BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRUỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGÔ THÚY CHUNG

TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG
ỨNG SUẤT TRƯỚC THEO TIÊU CHUẨN ACI 318-2011 VÀ
TIÊU CHUẨN TCVN 5574-2012

LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội – 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRUỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGÔ THÚY CHUNG
KHÓA: 2015 –2017

TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG ỨNG
SUẤT TRƯỚC THEO TIÊU CHUẨN ACI 318-2011 VÀ TIÊU
CHUẨN TCVN 5574-2012



Ngô Thúy Chung


MỤC LỤC
Lời cảm ơn 
Lời cam đoan 
Mục lục 
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 
Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU


Lý do chọn đề tài ....................................................................................... 1 



Mục đích nghiên cứu................................................................................. 1 



đối tượng và phạm vi nghiêm cứu ........................................................... 2 



Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 2 

 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................. 2
NỘI DUNG 

2.2. Tính toán theo tiêu chuẩn ACI 318-2011 ............................................ 45 
2.2.1. Cường độ chịu cắt của dầm bê tông ứng suất trước ......................... 45 
2.2.2. Thiết kế cốt thép đai .......................................................................... 48 
2.3. Một số nhận xét đánh giá về các tiêu chuẩn tính toán, điều kiện áp dụng
..................................................................................................................... 49 
CHƯƠNG 3. VÍ DỤ TÍNH TOÁN .............................................................. 57 

3.1. VÍ DỤ 1 ................................................................................................ 57 
3.1.1. Tiêu chuẩn TCVN 5574 - 2012 ........................................................ 58 
3.1.2. Tiêu chuẩn ACI 318-2011: ............................................................... 60 
3.2. VÍ DỤ 2 ................................................................................................ 63


3.2.1. Tiêu chuẩn TCVN 5574 - 2012 ........................................................ 58 
3.2.2. Tiêu chuẩn ACI 318-2011: ............................................................... 60 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 67

Kết luận ........................................................................................................... 63 
Kiến nghị ......................................................................................................... 63 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012
Chữ viết
tắt
M

Mômen uốn


Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang

Rsc

Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

Eb

Mô đun đàn hồi của bê tông

Es

Mô đun đàn hồi của cốt thép

b

Chiều rộng tiết diện chữ nhật

h

h0, h'0

Chiều cao của tiết diện chữ nhật
Khoảng cách từ hợp lực trong cốt thép tương ứng với S và S'
đến biên gần nhất của tiết diện
Chiều cao làm việc của tiết diện

x

Chiều cao vùng bê tông chịu nén

Giải thích




Hàm lượng cốt thép

A

Diện tích toàn bộ tiết diện ngang của bê tông

Ab

b1

Diện tích tiết diện của vùng bê tông chịu nén
Mô men quán tính của tiết diện bê tông đối với trọng tâm tiết
diện của cấu kiện
Hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép đai thằng góc với trục
dọc cấu kiện
Hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của bê tông

β

Hệ số tùy thuộc loại bê tông

qsw

Nội lực trong cốt thép đai theo chiều dài cấu kiện
Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên

Ma
Icr
Es

Giải thích
Mômen do ngoại lực tác dụng từ các tổ hợp lực tính toán
Khả năng chịu lực của cấu kiện , xác định từ điều kiện cụ thể
của tiết diện
Mômen lớn nhất dọc theo trục dầm
Mô men quán tính đối với trục đi qua trọng tâm tiết diện
trường hợp tiết diện không có khe nứt
Mô đun đàn hồi của cốt thép

Ec
s

Biến dạng của cốt thép chịu kéo

 's

Biến dạng của cốt thép chịu nén

f 'c

Cường độ chịu nén của bê tông

fr

Cường độ chịu kéo của bê tông



Vs

Giá trị danh định lực cắt do cốt thép chịu

Vc

Giá trị danh định lực cắt do bê tông chịu

d
d’

Mô đun đàn hồi của bê tông


Vci
Vcw

 cpe
d
yt
Vd
Vi

Vu

dp
 cp
Vp



Giá trị các hệ số
Thống kê các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt của dầm
bê tông cốt thép ứng suất trước được đề cập đến trong 2 tiêu
chuẩn.

Bảng 2.2


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình

Tên hình

Hình 1.1

Phân bố ứng suất trên tiết diện chịu ứng suất trước đúng tâm

Hình 1.2

Hình 1.4

Phân bố ứng suất trên tiết diện chịu ứng suất trước lệch tâm
Cấu kiện chịu uốn bê tông cốt thép và bê tông cốt thép ứng suất
trước
Cân bằng của một tải trọng tập trung

Hình 1.5

Cân bằng của một tải trọng phân bố

Hình 2.5

Sự thay đổi mật độ cốt đai trong khoảng tiết diện nghiêng
Sơ đồ xác định vết nứt nghiêng nguy hiểm khi có cả cốt thép
đai và cốt thép xiên.
Biểu đồ quan hệ    ()

Hình 2.6

sơ đồ nội lực trên tiết diện nghiêng khi tính theo momen uốn

Hình 2.7

xác định giá trị momen khi tính theo tiết diện nghiêng

Hình 2.8

Sự phá hoại dầm

Hình 3.1

Sơ đồ dầm

Hình 3.2

Mặt cắt dầm

Hình 1.3

Hình 1.9


Nắm rõ được trình tự tính toán theo khả năng chịu cắt của dầm bê tông ứng
suất trước theo tiêu chuẩn ACI 318-2011. Từ đó so sánh với tiêu chuẩn hiện hành
TCVN 5574-2012 . Đưa ra nhận xét và kiến nghị về phương pháp phân tích và
tính toán theo khả năng chịu cắt của dầm bê tông ứng suất trước một cách tốt
nhất.


2

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Dầm bê tông cốt thép ứng suất trước
Phạm vi nghiên cứu: Khả năng chịu cắt
* Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu bằng lý thuyết kết hợp tính toán theo tiêu chuẩn ACI 3182011 để đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông ứng suất trước thông qua
ví dụ tính toán với số liệu cụ thể. Sau đó so sánh kết quả tính toán với kết quả
tính toán theo tiêu chuẩn hiện hành TCVN 5574-2012.
* Ý nghĩa khoa học

Giới thiệu và làm sáng tỏ các phương pháp tính toán theo khả năng chịu cắt
của dầm bê tông ứng suất trước theo tiêu chuẩn ACI 318-2011.
So sánh kết quả tính toán với kết quả tính toán theo tiêu chuẩn hiện hành
TCVN 5574-2012.
* Cấu trúc luận văn
NỘI DUNG

Ngoài phần MỞ ĐẦU VÀ KẾT LUẬN, luận văn có phần NỘI DUNG bao
gồm 3 chương

nghiêng với trục hoành một góc khoảng 45o; TCVN 5574:2012 thì dựa trên tiết
diện nghiêng nguy hiểm nhất, thông qua mô hình đại số
3. Khi thiết kế cốt thép đai TCVN 5574:2012 không kể đến sự tương tác
giữa mô men uốn và lực cắt và sự có mặt của cốt thép dọc; ACI 318 thì kể đến
nó khi tính toán khả năng chịu lực cắt của bê tông;
4. Với các công thức lập được, việc tính toán cốt thép đai của hai tiêu
chuẩn đều khá giống nhau, hoặc dựa trên phương pháp thử và sai hoặc dựa trên
việc giả thiết đường kính cốt thép đai, số nhánh của nó rồi đi tính toán khoảng
cách cần thiết để nó chịu đủ lực cắt ngoại lực trên tiết diện nghiêng;
5. Trong TCVN nhiều yếu tố ảnh hưởng khác như bê tông vùng kéo, hàm
lượng cốt dọc, momen uốn, góc nghiêng của vết nứt ... chưa được đề cập tới,
hơn nữa quy trình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép là rất
phức tạp phụ thuộc vào nhiều hệ số.
6. Nhịp chịu cắt trong tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2012 ảnh hưởng đến
khả năng chịu cắt của bê tông là rất lớn. Trong khi đó các tiêu chuẩn ACI 3182011 không kể đến ảnh hưởng này. Vì vậy cần cân nhắc xét đến các yếu tố ảnh
hưởng đến khả năng chịu cắt theo TCVN.
7. Ta thấy, cùng loại vật liệu, cùng loại tải trọng, trong bài toán thiết kế,
tính theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2012 cho giá trị thép đai nhỏ hơn


68

tiêu chuẩn ACI 318-2011. Trong bài toán kiểm tra, tiêu chuẩn TCVN 55742012 cho giá trị lực cắt của dầm nhỏ hơn ACI318-2011.
B. Đề xuất, kiến nghị và phương pháp nghiên cứu tiếp

Do khuôn khổ luận văn và thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế nên khối
lượng thực hiện chưa lớn, các kết quả chưa được bao quát nhiều vấn đề. Tuy
nhiên từ những kết quả nghiên cứu của đề tài, ta thấy sự ảnh hưởng của vị trí
và số lượng cáp ứng lực trước cũng như ảnh hưởng của bê tông vùng kéo đến
khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép ứng suất trước là khá rõ rệt và mức

tông trong dầm bê tông ứng lực trước theo một số tiêu chuẩn thiết kế”,

Báo Xây dựng & Đô thị.
8. Nguyễn Ngọc Phương (2014), “Khả năng chịu cắt của dầm bê tông
cốt thép ứng lực trước”, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến

Trúc Hà Nội.
9. Trần Mạnh Tuân (2003), “Tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu
chuẩn ACI 318-2012”, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.

10. "Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 365 -2005" (2005), NXB
Xây dựng, Hà Nội.
11. TCVN 5574:2012, “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn
thiết kế”.


70

12. ACI Committee 318 (2014), Building Code Requirements for
Structural Concrete (ACI 318-14) and Commentary (ACI 318R-14),

American Concrete Institute, Farmington Hills, MI.