Kiểm tra chọc thủng cột giữa
Cấu kiện sàn hoặc móng, sau đây gọi chung là bản
Tổng quan
Điều kiện bền:
νu ≤ ϕνn - Mục 8.5.1.1(d)
ϕ = 0.75 - Table 21.2.1(b)
νu = Vu / Ac + γvxMux × y / Jx + γvyMuy × x / Jy
Lực tác dụng
Lực từ cột sẽ truyền sang bản theo nguyên tắc cân bằng lực. Khi xem xét tiết diện nguy hiểm cần quy đổi lực từ tâm cột về tâm của tiết diện nguy hiểm. Gọi Vu, Mux, Muy là lực tập trung và mô men uốn theo phương x, y đặt tại tâm của tiết diện nguy hiểm. Mô men Mu từ cột sẽ được bản hấp thụ một phần bởi uốn γfMu và phần còn lại bởi cắt γvMu (γf + γv = 1).
Cường độ chịu cắt danh định
Không bố trí cốt thép chống cắt
νn = νc = √f'c / 3 __(22.6.1.2) & Table 22.6.5.2(a)
Đai chịu cắt (Stirrups)
νn = νc + νs = √f'c / 6 + Av × fyt / b0 / sw __(22.6.1.3) & Table 22.6.6.1(a)
νn ≤ √f'c / 2 __Table 22.6.6.3(a)
Đinh chống cắt (Headed shear stud)
νn = νc + νs = √f'c / 4 + Av × fyt / b0 / sw __(22.6.1.3) & Table 22.6.6.1(b)
νn ≤ 2/3 √f'c __Table 22.6.6.3(b)
Đinh chống cắt hiệu quả hơn đai. So với đai, nó làm tăng 50% giới hạn của bê tông và tăng 25% giới hạn đóng góp của cốt thép chống cắt. Tuy nhiên nó ít phổ biến tại thị trường Việt Nam nên các công thức tính dưới đây sẽ được lập theo đai chịu cắt. Đai cần chiều cao hiệu dụng d tối thiểu là 150 mm và 16dsw. Như vậy chỉ có thể bố trí đai nếu sàn dày 175mm trở lên. Sàn mỏng hơn 175mm và cần gia cường cốt thép thì phải sử dụng đinh chống cắt.
Kiểm tra tiết diện nguy hiểm 1
Tiết diện nguy hiểm 1 là đường chu vi cách mặt cột một đoạn d/2
νu = Vu / Ac + γvxMux × y / Jx + γvyMuy × x / Jy
γvx = 1 - 1 / [1 + 2/3 (ly1 / lx1)2]
Jx = d × lx1 × ly12 / 2 + (d × ly13 / 6 + ly1 × d3 / 6)
Tương tự cho phương y
Kiểm tra: νu ≤ ϕ√f'c / 2 __Table 22.6.6.3(a)
Đạt - Chiều dày bản phù hợp
Không đạt - Cần tăng chiều dày bản
TH1 - Không bố trí thép chống cắt
Tính νc theo Table 22.6.5.2
Kiểm tra: CR1c = νu / ϕvc ≤ 1
Đạt - Bản đảm bảo điều kiện chống chọc thủng
Không đạt - Bản cần gia cường cốt thép chống cắt
TH2 - Bố trí cốt thép chống cắt
Tính νc theo Table 22.6.6.1
Kiểm tra: CR1 = νu / ϕ(νc + νs) ≤ 1
Đạt - Bản đảm bảo điều kiện chống chọc thủng
Không đạt - Bản không đảm bảo chống chọc thủng
Kiểm tra tiết diện nguy hiểm 2
Tiết diện nguy hiểm 2 là đường chu vi cách đường chu vi ngoài cùng của cốt thép chống cắt một đoạn d/2
νu = Vu / Ac + γvxMux × y / Jx + γvyMuy × x / Jy
γvx = 1 - 1 / [1 + 2/3 (ly2 / lx2)2]
Công thức gần đúng cho các đoạn xiên chiều dài l:
Jxl = d × [l / 3 × (yi2 + yiyj + yj2)]
Tương tự cho phương y
νn = νc = √f'c / 6 __(22.6.1.2) & Table 22.6.6.1(a)
Kiểm tra: CR2 = νu / ϕvc ≤ 1
Đạt - Bản đảm bảo điều kiện chống chọc thủng
Không đạt - Cần tăng số lượng cốt thép chống cắt nsw
Cấu tạo
- Khoảng cách từ bề mặt cột đến cốt thép chịu cắt đầu tiên không lớn hơn d/2 (Bảng 8.7.6.3)
- Khoảng cách giữa các cốt thép chịu cắt không lớn hơn d/2 (Bảng 8.7.6.3)
Ký hiệu
- f'c (MPa) - cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông
- fyt (MPa) - cường độ chảy đặc trưng của cốt thép chống cắt
- cx, cy (mm) - chiều rộng cột / tiết diện truyền lực theo phương x, y
- d (mm) - chiều cao hiệu dụng của bản chịu chọc thủng
- ϕ - hệ số giảm cường độ cho trường hợp chịu cắt, lấy bằng 0.75, Bảng 21.2.1 (b)
- Vu (kN) - lực chọc thủng
- Mux, Muy (kNm) - mô men uốn quanh trục x, y tại tâm của tiết diện nguy hiểm
- lx1, ly1 (mm) - chiều dài cạnh theo phương x, y của tiết diện nguy hiểm thứ nhất
- b0 (mm) - chu vi tiết diện nguy hiểm thứ nhất
- lx2, ly2 (mm) - chiều dài cạnh theo phương x, y của tiết diện nguy hiểm thứ hai
- lxs, lys (mm) - chiều rộng theo cạnh cột phương x, y của cốt thép chống cắt
- Ac (mm2) - diện tích bê tông chịu cắt
- Jx, Jy (mm4) - đặc trưng của tiết diện nguy hiểm giả định quanh trục x, y, tương tự mô men quan tính cực với cạnh vuông góc và mô men quán tính trục với cạnh song song
- vu (MPa) - ứng suất cắt lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm
- vn (MPa) - ứng suất bê tông tương đương ứng với cường độ chịu cắt hai phương danh định của bản
- vc (MPa) - ứng suất được chịu bởi bê tông tương ứng cường độ chịu cắt hai phương danh định
- vs (MPa) - ứng suất được chịu bởi cốt thép tương ứng với cường độ chịu cắt hai phương danh định
- nv - số nhánh đai / đinh chống cắt trên mỗi đường chu vi song song tiết diện cột
- dsw (mm) - đường kính nhánh đai / đinh chống cắt
- Av (mm2) - diện tích cốt thép chống cắt trên mỗi đường chu vi song song tiết diện cột
- sw0 (mm) - khoảng cách từ mặt cột đến thép chống cắt đầu tiên
- sw (mm) - khoảng cách giữa các cốt thép chống cắt theo phương vuông góc mặt cột
- nsw - số cốt thép chống cắt trên một đường thẳng vuông góc mặt cột
- CR - hệ số khả năng chống chọc thủng của bản. Bản đảm bảo chịu lực chọc thủng nếu CR ≤ 1