Kết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ

Kết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa KỳKết cấu bêtông cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ

TS NGUYỄN TRUNG HỊA KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP THEO QUY PHẠM HOA KỲ (Tái bản) ịDẠíộoTi-ÍÀìNuuSỊ Ị truhgíâmhọolỉệu NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ N Ộ I-2 I PHẦN MỞ ĐẦU H ơn m ười n ăm qua, hàn g loạt cơng trình có vein đầu tư nước n g o ài đu x ây dựng nước ta T rong số cơng trình đó, có rấ t n h iều cơng trì th iế t k ế x ây dựng theo tiêu chuẩn quy p h ạm củ a nước n g o ài, tro có H oa Kỳ A nh Q uốc T đó, c c kỹ SƯ k iế n trúc sư m công t tư v ấn x â y dựng V iệt N am m ới có dịp làm q u en với cô n ghệ x ây dựng tà i liệ u th iế t k ế từ nước phương T ây c nước k h c khu vực T rong trình tham gia tư v ân x ây dự cơng trình, c c kỹ sư nhà q u ản lý V iệt N am cộng tác ch ặ t c với c c kỹ SƯ nước đ ể triển khai thàn h công dự án x ây dự trê n đ ấ t nước ta T ng ày đ ầu nhiều bỡ ngỡ, kỹ sư củ a V] N am tự thu th ập tài liệu, tự tìm h iể u khai triển r ấ t tố t tiê u chu quy p h m nước ng o ài lĩnh vực th iế t k ế thi công x ây dựng theo y cầ u củ a cá c chủ đ ầu tư T rong lĩnh vực k ế t câ u bê tông cố t th ép , tiê u chu ẩn th iế t k ế thi công c nước ta chủ y ếu dựa theo tiê u chu ẩn L iê n X ô trước T uy nhié c c tiê u chu ẩn th iế t k ế thi công k ế t câu bê tông cố t th é p nước ta đ d ự a trê n p h iê n b ản cũ L iên Xô T n ăm 80 củ a th ế trước, u ỷ b an x ây dựng b ản nhà nước L iên Xô tiế n h àn h b iê n so lại b a n h n h tiê u chu ẩn n g àn h xây dựng trê n sở c c th àn h t n g h iê n cứu m ới có xu hướng thống nhâ't cao đ với tiê u ch u ẩn củ a c nước c h â u  u R ấ t tiếc, p h ần lớn thay đ ổi chưa chúng x em x é t trình so át x é t tiê u chu ẩn h iệ n hành T rong trình hội nh ập với th ế giới khu vực, đ ang tiế n hà x em x é t b iê n soạn lại tiêu chu ẩn quy p h ạm lĩnh vực th iế t x â y dựng, có k ế t cấ u bê tông cốt thép T rong số c c tiêu chu quy p h m nước ngoài, nhà qu ản lý kỹ sư tư v ân củ a nước hướng quan tâm đ ặc b iệ t đ ế n tiê u chuẩn quy p h ạm củ a H oa Kỳ Anh Qc - nước có khoa học phát triển có nhiều kinh nghiệm việc xây dựng tài liệu tiêu chuẩn quy phạm C ác tải liệu tiêu chuẩn quy phạm Hoa Kỳ Anh Quốc nhiều nưđc thê giới khu vực ASEAN khai thác biên soạn ihành tiêu chuân riêng cho nước Đ ể có tư liệu cần thiết cho nhà tư vấn V iệt Nam trình tìm hiểu, học hỏi thực nhiệm vụ tư vấn có liên quan đên tiêu chuẩn quy phạm Hoa Kỳ Anh Quốc, Trung T âm Khoa học Công nghệ Kỹ thuật X ây dựng (Công ty tư vân xây dựng tổng hợp - Bộ X ây dựng) thực đề tài khoa học cơng nghệ "Hướng dẫn tính tốn thiết k ế k ết câu bê tông cốt thép theo quy phạm xây dựng ACI 318" (mã sô TC 9722) "K ết câu bê tông bê tông cô't thép theo tiêu chuẩn Anh Q uốc BS 8110" (mã số TC 29) Đ ây đề tài khoa học công nghệ Vụ Khoa học Công nghệ (Bộ X ây dựng) quản lý Nội dung chủ yếu đề tài nói biên dịch tồn tiêu chuẩn ACI 318 BS 8110, phân tích, so sánh đôi chiếu với