Tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép theo các tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 55742012; Eurocode 2 và ACI 318-2002)

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hải Phòng, ngày 14 tháng năm 2015 Tác giả KS Phạm Tuấn Hiệp LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc PGS.TS Hà Xuân Chuẩn tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu động viên tác giả trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo, cán Viện đào tạo sau đại học Trường Đại học Hàng hải Việt Nam bạn đồng nghiệp giúp đỡ, dẫn tận tình trình hoàn thành luận văn này! MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 Chữ viết tắt Giải thích M Mômen uốn Q Lực cắt Rb Cường độ chịu nén tính toán bê tông Rbt Cường độ chịu kéo tính toán bê tông Rsw Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ngang Rsc Cường độ chịu nén tính toán cốt thép Eb Mô đun đàn hồi bê tông Es Mô đun đàn hồi cốt thép b Chiều rộng tiết diện chữ nhật h Chiều cao tiết diện chữ nhật Khoảng cách từ hợp lực cốt thép tương ứng với S S' đến biên gần tiết diện Chiều cao làm việc tiết diện a, a' h0, h'0 x Chiều cao vùng bê tông chịu nén ξ Chiều cao tương đối vùng bê tông chịu nén, x/h0 s Khoảng cách cốt thép đai theo chiều dài cấu kiện Bán kính quán tính tiết diện ngang cấu kiện trọng tâm tiết diện Đường kính danh nghĩa cốt thép i d As, A's As,inc Là diện tích tiết diện cốt thép chịu kéo chịu nén Diện tích tiết diện cốt thép xiên µ Hàm lượng cốt thép A Diện tích toàn tiết diện ngang bê tông Ab Diện tích tiết diện vùng bê tông chịu nén Mô men quán tính tiết diện bê tông trọng tâm tiết diện cấu kiện I DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode Chữ viết tắt Giải thích E Mô đun đàn hồi F Tải trọng (tác động) G Tải trọng thường xuyên I Mô men quán tính M Mô men uốn Q Tải trọng tạm thời T Mô men xoắn V Lực cắt b Chiều rộng tiết diện ngang d e Chiều cao làm việc tiết diện Khoảng cách từ mép bê tông chịu nén tới trọng tâm cốt thép chịu nén Độ lệch tâm h Chiều cao tiết diện mặt phẳng uốn i Bán kính quán tính k Hệ số l Chiều dài nhịp s Khoảng cách cốt đai t Chiều dày x Khoảng cách từ mép bê tông chịu nén tới trục trung hòa Ac Diện tích tiết diện ngang bê tông As Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu kéo A’s Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu nén Asw Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu cắt (cốt đai, xiên) Es Mô đun đàn hồi cốt thép a’ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Tiêu chuẩn ACI 318-2002 Chữ viết tắt Giải thích Mu Es Mômen ngoại lực tác dụng từ tổ hợp lực tính toán Khả chịu lực cấu kiện , xác định từ điều kiện cụ thể tiết diện Mômen lớn dọc theo trục dầm Mô men quán tính trục qua trọng tâm tiết diện trường hợp tiết diện khe nứt Mô đun đàn hồi cốt thép Ec Mô đun đàn hồi bê tông εs Biến dạng cốt thép chịu kéo ' εs Biến dạng cốt thép chịu nén f 'c Cường độ chịu nén bê tông fr Cường