6.1.1.1 Tính toán cấu kiện bê tông theo độ bền cần đợc tiến hành trên tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện. Tuỳ vào điều kiện làm việc của cấu kiện, mà trong tính toán có kể đến hoặc không kể đến sự làm việc của vùng chịu kéo.
6.1.1.2 Đối với các cấu kiện chịu nén lệch tâm nêu trong điều 4.1.7a mà trạng thái giới hạn đợc đặc trng bằng sự phá hoại của bê tông chịu nén, thì khi tính toán không kể đến sự làm việc của bê tông chịu kéo. Độ bền chịu nén của bê tông đợc quy ớc là ứng suất nén của bê tông, có giá trị bằng Rb và phân bố đều trên vùng chịu nén của tiết diện vùng chịu nén quy – ớc (Hình 2) và sau đây đợc gọi tắt là vùng chịu nén của bê tông.
Hình 2 Sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trên tiết diện thẳng góc với– trục dọc cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm khi tính theo độ bền
không kể đến sự làm việc của bê tông vùng chịu kéo
6.1.1.3 Đối với các cấu kiện nêu trong điều 4.1.7b, cũng nh với các cấu kiện không cho phép nứt theo điều kiện sử dụng kết cấu (cấu kiện chịu áp lực nớc, mái đua, tờng chắn, v.v...) khi tính toán có kể đến sự làm việc của bê tông vùng chịu kéo. Khi đó trạng thái giới hạn đợc đặc trng bằng sự phá hoại của bê tông vùng chịu kéo (xuất hiện vết nứt). Lực tới hạn đợc xác định dựa trên các giả thuyết sau (Hình 3):
− Tiết diện vẫn đợc coi là phẳng sau khi biến dạng;
− Độ giãn dài tơng đối lớn nhất của thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng lấy bằng 2Rbt Eb ;
− ứng suất trong bê tông vùng chịu nén đợc xác định với biến dạng đàn hồi của bê tông (trong một số trờng hợp có kể cả biến dạng không đàn hồi);
− ứng suất bê tông vùng chịu kéo đợc phân bố đều và bằng Rbt;
6.1.1.4 Khi có khả năng hình thành vết nứt xiên (ví dụ: cấu kiện có tiết diện chữ i, T chịu lực cắt), cần tính toán cấu kiện bê tông theo các điều kiện (144) và (145), trong đó cờng độ tính toán của bê tông khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai Rb,ser và Rbt,ser đợc thay bằng các giá trị cờng độ tính toán tơng ứng khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất Rb và
Rbt;
6.1.1.5 Ngoài ra, cấu kiện cần đợc tính toán chịu tác dụng cục bộ của tải trọng theo điều 6.2.5.1.
Hình 3 Sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trên tiết diện thẳng góc– với trục dọc cấu kiện bê tông chịu uốn (nén lệch tâm) đợc tính theo độ bền,
có kể đến sự làm việc của bê tông vùng chịu kéo 6.1.2 Tính toán cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm
6.1.2.1 Khi tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm, cần tính đến độ lệch tâm ngẫu nhiên ea của lực dọc. Giá trị ea đợc xác định theo điều 4.2.12.
6.1.2.2 Khi độ mảnh của cấu kiện l0 i>14, cần xét đến ảnh hởng của độ cong trong mặt phẳng lệch tâm của lực dọc và trong mặt phẳng vuông góc với nó đến khả năng chịu lực của cấu kiện bằng cách nhân giá trị của e0 với hệ số η (xem điều 6.1.2.5). Trong trờng hợp tính toán ngoài mặt phẳng lệch tâm của lực dọc, giá trị e0 đợc lấy bằng độ lệch tâm ngẫu nhiên ea.
Không cho phép sử dụng cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm (trừ các trờng hợp nêu trong
điều 4.1.7b) khi độ lệch tâm của điểm đặt lực dọc đã kể đến uốn dọc e0η vợt quá:
a) theo tổ hợp tải trọng:
− cơ bản: ...0,90y
− đặc biệt: ...0,95y b) theo loại và cấp bê tông:
− với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông nhẹ có cấp lớn hơn B7,5: ...y 10–
bt
Rbt
b N
h x
M
Ab
Abt 2R
TCXDVN 356 : 2005
− với loại bê tông và cấp bê tông khác: ...y 20– (ở đây, y là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ bê tông chịu nén nhiều hơn, tính bằng mm).
6.1.2.3 Đối với các cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm nêu ở điều 8.11.2, cần đặt cốt thép cấu tạo.
6.1.2.4 Cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm (Hình 2) cần đợc tính toán theo điều kiện:
b bA R
N≤α (12)
trong đó Ab là diện tích bê tông vùng chịu nén, đợc xác định từ điều kiện trọng tâm vùng chịu nén trùng với điểm đặt của hợp các ngoại lực.
