3 NGUYấN Lí THIẾT KẾ THEO TIấU CHUẨN 22TCN272-05
3.3.3. Cỏc trạng thỏi giới hạn
1 .Trạng thỏi giới hạn sử dụng
Trạng thỏi giới hạn sử dụng phải xột đến như một biện phỏp nhằm hạn chế đối với ứng suất, biến dạng và vết nứt dưới điều kiện sử dụng bỡnh thường.
2. Trạng thỏi giới hạn mỏi và phỏ hoại giũn
Trạng thỏi giới hạn mỏi phải được xột đến trong tớnh toỏn như một biện phỏp nhằm hạn chế về biờn độ ứng suất do một xe tải thiết kế gõy ra với số chu kỳ biờn độ ứng suất dự kiến.
Bài giảng kết cấu bờ tụng cốt thộp 08/2013 www.bmketcau.net
Bộ mụn Kết cấu – Khoa Cụng trỡnh – ĐH GTVT 45
Trạng thỏi giới hạn phỏ hoại giũn phải được xột đến như một số yờu cầu về tớnh bền của vật liệu theo Tiờu chuẩn vật liệu.
3. Trạng thỏi giới hạn cường độ
Trạng thỏi giới hạn cường độ phải được xột đến để đảm bảo cường độ và sự ổn định cục bộ và ổn định tổng thể được dự phũng để chịu được cỏc tổ hợp tải trọng quan trọng theo thống kờ được định ra để cầu chịu được trong phạm vi tuổi thọ thiết kế của nú.
Trạng thỏi giới hạn cường độ I: Tổ hợp tải trọng cơ bản liờn quan đến việc sử dụng cho xe tiờu chuẩn của cầu khụng xột đến giú
Trạng thỏi giới hạn cường độ II: Tổ hợp tải trọng liờn quan đến cầu chịu giú với vận tốc vượt quỏ 25m/s
Trạng thỏi giới hạn cường độ III: Tổ hợp tải trọng liờn quan đến việc sử dụng xe tiờu chuẩn của cầu với giú cú vận tốc 25m/s
TTGH cường độ là một TTGH được quyết định bởi cường độ tĩnh của vật liệu tại một mặt cắt cú vết nứt đó cho. Cú 3 tổ hợp tải trọng cường độ khỏc nhau được quy định trong bảng 1.1. Đối với một bộ phận riờng biệt của kết cấu cầu, chỉ một hoặc cú thể hai trong số cỏc tổ hợp tải trọng này cần được xột đến. Sự khỏc biệt trong cỏc tổ hợp tải trọng cường độ chủ yếu liờn quan đến cỏc hệ số tải trọng được quy định đối với hoạt tải. Tổ hợp tải trọng sinh ra hiệu ứng lực lớn nhất được so sỏnh với cường độ hoặc sức khỏng của mặt cắt ngang của cấu kiện.
Trong tớnh toỏn sức khỏng đối với hiệu ứng tải trọng đó nhõn hệ số như lực dọc trục, lực uốn, lực cắt hoặc xoắn, sự khụng chắc chắn được biểu thị qua hệ số giảm cường độ hay hệ số sức khỏng .. Hệ số là hệ số nhõn của sức khỏng danh định Rn và điều kiện an toàn là thoả món phương trỡnh tổng quỏt 3.3.
Trong cỏc cấu kiện BTCT, cú những yếu tố khụng đảm bảo được chớnh xỏc như chất lượng vật liệu, kớch thước mặt cắt ngang, việc đặt cốt thộp và những cụng thức được dựng để tớnh sức khỏng.
Một số mụ hỡnh phỏ hoại cú thể được đưa ra với độ chớnh xỏc cao hơn cỏc mụ hỡnh khỏc và hậu quả do sự cố của chỳng là ớt nguy hiểm. Chẳng hạn, dầm chịu uốn thường được thiết kế tương đối ớt cốt thộp, do đú phỏ hoại xảy ra do sự chảy từ từ của cốt thộp chịu kộo, trong khi cỏc cột chịu nộn thường bị phỏ hoại đột ngột khụng cú bỏo trước. Mụ hỡnh phỏ hoại do cắt thường ớt được hiểu biết và nú là sự kết hợp của mụ hỡnh phỏ hoại do kộo và do nộn. Do vậy, hệ số trong trường hợp này phải nằm trong khoảng giữa hệ số của dầm chịu uốn và của cột chịu nộn. Hậu quả sự phỏ hoại của cột là nghiờm trọng hơn của dầm vỡ một cột bị phỏ hoại sẽ kộo theo sự sụp đổ của một số dầm, do đú, dự trữ trong thiết kế cột cần phải lớn hơn. Tất cả cỏc lý do trờn cũng như cỏc nguyờn nhõn khỏc được phản ỏnh trong hệ số sức khỏng, được quy định bởi AASHTO và được giới thiệu trong bảng sau
Đối với trường hợp uốn và nộn kết hợp, hệ số trong trường hợp nộn cú thể được lấy tăng lờn tuyến tớnh từ giỏ trị 0,75 ở lực dọc trục nhỏ cho tới hệ số đối với uốn thuần tuý ở lực dọc bằng
khụng. Một lực dọc nhỏ được định nghĩa là 0,10.f’c.Ag với f’c là cường độ chịu nộn 28 ngày của
Bài giảng kết cấu bờ tụng cốt thộp 08/2013 www.bmketcau.net
Bộ mụn Kết cấu – Khoa Cụng trỡnh – ĐH GTVT 46
Đối với cỏc dầm chịu kộo hoặc khụng chịu kộo được đặt cốt thộp thường và cốt thộp dự ứng lực hỗn hợp, hệ số phụ thuộc vào tỉ lệ dự ứng lực bộ phận (PPR) và được tớnh bằng cụng thức
sau: = 0,90 + 0,10.(PPR) trong đú: ( ) ps py ps py s y A f PPR A f A f với Aps = diện tớch cốt thộp dự ứng lực,
fpy = giới hạn chảy của cốt thộp dự ứng lực,
As = diện tớch cốt thộp thường,
fy = giới hạn chảy của cốt thộp thường.
Bảng 3.1-Hệ số sức khỏng đối với cỏc kết cấu thụng thường
Trạng thỏi giới hạn cường độ Hệ số
Đối với uốn và kộo Bờ tụng cốt thộp
Bờ tụng cốt thộp dự ứng lực
0,90 1,00 Đối với cắt và xoắn
Bờ tụng cú trọng lượng trung bỡnh Bờ tụng nhẹ
0,90 0,70 Đối với nộn dọc trục cú cốt thộp xoắn, trừ trường hợp động
đất vựng 3 và 4
0,75
Đối với bộ phận đỡ tựa trờn bờ tụng 0,70
Đối với nộn trong mụ hỡnh chống và giằng 0,70 Đối với nộn tại vựng neo
Bờ tụng cú trọng lượng trung bỡnh Bờ tụng nhẹ
0,80 0,65 Đối với kộo trong cốt thộp tại vựng neo 1,00 4. Trạng thỏi giới hạn đặc biệt
Trạng thỏi giới hạn đặc biệt phải được xột đến để đảm bảo sự tồn tại của cầu khi động đất hoặc lũ lớn hoặc khi bị tầu thuỷ, xe cộ va, cú thể cả trong điều kiện bị xúi lở.
Trong tiờu chuẩn chõu Âu và tiờu chuẩn Việt nam TCXDVN356-2005 người ta xếp thành 2 nhúm trạng thỏi giới hạn là trạng thỏi giới hạn sử dụng (SLS) và trạng thỏi giới hạn cực hạn (ULS)