Hướng dẫn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép theo TCVN 5574:2012(TCXDVN 356:2005 cũ)

3 Thuật ngữ, đơn vị đo và ký hiệu Cấp độ bền chịu nén của bê tông: ký hiệu bằng chữ B, là giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén tức thời, tính bằng đơn vị MPa, với xác suất

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu tham khảo

3 Thuật ngữ, đơn vị đo và ký hiệu

3.1 Thuật ngữ

3.2 Đơn vị đo

3.3 Ký hiệu và các thông số

3.3.1 Các đặc trưng hình học

3.3.2 Các đặc trưng vị trí cốt thép trong tiết diện ngang của cấu kiện

3.3.3 Ngoại lực và nội lực

3.3.4 Các đặc trưng vật liệu

4 Chỉ dẫn chung

4.1 Những nguyên tắc cơ bản

4.2 Những yêu cầu cơ bản về tính toán

5 Vật liệu dùng cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

5.1 Bê tông

5.1.1 Các chỉ tiêu cơ bản của bê tông, phân loại và phạm vi sử dụng bê tông khi thiết kế

5.1.2 Đặc trưng tiêu chuẩn và đặc trưng tính toán của bê tông 5.1.3 Các đặc trưng biến dạng của bê tông

5.2 Cốt thép

5.2.1 Phân loại cốt thép và phạm vi sử dụng

5.2.2 Đặc trưng tiêu chuẩn và đặc trưng tính toán của cốt thép

6 Tính toán cấu kiện bê tông, bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn thứ nhất 43

6.1 Tính toán cấu kiện bê tông theo độ bền 43

6.1.1 Nguyên tắc chung 43

6.1.2 Tính toán cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm 45

Các ví dụ tính toán độ bền cấu kiện bê tông 53

6.1.3 Cấu kiện chịu uốn 55

6.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền 56

A Nguyên tắc chung 56

B Tiết diện chữ nhật 60

Các ví dụ tính toán tiết diện chữ nhật 64

C Tiết diện chữ T và chữ I 69

D Cấu kiện chịu uốn xiên 75

E Trường hợp tổng quát 86

Các ví dụ tính toán cho trường hợp tổng quát 88

6.2.2.2 Tính toán tiết diện nghiêng với trục dọc cấu kiện 92

A Nguyên tắc chung 92

B Tính toán dải bê tông giữa các tiết diện nghiêng chịu lực cắt 92

C Tính toán tiết diện nghiêng chịu lực cắt 93

C.1 Tiết diện không đổi đặt cốt thép đai vuông góc với trục dọc cấu kiện 93

C.2 Tiết diện không thay đổi có đặt cốt thép xiên 99

C.3 Tiết diện thay đổi đặt cốt thép ngang 100

C.4 Cấu kiện đặt cốt thép ngang chịu uốn xiên 103

C.5 Cấu kiện không đặt cốt thép ngang 103

Các ví dụ tính toán chịu cắt 106

D Tính toán tiết diện nghiêng chịu mô men 124

6.2.3 Cấu kiện chịu nén lệch tâm 143

6.2.3.1 Độ lệch tâm 143

6.2.3.2 ảnh hưởng của uốn dọc 144

6.2.3.3 Tính toán bền 149

A Tiết diện chữ nhật đặt cốt thép đối xứng 149

B Tiết diện chữ nhật đặt cốt thép không đối xứng 155

C Tiết diện chữ I đặt cốt thép đối xứng 157

D Tiết diện vành khuyên 159

E Tiết diện tròn 162

F Cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên 165

G Trường hợp tính toán tổng quát 170

H Cấu kiện chịu nén tăng cường bằng cốt thép gián tiếp (cốt thép bó) 172

Các ví dụ tính toán 177

6.2.5.1 Tính toán tiết diện thẳng góc với trục dọc cấu kiện khi lực dọc nằm trong mặt phẳng

đối xứng 220

6.2.5.2 Trường hợp tính toán tổng quát 222

6.2.5.3 Tính toán tiết diện nghiêng với trục dọc cấu kiện 224

6.2.6 Tính toán theo độ bền tiết diện vênh không gian (cấu kiện chịu uốn xoắn đồng thời) 230

A Khái niệm chung 230

B Cấu kiện có tiết diện chữ nhật 231

B.1 Điều kiện hạn chế ứng suất nén chính 231

B.2 Tính toán chịu tác dụng đồng thời của mômen xoắn và mômen uốn 231

B.3 Tính toán chịu tác dụng đồng thời của mômen xoắn và lực cắt 235

C Cấu kiện có tiết diện T 236

6.2.7 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng cục bộ của tải trọng 237

A Tính toán chịu nén cục bộ 237

B Tính toán nén thủng 244

C Tính toán giật đứt 245

D Tính toán dầm gãy khúc 246

E Tính toán công xôn ngắn 247

6.2.8 Tính toán chi tiết đặt sẵn 252

6.2.9 Tính toán mối nối cột lắp ghép 272

6.2.10 Tính toán chốt bê tông 274

7 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn thứ hai 276

7.1 Tính toán cấu kiện bê tông theo sự hình thành vết nứt 276

7.1.1 Nguyên tắc chung 276

7.1.2 Tính toán hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện 277

7.1.3 Tính toán theo sự hình thành vết nứt xiên với trục dọc cấu kiện 283

7.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo sự mở rộng vết nứt 284

7.2.1 Nguyên tắc chung 284

7.2.2 Tính toán theo sự mở rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện 285

7.2.3 Tính toán theo sự mở rộng vết nứt xiên với trục dọc cấu kiện 294

7.3.2 Xác định độ cong cấu kiện bê tông cốt thép trên những đoạn không có vết nứt trong vùng chịu

kéo 304

7.3.3 Xác định độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép trên những đoạn có vết nứt trong vùng chịu kéo 305

7.3.4 Xác định độ võng 312

7.3.5 Xác định biến dạng dọc trục 315

7.3.6 Các phương pháp gần đúng tính toán biến dạng 317

8 Các yêu cầu cấu tạo 330

8.1 Yêu cầu chung 330

8.2 Kích thước tối thiểu của tiết diện cấu kiện 330

8.3 Kích thước và hình dạng các bộ phận kết cấu 330

8.4 Sản phẩm thép dùng làm cốt cho bê tông 332

8.4.1 Cốt thép thanh 332

8.4.2 Lưới thép hàn phẳng 337

8.4.3 Khung thép hàn không gian 344

8.5 Bố trí cốt thép 352

8.5.1 Lớp bê tông bảo vệ 352

8.5.2 Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh cốt thép 354

8.5.3 Hàm lượng cốt thép dọc trong cấu kiện 355

8.6 Neo cốt thép 356

8.7 Nối cốt thép 362

8.7.1 Nối hàn cốt thép và chi tiết đặt sẵn 362

8.7.2 Nối chồng cốt thép (nối buộc) 370

8.8 Cấu tạo các cấu kiện chịu lực 375

8.8.1 Cột 375

8.8.1.1 Hình dạng và kích thước tiết diện 375

8.8.1.2 Cốt thép dọc 376

8.8.1.3 Cốt thép ngang 377

8.8.1.4 Cốt thép gián tiếp (cốt thép chống nở ngang) 379

8.8.1.5 Yêu cầu bổ sung cho cột hai nhánh 381

8.8.1.6 Công xôn ngắn 382

8.8.2.2 Cốt thép dọc 385

8.8.2.3 Cốt thép ngang 387

8.8.2.4 Yêu cầu bổ sung khi đặt cốt thép cho dầm chịu uốn xoắn 389

8.8.2.5 Yêu cầu bổ sung khi đặt cốt thép cho dầm tại các vị trí có lực tập trung 390

8.8.3 Sàn 391

8.8.3.1 Hình dạng và chiều dày tối thiểu 391

8.8.3.2 Cốt thép dọc 393

8.8.3.3 Cốt thép ngang 400

8.8.3.4 Yêu cầu bổ sung ở vị trí có lỗ mở 400

8.8.3.5 Yêu cầu bổ sung ở vị trí chịu nén thủng 401

8.8.4 Nút khung 401

8.9 Các đặc điểm của kết cấu lắp ghép 403

8.9.1 Yêu cầu chung 403

8.9.2 Mối nối các cấu kiện của kết cấu lắp ghép 404

8.9.3 Móc cẩu 407

8.10 Chi tiết đặt sẵn 411

8.10.1Yêu cầu chung 411

8.10.2Bản neo 414

8.10.3Các thanh neo 415

8.10.4Liên kết hàn các bộ phận của chi tiết đặt sẵn 418

8.10.5Định vị cốt thép 418

8.11 Các yêu cầu cấu tạo riêng 427

9 Các yêu cầu thể hiện trên bản vẽ kết cấu bê tông cốt thép 428

9.1 Yêu cầu chung 428

9.2 Các yêu cầu bổ sung đối với cấu kiện lắp ghép 429

Phụ lục A Bảng A.1 – Bảng tra diện tích và khối lượng cốt thép thanh 430

Phụ lục B Các biểu đồ tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm 431

