4.4.1 Việc tớnh toỏn hệ kết cấu bờ tụng và bờ tụng cốt thộp (kết cấu tuyến tớnh, kết cấu phẳng, kết cấu khụng gian và kết cấu khối lớn) đối với cỏc trạng thỏi giới hạn thứ nhất và thứ hai được thực hiện theo ứng suất, nội lực, biến dạng và chuyển vị. Cỏc yếu tố ứng suất, nội lực, biến dạng và chuyển vị đú được tớnh toỏn từ những tỏc động của ngoại lực lờn cỏc kết cấu núi trờn (tạo thành hệ kết cấu của nhà và cụng trỡnh) và cần kểđến tớnh phi tuyến vật lý, tớnh khụng đẳng hướng và trong một số trường hợp cần thiết phải kểđến từ biến và sự tớch tụ cỏc hư hỏng (trong một quỏ trỡnh dài) và tớnh phi tuyến hỡnh học (phần lớn trong cỏc kết cấu thành mỏng).
CHÚ THÍCH: Tớnh khụng đẳng hướng là sự khụng giống nhau về tớnh chất (ởđõy là tớnh chất cơ học) theo cỏc hướng khỏc nhau. Tớnh trực hướng là một dạng của tớnh khụng đẳng hướng, trong đú sự khụng giống nhau về tớnh chất là theo cỏc hướng thuộc ba mặt phẳng đối xứng vuụng gúc với nhau từng đụi một.
4.4.2 Cần kểđến tớnh phi tuyến vật lý, tớnh khụng đẳng hướng và tớnh từ biến trong những tương quan xỏc định trong quan hệứng suất - biến dạng, cũng như trong điều kiện bền và chống nứt của vật liệu. Khi đú cần chia ra làm hai giai đoạn biến dạng của cấu kiện: trước và sau khi hỡnh thành vết nứt.
4.4.3 Trước khi hỡnh thành vết nứt, phải sử dụng mụ hỡnh phi tuyến trực hướng đối với bờ tụng. Mụ hỡnh này cho phộp kểđến sự phỏt triển cú hướng của hiệu ứng gión nở và tớnh khụng đồng nhất của
sự biến dạng khi nộn và kộo. Cho phộp sử dụng mụ hỡnh gần đẳng hướng của bờ tụng. Mụ hỡnh này
cho phộp kểđến sự xuất hiện của cỏc yếu tố nờu trờn theo ba chiều. Đối với bờ tụng cốt thộp, tớnh toỏn trong giai đoạn này cần xuất phỏt từ tớnh biến dạng đồng thời theo phương dọc trục của cốt thộp và phần bờ tụng bao quanh nú, ngoại trừđoạn đầu mỳt cốt thộp khụng bố trớ neo chuyờn dụng.
Khi cú nguy cơ phỡnh cốt thộp, cần hạn chế trị sốứng suất nộn giới hạn.
CHÚ THÍCH: Sự gión nở là sự tăng về thể tớch của vật thể khi nộn do cú sự phỏt triển của cỏc vết vi nứt cũng như cỏc vết nứt cú chiều dài lớn.
4.4.4 Theo điều kiện bền của bờ tụng, cần kể đến tổ hợp ứng suất theo cỏc hướng khỏc nhau, vỡ cường độ chịu nộn hai trục và ba trục lớn hơn cường độ chịu nộn một trục, cũn khi chịu nộn và kộo đồng thời cường độ đú cú thể nhỏ hơn khi bờ tụng chỉ chịu nộn hoặc kộo. Trong những trường hợp cần thiết, cần lưu ý tớnh dài hạn của ứng suất tỏc dụng.
Điều kiện bền của bờ tụng cốt thộp khụng cú vết nứt cần được xỏc lập trờn cơ sởđiều kiện bền của cỏc vật liệu thành phần khi xem bờ tụng cốt thộp như mụi trường hai thành phần.
4.4.5 Lấy điều kiện bền của bờ tụng trong mụi trường hai thành phần làm điều kiện hỡnh thành vết nứt.
4.4.6 Sau khi xuất hiện vết nứt, cần sử dụng mụ hỡnh vật thể khụng đẳng hướng dạng tổng quỏt trong quan hệ phi tuyến giữa nội lực hoặc ứng suất với chuyển vị cú kểđến cỏc yếu tố sau:
− Gúc nghiờng của vết nứt so với cốt thộp và sơđồ vết nứt; − Sự mở rộng vết nứt và trượt của cỏc biờn vết nứt;
− Độ cứng của cốt thộp:
+ Theo phương dọc trục: cú kểđến sự dớnh kết của cốt thộp với dải hoặc đoạn bờ tụng giữa cỏc vết nứt;
TCVN 5574:2012
33 + Theo phương tiếp tuyến với biờn vết nứt: cú kểđến độ mềm của phần bờ tụng tại
cỏc biờn vết nứt và ứng suất dọc trục và ứng suất tiếp tương ứng trong cốt thộp tại vết nứt.
