D. Tính toán dầm gãy khúc
7.2.2.Tính toán theo sự mở rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện
7. Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn thứ hai 1 Tính toán cấu kiện bê tông theo sự hình thành vết nứt
7.2.2.Tính toán theo sự mở rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện
7.2.2.1. Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện acrc, mm, được xác định theo công thức: acrc = δϕlη 20(3,5 - 100µ) (147)
trong đó:
δ là hệ số, lấy đối với:
+ cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm: bằng 1,0; + cấu kiện chịu kéo: bằng 1,2;
ϕl là hệ số, lấy khi có tác dụng của:
+ tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn: 1,00;
+ tải trọng lặp, tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn đối với kết cấu làm từ: Bê tông nặng: trong điều kiện độ ẩm tự nhiên: 1,6-15 µ
Khi trạng thái bão hòa nước và khô luân phiên thay đổi: 1,75 Bê tông hạt nhỏ:
Nhóm A: 1,75 Nhóm B: 2,00 Nhóm C: 1,50
Bê tông nhẹ và bê tông rỗng: 1,50 Bê tông tổ ong: 2,50
Giá trị ϕl đối với bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng, bê tông tổ ong ở trạng thái bão hòa nước được nhân với hệ số 0,8; còn khi trạng thái bão hòa nước và khô luân phiên thay đổi được nhân với hệ số 1,2;
η là hệ số, lấy như sau: + với cốt thép thanh có gờ: 1,0 + với cốt thép thanh tròn trơn: 1,3 + với cốt thép sợi có gờ hoặc cáp: 1,2 + với cốt thép trơn: 1,4
σs là ứng suất trong các thanh cốt thép S lớp ngoài cùng hoặc (khi có ứng lực trước) số gia ứng suất do tác dụng của ngoại lực, được xác định theo các chỉ dẫn ở 7.2.2.2;
µ là hàm lượng cốt thép của tiết diện: lấy bằng tỷ số giữa diện tích cốt thép S và diện tích tiết diện bê tông (có chiều cao làm việc h0 và không kể đến cánh chịu nén) nhưng không lớn hơn 0,02;
d là đường kính cốt thép, tính bằng milimét (mm).
Đối với cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp 2, bề rộng vết nứt được xác định với tổng tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn với hệ số ϕl = 1,0.
Đối với cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp 3, bề rộng vết nứt dài hạn được xác định với tác dụng của tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn với hệ số ϕl > 1,0. Bề rộng vết nứt ngắn hạn được xác định như tổng của bề rộng vết nứt dài hạn và số gia bề rộng vết nứt do tác dụng của tải trọng tạm thời ngắn hạn với hệ số ϕl =1,0;
Bề rộng vết nứt xác định theo công thức (147) được điều chỉnh lại trong các trường hợp sau: a) Nếu trọng tâm tiết diện của các thanh cốt thép S lớp ngoài cùng của cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm với e0,tot ≥ 0,8h0, nằm cách thớ chịu kéo nhiều nhất một khoảng a2 > 0,2h, thì giá trị acrc cần phải tăng lên bằng cách nhân với hệ số δa bằng:
δa = (148) Nhưng không được lớn hơn 3.
b) Đối với cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm làm từ bê tông nặng và bê tông nhẹ với µ ≤ 0,008 và Mr2 < M0, bề rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tất cả các tải trọng cho phép xác định bằng cách nội suy tuyến tính giữa các giá trị acrc = 0 ứng với mômen gây nứt Mcrc và giá trị acrc được tính theo các chỉ dẫn ở điều này ứng với mô men M0 = Mcrc + ψbh2Rbt,ser, (trong đó ψ = 15 µα /η) nhưng không lớn hơn 0,6. Khi đó bề rộng vết nứt dài hạn do tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn được xác định bằng cách nhân giá trị tìm được acrc do tác dụng của tất cả các tải trọng với tỷ số ϕl1(Mr1 - Mrp)/(Mr2 - Mrp), trong đó ϕl1 = 1,8ϕl (Mcrc/Mr2) nhưng không nhỏ hơn ϕl. ở đây:
Mr1, Mr2 là các mô men Mr tương ứng do tác dụng của tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và do toàn bộ tải trọng (xem 7.1.2.4).
c) Đối với cấu kiện làm từ bê tông nhẹ và bê tông rỗng có cấp B7,5 và thấp hơn, giá trị acrc cần phải tăng lên 20%.
7.2.2.2. Ứng suất trong cốt thép chịu kéo (hoặc số gia ứng suất) σs cần được xác định theo các công thức đối với:
- Cấu kiện chịu kéo đúng tâm:
σs = (149) - Cấu kiện chịu uốn:
σs = (150)
- Cấu kiện chịu nén lệch tâm, cũng như kéo lệch tâm khi e0,tot ≥ 0,8h0: σs = (151)
Đối với cấu kiện chịu kéo lệch tâm khi e0,tot < 0,8h0, giá trị σs được xác định theo công thức (151) với z = zs (trong đó: zs là khoảng cách giữa các trọng tâm cốt thép S và S').
Đối với cấu kiện không ứng lực trước giá trị ứng lực nén trước P được lấy bằng không. Trong công thức (151), dấu "cộng" được lấy khi kéo lệch tâm, dấu "trừ" - khi nén lệch tâm. Khi vị trí của lực kéo dọc N nằm giữa các trọng tâm của cốt thép S và S', giá trị es được lấy với dấu "trừ". Trong các công thức (150) và (151):
Z là khoảng cách từ trọng tâm diện tích tiết diện cốt thép S đến điểm đặt của hợp lực trong vùng chịu nén của tiết diện bê tông phía trên vết nứt, được xác định theo 7.4.3.2.
Khi bố trí cốt thép chịu kéo thành nhiều lớp theo chiều cao tiết diện trong các cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, kéo lệch tâm có e0,tot ≥ 0,8h0, ứng suất σs tính theo công thức (150) và (151) cần phải nhân thêm với hệ số δn bằng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
δn = (152) Trong đó:
X = ξh0, với giá trị ξ được xác định theo công thức (164);
a1, a2 tương ứng là khoảng cách từ trọng tâm diện tích tiết diện của toàn bộ cốt thép S và của lớp cốt thép ngoài cùng đến thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất.
Giá trị ứng suất (σs + σsp) hoặc khi có nhiều lớp cốt thép chịu kéo (δnσs + σsp) không được vượt quá Rs,ser.
Trên các đoạn cấu kiện có các vết nứt ban đầu trong vùng chịu nén (xem 4.2.9), giá trị ứng lực nén trước P cần giảm đi một đại lượng ∆P được xác định theo công thức:
∆P = λP (153) Trong đó:
λ được xác định theo công thức (139)
7.2.2.3. Chiều sâu của các vết nứt ban đầu hcrc ở vùng chịu nén (xem 4.2.9) không được lớn hơn 0,5h0. Giá trị hcrc được xác định theo công thức:
hcrc = h - (1,2+ϕm) ξh0 (154)
Giá trị ξ được xác định theo công thức (164), ϕm tính theo công thức (171) đối với vùng có vết nứt ban đầu.