TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT TRONG DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TIÊU
CHUẨN THIẾT KẾ CẦU 22 TCN 272-05 CÓ XÉT ĐẾN CỐT THÉP XIÊN
GS.TS. Nguyễn Viết Trung
KS. Trần Anh Đạt
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố
Trường Đại học Giao thông vận tải
TÓM TẮT: Khi thiết kế dầm bê tông cốt thép ngoài tính duyệt theo điều kiện cường độ về
mômen, thì tính duyệt theo điều kiện cường độ về lực cắt mang một ý nghĩa rất quan trọng.
Thông thường có hai thành phần tham gia chịu cắt trong dầm, bao gồm: Bê tông và cốt thép
(cốt thép dự ứng lực, cốt thép dọc chịu kéo, cốt thép đai, cốt thép xiên được uốn lên từ các cốt
thép dọc chịu kéo). Trong Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 việc tính toán các cốt thép
xiên tham gia chịu cắt không được xét đến một cách rõ ràng. Bài viết này trình bày về cách tính
toán chống cắt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 có xét đến cốt thép xiên.
ABSTRACT: It is very important to check the shear resistant beside ensuring the flexure
moment when designing reinforced concrete beams in strength limit state. Generally, there are
two factors that join to resist the shear, including: concrete and steel (prestressing steel, tension
reinforement steel, stirrup steel and bent-up steel). Specification for brigde design 22 TCN 272-
05 does not describe clearly the role of bent-up bars in calculation. This article presents the
calculation method of shear resistant in Specification for brigde design 22 TCN 272-05 and
explains the role of bent-up bars in shear resistant calculation.
I. GIỚI THIỆU CHUNG
Trước đây khi còn áp dụng Quy trình thiết kế
cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 18-
79, việc tính toán cốt thép xiên tham gia chịu
cắt được xét đến đầy đủ và chi tiết. Song, hiện
nay khi tính toán theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu
22 TCN 272-05 thì vai trò của cốt thép xiên
không được đề cập đến một cách rõ ràng trong
các công thức tính toán kháng cắt. Điều này gây
lúng túng cho các kỹ sư khi áp dụng Tiêu
chuẩn.

mỗi điểm đó tạo thành khả năng kháng cắt của
toàn mặt cắt. Như vậy điều kiện hay hàm mục
tiêu trong thiết kế chống cắt là:
1

ru
VV ≤
(1)
Trong đó:
u
V
: Lực cắt tính toán do ngoại tải (có
xét đến hệ số tải trọng) (N);
r
V
: Sức kháng cắt tính toán của mặt cắt
(N);
Sức kháng cắt được tính toán dựa trên khả
năng chịu cắt của các vật liệu cấu thành nên mặt
cắt. Đối với dầm bê tông cốt thép vật liệu chịu
cắt gồm bê tông và cốt thép. Vai trò của cốt
thép đối với sức kháng cắt không thể phủ nhận
sự đóng góp hiệu quả của cốt thép xiên, loại cốt
thép thể hiện cấu tạo hài hòa và tinh tế về việc
bố trí hợp lý vật liệu tham gia chịu lực trong
dầm, bằng cách tận dụng lượng cốt thép dọc
chịu kéo dư thừa dần về phía đầu dầm.
II. TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG CẮT
TRONG DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU 22

VdbfV += 25,0
'
2
(4)
),min(
21 nnn
VVV =
(5)
Trong đó:
c
V
: Sức kháng cắt danh định của bê
tông (N);
s
V
: Sức kháng cắt danh định của thép
(N);
p
V
: Thành phần dự ứng lực hữu hiệu
trên hướng của lực cắt tác dụng, là
dương nếu ngược chiều lực cắt (N);
'
c
f
: Cường độ chịu nén quy định của bê
tông ở tuổi 28 ngày (MPa);
v
b
: Bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng

V
vyv
s
+
=
(7)
Trong đó:
v
A
: Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự
ly
S
(mm
2
);
S
: Cự ly cốt thép đai (mm);
y
f
: Cường độ chảy quy định của cốt
thép (MPa);
θ
: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo
(độ);
2
α
: Góc nghiêng của cốt thép ngang đối
với trục dọc (độ);
Để xác định được hai thông số
β

phỏng như là một giàn ở đó cốt thép chịu kéo
đóng vai trò như thanh biên dưới, các cốt thép
đai tác động như là các thanh đứng, bê tông bị
nứt đóng vai trò là các thanh xiên chịu nén và
bê tông không nứt tại đỉnh dầm tác động như
thanh biên trên của giàn (hình 1). Nếu tiếp cận
theo khía cạnh này, trong tính toán thiết kế
chống cắt, các cốt thép xiên được uốn lên từ các
cốt thép chịu kéo đảm nhận vai trò như các
thành phần chịu kéo của một hay nhiều hệ
thống các thanh xiên trong giàn, tương tự như
trường hợp phần bê tông bị nứt đảm nhận vai
trò là các thanh xiên chịu nén.
Hình 1-Sơ đồ giàn ảo mô phỏng dầm bê tông cốt
thép bị nứt
Ta ký hiệu và xét giàn đơn ở hình 2 với:
b
S
: Khoảng cách của các thanh thép uốn xiên;
sb
A
: Diện tích tiết diện của một đôi thanh thép
uốn xiên;
α
: Góc nghiêng của các thanh thép uốn xiên;
β
: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo;
Trong hệ thống giàn tương đương, lực kéo
T
của một đôi thép uốn xiên là:

α
β
T
A
s
b
S
b
(b)
Hình 2- (a) Giàn ảo tương đương, (b)Vết nứt cắt
ngang qua cốt thép xiên
Thành phần tham gia chịu cắt của một đôi thép
xiên như sau:

αα
SinfASinTV
ysb
sb

1
==
(9)
Số lượng các thanh thép xiên bắt ngang qua vết
nứt nghiêng một góc β:

b
S
ggdd )cot).(cot'(
αβ
+−

SinggdfA
V
ααθ
+
=
(12)
+ Sức kháng cắt danh định của cốt thép
xiên:
b
bbvybsb
sb
S
SinggdfA
V
ααθ
).cot.(cot +
=
(13)
Trong đó:
sbsv
AA ,
: Diện tích cốt thép đai, cốt thép xiên
chịu cắt trong cự ly
bv
SS ,
(mm
2
);
ybyv
ff ,

(trong thực tế
θ
được xác định bằng cách tra bảng, tra toán đồ
và phải thử dần).
400
600
500
8 D20
4
5
°
4
5
°
Hình 3-Hình v ẽ minh họa cho ví dụ
Sức kháng cắt danh định của cốt thép xiên:
b
bbvybsb
sb
S
SinggdfA
V
ααθ
).cot.(cot +
=
Ta có:
+ Diện tích cốt thép xiên trong cự ly
b
S
:

chiều cao hữu hiệu tính từ thớ chịu
nén ngoài cùng đến trọng tâm lực
kéo trong cốt thép chịu kéo);
•
mmh 432600.72,0.72,0 ==
;
vậy:
mmd
v
450=
+ Khoảng cách giữa các cốt xiên:
mmS
b
400=
Vậy sức kháng cắt danh định của cốt thép xiên
là:
400
45).45cot38.(cot450.420.628
000
Singg
V
sb
+
=
NV
sb
477517=
4
IV. KẾT LUẬN
Hiện nay Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN