Hệ số giảm cường độ ø
ACI 318-19_21.2.1 Strength reduction factors

Phần thú vị và khiến ACI 318 khác biệt so với các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông khác chính là hệ số giảm cường độ ø. Hệ số ø lớn (giảm cường độ ít) cho trường hợp dễ kiểm soát và ø nhỏ (giảm cường độ nhiều) cho trường hợp khó kiểm soát.
Ta sẽ xem xét hệ số này của ACI 318-19 trong tương quan với EN 1992-1-1:2023.

EN 1992-1-1:2023 sử dụng hệ số riêng cho bê tông và cốt thép để kể đến sự bất định của vật liệu và thực tế thi công.
ACI 318-19 sử dụng hệ số giảm cường độ để kể sự bất định của vật liệu, thực tế thi công và dạng chịu lực của cấu kiện.

ACI 318-19 xem cấu kiện như một thể thống nhất và dựa vào thực nghiệm đề xuất hệ số giảm cường độ. Trong khi EN 1992-1-1:2023 xét riêng cho từng loại vật liệu và không kể đến dạng chịu lực của cấu kiện. ACI 318-19 vì vậy đơn giản trong logic và mô tả sát thực tế làm việc của kết cấu hơn.

Các trường hợp điển hình
Dầm chịu uốn có ứng suất kéo của cốt thép là chủ đạo: ø = 0.9
Trường hợp này cốt thép phá hoại ở trạng thái giới hạn nên độ tin cậy của cốt thép là chủ đạo, ø = 0.9 tương đương với hệ số tin cậy 1.11. Điều này khá tương đồng với hệ số riêng của cốt thép trong EN 1992-1-1:2023 là 1.15.

Cột chịu nén uốn có ứng suất nén của bê tông là chủ đạo: ø = 0.65
Trường hợp này bê tông phá hoại ở trạng thái giới hạn nên độ tin cậy của bê tông là chủ đạo, ø = 0.65 tương đương với hệ số tin cậy 1.54. Điều này khá tương đồng với hệ số riêng của bê tông trong EN 1992-1-1:2023 là 1.5.
Nếu kể đến ứng suất tính toán của bê tông là ø × 0.85f'c thì hệ số này thành 1/(0.85ø) = 1.8 làm cho khác biệt giữa hai tiêu chuẩn là khá lớn.

Các trường hợp trung gian sẽ có ø = 0.65 đến 0.9, chịu cắt / xoắn có ø = 0.75. Cột bố trí đai xoắn sẽ được tăng ø = 0.65 lên ø = 0.75.

So với EN 1992-1-1:2023, việc áp một hệ số lên tổng thể sẽ làm cho ACI 318-19 tiết kiệm hơn một chút cho trường hợp ø = 0.9 và thiên về an toàn hơn khá nhiều cho trường hợp ø = 0.65. Trường hợp cắt ACI 318-19 cũng sẽ thiên về an toàn hơn do ø = 0.75 tương đương hệ số 1.33 trong khi EN 1992-1-1:2023 chủ yếu tính cắt theo cốt thép.

TCVN 5574:2018 có phương pháp giống EN 1992-1-1:2023, đó là sử dụng hệ số tin cậy cho bê tông và cốt thép. Trong khi hệ số cho cốt thép đều là 1.15 thì bê tông thấp hơn một chút, ví dụ B25 có hệ số bằng 0.8B/Rb = 1.38.
Lưu ý hệ số tin cậy của bê tông trong TCVN 5574:2018 là 1.3 cho mẫu lăng trụ 150x150x600, cần chuyển đổi như trên để so sánh.

Mời bình luận!