Bài báo sử dụng các công thức tính toán khả năng kháng
chọc thủng cho liên kết cột vuông giữa - sàn phẳng BTCT
theo 3 tiêu chuẩn là Tiêu chuẩn Việt Nam 5574:2012, Tiêu
chuẩn châu Âu EC-2 và Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318, từ đó
thiết kế khả năng kháng chọc thủng của liên kết cột vuông
giữa - sàn phẳng BTCT (Hình 5).
Kết quả tính toán cho thấy rằng:
- Cả 3 tiêu chuẩn đều đưa cường độ bê tông vào công
thức tính toán khả năng chọc thủng của sàn phẳng BTCT.
- Hàm lượng cốt thép dọc chịu uốn của sàn theo Tiêu
chuẩn EC-2 có ảnh hưởng đến khả năng kháng chọc thủng
của sàn phẳng BTCT.
- Tỉ số cạnh dài/cạnh ngắn của diện truyền tải và vị trí của
liên kết (giữa, góc) đã ảnh hưởng đến khả năng kháng thủng
của sàn phẳng BTCT theo Quy phạm Hoa kỳ ACI-318.
- Trường hợp không sử dụng cốt thép chịu cắt nếu sử
dụng TCVN 5574:2012 thiết kế kháng chọc thủng cho liên
kết cột vuông giữa – sàn phẳng BTCT là tiết kiệm nhất và
theo Quy phạm ACI-318 là an toàn nhất
5 trang |
Chia sẻ: huongthu9 | Lượt xem: 713 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu khả năng kháng chọc thủng của sàn phẳng bê tông cốt thép theo các tiêu chuẩn TCVN 5574:2012, ec-2 và aci-318, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
66 Đinh Thị Như Thảo
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG CHỌC THỦNG CỦA SÀN PHẲNG BÊ TÔNG
CỐT THÉP THEO CÁC TIÊU CHUẨN TCVN 5574:2012, EC-2 VÀ ACI-318
STUDY ON PUNCHING SHEAR RESISTANCE OF REINFORCED CONCRETE FLAT SLAB
OF VIETNAMESE STANDARD 5574:2012, EUROPEAN STANDARD EC–2 AND
AMERICAN CRITERIA ACI–318
Đinh Thị Như Thảo
Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; dtnthao@dut.udn.vn
Tóm tắt - Sàn phẳng bê tông cốt thép (BTCT) có những ưu điểm
vượt trội so với hệ sàn dầm [1] nên được sử dụng rộng rãi trong
các công trình dân dụng. Khi thiết kế sàn phẳng cần chú ý vấn
đề chọc thủng. Chọc thủng là dạng phá hoại giòn, xảy ra bất ngờ
và không có dấu hiệu báo trước, làm giảm khả năng chịu lực của
sàn và có thể dẫn đến phá hoại toàn bộ kết cấu công trình. Khả
năng kháng chọc thủng của sàn phẳng BTCT phụ thuộc vào
nhiều yếu tố [2]: cường độ bê tông; hàm lượng cốt thép chịu uốn;
tỷ số giữa lực cắt và mô-men trong liên kết; chu vi nén thủng,
chiều dày sàn; thép chịu cắt. Tuy nhiên, các yếu tố này có được
kể đến trong tính toán khả năng kháng chọc thủng hay không còn
tùy thuộc vào hướng dẫn tính toán của từng tiêu chuẩn. Việc
nghiên cứu khả năng kháng chọc thủng của sàn phẳng BTCT
theo các tiêu chuẩn TCVN 5574:2012, EC-2 và quy phạm Hoa
Kỳ ACI-318 để phân tích và so sánh là điều cần thiết.
Abstract - Reinforced Concrete Flat Slab has several advantages
compared to Conventional Slab-Beam System [1], hence, Reinforced
Concrete flat slab system has currently been used popularly and widely in
civil projects. When designing the flat slab, the punching shear capacity
should be considered. The punching shear is a brittle fracture which occurs
suddenly without any warning and as a consequence, reduces the load-
carrying capacity of the floor and can lead to a destruction of the entire
structure. The punching shear capacity of a flat slab depends on many
factors [2]: concrete strength; longitudinal reinforcement ratio; the ratio of
shear force to moment at slab-column connection; perimeter of the pyramid
of rupture; shear reinforcement. However, whether these factors are used
in calculating the punching shear capacity of reinforced concrete flat slab or
not depends on the Design Provision of each standard. Thus, the study on
punching capacity of reinforced concrete flat slab by using Vietnamese
standard 5574:2012, European standard (EC-2) and American Standard
(ACI- 318) for analysis and comparison is a significant issue.
Từ khóa - sàn phẳng BTCT; chọc thủng; phá hoại giòn; lực gây
chọc thủng; khả năng kháng thủng.
Key words - reinforced concrete flat slab; punching shear; brittle
fracture; punching shear force; resistance capacity to punching
shear force.
1. Đặt vấn đề
Sàn phẳng là sàn không có dầm, bản sàn tựa trực tiếp
lên cột. Sàn phẳng BTCT được sử dụng rộng rãi trong các
công trình dân dụng vì có những ưu điểm vượt trội hơn so
với hệ sàn dầm [1] như: giảm chiều cao tầng dẫn đến giảm
chiều cao của tòa nhà; tính thẩm mỹ cao; dễ dàng trang trí
và tạo sự linh hoạt trong việc bố trí không gian sử dụng;
công nghệ thi công cốp pha, cốt thép đơn giản; giảm thời
gian thi công và giá thành xây dựng công trình. Khi thiết
kế sàn phẳng cần chú ý đến vấn đề chọc thủng vì đây là
dạng phá hoại giòn, xảy ra bất ngờ, hiện tượng xảy ra
không có dấu hiệu báo trước dễ dẫn đến phá hoại toàn bộ
kết cấu công trình. Trong thời gian qua, nhiều tai nạn thảm
khốc đã xảy ra do dạng phá hoại chọc thủng của sàn phẳng
BTCT được phân tích và mô tả trong các tài liệu [2, 3, 4]
(Hình 1 [2]; Hình 2 [4]).
Hình 1. Sự sụp đổ của chung cư 2000 Commonwealth Avenue,
Boston, Massachusetts, Hoa Kỳ do phá hoại nén thủng
Hiện tượng phá hoại do chọc thủng cũng có thể xảy ra
trong quá trình thi công khi trọng lượng của bê tông và hệ
cột chống ván khuôn truyền vào những tầng kế tiếp bên
dưới không được chống đỡ đầy đủ. Một trường hợp điển
hình cho trường hợp này là căn hộ cao tầng Skyline Plaza
ở Bailey’s Crossroad, Virginia, Hoa Kỳ, năm 1973 bị sụp
đổ khi đang thi công (Hình 2) [4].
Hình 2. Sự sụp đổ của căn hộ cao tầng Skyline Plaza ở Bailey’s
Crossroad, Virginia, Hoa Kỳ do phá hoại nén thủng
Bài báo nghiên cứu khả năng kháng chọc thủng của liên
kết cột vuông giữa – sàn phẳng BTCT theo Tiêu chuẩn Việt
Nam 5574:2012; Tiêu chuẩn châu Âu EC-2 và Quy phạm
Hoa Kỳ ACI-318. Thông qua các tính toán thiết kế cụ thể
khả năng chịu cắt cho liên kết cột vuông giữa – sàn phẳng
BTCT khi không có và có cốt thép chịu cắt, từ đó sẽ đưa ra
so sánh, kết luận về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng
kháng chọc thủng của sàn phẳng BTCT theo 3 tiêu chuẩn
nêu trên.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 67
2. Sự hình thành tháp chọc thủng
Kinnuen và Nylander (1960) đã tiến hành các thí
nghiệm nén thủng của liên kết cột giữa tròn – sàn tròn
BTCT, kết quả thí nghiệm cho thấy có 2 dạng phá hoại, đó
là phá hoại dẻo của cốt thép chịu uốn khi hàm lượng cốt
thép chịu uốn nhỏ và phá hoại do hiện tượng nén thủng khi
sàn phẳng không có cốt thép chịu cắt.
Hình 3. Dạng phá hoại của mẫu thí nghiệm của Kinnuen và
Nylander (1960)
Thí nghiệm của Menétrey [6] có kết quả hình dạng tháp
nén thủng với các góc nghiêng khác nhau là 60°, 45° và 30°.
Hình 4. Tháp nén thủng dạng hình côn với những góc 60°, 45°
và 30° theo thí nghiệm của Menétrey
3. Tính toán thiết kế khả năng kháng chọc thủng của
sàn phẳng BTCT theo các tiêu chuẩn
3.1. Tính toán tải trọng
Thiết kế khả năng kháng thủng cho liên kết cột giữa
vuông có cạnh c = 400 mm; nhịp theo phương x, y của sàn
là l1 = l2 = 6,6 m; sử dụng bê tông cấp độ bền B30; tải trọng
tác dụng lên sàn trình bày ở Bảng 4. Chiều dày sàn chọn
theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318 lấy không nhỏ hơn ln/36;
chọn chiều dày sàn h = 200 mm. Cốt thép lớp trên theo hai
phương là ϕ14/s120mm, lớp dưới theo hai phương là
ϕ14/s240mm. Cốt thép cột 8 ϕ16.
Hình 5. Cấu tạo liên kết cột vuông giữa – sàn phẳng BTCT
Bảng 1. Thông số các lớp vật liệu và hệ số vượt tải
Chiều
dày
Trọng
lượng
riêng
Hệ số vượt tải
Các lớp vật
liệu sàn
(m) (kG/m3)
TCVN-
5574: 2012
EC-2
ACI-
318
Gạch lát
600x600
0,015 2200 1,1 1,35 1,4
Vữa lót 0,035 1600 1,3 1,35 1,4
Bản sàn
BTCT
0,20 2500 1,1 1,35 1,4
Vữa trát
trần
0,015 1600 1,3 1,35 1,4
Tường 220 0,25 1800 1,1 1,35 1,4
Tường 110 0,15 1800 1,1 1,35 1,4
Bảng 2. Tĩnh tải do các lớp vật liệu cấu tạo (1)
TCVN-
5574:2012
EC-2 ACI-318
Các lớp vật liệu sàn (kG/m2) (kG/m2) (kG/m2)
Gạch lát 600x600 36,30 44,55 46,20
Vữa lót 72,80 75,60 78,40
Bản sàn BTCT 550,00 675,00 700,00
Vữa trát trần 31,20 32,40 33,60
Tường 220 224,02 274,94 285,12
Tường 110 103,15 107,12 111,09
Tổng tĩnh tải 1017,47 1209,61 1254,41
Bảng 3. Hoạt tải (2)
Phòng
làm việc
Hệ số vượt tải
TCVN-
5574:2012
EC-2
ACI-
318
(kG/m2)
TC
VN
EC-2
ACI
318
(kG/m2) (kG/m2) (kG/m2)
200 1,3 1,5 1,7 260 300 340
Bảng 4. Tổng tải trọng tác dụng lên sàn (1)+(2)
Tải trọng
TCVN-
5574:2012
EC-2 ACI-318
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
Tổng tải trọng (p) 12,7747 15,0961 15,9441
3.2. Tính toán khả năng kháng chọc thủng của liên kết
3.2.1. Tính toán theo Tiêu chuẩn Việt Nam 5574-2012
Hình 6. Hình dạng tháp chọc thủng TCVN 5574:2012
Tính toán chống chọc thủng theo điều kiện [7]:
bt m o
F R u h (1)
Trong đó, F là lực gây nén thủng sàn.
Lưới cột là l1 × l2 và p là tổng tải trọng phân bố đều trên
bản sàn (kể cả trọng lượng bản thân), kích thước cột vuông
có cạnh c, với cột giữa của sàn phẳng ta có:
2
1 2 (c 2 )oF q l l h = − +
(2)
α: hệ số, đối với bê tông nặng lấy α = 1,0;
Rbt: cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bê tông
ứng với TTGH 1;
h0: chiều cao làm việc của sàn phẳng;
um: giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới
tháp chọc thủng hình thành khi sàn bị chọc thủng, trong
phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện.
04(c )mu h= +
(3)
Khi trong phạm vi tháp nén thủng có đặt các cốt thép
đai sàn thẳng góc với mặt bản sàn, tính toán cần được tiến
hành theo điều kiện:
0,8 swbF F F+ (4)
Nhưng không lớn hơn 2Fb; nội lực Fb lấy bằng vế phải
của biểu thức (1); Fsw là tổng lực cắt do cốt thép đai sàn
chịu (thép này cắt các mặt bên của khối tháp chọc thủng),
được tính theo công thức: .sw sw swF R A= (5)
Rsw: cường độ chịu cắt tính toán của cốt thép, không được
68 Đinh Thị Như Thảo
vượt quá giá trị ứng với cốt thép CI, A-I.
Khi kể đến cốt thép ngang, Fsw lấy không nhỏ hơn 0,5Fb.
Với cấp độ bền bê tông B30 ta có Rbt = 1,2 Mpa.
Sử dụng các công thức (1) đến (5) cho liên kết Hình 5,
ta có các kết quả sau:
Bảng 5. Kết quả tính toán theo TCVN 5574:2012
c h ho um Fb p F
(mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kN/m2) (kN)
400 200 166 2264 451 12,775 549,62
Do Fb<F phải tính cốt thép tham gia chịu chọc thủng
cho liên kết với .sw sw swF R A= . Lấy Rsw = 17,5 kN/cm2
và Fsw không lấy nhỏ hơn 0,5Fb.
Ta có: F-Fb = 98,6 kN < 0,5Fb = 225,5 kN. Lấy Fsw = 225,5 kN.
Diện tích cốt thép tính toán chịu cắt thủng cho liên kết:
2WW
W
1288,539tt SS
S
F
A mm
R
= =
Chọn 20 ϕ 10/ s115mm bố trí cho liên kết.
Diện tích cốt thép bố trí chịu cắt thủng cho liên kết:
2
W 1570,796
BT
SA mm=
Hình 7. Bố trí thép chống chọc thủng theo TCVN 5574:2012
3.2.2. Tính toán theo Tiêu chuẩn châu Âu EC-2
Tính toán chống chọc thủng theo điều kiện [8]:
, 1 ,u (V )Rd c Rd cV d= (6)
Trong đó:
VRd,c: khả năng kháng chọc thủng của bê tông.
( )1 4 4u c d= + : chu vi tháp chọc thủng.
2
x yd d
d
+
= : chiều cao làm việc trung bình của sàn.
Hình 8. Tháp chọc thủng theo Tiêu chuẩn châu Âu EC-2
( )
1/3
, 100Rd c Rd,c ckC k f =
(7)
Với:
200
1 2,0; . 0,02x yk
d
= + =
ρx; ρy: hàm lượng cốt thép chịu kéo theo 2 phương
vuông góc x và y;
fck: cường độ nén đặc trưng của bê tông (N/mm2);
γc = 1,5 đối với bài toán thiết kế.
Lực gây chọc thủng:
( )
2
1 2l l 4EdV p c d
= − +
(8)
Trường hợp , ,2Rd c Ed Rd cV V V phải bố trí cốt thép chịu
chọc thủng. Diện tích cốt thép cần bố trí chịu chọc thủng:
, ,
w
,ef
1
0,75
1,5
.
Rd cs Rd c
s
ywd
r
A
f
s u
−
(9)
Trong đó:
w ,ef ,
1
250 0,25 ; ; 0,75 .Edy d Rd cs r
V
f d s d
u d
= + = =
Với cường độ nén đặc trưng của bê tông C25/30 có
fck=25 (N/mm2).
