2022 141, 04014198 Ngày chấp nhận đăng: 23/8/2022 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2022 ... vào dạng phá hoại cột b ộ liệu Đánh giá tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT theo công thức Hình trình bày phân bố kết tính tốn cường độ chịu cắt cột BTCT chữ nhật theo cơng thức kết thí nghiệm... = ℎ −