4 CẤU KIỆN CHỊU UỐN
4.4.1.1Nguyờn lý chung và phạm vi ỏp dụng:
Cỏc ứng suất và nội lực trong kết cấu cú thể đƣợc vẽ hay hỡnh ảnh hoỏ dƣới dạng cỏc quỹ đạo. Những sơ đồ quỹ đạo đú gần giống cỏc đƣờng dũng, do vậy chỳngta cú thể gọi là dũng nội
lực trong kết cấu . Khỏi niệm và cỏc dạng quỹ đạo lực chạy từ biờn chịu tải qua kết cấu tới cỏc gối thực sự là cỏc cụng cụ hữu hiệu để hiểu đỳng quỏ trỡnh chịu tải của kết cấu và là sự trợ giỳp tiện ớch cho ngƣời thiết kế.
Hỡnh 4.20 : Quỹ đạo ứng suất trong vựng B và D
Tuy vậy cỏc mẫu quỹ đạo tổng quỏt là khỏ phức tạp và chỉ cú thể xỏc định đỳng nhất đối với vật liệu làm việc đàn hồi tuyến tớnh, hơn nữa trong BTCT cỏc đƣờng chịu kộo chạy dọc theo cốt thộp và cú thể gõy ra nứt và biến dạng dẻo, do vậy tốt hơn hết là trong cỏc bài toỏn thực tế, cần đơn giản hoỏ hỡnh đồ quỹ đạo và làm cho phự hợp với những đặc điểm, tớnh chất riờng biệt của kết cấu bờ tụng.
Vào đầu năm 1899, W.Rictter đƣa ra mụ hỡnh dàn thanh đơn để hỡnh ảnh hoỏ nội lực trong cỏc dầm chịu nứt. Từ đú E.Morsch đó sử dụng làm cơ sở thiết kế dầm bờ tụng. Trong những nhiờn cứu gần đõy Cook và Collins đều sử dụng phƣơng phỏp đú để tỡm ra nội lực trong kết cấu.
Việc tổng quỏt hoỏ mụ hỡnh dàn thành mụ hỡnh Strut-and-Tie tạo ra khả năng ứng dụng thực sự của nú đối với cỏc cấu kiện BTCT và của toàn bộ kết cấu.
Để đạt đƣợc mục đớch này, cỏc quỹ đạo ứng suất của cỏc trƣờng ứng suất riờng biệt trong kết cấu và cỏc lực tƣơng tỏc từ cốt thộp chỳng đƣợc xem xột và độ cong của chỳng đƣợc lý tƣởng hoỏ theo dạng của cỏc phần tử kộo hoặc nộn trong một mụ hỡnh hệ thanh thẳng. Dũng của cỏc nội lực cú thể đƣợc phỏc hoạ và đƣợc định rừ bởi phƣơng phỏp đƣờng tải trọng và đƣợc lý tƣởng hoỏ trong mụ hỡnh hệ thanh thớch hợp. Bởi vậy cỏc thanh chống và cỏc thanh kộo ( hoặc chớnh xỏc là cỏc trƣờng ứng suất bờ tụng và cốt thộp ) đƣọc định kớch thƣớc bởi cỏc nội lực của mụ hỡnh nhƣ đó thiết lập, với sự cõn nhắc thớch đỏng của sự lệch và neo của cỏc lực, đang đƣợc lý tƣởng hoỏ theo dạng của cỏc nỳt.
Nhiều khi chỉ cú sự phỏt triển của một mụ hỡnh hệ thanh sẽ là đủ để nhận biết những điểm yếu trong một kết cấu và thực chất là cung cấp thiết kế chi tiết , bằng cỏch minh hoạ để nhận biết yờu cầu cốt thộp tại điểm đƣa ra của kết cấu.
Phƣơng phỏp đó đƣợc đƣa vào quy trỡnh CEB/FIP-Model code 90 và Euro code 2, ACI,AASHTO.
Với mục đớch đơn giản nhƣ một qui luật chung, cỏc kết cấu là đƣợc phõn tớch riờng trong một vài mặt trực giao. Vỡ vậy chỳng ta hầu hết dành quan tõm với mụ hỡnh hệ thanh phẳng. Nhờ đú
quan hệ giữa cỏc mụ hỡnh trong cỏc mặt khỏc nhau sẽ đƣợc tớnh toỏn bằng cỏc lực tƣơng tỏc hoặc cỏc ứng suất.
Đụi khi nú trở nờn cần thiết để đƣa ra một cỏi nhỡn tỷ mỉ tại những vựng nào đú của kết cấu bằng những mụ hỡnh hệ thanh cục bộ. Điều này cho phộp chỳng ta sẽ sử dụng cỏc mụ hỡnh hệ thanh trở nờn tinh tế hơn của những vựng đặc biệt quan tõm với những điều kiện biờn nhận đƣợc từ một mụ hỡnh tổng thể.