Bài giảng Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: Chương 8 - ThS. Trần Tiến Đắc

Tài liệu này trình bày về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) theo trạng thái giới hạn (TTGH) II, tập trung vào các khái niệm chung, kiểm tra sự hình thành và mở rộng khe nứt, độ cong toàn phần của cấu kiện, kiểm tra độ võng cấu kiện chịu uốn, và các ví dụ minh họa.

Kỹ sư xây dựng, sinh viên ngành xây dựng, nhà thiết kế kết cấu

Chương 8 tập trung vào thiết kế kết cấu BTCT theo TTGH II, bao gồm:

1. **Vai trò của TTGH II:** Đảm bảo kết cấu làm việc bình thường, không gây ra các vấn đề về sử dụng như độ võng lớn, khe nứt rộng, ảnh hưởng đến tuổi thọ và thẩm mỹ công trình. Hệ số độ tin cậy về tải trọng và vật liệu được lấy bằng 1.

2. **Các nội dung kiểm tra TTGH II:**

* **Về khe nứt:** Kiểm tra sự hình thành, mở rộng và độ sâu khe nứt. Đảm bảo khe nứt khép kín khi dỡ tải ngắn hạn, hạn chế ăn mòn cốt thép.
* **Về biến dạng:** Kiểm tra độ võng (dầm, sàn), độ vồng (BTCT DƯL), độ lún, độ lún nghiêng, độ lún lệch (nền - móng). Kiểm tra dao động, góc xoay, góc trượt.

3. **Kiểm tra sự hình thành khe nứt:** Áp dụng cho cấu kiện không cho phép nứt hoặc cần kiểm tra trạng thái nứt để có hướng xử lý. Phương trình cơ bản là M ≤ Mu ≡ Mcrc và Nt ≤ Nu ≡ Ncrc, trong đó Mu, Nu là nội lực giới hạn để vết nứt đầu tiên xuất hiện.

4. **Kiểm tra sự mở rộng khe nứt:** Đảm bảo bề rộng khe nứt (BRKN) không vượt quá giới hạn cho phép. Cần xét đến từ biến nếu có tải trọng dài hạn. Công thức tính bề rộng khe nứt thẳng góc là acrc,i = φ1φ2φ3ψs(σs/Es)Ls, trong đó các hệ số φ, ψ xét đến ảnh hưởng của tải trọng, hình dạng cốt thép, đặc điểm chịu lực và phân bố biến dạng.

5. **Kiểm tra độ võng:**
* **Nguyên tắc chung:** f ≤ fu, trong đó f là độ võng thực tế và fu là độ võng giới hạn cho phép.
* **Phương pháp tính:** Có thể sử dụng phương pháp đơn giản (cho cấu kiện có tiết diện và cốt thép không đổi, không có vết nứt) hoặc phương pháp tổng quát (chia cấu kiện thành nhiều đoạn, tính độ cong ở biên các đoạn).