Đang tải... (xem toàn văn)
Bài báo trình bày phương pháp tính toán độ võng của dầm bê tông cốt thép có kể đến hiện tượng từ biến của bê tông theo tiêu chuẩn Nga SP 63.13330.2012. Tiêu chuẩn này là cơ sở để soạn thảo tiêu chuẩn mới thay thế tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam TCVN 5574:2012 về thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (BTCT).
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 12 (4): 58–68 KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ VÕNG DÀI HẠN CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP TÍNH TỐN THEO TIÊU CHUẨN NGA SP 63.13330.2012 VÀ TCVN 5574:2012 Đinh Văn Tùnga,∗ a Khoa Xây dựng dân dụng công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Lịch sử viết: Nhận ngày 8/1/2018, Sửa xong 16/4/2018, Chấp nhận đăng 30/5/2018 Tóm tắt Bài báo trình bày phương pháp tính tốn độ võng dầm bê tơng cốt thép có kể đến tượng từ biến bê tơng theo tiêu chuẩn Nga SP 63.13330.2012 Tiêu chuẩn sở để soạn thảo tiêu chuẩn thay tiêu chuẩn hành Việt Nam TCVN 5574:2012 thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép (BTCT) Trong báo này, tác giả đưa so sánh, đánh giá phương pháp tính tốn độ võng theo tiêu chuẩn SP 63.13330.2012 so với TCVN 5574:2012, từ đó, đưa kiến nghị việc biên soạn TCVN áp dụng tiêu chuẩn SP 63.13330.2012 tính tốn độ võng dài hạn dầm bê tông cốt thép Việt Nam đưa phần cuối báo Từ khố: bê tơng cốt thép; co ngót; độ võng dài hạn; từ biến; SP 63.13330.2012 SURVEY AND ASSESSMENT OF LONG-TERM DEFLECTION OF REINFORCED CONCRETE BEAMS ACCORDING TO RUSSIAN STANDARD SP 63.13330.2012 AND TCVN 5574:2012 Abstract This paper presents a method for calculating deflection of reinforced concrete beams under the effect of the creep phenomenon of concrete according to Russian Standard SP 63.13330.2012 This standard is the basis for composing new standards replacing Vietnam’s current standard TCVN 5574: 2012 for the design of concrete and reinforced concrete (RC) structures In this article, the author also makes comparisons and assesses the method for calculating deflection according to standard SP 63.13330.2012 compared with TCVN 5574: 2012, from which, recommendations for the compilation and application of SP 63.13330.2012 in the calculation of long-term deflection of reinforced concrete beams in Vietnam are given in the later part of the paper Keywords: reinforced concrete; shrinkage; long-term deflection; creep; SP 63.13330.2012 https://doi.org/10.31814/stce.nuce2018-12(4)-07 © 2018 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Tiêu chuẩn kết cấu bê tông bê tông cốt thép (BTCT) hành Việt Nam TCVN 5574:2012 [1] (cũ TCXDVN 356:2005) ban hành sở tiêu chuẩn CHИП2.03.01.84 xuất năm 1998 Cộng hòa Liên bang Nga Quan điểm tính tốn độ võng dài hạn dầm tiêu chuẩn tính tốn theo phương pháp học kết cấu, phải thay độ cứng đàn hồi độ cứng có xét đến biến dạng dẻo bê tơng, xét đến có mặt cốt thép tiết diện ∗ Tác giả Địa e-mail: tungnhnd@gmail.com (Tùng, Đ V.) 58 Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2018 13(5):1-16 bê tơng, xét đến có mặt củaĐ.cốt tiết Xây xuấtdựng khe nứt vùng Tùng, V thép / Tạp chí Khoa họcdiện Cơngvà nghệ kéo tiết diện đoạn trục dọc dầm Đối với đoạn dầm mà xuất khe nứt kéotrong tiết diện đoạncủa nàodầm trục dọc củanhư dầm khơng xuấttrong hiệnvùng khe nứt vùng kéo, độ võng tính