Phụ lục C Bảng chuyển đổi đơn vị kỹ thuật cũ sang hệ đơn vị SI 434

bổ sung thêm các hình vẽ và các khuyến nghị Số thứ tự của các điều, hình, bảng của TCXDVN 356 : 2005 được ghi trong ngoặc đơn Số thứ tự của các công thức TCXDVN 356 : 2005 được ghi trong ngoặc vuông

1.2 Trong hướng dẫn này chỉ đưa ra các ví dụ tính toán các cấu kiện trong những trường

hợp thường gặp trong thực tế

1.3 Hướng dẫn này không đề cập nhiều tới tính toán và thiết kế các kết cấu không ứng

suất trước ít gặp (ví dụ, tính toán các cấu kiện sử dụng các loại thép IV, V và

A-VI có giới hạn chảy qui ước; tính toán các cấu kiện chịu mỏi, v.v ) Việc tính toán và thiết kế các kết cấu đó được giới thiệu trong các hướng dẫn riêng

1.4 Hướng dẫn này không đề cập tới các đặc thù về thiết kế các kết cấu siêu tĩnh và

bán lắp ghép, kết cấu sử dụng cốt cứng, cũng như kết cấu của một số công trình (như si lô, đường ống, v.v ) Hướng dẫn này cũng không đề cập tới các vấn đề liên quan tới việc xác định nội lực trong các kết cấu trên Các vấn đề đó sẽ được giới thiệu trong các hướng dẫn riêng

1.5 Khi thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép làm việc trong điều kiện đặc biệt

(chịu tác động động đất, trong môi trường xâm thực mạnh, trong điều kiện độ ẩm cao, v.v ), phải tuân theo các yêu cầu bổ sung cho các kết cấu đó nêu trong các tiêu chuẩn tương ứng

2 Tài liệu tham khảo

Hướng dẫn này được sử dụng đồng thời và có trích dẫn các tài liệu sau:

− TCXDVN 356 : 2005 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết

kế;

− TCXDVN 338 : 2005 Kết cấu thép Tiêu chuẩn thiết kế;

− TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế;

− TCXDVN 327 : 2004 Kết cấu bê tông cốt thép Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển;

− TCVN 4612 : 1988 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bê tông cốt thép Ký hiệu quy ước và thể hiện bản vẽ;

− TCVN 5572 : 1991 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Bản vẽ thi công;

− TCVN 6048 : 1995 Bản vẽ nhà và công trình xây dựng Ký hiệu cho cốt thép

bê tông;

− TCVN 5898 : 1995 Bản vẽ xây dựng và công trình dân dụng Bản thống kê cốt thép;

− TCVN 1691 : 1975 Mối hàn hồ quang điện bằng tay;

− TCVN 3993 : 1993 Que hàn điện dùng cho thép các bon và hợp kim thấp Phương pháp thử.

− GOST 5781-82* Tiêu chuẩn thép cán của Nga;

− BS 4449 : 1997 Tiêu chuẩn thép cán của Anh;

JIS G 3112 -1991 Tiêu chuẩn thép cán của Nhật;

− ASTM A615M-96a Tiêu chuẩn thép cán của Hoa Kỳ;

− GB 1499-91 Tiêu chuẩn thép cán của Trung Quốc;

− AS 1302-1991 Tiêu chuẩn thép cán của úc;

− Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкуций без предварительного напржения армаруры (к СниП 2.03.01-84*), Москва, 1989;

− Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкуций без предварительного напржения армаруры (к СП 52-01-2003), Москва, 2005;

− Проектирование железобетонных конструкций Справочное пособие Киев 1985;

конструкции, Москва, 2004

3 Thuật ngữ, đơn vị đo và ký hiệu

Cấp độ bền chịu nén của bê tông: ký hiệu bằng chữ B, là giá trị trung bình thống kê

của cường độ chịu nén tức thời, tính bằng đơn vị MPa, với xác suất đảm bảo không dưới 95%, xác định trên các mẫu lập phương kích thước tiêu chuẩn (150 mm x 150

mm x 150 mm) được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày

Cấp độ bền chịu kéo của bê tông: ký hiệu bằng chữ Bt, là giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu kéo tức thời, tính bằng đơn vị MPa, với xác suất đảm bảo không dưới 95%, xác định trên các mẫu kéo chuẩn được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm kéo ở tuổi 28 ngày

Mác bê tông theo cường độ chịu nén: ký hiệu bằng chữ M, là cường độ của bê tông, lấy

bằng giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén tức thời, tính bằng đơn vị daN/cm2, với xác suất đảm bảo là 50%, xác định trên các mẫu lập phương kích thước tiêu chuẩn (150 mm x 150 mm x 150 mm) được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày

Mác bê tông theo cường độ chịu kéo: ký hiệu bằng chữ K, là cường độ của bê tông,

lấy bằng giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu kéo tức thời, tính bằng đơn vị daN/cm2, với xác suất đảm bảo là 50%, xác định trên các mẫu thử kéo chuẩn được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm kéo ở tuổi 28 ngày

Kết cấu bê tông: là kết cấu làm từ bê tông không có cốt thép hoặc được bố trí cốt

thép theo yêu cầu cấu tạo mà không kể đến trong tính toán Trong kết cấu bê tông các nội lực tính toán do tất cả các tác động đều chịu bởi bê tông

Kết cấu bê tông cốt thép: là kết cấu làm từ bê tông được bố trí cốt thép chịu lực và

cốt thép cấu tạo Trong kết cấu bê tông cốt thép các nội lực tính toán do tất cả các tác động chịu bởi bê tông và cốt thép chịu lực

Cốt thép chịu lực: là cốt thép được bố trí theo tính toán

Cốt thép cấu tạo: là cốt thép được bố trí theo yêu cầu cấu tạo mà không cần phải

tính toán

Chiều cao làm việc của tiết diện: là khoảng cách từ mép chịu nén của cấu kiện đến

trọng tâm tiết diện của cốt thép dọc chịu kéo

Lớp bê tông bảo vệ: là lớp bê tông có chiều dày tính từ mép cấu kiện đến bề mặt

gần nhất của thanh cốt thép

Lực tới hạn: Nội lực lớn nhất mà cấu kiện, tiết diện của nó (với các đặc trưng vật liệu

được lựa chọn) có thể chịu được

Trạng thái giới hạn: là trạng thái mà khi vượt quá kết cấu không còn thỏa mãn các

yêu cầu sử dụng đề ra đối với nó khi thiết kế

Điều kiện sử dụng bình thường: là điều kiện sử dụng tuân theo các yêu cầu tính đến

trước theo tiêu chuẩn hoặc trong thiết kế, thỏa mãn các yêu cầu về công nghệ cũng như sử dụng

a , a ′ khoảng cách từ hợp lực trong cốt thép tương ứng với S và S ′ đến biên

gần nhất của tiết diện;

0

h , h0′ chiều cao làm việc của tiết diện, tương ứng bằng h-а và h-a ;

x chiều cao vùng bê tông chịu nén;

ξ chiều cao tương đối của vùng bê tông chịu nén, bằng x h ;0

s khoảng cách cốt thép đai theo chiều dài cấu kiện;

0

e độ lệch tâm của lực dọc N đối với trọng tâm của tiết diện quy đổi;

e, e ′ tương ứng là khoảng cách từ điểm đặt lực dọc N đến hợp lực trong cốt

thép S và S ′ ; s

e khoảngcách tương ứng từ điểm đặt lực dọc N đến trọng tâm tiết diện cốt

i bán kính quán tính của tiết diện ngang của cấu kiện đối với trọng tâm tiết

A diện tích tiết diện của cốt thép đai đặt trong mặt phẳng vuông góc với

trục dọc cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng;

s,inc

A diện tích tiết diện của thanh cốt thép xiên đặt trong mặt phẳng nghiêng

góc với trục dọc cấu kiện và cắt qua tiết diện nghiêng;

