Luận văn thạc sĩ kĩ thuật tính toán biến dạng của dầm đơn bê tông cốt thép theo tcvn 5574 2012, tiêu chuẩn châu âu en 1992

MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, để đạt hiệu kinh tế yêu cầu mặt kỹ thuật mĩ thuật người ta có xu hướng giảm kích thước tiết diện cấu kiện, sử dụng bê tông cường độ cao dẫn đến việc tăng mức biến dạng kết cấu Biến dạng lớn làm mĩ quan, làm bong tróc lớp ốp trát, làm hỏng trần treo gây tâm lý cho người sử dụng cơng trình Nên việc tính tốn kiểm tra biến dạng cho cấu kiện quan trọng nhằm khống chế khơng vượt giá trị giới hạn quy định Bên cạnh đó, Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép Việt Nam hành TCVN 5574:2012 kiểm tra tính tốn biến dạng cấu kiện bê tông cốt thép đáp ứng yêu cầu thiết kế nhiều yếu tố chưa xem xét, phân tích nhiều cách rõ ràng để đánh giá mức hiệu Ngồi nay, có nhiều cơng trình nước ngồi đầu tư vào nước ta, việc thiết kế tính tốn sử dụng tiêu chuẩn khác phép áp dụng Việt Nam Xuất phát từ thực tế luận văn tác giả chọn đề tài “Tính tốn biến dạng dầm đơn bê tơng cốt thép theo TCVN 5574-2012, tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 ” nhằm giúp cho nhà tư vấn thiết kế lưu ý sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam nước ngồi để tính tốn kiểm tra Mục đích nghiên cứu Mục tiêu tính tốn, đánh giá biến dạng dầm đơn bê tồng cốt thép tiết diện chữ nhật theo trạng thái giới hạn sử dụng, sử dụng bê tông thường với số tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam nước Bằng phương pháp giải tích, so sánh tiêu chuẩn Việt Nam 55742012, tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 ta tính tốn số trường hợp độ võng cho dầm bê tơng cốt thép thường Từ ta thấy biến dạng dầm nằm giới hạn cho phép không gây ảnh hưởng biến dạng mặt thẩm mĩ cho cơng trình Qua đề tài ta nghiên cứu mang tính chất tham khảo cho kỹ sư tham gia thiết kế kết cấu công trình Là tài liệu tham khảo cho cơng tác thiết kế công tác nghiên cứu khoa khoa học Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, tính tốn biến dạng dầm đơn giản bê tông cốt thép áp dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574-2012, tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 Thơng qua kết tính tốn so sánh khác biệt hai mơ hình tính tốn để từ rút yếu tố chưa xem xét, phân tích nhiều cách rõ ràng để đánh giá mức hiệu tiêu chuẩn hành Việt Nam 5574-2012 áp dụng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu, tính tốn biến dạng dầm bê tơng cốt thép áp dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574-2012, tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 Trong phạm vi luận văn thạc sỹ, học viên tập trung vào phương pháp tính tốn biến dạng dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574-2012 tiêu chuẩn Châu ÂU EN.1992-1-1 Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết, dựa vào thuật tốn phân tích kết hợp số phương pháp nghiên cứu giới thiệu trước đó, nhằm mục đích khảo sát ứng xử mơ hình dầm đơn giản với số dạng đặt tải điển hình Bằng cách tính tốn số ví dụ tốn dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574-2012 tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 để đưa kết quả, từ cho ta thấy biến dạng độ võng cơng trình chịu tải trọng có vượt giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn hành hay không Cơ sở khoa học, thực tiễn Sự tăng