6 Tính toán cấu kiện bê tông, bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn nhóm thứ nhất
E. Trường hợp tính toán tổng quát
6.2.5 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng cục bộ của tải trọng A. Tính toán chịu nén cục bộ
6.2.5.1 Tính toán cấu kiện chịu nén cục bộ (ép mặt) không có cốt thép ngang cần thoả mãn điều kiện:
1 loc loc ,
b A
R
N ≤ ψ (101)
trong đó:
N – lực nén dọc do tải trọng cục bộ;
1
Aloc – diện tích chịu nén cục bộ (Hình 16);
ψ – hệ số, phụ thuộc vào đặc điểm phân bố tải trọng cục bộ trên diện tích bị nén ép mặt, lấy như sau:
+ khi tải trọng phân bố đều:...1,0;
+ khi tải trọng phân bố không đều (dưới đầu dầm, xà gồ, lanh tô):
đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ: ...0,75 đối với bê tông tổ ong: ...0,50
loc
Rb, – cường độ chịu nén tính toán cục bộ của bê tông, xác định theo công thức:
b b loc
,
b R
R = α ϕ (102)
ở đây: αϕb ≥ 1;
+ α = 1 đối với bê tông có cấp thấp hơn B25;
+
b bt
R 5R ,
=13
α đối với bê tông có cấp B25 và cao hơn;
+ ϕb =3 Aloc2 / Aloc1
nhưng không lớn hơn các giá trị sau:
+ khi sơ đồ đặt lực theo hình 16a, c, d, e, h:
đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ:
cấp cao hơn B7,5:...2,5 cấp B3,5; B5; B7,5:...1,5 đối với bê tông nhẹ và bê tông tổ ong có cấp B2,5 và thấp hơn:...1,2 + khi sơ đồ đặt lực theo hình 16b, d, g không phụ thuộc vào loại và cấp bê tông:...1,0 Rb, Rbt – lấy như đối với kết cấu bê tông (xem mục 7 bảng 15);
Aloc2 – diện tích chịu nén cục bộ tính toán xác định theo chỉ dẫn ở điều 6.2.5.2.
6.2.5.2 Diện tích tính toán Aloc2 gồm cả các phần diện tích đối xứng qua diện tích bị ép (Hình 16). Khi đó, cần tuân theo các nguyên tắc sau:
- Khi tải trọng cục bộ tác dụng trên toàn bộ chiều rộng b của cấu kiện, diện tích tính toán bao gồm các phần có chiều dài không lớn hơn b ở mỗi bên biên của diện tích tác dụng của tải trọng cục bộ (Hình 16a);
- Khi tải trọng cục bộ đặt ở biên trên toàn bộ bề ngang cấu kiện, diện tích tính toán Aloc2 bằng diện tích Aloc1 (Hình 16b);
- Khi tải trọng cục bộ đặt ở các chỗ gối của xà gồ hoặc dầm, diện tích tính toán bao gồm phần có chiều rộng bằng chiều sâu gối vào cấu kiện xà gồ hoặc dầm và chiều dài không lớn hơn một nửa khoảng cách giữa các xà gồ hoặc dầm liền kề với xà gồ hoặc dầm đang xét (Hình 16c);
- Nếu khoảng cách giữa các dầm (xà gồ) lớn hơn hai lần chiều rộng cấu kiện, chiều rộng của diện tích tính toán bằng tổng chiều rộng của dầm (xà gồ) và hai lần chiều rộng cấu kiện (Hình 16d);
- Khi tải trọng cục bộ đặt ở một góc cấu kiện (Hình 16e), diện tích tính toán Aloc2 bằng diện tích chịu nén cục bộ Aloc1;
- Khi tải trọng cục bộ đặt lên một phần chiều dài và một phần chiều rộng cấu kiện, diện tích tính toán như trên hình 16f. Khi có một vài tải trọng cùng đặc điểm như vậy, diện tích tính toán được giới hạn bởi các đường đi qua trung điểm của khoảng cách giữa điểm đặt của các tải trọng liền kề;
- Khi tải trọng cục bộ đặt lên phần lồi của tường hoặc mảng tường có tiết diện chữ T, diện tích tính toán Aloc2 bằng diện tích nén cục bộ Aloc1 (Hình 16g);
- Khi xác định diện tích tính toán cho tiết diện có dạng phức tạp, không cần tính đến các phần diện tích mà liên kết của chúng với vùng chất tải không được đảm bảo với độ tin cậy cần thiết (Hình 16h).
Ghi chú: Với tải trọng cục bộ do dầm, xà gồ, lanh tô và các cấu kiện chịu uốn khác, khi xác định diện tích Aloc1 và Aloc2 độ sâu tính từ mép gối tựa lấy không lớn hơn 20 cm.
6.2.5.3 Tính toán chịu nén cục bộ các cấu kiện làm từ bê tông nặng có đặt cốt thép gián tiếp dưới dạng lưới thép hàn cần thoả mãn điều kiện:
1 ,red loc
b A
R
N ≤ (103)
trong đó:
Aloc1 – diện tích chịu nén cục bộ;
red
Rb, – cường độ lăng trụ quy đổi của bê tông khi tính toán chịu nén cục bộ, được xác định theo công thức:
s xy s xy b
b red
b R R
R , = ϕ +ϕà , ϕ (104)
ở đõy: Rs,xy, ϕ, àxy – ký hiệu như trong điều 6.2.2.13.
3 loc2 loc1
b = A / A
ϕ (105)
nhưng không lớn hơn 3,5;
ϕs – hệ số xét đến diện tích cốt thép gián tiếp trong vùng chịu nén cục bộ, đối với sơ đồ hình 16b, e, g lấy ϕs = 1, trong đó cốt thép gián tiếp được đưa vào tính toán với điều kiện lưới thép ngang phải đặt trên diện tích không nhỏ hơn phần diện tích được giới hạn bởi đường nét đứt trên các sơ đồ tương ứng trong hình 16; đối với các sơ đồ hình 16a, c, d, f hệ số ϕs được xác định theo công thức:
ef s loc
A A 1 5 , 3 5 , 4 −
ϕ = (106)
ở đây: Aef – diện tích bê tông nằm trong vùng giới hạn bởi các thanh ngoài cùng của lưới thép dùng làm cốt thép gián tiếp và phải thoả mãn điều kiện
loc1<
A Aef ≤ Aloc2
a) b)
c) d)
e) f)
g) h)
Hình 16 – Sơ đồ tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén cục bộ a) khi tải trọng cục bộ đặt trên toàn bộ chiều rộng của cấu kiện; b) khi tải trọng cục bộ đặt trên toàn bộ bề rộng nằm ở vùng mép cấu kiện; c, d) khi tải trọng cục bộ tại chỗ gác xà gồ hoặc dầm; e) khi tải trọng cục bộ đặt ở 1 góc cấu kiện; f) khi tải trọng cục bộ đặt lên một phần chiều rộng và một phần chiều dài cấu kiện hoặc khi tải trọng cục bộ đặt lên phần lồi của tường hoặc mảng tường; g) tải trọng cục bộ đặt lên trụ
tường; h) tiết diện có dạng phức tạp
Aloc1 – diện tích chịu nén cục bộ; Aloc2 – diện tích tính toán chịu nén cục bộ; A – diện tích tối thiểu phải đặt lưới thép, trong đó cốt thép gián tiếp được kể đến trong tính toán theo công thức (104)