Trong các kết cấu bê tông cốt thép chịu áp lực và không chịu áp lực không cho phép nứt của các công trình biển, mác chống thấm thiết kế của bê tông tối thiểu phải là W4.

5.1.8  Cần xem xét việc sử dụng rộng rãi các chất phụ gia hóa học, cũng như việc sử dụng các phụ gia khoáng và đồng thời đáp ứng các yêu cầu của các quy định hiện hành.

5.1.9  Khi có các yêu cầu về khả năng chống mài mòn hoặc khả năng chống xâm thực đối với bê tông của kết cấu, cấp cường độ chịu nén của bê tông tối thiểu phải là B25, mác bê tông chống thấm tối thiểu phải là W8.

5.1.10  Khi có luận chứng thích hợp cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của các công trình thủy công, cho phép sử dụng bê tông ứng suất trước và cho phép sử dụng bê tông nhẹ để giảm trọng lượng bản thân của kết cấu.

5.1.11  Để làm liền khối các cấu kiện của kết cấu đúc sẵn có thể tiếp xúc với nước xâm thực, mác chống thấm của mối nối không được thấp hơn mác chống thấm các cấu kiện.

5.1.12  Cấp cường độ chịu nén và cấp cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông phải được lấy theo Bảng 2 và Bảng 3 tùy thuộc vào các giá trị ứng suất tính toán của bê tông, được xác định theo hướng dẫn trong Điều 8, 9, 10 của tiêu chuẩn này.

Bảng 2 - Cường độ tiêu chuẩn và tính toán của bê tông

Đơn vị tính bằng megapascan

Cấp cường độ chịu nén của bê tông

...

...

...

Cường độ tính toán đối với các trạng thái giới hạn nhóm một

Nén dọc trục;

R_bn ; R_b,ser

Kéo dọc trục R_btn ; R_bt,ser

Nén dọc trục;

R_b

Kéo dọc trục ; R_bt

Bê tông đầm rung

Bê tông đầm lăn

...

...

...

Bê tông đầm lăn

B5

3,5

0,55

0,39

2,8

0,37

0,26

B7,5

...

...

...

0,70

0,58

4,5

0,48

0,39

B10

7,5

0,85

0,78

...

...

...

0,57

0,52

B12,5

9,5

1,00

0,95

7,5

0,66

0,63

...

...

...

11,3

1,15

1,10

8,9

0,75

0,73

B17,5

13,0

1,27

...

...

...

10,3

0,83

0,80

B20

14,9

1,40

1,38

11,7

0,90

...

...

...

B22,5

16,7

1,50

-

13,1

0,97

-

B25

18,5

...

...

...

-

14,5

1,05

-

B27,5

20,2

1,70

-

15,8

...

...

...

-

B30

22,0

1,80

-

17,0

1,20

-

B35

...

...

...

1,95

-

19,5

1,30

-

B40

29,0

2,10

-

...

...

...

1,40

-

Bảng 3- Cường độ tiêu chuẩn và tính toán của bê tông chịu kéo dọc trục

Đơn vị tính bằng megapascan

Cấp cường độ chịu kéo của bê tông

Cường độ tiêu chuẩn; cường độ tính toán đối với các trạng thái giới hạn nhóm hai R_bt ; R_bt,ser

Cường độ tính toán đối với các trạng thái giới hạn nhóm một R_bt

B_t 0,8

0,8

...

...

...

B_t 1,2

1,2

0,93

B1,6

1,6

1,25

B_t 2,0

2,0

1,55

...

...

...

2,4

1,85

B_t 2,8

2,8

2,15

B_t 3,2

3,2

2,45

5.1.13  Cường độ tính toán của bê tông đối với các trạng thái giới hạn của nhóm thứ nhất R_b và R_bt giảm (hoặc tăng) bằng cách nhân với các hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ_bi, có tính đến sự ảnh hưởng lên cường độ của bê tông của tổ hợp tải trọng, tuổi của bê tông tại thời điểm chất tải với tải trọng thực tế và ở tuổi của bê tông tương ứng với cấp cường độ của nó, sự khác biệt về cường độ của bê tông trong kết cấu và trong các mẫu đối chứng, sơ đồ chất tải, mức độ biến dạng trên một mặt cắt, hình dạng mặt cắt, trạng thái ứng suất phức, loại và kích thước của kết cấu, khe thi công, tải trọng lặp lại nhiều lần, sơ đồ bố trí cốt thép, các yếu tố khác, Giá trị hệ số điều kiện làm việc của bê tông nêu trong Bảng 4.

...

...

...

Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Ký hiệu

Giá trị

1 Kết cấu bê tông

a) Tổ hợp tải trọng cơ bản

γ_b1

0,9

...

...

...

γ_b1

1,1

c) Cấu kiện chịu nén lệch tâm không chịu áp lực của nước và không tiếp xúc với tác động của môi trường xâm thực, được tính toán không kề đến cường độ của vùng chịu kéo của mặt cắt.

γ_b2

1,3

d) Cấu kiện bê tông khác

γ_b2

1,0

đ) Ảnh hưởng của thay đổi biến dạng kéo trên mặt cắt

...

...

...

theo 5.1.14

e) Ảnh hưởng của hình dạng mặt cắt ngang của cấu kiện

γ_b4

theo 5.1.15

g) Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất phức tạp

γ_b5

theo 5.1.16, 5.1.17

h) Ảnh hưởng của kích thước cấu kiện

γ_b6

...

...

...

2) Kết cấu bê tông cốt thép

a) Tổ hợp tải trọng cơ bản

γ_b7

1,1

b) Tổ hợp tải trọng đặc biệt không có động đất

γ_b7

1,2

...

...

...

Khi tính toán sử dụng cốt thép CB240-T,CB300-V,CB400-V sợi (TCVN 6288:1997 );

γ_b7

1,3

Như trên, sử dụng cốt thép loại khác;

γ_b7

1,2

Khi tính toán cấu kiện theo mặt cắt nghiêng

...

...

...

1,1

e) Ảnh hưởng của số lớp cốt thép

γ_b8

theo 5.1.18

g) Ảnh hưởng của hệ số và phân bố của cốt thép

γ_b9

theo 5.1.19

h) Ảnh hưởng của sự làm việc không đàn hồi của bê tông trong vùng kéo

γ_b10

...

...

...

i) Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất phẳng khi có tác động của ứng suất thay đổi dấu

γ_b11

theo 5.1.21

3 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

a) Chịu tải trọng lặp lại

γ_b12

theo 5.1.22

...

...

...

γ_b13

1,0

Bê tông chịu kéo

γ_b13

theo 5.1.23

c) Ảnh hưởng của tuổi bê tông đến thời điểm gia tải trong thời kỳ vận hành

γ_b14

theo 5.1.24

d) Ảnh hưởng của sự sai khác về cường độ của bê tông trong kết cấu và trong các mẫu kiểm tra

...

...

...

theo 5.1.25

CHÚ THÍCH 1: Khi đồng thời có một số yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông thì hệ số điều kiện làm việc tương ứng được xác định bằng tích của các hệ số, nhưng không nhỏ hơn γ_b = 0,45 và không lớn hơn γ_b = 2,0.

CHÚ THÍCH 2: Hệ số γ_b14 chỉ tính đến đối với các kết cấu khối lớn được xây dựng từ 1 năm trở lên.

CHÚ THÍCH 3: Hệ số γ_b15 chỉ tính đến đối với kết cấu có kích thước tối thiểu không nhỏ hơn 1,5m.

Cường độ tính toán của bê tông đối với các trạng thái giới hạn của nhóm thứ hai R_b,ser, và R_bt,ser được tính toán với hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ_bi = 1, trừ các trường hợp quy định trong 9.2, 9.3, 10.13.

5.1.14  Hệ số điều kiện làm việc của kết cấu bê tông, có tính đến ảnh hưởng của thay đổi biến dạng trên tiết diện đến cường độ của bê tông chịu kéo, được xác định theo công thức

(1)

và γ_b3 ≤ 2

...

...

...

c - thông số phụ thuộc vào loại bê tông, cấu trúc, độ ẩm và các yếu tố khác;

h_t - là chiều cao vùng chịu kéo của tiết diện (cm) được xác định theo giả thiết bê tông làm việc đàn hồi.

Giá trị của tham số c cần được xác định trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm. Đối với công trình cấp đặc biệt và cấp I ở giai đoạn thiết kế cơ sở và đối với công trình cấp II, III và cấp IV trong mọi giai đoạn thiết kế, có thể lấy theo Bảng 5.

Bảng 5 - Cấp cường độ chịu nén của bê tông

C (cm)

B5

B7,5

B10

B12,5

...

...

...

B20

B25

B30

B35

B40

8,0

7,9

7,7

7,5

...

...

...

6,7

6,1

5,5

4,9

4,4

5.1.15  Hệ số điều kiện làm việc của kết cấu bê tông, có tính đến ảnh hưởng của hình dạng tiết diện đến cường độ của bê tông chịu kéo, được xác định theo công thức:

(2)

trong đó; K là hệ số phụ thuộc vào hình dạng và tỷ lệ các kích thước của tiết diện, lấy như sau;

...

...

...

- Đối với tiết diện hình vành khăn, hệ số K bằng tỷ số giữa kích thước của đường kính trong và đường kính ngoài.

- Đối với tiết diện chữ T có bản cánh trong vùng kéo, hình hộp và chữ l, hệ số K phải được xác định:

Khi  tính theo công thức:

(3)

Khi  tra biểu đồ theo Phụ lục B

ở đây; b_f và h_f - Chiều rộng và chiều cao của bản chịu kéo

5.1.16  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông trong kết cấu bê tông, có tính đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất hai trục đến cường độ bê tông được xác định theo công thức:

a) Dưới tác dụng của ứng suất thay đổi dấu:

Khi kiểm tra cường độ bê tông chịu nén:

...

...

...

(4)

Khi kiểm tra cường độ bê tông chịu kéo:

(5)

σ₁, σ₃ - giá trị ứng suất chính lớn nhất và nhỏ nhất trong bê tông (Mpa)

b) Dưới tác dụng của ứng suất cùng dấu: γ_b5 = 1,0

5.1.17  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông trong kết cấu bê tông, có tính đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất thể tích đến cường độ của nó, được xác định theo công thức:

a) Khi mọi phía chịu nén:

...

...

...

b) Khi hai trục chịu nén và trục thứ 3 chịu kéo:

Khi kiểm tra cường độ chịu nén của bê tông - Theo công thức (4);

Khi kiểm tra cường độ chịu kéo của bê tông:

(7)

c) Khi hai trục chịu kéo và trục thứ ba chịu nén:

Khi kiểm tra cường độ chịu nén của bê tông:

(8)

...

...

...

trong đó:

α₂ - Hệ số độ rỗng hữu hiệu của bê tông

σ₂ - Giá trị ứng suất chính trung bình (Mpa).

Đối với công trình cấp đặc biệt và cấp I, hệ số α₂ cần được xác định bằng thực nghiệm. Trong trường hợp không có số liệu thực nghiệm, cho phép xác định hệ số α₂ theo công thức:

(9)

Và giá trị α₂ không được nhỏ hơn 0,15;

5.1.18  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông chịu kéo trong kết cấu bê tông cốt thép, có kể đến ảnh hưởng của sơ đồ bố trí cốt thép, lấy bằng:

γ_b8 = 1,0 - Với cốt thép một lớp, cũng như với nhiều lớp khi khoảng cách giữa các lớp cốt thép hoặc giữa các thanh trong một lớp > 8d (d - đường kính của cốt thép);

...

...

...

5.1.19  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông trong kết cấu bê tông cốt thép chịu kéo đúng tâm, có xét đến ảnh hưởng của hệ số và phân bố của cốt thép, được xác định theo công thức

(10)

trong đó: μ - Hệ số hàm lượng cốt thép;

v = E_s/E_b

d - Đường kính cốt thép.

5.1.20  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông chịu kéo trong kết cấu bê tông cốt thép, có xét đến ảnh hưởng của sự làm việc không đàn hồi của bê tông, được xác định theo công thức:

Với 1 lớp cốt thép chịu kéo, cũng như với nhiều lớp thông thường:

...

...

...

và không lớn hơn:

(12)

Với cốt thép bố trí nhiều lớp, khi khoảng cách giữa các lớp và các thanh trong lớp ≤ 8d.

(13)

và không lớn hơn:

...

...

...

trong công thức (13) và (14):

a - Khoảng cách từ mép biên chịu kéo của tiết diện đến trọng tâm lớp cốt thép chịu kéo gần nhất;

a”i - Khoảng cách giữa các lớp cốt thép;

c - Thông số xác định theo Bảng 6;

h_t - Chiều cao vùng chịu kéo của tiết diện;

d_h - Đường kính thanh thép của lớp cốt thép gần trục trung hòa nhất.

Chú thích - Khi xác định hệ số γ_b10, mặt cắt giảm yếu được xem xét, không kể đến cốt thép vùng nén.

5.1.21  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông chịu kéo trong kết cấu bê tông cốt thép, có tính đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất phẳng dưới tác dụng của các ứng suất thay đổi dấu, được xác định theo công thức:

...

...

...

trong đó: σ_mc, σ_mt - Ứng suất nén và ứng suất kéo tương ứng.

Khi γ_b8.γ_b10 ≥ 2 lấy γ_b8.γ_b10 = 2,0

5.1.22  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông trong kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, có xét đến ảnh hưởng của tải trọng lặp lại nhiều lần, được xác định theo công thức:

(16)

trong đó N - số chu kỳ tải trọng;

γ’_b12 - Hệ số điều kiện làm việc của bê tông với số chu kỳ gia tải N = 2.10⁶, lấy theo Bảng 6.

Bảng 6 - Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ’_b12

Trạng thái ẩm của bê tông

...

...

...

0 - 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Tự nhiên

...

...

...

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,0

Bão hòa

0,45

...

...

...

0,60

0,70

0,80

0,85

0,95

1,0

CHÚ THÍCH 1: Hệ số γ’_b12 đối với bê tông được xác định ở tuổi 28 ngày, lấy theo số liệu thực nghiệm.

CHÚ THÍCH 2: Hệ số ρ_b - σ_b,min / σ_b,max, trong đó σ_b,min và σ_b,max - tương ứng là ứng suất nhỏ nhất và ứng suất lớn nhất của bê tông trong khoảng chu kỳ của tải trọng.

Khi số chu kỳ N nhỏ hơn số chu kỳ N_min trong Bảng 7, lấy γ_b12 = 1,0.

...

...

...

Hệ số không đối xứng chu kỳ ρ_b

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

...

...

...

N_min

3.10³

6.10³

10⁴

2.10⁴

3.10⁴

6.10⁴

2.10⁵

2.10⁶

...

...

...

5.1.23  Đối với công trình cấp đặc biệt và cấp I, hệ số điều kiện làm việc của bê tông chịu kéo trong kết cấu bê tông và bê tông cốt thép γ_b13 có kể đến ảnh hưởng của các khe thi công phải được xác định trên cơ sở thí nghiệm.

Đối với công trình cấp đặc biệt và cấp I ở giai đoạn thiết kế cơ sở và đối với công trình cấp II, III và cấp IV - trong tất cả các giai đoạn thiết kế, cho phép lấy γ_b13 = 0,5.

Đối với bê tông chịu nén, nên lấy γ_b13 = 1,0 trong mọi trường hợp.

5.1.24  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ_b14, có xét đến ảnh hưởng của sự khác biệt về tuổi của bê tông tại thời điểm gia tải trong quá trình thi công với tuổi của bê tông thiết kế, tương ứng với cấp công trình về cường độ chịu nén hoặc kéo. Đối với kết cấu của công trình cấp đặc biệt và I được xác định bằng thực nghiệm, đối với công trình cấp II, III và IV nếu không có số liệu thực nghiệm được phép lấy theo Bảng 8.

Bảng 8 - Hệ số γ_b14

Tuổi của bê tông tại thời điểm công trình chịu tải (năm)

Vùng nén

Vùng kéo

0,5

...

...

...

1,0/0,9

1,0

1,1/1,0

1,05/1,0

2,0

1,15/1,1

1,10/1,05

≥ 3,0

1,20/1,15

...

...

...

CHÚ THÍCH: Tử số thể hiện các giá trị của hệ số ở tuổi thiết kế của bê tông 180 ngày, mẫu số - ở tuổi thiết kế của bê tông 360 ngày.

5.1.25  Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ_b15, có xét đến chênh lệch cường độ bê tông của kết cấu và mẫu đối chứng, được lấy bằng:

γ_b15 = 1,0 - Khi sản xuất cơ giới hóa, vận chuyển và cung cấp vữa bê tông cho khối đổ và đầm bằng đầm rung thủ công;

γ_b15 = 1,1 - Khi sản xuất hỗn hợp bê tông tự động, vận chuyển, rải và đầm được cơ giới hóa hoàn toàn.

5.1.26  Mô đun đàn hồi ban đầu E_b của kết cấu khối lớn chịu nén và kéo khi đông cứng tự nhiên, lấy theo Bảng 9.

Bảng 9 - Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo

 Đơn vị tính 10³ megapascan

Phương pháp đầm bê tông

Độ sụt vữa bê tông, (cm)

...

...

...

Cấp cường độ chịu nén

B5

B7,5

B10

B12,5

B15

B17,5

B20

B22,5

...

...

...

B27,5

B30

B32,5

B35

Đầm rung

<4

40

23,0

28,0

...

...

...

33,5

35,5

37,0

38,5

39,5

41,0

42,0

43,0

44,5

...

...

...

80

26,0

30,0

34,0

36,5

38,5

40,0

41,5

...

...

...

43,5

44,5

45,0

46,5

47,5

120

28,5

33,0

...

...

...

27,0

40,5

42,0

43,5

44,5

45,5

46,5

47,0

48,5

...

...

...

4-8

40

19,5

24,0

27,0

29,5

31,5

33,0

34,5

...

...

...

37,0

38,0

39,5

41,0

42,5

80

22,5

28,0

...

...

...

32,5

34,5

36,0

37,5

39,0

40,0

41,0

42,0

44,0

...

...

...

120

24,5

29,0

32,5

35,0

37,0

38,5

40,0

...

...

...

42,0

43,0

44,0

45,5

46,5

8-16

40

13,0

16,0

...

...

...

21,0

23,0

25,5

27,0

28,5

30,0

31,5

32,5

34,5

...

...

...

80

15,5

19,0

22,0

24,5

26,5

28,5

30,0

...

...

...

33,0

34,0

35,0

36,5

37,5

120

17,5

21,5

...

...

...

27,0

29,5

31,0

32,5

34,0

35,0

36,0

37,0

38,0

...

...

...

>16

40

-

13,0

16,0

18,0

21,0

23,0

25,5

...

...

...

28,5

30,0

31,5

32,5

34,5

80

-

15,5

...

...

...

22,0

24,5

26,5

28,5

30,0

31,5

33,0

34,0

35,0

...

...

...

Đầm lăn

Dọc theo lớp đổ

-

40

20,5

25,0

28,0

30,0

32,0

...

...

...

35,0

36,0

37,0

38,0

39,0

40,5

-

-

80

...

...

...

27,0

30,5

33,0

35,0

36,5

38,0

39,0

40,0

41,0

...

...

...

44,0

-

Vuông góc với lớp đổ

-

40

16,0

18,5

20,5

22,0

...

...

...

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

31,5

-

-

...

...

...

18,0

20,5

22,5

24,0

25,5

27,0

28,0

29,5

30,5

...

...

...

32,5

34,0

-

CHÚ THÍCH: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông nên được lấy thấp hơn 15% khi sử dụng vữa bê tông tự đầm.

Khi tính toán độ bền và biến dạng của các cấu kiện dạng tấm và thanh có thành mỏng, mô đun đàn hồi của bê tông trong mọi trường hợp phải được lấy theo Bảng 9 như đối với bê tông có đường kính lớn nhất là D_max = 40 mm và độ sụt ≥ 8 cm.

Mô đun chống cắt của bê tông Gb nên lấy bằng 0,4E_b.

Hệ số ban đầu của biến dạng ngang v (hệ số Poisson) được lấy như sau: đối với kết cấu khối lớn lấy bằng 0,15; đối với kết cấu dạng thanh và tấm lấy bằng 0,20.

5.1.27  Khối lượng thể tích của bê tông nặng, khi không có số liệu thí nghiệm nên lấy theo Bảng 10.

Bảng 10 - Khối lượng thể tích trung bình của bê tông ρ

...

...

...

Khối lượng thể tích cốt liệu (g/cm³)

Đường kính cốt liệu lớn nhất D_max (mm)

10

20

40

80

120

2,60 - 2,65

2,26

...

...

...

2,37

2,41

2,43

2,65 - 2,70

2,30

2,36

2,40

2,45

2,47

...

...

...

2,33

2,39

2,44

2,49

2,50

5.2. Cốt thép

5.2.1  Các chỉ tiêu chất lượng của cốt thép được sử dụng khi thiết kế

5.2.1.1  Khi thiết kế công trình bê tông cốt thép phù hợp với các yêu cầu đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thì loại cốt thép, các chỉ tiêu chất lượng phải được quy định và kiểm soát.

5.2.1.2  Các loại thép sau đây dùng để làm cốt thép cho bê tông và phải phù hợp với các yêu cầu của các tiêu chuẩn tương ứng:

...

...

...

- Thép thanh gia công cơ nhiệt với đường kính từ 15 mm đến 40 mm theo TCVN 6284-5 (ISO 6934-5);

- Dây thép vuốt nguội với đường kính từ 5 mm đến 12 mm theo TCVN 6288 (ISO 10544);

- Dây thép kéo nguội với đường kính từ 2,5 mm đến 12,2 mm theo TCVN 6284-2 (ISO 6394- 2);

- Dảnh 7 sợi hoặc 19 sợi với đường kính từ 9,3 mm đến 21,8 mm theo TCVN 6284-4 (ISO 6934-4). Dảnh được phân thành loại có bề mặt trơn, có gân, hoặc lồi lõm (có vết ấn), hoặc được nén chặt từ dây thép trơn.