trưởng nhanh kinh tế nước ta thúc đẩy mạnh mẽ tốc độ phát triển ngành xây dựng số lượng đa dạng loại hình kết cấu Các kết cấu làm nhà cao tầng, nhà nhịp lớn, hệ ngày xuất nhiều Việt Nam nước giới Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) ngày sử dụng rộng rãi có hiệu Tính tốn biến dạng dầm bê tơng cốt thép nhiệm vụ quan trọng công tác thiết kế Trong kiểm tra tính tốn biến dạng cấu kiện bê tông cốt thép; đặc biệt cấu kiện dầm dành nhiều quan tâm công tác nghiên cứu Ngày nay, để đạt hiệu kinh tế yêu cầu mặt kỹ thuật mĩ thuật người ta có xu hướng giảm kích thước tiết diện cấu kiện, sử dụng bê tông cường độ cao dẫn đến việc tăng mức biến dạng kết cấu Biến dạng gồm bề rộng khe nứt độ võng Biến dạng lớn làm mĩ quan, làm bong tróc lớp ốp lát, làm hỏng trần treo gây tâm lý cho người sử dụng cơng trình Nên việc tính tốn kiểm tra biến dạng cho cấu kiện quan trọng nhằm khống chế khơng vượt q giá trị giới hạn quy định Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Việt Nam hành TCVN 5574:2012 kiểm tra tính tốn biến dạng cấu kiện bê tông cốt thép đáp ứng yêu cầu thiết kế nhiều yếu tố chưa xem xét, phân tích cách rõ ràng để đánh giá mức hiệu Ngồi nay, có nhiều cơng trình nước ngồi đầu tư vào nước ta, việc thiết kế tính tốn sử dụng tiêu chuẩn khác phép áp dụng Việt Nam Xuất phát từ thực tế luận văn tác giả chọn đề tài “Tính tốn biến dạng dầm đơn bê tông cốt thép theo TCVN 5574-2012, tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 ” nhằm giúp cho nhà tư vấn thiết kế lưu ý sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam nước ngồi để tính tốn kiểm tra CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH TỐN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ NGUYÊN LÝ CẤU TẠO 1.1 Tổng quan tính tốn kết cấu bê tơng cốt thép theo trạng thái giới hạn nguyên lý cấu tạo áp dụng theo TCVN 5574-2012 Sau có nội lực, tiến hành tính tốn bê tơng cốt thép theo hai loại tốn: kiểm tra tính cốt thép Trong tốn kiểm tra biết kích thược tiết diện bố trí cốt thép, cần kiểm tra xem kết cấu có đủ độ an tồn hay khơng Trong tốn tính cốt thép, xuất phát từ u cầu an toàn kết cấu để xác định lượng cốt thép cần thiết Phương pháp tính tốn bê tơng cốt thép trải qua nhiều giai đoạn Khoảng đầu thể kỷ 20 người ta dung rộng rãi phương pháp ứng suất cho phép mà điều kiện an toàn là: (1.1) Trong đó: - ứng suất nội lực gây ra; - ứng suất cho phép vật liệu Để xác định ứng suất người ta giả thiết vật liệu bê tơng cốt thép làm việc hồn tồn đàn hồi Tính tốn dung số công thức lập Tuy xem bê tông vật liệu hoàn toàn đàn hồi chưa phản ánh làm việc thực tế Vào khoảng kỷ XX số nước chuyển sang dung phương pháp nội lực phá hoại, điều kiện an toàn là: (1.2) Trong đó: Sc - Nội lực tải trọng tiêu chuẩn gây ra; Sgh - Nội lực làm phá hoại kết cấu; k - Hệ số an toàn, thường lấy k = 1,5 ÷ 2,5 Để xác định Sph người ta dựa vào nhiều kết thí nghiệm, xét làm việc thực tế có biến dạng dẻo bê tông cốt thép, lập cơng thức tính tốn cho trường hợp chịu lực khác Phương pháp nội lực phá hoại có tiến phương pháp ứng suất cho phép việc dung hệ số an toàn chung k chưa phản ánh đầy đủ yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy (độ an toàn) kết cấu Hiện toàn giới dung phổ biến phương pháp trạng thái giới hạn (TTGH) Trạng thái giới hạn trạng thái mà từ trở kết cấu khơng thể thỏa mãn yêu cầu đề cho Kết cấu bê tơng cốt thép tính tốn theo hai nhóm: Trạng thái giới hạn thứ trạng thái giới hạn thứ hai 1.1.1 Trạng thái giới hạn thứ Đó trạng thái giới hạn độ bền (độ an tồn) Tính tốn theo trạng thái giới hạn nhằm đảm bảo cho kết cấu không bị phá hoại, khơng bị ổn định, khơng bị hư hỏng mỏi (với kết cấu chịu tải trọng trùng lặp, rung động) chịu tác dụng đồng thời yếu tố lực ảnh hưởng bất lợi môi trường Tính tốn khả chịu lực theo điều kiện: S Sgh (1.3) Trong đó: S - Nội lực bất lợi tải trọng tính tốn gây ra; Sgh - Khả chịu lực kết cấu làm việc trạng thái giới hạn Khả phụ thuộc vào kích thước tiết diện, số lượng cốt thép, cường độ tính tốn bê tơng cốt thép Biểu thức cụ thể Sgh ứng với trường hợp chịu lực khác (uốn, cắt, nén, kéo, xoán,…) đồng thời biểu thức (1.3) điều kiện vận dụng cho loại toán khác 1.1.2 Trạng thái giới hạn thứ hai Đó trạng thái giới hạn điều kiện làm việc bình thường TÍnh tốn theo trạng thái giới hạn nhằm đảm bảo cho kết cấu khơng có khe nứt biến dạng mức cho phép theo điều kiện: acrc f agh fgh (1.4a) (1.4b) Trong đó: acrc , f - Bề rộng khe nứt biến dạng kết cấu tải trọng tiêu chuẩn gây ra; agh , fgh - Giới hạn cho phép bề rộng khe nứt biến dạng để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường Lấy agh , fgh theo quy định tiêu chuẩn thiết kế Thông thường agh = 0,05 ÷ 0,4 mm; độ võng giới hạn dầm ( ) nhịp dầm Việc thành lập công thức để xác định acrc , f quy định chi tiết agh , fgh phần sau Tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ hai bao gồm phần việc sau: - Tính tốn hình thành khe nứt Nội dung việc tính tốn xác định khả chống nứt cấu kiện (còn gọi nội lực làm xuất khe nứt tiết diện) Nếu nội lực tải trọng sử dụng gây không vượt khả chống nứt cấu kiện khơng bị nứt - Tính tốn mở rộng khe nứt Nội dung việc tính tốn xác định bề rộng khe nứt tiết diện thẳng góc tiết diện nghiêng sau so sánh với bề rộng khe nứt giới hạn ghi tiêu chuẩn thiết kế Nếu giá trị bề tộng khe nứt tính khơng vượt q giá trị giới hạn đạt yêu cầu an tồn - Tính tốn khép kín khe nứt Các khe nứt tồn thường xuyên (do tải trọng thường xuyên tác dụng dài hạn gây ra) nguy hiểm cốt thép góc độ bị ăn mòn (gỉ) Nếu sau tải trọng tạm thời dỡ bỏ, khe nứt khép lại đạt u cầu an tồn - Tính tốn biến dạng cấu kiện Nội dung việc tính tốn xác định chuyển vị cấu kiện so sánh với chuyển vị giới hạn ghi tiêu chuẩn thiết kế Nếu giá trị chuyển vị tính tốn khơng vượt q chuyển vị giới hạn đạt u cầu an tồn 1.2 Tổng quan tính tốn kết cấu bê tơng cốt thép theo trạng thái giới hạn nguyên lý cấu tạo áp dụng theo Tiêu chuẩn Châu Âu – Eurocode EN 192-1-1 Nhiệm vụ việc thiết kế thi công kết cấu xây dựng làm cho kết cấu phục vụ yêu cầu sử dụng Muốn vậy, trước hết kết cấu phải đủ độ bền, không xảy đổ vỡ, sau phải thỏa mãn yêu cầu để cho suốt q trình sử dụng Nói kết cấu xây dựng đến trạng thái giới hạn tức kết cấu tình trạng ranh giới, q chút khơng sử dụng bị đổ vỡ, biến dạng mức hay nứt mức Người ta phân biệt hai trạng thái giới hạn trạng thái giới hạn cường độ, hay gọi trạng thái giới hạn thứ trạn thái giới hạn sử dụng, hay gọi trạng thái giới hạn thứ hai 1.2.1 Trạng thái giới hạn cường độ Tính tốn theo trạng thái cường độ đảm bảo cho kết cấu không bị đổ vỡ tác dụng tải trọng tác độ với mức độ an toàn Có thể biểu diễn điều kiện cường độ sau: Ed Rd (1.5) Trong đó: Ed - Nội lực tính tốn có khả xuất lớn