à hàm lượng cốt thép xác định như tỉ số giữa diện tích tiết diện cốt thép S

và diện tích tiết diện ngang của cấu kiện bh , không kể đến phần cánh 0chịu nén và kéo;

A diện tích toàn bộ tiết diện ngang của bê tông;

S ′ , Sb0 mômen tĩnh của diện tích tiết diện tương ứng của vùng bê tông chịu nén

và chịu kéo đối với trục trung hòa;

W mô men kháng uốn của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ chịu

kéo ở biên, xác định như đối với vật liệu đàn hồi theo chỉ dẫn trong 4.3.6

3.3.2 Các đặc trưng vị trí cốt thép trong tiết diện ngang của cấu kiện

− khi toàn bộ vùng bê tông chịu kéo:

+ đối với các cấu kiện chịu kéo lệch tâm: S biểu thị cốt thép đặt ở biên chịu kéo nhiều hơn;

+ đối với cấu kiện chịu kéo đúng tâm: S biểu thị cốt thép đặt trên toàn

bộ tiết diện ngang của cấu kiện;

R cường độ chịu nén tiêu chuẩn dọc trục của bê tông ứng với các trạng thái

giới hạn thứ nhất (cường độ lăng trụ, mẫu lăng trụ có kích thước 150mm x 150mm x 600mm);

E mô đun đàn hồi của cốt thép

4 Chỉ dẫn chung

4.1 Những nguyên tắc cơ bản

4.1.1 (4.1.1) Các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép cần được tính toán và cấu tạo, lựa

chọn vật liệu và kích thước sao cho trong các kết cấu đó không xuất hiện các trạng thái giới hạn với độ tin cậy theo yêu cầu

4.1.2 (4.1.2) Việc lựa chọn các giải pháp kết cấu cần xuất phát từ tính hợp lý về mặt kinh

tế - kỹ thuật khi áp dụng chúng trong những điều kiện thi công cụ thể, có tính đến việc giảm tối đa vật liệu, năng lượng, nhân công và giá thành xây dựng bằng cách:

− Sử dụng các vật liệu và kết cấu có hiệu quả;

− Giảm trọng lượng kết cấu;

− Sử dụng tối đa đặc trưng cơ lý của vật liệu;

− Sử dụng vật liệu tại chỗ

4.1.3 (4.1.3) Khi thiết kế nhà và công trình, cần tạo sơ đồ kết cấu, chọn kích thước tiết

diện và bố trí cốt thép đảm bảo được độ bền, độ ổn định và sự bất biến hình không gian xét trong tổng thể cũng như riêng từng bộ phận của kết cấu trong các giai đoạn xây dựng và sử dụng

4.1.4 (4.1.4) Các cấu kiện lắp ghép cần phù hợp với điều kiện sản xuất bằng cơ giới trong

các nhà máy chuyên dụng

Cần lựa chọn, tổ hợp các cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép đến mức hợp lý mà

điều kiện sản xuất lắp dựng và vận chuyển cho phép

Đối với các kết cấu lắp ghép, cần đặc biệt chú ý đến độ bền và tuổi thọ của các mối nối

Cần áp dụng các giải pháp công nghệ và cấu tạo sao cho kết cấu mối nối truyền lực một cách chắc chắn, đảm bảo độ bền của chính cấu kiện trong vùng nối cũng như

đảm bảo sự dính kết của bê tông mới đổ với bê tông cũ của kết cấu

4.1.5 (4.1.5) Đối với kết cấu đổ tại chỗ, cần chú ý thống nhất hóa các kích thước để có thể

sử dụng ván khuôn luân chuyển nhiều lần, cũng như sử dụng các khung cốt thép không gian đã được sản xuất theo mô đun

4.1.6 (4.1.5) Đối với các kết cấu lắp ghép, cần đặc biệt chú ý đến độ bền và tuổi thọ của

4.1.7 (4.1.7) Cấu kiện bê tông được sử dụng:

phần lớn trong các kết cấu chịu nén có độ lệch tâm của lực dọc không vượt quá giới hạn nêu trong 6.1.2.2

trong một số kết cấu chịu nén có độ lệch tâm lớn cũng như trong các kết cấu chịu uốn khi mà sự phá hoại chúng không gây nguy hiểm trực tiếp cho người và

sự toàn vẹn của thiết bị (các chi tiết nằm trên nền liên tục, v.v )

Chú thích: kết cấu được coi là kết cấu bê tông nếu độ bền của chúng trong quá trình sử dụng chỉ do riêng vật liệu bê tông đảm bảo

4.1.8 Trong Hướng dẫn này, giá trị bằng số của các đặc trưng của bê tông và cốt thép, bề

rộng vết nứt giới hạn và độ võng giới hạn được sử dụng chỉ để thiết kế Để đánh giá chất lượng kết cấu cần tuân theo các tiêu chuẩn tương ứng hiện hành

4.2 Những yêu cầu cơ bản về tính toán

4.2.1 (4.2.1) Kết cấu bê tông cốt thép cần phải thoả mãn những yêu cầu về tính toán theo

độ bền (các trạng thái giới hạn thứ nhất) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (các trạng thái giới hạn thứ hai)

Tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất nhằm đảm bảo cho kết cấu:

− không bị phá hoại giòn, dẻo, hoặc theo dạng phá hoại khác (trong trường hợp cần thiết, tính toán theo độ bền có kể đến độ võng của kết cấu tại thời điểm trước khi bị phá hoại);

− không bị mất ổn định về hình dạng (tính toán ổn định các kết cấu thành mỏng) hoặc về vị trí (tính toán chống lật và trượt cho tường chắn đất, tính toán chống

đẩy nổi cho các bể chứa chìm hoặc ngầm dưới đất, trạm bơm, v.v );

− không bị phá hoại vì mỏi (tính toán chịu mỏi đối với các cấu kiện hoặc kết cấu chịu tác dụng của tải trọng lặp thuộc loại di động hoặc xung: ví dụ như dầm cầu trục, móng khung, sàn có đặt một số máy móc không cân bằng);

− không bị phá hoại do tác dụng đồng thời của các yếu tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường (tác động định kỳ hoặc thường xuyên của môi trường xâm thực hoặc hỏa hoạn)

Tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu sao cho:

− không cho hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức hoặc vết nứt dài hạn nếu điều kiện sử dụng không cho phép hình thành hoặc mở rộng vết nứt dài hạn

− không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động)

Chú thích: Việc tính toán kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ hai, cũng như tính toán về mỏi có thể không cần tiến hành

4.2.2 (4.2.2) Tính toán kết cấu về tổng thể cũng như tính toán từng cấu kiện của nó cần

được tiến hành đối với mọi giai đoạn: chế tạo, vận chuyển, thi công, sử dụng và sửa chữa Sơ đồ tính toán ứng với mỗi giai đoạn phải phù hợp với giải pháp cấu tạo đã chọn

Cho phép không cần tính toán kiểm tra sự mở rộng vết nứt và biến dạng nếu qua thực nghiệm hoặc thực tế sử dụng các kết cấu tương tự đã khẳng định được: bề rộng vết nứt ở mọi giai đoạn không vượt quá giá trị cho phép và kết cấu có đủ độ cứng ở giai đoạn sử dụng

4.2.3 (4.2.3) Tải trọng và tác động

Khi tính toán kết cấu, trị số tải trọng và tác động, hệ số độ tin cậy về tải trọng, hệ số

tổ hợp, hệ số giảm tải cũng như cách phân loại tải trọng thường xuyên và tạm thời

được lấy theo tiêu chuẩn nhà nước TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động Tải trọng được kể đến trong tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai cần phải lấy theo các chỉ dẫn của 4.2.7 và 4.2.9

Tải trọng thường xuyên là tải trọng không biến đổi về giá trị, vị trí, phương chiều

trong quá trình sử dụng công trình Loại tải trọng này gồm có: trọng lượng các bộ phận của nhà và công trình kể cả trọng lượng bản thân kết cấu; trọng lượng và áp lực đất đắp, tác dụng của ứng suất trước

Tải trọng tạm thời là những tải trọng có thể có hoặc không có trong một giai đoạn

nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng.Tải trọng tạm thời dài hạn gồm có: trọng

lượng vách ngăn; trọng lượng thiết bị cố định như mô tơ, máy cái, trọng lượng các

chất chứa trong thùng chứa; tải trọng trên sàn của các gian kho, thư viện, v.v Tải

trọng tạm thời ngắn hạn gồm có: Trọng lượng của người và đồ đạc trên sàn nhà; tải

trọng gió; tải trọng do các thiết bị nâng cẩu, tải trọng sinh ra khi chế tạo, vận chuyển, xây lắp các kết cấu xây dựng v.v

Tải trọng đặc biệt gồm có: tải trọng do động đất và nổ; tải trọng do các sự cố sinh ra

trong quá trình công nghệ và sử dụng như đứt dây (của đường dây tải điện), đất sụt v.v

b) Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán

Đặc trưng cơ bản của tải trọng là giá trị tiêu chuẩn của chúng, được xác lập trên cơ

sở thống kê và được cho trong tiêu chuẩn

Tải trọng thường xuyên do trọng lượng các kết cấu được xác định theo số liệu của các tiêu chuẩn và của các nhà máy chế tạo, theo kích thước và khối lượng thể tích của vật liệu

Tải trọng tạm thời tác dụng lên sàn nhà được qui định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 :

1995 Tải trọng gió cũng được xác định theo các chỉ dẫn của tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995

Khi tính đến kết cấu theo nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất thì dùng tải trọng tính toán, tức là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số độ tin cậy về tải trọng Khi tính kết cấu theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai thì chỉ dùng tải trọng tiêu chuẩn (vì hệ số

độ tin cậy về tải trọng γflúc này lấy bằng 1,0

c) Tổ hợp tải trọng

Các tải trọng tác dụng đồng thời lên công trình, tạo nên những tổ hợp tải trọng, các

tổ hợp tải trọng được chia ra:

− Tổ hợp cơ bản, bao gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn

− Tổ hợp đặc biệt, gồm các tải trọng thường xuyên, các tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn, và một trong các tải trọng đặc biệt

Sự xuất hiện đồng thời của nhiều tải trọng đều với trị số lớn nhất, là ít có xác suất xảy ra hơn là khi chỉ có ít tải trọng Xét đến thực tế đó, người ta dùng hệ số tổ hợp nc

để nhân với các trị số tải trọng lớn nhất của tổ hợp Khi trong tổ hợp cơ bản mà chỉ

có một tải trọng ngắn hạn thì giá trị tải trọng ngắn hạn được lấy toàn bộ, tức là nc =

1 Còn trong tổ hợp cơ bản có hai hay nhiều tải trọng ngắn hạn thì giá trị mọi tải trọng ngắn hạn này nhân với nc = 0,9 Khi tính với tổ hợp đặc biệt thì mọi tải trọng ngắn hạn nhân với nc = 0,8 Tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn không nhân với nc

4.2.4 (4.2.4) Khi tính toán cấu kiện của kết cấu lắp ghép có kể đến nội lực bổ sung sinh ra

trong quá trình vận chuyển và cẩu lắp, tải trọng do trọng lượng bản thân cấu kiện cần nhân với hệ số động lực, lấy bằng 1,6 khi vận chuyển và lấy bằng 1,4 khi cẩu lắp Đối với các hệ số động lực trên đây, nếu có cơ sở chắc chắn cho phép lấy các giá trị thấp hơn nhưng không thấp hơn 1,25

Trong trường hợp này vẫn kể đến cả hệ số độ tin cậy về tải trọng γf Nghĩa là, ngoài hệ số độ tin cậy về tải trọng còn phải kể đến hệ số động lực đã nêu

4.2.5 (4.2.5) Các kết cấu bán lắp ghép cũng như kết cấu toàn khối dùng cốt chịu lực chịu

tải trọng thi công cần được tính toán theo độ bền, theo sự hình thành và mở rộng vết nứt và theo biến dạng trong hai giai đoạn làm việc sau đây:

Trước khi bê tông mới đổ đạt cường độ quy định, kết cấu được tính toán theo tải trọng do trọng lượng của phần bê tông mới đổ và của mọi tải trọng khác tác dụng trong quá trình đổ bê tông

Sau khi bê tông mới đổ đạt cường độ quy định, kết cấu được tính toán theo tải trọng tác dụng trong quá trình xây dựng và tải trọng khi sử dụng

4.2.6 (4.2.6) Nội lực trong kết cấu bê tông cốt thép siêu tĩnh do tác dụng của tải trọng và

các chuyển vị cưỡng bức (do sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm của bê tông, chuyển dịch của gối tựa, v.v ), cũng như nội lực trong các kết cấu tĩnh định khi tính toán theo sơ

đồ biến dạng, được xác định có xét đến biến dạng dẻo của bê tông, cốt thép và xét

đến sự có mặt của vết nứt

Đối với các kết cấu mà phương pháp tính toán nội lực có kể đến biến dạng dẻo của

bê tông cốt thép chưa được hoàn chỉnh, cũng như trong các giai đoạn tính toán trung gian cho kết cấu siêu tĩnh có kể đến biến dạng dẻo, cho phép xác định nội lực theo giả thuyết vật liệu làm việc đàn hồi tuyến tính

4.2.7 (4.2.7) Cấp chống nứt của cấu kiện hay bộ phận kết cấu:

TCXDVN 356 : 2005 qui định khả năng chống nứt của các kết cấu hay bộ phận kết cấu được phân thành ba cấp phụ thuộc vào điều kiện làm việc của chúng và loại cốt thép được dùng Hướng dẫn này chỉ đề cập tới 2 cấp là:

Cấp 1: Không cho phép xuất hiện vết nứt;

Cấp 3: Cho phép có sự mở rộng ngắn hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế 1

crc

a và có sự mở rộng dài hạn của vết nứt nhưng với bề rộng hạn chế acrc2

Bề rộng vết nứt ngắn hạn được hiểu là bề rộng vết nứt khi kết cấu chịu tác dụng

đồng thời của tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời ngắn hạn và dài hạn

Bề rộng vết nứt dài hạn được hiểu là bề rộng vết nứt khi kết cấu chỉ chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn

Cấp chống nứt của kết cấu bê tông cốt thép cũng như giá trị bề rộng giới hạn cho phép của vết nứt trong điều kiện môi trường không bị xâm thực cho trong bảng 4.1 (đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu) và bảng 4.2 (bảo vệ an toàn cho cốt thép)

Bảng 4.1 (1) - Cấp chống nứt và giá trị bề rộng vết nứt giới hạn

để đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu

Điều kiện làm việc của kết cấu Cấp chống nứt và giá trị bề rộng vết nứt giới hạn, mm

để đảm bảo hạn chế thấm cho kết cấu

1 Kết cấu chịu áp lực

của chất lỏng hoặc hơi

khi toàn bộ tiết

crc 2

a = 0,2khi một phần tiết

= 0,3 crc 2

a = 0,2

* Cần ưu tiên dùng kết cấu ứng suất trước Chỉ khi có cơ sở chắc chắn mới cho phép dùng kết cấu không ứng suất trước với cấp chống nứt yêu cầu là cấp 3 Hướng dẫn này không đề cập tới kết cấu ứng suất trước vì đã có hướng dẫn riêng

Bảng 4.2 (2) - Cấp chống nứt của kết cấu bê tông cốt thép và giá trị bề rộng

vết nứt giới hạn acrc1 và acrc 2, nhằm bảo vệ an toàn cho cốt thép

Điều kiện làm việc

của kết cấu

Cấp chống nứt và các giá trị acrc1 và acrc 2, mm Thép thanh nhóm

CI, A-I, CII, A-II, CIII, A-III, A-III B , CIV A-IV

Thép thanh nhóm A-V, A-VI

Thép thanh nhóm

A T -VII

Thép sợi nhóm B-I và Bp-I

Thép sợi nhóm B-II và Bp-II, có đường kính không nhỏ hơn 3,5 mm

Thép sợi nhóm B-II và Bp-II có đường kính nhỏ không lớn hơn 3,0 mm

crc1

a = 0,4 crc 2

a = 0,3

crc1

a = 0,3 crc 2

a = 0,2

crc1

a = 0,2 crc 2

a = 0,1

2 ở ngoài trời hoặc

trong đất, ở trên hoặc

dưới mực nước ngầm

crc1

a = 0,4 crc 2

a = 0,3

crc1

a = 0,2 crc 2

3 ở trong đất có mực

nước ngầm thay thay đổi

crc1

a = 0,3 crc 2

Ghi chú: 1 Ký hiệu nhóm thép xem 5.2.1.1 và 5.2.1.9

2 Đối với kết cấu sử dụng cốt thép dạng thanh nhóm A-V, làm việc ở nơi được che phủ hoặc ngoài trời, khi đã

có kinh nghiệm thiết kế và sử dụng các kết cấu đó, thì cho phép tăng giá trị acrc1 và acrc 2 lên 0,1 mm so với các giá trị trong bảng này

Tải trọng sử dụng dùng trong tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo điều kiện hình

thành, mở rộng vết nứt lấy theo bảng 4.3

Nếu trong các kết cấu hay các bộ phận của chúng có yêu cầu chống nứt là cấp 3

mà dưới tác dụng của tải trọng tương ứng theo bảng 4.3 vết nứt không hình thành,

thì không cần tính toán theo điều kiện mở rộng vết nứt ngắn hạn và dài hạn (đối với

cấp 3)

Các yêu cầu cấp chống nứt cho kết cấu bê tông cốt thép nêu trên áp dụng cho vết

nứt thẳng góc và vết nứt xiên so với trục dọc cấu kiện

Để tránh mở rộng vết nứt dọc cần có biện pháp cấu tạo (ví dụ, đặt cốt thép ngang)

Bảng 4.3 (3) - Tải trọng và hệ số độ tin cậy về tải trọng γf

điều kiện mở rộng vết nứt)

Như

trên

Tải trọng thường xuyên; tải trọng tạm thời dài hạn với

f

γ = 1,0*

* Hệ số γfđược lấy như khi tính toán theo độ bền

Ghi chú:

1 Tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn được lấy theo 4.2.4

2 Tải trọng đặc biệt phải được kể đến khi tính toán theo điều kiện hình thành vết nứt trong trường hợp sự có mặt của vết nứt dẫn đến tình trạng nguy hiểm (nổ, cháy, v.v )

4.2.8 (4.2.10) Đối với các cấu kiện bê tông cốt thép ít cốt thép mà khả năng chịu lực của

chúng mất đi khi vết nứt trong vùng bê tông chịu kéo hình thành (xem 7.1.2.8), thì

diện tích tiết diện cốt thép dọc chịu kéo cần phải tăng lên ít nhất 15% so với diện tích cốt thép yêu cầu khi tính toán theo độ bền

Nên tăng diện tích cốt thép khi:

Trong đó:

Мcrc - mô men hình thành vết nứt tính theo 7.1.1.4 nhưng thay Rbt,serbằng 1,2 Rbt,ser ;

Мu - mô men giới hạn Đối với các cấu kiện chịu nén lệch tâm và kéo lệch tâm giá trị

Mu được xác định đối với trục đi qua điểm lõi cách xa vùng chịu kéo hơn cả (xem

7.1.1.4)

Yêu cầu này có thể không áp dụng cho các cấu kiện nằm trên nền liên tục (ví dụ, bản bê tông của nền)

4.2.9 (4.2.11) Độ võng và chuyển vị

Độ võng và chuyển vị của các cấu kiện, kết cấu không được vượt quá giới hạn cho phép trong Phụ lục C trong TCXDVN 356 : 2005 Các giới hạn đó được thiết lập dựa trên:

a) yêu cầu công nghệ (điều kiện sử dụng bình thường của cầu trục, các thiết bị và máy móc công nghệ, v.v ;

b) yêu cầu cấu tạo (ảnh hưởng của các cấu kiện liền kề hạn chế biến dạng, sự cần thiết về việc giữ độ nghiêng cho trước, v.v );

c) yêu cầu tâm sinh lý (cảm giác của con người về sự an toàn của công trình)

Độ võng giới hạn của các cấu kiện thông dụng cho trong bảng 4.4

Bảng 4.4 (4) - Độ võng giới hạn của các cấu kiện thông dụng

võng

1 Dầm cầu trục với:

2 Sàn có trần phẳng, cấu kiện của mái và tấm tường treo (khi tính tấm

3 Khi độ võng giới hạn không bị ràng buộc bởi yêu cầu về công nghệ sản xuất và cấu tạo mà chỉ bởi yêu cầu về thẩm mỹ, thì để tính toán độ võng chỉ lấy các tải trọng tác dụng dài hạn Trong trường hợp này lấy γ =f 1

Nếu ở tầng dưới có các tường ngăn bố trí cách nhau một khoảng lp mà không phải

là gối tựa, thì độ võng của cấu kiện trong phạm vi lp (tính từ đường nối các điểm trên của trục các tường ngăn) có thể giảm xuống tới lp 200 , nhưng độ võng giới hạn của toàn cấu kiện không được vượt quá 150 l

Việc tính toán theo biến dạng được tiến hành khi hạn chế theo yêu cầu công nghệ hoặc cấu tạo: chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn; theo yêu cầu tâm sinh lý: chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn Khi đó lấy γf = 1,0

Đối với bản sàn bê tông cốt thép không liên kết với các cấu kiện liền kề, các chiếu cầu thang cần tiến hành kiểm tra bổ sung: độ võng bổ sung do tác dụng ngắn hạn của tải trọng tập trung 1000 N theo sơ đồ bất lợi của nó không được lớn hơn 0,7

mm

4.2.10 (4.2.13) Khoảng cách giữa các khe co giã n nhiệt

Khoảng cách giữa các khe co giãn nhiệt, về nguyên tắc, cần phải được xác định bằng tính toán

Đối với kết cấu bê tông cốt thép thường có yêu cầu chống nứt cấp 3, cho phép không cần tính toán khoảng cách nói trên nếu chúng không vượt quá trị số trong bảng 4.5

Bảng 4.5 (5) - Khoảng cách lớn nhất giữa các khe co giãn nhiệt

cho phép không cần tính toán, m

Trong đất Trong nhà Ngoài trời

Kết cấu bản đặc toàn khối hoặc bán lắp ghép

3 Trị số cho trong bảng này đối với nhà khung là ứng với trường hợp khung không có hệ giằng cột hoặc khi hệ giằng đặt ở giữa khối nhiệt độ

4.2.11 Khi tính toán sàn các tầng theo tất cả các trạng thái giới hạn, trọng lượng của các

vách ngăn nằm dọc theo nhịp của bản sàn được tính như sau:

a) Tải trọng do trọng lượng vách ngăn đặc (ví dụ, vách ngăn bằng bê tông cốt thép lắp ghép làm từ các tấm nằm ngang, vách ngăn làm từ bê tông cốt thép hoặc bê tông đổ tại chỗ, gạch, v.v ) được đặt tập trung trên đoạn bằng 1/2 chiều dài vách ngăn tính từ mép của nó.

b) Khi trong vách ngăn đặc có 1 lỗ mở nằm trọn trong phạm vi một nửa vách ngăn, tải trọng do trọng lượng mảng vách ngăn nhỏ hơn (bao gồm cả trọng lượng của 1/2 phần nằm trên lỗ mở) được đặt tập trung trên khoảng 1/3 chiều rộng của mảng vách ngăn này tính từ mép của vách ngăn, còn tải trọng do trọng lượng của phần vách ngăn còn lại - trên khoảng 1/2 chiều dài phần vách ngăn này tính từ mép lỗ mở và vách ngăn; khi lỗ mở được bố trí theo cách khác thì tải trọng được đặt trên khoảng 1/3 chiều dài của các phần vách ngăn tương ứng tính từ mép của chúng.

c) Khi trong vách ngăn đặc có hai lỗ mở trở lên thì tải trọng do trọng lượng của vách ngăn được đặt tập trung tại các tâm của các đoạn tựa lên bản sàn;

d) Đối với các vách ngăn khác, 60% trọng lượng của chúng được đặt phân bố đều theo chiều dài vách ngăn (trên các đoạn giữa các lỗ mở) còn 40% - được đặt dưới dạng tải trọng tập trung như trong a, b và c.

4.2.12 Sự phân bố tải trọng cục bộ giữa các cấu kiện sàn lắp ghép làm từ tấm sàn rỗng

hoặc đặc với điều kiện đảm bảo chất lượng chèn các khe giữa các tấm đó, được tiến hành theo khuyến nghị sau:

a) Khi tính toán theo tất cả các trạng thái giới hạn, việc phân bố tải trọng do trọng lượng các vách ngăn (bằng chiều rộng của tấm sàn) nằm dọc theo nhịp:

− Nếu vách ngăn nằm trong phạm vi một tấm, thì 50% trọng lượng vách ngăn truyền lên tấm này, 25% trọng lượng của nó truyền xuống hai tấm liền kề;

− Nếu vách ngăn tựa lên hai tấm sàn liền nhau, thì trọng lượng vách ngăn này

được truyền đều cho hai tấm đó;

b) Khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai, các tải trọng tập trung cục bộ nằm trọng phạm vi 1/3 nhịp tấm sàn được phân bố xuống một đoạn có chiều dài không vượt quá chiều dài nhịp; khi tính toán theo độ bền sự phân bố các tải trọng tập trung này có thể được bỏ qua với điều kiện liên kết các tấm liền kề bằng các chốt bê tông theo chiều dài tấm Các chốt này được được kiểm tra bằng tính toán (xem 6.2.10.1)

Chú thích: Nếu bản sàn được cấu tạo từ hai tấm sàn tựa 3 cạnh, thì khi vách ngăn nằm trong phạm vi một tấm 75% trọng lượng của vách ngăn sẽ truyền xuống tấm sàn này; trong trường hợp này tải trọng do trọng lượng vách ngăn truyền xuống bản sàn, theo 4.2.11, cả khi vách

ngăn nằm dọc hoặc ngang tấm

5 Vật liệu dùng cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

5.1.1.2 (5.1.1.2) Tùy thuộc vào công năng và điều kiện làm việc, khi thiết kế kết cấu bê

tông và bê tông cốt thép cần chỉ định các chỉ tiêu chất lượng của bê tông TCXDVN

356 : 2005 qui định các chỉ tiêu cơ bản là:

Cấp độ bền chịu nén B;

Cấp độ bền chịu kéo dọc trục Bt (được chỉ định trong trường hợp đặc trưng này

có ý nghĩa quyết định và được kiểm soát trong quá trình sản xuất);

Mác theo khả năng chống thấm, kí hiệu bằng chữ W (được chỉ định đối với các kết cấu có yêu cầu hạn chế độ thấm);

Mác theo khối lượng thể tích trung bình D (được chỉ định đối với các kết cấu có yêu cầu về cách nhiệt);

Chú thích: 1 Cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc trục, MPa, phải thỏa mãn giá trị cường

độ với xác suất đảm bảo 95%

Khi thiết kế, để thuận tiện cho việc sử dụng, ngoài việc chỉ định cấp bê tông có thể ghi thêm mác bê tông trong ngoặc đơn Ví dụ B30 (M400) Tương quan giữa cấp và mác xem 5.1.2

5.1.1.3 (5.1.1.3) TCXDVN 356 : 2005 qui định sử dụng các loại bê tông có cấp và mác theo

bảng 9 Bảng 5.1 dưới dây trích một phần của bảng đó, liên quan tới các loại bê tông đề cập trong hướng dẫn này

5.1.1.4 (5.1.1.4) Tuổi của bê tông để xác định cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc trục

được chỉ định trong thiết kế là căn cứ vào thời gian thực tế từ lúc thi công kết cấu

đến khi nó bắt đầu chịu tải trọng thiết kế, vào phương pháp thi công, vào điều kiện

đóng rắn của bê tông Khi thiếu những số liệu trên, lấy tuổi của bê tông là 28 ngày

Bảng 5.1 (9) - Qui định sử dụng cấp và mác bê tông

Theo cấp độ bền

chịu nén

B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60

nhóm C: được chưng áp B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45;

B50; B55; B60

Bê tông cốt liệu nhẹ ứng với mác theo khối lượng thể tích trung bình

D800, D900 B2,5; B3,5; B5; B7,5;

D1000, D1100 B2,5; B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5 D1200, D1300 B2,5; B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5;

B15 D1400, D1500 B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15;

B20; B25; B30 D1600, D1700 B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20;

B25; B30; B35 D1800, D1900 B10; B12,5; B15; B20; B25; B30;

B35; B40

Bê tông rỗng ứng với mác theo khối lượng thể tích trung bình:

D800, D900, D1000 B2,5; B3,5; B5 D1100, D1200, D1300 B7,5

lượng thể tích

trung bình

D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; D1900; D2000

D1300; D1400 Chú thích: 1 Trong Hướng dẫn này, thuật ngữ "bê tông nhẹ" và "bê tông rỗng" dùng để ký hiệu tương ứng cho bê tông nhẹ có cấu trúc đặc chắc và bê tông nhẹ có cấu trúc lỗ rỗng (với tỷ lệ phần trăm lỗ rỗng lớn hơn 6%)

2 Nhóm bê tông hạt nhỏ A, B, C cần được chỉ rõ trong bản vẽ thiết kế

5.1.1.5 (5.1.1.5) Phạm vi sử dụng

Đối với kết cấu bê tông cốt thép, không cho phép:

− Sử dụng bê tông nặng và bê tông hạt nhỏ có cấp độ bền chịu nén nhỏ hơn B7,5;

− Sử dụng bê tông nhẹ có cấp độ bền chịu nén nhỏ hơn B3,5 đối với kết cấu một lớp và B2,5 đối với kết cấu hai lớp

Nên sử dụng bê tông có cấp độ bền chịu nén thỏa mãn điều kiện sau:

− Đối với cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén dạng thanh làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông nhẹ: không nhỏ hơn B15;

− Đối với cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén dạng thanh chịu tải trọng lớn (ví dụ: cột chịu tải trọng cầu trục, cột các tầng dưới của nhà nhiều tầng): không nhỏ hơn B25

− Đối với kết cấu bê tông cốt thép thành mỏng cũng như đối với tường nhà và công trình được thi công bằng biện pháp trượt hoặc sử dụng cốp pha luân chuyển: không nhỏ hơn B15

− Đối với các cấu kiện bê tông không nên sử dụng bê tông có cấp độ bền chịu nén lớn hơn B30

5.1.1.6 (5.1.1.8) Để chèn các mối nối cấu kiện kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép, cấp bê

tông được chỉ định tùy vào điều kiện làm việc của cấu kiện, nhưng lấy không nhỏ hơn:

- B15 đối với mối nối có cốt thép

5.1.1.7 Đối với bê tông nhẹ, mác theo khối lượng thể tích trung bình nêu trong bảng 5.2

Bảng 5.2 - Mác theo khối lượng thể tích trung bình của bê tông nhẹ Cấp độ

bền chịu

nén

Mác theo khối lượng thể tích trung bình

Bê tông keramzit Shuginzit

Bê tông slack Bê tông Perlit Bê tông cốt

liêu tự nhiên

Bê tông agroporit

B2,5 D800 - D1000 D1000 - D1400 D800 - D900 D800 - D1200 D1000 - D1200 B3,5 D800 - D1100 D1100 - D1500 D800 - D100 D900 - D1300 D1100 - D1300 B5 D800 - D1200 D1200 - D1600 D800 - D1100 D1000 -

D1600 B12,5 D1000 - D1400 D1400 - D1800 D1000 - D1400 D1200 -

Bảng 5.2 - Mác theo khối lượng thể tích trung bình của bê tông nhẹ (kết thúc)

Bê tông slack Bê tông Perlit Bê tông cốt

liêu tự nhiên

Bê tông agroporit

5.1.2 Đặc trưng tiêu chuẩn và đặc trưng tính toán của bê tông

TCXDVN 356 : 2005 qui định cường độ tiêu chuẩn của bê tông bao gồm:

Cường độ chịu nén dọc trục mẫu lập phương có kích thước là 150 mm x150 mm x150 mm, ký hiệu là B (chính là cấp độ bền chịu nén);

Cường độ chịu nén dọc trục mẫu lăng trụ (cường độ lăng trụ), ký hiệu là R Mẫu bnnày có kích thước là 150 mm x 150 mm x 600 mm; Chỉ số b là chữ viết tắt của chữ beton , còn n là chữ viết tắt của normative ;