5.2.1.3  Chỉ tiêu chất lượng cơ bản của cốt thép được quy định khi thiết kế là cường độ chịu kéo của cốt thép. Cường độ chịu kéo của cốt thép thỏa mãn giá trị được đảm bảo của giới hạn chảy thực tế hoặc quy ước (bằng giá trị của ứng suất ứng với độ dãn dài dư tương đối 0,1 % hoặc 0,2 %) với xác suất đảm bảo không nhỏ hơn 0,95 theo các tiêu chuẩn tương ứng.

Ngoài ra, trong các trường hợp cần thiết, cần quy định thêm yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng bổ sung như: tính hàn được, tính dẻo, tính chịu lạnh, tính chống ăn mòn, các đặc trưng bám dính với bê tông, v.v...

5.2.1.4  Đối với các kết cấu bê tông cốt thép thường (không ứng suất trước):

- Cốt thép dọc theo tính toán nên ưu tiên sử dụng cốt thép thanh vằn theo TCVN 1651-2 (loại CB300-V, CB400-V, CB500-V và CB600-V), cũng như cốt thép dạng dây vuốt nguội (theo TCVN 6288 (ISO 10544)) cho lưới cốt thép hàn và khung cốt thép hàn. Khi có luận chứng hợp lý thì cho phép sử dụng cốt thép có cấp cường độ chịu kéo cao hơn.

- Cốt thép ngang và cốt thép hạn chế biến dạng ngang (xiên và đai), sử dụng cốt thép trơn theo TCVN 1651-1 (loại CB240-T, CB300-T), cũng như cốt thép thanh vằn theo TCVN 1651-2 (loại CB300-V, CB400-V, CB500-V) và dây thép vuốt nguội theo TCVN 6288 (ISO 10544).

...

...

...

- Cốt thép cán nóng thanh vằn theo TCVN 1651-2 (loại CB600-V);

- Cốt thép thanh cán nóng thanh vằn cường độ cao theo TCVN 6284-5 (ISO 6934-5);

- Dây thép kéo nguội cường độ cao theo TCVN 6284-2 (ISO 6394-2:1991);

- Dảnh 7 sợi hoặc 19 sợi theo TCVN 6284-4 (ISO 6934-4);

5.2.1.6  Cường độ tiêu chuẩn và tính toán của các loại cốt thép dùng trong kết cấu bê tông cốt thép của các công trình thủy công, nên lấy theo Bảng 11, 12 và 12a.

Bảng 11 - Cường độ tính toán chịu kéo và chịu nén của cốt thép đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất

Loại cốt thép

Tiêu chuẩn

Cường độ tính toán của cốt thép đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất (Mpa)

...

...

...

Khi nén, R_sc

Thép thanh

CB240-T

TCVN 1651-1:2018

210

210

CB300-T

260

260

...

...

...

TCVN 1651-2:2018

260

260

CB400-V

350

350

CB500-V

435

435 (400)

...

...

...

520

470 (400)

Thép thanh có giới hạn chảy quy ước (Mpa)

835

TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991)

730

500 (400)

930

810

...

...

...

1 080

940

500 (400)

Dây thép vuốt nguội

TCVN 6288:1997 (ISO 10544:1992)

435

415(380)

Dây thép có giới hạn chảy quy ước (Mpa)

1 200

...

...

...

1 040

500 (400)

1 300

1 130

500 (400)

1 400

1 220

500 (400)

1 500

...

...

...

500 (400)

Dảnh 7 sợi thường khử ứng suất có giới hạn chảy quy ước (Mpa)

1 450

TCVN 6284-4 (ISO 6934-4)

1 260

500 (400)

1 550

1 350

500 (400)

...

...

...

1 500

1 300

500 (400)

1 600

1 390

500 (400)

1 700

1 480

500 (400)

...

...

...

1 500

TCVN 6284-4 (ISO 6934-4)

1 300

500 (400)

1 600

1 390

500 (400)

CHÚ THÍCH 1: Giá trị R_sc trong ngoặc đơn được sử dụng chỉ khi tính toán với tác dụng của tải trọng ngắn hạn.

CHÚ THÍCH 2: Giới hạn chảy (theo ký hiệu cốt thép) và giới hạn chảy quy ước của cốt thép xem trong Bảng 12.

...

...

...

Loại cốt thép

Tiêu chuẩn

Đường kính danh nghĩa, (mm)

Giá trị của R_s,n và R_s,ser (Mpa)

Thép thanh

CB240-T

TCVN 1651-1

6,0 đến 40,0

240

...

...

...

300

CB300-V

TCVN 1651-2

6,0 đến 50,0

300

CB400-V

400

CB500-V

500

...

...

...

600

Thép thanh có giới hạn chảy quy ước (Mpa)

835

TCVN 6284-5

(ISO 6934-5)

15,0 đến 40,0

835

930

930

...

...

...

1 080

Dây thép có giới hạn bền (Mpa)

1 470

TCVN 6284-2

(ISO 6394-2)

9,0; 10,0; 12,2

1 200

1 570

7,0; 8,0; 10,0; 12,2

...

...

...

1 670

4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0

1 400

1 770

4,0; 5,0; 6,0

1 500

Dày thép vuốt nguội

TCVN 6288 (ISO 10544)

5,0 đến 12,0

...

...

...

Dảnh 7 sợi thường khử ứng suất có giới hạn bền (Mpa)

1 720

TCVN 6284-4

(ISO 6934-4)

9,3; 10,8; 12,4; 15,2

1450

1 860

9,5; 11,1; 12,7; 15,2

1 550

...

...

...

1 700

18,0

1 500

1 820

15,2

1 600

1 960

12,7

1 700

...

...

...

1 810

TCVN 6284-4 (ISO 6934-4)

20,3; 21,8

1 500

1 860

17,8; 19,3

1 600

CHÚ THÍCH 1: Giới hạn chảy quy ước của cốt thép đã được khử ứng suất theo TCVN 6284-2:1997 (ISO 6394-2:1991) trong Bảng này bằng 85 % giới hạn bền đối với đường kính 8 mm và nhỏ hơn, bằng 82 % giới hạn bền đối với đường kính lớn hơn 8 mm.

CHÚ THÍCH 2: Giới hạn chảy quy ước của dảnh 7 sợi thường, 7 sợi nén chặt, 19 sợi theo TCVN 6284-4:1997 (ISO 6934-4:1991) trong Bảng này lần lượt bằng 85 %, 88 % và 85 % giới hạn bền đối với các loại đường kính.

...

...

...

Loại cốt thép

Tiêu chuẩn

Giá trị của R_sw (Mpa)

CB240-T

TCVN 1651-1

170

CB300-T

210

CB3Q0-V

...

...

...

210

CB400-V

280

CB500-V

300

Dây thép kéo nguội

TCVN 6288 (ISO 10544)

300

Khi tính toán cốt thép chịu ứng suất kéo chính (dầm ngang, công xôn ngắn, v.v.), phải lấy cường độ tính toán của cốt thép như đối với cốt thép dọc chịu tác dụng của mômen uốn.

...

...

...

5.2.1.7  Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép thường (không ứng suất trước) lấy theo Bảng 13 và của cốt thép có ứng suất trước lấy theo các quy định của tiêu chuẩn TCVN 5574.

Bảng 13 - Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép

Các yếu tố điều chỉnh hệ số điều kiện làm việc của cốt thép

Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép

Ký hiệu

Giá trị

Tải trọng lặp lại nhiều lần

Cấu kiện bê tông cốt thép

Kết cấu thép - bê tông cốt thép (ngầm và hở)

...

...

...

γ_s2

γ_s3

Xem điều 5.2.1.8

1,1

0,9

CHÚ THÍCH: Khi có một số yếu tố tác động đồng thời, hệ số điều kiện làm việc sẽ tính bằng tích của các hệ số điều kiện làm việc tương ứng.

Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép khi tính toán các trạng thái giới hạn của nhóm thứ hai được lấy γ_si = 1.

5.2.1.8  Cường độ tính toán của cốt thép thanh thường (không ứng suất trước) chịu tải trọng lặp lại, khi tính toán độ bền mỏi cần được xác định theo công thức:

R’s = γ_s1R_s;

...

...

...

trong đó: γ_s1 - Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép xác định theo công thức:

(18)

chấp nhận γ_s1 không lớn hơn giá trị γ_s1 = 1,0

γ’_s1 - Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép khi chịu tải trọng chu kỳ N = 2.10⁶. Giá trị γ’_s1 được xác định như sau:

- Cốt thép loại CB240-T, CB300-T, CB300-V và CB400-V tính theo công thức (19);

- Cốt thép loại khác, theo TCVN 5574.

(19)

...

...

...

η_s - Hệ số tính đến đường kính của cốt thép, lấy theo Bảng 15;

η_c - Hệ số tính đến kiểu mối hàn, lấy theo Bảng 16

ρ_s - Hệ số không đối xứng chu kỳ ρ_s = σ_s,min / σ_s,max, trong đó σ_s,min, σ_s,max tương ứng là ứng suất nhỏ nhất và ứng suất lớn nhất trong cốt thép chịu kéo.

Bảng 14 - Hệ số η₀

Loại cốt thép

Hệ số η₀

CB240-T, CB300-T

0,44

CB300-V

...

...

...

CB300-V

0,28

Bảng 15 - Hệ số η_s

Đường kính cốt thép (mm)

≤ 20

30

40

≥ 60

Hệ số η_s

...

...

...

0,9

0,85

0,8

CHÚ THÍCH: Với các giá trị trung gian của đường kính cốt thép, giá trị của hệ số được xác định bằng nội suy tuyến tính.

Bảng 16 - Hệ số η_c

Loại liên kết hàn của cốt thép thanh

Hệ số η_c

1. Hàn đối đầu tiếp xúc:

...

...

...

1,0

- KC-O (không đánh sạch bằng cơ khí)

0,8

2. Hàn đối đầu bằng phương pháp hàn máng một điện cực trên tấm đệm thép có chiều dài:

- Lớn hơn hay bằng 5 lần đường kính của thanh được liên kết nhỏ nhất

0,8

- Từ 1,5 đến 3 lần đường kính của thanh được liên kết nhỏ nhất

0,6

...

...

...

0,55

CHÚ THÍCH: Đối với cốt thép không có mối hàn thì giá trị của hệ số η_c được lấy bằng một.

Công thức (18) hợp lệ cho N < 2.10⁶

Với số chu kỳ tải trọng N ≥ 2.106 thì lấy γ_s1 = γ’_s1

Cốt thép chịu kéo về độ bền mỏi không được kiểm tra nếu hệ số γ’_s1 xác định theo công thức (19) lớn hơn 1,0.

5.2.1.9  Cường độ tính toán của cốt thép trong tính toán mỏi của kết cấu ứng suất trước được xác định theo TCVN 5574.

5.2.1.10  Mô đun đàn hồi của cốt thép thường (không ứng suất trước) và dảnh dạng sợi được lấy theo Bảng 17. Các loại cốt thép khác - theo các tài liệu quy định hiện hành.

Bảng 17 - Mô đun đàn hồi của cốt thép

Dạng cốt thép

...

...

...

Mô đun đàn hồi Es.10^-3, Mpa

Cốt thép thanh

TCVN 1651-1

200

TCVN 1651-2

200

Dảnh dạng sợi

TCVN 6284-4

...

...

...

5.2.1.11  Khi tính toán kết cấu bê tông cốt thép về mỏi, cần phải xét các biến dạng không đàn hồi ở vùng chịu nén của bê tông bằng cách giảm trị số mô đun đàn hồi của bê tông. Hệ số tính đổi từ cốt thép ra bê tông v’ được lấy theo Bảng 18.

Bảng 18 - Hệ số tính đổi từ cốt thép ra bê tông v’

Cấp cường độ chịu nén của bê tông

B15

B20

B25

B30

B35

B40

...

...

...

25

23

20

18

15

10

6. Các yêu cầu về cấu tạo

6.1. Yêu cầu chung

Khi thiết kế kết cấu chịu tác động của nhiệt độ và độ ẩm, để ngăn ngừa phát sinh nứt, cần phải đưa ra các giải pháp thiết kế và biện pháp công nghệ sau đây:

...

...

...

Lựa chọn thiết kế hợp lý nhất trong điều kiện tự nhiên;

Bố trí khe lún lâu dài;

Bố trí khe lún - nhiệt lâu dài và tạm thời;

Bố trí cách nhiệt trên bề mặt bên ngoài bê tông:

Sử dụng cốt thép ứng suất trước (đối với kết cấu thành mỏng).

- Các biện pháp công nghệ:

Giảm sinh nhiệt trong bê tông bằng cách sử dụng xi măng tỏa nhiệt thấp, giảm lượng xi măng bằng cách sử dụng phụ gia hóa học, tro bay, v.v.;

Kiểm soát nhiệt độ của hỗn hợp bê tông;

Giảm tối đa nhiệt ban đầu và tỏa nhiệt do phân chia hợp lý chiều cao của các tầng đổ bê tông và khoảng thời gian giữa các tầng với tiến độ thi công;

...

...

...

Sử dụng đường ống làm mát bên trong cho khối đổ bê tông;

Tăng tính đồng nhất, đảm bảo độ giãn nở cao và tăng cường độ kéo dọc trục của bê tông;

Liên kết các kết cấu siêu tĩnh với nhau, cũng như làm liền khối các kết cấu khối lớn ở nhiệt độ bê tông gần với nhiệt độ hoạt động tối thiểu.

6.2. Khe biến dạng tạm thời và lâu dài

6.2.1  Để ngăn ngừa sự hình thành các vết nớt hoặc giảm độ mở khe nứt trong các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép nguyên khối, cần phải bố trí các khe biến dạng lâu dài hoặc các khe biến dạng tạm thời.

Các khe biến dạng lâu dài phải đảm bảo khả năng chuyển vị độc lập của các bộ phận kết cấu cả khi thi công và trong quá trình vận hành.

Các khe biến dạng tạm thời phải được bố trí nhằm:

Giảm ứng suất nhiệt độ trong bê tông trong quá trình thi công;

Giảm nội lực phát sinh do lún không đều của các bộ phận kết cấu trong thời gian thi công;

...

...

...

Đồng bộ với các kết cấu cốt thép, ván khuôn, các cấu kiện đúc sẵn, v.v.

6.2.2  Các khe biến dạng lâu dài trong kết cấu có thể được bố trí xuyên suốt hoặc dưới dạng các vết cắt dọc theo các bề mặt chịu sự dao động nhiệt độ đáng kể.

Khoảng cách giữa các khe biến dạng lâu dài và tạm thời nên được xác định tùy thuộc vào điều kiện khí hậu và địa chất, đặc điểm cấu tạo của kết cấu, trình tự thi công, v.v.

6.2.3  Đối với các kết cấu khối đúc sẵn, cần phải áp dụng các biện pháp để đảm bảo kết nối thích hợp dọc theo các bề mặt tiếp xúc trong quá trình làm liền khối của kết cấu.

6.2.4  Để giảm ứng suất nhiệt độ, cũng như ảnh hưởng của độ lún không đều của nền, cho phép bố trí các khe biến dạng tạm thời và sẽ được làm liền sau khi nhiệt độ đã cân bằng và độ lún đã ổn định.

6.3. Bố trí cốt thép dọc và ngang

6.3.1  Đối với cấu kiện bê tông cốt thép khối lớn của công trình thủy công và trong lớp vỏ của đường hầm thủy công - trong mọi trường hợp, không áp dụng hàm lượng cốt thép tối thiểu theo tiêu chuẩn thông thường mà phải xác định cốt thép chịu lực theo tính toán, trong trường hợp này, diện tích mặt cắt ngang của cốt thép dọc phải lấy tối thiểu bằng 0,05% diện tích mặt cắt ngang thiết kế của bê tông.

6.3.2  Khoảng cách giữa các bề mặt thanh cốt thép theo chiều cao và chiều rộng của mặt cắt phải đảm bảo hoạt động liên kết của cốt thép với bê tông và phải được xác định có tính đến sự thuận tiện của việc đổ và đầm hỗn hợp bê tông.

Khoảng cách giữa các bề mặt thanh cốt thép đối với các kết cấu không lớn phải được tính đến các điều kiện đổ bê tông.

...

...

...

6.3.3  Chiều dày của lớp bê tông bảo vệ cần được xác định trên cơ sở:

- Đối với bề mặt phía trước của kết cấu không tiếp xúc trực tiếp với nước, hơi nước hoặc lượng mưa trong khí quyển:

Không nhỏ hơn 30 mm đối với cốt thép chịu lực và 20 mm đối với cốt thép phân bố, cốt đai trong dầm và tấm có chiều cao: ≤ 1,5 m, cũng như trong cột có cạnh nhỏ hơn: ≤ 1,5 m;

- Đối với các bề mặt phía trước của kết cấu và các bộ phận của kết cấu tiếp xúc trực tiếp với nước (các vùng có mực nước thay đổi, bề mặt của đập và đập tràn, lớp lót của đường hầm không áp, tấm gia cố các mái dốc kênh, v.v.) kết hợp với các tác động xâm thực hoặc xói mòn bởi phù sa - không nhỏ hơn 60 mm và không nhỏ hơn hai lần đường kính của thanh đối với cốt thép chịu lực và phân bố. Yêu cầu tương tự phải được áp dụng đối với kết cấu và các phần tử kết cấu, các lớp bảo vệ của bê tông tiếp xúc với hơi nước một cách có thường xuyên.

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ trong kết cấu bê tông cốt thép của công trình biển phải được lấy:

Đối với cốt thép chịu lực - không nhỏ hơn 60 mm;

Đối với cốt thép phân bố và cốt đai - không nhỏ hơn 40 mm.

Đối với các lớp bê tông bảo vệ, phải sử dụng bê tông có cường độ chịu nén ≥ B20, đồng thời mác chống thấm của bê tông không được thấp hơn mác thiết kế ở bề mặt phía thượng lưu của các kết cấu hoặc các bộ phận của kết cấu...

- Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, khi sử dụng bê tông có cường độ chịu nén từ ≥ B15, chiều dày của lớp bảo vệ có thể giảm 10 mm so với các giá trị trên.

...

...

...

6.3.4  Đối với các tấm và tường bê tông cốt thép theo yêu cầu chống nứt có chiều cao mặt cắt ≥ 60 cm, với hàm lượng cốt thép là μ ≤ 0,008, cho phép bố trí nhiều lớp cốt thép dọc theo mặt cắt của cấu kiện, nhằm giảm chiều rộng tối đa của khe nứt theo chiều cao của mặt cắt.

6.3.5  Nếu các thanh cốt thép được đặt từ hai lớp trở lên, thì đường kính của các thanh các lớp không chênh lệch nhau quá 40%.

6.3.6  Từ điều kiện về độ bền của kết cấu thủy công không có ứng suất trước, đường kính của cốt thép phải được lấy đối với cốt thép thanh gia công làm bằng thép cán nóng ≥ 10 mm, đối với buồng xoắn và đối với khung và lưới đan hoặc là hàn ≥ 6 mm.

6.3.7  Các thanh cốt thép dọc của chịu kéo và chịu nén phải được kéo dài qua mặt cắt tính toán hoặc uốn nghiêng so với trục dọc của cấu kiện tại vị trí không còn yêu cầu chịu lực theo tính toán.

6.3.8  Cốt thép phân bố của các cấu kiện làm việc theo một phương cần phải được bố trí với số lượng ≤ 10% diện tích cốt thép chịu lực tại nơi có mômen uốn lớn nhất.

6.3.9  Khi thi công các mối hàn của cốt thép, cần tuân thủ các yêu cầu của các quy định hiện hành.

6.3.10  Trong các kết cấu được tính toán về mỏi, thông thường, tại một mặt cắt không được nối quá một nửa số thanh cốt thép chịu kéo. Không được phép sử dụng các mối nối chồng (không hàn và có hàn) cho cốt thép chịu kéo trong các kết cấu này.

6.3.11  Trong các cấu kiện chịu uốn có chiều cao tiết diện lớn hơn 700 mm, các thanh dọc của cấu kiện phải được bố trí ở các mặt bên. Khoảng cách giữa chúng theo chiều cao không được quá 400 mm, diện tích mặt cắt ngang - không nhỏ hơn 0,1% diện tích mặt cắt của phần bê tông, có kích thước bằng chiều cao bằng khoảng cách giữa các thanh này, theo chiều rộng - bằng một nửa chiều rộng của cạnh của cấu kiện, nhưng không quá 200 mm.

6.3.12  Đối với tất cả các bề mặt của các cấu kiện bê tông cốt thép, gần vị trí đặt cốt thép dọc tính toán, cần bố trí cốt thép ngang phân bố theo chiều dài thép dọc. Khoảng cách giữa các thanh ngang không được lớn hơn 500 mm và không quá hai lần chiều rộng của mặt cấu kiện.

...

...

...

Khoảng cách giữa các cốt đai trong khung buộc được lấy ≤ 15d, trong khung hàn ≤ 20d, trong đó d đường kính nhỏ nhất của cốt thép dọc chịu nén. Trong cả hai trường hợp, khoảng cách giữa các cốt đai không được quá 500 mm.

Cấu tạo của cốt thép ngang phải đảm bảo rằng các thanh dọc chịu nén không được cong vênh.

Ở những vị trí mà cốt thép làm việc được chồng lên nhau mà không cần hàn hoặc nếu hàm lượng cốt thép dọc lớn hơn 3%, thì khoảng cách cốt đai phải được lắp đặt cách nhau không quá 10d và không quá 300 min.

Trong các cấu kiện nén lệch tâm khối lớn, không tính đến cốt thép chịu nén, nên bố trí tăng gấp đôi khoảng cách giữa các thanh ngang cấu tạo (cốt đai) theo chiều cao (chiều rộng) của cấu kiện.

6.3.14  Khoảng cách giữa các thanh đai thẳng đứng trong các cấu kiện không có cốt thép uốn và trong trường hợp thiết kế có yêu cầu cốt thép ngang thì cần lấy:

a) Trên các đoạn gối đỡ (ít nhất là 1/4 nhịp):

Khi chiều cao tiết diện ≤ 450 mm - không lớn hơn h / 2 và không quá 150 mm;

Khi chiều cao tiết diện > 450 mm - không quá h / 3 và không quá 500 mm;

Khi chiều cao tiết diện ≥ 2000 mm - không lớn hơn h / 3;

...

...

...