− Độ cứng của bờ tụng:
+ Giữa cỏc vết nứt: cú kể đến lực dọc và trượt của phần bờ tụng giữa cỏc vết nứt (trong sơđồ vết nứt giao nhau, độ cứng này được giảm đi);
+ Tại cỏc vết nứt: cú kểđến lực dọc và trượt của phần bờ tụng tại biờn vết nứt. − Sự mất dần từng phần tớnh đồng thời của biến dạng dọc trục của cốt thộp và bờ tụng giữa cỏc vết nứt.
Trong mụ hỡnh biến dạng của cấu kiện khụng cốt thộp cú vết nứt, chỉ kểđến độ cứng của bờ tụng trong khoảng giữa cỏc vết nứt.
Trong những trường hợp xuất hiện cỏc vết nứt xiờn, cần kểđến đặc điểm riờng của biến dạng bờ tụng trong vựng phớa trờn cỏc vết nứt.
4.4.7 Bề rộng vết nứt và chuyển dịch trượt tương đối của cỏc biờn vết nứt cần xỏc định trờn cơ sở chuyển dịch theo hướng khỏc nhau của cỏc thanh cốt thộp so với cỏc biờn của vết nứt cắt qua chỳng, cú xột đến khoảng cỏch giữa cỏc vết nứt và điều kiện chuyển dịch đồng thời.
4.4.8 Điều kiện bền của cấu kiện phẳng và kết cấu khối lớn cú vết nứt cần xỏc định dựa trờn cỏc giả thuyết sau:
− Phỏ hoại xảy ra do cốt thộp bị gión dài đỏng kể tại cỏc vết nứt nguy hiểm nhất, thường nằm nghiờng so với thanh cốt thộp và sự phỏ vỡ bờ tụng của một dải hay blốc giữa cỏc vết nứt hoặc ngoài cỏc vết nứt (vớ dụ: tại vựng chịu nộn của bản nằm trờn cỏc vết nứt);
− Cường độ chịu nộn của bờ tụng bị suy giảm bởi ứng suất kộo sinh ra do lực dớnh giữa bờ tụng và cốt thộp chịu kộo theo hướng vuụng gúc, cũng như do chuyển dịch ngang của cốt thộp gần biờn vết nứt;
− Khi xỏc định cường độ của bờ tụng cần xột đến sơđồ hỡnh thành vết nứt và gúc nghiờng của vết nứt so với cốt thộp;
− Cần kểđến ứng suất phỏp trong thanh cốt thộp hướng theo dọc trục cốt thộp. Cho phộp kểđến
ứng suất tiếp trong cốt thộp tại vị trớ cú vết nứt (hiệu ứng nagen), cho rằng cỏc thanh cốt thộp khụng thay đổi hướng;
− Tại vết nứt phỏ hoại, cỏc thanh cốt thộp cắt qua nú đều đạt cường độ chịu kộo tớnh toỏn (đối với cốt thộp khụng cú giới hạn chảy thỡ ứng suất cần được kiểm soỏt trong quỏ trỡnh tớnh toỏn về biến dạng).
Cường độ bờ tụng tại cỏc vựng khỏc nhau sẽđược đỏnh giỏ theo cỏc ứng suất trong bờ tụng như trong
một thành phần của mụi trường hai thành phần (khụng kểđến ứng suất quy đổi trong cốt thộp giữa cỏc vết nứt được xỏc định cú kểđến ứng suất tại cỏc vết nứt, sự bỏm dớnh và sự mất dần từng phần tớnh đồng thời của biến dạng dọc trục của bờ tụng với cốt thộp).
TCVN 5574:2012
34
4.4.9 Đối với cỏc kết cấu bờ tụng cốt thộp cú thể chịu được cỏc biến dạng dẻo nhỏ, cho phộp xỏc định khả năng chịu lực của chỳng bằng phương phỏp cõn bằng giới hạn.
4.4.10 Khi tớnh toỏn kết cấu theo độ bền, biến dạng, sự hỡnh thành và mở rộng vết nứt theo phương phỏp phần tử hữu hạn, cần kiểm tra cỏc điều kiện bền, khả năng chống nứt của tất cả cỏc phần tử của kết cấu, cũng như kiểm tra điều kiện xuất hiện cỏc biến dạng quỏ mức của kết cấu.
Khi đỏnh giỏ trạng thỏi giới hạn theo độ bền, cho phộp một số phần tử bị phỏ hoại, nếu như điều đú khụng dẫn đến sự phỏ hoại tiếp theo của kết cấu và sau khi tải trọng đang xột thụi tỏc dụng, kết cấu vẫn sử dụng được bỡnh thường hoặc cú thể khụi phục được.