- Đối với cấu kiện ứng lực trước σsi > σ sci, ở đây σsci là ứng suất trong cốt thép, bằng ứng lực
6.2.4. Tính tốn theo độ bền tiết diện khơng gian (cấu kiện chịu uốn xoắn đồng thời)
6.2.4.1. Khi tính tốn tiết diện khơng gian, các nội lực được xác định dựa trên các giả thiết sau: - Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông;
- Vùng chịu nén của tiết diện không gian được coi là phẳng, nằm nghiêng một góc θ với trục dọc cấu kiện, khả năng chịu nén của bê tông lấy bằng Rbsin2θ, phân bố đều trên vùng chịu nén; - Ứng suất kéo trong cốt thép dọc và cốt thép ngang cắt qua vùng chịu kéo của tiết diện không gian đang xét lấy bằng cường độ tính tốn Rs và Rsw;
- Ứng suất của cốt thép nằm trong vùng chịu nén lấy bằng Rsc đối với cốt thép không căng; đối với cốt thép căng lấy theo 6.2.2.5
Cấu kiện có tiết diện chữ nhật
6.2.4.2. Khi tính tốn cấu kiện chịu uốn xoắn đồng thời, cần tuân theo điều kiện: Mt ≤ 0,1Rbb2h (91)
Trong đó: b, h tương ứng là các kích thước nhỏ hơn và lớn hơn của tiết diện. Giá trị Rb đối với bê tông cấp cao hơn B30 được lấy như đối với bê tơng cấp B30.
6.2.4.3. Tính tốn tiết diện khơng gian theo độ bền (Hình 14) cần thực hiện theo điều kiện: Mt ≤ RsAs 1 (h0 0,5x) q 2 w − χ + λ ϕ δλ ϕ + (92)
Hình 14 - Sơ đồ nội lực trong tiết diện không gian cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn xoắn đồng thời khi tính tốn theo độ bền
Chiều cao vùng chịu nén x được xác định từ điều kiện:
RsAs - RscA's = Rbbx (93)
- Sơ đồ 1: ở cạnh bị nén do uốn của cấu kiện (Hình 15a);
- Sơ đồ 2: ở cạnh của cấu kiện, song song với mặt phẳng tác dụng của mơ men uốn (Hình 15b); - Sơ đồ 3: ở cạnh bị kéo do uốn của cấu kiện (Hình 15c).
Trong các cơng thức (92) và (93):
As, A's là diện tích tiết diện cốt thép dọc nằm ở vùng chịu kéo và vùng chịu nén tương ứng với từng sơ đồ tính tốn;
b, h là kích thước các cạnh cấu kiện, tương ứng song song và vng góc với đường giới hạn vùng chịu nén:
δ = (94)
λ = (95)
Trong đó: c là chiều dài hình chiếu của đường giới hạn vùng chịu nén lên trục dọc cấu kiện, việc tính tốn được thực hiện với giá trị c nguy hiểm nhất, c được xác định bằng phương pháp tính lặp đúng dần và lấy không lớn hơn (2h + b).
a - ở cạnh bị nén do uốn; b - ở cạnh song song với mặt phẳng tác dụng của mô men uốn; c - ở cạnh bị kéo do uốn
Hình 15 - Sơ đồ vị trí vùng chịu nén của tiết diện không gian
Trong công thức (92) giá trị χ và ϕq đặc trưng cho quan hệ giữa các nội lực Mt, M, và Q được lấy như sau:
- khi khơng có mơ men uốn: χ = 0; ϕq = 1;
- khi tính tốn theo: + sơ đồ 1: χ = ; ϕq = 1; + sơ đồ 2: χ = 0; ϕq = 1+
+ sơ đồ 3: χ = - ; ϕq = 1;
Mô men xoắn Mt, mô men uốn M và lực cắt Q được lấy ở tiết diện vng góc với trục dọc cấu kiện và đi qua trọng tâm vùng chịu nén của tiết diện không gian.
Giá trị hệ số ϕw, đặc trưng cho quan hệ giữa cốt thép ngang và cốt thép dọc, được xác định theo công thức:
ϕw = (96)
Trong đó:
Asw là diện tích tiết diện một thanh cốt thép đai nằm ở cạnh chịu kéo của sơ đồ tính tốn đang xét;
Khi đó giá trị ϕw lấy khơng nhỏ hơn ϕw,min = u wM M/2ϕ 1 5 , 0 + (97) Và khơng lớn hơn ϕw,max = 1,5 − u M M 1 (98) Trong đó:
M là mô men uốn, đối với sơ đồ 2 lấy bằng 0; đối với sơ đồ 3 lấy với dấu "-"; Mu là mô men uốn lớn nhất mà tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện chịu được.
Nếu giá trị ϕw tính được từ cơng thức (96) nhỏ hơn ϕw,min, thì giá trị nội lực RsAs đưa vào cơng
thức (92), (93) được giảm xuống theo tỷ số ϕw/ϕw,min. Nếu thỏa mãn điều kiện:
Mt ≤ 0,5Qb (99) Thì việc tính tốn theo sơ đồ 2 được thực hiện theo điều kiện:
Q ≤ Qsw + Qb - (100) Trong công thức (99), (100):
b là chiều rộng của cạnh tiết diện vng góc với mặt phẳng uốn; Qsw, Qb là được xác định theo 6.2.3.3
6.2.5. Tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép chịu tác dụng cục bộ của tải trọng