tốn đốiĐối với dầm màhồi trênMột khơng hiệnnước khe nứt võng dầm[3] tính tốn với đoạn vật thể đàn số tiêuxuất chuẩn nhưvùng ACIkéo, 318độ[2], Eurocode nhưAS đối3600 với vật đàn hồi số tiêu chuẩn nước nhưđộACI 318 [2], Eurocode AS [4] thể đưa cácMột phương pháp khác nhaungoài dự báo võng cấu kiện chịu[3] uốn 3600 [4]tác dụng đưa racủa cáctải phương pháphạn khác dự báokỷđộtrước võngdựa củatrên cấu kiện chịu uốn chịu tác dụng chịu trọng dài từ nhiều thập nghiên cứu lý kếtdài hợphạn thực củakỷ cáctrước tác giả nghiên cứu cứu đặc trưng theo thờithực giannghiệm củathuyết tải trọng từ nghiệm nhiều thập dựa Những nghiên lý thuyết kết hợp co ngót cứu bê tơng đòitrưng hỏi nhiều cônggian sức,như thờitừgian vậy, củanhư từ tácbiến giả Những nghiên đặc theo thời biếnvà vàchi co phí, ngót bê tơng đòi Việt Nam có nghiên cứu độ võng dài hạn dầm bê tông cốt thép, nghiên hỏi nhiều công sức, thời gian chi phí, vậy, Việt Nam có nghiên cứu độ võng dài hạn đưa kết quảnghiên cho cấuchỉ kiện bê tôngcho cốtmột thépvài đơn trongdầm mộtbê tông củacứu dầmmới bê tông cốt thép, cứuvàimới đưadầm kết cấulẻ kiện môi trường thể cốt điều thép kiện đơn lẻ cụ điều kiện môi trường cụ thể Thời Thời gian gần Xây chuẩn vềmới thiếtvềkếthiết kết cấu bê gianđây, gầnBộ đây, Bộdựng Xây dựngtiến đanghành tiếnbiên hànhsoạn biêntiêu soạn tiêu chuẩn tôngkếvàkết BTCT thay [1]BTCT cơthay sở [5] chuẩn đưa nhiều thay việcsự tính tốn cấu bê tơng thếTiêu [1] cơnày sở [5] Tiêu chuẩn đổi đưatrong nhiều đổitơng việc tính tốntiêu kếtchuẩn cấu bê BTCT so với tiêu chuẩn tính Ngatốn độ kết thay cấu bê BTCT so với cũ tông Nga CHИП2.03.01.84 Phươngcũpháp CHИП2.03.01.84 Phương tính tốn cấumới kiệnchi chịu võng dài hạn cấu kiện chịu pháp uốn BTCT theođộ [5]võng cũngdài có hạn nhiềucủa điểm tiếtuốn hơnBTCT cần tìm [5] cóđó, nhiều điểmcứu mớiphương chi tiếtpháp cần tìmvõng hiểu dài làm đó,BTCT nghiêntheo [5] hiểutheo làm rõ Do nghiên tính tốn độ hạn rõ củaDo dầm cứu phương pháp tính tốn độ võng dài hạn dầm BTCT theo [5] mang tính cấp thiết.độ võng mang tính cấp thiết Trong báo này, tác giả tiến hành so sánh, đánh giá phương pháp tính Trong báo này, tác giả tiến hành so sánh, đánh giá phương pháp tính độ võng theo [5] theo [5] so với tiêu chuẩn hành Việt Nam [1] Từ đó, tác giả đưa kiến nghị với soạn tiêu chuẩn của[5] Việt Nam [1] Từđộ đó,võng tác giả kiến nghị việcsobiên áp dụng tiêuhành chuẩn tính tốn dàiđưa hạn dầm bê tông cốttrong thép Việt việc biên soạn áp dụng tiêu chuẩn [5] tính tốn độ võng dài hạn dầm bê tông Nam cốt thép Việt Nam Phương pháp định độ võng Phương pháp xácxác định độ võng dài dài hạnhạn của dầmdầm theotheo [5] [5] 2.1 Mô men kháng nứt Mcrc tiết diện dầm [5,6] 2.1 Mô men kháng nứt Mcrc tiết diện dầm [5, 6] Khi tính mơ men kháng nứt tiết diện, tiêu chuẩn [5] dựa giả thiết sau: Khi diện tính mơ mennghĩa khánglànứt diện, tiêutiết chuẩn dựađược coi giảphẳng; thiết sau: Tiết Tiết phẳng, sau khitiết biến dạng diện[5] Biểu đồdiện ứng phẳng, nghĩa sau biếnbêdạng diện phẳng; Biểu suất vùng tông chịu suấtlà vùng tôngtiết chịu nén cóđược dạngcoi tamlàgiác, biểu đồ đồ ứngứng suất vùng bêbê tơng nénchịu có dạng giác,hình biểuthang đồ ứngvới suất bê tơng chịu kéo có thang ứng suất kéo tam có dạng ứng suấtvùng lớn cường độ dạng chịu hình kéo bêvới tơng lớn Rnhất độ chịu ; Biến dạng tương tạigiá thớtrị bêcực tônghạn chịu kéo Biếncường