độ chịu kéo bê tông fy Cường độ chịu kéo cốt thép a Chiều cao vùng bê tông chịu nén Khoảng cách từ mép biên vùng nén tới lớp thép chịu kéo Khoảng cách từ mép biên vùng nén tới thép chịu kéo Mn Ma Icr d d’ b φ Bề rộng tiết diện ngang ρ Hàm lượng cốt thép As, A’s Hệ số giảm độ bền cấu kiện Diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu kéo chịu nén DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 2.1 Giá trị hệ số 25 3.1 Kết tính toán cốt đai dầm 50 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tính toán khả chịu cắt cốt đai 55 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình Tên hình Trang 1.1 Các loại tiết diện ngang dầm bê tông cốt thép 1.2 Các loại cốt thép dầm 1.3 Ứng suất dầm đồng chất 1.4 Quỹ đạo ứng suất dầm đồng chất 1.5 Sự làm việc dầm chịu tải trọng 1.6 Phá hoại dầm bê tông cốt thép mô men uốn 1.7 Phá hoại dầm bê tông cốt thép ứng suất kéo 1.8 Phá hoại dầm bê tông cốt thép lực cắt 1.9 Phép tương tự giàn 10 1.10 11 2.2 Cân giàn với góc nghiêng 45° Quan hệ ứng suất - biến dạng bê tông vùng nứt chịu nén Lý thuyết miền nén cải tiến- Cân theo trị số ứng suất trung bình Cân theo ứng suất cục vết nứt Sơ đồ nội lực tiết diện nghiêng với trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép tính toán độ bền chịu lực cắt Sơ đồ tính toán cốt đai 2.3 Vị trí lớp cốt xiên dầm 31 2.4 Các mặt cắt nghiêng dùng để tính toán cốt xiên 31 2.5 Mô hình dàn ảo 33 2.6 Sơ đồ tính toán cốt đai 34 2.7 Bố trí thép đai dầm bê tông cốt thép 40 3.1 Sơ đồ tải trọng ví dụ 45 1.11 1.12 1.13 2.1 16 19 19 24 27 MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Vì cường độ chịu kéo bê tông nhỏ nhiều so với cường độ chịu nén, nên tải trọng tăng lên vị trí có ứng suất kéo lớn hình thành vết nứt, để hạn chế nguy dầm bị phá hủy cần phải bố trí cốt thép dọc chịu kéo Mặt khác, trình chịu tải, vị trí có lực cắt lớn dầm xuất ứng suất kéo xiên gây vết nứt xiên Sự phá hoại kết cấu bê tông cốt thép lực cắt thường đột ngột xuất vết nứt nghiêng, tiết diện cần tính toán có đủ khả chịu cắt không đạt đến trạng thái giới hạn khả chịu cắt Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Việt Nam hành TCVN 5574:2012 tính toán cốt thép khả chịu cắt dầm BTCT đáp ứng yêu cầu thiết kế Hiện giới có nhiều tiêu chuẩn thiết kế khác dùng để tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, để làm rõ khác tiêu chuẩn ứng dụng vào công tác thiết kế; đề tài: “Tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 5574:2012; Eurocode ACI 318-2002)” cần thiết có ý nghĩa thực tế Mục đích nghiên cứu Luận văn nghiên cứu tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 5574:2012, Eurocode ACI 318-2002) Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Dầm bê tông cốt thép - Phạm vi nghiên cứu: Cốt thép chịu cắt Phương pháp nghiên cứu Dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, kế thừa, chuyên gia thực nghiệm tính toán thực tế Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Nhận xét đặc điểm tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn thiết kế - So sánh kết tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn thiết kế (Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012; Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-2002); - Là tài liệu tham khảo cho sinh viên, cán nghiên cứu cho công tác thiết kế kết cấu nói chung 10 p (kN/m) h g (kN/m) A B D C L L L b Q PB QA Q BT Hình 3.2 Biểu đồ nội lực dầm Q A = 0,4qL = 0,4 x 35 x 4,5 = 63 (kN) QTB = 0,6qL = 0,6 x 35 x 4,5 = 94,5 (kN) Q PB = 0,5qL = 0,5 x 35 x 4,5 = 78,75 (kN) ⇒ Q max = QTB = 94,5 (kN) - Chọn a = cm, ho = 45 - = 42 cm - Kiểm tra khả chịu ứng suất nén bụng dầm: Q max ≤ 0,3R b bh o 94500 (N) ≤ 0,3.8,5.220.420 = 235620 (N) Vậy dầm đủ khả chịu ứng suất nén - Tính toán cốt đai: dầm chịu tải trọng phân bố đều, ta có: q sw q sw = Q2 = − (q − 0,5p) 4,5R bt bh o 0,75 945002 − (35 − 0,5.15) 4,5.0,75.220.420 0,75 q sw = 31,52 (N / mm) - Tính qsw,min theo (2.42): q sw,min = 0,25R bt b = 0,25.0,75.220 = 41,25 (N/ mm) q sw,min = 41,25 (N/ mm) > q sw = 31,52 (N/ mm) 60 Vậy tính toán cốt đai theo qsw = 41,25 (N/mm) - Kiểm tra Co với qsw = 41,25 (N/mm): 1,5R bt bh o2 Co = 0,75q sw + q − 0,5p 1,5.0,75.220.4202 Co = = 864,4 (mm) 0,75.41,25 + 35 − 0,5.15 Co = 864,4 (mm) > 2h o = 840(mm) Lấy Co = 2ho = 840 (mm) - Tính qsw với C = 840 (mm): 1,5R bt bh o2 Q DB = + (0,75q sw + q − 0,5p).c c Q DB = 1,5R bt bh o2 + (0,75q sw + q − 0,5p).2h o 2h o Cho Qmax = QDB, suy ra: Q− q sw = q sw 1,5R bt bh o2 − (q − 0,5p).2h o 2h o 1,5h o 1,5.0,75.220.420 94500 − − (35 − 0,5.15).2.420 2.420 = 1,5.420 q sw = 30,83 (N / mm) - Chọn cốt đai ϕ6, số nhánh n = 2: + Diện tích lớp cốt đai: A sw = nπφ2 2.3,14.62 = = 56,52 (mm ) 4 + Khoảng cách lớp cốt đai theo tính toán: Stt = R sw A sw 175.56,52 = = 320,8 (mm) q sw 30,83 61 + Khoảng cách lớn lớp cốt đai: Smax R bt bh o2 0,75.220.420 = = = 308(mm) Q 94500 + Khoảng cách lớp cốt đai theo cấu tạo: 0,5h o = 0,5.420 = 210 (mm) Sct =  300 (mm) Chọn Sct = 200 (mm) + Khoảng cách lớp cốt đai: S = min{Stt; Smax; Sct} = 200 (mm) Vậy bố trí cốt đai ϕ6, nhánh, khoảng cách S = 200 (mm) 3.1.2 Tiêu chuẩn ACI 318 - 2002 - Quy đổi đơn vị ví dụ phù hợp với tiêu chuẩn ACI 318 2002 : + Kích thước tiết diện: b = 220 mm = 8,66 in ; h = 450 mm = 17,72 in; h o = 420 mm = 16,54 in; + Bê tông: f c, = 8,5 MPa = 1232,5 psi + Cốt thép: f y = 175 MPa = 25375 psi - Giá trị lực cắt Qmax = Vu = 94500 (N) = 21246 (lb) - Tính lực cắt bê tông chịu Vc : Vc = 2λ f c' b w d = 2.1 1232,5.8,66.16,54 Vc = 11951 (lb) - Kiểm tra điều kiện chịu lực mặt cắt: (8 + 2)λ f c' b w d = 10 1232,5.8,66.16,54 = 59756 (lb) - Lực cắt tính toán tác dụng lên tiết diện : 62 Vn = Vu 21246 = = 24995 (lb) φ 0,85 < 59756 (lb) Suy ra, thỏa mãn yêu cầu - Ta có : Vu = 21246 (lb) > φVc = 0,85.11951 = 10158 (lb) Suy cần phải tính toán bố trí cốt thép đai - Chọn cốt đai thép ϕ8, đai nhánh, diện tích nhánh