Khi chiều cao tiết diện từ 300-2000 mm - không lớn hơn (3/4)h và không quá 500 mm;

Khi chiều cao tiết diện >2000 mm - không quá (3/4)h.

6.3.15  Trong các cấu kiện chịu uốn - xoắn, mối nối chồng của các cốt đai buộc phải bằng 30 đường kính đai và với khung hàn, tất cả các thanh ngang theo cả hai hướng phải được hàn vào các thanh dọc có góc, tạo thành một vòng khép kín.

6.3.16  Các lỗ khoét trong cấu kiện bê tông cốt thép phải được bố trí trong các ô của lưới và khung cốt thép.

Các lỗ có kích thước vượt quá kích thước của ô lưới phải được viền thêm cốt thép. Tổng diện tích mặt cắt ngang của nó không được nhỏ hơn mặt cắt ngang của cốt thép làm việc gián đoạn cùng phương.

6.3.17  Khi thiết kế kết cấu thép - bê tông cốt thép, phải đảm bảo sự hoạt động ăn khớp của cốt thép và thép tấm. Độ dày của thép tấm vỏ nên được lấy tối thiểu theo điều kiện lắp đặt và vận chuyển. Trong các cấu kiện thép - bê tông cốt thép của đường dẫn nước của nhà máy thủy điện, chiều dày của tấm thép phải được lấy theo điều kiện A_si ≤ A_s (ở đây A_si và A_s là diện tích mặt cắt của tấm thép và thanh cốt thép, tương ứng, trong mặt cắt tính toán của cấu kiện).

6.3.18  Cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép cần được bố trí dưới dạng giàn thép, khung và lưới thép hàn và bó cốt thép.

Các loại cốt thép nên được lựa chọn có tính đến công nghệ sản xuất được chấp nhận và phù hợp hợp với khả năng cơ giới hóa trong thi công bê tông.

Việc lắp đặt cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép nên được thực hiện bằng cơ giới và tiết kiệm tối đa thép định vị (thép thi công).

...

...

...

6.3.19  Bề mặt hở của kết cấu bê tông nằm trong vùng có mực nước thay đổi và tiếp xúc với nhiệt độ âm, cũng như bề mặt hở của kết cấu được lắp dựng ở vùng khí hậu khô nóng, có thể được gia cố bằng lưới làm bằng cốt thép loại CB300-V có đường kính 16 mm. Trong tất cả các trường hợp khác, chỉ cho phép gia cố kết cấu bề mặt hở của kết cấu bê tông khi có lý do đặc biệt.

6.4. Hướng dẫn bổ sung cho việc thiết kế các cấu kiện ứng suất trước

6.4.1  Khi thiết kế các cấu kiện ứng suất trước, cần đáp ứng các yêu cầu của các tài liệu quy định hiện hành về thiết kế các loại kết cấu cụ thể và các yêu cầu từ 6.4.2 đến 6.4.7

6.4.2  Không được phép hàn và gắn bất kỳ bộ phận nào vào cốt thép đã căng.

Yêu cầu này không áp dụng cho việc hàn các bộ phận vào các đầu của cốt thép ứng suất trước nhô ra khỏi sản phẩm sau khi truyền lực nén bê tông.

6.4.3  Cốt thép dọc không ứng suất trước phải được đặt gần bề mặt ngoài của cấu kiện hơn để cốt thép ngang (đai) bao bọc lấy cốt thép chịu ứng suất.

6.4.4  Thanh cốt thép ứng suất trước trong các cấu kiện có gân phải được bố trí dọc theo trục của từng gân của cầu kiện hoặc đối xứng với nó.

6.4.5  Thông thường, mối nối dọc theo chiều dài của các thanh cốt thép làm bằng thép cán nóng có đường kính từ 10 mm trở lên, phải được thực hiện bằng hàn điện trở.

Trong trường hợp không có thiết bị để hàn điện trở, cho phép sử dụng phương pháp hàn hồ quang. Các thanh cốt thép loại CB 400 -V phải được hàn kín đầu. Không nên bố trí các mối nối hàn của các thanh bị kéo căng ở những vị trí chịu lực lớn nhất.

...

...

...

Nếu cốt thép dọc chịu kéo ở các đầu cầu kiện nằm tập trung ở mặt trên hoặc mặt dưới thì ở các mặt cắt cuối cần bố trí cốt thép ngang (không tính đến khi tính lực ngang).

Tổng diện tích của cốt thép ngang phải được xác định sao cho phần gia cố này có thể chiếm 20% trong các kết cấu không được thiết kế để chịu lực và trong các kết cấu được thiết kế để chịu lực là 30% lực kéo trong cốt thép ứng suất dọc, nằm ở một cạnh của phía, có tính đến các mức hao đầu tiên.

Tổng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép ngang bổ sung phải được xác định theo công thức:

Đối với các cấu kiện không tính mỏi:

(20)

Đối với các cấu kiện tính mỏi:

(21)

...

...

...

A_sw,ad - Diện tích mặt cắt ngang lớn nhất của cốt thép dọc ứng suất trước nằm bên trong cốt đai ở một mặt của mặt cắt.

6.4.7  Khuyến nghị bố trí cốt thép ngang bổ sung dưới dạng cốt đai hàn kín làm bằng cốt thép loại CB 240-V, CB 300 - V hoặc CB 400 - V.

Nếu từ điều kiện hỗ trợ cấu kiện, một tấm đế bằng thép được lắp đặt ở phần cuối của nó, thì cốt thép ngang bổ sung phải được hàn nối với tấm đế.

7. Các tính toán cơ bản

7.1. Tính toán kết cấu bê tông và bê tông cốt thép cần được tiến hành theo phương pháp trạng thái giới hạn, phù hợp với các yêu cầu của QCVN 04-05 theo các trạng thái giới hạn thứ nhất với tất cả các tổ hợp tải trọng và tác động và theo các trạng thái giới hạn thứ hai chỉ với các tổ hợp cơ bản của tải trọng và tác động.

Tính toán theo các trạng thái giới hạn cần phải tiến hành đối với tất các các giai đoạn sản xuất, vận chuyển, lắp ghép và khai thác sử dụng.

7.2. Kết cấu bê tông cần phải được tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất - đảm bảo cường độ và ổn định về hình dạng kết cấu phù hợp với Điều 8; theo trạng thái giới hạn thứ hai về hình thành, mở rộng khe nứt và biến dạng tương ứng với Điều 9 và 10.

Kết cấu bê tông cốt thép cấn phải tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất về cường độ và ổn định về hình dạng của kết cấu và theo độ bền mỏi khi chịu tải trọng lặp lại nhiều lần phù hợp với Điều 8; theo trạng thái giới hạn thứ hai về hình thành khe nứt trong các trường hợp khai thác bình thường công trình không cho phép hình thành khe nứt hoặc theo giới hạn cho phép xuất hiện khe nứt và biến dạng trong các trường hợp khi trị số chuyển vị có thể giới hạn khả năng khai thác bình thường của kết cấu hoặc phá hủy cơ cấu theo Điều 9.

Khi thiết kế các kết cấu thép - bê tông cốt thép, cần tính toán độ bền của tấm kim loại do tác động của vận chuyển, lắp ráp và thi công (phù hợp với thông số kỹ thuật đặc biệt) và neo, đảm bảo sự liên kết của thép tấm và bê tông.

...

...

...

Tính toán cường độ được thực hiện cho các tải trọng tính toán riêng biệt theo hai nhóm mà không cần tổng hợp nội lực và ứng suất.

7.4. Đối với công trình cấp đặc biệt và cấp I, được neo vào nền, cùng với việc tính toán kết cấu nên được thực hiện thí nghiệm nghiên cứu xác định khả năng chịu lực của các thiết bị neo, giảm ứng suất trong bê tông, nền đá và neo. Cần phải đề ra các biện pháp để bảo vệ neo khỏi bị ăn mòn.

Đối với kết cấu ứng suất trước, cần khuyến nghị về khả năng căng lại các neo hoặc thay thế chúng, cũng như giám sát tình trạng của neo trong bê tông.

7.5. Khi tính toán các cấu kiện của kết cấu đúc sẵn với các nội lực phát sinh trong quá trình nâng hạ, vận chuyển và lắp đặt, tải trọng bản thân cấu kiện cần được gộp vào tính toán với các hệ số tải trọng động.

7.6. Phương pháp đánh giá cường độ và khả năng chống nứt của các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép (theo nội lực hoặc ứng suất) được phân loại theo tỳ lệ kích thước của cấu kiện. Bảng 19 cho thấy sự phân loại các cấu kiện và phương pháp để đánh giá khởi đầu của các trạng thái giới hạn tùy thuộc vào tỷ lệ kích thước của chúng.

Bảng 19 - Phân loại phương pháp đánh giá khởi đầu của trạng thái giới hạn

Thứ tự

Tỷ lệ kích thước của cấu kiện

Tên cấu kiện

...

...

...

Theo nội lực

Theo ứng suất

A. Kết cấu dầm b ≤ 3h

1

l / h ≥ 6

Cấu kiện thanh - dầm

+

-

2

...

...

...

Dầm ngắn

+

+

3

l / h < 3

Dầm - tường

-

+

B. Kết cấu công son b ≤ 3h

...

...

...

l / h ≥ 3

Cấu kiện thanh - công son

+

-

5

1,5 ≤ l / h < 3

Công son ngắn

+

+

...

...

...

l / h < 1,5

Tường công son

-

+

c. Kết cấu tấm b> 3h

7

a / h ≥ 6

Tấm mỏng

+

...

...

...

8

3 ≤ a / h < 6

Tấm dày

+

+

9

a / h < 3

Cấu kiện khối

-

...

...

...

D.Kết cấu vòm và vành khăn

10

t / R < 0,1

Vòm mỏng, vành khăn

+

-

11

0,1 < t / R ≤ 0,25

Vòm, vành khăn có độ dày trung bình

...

...

...

+

12

t / R > 0,25

Vòm dày, vành khăn

-

+

CHÚ THÍCH: l - Chiều dài (nhịp) của dầm hoặc công son;

b và h - Tương ứng là chiều rộng và chiều cao của mặt cắt ngang của cấu kiện;

a - Kích thước cạnh ngắn của tấm;

...

...

...

R - Bán kính đường tâm của vòm, vành khằn.

7.7. Khi kiểm tra khả năng chịu lực và sự làm việc bình thường của kết cấu, nội lực (mô men uốn và xoắn, lực dọc và lực cắt), ứng suất, chuyển vị và các góc xoay cần được xác định theo phương pháp có tính đến tính chất không đàn hồi do nứt và từ biến của bê tông, quan hệ phi tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu, cũng như tính đến trình tự lắp dựng và chất tải lên công trình.

Cho phép xác định nội lực và ứng suất trong các mặt cắt của các cấu kiện với giả thiết về sự làm việc đàn hồi của kết cấu trong các trường hợp tính toán ở giai đoạn thiết kế sơ bộ.

7.8. Khi xác định chuyển vị thẳng và góc xoay, cần phải tính đến sự thay đổi độ cứng của các mặt cắt do nứt trong bê tông. Điều kiện hình thành khe nứt phải được thực hiện phù hợp với Điều 9.