tiến diện tính tốn, có phân biệt giá trị âm dương nội lực đó; Sgh - Khả chịu lực bé tiết diện đạng xét, phù hợp với dấu Ed Nội lực thiết kế phụ thuộc vào sơ đồ tính tốn kết cấu giá trị tải trọng (hoặc tác động) có xét đến hệ số an tồn tổ hợp tải trọng kết cấu Khả chịu lực tiết diện phụ thuộc vào kích thước tiết diện, lượng cốt thép đặt đó, cường độ vật liệu có xét đến hệ số an toàn 1.2.2 Trạng thái giới hạn sử dụng Trạng thái giới hạn sử dụng xem xét mặt sau: - Biến dạng (chuyển vị): Biến dạng dầm lớn làm nứt trần, mỹ quan Biến dạng khung lớn gây nứt nẻ tường chèn, gây nứt nẻ lớp ốp, - Khe nứt: Khe nứt gây rị rỉ, thấm dột, ảnh hưởng đến độ bền lâu dài cốt thép, - Độ bền lâu liên quan đến tuổi thọ u cầu điều kiện sử dụng cơng trình Ngồi ra, cịn kể thêm trạng thái giới hạn chấn động, mỏi, cháy, động đất Người ta cịn phân biệt trạng thái giới hạn có phục hồi trạng thái giới hạn khơng phục hồi Có phục hồi tức sau tác động gây nguy hiểm chấm dứt, khơng cịn hậu ảnh hưởng đến yêu cầu sử dụng Không phục hồi tức sau tác động gây nguy hiểm chấm dứt, để lại hậu vượt yêu cầu sử dụng quy định Điều kiện an toàn tính theo trạng thái giới hạn sử dụng biểu diễn sau: Ed Cd (1.6) Trong đó: Ed – Giá trị tính tốn tiêu chí sử dụng (ví dụ độ võngm bề rộng khe nứt, ) tính tốn theo tổ hợp tải trọng tương ứng; Cd - Giá trị giới hạn tiêu chí sử dụng CHƢƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA BIẾN DẠNG CHO DẦM ĐƠN GIẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN 5574-2012, TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU EN.1992-1-1 2.1 Tính tốn kiểm tra biến dạng cho dầm đơn giản bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn sử dụng áp dụng theo TCVN 55742012 2.1.1 Nguyên tắc chung Ngày nay, để đạt hiệu kinh tế, kỹ thuật mỹ thuật Nguời ta có xu hướng giảm kích thước tiết diện kết cấu, sử dụng vật liệu (bê tơng cốt thép) có cường độ cao Điều dẫn đến việc tăng mức biến dạng (độ võng, chuyển vị ngang) kết cấu Biến dạng lớn ảnh hưởng đến việc sử dụng kết cấu cách bình thường: làm mỹ quan, làm bong lớp ốp, trát, làm hỏng trần treo gây tâm lý sợ hãi cho người sử dụng Vì phải tính tốn biến dạng khống chế khơng đuợc vuợt q giá trị giới hạn quy định Độ võng giới hạn số cấu kiện cho phụ lục 13 Cần lưu ý biến dạng giới hạn kết cấu (chuyển vị ngang đỉnh nhà, cao tầng, chuyển vị ngang tương đối hai sàn tầng tầng dưới, ) quy định tài liệu riêng Độ võng tính tốn theo tải trọng tác dụng kết cấu làm việc điều kiện bình thường, tức ứng với độ tin tải trọng f = 1,0 Trường hợp có vượt tải thời, độ võng tăng lên thời giảm tải trọng trở lại bình thường Bảng - Tải trọng hệ số độ tin cậy tải trọng f Cấp chống Tải trọng hệ số độ tin cậy f tính tốn theo điều kiện hình thành vết nứt mở rộng vết nứt nứt kết cấu ngắn hạn dài hạn Khép kín vết nứt bê tơng cốt thép Tải trọng thường xuyên; tải trọng tạm thời dài hạn tạm - - - thời ngắn hạn với f > 1,0* Tải trọng thường xuyên; tải trọng tạm thời dài hạn tạm thời ngắn hạn với f > 1,0* (tính tốn để làm rõ cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện không mở rộng vết nứt ngắn hạn khép kín Tải trọng thường xuyên; Tải tải trọng tạm thường xuyên; thời dài hạn trọng tải trọng tạm - tạm thời ngắn thời dài hạn hạn với f = với f = 1,0* 1,0* chúng) Tải trọng thường xuyên; tải trọng tạm Tải thời dài hạn tạm thời ngắn hạn với f = 1,0* (tính