Đối với cấu kiện có tiết diện chữ nhật, Ab đợc xác định theo công thức:
−
= h
bh e
Ab 2 0η
1 (13)
Đối với các cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm không cho phép xuất hiện vết nứt theo điều kiện sử dụng, ngoài các tính toán theo điều kiện (12) phải kiểm tra thêm điều kiện (14) có kể
đến sự làm việc của bê tông vùng chịu kéo (xem điều 6.1.1, hình 3):
r e
W N Rbt pl
≤ − η α
0
(14)
Đối với cấu kiện tiết diện chữ nhật điều kiện (14) có dạng:
η ϕ α
−
≤ h e
bh R
N , bt
6 0
75 1
(15)
Việc tính toán cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm nêu trong điều 4.1.7b cần phải đợc thực hiện theo các điều kiện (14) và (15)
Trong các công thức từ (12) đến (15):
η – hệ số, xác định theo công thức (19);
α – hệ số, lấy nh sau:
+ đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng: ...1,00 + đối với bê tông tổ ong đợc chng áp:... 0,85 + đối với bê tông tổ ong không đợc chng áp: ...0,75
Wpl–mô men kháng uốn của tiết diện đối với thớ chịu kéo ngoài cùng có kể đến biến dạng không đàn hồi của bê tông chịu kéo, đợc xác định theo công thức (16) với giả thiết không có lực dọc:
0 0
2 b b
pl S
x h
W I +
= − (16)
r –khoảng cỏch từ trọng tõm tiết diện đến điểm lừi của tiết diện cỏch xa vựng chịu kộo hơn cả, đợc xác định theo công thức:
A
r=ϕW (17)
ϕ –xem điều 7.1.2.4;
Vị trí trục trung hòa đợc xác định từ điều kiện:
( )
'b0 h 2x Abt
S = − (18)
6.1.2.5 Giá trị hệ số η xét ảnh hởng của độ cong đến độ lệch tâm e0 của lực dọc, đợc xác định theo công thức:
Ncr
− N
= 1 η 1
(19)
trong đó Ncr lực tới hạn quy – ớc, đợc xác định theo công thức:
+ +
= 01
1 0
11 4 0
6
02
, , , l
I E N ,
l e
cr ϕ b δ (20)
Trong công thức (20):
ϕl – hệ số kể đến ảnh hởng của tác dụng dài hạn của tải trọng đến độ cong của cấu kiện ở trạng thái giới hạn lấy bằng:
M Ml
l β
ϕ =1+ (21)
nhng không lớn hơn 1+β ; trong đó:
β – hệ số phụ thuộc vào loại bê tông, lấy theo Bảng 29;
M – mô men lấy đối với biên chịu kéo hoặc chịu nén ít hơn cả của tiết diện do tác dụng của tải trọng thờng xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn;
TCXDVN 356 : 2005
Ml – tơng tự M, nhng do tải trọng thờng xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn;
l0 – xác định theo Bảng 30;
δe – hệ số, lấy bằng e0 h, nhng không nhỏ hơn δe,min:
b
e R
h l 0,01 01
, 0 5 ,
0 0
min
, = − −
δ (22)
ở đây: Rb– tính bằng MPa.
Nếu mô men uốn (hoặc độ lệch tâm) do toàn bộ tải trọng và do tổng của tải trọng thờng xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn có dấu khác nhau thì ϕl lấy nh sau:
+ khi giá trị tuyệt đối của độ lệch tâm do toàn bộ tải trọng e0 > 0,1h: ϕl =1;
+ khi e0 ≤0,1h:
h e
l l
l 0
1 1 10 ( 1 ϕ ) ϕ
ϕ = + − ,
trong đó:
1
ϕl –đợc xác định theo công thức (21) với M lấy bằng lực dọc N (do tải trọng thờng xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn gây ra) nhân với khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến cạnh bị kéo hoặc bị nén ít hơn cả do tải trọng thờng xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn gây ra.
Bảng 29 - Hệ số β trong công thức (21)
Loại bê tông Giá trị của β
1. Bê tông nặng 1,0
2. Bê tông hạt nhỏ nhóm:
+ A
+ B
+ C
1,3 1,5 1,0 3. Bê tông nhẹ có:
+ cốt liệu nhân tạo loại đặc chắc + cốt liệu nhân tạo loại xốp + cốt liệu tự nhiên
1,0 1,5 2,5
4. Bê tông rỗng 2,0
5. Bê tông tổ ong:
+ chng áp 1,3
+ không chng áp 1,5
Ghi chú: Phân loại bê tông hạt nhỏ theo nhóm đợc quy định theo điều 5.1.1.3.
Bảng 30 - Chiều dài tính toán l0 của cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm
Đặc trng liên kết giữa tờng và cột Giá trị l0
1. Có gối tựa ở trên và dới a) tựa khớp ở hai đầu
b) khi ngàm một đầu và đầu kia có thể chuyển dịch, đối với nhà:
+ nhiều nhịp + một nhịp 2. Đứng tự do
H
1,25H 1,50H 2,00H Ghi chú: H chiều cao cột (hoặc t– ờng) giữa các tầng đã trừ đi chiều dày bản sàn hoặc chiều cao kết cấu đứng tù do.
6.1.2.6 Tính toán cấu kiện bê tông chịu nén cục bộ cần đợc tiến hành theo điều 6.2.5.1 và 6.2.5.2.
6.1.3 Cấu kiện chịu uốn
6.1.3.1 Cấu kiện bê tông chịu uốn (Hình 3) cần đợc tính toán theo các điều kiện:
pl btW R
M ≤α (23)
trong đó:
α – hệ số, lấy theo điều 6.1.2.4;
Wpl xác định theo công thức (16), đối với cấu kiện có tiết diện chữ nhật – Wpl lấy bằng:
5 , 3 bh2
Wpl = (24)
6.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền