Nghiên cứu tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn châu âu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.7 MB, 142 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊ TÔNG
CỐT THÉP THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU
MÃ SỐ: SV2021 - 64
SKC007618
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6/2021
TIEU LUAN MOI download :
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊ TƠNG CỐT
THÉP THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU
Mã số đề tài: SV2020-64
Chủ nhiệm đề tài: LÊ THỊ HUYỂN TRÂN
TP Hồ Chí Minh, 06/2021
1
TIEU LUAN MOI download :
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊ TƠNG CỐT THÉP
THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU
Mã số đề tài: SV2020-64
Thuộc nhóm ngành khoa học: QUI HOẠCH – KIẾN TRÚC – ĐÔ THỊ
SV thực hiện: Lê Thị Huyền Trân – MSSV : 17149160
Huỳnh Ngọc Tú Tú – MSSV : 17149167
Nguyễn Võ Tánh
– MSSV : 17149140
Dân tộc: Kinh
Lớp : 17149CL2 Khoa: Đào tạo chất lượng cao Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4
Ngành học: Cơng nghệ kỹ thuật cơng trình xây dựng
Người hướng dẫn: TS. Trần Tuấn Kiệt
TP Hồ Chí Minh, 06/2021
2
TIEU LUAN MOI download :
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH ẢNH
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU................................................. 1
1.1. Giới thiệu chung................................................................................................... 1
1.2. Tình hình nghiên cứu............................................................................................ 1
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước...................................................................... 1
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước....................................................................... 2
1.3. Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................ 2
1.4. Mục tiêu của đề tài............................................................................................... 3
1.5. Nhiệm vụ của đề tài.............................................................................................. 3
1.6. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 3
1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.............................................................................. 4
1.7.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................................... 4
1.7.2. Ý nghĩa thực tiễn............................................................................................... 4
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU......................... 5
2.1. Giới thiệu chung hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode).................................5
2.2. Giới thiệu chung về tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép Eurocode 2.......6
2.3. Một số kí hiệu và định nghĩa................................................................................ 9
2.4. Vật liệu............................................................................................................... 12
2.4.1. Bê tông............................................................................................................ 12
2.4.2. Cốt thép........................................................................................................... 15
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM ETABS............................... 17
3.1. Xây dựng mơ hình ETABS................................................................................. 17
3.2. Khai báo tải trọng và các trường hợp tổ hợp tải trọng........................................ 24
3.2.1. Khai báo tải trọng............................................................................................ 25
3.2.2. Khai báo trường hợp tổ hợp tải trọng.............................................................. 27
3.2.3. Gán tải trọng.................................................................................................... 28
3.3. Phân tích nội lực................................................................................................. 32
3.3.1. Kiểm tra mơ hình và phân tích nội lực............................................................ 32
3.3.2. Xem thơng tin về nội lực................................................................................. 33
3.4. Tính tốn cốt thép............................................................................................... 36
TIEU LUAN MOI download :
3.4.1. Chọn tổ hợp tính tốn cốt thép......................................................................... 36
3.4.2. Tính tốn cốt thép............................................................................................ 37
CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP THEO TIÊU CHUẨN CHÂU
ÂU (EUROCODE 2)................................................................................................. 40
4.1. Phương pháp thiết kế.......................................................................................... 40
4.2. Khả năng chống cháy......................................................................................... 40
4.3. Thiết kế dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn eurocode 2.................................44
4.3.1. Uốn dẻo........................................................................................................... 44
4.3.2. Cắt dọc............................................................................................................ 47
4.3.3. Chuyển vị........................................................................................................ 50
4.3.4. Dầm có bản cánh............................................................................................. 53
4.3.5. Quy tắc về khoảng cách và số lượng gia cố..................................................... 57
4.8. Bài tập vận dụng................................................................................................. 58
4.8.1. Thiết kế dầm theo Eurocode 2......................................................................... 58
4.8.2. Thiết kế dầm bằng ETABS 18.1.1 theo Eurocode 2........................................ 65
4.9. Kết luận:............................................................................................................. 71
CHƯƠNG 5:.THIẾT KẾ CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TIÊU CHUẨN CHÂU
ÂU (EUROCODE 2)................................................................................................. 72
5.1. Phương pháp thiết kế.......................................................................................... 72
5.2. Khả năng chống cháy......................................................................................... 72
5.3. Thiết kế cột......................................................................................................... 75
5.3.1. Phân tích kết cấu.............................................................................................. 75
5.3.2. Mô men thiết kế cột......................................................................................... 76
5.3.3. Chiều cao làm việc của cột.............................................................................. 78
5.3.4. Độ mảnh.......................................................................................................... 81
5.3.5. Thiết kế cột chống........................................................................................... 82
5.3.6. Thiết kế cột uốn theo cả 2 trục......................................................................... 83
5.3.7. Cột không giằng.............................................................................................. 86
5.3.8. Quy tắc về khoảng cách và số lượng cố thép................................................... 86
5.4. Bài tập vận dụng................................................................................................. 88
5.4.1. Thiết kế cột theo Eurocode 2........................................................................... 88
5.4.2. Thiết kế cột bằng ETABS 19 theo Eurocode 2................................................ 92
5.5. Kết luận:........................................................................................................... 100
TIEU LUAN MOI download :
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI..................101
6.1. Kết luận............................................................................................................ 101
6.2. Hướng phát triển của đề tài............................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 102
TIEU LUAN MOI download :
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng tra mác bê tông ....................................................................................
Bảng 2.2: Các quy trình hàn cho phép và các ví dụ áp dụng ........................................
2
Bảng 2.3: Bảng diện tích cốt thép ( mm
Bảng 4.1: Quy trình thiết kế dầm ..................................................................................
Bảng 4.2: Kích thước và khoảng cách trục tối thiểu đối với dầm làm bằng bê tông cốt
thép chịu lửa ..................................................................................................................
Bảng 4.3:Moment uốn và hệ số cắt cho dầm ................................................................
Bảng 4.4: Giá trị K’ .......................................................................................................
Bảng 4.5: Tỷ số z/d cho gia cố riêng lẻ mặt cắt hình chữ nhật .....................................
Bảng 4.6: Tỷ lệ phần trăm tối thiểu của gia cố cần thiết ...............................................
Bảng 4.7: Khả năng cắt tối thiểu và tối đa của thanh chống bê tông khi chịu áp lực ...
Bảng 4.8: Khả năng chịu cắt dọc của thanh chống bê tơng trong dầm có bản cánh .....
Bảng 4.9: Giá trị của
Bảng 5.1: Quy trình thiết kế cột. ...................................................................................
Bảng 5.2: Kích thước cột tối thiểu và khoảng cách trục để chống cháy .......................
Bảng 5.3: Kích thước vách bê tơng cốt thép tối thiểu và khoảng cách trục để chịu tải
cho khả năng chống cháy ..............................................................................................
Bảng 5.4: Hệ số chiều dài hiệu dụng F đối với cột có giằng .........................................
Bảng 5.5: Giá trị cho tiết diện hình chữ nhật ................................................................
TIEU LUAN MOI download :
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu........................................................................ 6
Hình 2.2: Sơ đồ Tiêu chuẩn thiết kế cấu kiện bê tơng (Eurocode 2).............................. 7
Hình 2.3:Luật ứng suất – biến dạng tính tốn của bêtơng theo Eurocode 2.................12
Hình 2.4: Biểu đồ ứng suất-biến dạng của cốt thép..................................................... 15
Hình 4.1:Mặt cắt thông qua thành phần cấu trúc, cho thấy khoảng cách trục danh nghĩa
a và asd.......................................................................................................................... 43
Hình 4.2: Khối ứng suất hình chữ nhật được đơn giản hóa cho bê tơng lên đến cấp
C50/60 từ Eurocode 2.................................................................................................. 43
Hình 4.3: Quy trình xác định cốt thép chịu uốn........................................................... 45
Hình 4.4: Phương pháp nghiêng thanh chống.............................................................. 48
Hình 4.5: Quy trình xác định cốt thép chịu cắt dọc..................................................... 49
Hình 4.6: Tỷ lệ nhịp cơ bản trên chiều sâu hiệu quả.................................................... 50
Hình 4.7: Xác định cường độ thép............................................................................... 51
Hình 4.8: Quy trình đánh giá chuyển vị của dầm........................................................ 52
Hình 4.9: Định nghĩa lo để tính tốn chiều rộng bản cánh hiệu dụng..........................53
Hình 4.10: Thơng số chiều rộng bản cánh hiệu quả..................................................... 53
Hình 4.11: Quy trình xác định khả năng chịu uốn của dầm có bản cánh.....................54
Hình 4.12: Đặt cốt thép căng trong tiết diện bản cánh................................................. 55
Hình 4.13: Các ký hiệu cho kết nối giữa bản cánh và bản bụng.................................. 56
Hình 4.14: Quy trình xác đinh khả năng chịu cắt dọc của dầm có bản cánh................57
Hình 4.15: Tiết diện dầm............................................................................................. 58
Hình 4.17: Mặt cắt dầm............................................................................................... 59
Hình 4.18: Khối ứng suất và lực trong dầm................................................................. 59
Hình 4.18 Tiết diện dầm.............................................................................................. 60
Hình 4.19: Sơ đồ tính của dầm.................................................................................... 60
Hình 4.20: Mặt bằng dầm sàn...................................................................................... 61
Hình 4.21: Mặt cắt dầm............................................................................................... 61
Hình 4.23: Mặt cắt sàn A-A......................................................................................... 61
Hình 4.23: Sơ đồ tính của dầm.................................................................................... 62
Hình 4.24: Phát triển vết nứt trong dầm...................................................................... 63
Hình 4.25: Biểu đồ lực cắt........................................................................................... 63
TIEU LUAN MOI download :
Hình 5.1: Mặt cắt tiết diện cột thể hiện khoảng cách a................................................ 73
Hình 5.2: Momen uốn thiết kế..................................................................................... 76
Hình 5.3: Lưu đồ thiết kế cho cột có giằng.................................................................. 77
Hình 5.4: Chiều dài tính tốn cho các cột đơn lẻ......................................................... 78
Hình 5.5: Lưu đồ cho các cột mảnh (phương pháp độ cong danh nghĩa).....................80
Hình 5.6: Tính tốn hệ số C......................................................................................... 82
Hình 5.7: Sơ đồ ứng suất cho cột................................................................................. 82
Hình 5.8: Biểu đồ biến dạng cho cột........................................................................... 82
84
Hình 5.10: Biểu đồ thiết kế cột cho cột hình chữ nhật 2/ℎ = 0.10............................................................................................................................................................................................... 85
85
85
86
Hình 5.9: Biểu đồ thiết kế cột cho cột hình chữ nhật 2/ℎ = 0.05.............................................................................................................................................................................................................................................................
Hình 5.11: Biểu đồ thiết kế cột cho cột hình chữ nhật 2/ℎ = 0.15...........................................................................................................................................................................................................................................................
Hình 5.12: Biểu đồ thiết kế cột cho cột hình chữ nhật 2/ℎ = 0.20...........................................................................................................................................................................................................................................................
Hình 5.13: Biểu đồ thiết kế cột cho cột hình chữ nhật 2/ℎ = 0.25...........................................................................................................................................................................................................................................................
Hình 5.14: Tiết diện cột............................................................................................... 88
Hình 5.15: Biểu đồ thiết kế cho cột............................................................................. 89
Hình 5.16: Mặt cắt cột................................................................................................. 89
Hình 5.17: Tiết diện cột............................................................................................... 90
Hình 5.18: Biểu đồ thiết kế cột.................................................................................... 91
Hình 5.19: Mặt cắt cột................................................................................................. 92
Hình 5.20: Mơ hình ETABS........................................................................................ 93
Hình 5.21: Mơ hình kiểm tra thép............................................................................... 97
Hình 5.22: Thép cột tầng 3.......................................................................................... 98
TIEU LUAN MOI download :
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung
Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode) là hệ thống tiêu chuẩn về thiết kế kết
cấu cơng trình được Uỷ ban Tiêu chuẩn hố Châu Âu (CEN) ban hành, áp dụng cho
các nước thuộc Liên minh Châu Âu EU và đang được nhiều nước trên thế giới đưa vào
sử dụng. Bộ tiêu chuẩn Châu Âu Eurocodes (EC) bao gồm 10 tiêu chuẩn, từ Eurocode
0 đến Eurocode 9.
Trong quá trình hội nhập hiện nay, việc tiếp cận, đồng bộ hài hòa với tiêu chuẩn
quốc tế là một trong những nhiệm vụ quan trọng đối với ngành xây dựng trên thế giới
nói chung và ngành xây dựng tại Việt nam nói riêng. Tại Việt nam, các đối tượng tiếp
cận gồm nhiều chuyên gia xây dựng, giảng viên, kỹ sư, … và sinh viên những ngành
liên quan.
Với vai trò là sinh viên, trong bài báo cáo nghiên cứu khoa học này nhóm tác giả
xin nghiên cứu một phần liên quan đến tính tốn cấu kiện dầm, cột bê tông cốt thép theo
tiêu chuẩn Châu Âu, cụ thể là Eurocode 2.
Bài báo cáo bao gồm 3 phần lớn:
−
−
Tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode.
Tìm hiểu nghiên cứu cách tính tốn dầm bê tơng cốt thép theo Tiêu chuẩn Châu
Âu Eurocode 2.
−
Tìm hiểu nghiên cứu cách tính tốn cột bê tơng cốt thép theo Tiêu chuẩn Châu
Âu Eurocode 2.