Cường độ chịu kéo dọc trục, ký hiệu là Rbtn (mẫu thí nghiệm kéo lấy theo tiêu chuẩn hiện hành) Chỉ số b là chữ viết tắt của chữ beton , t tension ; n normative

Giá trị của Rbn (cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông) tùy theo cấp độ bền chịu nén của bê tông B (đã được làm tròn) cho trong bảng 5.3

Giá trị của Rbtn (cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bê tông), trong những trường hợp độ bền chịu kéo của bê tông không được kiểm soát trong quá trình sản xuất,

được xác định tùy thuộc vào cấp độ bền chịu nén của bê tông cho trong bảng 5.3 Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bê tông Rbtn trong những trường hợp độ bền chịu kéo của bê tông được kiểm soát trong quá trình sản xuất được lấy bằng cấp độ bền

Bảng 5.3 (12) - Các cường độ tiêu chuẩn của bê tông R , bn R và cường độ tính toán của bê tông btn

khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai Rb,ser, Rbt,ser, MPa

nhóm A - - - - 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 - - - - nhóm B - - - - 0,26 0,40 0,60 0,70 0,85 0,95 1,15 1,35 1,50 - - - - nhóm C - - - - 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50

Bê tông nhẹ

cốt liệu

đặc - - - 0,29 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 - - - - cốt liệu

rỗng - - - 0,29 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,10 1,20 1,35 1,50 1,65 1,80 - - - -

Ghi chú :

1 Nhóm bê tông hạt nhỏ xem 5.1.1.3

2 Ký hiệu M để chỉ mác bê tông theo quy định trước đây Tương quan giữa các giá trị cấp độ bền của bê tông và mác bê tông cho trong bảng 5.4 và bảng 5.8

3 Đối với bê tông Keramzit - Perlit có cốt liệu bằng cát Perlit, giá trị Rbtn và Rbt,ser được lấy bằng giá trị của bê tông nhẹ có cốt liệu cát hạt xốp nhân với 0,85

4 Đối với bê tông rỗng, giá trị Rbn và Rb,ser được lấy như đối với bê tông nhẹ; còn giá trị Rbtn, Rbt,ser nhân thêm với 0,7

5.1.2.2 Tương quan giữa mác và cấp bê tông (Phụ luc A TCXDVN 356 : 2005)

Mác và cấp là hai đại lượng dùng để chỉ chất lượng bê tông về cường độ, tương quan giữa chúng được nêu trong phụ lục A của TCXDVN 356 : 2005 Hai đại lượng này đều được xác

định dựa trên mẫu lập phương có kích thước tiêu chuẩn là 150 mm x 150 mm x 150 mm

Giá trị cường độ theo mác và cấp không dùng trực tiếp để tính toán trong thiết kế

Theo qui định trong TCXDVN 356 : 2005, việc tính toán cấu kiện phải dựa trên cường độ của mẫu lăng trụ (kích thước 150mm x 150mm x 600mm) Trong phụ lục A của TCXDVN

356 : 2005 cũng qui định cách chuyển đổi từ cấp độ bền sang cường độ mẫu lăng trụ Cụ thể như sau:

Mục A.1 trong TCXDVN 356 : 2005 qui định công thức xác định cấp độ bền chịu nén của

bê tông theo giá trị của cường độ chịu nén tức thời của bê tông:

B B )

Để tìm được hệ số ν đáng tin cậy thì số lượng mẫu thử n phải đủ lớn Trong trường hợp thiếu số liệu có thể lấy giá trị của ν theo các nghiên cứu thống kê có sẵn TCXDVN 356 :

2005 qui định: với bê tông được chế tạo trong điều kiện công nghệ ổn định có kiểm tra về thành phần lấy ν = 0,135 cho trường hợp chịu nén và ν = 0,165 cho trường hợp chịu kéo Với công nghệ tốt hơn mức vừa nêu thì ν có thể giảm xuống đến 0,12 hoặc 0,10; còn ngược lại, nếu điều kiện công nghệ là kém ổn định thì ν tăng lên đến 0,15 hoặc hơn nữa Dựa vào giá trị B tính theo đơn vị MPa, TCXDVN 356 : 2005 quy định các cấp cường độ thiết kế của bê tông như: B10; B12,5; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B60 (chi tiết xem bảng 5.1)

Ghi chú: Khi xác định được Bm, tiến hành làm tròn đến con số gần nhất để có được mác bê tông cần thiết, ví dụ với Bm = 195 kG/cm2, làm tròn thành Bm = 200 kG/cm2, từ đó suy ra mác theo cường

độ chịu nén gần nhất ứng với giá trị 195 kG/cm2 là M200

Trong bảng 5.4 qui định cách chuyển đổi qua lại giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông B, cường độ trung bình Bm và mác bê tông theo cường độ chịu nén M; trong bảng 5.5 - giữa cấp độ bền chịu kéo của bê tông B , cường độ trung bình Bt mt và mác theo cường độ chịu kéo K

Theo các bảng này, trước tiên người thiết kế chỉ định cấp độ bền của bê tông (nén hoặc kéo), sau đó theo công thức (5.1) và (5.2) tính được cường độ trung bình (nén hoặc kéo) với đơn vị là MPa, tiếp theo là chuyển đổi sang đơn vị kG/cm2 (1 kG/cm2 = 0,1 MPa, xem bảng chuyển đổi đơn vị trong phụ lục C) và qui đổi về mác gần nhất

Về nguyên tắc, có thể để nguyên giá trị làm tròn đó lấy làm mác Nhưng hiện tại chưa có qui định về định mức (dùng cho việc lập dự toán và thi công) cho những mác tính được không trùng với mác đã qui định, nên cần chuyển đổi gần đúng theo qui định trong bảng 5.4 và 5.5 (với sai số nêu trong các bảng đó) Trong các bảng đó, cần lưu ý đối với những mác có dấu (*) như sau:

- Do không có qui định cho những mác trung gian như M550, M650, M750, M850, M950 nên cần qui tròn về các mác trẵn;

- Các dòng ghi mác giống nhau như M150 (tính được từ các cấp B12,5 và B15) và M350 (tính được từ các cấp B22,5 và B27,5) đã được làm tròn

Lưu ý: trong bảng 5.4 và 5.5, các giá trị ghi trong các bảng áp dụng cho bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông rỗng

Khi thiết kế, người thiết kế dùng cường độ lăng trụ R làm cơ sở để tính toán Trước tiên, bnphải chỉ định cấp độ bền chịu nén của bê tông B (dựa trên mẫu lập phương chuẩn

150 mm x150 mm x150 mm), sau đó tính theo công thức (5.6) (hoặc tra bảng 5.3) được cường độ lăng trụ R theo các công thức sau: bn

Bảng 5.4 (A.1) – Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông

và mác bê tông theo cường độ chịu nén Cấp độ bền

chịu nén

Cường độ trung bình của mẫu thử chuẩn B m , MPa

Mác theo cường

độ chịu nén gần nhất

Sai số

m

M B M

Bảng 5.5 (A.2) – Tương quan giữa cấp độ bền chịu kéo của bê tông

và mác bê tông theo cường độ chịu kéo Cấp độ bền

Sai số,

mt

K B K

Các ví dụ tính toán

Ví dụ 5.1 Xác định cấp độ bền của bê tông khi có nhiều số liệu thí nghiệm

Thí nghiệm140 mẫu lập phương chuẩn có được cường độ của các mẫu Bi, tính được

Ví dụ 5.2 Xác định cường độ lăng trụ của bê tông có cấp độ bền chịu nén là B25

Với cấp bê tông có cấp độ bền chịu nén là B25, theo công thức (5.6) tính được R : bn

bn

R 25 0,77 0,001B 0,77 0,001 25 0,745>0,72 = − = − ⋅ =

Vậy R = 0,745 25 = 18,62 Mpa bn

Trong bảng 5.3, số liệu này đã được làm tròn thành 18,5 Mpa

Ví dụ 5.3 Xác định cường độ lăng trụ của bê tông có cấp độ bền chịu nén là B55

Với cấp bê tông có cấp độ bền chịu nén là B55, theo công thức (5.6) tính được R : bn

Khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất, ký hiệu là Rb, Rbt

Khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai, ký hiệu là Rb,ser, Rbt,ser Chỉ số ser là chữ viết tắt của chữ serviceability