đai 50,24mm2: A v = 2.50,24 = 100,48 (mm ) = 0,156(in ) - Tính khoảng cách cốt đai: s= A vf yd (Vu / φ) − Vc = 0,156.25375.16,54 = 5,02 (in) = 127,5 (mm) (21246 / 0,85) − 11951 - Khoảng cách cốt đai lớn nhất: Xét: Vn − Vc = 24995 − 11951 = 13044 (lb) 4b w d f c, = 4.8,66.16,54 1232,5 = 23902 (lb) Vn − Vc < 4bw d f c, Suy ra: Vậy: s max = d 16,54 = = 8, 27 (in) < 24 (in) 2 Vậy bố trí cốt đai thép ϕ8 , đai nhánh, khoảng cách s = 5,02 (in) (127,5 mm) 3.1.3 Tiêu chuẩn Châu âu EUROCODE - - Bê tông nặng quy đổi sang tiêu chuẩn EUROCODE - có: f ck = 8,5 (MPa), f ctk = 0,75 (MPa) - Cốt thép: f yk = 225 (MPa),f yd = 175 (MPa) 63 - Lực cắt tính toán: VEd = 94500 (N) - Khả chịu cắt bê tông: VRd,c = 0,12k(100ρ1f ck )1/3 + k1σcp  b w d k =1+ 200 = 1,69 < 420 ρ1 : hàm lượng cốt thép chịu kéo; giả sử cốt dọc chịu kéo 3ϕ25 (Asl = 1473 mm2) ρ1 = 1473 = 0,016 ≤ 0,02 220.420 Thay số ta có : VRd,c = 0,12.1,69.(100.0,016.12)1/3  220.420 = 70963 (N) VEd =94500 (N) >VRd,c = 70963 (N) Vậy cần phải tính toán cốt đai - Kiểm tra điều kiện (2.62) với θ = 22o: VRd,max(22) = 0,124b w d(1 − VRd,max (22) = 0,124.220.420.(1 − f ck )f ck 250 12 ).12 = 130891 (N) 250 VEd = 94500 (N) < VRd,max (22) = 130891 (N) → Thỏa mãn - Chọn cốt đai ϕ6, hai nhánh có asw = 28,26 mm2, diện tích lớp cốt đai là: A sw = n.π d 2.3,14.62 = = 56,52 (mm ) 4 - Khoảng cách lớp cốt đai: s= s= VEd 0,9df ywd A sw cot gθ 94500 = 165,6(mm) 0,9.420.175.56,52.cotg 22 64 Bảng 3.1 Kết tính toán cốt đai dầm STT Tiêu chuẩn Đường kính ϕ Khoảng cách s TCVN 5574 – 2012 mm 200 mm EUROCODE mm 165,6 mm ACI 318 mm 127,5 mm 3.2 VÍ DỤ - Cho dầm bê tông cốt thép có số liệu sau: + Kích thước tiết diện ngang b = 22 cm, h = 60 cm, L = 6000 mm; + Bê tông có cường độ chịu nén tính toán R b = 11,5 (Mpa) cường độ chịu kéo tính toán Rbt = 0,9 Mpa, Eb = 23000 (MPa) + Cốt thép đai có Rs = Rsc = 225 MPa; Rsw = 175 MPa; Es = 210000 (MPa) + Cốt thép đai bố trí dầm: ϕ8a150 + Giá trị lực cắt lớn dầm: Qmax = 200 (kN) - Yêu cầu: Tính toán, kiểm tra khả chịu cắt dầm 3.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 - Số liệu: + Bê tông có: Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa + Cốt thép đai có: Rs = Rsc = 225 MPa; Rsw = 175 Mpa - Tính toán: a Kiểm tra khoảng cách s (s=150 mm) - Chiều cao làm việc dầm: ho = h – abv = 600 – 40 = 560 (mm) - Điều kiện cấu tạo: h = 600 mm > 450 mm  h 600  = 200mm   = s = 150mm ≤  3  500mm  65 - Kiểm tra điều kiện: s ≤ s max : s max ϕb4 (1 + ϕn )R bt bh o2 1,5.0,9.220.560 = = = 465,7 mm Q max 200000 s = 150 mm < s max = 465,7 mm Vậy khoảng cách s = 150 (mm) đảm bảo điều kiện tính toán b Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén vết nứt xiên - Khả chịu lực bê tông: Q bt = 0,3ϕw1ϕb1R b bh µw = Asw 2.50,24 = = 0,003 bs 220.150 α= E s 210000 = = 9,13 E b 23000 ϕw1 = + 5αµ w = + 5.9,13.0,003 = 1,14 ≤ 1,3 ϕb1 = − β R b = − 0,01.11,5 = 0,885 Vậy: Q bt = 0,3ϕw1ϕb1R b bh = 0,3.1,14.0,885.11,5.220.560 Q bt = 428822,9(N) Thỏa mãn điều kiện: Q max = 200000(N) < Q bt = 428822,9(N) c Kiểm tra điều kiện độ bền tiết diện nghiêng M b = ϕb2 (1 + ϕf + ϕn )R bt bh 02 = 2.0,9.220.5602 M b = 124,2.106 (Nmm) q sw = R sw A sw 175.50,24 = = 58,61(N / mm) s 150 Mb 124,2.106 C= = = 1456(mm) q sw 58,61 66 >2ho = 1120 mm Lấy C = 2ho = 1120 mm: M b 124,2.106 Qb = = = 110893(N) = 110,893(kN) C 1120 Qsw = qsw.C = 58,61.1120 = 65643 (N) = 65,643 (kN) Qb + Qsw = 176,536 (N) < Qmax = 200(kN) Vậy dầm đảm bảo khả chịu lực 3.2.2 Tiêu chuẩn ACI 318 - 2002 - Quy đổi đơn vị ví dụ phù hợp với tiêu chuẩn ACI 318 2002 : + Kích thước tiết diện: b = 220 mm = 8,66 in ; h = 600 mm = 23,62 in; h o = 560 mm = 22,05 in; + Bê tông: f c, = 11,5 MPa = 1667,5 psi + Cốt thép: f y = 175 MPa = 25375 psi - Giá trị lực cắt Qmax = Vu = 200000 (N) = 44960 (lb) - Dầm bố trí cốt đai hai nhánh ϕ8a150 có: A v = 2.50,24 = 100,48 (mm ) = 0,156(in ) - Tính lực cắt bê tông chịu Vc : Vc = 2λ f c' b w d = 2.1 1667,5.8,66.22,05 Vc = 15595 (lb) - Kiểm tra điều kiện chịu lực mặt cắt: (8 + 2)λ f c' b w d = 10 1667,5.8,66.22,05 = 77976 (lb) - Lực cắt tính toán tác dụng lên tiết diện : Vn = Vu 44960 = = 52894(lb) φ 0,85 < 77976 (lb) 67 Suy ra, đảm bảo khả chịu lực - Kiểm tra khoảng cách cốt đai: s = 150 (mm) = 5,955 (in) + Khoảng cách cốt đai lớn nhất: Xét: Vn − Vc = 52894 − 15595 = 37299 (lb) 4b w d f c, = 4.8,66.22,05 1667,5 = 31190 (lb) Vn − Vc > 4b w d f c, Suy ra: Vậy: s max = d 22,05 = = 5,51 (in) < 12 (in) 4 Vậy điều kiện giới hạn đường kính khoảng cách cốt đai không đảm bảo (thay đổi kích thước hình học dầm tăng đường kính giảm khoảng cách cốt đai) 3.2.3 Tiêu chuẩn Châu âu EUROCODE - - Bê tông nặng quy đổi sang tiêu chuẩn EUROCODE - có: f ck = 8,5 (MPa), f ctk = 0,75 (MPa) - Cốt thép: f yk = 225 (MPa),f yd = 175 (MPa) - Lực cắt tính toán: VEd = 200000 (N) - Khả chịu cắt bê tông: VRd,c = 0,12k(100ρ1f ck )1/3 + k1σcp  b w d k =1+ 220 = 1,63 < 560 ρ1 : hàm lượng cốt thép chịu kéo; giả sử cốt dọc chịu kéo 3ϕ25 (Asl = 1473 mm2) ρ1 = Thay số ta có : 68 1473 = 0,012 ≤ 0,02 220.560 VRd,c = 0,12.1,63.(100.0,012.12)1/3  220.560 = 115670 (N) - Kiểm tra điều kiện (2.62) để bê tông không bị nén vỡ ứng suất nén chính: VRd,max(22) = 0,18b w d(1 − VRd,max (22) = 0,18.220.560.(1 − f ck )f ck 250 11,5 ).11,5 = 243293 (N) 250 VEd = 200000 (N) < VRd,max (22) = 243293 (N) → Đảm bảo khả chịu ứng suất nén - Cốt đai ϕ8, hai nhánh có asw = 50,24 mm2, diện tích lớp cốt đai là: A sw n.π d 2.3,14.82 = = = 100,48 (mm ) 4 - Khả chịu lực cốt đai: Vrd,w = 0,9df ywdsA sw cot gθ Vrd,w = 0,9.22,05.175.150.100,48.cot g22 = 129554(N) - Khả chịu lực cắt dầm: Vrd,c + Vrd,w = 115670 + 129554 = 245224(N) > VEd = 200000(N) - Kiểm tra khoảng cách cốt đai: s = 150 mm + Khoảng cách lớn cốt đai: sb,max= 0,75d = 0,75.560 = 420 (mm) > s = 150 mm + Khoảng cách nhỏ cốt đai: smin = 80 mm < s = 150 mm Vậy khoảng cách cốt đai đảm bảo điều kiện 3.3 Một số nhận xét Các tiêu chuẩn