Trong tính toán nội lực các kết cấu thanh siêu tĩnh, các tấm mỏng và vòm, nội lực và chuyển vị cần được xác định bằng các phương pháp cơ học kết cấu, có tính đến sự làm việc không đàn hồi, sự thay đổi độ cứng của các mặt cắt do hình thanh khe nứt trong bê tông.

7.9. Khi đánh giá khả năng chịu lực và khả năng chống nứt của các cấu kiện (tường dầm, tường công xôn, vòm dày, đường ống và các cấu kiện khối lớn) cho phép xác định bằng các phương pháp của lý thuyết đàn hồi.

7.10. Kiểm tra độ bền và khả năng chống nứt của dầm ngắn và công xôn, tấm dày và vòm có độ dày trung bình cần được thực hiện theo ứng suất và nội lực. ứng suất trong các mặt cắt tính toán của cấu kiện được xác định bằng các phương pháp của lý thuyết đàn hồi (xem 7.7), và giá trị nội lực được xác định từ các giá trị biểu đồ ứng suất trên mặt cắt; N = D - Z; M = D.z; (D và Z là hợp lực từ biểu đồ ứng suất nén và ứng suất kéo phân bố đều; z là cánh tay đòn nội ngẫu lực).

7.11. Các cấu kiện sàn kiểu công xôn hoặc được ngàm hai cạnh đối diện, tải trọng phân bố đều theo chiều rộng, được tính theo độ bền và khả năng chống nứt theo sơ đồ công xôn hoặc cấu kiện dầm. Tính toán trong trường hợp này được thực hiện cho một phần của tấm có chiều rộng đơn vị.

7.12. Giá trị áp lực đẩy ngược của nước tại các mặt cắt tính toán của các cấu kiện cần được xác định có kể đến điều kiện làm việc của các kết cấu trong giai đoạn sử dụng, cũng như tính đến giải pháp kết cấu và các biện pháp công nghệ, quy định trong 4.7.

...

...

...

Trong các cấu kiện thanh và tấm, áp lực đẩy ngược của nước được tính như một lực kéo được đặt tại mặt cắt tính toán, và không kể đến trọng lượng thể tích của vật liệu.

Áp lực đẩy ngược của nước cần được xem xét khi tính toán mặt cắt ngang trùng ranh giới bê tông, và các mặt cắt liền khối.

7.13. Lực đẩy ngược trong các mặt cắt tính toán của thanh chịu áp lực, các cấu kiện tấm, vòm và vòng phải được lấy bằng diện tích của biểu đồ ứng suất do tác dụng của lực đẩy ngược.

Ứng suất tại các điểm riêng lẻ của mặt cắt được lấy bằng pα_2b, trong đó p là cường độ của áp lực thủy tĩnh tại điểm xét và α_2b là hệ số diện tích ảnh hưởng của áp lực đẩy ngược trong bê tông.

Đối với các cấu kiện có yêu cầu chống nứt, nên áp dụng quy luật thay đổi tuyến tính cường độ của áp lực thủy tĩnh của nước từ giá trị biên chịu áp lực nước (thượng lưu) đến các biên hạ lưu.

Đối với các cấu kiện không yêu cầu chống nứt, quy luật biến thiên tuyến tính áp lực thủy tĩnh chỉ nên áp dụng trong phạm vi mặt cắt chịu nén.

Áp lực phân bố đều được áp dụng cho các vết nứt, và được xác định bởi chiều sâu của các vết nứt dưới mực nước.

Hệ số diện tích hiệu quả của áp lực đầy ngược α_2b đối với công trình cấp đặc biệt và cấp I cần được xác định trên cơ sở các nghiên cứu thực nghiệm có tính đến khả năng chống thấm của các thiết bị. Trong trường hợp không có số liệu từ các nghiên cứu thí nghiệm, đối với các cầu kiện chịu uốn, nén lệch tâm và kéo lệch tâm, cho phép dùng các giá trị α_2b sau;

1,0- Trong vùng chịu kéo của mặt cắt và vùng lan truyền vết nứt;

...

...

...

Chiều cao vùng nén của bê tông được xác định dựa trên giả thuyết tiết diện phẳng của mắt cắt. Trong các cấu kiện cho phép nứt, không kể đến sự làm việc của bê tông ở vùng chịu kéo và biểu đồ ứng suất của bê tông trong vùng nén của mặt cắt có dạng tam giác.

Trạng thái ứng suất của mặt cắt khi xác định ứng suất bổ sung thêm được tính toán dựa trên giả thuyết tiết diện phẳng với tác động của tất cả các tải trọng mà không tính đến lực đẩy ngược.

7.14. Khi tính toán các cấu kiện của kết cấu bê tông và bê tông cốt thép công trình thủy lợi, với các điều kiện đặc biệt cần tính đến các công trình liên quan bổ sung trong thời gian xây dựng, có tính chất vĩnh viễn (cầu vượt, cống rãnh, dầm cầu trục, đường dẫn, phụ kiện bổ sung cho công tác thi công, v.v.).

7.15. Tính toán các cấu kiện của kết cấu bê tông và bê tông cốt thép để gia cường trong quá trình sửa chữa hoặc xây dựng lại, khi thực hiện cần phải tính đến cường độ của bê tông thực tế, ứng suất trong bê tông và cốt thép, tại vị trí và thời điểm bắt đầu sửa chữa và biểu đồ biến dạng của bê tông và cốt thép.

7.16. Khi thiết kế các công trình thủy lợi, các tính toán không được quy định bởi các tiêu chuẩn này (tính toán sơ bộ của kết cấu ứng suất trước, tính toán mặt cắt ngang trong trường hợp tổng quát, bao gồm tính toán nén lệch tâm xiên và uốn xiên, tính toán các công-xôn ngắn, tính toán xuyên thủng và tách v.v.) được khuyến nghị theo các hướng dẫn của các tiêu chuẩn hiện hành. Trong trường hợp này, cần phải tính đến các hệ số được chấp nhận trong các tiêu chuẩn này.

7.17. Tính toán các cấu kiện của kết cấu theo độ bền mỏi cấn được tiến hành khi số chu kỳ thay đổi của tải trọng 2.10⁶ và lớn hơn cho toàn bộ thời hạn khai thác công trình (ví dụ đường dẫn nước của máy phát thủy lực, đập tràn, tấm mũi phun nước, cấu trúc đỡ máy phát điện, ...v.v).

8. Tính toán kết cấu bê tông và bê tông cốt thép theo độ bền và mỏi

8.1. Tính toán cấu kiện bê tông theo độ bền

8.1.1  Tính toán độ bền của các cấu kiện, trong đó các điều kiện xuất hiện trạng thái giới hạn không thể thể hiện qua nội lực tại các mặt cắt, nên được thực hiện đối với các mặt tác dụng của ứng suất chính (Bảng 19) phù hợp với các chỉ dẫn trong mục này.

...

...

...

Tất cả các cấu kiện chịu uốn, cũng như các cấu kiện chịu nén lệch tâm, theo các điều kiện làm việc không cho phép hình thành các khe nứt, trong tính toán có kể đến khả năng chịu lực của bê tông chịu kéo.

8.1.3  Kết cấu bê tông có độ bền được xác định bằng độ bền của bê tông vùng kéo, được phép áp dụng trong trường hợp, hình thành khe nứt nhưng không dẫn đến sự phá hủy, biến dạng không cho phép hoặc ảnh hưởng độ kín nước của kết cấu. Khi đó cần phải kiểm tra khả năng chống nứt của các cấu kiện của kết cấu có tính đến tác động của nhiệt độ và độ ẩm phù hợp với với các yêu cầu của Điều 10.

8.1.4  Tính toán các cấu kiện bê tông chịu uốn có tiết diện đối xứng qua mặt phẳng tác dụng của tải trọng, các điều kiện xuất hiện của trạng thái giới hạn được thể hiện qua nội lực, cần thực hiện theo công thức:

γ_lc γ_n M ≤ γ_c γ_b R_bt W_t

(22)

trong đó:

γ_n - Hệ số tin cậy của kết cấu, được lấy như sau:

Khi tính toán theo trạng thái giới hạn của nhóm thứ nhất:

Công trình cấp đặc biệt: 1,25; cấp I: 1,20; cấp II: 1,15; cấp III: 1,10;

...

...

...

γ_lc - Hệ số tổ hợp tải trọng, được lấy như sau:

Tính toán theo trạng thái giới hạn nhóm thứ nhất:

Tổ hợp tải trọng và tác động cơ bản, thời kỳ vận hành: 1,0

Tổ hợp tải trọng và tác động cơ bản, thời kỳ thi công, sửa chữa: 0,95

Tổ hợp tải trọng và tác động đặc biệt:

Với động đất có chu kỳ lặp ≤ 1000 năm: 0,9

Với động đất có chu kỳ lặp > 1000 năm: 0,85

Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai: 1,0;

γ_c - Hệ số điều kiện làm việc, có tính đến loại kết cấu, kết cấu hoặc nền móng, loại vật liệu, phương án thiết kế gần đúng, nhóm trạng thái giới hạn và các yếu tố khác được xác định theo các tiêu chuẩn thiết kế của một số loại kết cấu và nền móng công trình thủy lợi.

...

...

...

R_bt - Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông;

W_t - Mômen kháng uốn tính với mép biên chịu kéo tiết diện, được xác định theo giả thiết sự làm việc đàn hồi của bê tông.

8.1.5  Cấu kiện bê tông nén lệch tâm, tiết diện đối xứng đối với mặt phẳng tác động của tải trọng, các điều kiện để xuất hiện trạng thái giới hạn được thể hiện thông qua nội lực, được tính toán theo giả thiết sự làm việc đàn hồi của bê tông (Hình 1) từ điều kiện giới hạn giá trị của biên ứng suất nén và ứng suất kéo theo các công thức sau.

a - Không tính đến khả năng chịu lực của bê tông vùng kéo; b - Tính đến khả năng chịu lực của bê tông vùng kéo;

Hình 1 - Biểu đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trên tiết diện vuông góc với trục dọc của cấu kiện bê tông nén lệch tâm

Trong tính toán không tính đến khả năng chịu kéo của bê tông:

γ_lc γ_n σ_b = φγ_c γ_b R_b

...

...

...

trong đó:

σ_b - Ứng suất biên nén;

φ - Hệ số có kể đến ảnh hưởng chảy dẻo của cấu kiện và lấy theo Bảng 20;

γ_b = γ_b1.γ_b5.γ_b13.γ_b14.γ_b15

R_b - Cường độ chịu nén tính toán của bê tông.

Bảng 20 - Hệ số kể đến ảnh hưởng chảy dẻo φ

l₀/b

(Dạng mặt cắt hình chữ nhật)

l₀/r

...

...

...

Hệ số φ

≤ 4

≤ 14

1,0

4

14

0,98

6

21

...

...

...

8

28

0,91

10

35

0,86

CHÚ THÍCH: l₀ - chiều dài tính toán của cấu kiện; b - kích thước cạnh ngắn của mặt cắt chữ nhật;

r - bán kính quán tính nhỏ nhất của mặt cắt.

Các tiết diện chữ nhật được tính theo công thức

...

...

...

(24)

trong đó:

F = bh - Diện tích mặt cắt ngang của cấu kiện;

η = e₀ / h - Độ lệch tâm tương đối của vị trí đặt tải trọng.