tiêu chuẩn hành V iệt Nam Phương pháp tính tốn thiết k ế kết câu bê tông cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ ACI 318 phản ảnh nhiều ấn phẩm Hoa Kỳ m ột số nước khác M ột số ấn phẩm xuất V iệt Nam thông qua đường nhập sách, mua qua mạng Internet từ nguồn cá nhân mang từ nước V iệc dịch tiếng V iệt phổ biến rộng rãi đến độc giả nước ấn phẩm dễ dàng khơng gặp phải vân đề quyền tác giả Có thể thâ'y tượng vi phạm quyền tác giả bị phát tương lai gặp phải vấn đề h ết sức rắc rối, nước ta thực cam k ết trước nước vấn đề trình hội nhập quốc tế khu vực Hơn nữa, việc chuyển tải thông tin qua dịch gặp phải vân đề thuật ngữ, đơn vị tính tốn (theo đơn vị US) làm cho độc giả V iệt Nam bổ ngỡ khó tiếp cận Ví dụ, đơn vị "inch", "foot", "lb", "kip", v.v đơn vị thông dụng Hoa Kỳ, song người V iệt Nam lại không quen dùng khó hình dung định lượng kích thước tiết diện kết cấu 12 X 20in kích Ihước nhịp ’6" khoảng Trona đó, cho kích thước tiết diện 30 X 50cm kỹ sư V iệt Nam có th ể hình dung độ lớn củ a T rong cá c tính to n cũ n g v< ta g ặp kh n g c c trường hợp b iể u thức tính to án x u ất h iệ n nhũ số h ế t sức b ấ t ngờ Ví dụ, ta có b iể u thức quen thuộc = MAV với r m en u ốn M = 150 ft - kips, m ô m en k h án g u ốn w = 430 in3 : 150x12.000 = : -= 86psi 430 Rõ rà n g sô' "12.000" x u ất h iệ n b iểu thức độ c giả với ứ q u en sử dụng cá c đơn vị V iệt N am rấ t bỡ ngỡ, m ặc dù đ â y hình thức ch u y ể n đ ổ ị đơn vị H iện có m ột số â'n ph ẩm nước ng o ài v iế t b ê tông cô't th é p x u ất hi V iệ t N am có thích chuyển đổi đơn vị u s đơn vị q uốc t ế ! T uy n h iê n , cá c thích ch u y ển đổi n ày h ế t sức nửa vời (chỉ ch u y ển đ k ế t tính tốn), khơng triệ t đ ể tồn n ội dung củ a ân phẩm I đ ó, c ố g ắn g tác giả không m ang lạ i th u ận lợi cho c độc giả đan g sử dụng hệ SI T rê n sở k ế t đề tài khoa học cơng n ghệ n ói V tư liệ u h iệ n có, sách b iê n so ạn n h ằm phổ b iế n rộ: rã i đ ế n độc giả nước, phục vụ cho nhu cầu tìm h iể u h o ặc Ví d ụng v n g v iệ c tư vân cho dự án đ ầu tư x ây dựng, n h ất d ự ; đ ầu tư có nguồn vốn từ nước ngồi V ới g ần 30 n ăm làm công tác nghii cứu, tư vấ n x â y dựng tham gia tư v ân cho n h iề u cơng trình I v n đ ầu tư nước n g o ài, tá c giả củ a cu ô n sá ch n y m ong m u ô n m ang đ< cho b n đ ọ c n h ữ n s n ộ i dung b ả n n h ấ t củ a quy p h m H oa Kỳ A C I 31 C ũ n g n h thực t ế x â y dựng củ a cá c nước trê n th ế giới, n ế u d ự a vi n g u y ê n ơô'c c c đ iề u k h o ản cá c tiê u c h u ẩ n quy p h ạm k h ô n g tl k hai triể n v ận d ụ n g Do đó, song song vớ i tà i liệ u tii c h u ẩ n quy p h m c ầ n p h ả i có quy trình, hướng d ẫn với n h ữ n g ví ( k è m th eo đ ể c c kỹ SƯ c ó th ể h iể u v ậ n d ụ n g ch ín h x c v o thực ti< n g việc Đ ể độc giả dễ dàn g tiế p cận với quy ph ạm H oa Kỳ ACI 318, tài lii b iê n soạn với tiêu chí sau : (1) Chuyển tải nội dung chủ yếu quy phạm thơng qua chương nói thiết k ế câu kiện kết câu bê tông cốt thép : phương pháp tính tốn thiết k ế k ết cấu bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn; nguyên