Sử dụng các công thức (6) đến (9) cho liên kết Hình 5
ta có kết quả sau:
Bảng 6. Thông số tính toán theo Tiêu chuẩn châu Âu EC2
c
(mm)
h
(mm)
d
(mm)
ρx ρy ρ k γc
400 200 166 0,0071 0,0077 0,0074 2 1,5
Bảng 7. Kết quả tính toán theo Tiêu chuẩn châu Âu EC2
u1 CRd,c vRd,c VRd,c p VEd
(mm) (kN/m2) (kN) (kN/m2) (kN)
4256 0,12 0,6354 448,88 15,096 640,496
Kiểm tra khả năng kháng thủng của liên kết, do:
, ,448,9 640,496 2 897,76Rd c Ed Rd cV kN V kN V kN= = =
Phải tính cốt thép chịu chọc thủng cho liên kết.
Xác định chu vi ngoài không cần bố trí cốt thép chịu
chọc thủng:
,ef
,
6072,75Edout
Rd c
V
u mm
d
= = .
Xác định khoảng cách từ mặt cột đến mặt ngoài chu vi
không cần bố trí cốt thép chịu chọc thủng:
,ef 4(c 2 ) 4(400 2(166 )) 6072,75
3,368 3,0
outu dx x
x
= + = + =
=
Diện tích cốt thép tối thiểu của một thanh cần bố trí
kháng thủng: 2
w,min
0,053 ( . )
16,43
ck r t
s
yk
f s s
a mm
f
= = .
Trong đó:
0,75 124,5 ; 1,5 249,0 ; 500r t yks d mm s d mm f MPa= = = = =
Chọn cốt thép bố trí ϕ8 có asw = 50,23 mm2.
Diện tích cốt thép tính toán chịu cắt thủng cho liên kết:
θ
θ
θ=arctan(1/2)
= 26,60
DB
C
A
A: Tiết diện kiểm tra cơ sở.
B: Diện tích kiểm tra cơ
bản Acont.
C: Chu vi kiểm tra cơ bản
u1.
D: Diện tích chất tải Aload.
rcont: Kích thước tính chu vi
kiểm tra mở rộng.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 69
, , 2
w
w ,ef
1
0,75
521,16
1,5
.u
Rd cs Rd c
s
y d
r
A mm
f
s
−
=
Với: 2w ,ef 250 0,25 291,5 /y df d N mm= + =
Và: 2
,
1
906,581 /EdRd cs
V
u d
N mm = =
Chọn 12 ϕ 8 bố trí cho liên kết. Diện tích cốt thép bố trí
chịu cắt thủng cho liên kết: 2W 603,18
BT
SA mm=
Hình 9. Bố trí thép chống chọc thủng theo Tiêu chuẩn châu Âu
EC-2
3.2.3. Tính toán theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318
Hình 10. Tiết diện phá hoại theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318
Tính toán chống chọc thủng theo điều kiện [9, 10]:
u uoV V (10)
Trong đó: Vu là lực gây chọc thủng trong sàn:
( )
2
1 2 4uV p l l c d
= − +
(11)
Với Φ = 0,75: hệ số giảm cường độ khi bê tông chịu cắt
theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318-2002.
Vuo: Giá trị chọc thủng cực hạn của sàn phẳng:
( )uo nV ud = (12)
Trong đó, 4(c d)u = + : chu vi tháp chọc thủng;
2
x yd d
d
+
= : chiều cao làm việc trung bình của sàn;
νn: cường độ kháng cắt trên một đơn vị diện tích, đơn vị
là N/mm2, được tính là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau:
' ' '
2
min 1 ; 2 ; (13)
6 12 3
c c cs
n n n
c
f f fd
u
= + = + =
Trong đó: αs= 40 đối với cột giữa liên kết với sàn
phẳng; βc: tỷ số cạnh dài/cạnh ngắn của ô bản;
'
cf : cường
độ nén đặc trưng của bê tông (N/mm2).
Trường hợp u cV V phải bố trí cốt thép chịu chọc
thủng có fy = 3500 kG/cm2.