tốn để làm trọng thường xun; Như rõ cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện mở rộng vết nứt) * Hệ số lấy tính tốn theo độ bền tải trọng tạm thời dài hạn với f = 1,0* - xác định dựa độ võng dầm tác dụng ngắn hạn toàn tải trọng, độ võng tác dụng ngắn hạn tải trọng dài hạn độ võng tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn Về khả chống nứt dầm có tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 tính tốn có xét đến diện tích cốt thép chịu nén - Theo tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1: Tại vùng nén bê tông đạt tới biến dạng giới hạn (khoảng 0,035), vùng biến dạng cốt thép hạn chế với yêu cầu ứng suất không vượt 0,8fc Do biểu đồ ứng suất bê tơng vùng nén đạt giới hạn biến dạng (hình 2.8) Khi tính tốn mơmen kháng nứt dầm dựa giá trị cường độ chịu kéo bê tông fctm không xét đến cốt thép Ảnh hưởng cốt thép chịu nén đến độ võng dầm xác định dựa độ võng trung bình tải trọng độ võng trung bình co ngót - Ngồi khác biệt mơ hình tính tốn hạn chế độ nứt độ cong (độ võng) theo yêu cầu sử dụng tiêu chuẩn có khác nên kết tính tốn cuối khác (được thể rõ chương – ví dụ tính tốn) CHƢƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TỐN 3.1 Thiết kế tính tốn độ võng dầm đơn giản Xét dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố với số liệu sau: l = 10 m; b x h = 30 x 70 cm; tĩnh tải tính tốn tính tốn = 28,938 kN/m; hoạt tải = 36 kN/m Cấp bền bê tơng B30, nhóm cốt thép AIII Hình Minh họa ví dụ 3.1.1 Tính tốn cốt thép dầm theoTiêu chuẩn TCVN 5574-2012 Rb = 17 MPa; Rsc = Rs = 365 MPa Tĩnh tải tính tốn = 28,938 kN/m Hoạt tải tính tốn = 36 kN/m Tổng tải trọng tính tốn: = + = 64,938 kN/m =811,725 kNm Giả thiết a = cm, tính h0 = 70 – = 65 cm Tra bảng với cốt thép AIII, bê tông B30: ( √ ) ( √ )=0,981 = 0,15% cm2 Chọn lại Chọn 18: As = 10,18 cm2 cm2 ( Theo cấu tạo, chọn 18) 3.1.2 Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode fck = 25 MPa; fyd = 347,8 MPa Tĩnh tải tính tốn = 28,938 kN/m Hoạt tải tính tốn = 36 kN/m Tổng tải trọng tính tốn: = + = 64,938 kN/m =811,725 kNm Giả thiết d = 65 cm a’ = cm Do phải đặt cốt thép kép Để tận dụng hết khả chịu nén bê tơng ta chọn: x = 0,45 d = 0,45 65 = 29,25 cm z = zbal = 0,82 d = 0,82 65 = 53,3 cm a’/x = 5/29,25 = 0,1709 < 0,38 nên fsc = fyd = 347,8 MPa Bảng Kết tính tốn cốt thép chịu kéo chịu nén Tiêu chuẩn (cm2) (cm2) TCVN 5574-2012 Eurocode 1992-1-1 3.2 5,61 2,76 Tính tốn độ võng dầm đơn giản Xét dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố với số liệu sau (lấy theo số liệu trên): l = 10 m; b x h = 30 x 70 cm; Cốt thép chịu kéo As = 10,18 cm2; cốt thép cm2; h0 = 65 cm; a’ = cm; tĩnh tải tiêu chuẩn chịu nén kN/m; hoạt tải tiêu chuẩn = 30 kN/m Cấp bền bê tơng B30, nhóm cốt thép AIII 3.2.1 Theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 Tra số liệu phụ lục: Rb.ser=22Mpa; Rbt.ser=1,8Mpa; Eb=32,5x103Mpa; Ea =20x104Mpa ( ) =703,838 kNm Momen lớn tĩnh tải gây ra: =328,838 kNm a) Kiểm tra khả xảy khe nứt - Tính khả chống nứt Mcrc=Rbt.ser Wpl Wpl = ( ) Tính Tính: Ared = bh + = = 6,15 Ared = 300x700 + 6,15(1018+509) = 219391,05 mm2 ( ) x = ξ = 0,508x650 = 330,300 mm =10,91 x Iso = As(h-x-a)2 = 1018 = = 509 = 104,048.106 mm4 =39,992 x 106 mm4 = 26,307 mm3 Sbo = Do đó: Wpl = = mm3 Mcrc = 1,8 x 25,353 x 106 = 45,636 x 106 Nmm = 45,636 kNm Mcrc < Mc = 703,838 kNm Do