lý câu tạo cốt thép; thiết k ế kết câu dầm chịu uốn; dầm chịu cắt; dầm chịu xoắn; kết câu cột chịu lực dọc trục; kết câu tường; k ết câu móng; (2) Các thuật ngữ bê tông cốt thép tồn sử dụng rộng rãi V iệt Nam tận dụng triệt để ưong nội dung sách này, ngoại trường hợp đặc biệt ghi nguyên gốc tiếng Anh đ ể độc giả dễ dàng đôi chiếu; (3) Các ký hiệu sử dụng quy phạm giữ nguyên gơc đ ể bạn đọc đối chiếu cần thiết, đồng thời có tiếng nói chung làm việc với nhà tư vân nước trình bày vân đề có liên quan đến kết cấu bê tông cốt thép; (4) Các biểu thức tính tốn học, biểu thức tính tốn với k ết nghiên cứu thực nghiệm giữ nguyên theo gốc (theo đơn vị US), đồng thời kèm theo biểu thức tương ứng chuyển đổi theo đơn vị tính tốn quen thuộc đôi với kỹ sư V iệt Nam cm, m, kg, T, T.m, cm2, kg/cm2, v.v Khi đó, biểu thức gốc đánh sơ' ký hiệu kèm theo chữ (a), biểu thức chuyển đổi đơn vị tính tốn đánh số ký hiệu tương ứng kèm theo chữ (b) Ví dụ : (6.3a) (6.3b) Từ đó, ví dụ tính toán minh họa tài liệu thực hoàn toàn theo đơn vị mà kỹ sư V iệt Nam quen dùng; (51 M ặc dù co ihể sử dụiit’ quy trình tính toán quen thuộc V iệt N am cho nội dung tính tốn độ bền kết câu bê tơng cốt thép (ví dụ thiết lập thông số phụ Ao, a , Ỵ, v.v câu kiện chịu uốn nén lệch tâm ), song tác giả trung thành với cách tính tốn m kỹ sư Hoa Kỳ quen dùng để giới thiệu với độc giả V iệt N am (ví dụ cách giải toán phương pháp thử dần) C ác bảng tính sẩn, biểu đồ lập sẩn dùng để hỗ trợ kỹ sư tính tốn độ b ền cấu kiện bê tông cốt thép không đưa vào sách chúng khơng bao qt tâ't trường hợp râ't khó sử dụng đơn vị tính toán theo hệ US; (6) Đ ể đ ộ c giả có th ể tra cứu, tìm h iểu sâu m ộ t v ấn đ ề n đ ó, tác gi; trích d ẫ n ng ay nguồn c c tà i liệu th eo n g u y ên b ản tiế n g A nh C c tà i liệi n ày có th ể c c ấ n p h ẩm có V iệ t N am h o ặc p h ải lấ y từ mạn! In te rn e t thông qua c c W e b site củ a cá c V iện T rư ờng đ ại họ c ê n th( giới, đ ặ c b iệ t tran g W eb V iện b ê tông H oa Kỳ (A C I) tạ i địa ch w w w aci-in t.o rg ; (7) D o đ iề u k iệ n nguồn tư liệu k h ác H oa Kỳ có liê n q uan đ ế n k ế t câ*i bê tô n g c ố t th é p cò n r ấ t h ạn c h ế V iệ t N am , o n s sách n y cò n giđ th iệ u th ê m nội dung thuộc tiê u chuẩn quy p h ạm k h ác củ a H K ỳ Đ ó cá c nội dung thuộc v ề v ậ t liệ u b ê tông, cố t th ép cá c sản p h ẩn k ế t c ấ u có liê n quan C c nội dung v ề tả i o n g tá c đ ộ n g củ a đượ< giới th iệ u o n g chương lấ y theo tiêu chu ẩn A N SI A 58.1 - 1982 "T ải ọ n g th iế t k ế tối th iểu dùng cho k ế t cấu nhà cơng trình kh ác" hoặ( th eo "Q uy ch u ẩn x ây dựng thông nhất" H oa Kỳ (U B C - U niforn B uilding C ode) C c nội dung tả i trọng chì trích d ẫ n quy đinh chi y ếu có liê n qu an đ ế n v iệ c xác định tải ọ n g cho nhà v c ô n s trình m tiêi ch uẩn V iệ t N am chưa đầy đủ có k h ác b iệ t lđn; (8) D o khu n k hổ sách có hạn, v ấn đ ề k h ác củ a k ê t cấu bé tông c ố t th é p thuộc quy p h ạm ACI tách giđi th iệu riên g cá< ấn p h ẩm tiế p theo cu ố n sách n ày (ví dụ k ế t cấu tổ hợp