Phần lực cắt Vs do cốt thép phải chịu:
u c
s
V V
V
−
= (14)
Diện tích cốt thép dạng cốt xiên chịu cắt trong sàn:
sin sin 45
u c u c
v o
y y
V V V V
A
f f
− −
= = (15)
Cường độ nén đặc trưng của bê tông C25/30 có
'
cf =25 (N/mm
2)
Sử dụng các công thức (10) đến (15) cho liên kết Hình
5 ta có kết quả sau:
Bảng 8. Kết quả tính toán theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318
c h d u βc as p
(mm) (mm) (mm) (mm) (kN/mm2)
400 200 166 2264 1 40 15,944
Bảng 9. Cường độ kháng cắt, lực kháng chọc thủng thiết kế và
lực gây chọc thủng theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318
ϕVc Vu
(N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (kN) (kN)
2,5 2,107 1,6667 1,6667 469,8 689,41
Do u cV V cần kiểm tra khả năng kháng thủng của
liên kết, phải tính cốt thép chịu chọc thủng cho liên kết có
fy = 3500 kG/cm2.
Phần lực cắt Vs do cốt thép phải chịu:
292,844u cs N
V V
V k
−
= =
Diện tích cốt thép dạng cốt xiên chịu cắt trong sàn:
0
29,83
sin sin 45
u c u c
v
y y
V V V V
A
f f
cm
− −
= = =
Chọn bố trí 8 thanh thép cho liên kết, diện tích mỗi
thanh thép là: 20,81
8
94vs
A
A cm= =
Chọn thanh thép số No.4 có đường kính 12,7 mm và
diện tích là 1,29 cm2.
Diện tích cốt thép bố trí chịu cắt thủng cho liên kết:
2 2
W 10,32 1032
BT
S cA m mm= =
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn ngoài điểm ¾
chiều dài đoạn nghiêng của thép xiên, lấy gần đúng bằng
(¾)d = 124,5 mm. Tiết diện tới hạn thứ 2 có chu vi bằng:
4(c 124,5) 2762mmou d= + + =
Lực cắt tính toán tại tiết diện tới hạn thứ 2 bằng:
n
v
1
n
v
3
mặt cắt thủng
2
n
v
min
n
v
70 Đinh Thị Như Thảo
0. . . . 698,536c nV u d v kN = =
Do u cV V nên không cần bố trí thêm cốt thép xiên.
Hình 11. Bố trí thép chống chọc thủng theo
Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318
4. Kết quả
4.1. Tổng hợp kết quả
Bảng 10. Kết quả tính toán thể khả năng kháng chọc thủng
Các thông số
Đơn
vị
TCVN
5572: 2012
EC-2
ACI-
318
Tổng tải trọng kN/m2 12,77 15,09 15,94
Lực gây chọc
thủng
kN 549,62 640,49 689,4
Lực kháng chọc
thủng thiết kế
kN 451,00 448,88 532,4
Bố trí cốt thép
chịu cắt
20ϕ10
s115
12ϕ8
8No.4
(12,7mm)
Diện tích thép
tính toán
mm2 1288,5 521,16 938,0
Diện tích thép
bố trí
mm2 1570,8 603,18 1032,0
4.2. Hệ số so sánh
Bảng 11. Tỉ số của lực gây chọc thủng và lực kháng chọc thủng
thiết kế
TCVN 5574:2012 EC-2 ACI-318
1 1,2187
b
F
n
F
= = 2
,
1,426Ed
Rd c
V
n
V
= = 3 1,468
u
c
V
n
V
= =
Đối với từng tiêu chuẩn, lực kháng chọc thủng của sàn
phẳng BTCT có kết quả tính toán khác nhau. Trường hợp
không kể đến sự chịu chọc thủng của cốt thép nếu thiết kế
theo Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318 có kết quả tính toán an
toàn nhất, bởi hệ số n3 cao nhất và thiết kế theo Tiêu chuẩn
Việt Nam 5574:2012 là tiết kiệm nhất vì chỉ số n1 nhỏ nhất.
Trường hợp kể đến sự tham gia chịu cắt thủng của cốt
thép thì Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 cho kết
quả diện tích cốt thép chịu cắt lớn nhất vì theo hướng dẫn
khi kể đến cốt thép ngang, Fsw lấy không nhỏ hơn 0,5Fb.