dạng tương đốikéo tạicủa thớ bê bê tông tơng Rchịu ngồi lấyđối bt,ser;bằng bt,serkéo ${{\varepsilon tính MKhi hệcrcứng suấthệbiến cốt lấy bằng}_{bt,u}}=0,00015$; giá trị cực hạn εbt,u =Khi 0,00015; tính M , quan ứngdạng suất biến dạng crc, quan đồ ứng ứng suất biến dạng tiết cốt thép thép theo theo lý lý thuyết thuyết đàn đàn hồi hồi tuyến tuyến tính tính Với Với giả thiết này, sơ đồ tiết diện chuẩn bị nứt thể Hình 1: diện chuẩn bị nứt thể Hình 1: b 's A's b 's h ho x bz x a' A's Mcrc s As a As R bt,ser b a) b) s bt c) HìnhHình Sơ suất biến chuẩnbịbịnứt nứt theo 63.13330.2012 đồ Sơ ứng đồ ứng suất biếndạng dạngtại tạitiết tiết diện diện chuẩn theo SPSP 63.13330.2012 a) diện Tiết diện ngang;b)b)Sơ Sơ đồ đồ ứng ứng suất; dạng dạng a) Tiết ngang; suất;c) Sơ c) đồ Sơbiến đồ biến Mô men nứt cấu kiện chịu uốn BTCT xác định theo Công thức (1): Mcrc = W pl Rbt,ser 59 (1) Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Rbt,ser cường độ chịu kéo dọc trục bê tông; W pl mô men kháng uốn đàn dẻo tiết diện, tiết diện chữ nhật W pl xác định sau: W pl = 1,3Wred ; Wred = Ired yt (2) Wred mô men kháng uốn đàn hồi tiết diện quy đổi; Ired mơ men qn tính tiết diện quy đổi trục trung hòa; yt khoảng cách từ mép bê tơng chịu kéo ngồi đến trục trung hòa tiết diện quy đổi, giá trị Ired , yt xác định theo Công thức (3) Ired = I + αI s + αI s ; yt = S t,red ; Ared α = E s /Eb (3) I, I s , I s mơ men qn tính tiết diện bê tông vùng nén, tiết diện cốt thép chịu kéo tiết diện cốt thép chịu nén trục trung hòa; Ared S t,red diện tích tiết diện ngang quy đổi mơ men tĩnh mép bê tông chịu kéo nhiều 2.2 Độ cong dầm bê tông cốt thép đoạn khơng có khe nứt vùng kéo [5] Độ cong đoạn dầm khơng có khe nứt vùng kéo xác định theo (4) r = M1 D1 (4) M1 mơ men trung bình đoạn dầm khơng có khe nứt vùng kéo; D1 độ cứng chống uốn tiết diện ngang quy đổi đoạn khơng có khe nứt xác định theo (5) D1 = Eb1 Ired (5) Eb1 mô đun biến dạng bê tông vùng nén theo thời gian tác dụng tải trọng mức độ nứt tiết diện; Ired mô men quán tính tiết diện quy đổi trục trung hòa xác định theo (3) với α = E s /Eb1 Khi tải trọng tác dụng dài hạn Eb1 xác định theo (6): Eb1 = Ebτ = Eb + Φb,cr (6) Φb,cr hệ số từ biến bê tông giả định theo Bảng Bảng Hệ số từ biến bê tông nặng theo [5] Độ ẩm tương đối môi trường (%) Lớn 75 40-75 Ít 40 Hệ số từ biến Φb,cr bê tông nặng chịu nén B10 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60-B100 2,8 3,9 5,6 2,4 3,4 4,8 2,0 2,8 4,0 1,8 2,5 3,6 1,6 2,3 3,2 1,5 2,1 3,0 1,4 19 2,8 1,3 1,8 2,6 1,2 1,6 2,4 1,1 1,5 2,2 1,0 1,4 2,0 Chú ý: Độ ẩm tương đối môi trường giả định giá trị độ ẩm trung bình hàng tháng ấm khu vực xây dựng Bảng cho thấy khác với [1] đưa hệ số từ biến bê tông nặng tiêu chuẩn [5] có xét đến ảnh hưởng cấp bền bê tông 60 Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 2.3 Độ cong dầm bê tơng cốt thép đoạn có khe nứt vùng kéo [5] Độ cong đoạn dầm có khe nứt vùng kéo xác định dựa giả thiết sau: Tiết diện coi phẳng sau biến dạng; Ứng suất bê tông vùng nén xác định theo lý thuyết đàn hồi tuyến tính; Bỏ qua khả chịu kéo bê tơng tiết diện có khe nứt; Sự làm việc bê tông vùng kéo đoạn khe nứt xem xét với hệ số ψ s Với giả thiết trên, độ cong đoạn dầm có khe nứt vùng kéo xác định theo (7): r = M2 D2 (7) M2 mơ men trung bình đoạn dầm có khe nứt; D2 độ cứng chống uốn tiết diện ngang quy đổi đoạn có