dầm bị nứt phạm vi rộng b) Tính độ cong nhịp tác dụng ngắn hạn toàn tải trọng - Tính cấu kiện chịu uốn: bê tông nặng ( ) Với v=0,45 tải trọng tác dụng ngắn hạn: ( ( ) ) - Tính Ab.red: Ab.red=( )bh0 =( - Tính z tiết diện chữ nhật )300.650 =24921mm2 z=[ ] ( - Tính ) * + với Lấy - Tính với ( ) ( ) (1/mm) c) Tính độ cong nhịp tác dụng ngắn hạn tải trọng dài hạn Với giá trị - Tính cấu kiện chịu uốn: bê tông nặng ( ) - Tính Ab.red: Ab.red=( )bh0 =( - Tính z tiết diện chữ nhật )300.650 =31161mm2 z=[ ] ( - Tính ) * + với Lấy - Tính với ( ) ( ) (1/mm) d) Tính độ cong nhịp tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn Với giá trị - Tính cấu kiện chịu uốn: bê tông nặng ( ) Với v=0,45.1,25=0,1875 tải trọng tác dụng dài hạn độ ẩm môi trường vượt 75%: ( ) - Tính Ab.red: Ab.red=( )300.650 =34671mm2 )bh0 =( - Tính z tiết diện chữ nhật z=[ ] ( - Tính ) * + với Lấy - Tính với ( ) ( ) (1/mm) e) Độ cong tồn phần (1/mm) f) Tính độ võng dầm tiết diện nhịp f= ( ) 3.2.2 Theo tiêu chuẩn Châu Âu EN.1992-1-1 Cấp bên bê tông C25/30 nhóm cốt thép S400, ta có fck = 25 MPa; fyd = 347,8 MPa; fctm = 2,6 MPa Ecm = 31000 MPa; Es = 20 104 MPa a) Khả kháng nứt tiết diện:  Mcr= = 63,7 kNm < Mc =703,838 kNm  Tiết diện bị nứt b) Tính độ cong trung bình dầm [ ] =0 [ ] =0 Nhận giá trị x = 140,45mm Ec,eff = ( MPa ) ae = =3,603x1010 mm4 ( ) (1/mm) = =5,296.109mm4 ( ) (1/mm) với Tính độ cong trung bình cấu kiện: ( ) ( ) (1/mm) c) Tính độ cong trung bình dầm co ngót Biến dạng co ngót tự Tính mơ men qn tính tĩnh S: ( ) (1/mm) ( ) (1/mm) ( ) ( ) = (1/mm) d) Độ cong dầm (1/mm) e) Độ võng lớn dầm = =15,91 mm Từ kết ta có bảng kết so sánh kết tính tốn mơmen kháng nứt độ võng Bảng Kết tính tốn mơmen kháng nứt độ võng Tiêu chuẩn Mô men kháng nứt (kNm) Độ võng (mm) TCVN 5574-2012 45,636 14 Eurocode 1992-1-1 63,7 15,91 So sánh tỷ lệ kết 39,5% 10,6% Eurocode 19921-1 với 5574-2012 TCVN 3.3 Nhận xét tính tốn theo tiêu chuẩn 3.3.1 Điều kiện tính tốn a) Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 - Khống chế chiều cao bê tông chịu nén để tận dụng hết khả chịu nén bê tông ứng suất cốt thép chịu nén đạt tới giá trị Rsc: hoặc b) Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 1992-1-1 - Khống chế chiều cao vùng bê tông chịu nén để tận dụng hết khả chịu nén bê tông ứng suất cốt thép chịu nén đạt tới trị số fyd: c) Kết ví dụ - Qua thí dụ cho thấy momen kháng nứt theo tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 1992-1-1 so với tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 tăng lên 39,5% độ võng tăng 10,6% Như thiên an tồn ta nên dùng TCVN 5574-2012 với việc tính toán theo theo cường độ ( trạng thái giới hạn thứ nhất) Hơn theo TCVN 5574-2012, giá trị cường độ nén bê tông lấy theo cường độ lăng trụ khoảng 0,78 cường độ nén theo khơi lập phương chuẩn 15x15x15cm Cịn theo tiêu chuẩn Châu Âu lấy theo mẫu trụ tròn để xác định cường độ nén mô đun biến dạng bê tông 3.3.2 Ảnh hưởng cốt thép chịu lực vùng nén đến độ võng dầm a) Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 - Khi tính tốn mơmen kháng nứt dầm có xét đến cốt thép mômen kháng uốn - Ảnh hưởng cốt thép chịu nén đến độ võng dầm xác định dựa độ võng dầm tác dụng ngắn hạn toàn tải trọng, độ võng tác dụng ngắn hạn tải trọng dài hạn độ võng tác dụng dài hạn tải trọng dài hạn b) Tiêu chuẩn Châu âu Eurocode 1992-1-1 - Khi tính tốn mơmen