- Mômen kháng giới hạn (độ bền chịu uốn giới hạn) của dầm chuyển (dầm cao) đợc xác định theo công thức sau [15]:
. y . (2.1) u s m f M A z γ = Trong đó: u
M : Mômen uốn tính toán.
s
l
Asfy
Hình 2.5: Sơ đồ tính toán khả năng chịu uốn cho dầm
y
f : Độ bền đặc trng của cốt thép
m
γ : Hệ số an toàn riêng đối với độ bền của vật liệu. Cốt thép γm =1,05
z: Cánh tay đòn của cốt thép chịu kéo đến trọng tâm diện tích bê tông chịu nén.
- Giá trị cánh tay đòn z đợc lấy dựa trên sự phân bố ứng suất đàn hồi của dầm chuyển (dầm cao) trớc khi bị phá hoại.
- Dựa vào biểu đồ phân bố ứng suất có thể xác định đợc khoảng cách thực tế từ trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo đến trọng tâm vùng diện tích bê tông chịu nén, trong tính toán và thiết kế tùy thuộc vào công trình đòi hỏi cần hệ số an toàn cao hay thấp mà giá trị cánh tay đòn z sẽ đợc lấy càng giảm hay tăng nhng luôn phải nhỏ hơn so với giá trị thực tế.
- Theo Kong&Evans "Reinforced and Prestressed Concrete" pp.220 thì giá trị cánh tay đòn z đợc lấy nh sau:
0,6z≤ h với l 1 z≤ h với l 1 h> 0,6 z≤ l với l 1 h <
28
- Theo tiêu chuẩn Mỹ ACI 318 thì giá trị cánh tay đòn z (Jd) đợc lấy nh sau [5,]: 0, 2( 2 ) z= l+ h với 1 l 2 h ≤ < 0,6 z= l với l 1 h <
- Theo hiệp hội Nghiên cứu và Thông tin Công nghệ Xây dựng CIRIA GUIDE 2 thì giá trị cánh tay đòn z đợc lấy nh sau [16]:
0, 2 0,6 a
z= l+ h với l 2
h<
Trong đó:
l : Nhịp của dầm chuyển (dầm cao) xác định theo trung tâm của các gối tựa.
h: Chiều cao của dầm.
ha: Chiều cao hiệu quả của dầm (chiều cao hiệu dụng). - Diện tích cốt thép chịu kéo As đợc tính theo công thức sau:
. (2.2) (2.2) . m s y M A f z γ = Trong đó:
M : Mômen thiết kế giới hạn.
Cốt thép chịu kéo tính toán cần đợc bố trí trong khoảng
0, 25 0, 05 0, 2
y= h− l< h phía dới chiều cao dầm. 2.1.2. Phá hoại do cắt
Hành vi ứng xử của dầm cao chịu uốn đợc đặc trng bởi khoảng cách giữa lực tập trung tơng đơng tại vùng chịu nén của bê tông và lực chịu kéo của cốt thép chịu kéo (hay đơn giản là cánh tay đòn z), giỏ trị của z ít bị ảnh hởng bởi loại hay vị trí đặt tải. Còn đối với sự phá hoại do cắt thì lại đợc đặc trng bởi sự mở rộng của các vết nứt xiên, sự phá hoại của bê tông vùng chịu nén (crushing - nghiền nát của bê tông ở vùng chịu nén) và đặc biệt là phụ thuộc vào vị trí và
Xem xét đối với dầm cao có gối tựa trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng phía trên, thì sự phá hoại đợc bắt dầu khi tải trọng đạt tới 0,6 đến 0,9 tải trọng giới hạn (cực hạn). Bắt đầu bằng một vết nứt xiên nằm trực tiếp dọc theo đờng nối của điểm đặt lực với vị trí mặt gối tựa. Vết nứt mở ban đầu vào khoảng một phần ba chiều cao dầm [17].
Khả năng chịu cắt đợc tăng lên và sự phát triển của vết nứt phụ thuộc vào số lợng, cách bố trí và sự hiệu quả của các thanh cốt thép. Trong hình 2.6 - 2.8, ba cách phá hoại đợc đa ra theo thứ tự hiệu quả ngày càng tăng của các thanh cốt thép [17].
Dầm bị phá hoại bởi vết nứt trên toàn bộ chiều cao
Hình 2.6: Dạng phá hoại A [17]
Dạng A: Vết nứt phát triển từ phía trên (vị trí đặt lực) đến phía dới (gối tựa), tách dầm ra làm đôi. Đây là dạng phá hoại đặc trng do cắt. Trong trờng hợp này bê tông vùng nén cha bị phá hoại.
30
Dầm bị phá hoại bởi sự nghiền nát trong một vùng
Hình 2.7: Dạng phá hoại B [17]
Dạng B: Các vết nứt chéo mới đợc hình thành chạy song song với các vết nứt cũ tạo thành một loạt các thanh chống bê tông chịu nén nằm giữa các vết nứt. Dới tác dụng của lực nén truyền từ điểm đặt lực tập trung đến gối tựa, một trong những thanh chống nằm giữa các vết nứt xiên bị phá hoại do nén (nén vỡ).
Dầm bị phá hoại bởi sự nghiền nát d ới điểm đặt tải
Hình 2.8: Dạng phá hoại C [17]
Dạng C: Vết nứt chéo phát triển xuyên thẳng tới vùng chịu nén của bê tông ở ngay dới vị trí đặt tải, làm cho vùng chịu nén của bê tông bị thu nhỏ (giảm đáng kể) và bê tông ở khu vực này bí phá hoại (bị nghiền vỡ).
của nhịp cắt/chiều cao hiệu quả (av/h0). Khi tỷ lệ này thấp hơn 0,3 thanh cốt thép ngang có hiệu quả hơn so với thanh cốt thép đứng. Điều ngợc lại là đúng khi tỷ lệ này là cao hơn khoảng 0,7. Đối với tất cả các giá trị của av/h0 thì việc bố trí các thanh cốt thép chéo là đạt hiệu quả nhất.
Những yếu tố này sẽ đợc phản ánh trong công thức mà Kong đã đa ra dành cho cờng độ chịu cắt.