5. Kết luận
Bài báo sử dụng các công thức tính toán khả năng kháng
chọc thủng cho liên kết cột vuông giữa - sàn phẳng BTCT
theo 3 tiêu chuẩn là Tiêu chuẩn Việt Nam 5574:2012, Tiêu
chuẩn châu Âu EC-2 và Quy phạm Hoa Kỳ ACI-318, từ đó
thiết kế khả năng kháng chọc thủng của liên kết cột vuông
giữa - sàn phẳng BTCT (Hình 5).
Kết quả tính toán cho thấy rằng:
- Cả 3 tiêu chuẩn đều đưa cường độ bê tông vào công
thức tính toán khả năng chọc thủng của sàn phẳng BTCT.
- Hàm lượng cốt thép dọc chịu uốn của sàn theo Tiêu
chuẩn EC-2 có ảnh hưởng đến khả năng kháng chọc thủng
của sàn phẳng BTCT.
- Tỉ số cạnh dài/cạnh ngắn của diện truyền tải và vị trí của
liên kết (giữa, góc) đã ảnh hưởng đến khả năng kháng thủng
của sàn phẳng BTCT theo Quy phạm Hoa kỳ ACI-318.
- Trường hợp không sử dụng cốt thép chịu cắt nếu sử
dụng TCVN 5574:2012 thiết kế kháng chọc thủng cho liên
kết cột vuông giữa – sàn phẳng BTCT là tiết kiệm nhất và
theo Quy phạm ACI-318 là an toàn nhất.
- Trường hợp cần bố trí cốt thép kháng chọc thủng nên
sử dụng Tiêu chuẩn châu Âu EC-2 và Quy phạm Hoa Kỳ
ACI-318, kết quả tính toán sẽ tiết kiệm và việc bố trí cốt-
thép chịu cắt sẽ đơn giản hơn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
5574:2012.
Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát
triển Khoa học và Công Nghệ Đại học Đà Nẵng trong đề
tài mã số B2016-ĐN02-14.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Erberik, M. A. and A. S. Elnashai, Seismic Vulnerability of Flat-slab
Structures, Mid-America Earthquake Center CD Release 03-06. 2003.
[2] Gardner N., Huh J., Chung L., “Lessons from the Sampoong
Department Store Collapse”, Cement and Concrete Composites,
24(6), 2002, pp. 523-529.
[3] King S., Delatte N.J., “Collapse of 2000 Commonwealth Avenue:
Punching Shear Case Study”, Journal of Performance of
Constructed Facilities, 18(1), 2004, pp. 54-61.
[4] Schellhammer J., Delatte N., “Bosela P.A., Another Look at the
Collapse of Skyline Plaza at Bailey’s Crossroads, Virginia”, Journal
of Performance of Constructed Facilities, 27(3), 2013, pp. 354-361.
[5] King, S. and N. Delatte, “Collapse of 2000 Commonwealth Avenue:
Punching Shear Case Study”, Journal of Performance of
Constructed Facilities, 18(1), 2004, pp. 54-61.
[6] Kinnunen, S. and H. Nylander, Punching of Concrete Slabs without
Shear Reinforcement, Elander, 1960.
[7] Bộ Xây dựng, Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 5574:2012 - Viện Khoa
học Công nghệ Xây dựng, 2012.
[8] Eurocode, EN 1992-1-1 (English): Eurocode 2: Design of Concrete
Structures, Part 1-1: General rules and rules for buildings.
[9] Standard, A. A., Building Code Requirements for Structural
Concrete (ACI 318-11), 2011.
[10] Nguyễn Trung Hòa, Kết cấu bê tông cốt thép theo Quy phạm Hoa
Kỳ, NXB Xây dựng, 2011.
(BBT nhận bài: 22/5/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 22/6/2018)
Tiết diện giới hạn 2
Tiết diện giới hạn 1
Tiết diện giới hạn 2
Tiết diện giới hạn 1
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nghien_cuu_kha_nang_khang_choc_thung_cua_san_phang_be_tong_c.pdf