kháng nứt dầm dựa giá trị cường độ chịu kéo chủa bê tông fctm không xét đến cốt thép - Ảnh hưởng cốt thép chịu nén đến độ võng dầm xác định dựa độ võng trung bình tải trọng độ võng trung bình co ngót 3.3.3 Nhận xét - Về khả chống nứt dầm: Chỉ có tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 tính tốn có xét đén diện tích cốt thép chịu nén - Về độ võng dầm: Việc bố trí cốt thép chịu nén làm tăng độ cứng chống uốn dầm, làm giảm độ võng, nhiên hiệu không lớn so với lượng thép chịu nén phải bố trí KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận - Qua nghiên cứu Chương 1, chương chương 3, tiêu chuẩn có nhiều khác xác định biến dạng cấu kiện chịu uốn + Lý thuyết: Sự khác cách xác định đặc trưng học bê tơng ví dụ như: cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo, mô đung đàn hồi, độ co ngót,… + Theo mẫu thí nghiệm phá hoại: Độ bền bê tông theo tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode có kích thước 150x300mm, mác bê tông theo tiêu chuẩn Việt Nam xác định theo mẫu khối vng 15x15x15 cm Theo đó, giá trị cường độ nén bê tông lấy theo cường độ lăng trụ khoảng 0,78 cường độ nén theo khối lập phương chuẩn 15x15x15cm + Thực tế cho kết tính momen kháng nứt theo tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 1992-1-1 so với tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 tăng lên 39,5% độ võng tăng 10,6% - Thiên an tồn ta nên dùng TCVN 5574-2014 với việc tính toán theo theo cường độ ( trạng thái giới hạn thứ nhất) Như phân tích mục theo TCVN 5574-2012, giá trị cường độ nén bê tông lấy theo cường độ lăng trụ khoảng 0,78 cường độ nén theo khôi lập phương chuẩn 15x15x15cm Còn theo tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 192-1-1 lấy theo mẫu trụ tròn để xác định cường độ nén mô đun biến dạng bê tông - Khi phải giảm chiều cao dầm theo yêu cầu kiến trúc, bố trí cốt kép để đảm bảo khả chiu lực dầm, nhiên cần lưu ý đến việc kiểm tra điều kiện làm việc cấu kiện giai đoạn sử dụng - Khi bố trí cốt thép chịu nén cần quan tâm đến điều kiện đảm bảo làm việc đồng thời bê tông vùng nén cốt thép Trong Tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 chưa đề cập cụ thể đến hạn chế hàm lượng cốt thép chịu nén - Khi xét đến cốt thép đặt vùng nén dầm độ cứng chống uốn dầm tăng lên độ võng dầm giảm, nhiên hiệu không lớn so với lượng cốt thép chịu nén phải bố trí 4.2 Kiến nghị Nên xem xét giải pháp tăng đồng thời bề rộng dầm bố trí cốt thép vùng nén để đạt hiệu kinh tế cao 4.3 Hƣớng phát triển đề tài Nghiên cứu cách tính tốn so sánh cho loại dầm: Liên tục, dầm có chiều rộng xấp xỉ hay lớn chiều cao ( dầm bẹt) bê tông cốt thép đặt cốt đơn, côt thép kép theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 so với Tiêu chuẩn Eurocode 1992-1-1 theo uốn cắt Để từ có kết luận toàn diện DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2006), Kết cấu bê tơng cốt thép, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Trung Hoà (2006), Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn Châu Âu EUROCODE EN 1992-1-1, Dịch giải, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (2012), TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội PGS TS Phan Quang Minh, GS TS Ngô Thế Phong, (2015), Kết cấu bê tong cốt thép – thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Tiếng Anh Eurocode 2, Design of concrete structures