khe nứt xác định theo (8) D2 = E s,red A s z(h0 − xm ) (8) z khoảng cách từ trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực bê tông vùng nén; xm chiều cao trung bình bê tơng vùng nén có xét đến ảnh hưởng bê tơng vùng kéo khe nứt Đối với tiết diện chữ nhật có cốt thép vùng kéo nén, xm xác định theo (9) a xm = h0 (µ s · α s2 + µ s · α s1 )2 + · µ s · α s2 + µ s · α s1 (9) − µ s · α s2 + µ s · α s1 h0 µ s ; µ s hàm lượng cốt thép vùng chịu kéo nén tiết diện; µ s = A As ; µ s = s ; α s1 ; α s2 bh0 bh0 hệ số quy đổi cốt thép vùng nén vùng kéo xác định theo (10); E s,red Rb,ser Es ; α s2 = ; Eb,red = α s1 = Eb,red Eb,red εb1,red (10) εb1,red biến dạng tương đối giới hạn đàn hồi bê tông vùng nén lấy theo Bảng Bảng Biến dạng tương đối εb1,red bê tông nặng theo [5] Độ ẩm tương đối môi trường (%) Biến dạng tương đối εb1,red bê tông nặng Lớn 75 40-75 Ít 40 0,0024 0,0028 0,0034 Chú ý: Độ ẩm tương đối môi trường giả định giá trị độ ẩm trung bình hàng tháng ấm khu vực xây dựng Đối với tiết diện chữ nhật bỏ qua cốt thép vùng nén: z = (h0 − xm ); tiết diện chữ nhật, chữ T (cánh vùng nén) tiết diện chữ I giả định: z = 0, 8h0 ; E s,red mô đun biến dạng quy đổi cốt thép vùng kéo có xét đến ảnh hưởng làm việc bê tông vùng kéo khe nứt xác định theo (11) Es (11) E s,red = ψs Hệ số ψ s kể đến phân bố không biến dạng cốt thép vùng kéo khe nứt xác định theo Công thức (12) Mcrc ψ s = − 0,8 (12) M2 61 Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 2.4 Độ võng dài hạn dầm ảnh hưởng tượng từ biến [2, 3] Độ võng dài hạn tiết diện dầm xác định theo Công thức (13): l1 l2 1 Journal of Science and fm Technology = M1 in Civil dx +Engineering M2 NUCE dx 2018 13(5):1-16 r r l1 ; l2 chiều dài0 đoạn dầm khơng có có khe nứt vùng kéo l1 ; l2 chiều dài đoạn dầm khơng có có khe nứt vùng kéo Phương pháp xác định độ võng dài hạn dầm theo [1,7] (13) 3.1 Mô menxác kháng nứtđộMvõng crc tiết diện dầm [1,7] Phương pháp định dài hạn dầm theo [1, 7] Khi tính tốn mơ men kháng nứt tiết diện, sử dụng giả thiết sau: Tiết diện 3.1 Mô men nứt M dầm dạng; [1, 7] Biến dạng tương đối lớn thớ bê crc coikháng phẳng trước tiết sau diện biến Rbt , stiết Khi tính tốn mơ men kháng nứt 2của diện, sử dụng giả thiết sau: Tiết diện coi er tơng chịu kéo ngồi , ứng suất bê tông vùng kéo phân bố phẳng trước sau biến dạng; Biến dạng Eb tương đối lớn thớ bê tơng chịu kéo ngồi 2Rbt,ser , ứng vùngvùng kéo phân bốdạng có tam giá trị Rbt,ser ; ứng suất bê tơng có giá trị Rbt , sersuất ; vàtrong Ứng bê suấttông bê tông nén có hình giác Eb vùng nén cóTừ dạng tam giác đó,hình sơ đồ ứng suất biến dạng tiết diện thẳng góc bê tơng chuẩn bị nứt Từnhư đó,Hình sơ đồ2:ứng suất biến dạng tiết diện thẳng góc bê tơng chuẩn bị nứt Hình b s' A's b 's h ho z x bz x a' A's As Mcrc a s As b a) s bt R bt,ser 2R bt,ser b) c) Hình suất để đểtính tínhMM Hình2.2.Sơ Sơđồ đồ ứng ứng suất crccrc a) Tiết diện ngang; b) Sơ đồ ứng suất; c) Sơ đồ biến dạng a) Tiết diện ngang; b) Sơ đồ ứng suất; c) Sơ đồ biến dạng Haiphương phương trình cân quan dựa thiết diện phẳng: Hai trình cân vàvà quan hệhệ dựa giảgiả thiết tiếttiết diện phẳng: + ' A' = R A + A σdAbzdA + σ s A s = Rbt,ser Abt + σ s A s bz s s bt , ser bt s s (14) Ab (14) Ab S M crc = 's A 's ( x − a ') + bz zdA + Rbt ,ser Abt btS bt+ s As (h0 − x) (15) Mcrc = σ s A s (x − a ) + Ab σbz zdA + Rbt,ser AbtAbt + σ s