Khi tính toán có tính đến khả năng chịu lực của bê tông trong vùng kéo:

(25)

trong đó:

W_t - Mômen kháng uốn của tiết diện tính với mép biên chịu kéo, xác định với giả thiết sự làm việc đàn hồi của bê tông;

...

...

...

Công thức (25) cũng nên được sử dụng để tính toán nén lệch tâm cho các cấu kiện bê tông với biểu đồ ứng suất rõ ràng khi e₀ ≤ W_t/F

8.1.6  Khi tính toàn các cấu kiện bê tông có độ mảnh l₀/b >12 hoặc l₀/r > 35 thì ảnh hưởng của tải trọng tác động lâu dài đối với khả năng chịu lực của kết cấu cần được tính đến phù hợp với các yêu cầu của các quy định hiện hành với các hệ số tính toán được trình bày trong các tiêu chuẩn này.

8.1.7  Trong các cấu kiện tiết diện hình chữ nhật, được tính theo công thức (24), giá trị độ lệch tâm của nội lực tính toán đối với trọng tâm mặt cắt không được vượt quá 0,3h với tổ hợp tải trọng cơ bản và với tổ hợp tải trọng đặc biệt không bao gồm tác động động đất và 0,325h đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt, bao gồm cả tác động của động đất.

Các cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm nên được kiểm tra điều kiện không cho phép hình thành các vết nứt dọc trục theo công thức:

γ_lc γ_n σ_yt ≤ φγ_c γ_b R_bt ,

(26)

trong đó, σ_yt - Ứng suất kéo tác dụng trên mặt phẳng dọc tại biên của vùng nén.

Ứng suất kéo σ_yt, cũng như chiều cao h_yt của tiết diện trong phạm vi tác động, trong trường hợp chung được xác định bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM).

Đối với các cấu kiện làm bằng bê tông từ cấp B20 trở lên, việc kiểm tra điều kiện không hình thành các vết nứt dọc có thể không cần thiết nếu thỏa mãn điều kiện sau đây:

...

...

...

(27)

trong đó: γ_b = γ_b1.γ_b5.γ_b13.γ_b14.γ_b15

8.1.8  Cấu kiện bê tông chịu uốn và nén lệch tâm, điều kiện đạt đến các trạng thái giới hạn thông qua các nội lực, trong trường hợp chịu tác động của lực cắt lớn trên mặt cắt tính toán, cần phải kiểm tra cường độ các tiết diện nghiêng theo điều kiện:

γ_lc γ_n σ_mt = γ_c γ_b R_bt ,

(28)

trong đó: γ_b = γ_b1.γ_b2.γ_b3.γ_b5.γ_b13.γ_b14.γ_b15

σ_mt - ứng suất chính kéo trong bê tông, tác dụng lên mặt nghiêng.

Các ứng suất kéo chính được xác định ở ngang trục trung hòa, ở trọng tâm của mặt cắt, cũng như ở những nơi thay đổi chiều rộng tiết diện, với các dầm chữ T, dầm chữ I, hình hộp và các tiết diện khác. Các ứng suất kéo và nén chính trong bê tông được tính toán theo công thức sau:

...

...

...

σ_x và σ_y - Ứng suất pháp trong bê tông tại các vị trí vuông góc và song song với trục dọc cấu kiện;

τ_xy - Ứng suất tiếp trong bê tông.

Ứng suất σ_x , σ_y và τ_xy được xác định với giả thiết là bê tông làm việc đàn hồi. Ứng suất và được thay vào công thức (29) bằng dấu cộng nếu chúng chịu kéo và bằng dấu trừ nếu chúng chịu nén.

Đối với các cấu kiện có chiều cao tiết diện thay đổi, ứng suất tiếp % nên được xác định bằng lý thuyết đàn hồi hoặc bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH - FEM). Khi góc nghiêng của các cạnh thay đổi đạt đến 30° thì τ_xy xác định theo công thức sau:

(30)

trong đó

y - Khoảng cách từ mép biên nghiêng của cấu kiện đến điểm xác định giá trị của ứng suất

S_y - Mô men tĩnh của phần mặt cắt được giới hạn bởi mặt nghiêng để xác định ứng suất tiếp.

...

...

...

8.1.9  Các cấu kiện bê tông, đạt đến trạng thái giới hạn được biểu thị qua ứng suất, cần được tính toán từ điều kiện giới hạn các giá trị của ứng suất chính kéo σ_mt và ứng suất chính nén σ_mc.

Kiểm tra độ bền đối với ứng suất chính kéo được tiến hành theo công thức (29).

Kiểm tra độ bền đối với ứng suất chính nén được tiến hành theo công thức sau:

γ_lc γ_n σ_mc = γ_c γ_b R_b ,

(31)

trong đó: γ_b = γ_b1.γ_b2.γ_b14.γ_b15

8.2. Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền

8.2.1  Tính toán độ bền của các cấu kiện bê tông cốt thép, điều kiện đạt các trạng thái giới hạn thể hiện qua nội lực (xem Bảng 19), tính toán cho các mặt cắt vuông góc với trục dọc cấu kiện, cũng như đối với các mặt cắt nghiêng có ứng suất nguy hiểm nhất theo các hướng dẫn trong 8.2.

Khi có mômen xoắn, độ bền của các mặt cắt phải được kiểm tra, giới hạn trong khu vực mở rộng bởi vết nứt xoắn ốc, nguy hiểm nhất do ứng suất có thể gây ra.

...

...

...

Tính toán độ bền cấu kiện bê tông cốt thép trong điều kiện đạt trạng thái giới hạn mà không thể thể hiện qua nội lực tại mặt cắt thì phải được thực hiện cho các khu vực chịu tác động của ứng suất chính kéo trong bê tông phù hợp với hướng dẫn của mục này.

8.2.2  Nội lực cuối cùng trong mặt cắt vuông góc với trục dọc cấu kiện cần được xác định dựa trên các điều kiện tiên quyết sau: cường độ chịu kéo của bê tông được lấy bằng không; khả năng chịu nén của bê tông được biểu thị bằng ứng suất phân bố đều trên vùng chịu nén của bê tông R_b ; ứng suất kéo trong cốt thép được lấy không lớn hơn cường độ tính toán R_s (đối với cốt thép thanh) và (đối với tấm thép gia cố) R’_si ứng suất nén trong cốt thép lấy không quá cường độ tính toán chịu nén R_sc và R_si; khi bố trí cốt thép cho một tiết diện của cấu kiện, các loại thép khác nhau được đưa vào tính toán với các cường độ tính toán tương ứng.

Lưu ý - Các cấu kiện khối lớn có chiều cao của mặt cắt ngang vượt quá 1,5 m, cho phép tính toán theo giả thiết biểu đồ ứng suất bê tông vùng nén có dạng tam giác.

8.2.3  Tính toán các mặt cắt vuông góc với trục dọc của cấu kiện khi ngoại lực tác dụng trong mặt phẳng đối xứng của tiết diện và cốt thép bố trí ở các cạnh của tiết diện vuông góc với mặt phẳng xác định, phải được thực hiện tùy thuộc vào tỷ lệ giữa chiều cao của vùng nén bê tông ξ = x / h₀ và chiều cao tương đối của vùng nén bê tông ξ_R, tại đó trạng thái giới hạn xảy ra đồng thời với ứng suất kéo trong cốt thép đạt cường độ tính toán và có tính đến các hệ số điều kiện làm việc tương ứng của cốt thép

Chiều cao tương đối của vùng nén ξ được xác định từ điều kiện cân bằng tương ứng của mắt cắt dưới tác dụng của hệ ngoại lực và nội lực.

Các cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn và kéo lệch tâm lớn cũng phải thỏa mãn các điều kiện như trên ξ < ξ_R. Đối với các cấu kiện đối xứng trong mặt phẳng tác dụng của mômen và lực dọc, được bố trí bằng cốt thép thường, giá trị giới hạn phải được lấy theo Bảng 21 và cốt thép ứng suất trước lấy theo các văn bản quy phạm hiện hành.

Bảng 21 - Giá trị giới hạn ξ_R

Loại cốt thép

Giá trị giới hạn ξ_R theo cấp cường độ chịu nén của bê tông

...

...

...

Từ B20 đến B30

≥ B35

CB 240-T, CB 300-T, CB 300 - V

0,70

0,65

0,60

CB 400-V, CB 500-V, CB 600-V Sợi (TCVN 6284-4)

0,65

0,60

...

...

...

8.2.4  Khi bố trí cốt thép ở vùng nén mà chiều cao vùng nén nhỏ hơn 2a’ thì có thể bỏ qua cốt thép này trong tính toán xác định chiều cao vùng nén của bê tông.

8.2.5  Các cầu kiện thép - bê tông cốt thép (bê tông cốt thép) chịu uốn được làm bằng bê tông có cấp cường độ B30 trở xuống, mặt cắt ngang đối xứng theo trục đứng (hình 2) khi ξ ≤ ξ_R, cần phải thỏa mãn điều kiện độ bền sau:

(32)

Hình 2 - Biểu đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trong mặt cắt vuông góc với trục dọc của cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn khi tính toán độ bền

Trong trường hợp này, vị trí trục trung hòa được xác định từ điều kiện:

(33)

...

...

...

R_s, R_sc, R_si, R’_si là cường độ tính toán tương ứng của các thép chịu kéo và nén, thép tấm kéo và nén;

A_b, A_s, A’_s, A_si, A’_si là diện tích mặt cắt ngang tương ứng của bê tông vùng nén, cốt thép chịu kéo và chịu nén, thép tấm chịu kéo và nén;

S_b, S’_s, S’_si là mô men tĩnh của mặt cắt ngang tương ứng vùng nén của bê tông, cốt thép chịu nén và thép tấm chịu nén tính với khoảng cách đến trọng tâm cốt thép thanh và tấm chịu kéo.

Cường độ tính toán của cốt thép tấm được xác định theo các quy định hiện hành.

Đối với các cấu kiện hình chữ nhật:

A_b = bx; A_si = bd_si; A’_si = bd’_si ;

S_b = A_b(h₀ - 0,5x); S’_s = A’_s(h₀ - a'); S’_si = A’_si(h₀ +0,5d’_si)

trong đó:

h và b tương ứng là chiều cao và chiều rộng của tiết diện;

...

...

...

d_si, d’_si là độ dày tương ứng của thép tấm chịu kéo A_si và nén A’_s;

h₀ = h - γ_s - d’_s là chiều cao làm việc (hữu ích) của mặt cắt.

Vị trí của điểm tác dụng của nội lực trong cốt thép thanh và tấm thép chịu kéo (hình 2) được xác định từ điều kiện sau:

(34)

Trong trường hợp không có bất kỳ cấu kiện nào trong kết cấu tính toán được gia cố (bằng thép tấm chịu nén và thanh gia cố, tấm thép chịu kéo) thì trong các công thức (32) và (33) các yếu tố hình học tương ứng với các thành phần này sẽ lấy bằng 0.

Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép mặt cắt hình chữ nhật (không có thép tấm), điều kiện (32) và (33) có dạng;

(35)

...

...

...