Các cường độ tính toán trên được xác định bằng cách lấy cường độ tiêu chuẩn chia cho hệ

số độ tin cậy của bê tông tương ứng khi nén γbc và khi kéo γbt Các hệ số này kể đến khả năng cường độ bê tông thực tế giảm so với cường độ tiêu chuẩn, cũng như cường độ bê tông trong kết cấu có thể khác so với cường độ các mẫu thử

= γ

bn b bc

γbn

b,ser bc

Giá trị của các hệ số γbc và γbt của một số loại bê tông chính cho trong bảng 5.6

Bảng 5.6 (11) - Hệ số độ tin cậy của một số loại bê tông

khi nén γbc và khi kéo γbt

γbt ứng với cấp độ bền của bê tông

Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ,

Các giá trị R , b R (đã được làm tròn) tùy thuộc vào cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc bttrục của bê tông khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất cho trong bảng 5.7 và bảng 5.8

Các giá trị Rb,ser, Rbt,ser (đã được làm tròn) khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai cho trong bảng 5.3

Các cường độ tính toán của bê tông khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất R b

và R được giảm xuống (hoặc tăng lên) bằng cách nhân với các hệ số điều kiện làm việc btcủa bê tông γbi (nghĩa là có giá trị γbiRb hoặc γbiRbt) Các hệ số này kể đến tính chất đặc thù của bê tông, tính dài hạn của tác động, điều kiện và giai đoạn làm việc của kết cấu, phương pháp sản xuất, kích thước tiết diện, v.v Giá trị hệ số điều kiện làm việc γbi cho trong bảng 5.9

Ghi chú: Cần lưu ý khi áp dụng giá trị cường độ tính toán trong các phương trình tính toán trong các mục tiếp theo vì trong các phương trình đó có chú giải về việc phải kể đến hay không kể đến (bằng cách nhân hoặc không nhân) với các hệ số điều kiện làm việc γbi cho trong bảng 5.9 Giá trị cường

độ tính toán cho trong các bảng 5.7 và 5.8 cũng có thể gọi là cường độ tính toán gốc chưa kể đến các hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Các cường độ tính toán của bê tông khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai Rb,ser

và Rbt,ser đưa vào tính toán phải nhân với hệ số điều kiện làm việc γbi= 1 vì sự xuất hiện các trạng thái giới hạn thứ hai không nguy hiểm như các trạng thái giới hạn thứ nhất (thường là không dẫn đến sự cố, hoặc an toàn tính mạng con người); ngoại trừ những trường hợp nêu trong 7.1.2.9, 7.1.3.1, 7.1.3.2

Đối với các loại bê tông nhẹ, cho phép dùng các giá trị khác của cường độ tính toán khi

được phê chuẩn theo quy định

Bảng 5.7 (13) - Các cường độ tính toán của bê tông Rb, Rbt khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất, MPa

nhóm A - - - - 0,26 0,37 0,48 0,57 0,66 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - - nhóm B - - - - 0,17 0,27 0,40 0,45 0,51 0,64 0,77 0,90 1,00 - - - - nhóm C - - - - 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65

Bê tông nhẹ

cốt liệu

đặc - - - 0,20 0,26 0,37 0,48 0,57 0,66 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - - cốt liệu

rỗng - - - 0,20 0,26 0,37 0,48 0,57 0,66 0,74 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 - - - -

Ghi chú

1 Nhóm bê tông hạt nhỏ xem 5.1.1.3

2 Ký hiệu M để chỉ mác bê tông theo quy định trước đây Tương quan giữa các giá trị cấp độ bền của bê tông và mác bê tông cho trong bảng 5.4 và 5.5

3 Đối với bê tông Keramzit - Perlit có cốt liệu bằng cát Perlit, giá trị Rbt được lấy bằng giá trị của bê tông nhẹ có cốt liệu cát hạt xốp nhân với 0,85

4 Đối với bê tông rỗng, giá trị Rb được lấy như đối với bê tông nhẹ; còn giá trị Rbt nhân thêm với 0,7

Bảng 5.8 (14) - Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông R ứng với bt

cấp độ bền chịu kéo của bê tông, MPa

Cấp độ bền chịu kéo và mác tương ứng

của bê tông

B t 0,8 B t 1,2 B t 1,6 B t 2,0 B t 2,4 B t 2,8 B t 3,2 K10 K15 K20 K25 K30 K35 K40

Kéo dọc

trục

Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông

GHI CHú: Ký hiệu K để chỉ mác bê tông theo cường độ chịu kéo trước đây

Bảng 5.9 (15) - Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γbi

Các yếu tố cần kể đến hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Ký hiệu Giá trị

a) Khi kể đến tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tạm thời

ngắn hạn, ngoại trừ tải trọng tác dụng ngắn hạn mà tổng thời gian tác dụng

của chúng trong thời gian sử dụng nhỏ (ví dụ: tải trọng do cầu trục, tải

trọng do thiết bị băng tải; tải trọng gió; tải trọng xuất hiện trong quá trình

sản xuất, vận chuyển và lắp dựng, v.v ); cũng như khi kể đến tải trọng đặc

biệt gây biến dạng lún không đều, v.v

- đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ đóng rắn tự nhiên và

bê tông được dưỡng hộ nhiệt trong điều kiện môi trường:

+ đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ theo thời gian (ví dụ:

môi trường nước, đất ẩm hoặc không khí có độ ẩm trên 75%) 1,00 + không đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ theo thời gian

Bảng 5.9 (15) - Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γbi (kết thúc)

Các yếu tố cần kể đến hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Ký hiệu Giá trị

5 Bê tông đổ chèn mối nối cấu kiện lắp ghép khi chiều rộng mối nối nhỏ

6 Kết cấu bê tông làm từ bê tông nặng có cấp từ B30 trở lên hoặc từ bê

tông nhẹ và bê tông hạt nhỏ từ B25 trở lên γb8 0,3 + ω≤ 1

xem 6.2.2.1.4

* Khi đưa thêm hệ số điều kiện làm việc bổ sung trong trường hợp kể đến tải trọng đặc biệt theo chỉ dẫn của tiêu chuẩn tương ứng (ví dụ: khi kể đến tải trọng động đất) thì lấy γ =b2 1;

Chú thích: 1 Hệ số điều kiện làm việc:

+ lấy theo mục 1, 4: cần được kể đến khi xác định cường độ tính toán Rb và Rbt;

+ còn theo các mục khác: chỉ kể đến khi xác định Rb

2 Các hệ số điều kiện làm việc của bê tông được kể đến khi tính toán không phụ thuộc lẫn nhau, nhưng tích của chúng không được nhỏ hơn 0,45

5.1.3 Các đặc trưng biến dạng của bê tông

5.1.1.1 (5.1.2.4) Môđun đàn hồi

Giá trị mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông E khi nén và kéo lấy theo bảng 5.10 b

Trong trường hợp có số liệu về loại xi măng, thành phần bê tông, điêu kiện sản xuất v.v , cho phép lấy các giá trị khác của E được các cơ quan có thẩm quyền chấp thuận b

5.1.1.2 (5.1.2.5) Hệ số giãn nở nhiệt

Hệ số giãn nở nhiệt αbt khi nhiệt độ thay đổi từ - 40 ° C đến 50 ° C, tuỳ thuộc vào loại bê tông

được lấy như sau:

− đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông nhẹ cốt liệu nhỏ loại đặc chắc: 1.10 - 5/ oC;

− đối với bê tông nhẹ dùng cốt liệu nhỏ loại rỗng: 0,7.10 - 5/oC;

− đối với bê tông rỗng: 0,8.10 - 5 /oC

Trong trường hợp có số liệu về thành phần khoáng chất của cốt liệu, lượng xi măng mức độ ngậm nước của bê tông, cho phép lấy các giá trị αbt khác nếu có căn cứ và được các cơ quan có thẩm quyền phê duyệt

5.1.1.3 (5.1.2.6) Hệ số nở ngang ban đầu ν và môđun trượt G

Hệ số nở ngang ban đầu của bê tông ν (hệ số Poát - xông) lấy bằng 0,2 đối với tất cả các loại bê tông Mô đun trượt của bê tông G lấy bằng 0,4 giá trị E tương ứng b