A s (h0 − x) Abt Ab x x −a' b = Rbt ,ser ; 's = Rbt ,ser n x x −; a h − x ; σ s = 2Rbt,ser h n− x σ = 2R ; b bt,ser (16) h−−xx h−x h z s = Rbt ,ser n h0 −; x bz = b ; zdA = bdz ; σbz =xσb ; dA = bdz σ s = 2Rbt,serhn− x h−x x trong Abđó , AbtAbtương ứng làứng diệnlàtích tơng vùng , Abt tương diệncủa tíchbêcủa bêvùng tơng nén vùngvànén vàkéo vùng kéo; Từ xác định chiều cao vùng nén x mơ men kháng nứt Mcrc : Từ xác định chiều cao vùng nén x mô men kháng nứt M crc : bh2 bh + n(A s a + A s h0 ) 2(Ib0 + nI s0 + nI s ) x = + n( A 's a '+ As h0 ) ; Mcrc = Rbt,ser + 2( I nIxs '0 ) S b0 b + nI s 0h+− n(A + A ) + bh s s + Sb ; M crc = Rbt , ser (17) x= h − x n( As + A 's ) + bh 62 (15) (16) (17) Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Es ; Ib0 ; I s0 ; I s hệ số quy đổi, mô men quán tính trục trung hòa Eb diện tích vùng bê tơng chịu nén, diện tích cốt thép chịu kéo chịu nén; S b0 mômen tĩnh trục trung hòa diện tích vùng bê tơng chịu kéo Với tiết diện chữ nhật, ta có: n = Ib0 = bx3 ; I s0 = A s (h0 − x)2 ; I s = A s (x − a )2 ; S b0 = b(h − x)2 (18) 3.2 Độ cong đoạn dầm khơng có khe nứt vùng kéo [1, 7] Trên đoạn dầm mà khơng hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện, giá trị độ cong tác dụng tải trọng dài hạn xác định theo Công thức (19): r = M1 ϕb2 ϕb1 Eb Ired (19) M1 mơ men trung bình đoạn dầm khơng bị nứt ; Ired mơ men qn tính tiết diện quy đổi trục trung hòa ; ϕb1 hệ số xét đến ảnh hưởng từ biến ngắn hạn bê tông, với bê tông nặng, ϕb1 = 0,85; ϕb2 hệ số xét đến ảnh hưởng từ biến dài hạn bê tông đến biến dạng cấu kiện khơng có khe nứt vùng kéo Khi tác dụng tải trọng ngắn hạn ϕb2 = Khi tác dụng tải trọng dài hạn: ϕb2 = 2,0 với độ ẩm môi trường từ 40–75%; ϕb2 = 3,0 với độ ẩm môi trường 40%; ϕb2 = 1,6 với độ ẩm môi trường 75% 3.3 Độ cong đoạn dầm có khe nứt vùng kéo [1, 7] Trên đoạn dầm có hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc dầm vùng chịu kéo, độ cong tác dụng tải trọng dài hạn xác định theo Công thức (20): r = ψb M2 ψ s + ho z E s A s Eb νAbred (20) M2 mơ men trung bình đoạn dầm bị nứt; Abred diện tích quy đổi của bê tơng vùng nén có xét đến biến dạng dẻo bê tông; Abred = Ab + α A = ϕ f + ξ bh0 ν s (21) Đối với dầm chịu uốn tiết diện chữ nhật: ξ= x = h0 1 + (δ + λ) β+ 10µα (22) hệ số β = 1,8 với bê tông nặng; Các hệ số khác xác định theo Công thức (23): αA s M2 δ= ; ϕf = ; λ = ϕf 2νbh0 bh0 Rb,ser 63 h f ; µ = A s ; α = E s 1 − 2h0 bh0 Eb (23) Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng hệ số ν hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tông vùng chịu nén xác định theo Bảng 3; z cánh tay đòn nội ngẫu lực, khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo A s đến điểm đặt hợp lực bê tông cốt thép vùng nén xác định theo Công thức (24): hf ϕ f + ξ h z = 1 − h0 ϕ + ξ f (24) ψb hệ số xét đến phân bố không ứng suất thớ bê tơng chịu nén ngồi phần nằm hai khe nứt Với bê tông nặng: ψb = 0,9; ψ s hệ số xét đến phân bố không ứng suất cốt thép chịu kéo nằm hai khe nứt Với cấu kiện chịu uốn ψ s xác định theo (25) ψ s = 1,25 − ϕls Mcrc ; M2 0,2 ≤ ψ s ≤ (25) ϕls hệ số xét đến hình dáng cốt thép, tính chất dài hạn tải trọng cấp độ bền bê tông Khi cấp độ bền bê tông cao B7,5 tải trọng tác dụng dài hạn: ϕls = 0,8 Bảng Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo bê tơng vùng nén Tính chất tác dụng dài hạn tải trọng Hệ số ν, cấu kiện làm từ bê tông nặng, bê tông nhẹ Tác dụng ngắn hạn 0,45 Tác dụng dài hạn, độ ẩm môi trường xung quanh: 40%–75% < 40% 0,15 0,1 Chú thích: Khi bê tơng thay đổi trạng thái bão hòa nước - khơ, giá trị ν cần nhân với hệ số 1,2 chịu tác dụng dài hạn tải trọng Khi độ ẩm môi trường không khí cao 75% bê tơng trạng thái bão hòa nước, giá trị ν lấy 0,188 3.4 Độ võng dài hạn dầm tượng từ biến [1, 7] Độ võng dài hạn tiết diện dầm fm xác định theo Công thức (13) So sánh đánh giá phương pháp xác định độ võng dài hạn theo tiêu chuẩn SP 63.13330.2012 TCVN 5574:2012 4.1 So sánh tiêu chí thiết kế Phương pháp tính tốn độ võng dài hạn theo tiêu chuẩn [1] [5] có nhiều khác biệt Bảng Từ giả thiết tính tốn hình thành khe nứt đến thơng số tính tốn hệ số xét đến phân bố không ứng suất cốt thép chịu kéo nằm hai khe nứt, tiêu chuẩn [5] đưa sở quan niệm tính tốn theo mơ hình biến dạng phi tuyến khác với quan niệm trước đưa tiêu chuẩn CHИП2.03.01.84 năm 1998 Giống tiêu chuẩn [1, 5] kể đến ảnh hưởng từ biến, chưa kể đến ảnh hưởng tượng co ngót đến độ võng dài hạn cấu kiện chịu uốn BTCT Phương pháp tính tốn độ võng 64 Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng So sánh số tiêu chí tiêu chuẩn Việt Nam Nga STT Tiêu chí so sánh TCVN 5574:2012 SP 63.13330.2012 Quan niệm tính tốn Mơ hình nội lực giới hạn Mơ hình biến dạng phi tuyến Dạng biểu đồ ứng suất bê tông vùng kéo để xác định Mcrc Ứng suất bê tông vùng kéo phân bố có giá trị Rbt,ser Ứng suất vùng bê tơng chịu kéo có dạng hình thang với ứng suất lớn Rbt,ser Biến dạng bê tông vùng kéo cực hạn để xác định Mcrc Biến dạng tương đối lớn thớ bê tông chịu kéo 2Rbt,ser Eb Biến dạng tương đối thớ chịu kéo ngồi bê tơng lấy giá trị cực hạn εbt,u = 0,00015 Hệ số xét đến phân bố không ứng suất cốt thép chịu kéo nằm hai khe nứt ψ s = 1,25 − ϕls Mcrc ; M2 ϕls = 0,8 ψ s = − 0,8 Mcrc M2 Hệ số xét đến phân bố không ứng suất (biến dạng) thớ bê tơng chịu nén ngồi nằm hai khe nứt ψb = 0,9 Không đưa hệ số Ảnh hưởng từ biến biến dạng dẻo bê tông Lấy theo ϕb1 ; ϕb2 ; ν không phụ thuộc cấp bền bê tông Đưa hệ số từ biến Φb,cr biến dạng tương đối dài hạn εb1,red phụ thuộc cấp bền bê tông độ ẩm Khoảng cách từ trọng vùng cốt thép chịu đến điểm đặt hợp lực vùng bê tông chịu nén đổi z hf ϕ f + ξ h z = 1 − h0 ϕ + ξ f Cho phép lấy z = 0,8h0 tâm kéo quy dài hạn dầm BTCT ảnh hưởng tượng từ biến theo hai tiêu chuẩn có nhiều nội dung khác quan niệm thơng số tính tốn, điều ảnh hưởng đến kết tính tốn dự báo độ võng dài hạn cấu kiện chịu uốn BTCT Nội dung cần nghiên cứu so sánh đánh giá trình biên soạn tiêu chuẩn thay tiêu chuẩn hành Việt Nam [1] 4.2 Ví dụ tính tốn Cho dầm đơn giản tiết diện hình chữ nhật (Hình 3) chịu tác dụng tải trọng phân bố với số liệu: chiều dài nhịp l = 5,0 m, tiết diện b × h = 220 × 500 (mm), diện tích cốt thép vùng kéo A s = 603,2 mm2 ; diện tích cốt thép vùng nén A s = 402,1 mm2 ; cốt thép nhóm AII; khoảng cách a = a = 28 mm; tải trọng phân bố q = 20,0 N/mm Xác định độ võng dài hạn dầm theo 65 4.2 Ví dụ tính tốn Cho dầm đơn giản tiết diện hình chữ nhật chịu tác dụng tải trọng phân bố với số liệu: chiều dài nhịp l = 5, 0m , tiết diện bxh = 220x500(mm) , diện tích cốt thép vùng kéo As = 603, 2mm ; diện tích cốt thép vùng nén A 's = 402,1mm ; cốt thép Tạp ;chí Cơng dựngN / mm Xác định nhóm AII; khoảng cáchTùng, tảiKhoa trọnghọc phân bố nghệ qXây