có quan điểm khả chịu cắt dầm khả chịu cắt cốt đai khả chịu cắt bê tông, cách xác định 69 khả chịu cắt bê tông cách tính toán tiêu chuẩn có khác : Khác yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu cắt kể đến, so sánh thể qua bảng 3.2: Bảng 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tính toán khả chịu cắt cốt đai Các yếu tố TCVN 5574-2012 Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn ACI EUROCODE 318-2002 x x x x x x x x x x x x x x Lực nén x Lực kéo x Momen uốn Bề rộng tiết diện x Chiều cao tiết diện x Đặc trưng cường độ bê tông x Hàm lượng thép dọc Tiết diện nghiêng c x Bê tông vùng kéo - Cách xác định khả chịu cắt bê tông cốt đai theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 phức tạp, phụ thuộc vào nhiều hệ số biến số, phân nhiều trường hợp tải trọng khác + Khả chịu cắt bê tông biến thiên tương đối lớn nhịp chịu cắt thay đổi Q b = ϕb3 (1 + ϕf + ϕ n )R bt bh ≤ Q b = ⇔ ϕb2 (1 + ϕf + ϕn )R bt bh 02 M b = ≤ 2,5R bt bh = Q b max c c ϕb2 (1 + ϕn + ϕf ) ϕ h ≤ cmin ≤ c ≤ cmax = b2 h 2,5 ϕb3 + Tiết diện nghiêng c0 trình tính toán cốt đai gới hạn: h ≤ c ≤ 2h , tiêu chuẩn nước thi xét c0 = h Điều cho kết khả chịu cắt cốt đai theo TCVN 5574:2012 lớn nhiều (có thể gấp đôi) so với tiêu chuẩn nước - Có thể thấy TCVN 5574:2012 tính toán khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép xác định theo mặt cắt nghiêng thay đổi số tiêu chuẩn tiên tiến khác Tuy nhiên ACI 318 - 2012, EUROCODE đưa nhiều yếu tố 70 ảnh hưởng đến khả chịu cắt vào tính toán ảnh hưởng hàm lượng cốt dọc, mômen uốn, bê tông vùng kéo… Còn tiêu chuẩn Việt nam chưa xét yếu tố - Cách xác định khả chịu cắt bê tông cốt đai theo tiêu chuẩn nước đơn giản người ta quan niệm tiết diện nghiêng nguy hiểm vết nứt xiên cắt qua thép đai có góc nghiêng 45 so với phương trục dầm, chiều dài hình chiếu vết nứt xiên xấp xỉ chiều cao làm việc tiết diện người ta lấy chiều cao làm việc để tính toán - Việc tính toán vào hình bao biểu đồ nội lực, không phân biệt toán tải trọng tập trung hay phân bố, không phân chia nhiều trường hợp để tính toán tùy độ lớn tải trọng TCVN 5574-2012 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Từ kết nghiên cứu lý thuyết thông ví dụ cụ thể tính toán cốt thép chịu cắt dầm bê tông cốt thép cho kết luận sau: ACI 318 TCVN 5574:2012 chủ yếu dựa làm việc thực nghiệm để hình thành công thức tính toán cốt thép đai Cả hai tiêu chuẩn kể đến đóng góp bê tông vào khả chịu cắt tổng thể dầm Trong EC2 dựa thực nghiệm lẫn mô hình giàn ảo dùng để xác định nội lực thành phần dầm EC2 không kể đến đóng góp bê tông tới khả chịu cắt tổng thể dầm có cốt thép đai; Việc thiết kế cốt thép đai ACI 318 dựa thực nghiệm với vết nứt nghiêng với trục hoành góc khoảng 45o; TCVN 5574:2012 dựa tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất, thông qua mô hình đại số; EC2 dựa thực nghiệm mô hình giàn ảo đơn giản với góc nghiêng thay đổi từ 22 o đến 45o, phụ thuộc vào tải trọng dạng liên kết dầm; Khi thiết kế cốt thép đai TCVN 5574:2012 không kể đến tương tác mô men uốn lực cắt có mặt cốt thép dọc; ACI 318 EC2 kể đến tính toán khả chịu lực cắt bê tông; Với công thức lập được, việc tính toán cốt thép đai ba tiêu chuẩn giống nhau, dựa phương pháp thử sai dựa việc giả thiết đường kính cốt thép đai, số nhánh tính toán khoảng cách cần thiết để chịu đủ lực cắt ngoại lực tiết diện nghiêng; Với việc sử dụng mô hình giàn ảo, EC2 cho hiểu rõ nguyên nhân cần kéo dài cốt thép dọc chịu kéo phía cấu kiện, với mục đích đảm bảo khả chịu lực phụ thêm cốt thép dọc chịu kéo lực cắt gây Trong TCVN nhiều yếu tố ảnh hưởng khác bê tông vùng kéo, hàm lượng cốt dọc, momen uốn, góc nghiêng vết nứt chưa đề cập tới, quy trình tính toán khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép phức tạp phụ thuộc vào nhiều hệ số 72 Nhịp chịu cắt tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2012 ảnh hưởng đến khả chịu cắt bê tông lớn Trong tiêu chuẩn ACI 318-2002, EUROCODE 1992-1-1 không kể đến ảnh hưởng Vì cần cân nhắc xét đến yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu cắt theo TCVN B Đề xuất, kiến nghị phương pháp nghiên cứu tiếp Việc áp dụng ACI 318 dễ dàng điều khoản tính toán rõ ràng đơn giản EC2 tiêu chuẩn thể rõ làm việc dầm chịu uốn cắt Cần có nghiên cứu thực nghiệm để có kết phán ánh xác ảnh hưởng yếu tố đến khả chịu cắt bê tông cốt thép chịu cắt Cần xét thêm ảnh hưởng phần cánh tính toán dầm bê tông cốt thép có tiết diện chữ T 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Cống (2009), Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN365-2005, NXB Xây dựng , Hà Nội Phùng Ngọc Dũng, Lê Thị Thanh Hà (2014), Phân tích thiết kế dầm bê tông cốt thép chịu uốn tiết diện nghiêng theo ACI 318, EUROCODE TCVN 5574 :2012, Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng T.S Nguyễn Trung Hòa (2006), Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode EN1992-11-Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, NXB Xây dựng, Hà Nội T.S Nguyễn Trung Hòa (2003), Kết cấu bê tông cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ, NXB Xây dựng, Hà Nội Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2014), Kết cấu bê tông cốt thép - phần cấu kiện bản, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong (2010), Kết cấu bê tông cốt thép thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Ngọc Phương (2008), Khả chịu cắt dầm bê tông cốt thép ứng lực trước, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến trúc, Hà Nội Trần Mạnh Tuân (2009), Tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI 318-2002, NXB Xây dựng, Hà Nội Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 365 -2005 (2005), NXB Xây dựng, Hà Nội 10 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế 11 ACI 318 -2002: Building code requirement for structural concrete and commentary 12 EN 1992 Eurocode 2: Design of concrete structures 74