k ế t cấu h ê tơní ứng su ấ t ư đc, k ế t cấu cơng trình đặc biệt, v.v ) Quy p hạm H oa K ỳ A C I 318 Q uy p h m H oa Kỳ ACI 318 có tê n tiến g Anh đ ầy đủ "B uilding Code R e q u ứ em en ts for S uctural C oncrete" Q uy p h ạm n ày có th ể tìm thây ưoní sách "M anual C on crete P ractice" gồm tậ p V iện b ê tô n s H oa Kị (A m erican C o n crete Institute - A CI) b iê n soạn p h át hành P h ần lđn cá< nội dung củ a quy ph ạm ACI 318 đưa v ch n s 26 "Q u' ch u ẩn x â y d ự n a thông nhâY' (UBC - U niform B uilding C ode) H oa Kỳ T i H oa K ỳ, c c tài liệ u tiêu chuẩn quy ph ạm V iện n g h iên cứu h iệ p hội hãn g lđn b iê n soạn p h át hành C h ú n a địnl '‘Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures” ANSI A 58.1 - 19S2 American National Standards Institute, New York 1982 kỳ soát xét, bổ sung phát hành rộng rãi Các tiêu chuẩn quy phạm lây làm sở kỹ thuật chung cho hợp đồng nhận thầu th iết k ế thi công xây dựng công trình, chí chúng đưa vào văn luật bang thành phố Hoa Kỳ Như vậy, thực tế việc sử dụng tiêu chuẩn quy phạm tuỳ thuộc vào lựa chọn chủ đầu tư nhà thầu xây dựng Quy phạm Hoa Kỳ ACI 318 thiết k ế k ết câu bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn biên soạn ban hành thức vào năm 1971 Nội dung quy phạm gồm 21 chương, bao ưùm nhiều vân đ ề, ngồi vấn đề tính tốn thiết k ế có nội dung thuộc vật liệu, thi công, kiểm ưa nghiệm thu kết cấu bê tơng cốt thép Phương pháp tính tốn thiết k ế kết cấu bê tông cốt thép theo ứng suât cho phép (ACI ban hành từ năm 1963) song song tồn với phương pháp ạng thái giới hạn quy phạm ACI 318 Thực tế cho thây có nhiều vấn đề chưa nghiên cứu kỹ lưỡng quy phạm ACI 318 giới thiệu kèm theo tài liệu tham khảo để người sử dụng lựa chọn Qua nội dung quy phạm ACI 318, thây phương pháp thiết kê kết câu bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn có rấ t nhiều điểm tương đồng với tiêu chuẩn hành V iệt N am ' Xin trích dẫn m ột số nội dung so sánh sau : (1) Các trạng thái giới hạn • ACI 318 : trạn s thái giới hạn độ bền, trạng thái giới hạn sử dụng, trạnơ thái giới hạn đặc biệt (phá hoại kết câu tác động đặc biệt aây động đất, cháy nổ, ăn mòn ); • TCVN 5574 - 1991 : nhóm ưạng thái giới hạn thứ I (khả chịu lực), nhóm ưạng thái giới hạn thứ II (điều kiện sử dụng bình thường kết câu) (2) T i trnđ ACI 318 : ti ng s dna theo ANSI A 58.1 - 1982 (hoặc Quy chuẩn xây đựna thông - UBC); 1TCVN 5574 - 1991 "Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế” ... bang thành phố Hoa Kỳ Như vậy, thực tế việc sử dụng tiêu chuẩn quy phạm tuỳ thuộc vào lựa chọn chủ đầu tư nhà thầu xây dựng Quy phạm Hoa Kỳ ACI 318 thiết k ế k ết câu bê tông cốt thép theo trạng... tiêu chuẩn hành V iệt Nam Phương pháp tính tốn thiết k ế kết câu bê tông cốt thép theo quy phạm Hoa Kỳ ACI 318 phản ảnh nhiều ấn phẩm Hoa Kỳ m ột số nước khác M ột số ấn phẩm xuất V iệt Nam thông... (2) giá trị giới hạn chảy cốt thép 300, 420 520MPa Khác với thực tế xây dựng V iệt Nam, loại thép sử dụng phổ biến xây dựng Hoa Kỳ thép gờ Đối với kết cấu bê tông cốt thép, 26 cô't th é p d ọ