(36)

Kiểm tra độ bền của các cấu kiện thép - bê tông cốt thép (bê tông cốt thép) bằng bê tông cấp B30 trở xuống, khi ξ > ξ_R được thực hiện theo các công thức (34) đến (36), lấy ξ = ξ_R h₀

Kiểm tra cường độ của các cấu kiện bê tông cốt thép làm từ bê tông có cấp cường độ cao hơn B30 cần tính đến các hệ số tính toán được áp dụng trong tiêu chuẩn này.

8.2.6  Các cấu kiện thép - bê tông cốt thép (bê tông cốt thép) chịu nén lệch tám được làm bằng bê tông có cấp cường độ B30 trở xuống, mật cắt ngang đối xứng theo trục đứng (hình 3), cần phải thỏa mãn điều kiện độ bền sau:

(37)

trong đó: e - Khoảng cách lệch tâm từ lực dọc bên ngoài đối với trọng tâm hợp lực cốt thép chịu kéo.

Hình 3 - Sơ đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trong mặt cắt vuông góc với trục dọc của cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm khi tính toán theo độ bền.

...

...

...

Khi ξ ≤ ξ_R theo điều kiện:

(38)

Khi ξ > ξ_R theo điều kiện:

(39)

trong đó: σ_s và σ_si, là ứng suất tương ứng trong cốt thép và thép tấm chịu kéo, được xác định theo công thức:

(40)

...

...

...

(41)

Đối với các cấu kiện tiết diện chữ nhật:

A_b = bx; A_si = bd_si; A’_si = bd’_si ;

S_b = bx(h₀ - 0,5x); S’_s = A’_s(h₀ - a'); S’_si = A’_si(h₀ +0,5d’_si)

Trong trường hợp không có bất kỳ cấu kiện nào trong kết cấu tính toán được gia cố (bằng thép tấm chịu nén và thanh gia cố, tấm thép chịu kéo) thì trong các công thức (37) - (39) các yếu tố hình học tương ứng với các thành phần này sẽ lấy bằng 0.

Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép (không có cốt thép tấm) công thức (37) có dạng sau:

(42)

Trong trường hợp này, vị trí của trục trung hòa được xác định:

...

...

...

(43)

Khi ξ > ξ_R theo điều kiện:

(44)

Trong đó ứng suất trong cốt thép chịu kéo được xác định theo công thức (40).

Kiểm tra cường độ các cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm làm bằng bê tông có cấp cường độ lớn hơn B30 phải được tính toán hợp với các yêu cầu của các quy định hiện hành, có tính đến các hệ số tính toán lấy theo tiêu chuẩn này.

8.2.7  Tính toán các cấu kiện chịu nén lệch tâm có hình dạng bất kỳ với độ mảnh l₀ / r ≥ 35 và các cấu kiện tiết diện chữ nhật có độ mảnh l₀ / h ≥ 10 thì cần phải kể đến uốn dọc trong mặt phẳng lệch tâm song song mặt phẳng nội lực và cả trong mặt phẳng vuông góc, phù hợp với các yêu cầu của các tiêu chuẩn hiện hành.

8.2.8 Kiểm tra độ bền của các cấu kiện bê tông cốt thép chịu kéo lệch tâm phải tùy thuộc vào vị trí của lực dọc.

...

...

...

(45)

(46)

CHÚ DẪN: a - Lực dọc tác dụng nằm giữa các hợp [ực cốt thép; b - Lực dọc tác dụng nằm ngoài cốt thép chịu kéo

Hình 4 - Biểu đồ nội lực và biểu đồ ứng suất trong mặt cắt vuông góc với trục dọc cấu kiện chịu kéo lệch tâm khi tính toán độ bền

Vị trí hợp lực của cốt thép và tấm thép chịu kéo được xác định theo công thức (34).

Vị trí các hợp lực trong cốt thép và tấm thép chịu nén được xác định từ điều kiện:

...

...

...

(47)

Khi kiểm tra độ bến cấu kiện bê tông cốt thép (không có tấm thép gia cố) các thành phần tương ứng với thép tấm trong công thức (45), (46) phải được lấy bằng 0.

Nếu lực dọc có điểm đặt tác dụng nằm bên ngoài khoảng cách giữa các hợp lực A_s, A_si (hình 4, b) cấu kiện bê tông cốt thép chịu kéo lệch tâm được tính toán:

Khi ξ ≤ ξ_R, cần thỏa mãn điều kiện độ bền sau:

(48)

Trong trường hợp này, vị trí trục trung hòa được xác định từ điều kiện:

(49)

...

...

...

Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép (không có thép tấm) có mặt cắt ngang hình chữ nhật, điều kiện độ bền (49) có dạng:

(50)

Trong trường hợp này, vị trí trục trung hòa được xác định từ điều kiện:

(51)

Khi ξ > ξ_R, các cấu kiện tử bê tông cốt thép chịu kéo lệch tâm phải được tính toán độ bền theo công thức (50), và lấy x = ξ_Rh₀.

8.2.9  Các cấu kiện bê tông cốt thép chịu kéo đúng tâm phải thỏa mãn điều kiện độ bền sau:

...

...

...

Đối với các cấu kiện hình chữ nhật thì A_si = bd_si

Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép (không có cốt thép tấm), điều kiện (52) có dạng:

(53)

Chú thích: Các cấu kiện chịu kéo đúng tâm bao gồm các cấu kiện trong đó đường tác dụng của lực dọc trùng với đường tác dụng của nội lực trong toàn bộ cốt thép của mặt cắt ngang (hình 4, a).

8.2.10  Các cấu kiện thép - bê tông cốt thép đường dẫn nước của nhà máy thủy điện và các bộ phận đường dẫn nước vào tuabin, cơ cấu hướng nước, khối tuabin, buồng, vành bệ v.v.), kết cấu thép - bê tông cốt thép nằm trong các đập trọng lực và các công trình khác, các điều kiện đạt các trạng thái giới hạn được thể hiện dưới dạng ứng suất tại các mặt cắt tính toán được kiểm tra theo điều kiện:

(54)

...

...

...

trong đó σ_s và σ_si là các ứng suất kéo tương ứng trong cốt thép và tấm ốp.

8.2.11  Khi tính toán độ bền của cấu kiện chịu tác dụng của lực cắt, cần đảm bảo điều kiện sau:

(56)

trong đó b chiều rộng tối thiểu của cấu kiện trong mặt cắt ngang,

8.2.12  Tính toán độ bền của các mặt cắt nghiêng với trục dọc của cấu kiện chịu tác động của lực cắt có thể được bỏ qua nếu thỏa mãn điều kiện:

a) Đối với các kết cấu sàn chịu lực theo không gian, kết cấu trên nền đàn hồi, ngoại trừ kết cấu công xôn thẳng đứng của tường chắn:

(57)

...

...

...

(58)

trong đó Q_b là lực cắt do bê tông vùng nén chịu ở mặt cắt nghiêng, được xác định theo công thức:

(59)

trong đó: φ₂ = 0,5 +2ξ

φ₃ = 1,0 - Đối với các cấu kiện có chiều cao mặt cắt ngang h < 0,6 m;

0,83 - Đối với các cấu kiện có chiều cao tiết diện là h ≥ 0,6 m;

γ_j - hệ số tính đến ảnh hưởng của các mối nối xây dựng trong vùng tác dụng của lực cắt, lấy theo Bảng 22.

...

...

...

l_j/h_j

≤ 0,45

Từ 0,46 đến 0,64

≥ 0,65

η

1,0

1 - [(l_j/h_j) - 0,45]

0,80

CHÚ THÍCH: l_j - khoảng cách giữa mặt cắt dọc theo mối nối và mặt cắt vuông góc, đi qua phần cuối của mặt cắt nghiêng trong vùng nén (hình 5, a);

...

...

...

CHÚ DẪN: a) Tải trọng tác dụng lên cấu kiện; b) Tải trọng tác dụng ra khỏi cấu kiện, trong đó các dấu cộng (+) và dấu trừ (-) sẽ được sử dụng tương ứng cho cấu kiện chịu nén lệch tâm và cấu kiện chịu kéo lệch tâm

Hình 5 - Biểu đồ của các lực trong một mặt cắt nghiêng với trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép, khi tính toán độ bền chịu tác động của lực cắt

Chiều cao tương đối của vùng nén của mặt cắt được xác định theo công thức;

- Đối với các cấu kiện uốn

(60)

- Đối với các cấu kiện chịu nén lệch tâm trong mọi trường hợp và kéo lệch tâm lớn;

...

...

...

- Đối với các cấu kiện chịu kéo lệch tâm bé nên lấy Q_b = 0.

Góc giữa mặt cắt nghiêng và trục dọc của cấu kiện được xác định bởi công thức

(62)

Giá trị tgβ được chấp nhận không lớn hơn 1,5 và không nhỏ hơn 0,5.

Lực ngang Q_b cho phép ở điều kiện (59) được xác định bởi công thức:

(63)

nhưng không lớn hơn:

...

...

...

(64)

(65)

trong đó: φ_s - Hệ số tính đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, được xác định bởi công thức:

và lấy không quá 2,0;

(66)

φ_n - Hệ số tính đến ảnh hưởng của lực dọc (có tính đến áp lực đẩy ngược), được xác định theo công thức:

- Dưới tác dụng của lực nén dọc trục:

...

...

...

và lấy không quá 0,5;

(67)

- Dưới tác dụng của lực kéo dọc trục:

lấy giá trị tuyệt đối không quá 0,8;

(68)

c - Chiều dài hình chiếu của mặt cắt nghiêng trên trục dọc của cấu kiện, tính từ gối tựa.

Trong công thức (62) và (65) M và Q là mômen uốn và lực cắt trong mặt cắt thẳng góc đi qua phần cuối của mặt cắt nghiêng trong vùng nén.

Trong trường hợp chung, việc tính toán một cấu kiện phải tính toán tại một số mặt cắt c và lực cắt Q_bl được xác định theo công thức (63).

...

...

...

Khi có lực phân bố đều g₁ tác dụng lên cấu kiện, giá trị c được xác định bởi công thức:

(69)

Nếu điều kiện (58) Q_b, Q_b1 không thỏa thỏa mãn ở vế bên phải, thì cần xác định một số mặt cắt nghiêng để tìm các giá trị M và Q tương ứng và áp dụng công thức (65) xác định giá trị Q_b2 và kiểm tra điều kiện (58) cho các mặt cắt với Q_b = Q_b2.

Việc tính toán cốt thép ngang trong cấu kiện không cần thực hiện nếu điều kiện (58) thỏa mãn cho các lực Q_b1 hoặc Q_b2

8.2.13  Tính toán cốt thép ngang trong các mặt cắt nghiêng của cấu kiện có chiều cao không đổi (hình 5) được thực hiện theo công thức sau:

(70)

trong đó Q₁ - Lực cắt tác dụng lên mặt cắt nghiêng, tức là bằng tổng tất cả các lực cắt từ tải trọng bên ngoài nằm ở một bên của mặt cắt nghiêng;

...

...

...

α - Góc nghiêng của các thanh xiên uốn lên so với trục dọc của cấu kiện trong mặt cắt nghiêng.

Nếu tải trọng bên ngoài tác động lên cấu kiện, như được thể hiện trong hình 5, a, lực cắt tính toán được xác định theo công thức sau:

Q₁ = Q - Q_g + V cosβ