TÍNH TOÁN VÁCH CỨNG THEO TIÊU CHUẨN MỸ ACI318M-08

Phạm Xuân Tùng

Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng 1. Đặt vấn đề
Hiện nay kết cấu vách cứng được sử dụng rất phổ biến trong nhà cao tầng. Thế nhưng trong tiêu chuẩn
xây dựng Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn hướng dẫn thiết kế loại cấu kiện này. Trong báo cáo này sẽ
trình bày phương pháp tính toán vách cứng theo tiêu chuẩn Mỹ ACI318M-08.

2. Giải quyết vấn đề

TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÙNG BIÊN

 Quy tải về vùng biên

ef
wef
wef
2 0.5 0.5
2 0.5 0.5
uu
lt
l t right
uu
right
l t right
PM
P

f
A
A
ff
ϕ
−
=
−

 Giới hạn hàm lượng cốt thép
 Nếu vùng biên chịu kéo
max max 1st
A
PT hB
−
=

69
 Nếu vùng biên chịu nén
max max 1sc
A
PC hB
−
=

 C
max
= 0.003 T
max
= 0.005

f
A
φφ
⎡
⎤
=−+
⎣
⎦

 Với Ø là hệ số giảm độ bền, xác định như sau
 Để xây dựng biểu đồ tương tác, ta giả định 1 loạt các phân bố biến dạng từ đó tính được các giá
trị tương ứng P
n
và M
n
.
 Giả định phân bố sức căng của phần bê tông chịu nén là ε = 0.003.
 Lớp cốt thép gần nhất với bề mặt chịu nén ít nhất cách về mặt chịu nén nhiều nhất khoảng d
1.

 Phân bố biến dạng được xác định bằng cách giả định ε
1
=Z ε
y
.
 Z là giá trị lựa chọn tùy ý
 ε
y
= f
y
70
 Ứng suất trong bê tông và mỗi lớp thép
'
;0.85
s
isisc c
f
Ef f
ε
==

 Chiều rộng khối ứng suất chịu nén a= β
1
c
'
1
0.65 1.05 0.05 0.85
7
c
f
β
⎛⎞
≤= − ≤
⎜⎟
⎝⎠

 Lực nén trong bê tông
'

1
n
nc si
i
PC F
=
=+
∑

 Khả năng chịu mômen M
n

1
22
n
nc si i
i
ha h
M
CFd
=
−
⎛⎞ ⎛ ⎞
=+−
⎜⎟ ⎜ ⎟
⎝⎠ ⎝ ⎠
∑

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHỊU CẮT
 Khả năng chịu cắt của bê tông:

Ml
V
λ
λ
λ
⎛⎞
+
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
⎡⎤
⎛⎞
⎜⎟
+
=
⎢⎥
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎢⎥
+
⎜⎟
⎢⎥
−
⎜⎟
⎢⎥
⎜⎟
⎢⎥
⎣⎦
⎝⎠

0.83
vys
cncsc u
Af d
f
hd V V V V V
s
ϕϕ
> =+=+ ≥

71
 Ghi chú:
 φ=0.85 với vách không chịu động đất và φ=0.6 cho vách chịu động đất
 V
u
lực cắt tại tiết diện thiết kế
 V
s
lực cắt thiết kế của thép
 V
n
lực cắt thiết kế của vách
 f
ys
cường độ chịu cắt của cốt thép
 s bước cốt thép s≤min(l
w
/5,3h,450mm)
 Hàm lượng tối thiểu 0.0025
 Thép dọc chịu cắt

''
min ,0.66
ncvcctycvc
VAffAf
αλ ρ
⎡⎤
≤+
⎢⎥
⎣⎦

 Nếu
'
0.17
ucvc
VAf
λ
>
đặt ít nhất 2 lưới thép
 A
cv
diện tích tiết diện vách
 Chiều dài vùng biên
()
w
ax 0.1 , / 2
BZ
Lmc lc≥− Với

A
f
th
sd
=
−
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠

 b
c
khoảng cách xa nhất giữa 2 đai
 f
yt
cường độ chịu kéo nén của cốt đai
 d
b
đường kính bé nhất của thép dọc
 h
x
là giá trị x lớn nhất
72
 Với
()
w
w
600 /
u

[5] American concrete institute, ACI 318M-08, 2008.
[6] CSI, shear wall design manual ACI 318-08 for Etabs, 2010.

73