Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Prof. Andrew Whittaker
Môn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 8: MÔ HÌNH GIÀN ẢO: KHÁI NIỆM & MÔ HÌNH

Chương 8: MÔ HÌNH GIÀN ẢO:
K
K
K
H
H
H
Á
Á
Á
I
I
I
N
N
N
I
I
I
Ệ
Ệ
Ệ
M
M

H

8.1 KHÁI NIỆM CHUNG
Các mô hình “giàn ảo”
, hay mô hình “chống và giằng” (Strut and Tie Model) ñược gia
tăng sử dụng ñể thiết kế và triển khai cốt thép trong các thành phần kết cấu BTCT chịu
tải
trọng ñứng và tải ñộng ñất. Những mô hình như vậy ñược trình bày trong các chương 8 và
chương 9 vì chúng thực sự hữu ích trong thiết kế:
 Liên kết dầm-cột trong khung chịu mômen và trong mũ cầu (bent cap).
 Vách cứng (shear wall) với khoảng trống hay lỗ hổng lớn.
 Móng trụ cầu giao thông
 Phần ñầu dầm (end block) của dầm căng trước hay căng sau (pre- and post-tensioned).

Trong các
chương 8 và chương 9, mô hình giàn ảo ñược trình bày cho thành phần kết cấu
BTCT chịu tải trọng ñứng như dầm cao, vai cột ñỡ, và các liên kết dầm-cột.
Các mô hình giàn ảo ñược giới thiệu trong ACI 318-02 ở các phần sau:
 §10.7 (Dầm cao -
Deep flexural members
)
 §11.8 (Các ñiều khoản ñặc biệt cho dầm cao -
Special provisions for deep flexural members
)
 §Appendix A (Mô hình giàn ảo -
Strut-and-tie models
)

giàn (truss model) ñược sử dụng.
Giả thuyết Bernoulli là cơ sở của nhiều phương pháp thiết kế và phân tích kỹ thuật kết
cấu. Giả thuyết này là
không giá trị trong các vùng của kết cấu hay của cấu kiện mà phân
phối biến dạng là phi tuyến ñáng kể. Các ví dụ của vùng như vậy là:
 Vùng gần tải tập trung (bao gồm vùng gần gối tựa)
 Các góc và các liên kết của khung
 Vùng gần lỗ hổng
Các vùng này do
phân phối biến dạng phi tuyến lớn ñược gọi là các vùng D. Nếu vùng D
không bị nứt, có thể phân tích chúng bằng phương pháp ứng suất ñàn hồi tuyến tính. Tuy
nhiên trong nhiều trường hợp, vùng
D sẽ nứt và không thể áp dụng lý thuyết tuyến tính
ñược nữa.
Mô hình giàn ảo ñã ñược phát triển ñể phân tích và thiết kế cho các vùng D bị
phá hoại do nứt.
Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Prof. Andrew Whittaker
Môn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 8: MÔ HÌNH GIÀN ẢO: KHÁI NIỆM & MÔ HÌNH

Các vùng
D mẫu có phân phối biến dạng phi tuyến do (a) không liên tục hình học, (b)
không liên tục tĩnh học (tải trọng) ñược Schlaich và cộng sự mô tả dưới ñây:


ðể phân loại ñúng các vùng
B và D, phải xem xét cả hình học và tải trọng; chỉ xem xét
hình học là không ñầy ñủ. Schlaich trình bày sự phân chia các thành phần kết cấu thành
các vùng
B và D dựa trên cả hình học và tải trọng như sau:
a. Phân vùng trong cột

b. Phân vùng trong dầm

Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Prof. Andrew Whittaker
Môn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 8: MÔ HÌNH GIÀN ẢO: KHÁI NIỆM & MÔ HÌNH

8.3 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ MÔ HÌNH TOÁN
8.3.1 Phân tích hệ khung
Phương pháp phân tích gì thích hợp cho hệ kết cấu siêu tĩnh như dầm liên tục hay khung?
 Các phương pháp phân tích ñàn hồi thích hợp cho trạng thái giới hạn dịch vụ (service
limit state), khi mà ứng xử toàn bộ kết cấu hoặc là không nứt hoặc là xem như nứt với
các ứng suất kéo thấp hơn ứng suất chảy dẻo. Các phương pháp
ñàn hồi cũng có thể
ñược dùng ñể ước tính
nghiệm an toàn của tải trọng tới hạn.
 Các phương pháp phân tích dẻo thích hợp cho việc xác ñịnh một nghiệm thực của tải
trọng
tới hạn.
8.3.2 Mô hình hoá các vùng B và D
Tiếp theo sự phân tích khung kết cấu ñể xác ñịnh các nội lực trong các vùng B và các lực
biên
trong các vùng D, có thể thiết kế và triển khai cốt thép cho các thành phần kết cấu.
 ðối với các vùng không nứt (B và D), có thể dùng các phương pháp chuẩn ñể phân