a = aĐ.' =V.28/ mm = 20,0 độ võng dài hạnSP tại63.13330.2012 dầm theo TCVN SPtrong 63.13330.2012 ẩm TCVN 5574:2012 với độ5574:2012 ẩm tươngvàđối trường với hợp:độ40–75%, lớn tương đối trường hợp: 40 − 75% , lớn 75% tương ứng với cấp bền bê tông 75% tương ứng với cấp bền bê tông B15 - B60 B15 - B60 a' A's h ho q As a) a l b) b Hình Dầm đơn giản nghiên cứu Hình Dầm đơn giản nghiên cứu; a) Sơ đồ tính; b) Tiết diện ngang; a) Sơ đồ tính; b) Tiết diện ngang; Trình tự tính tốn độ võng dàivõng hạn dài củahạn dầm 2Mục đượctrình trình bày Trình tựxác tínhđịnh tốn xác định độ củatheo dầmMục theo 2mục 33được mơ Kết men tính mơvõng men dài nứt hạn thểHình 4, Kết bày tínhởtốn nứttốn độ hạnđộtạivõng giữadàidầm thểdầm trong Hình 4, 5a 5b 50,0 45,0 39,0 40,0 Mô men nứt (kN.m) 30,0 27,2 26,4 1028,3 Độ võng dầm 22x50 độ ẩm 80% 36,6 B20 B25 B30 B35 B40 TCVN 5574:2012 30,2 10.22 9.58 9.12 8.70 8.37 8.05 SP 63.13330.2012 9.39 8.47 7.88 7.36 6.90 6.53 8% 12% 14% 15% 18% 19% 23,9 23,0 21,3 18,8 20,0 mm B15 34,7 32,8 30,5 45,8 44,1 42,3 36,4 33,9 35,0 25,0 40,7 TCVN 5574:2 01 SP 63.13330.20 15,7 12 Độ võng dầm 22x50 độ ẩm 70% mm 15,0 B15 B20 B25 B30 B35 B40 TCVN 5574:2012 11.12 10.46 9.98 9.55 9.20 8.88 SP 63.13330.2012 9.65 8.77 8.15 7.62 7.14 6.76 13% 16% 18% 20% 22% 24% 10,0 5,0 0,0 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60 Cấp bền bê tơng Hình Mơ men nứt dầm nghiên cứu Độ ẩm tương đối H >75% Độ ẩm tương đối H =40-75% 12,00 10,00 Độ võng dài hạn (mm) Độ võng dài hạn (mm) 12,00 8,00 6,00 4,00 2,00 10,00 8,00 6,00 4,00 0,00 2,00 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60 TCVN 5574:2012 11,1 10,4 9,98 9,55 9,20 8,88 8,63 8,37 8,15 7,91 SP 63.13330.2012 9,65 8,77 8,15 7,62 7,14 6,76 6,42 6,01 5,70 5,39 Cấp bền bê tông TCV N 5574:2012 0,00 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60 TCVN 5574:2012 10,22 9,58 9,12 8,70 8,37 8,05 7,81 7,57 7,35 7,12 SP 63.13330.2012 9,39 8,47 7,88 7,36 6,90 6,53 6,21 5,80 5,50 5,20 Cấp bền bê tơng SP 63.13330.2012 TCV N 5574:2012 Hình Độ võng dài hạn với độ ẩm 40%–75% SP 63.13330.2012 Hình Độ võng dài hạn với độ ẩm lớn 75% Kết tính tốn mơ men nứt Hình cho thấy mơ men nứt tính tốn theo [5] nhỏ kết tính tốn theo [1] khoảng 32%–27% cấp độ bền bê tông từ B15 đến B45 Khi cấp bền bê tông lớn chênh lệch kết tính mơ men nứt giảm dần xuống khoảng 20%–22% cho B50 Độ ẩm tương đối H =40-75% 66 12 12 Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng đến B60 Sự chênh lệch quan niệm khác sơ đồ ứng suất biến dạng biến dạng tương đối cực hạn thớ chịu kéo bê tông tiết diện chuẩn bị nứt [5] so với [1] Từ kết thu Hình Hình cho thấy độ võng dài hạn tính tốn theo [5] nhỏ giá trị tính tốn theo [1] với trị độ ẩm tương đối môi trường Với cấp bền bê tông thấp (B15 đến B25) chênh lệch độ võng dài hạn tính tốn theo hai tiêu chuẩn chênh khơng nhiều (khoảng 8%–15%) Tuy nhiên, với cấp bền bê tông cao (B45 đến B60) độ võng dài dạn tính tốn theo [5] nhỏ kết tính tốn theo [1] nhiều (khoảng 25%–35%) Điều giải thích [5] xét đến hệ số phân bố không ứng suất cốt thép chịu kéo nằm hai khe nứt nhỏ [1] Thêm vào đó, [5] có xét đến ảnh hưởng tượng từ biến cấp bền bê tông thay đổi khác với quan niệm tính tốn theo [1] việc xem xét phù hợp theo lý thuyết từ biến co ngót [8] Trong phạm vi rộng độ ẩm (40%–75% lớn 75%) độ võng dài hạn dầm không đổi, điều ảnh hưởng đến kết tính tốn dự báo độ võng dài hạn thay đổi vị trí địa lý xây dựng cơng trình Kết luận Phương pháp tính tốn độ võng dài hạn dầm BTCT theo tiêu chuẩn Nga SP 63.13330.2012 [5] có nhiều nội dung khác so với phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn hành Việt Nam TCVN 5574:2012 [1] Từ kết báo, đưa số kết luận sau: - [5] đưa phương pháp xác định độ võng dài hạn cấu kiện chịu uốn BTCT theo mơ hình biến dạng phi tuyến, thay đổi quan niệm tính tốn so với quan niệm trước đây; - Mơ men hình thành khe nứt tính tốn theo tiêu chuẩn [5] nhỏ giá trị tính tốn theo [1] với cấp bền bê tông; - Độ võng dài hạn tính tốn theo [5] nhỏ giá trị tính toán theo [1] với giá trị độ ẩm tương đối môi trường Cấp độ bền bê tông cao sai khác hai tiêu chuẩn lớn; - [5] cho phép dự báo độ võng dài hạn dầm BTCT có xét đến tượng từ biến cấp bền bê tông thay đổi phù hợp với lý thuyết từ biến co ngót Từ kết tính tốn lý thuyết theo tiêu chuẩn, nhận thấy kết tính tốn độ võng dài hạn theo [5] ảnh hưởng tượng từ biến bê tơng nhỏ có sai khác đáng kể so với [1] cấp bền bê tông cao Vì vậy, tác giả kiến nghị cần thực nghiên cứu thực nghiệm để có sở khẳng định phù hợp việc áp dụng [5] thay cho [1] phần tính tốn liên quan đến độ võng dài hạn cấu kiện BTCT chịu uốn Ngoài ra, hai tiêu chuẩn [1] [5] chưa kể đến ảnh hưởng tượng co ngót bê tơng đến độ võng dài hạn dầm BTCT thay đổi độ ẩm phạm vi rộng không ảnh hưởng đến độ võng dài hạn dầm chưa phù hợp Do đó, tác giả kiến nghị cần có nghiên cứu để xác định cụ thể ảnh hưởng tượng co ngót bê tơng độ ẩm môi trường đến độ võng dài hạn cấu kiện chịu uốn BTCT Tài liệu tham khảo [1] TCVN 5574:2012 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép NXB Xây Dựng, Hà Nội [2] ACI 318-14 (2014) Building code requirements for structural concrete and commentary & PCA notes on 318-14 Reported by ACI Committee 318 67 Tùng, Đ V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [3] Eurocode (2006) Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings European Committee for Standardization, Brussels [4] AS 3600 (2009) Australian standard - concrete structures, committee BD-002 The Council of Standards Australia [5] SP 63.13330.2012 (2012) Concrete and reinforced concrete structures Moscow, Russian Federation [6] Tùng, P T., Đạo, P Q., Tùng, Đ V., Quang, N V (2018) Nghiên cứu hình thành mở rộng khe nứt thẳng góc dầm bê tơng cốt thép chịu tác dụng tải trọng Tạp chí Khoa học cơng nghệ xây dựng, Đại học xây dựng, 12(2):3–10 [7] Minh, P Q., Phong, N T., Cống, N Đ (2011) Kết cấu bê tông cốt thép (phần cấu kiện bản) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [8] Phong, N T (2010) Bài giảng lý thuyết đàn hồi nhớt từ biến bê tông Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội 68 ... tông cốttrong th p Việt việc biên soạn p dụng tiêu chuẩn [5] tính tốn độ võng dài hạn dầm bê tông Nam cốt th p Việt Nam Phương ph p định độ võng Phương ph p xácxác định độ võng dài dài hạnhạn của. .. mớiphương chi tiếtph p cần tìmvõng hiểu dài làm đó,BTCT nghiêntheo [5] hiểutheo làm rõ Do nghiên tính tốn độ hạn rõ củaDo dầm cứu phương ph p tính tốn độ võng dài hạn dầm BTCT theo [5] mang tính. .. võng dài hạn đưa kết quảnghiên cho cấuchỉ kiện bê tôngcho cốtmột thépvài đơn trongdầm mộtbê tông củacứu dầmmới bê tông cốt th p, cứuvàimới đưadầm kết cấulẻ kiện môi trường thể cốt điều th p kiện