1.2. Tình hình nghiên cứu
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Hệ thống tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu Eurocode đang được nhiều nước trên thế
giới nghiên cứu, áp dụng. Một số nghiên cứu nổi tiếng trên thế giới như sau:
−
W.H. Mosley, Ray Hulse, J.H Bungey, “Reinforced Concrete Design: to
Eurocode 2”, 7thedition, Macmillan, 2012 (Cuốn sách này cung cấp giới thiệu đơn
giản về các nguyên tắc và phương pháp thiết kế kết cấu bê tông);
−
Threlfall, A.J., Designed and detailed (Eurocode 2:2004), Concrete Society/British
Cement Association, Blackwater, 2009 (Mục đích là chỉ ra cách áp dụng
1
TIEU LUAN MOI download :
các nguyên tắc thiết kế trạng thái giới hạn cho Eurocode 2: 2004 bằng một ví dụ làm
việc đơn giản cho khung nhà bê tông cốt thép);
−
Krauthammer, T., Bazeos, N., and Holmquist, T. (1986). Modified SDOF
analysis of RC box-type structures. Journal of Structural Engineering, 112(4): 726-744
(Một nghiên cứu về công trình chịu động đất, dựa trên một cơng trình được mô phỏng
chịu tác động tổng hợp của lực cắt, uốn và nén trên mặt phẳng với phản ứng của cả
công trình)
−
Park, R. and Paulay, T. (1975). Reinforced concrete structures. John
Wiley &
Sons (Đưa ra lý thuyết cơ bản về ứng xử của các phần tử kết cấu bê tông cốt thép.
Nhấn mạnh hành vi ở tải trọng cuối cùng, và đặc biệt, các khía cạnh của thiết kế địa
chấn của kết cấu bê tông cốt thép. Dựa trên tiêu chuẩn của Mỹ, nhưng cũng kiểm tra
thực nghiệm của châu Âu)
−
Krauthammer, T. (2003). AISC research on structural steel to resist blast and
progressive collapse. in Proceedings of AISC Steel Building Symposium: Blast and
Progressive Collapse Resistance, New York City, NY (Tài liệu này cố gắng cung cấp
một cái nhìn tổng quan về việc sử dụng các phương pháp xác xuất trong kỹ thuật kết
cấu)
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Việt Nam đã tiếp cận và có nhiều bước nghiên cứu tính tốn thiết kế liên quan đến hệ
thống tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu Eurocode như sau:
−
Thiết kế kết cấu bê tông – (Phần 1-2: Quy định chung – Thiết kế kết cấu chịu lửa)
- Viện khoa học công nghệ xây dựng, EN 1992-1-2:2004+AC:2008: Đưa ra những
tiêu chí và phương pháp thiết kế chung nhằm đáp ứng các yêu cầu về độ bền, ổn định,
khả năng chịu lửa, và tuổi thọ cơng trình.
−
Trần Đức Nghĩa, Nguyễn Ngọc Tình, Phạm Việt Tiến- Khoa xây dựng
Trường
đại học xây dựng miền Trung, Tính tốn cơng trình chịu tải trọng động đất theo
TCVN:9386-2012 và theo tiêu chuẩn Eurocode 8, 2017 (Tác giả đã nghiên cứu được
sự khác biệt được khi dùng TCVN và Eurocode để đưa ra số liệu tối ưu trong việc áp
dụng tại Việt nam)
1.3. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam trước đây được hình thành qua nhiều
năm, chủ yếu dựa trên sự chuyển dịch từ các tiêu chuẩn của Liên Xơ. Sự hình thành các
2
TIEU LUAN MOI download :
tiêu chuẩn xuất phát từ nhu cầu thực tế đòi hỏi qua các thời kỳ mà chưa có sự đồng bộ
và hệ thống ngay từ đầu. Trong bối cảnh nước ta đang trong quá trình hội nhập đầy đủ
vào nền kinh tế thế giới, một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của ngành Xây
dựng và cũng là đòi hỏi của quá trình hội nhập là dỡ bỏ rào cản kỹ thuật, soát xét và
xây dựng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng đồng bộ, hiện đại, hài hoà và tiệm cận với tiêu
chuẩn quốc tế, tạo điều kiện cho quá trình hội nhập của ngành Xây dựng với các nước
trong khu vực và thế giới.
Ngành xây dựng ở Việt Nam trong điều kiện tiếp xúc với các cơng ty nước
ngồi, việc nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế khác tiêu chuẩn Việt nam (TCVN) là một
điều cần thiết.
1.4. Mục tiêu của đề tài
−
−
Nghiên cứu tổng quan về Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode.
Việc nguyên cứu để đưa ra được những vấn đề cơ bản về nguyên lý làm việc của
bê tơng cốt thép, những ngun tắc chung về tính tốn và cấu tạo cấu kiện bê tông cốt
thép, đồng thời đi sâu vào thiết kế các cấu kiện bê tông cốt thép theo Tiêu chuẩn châu
Âu.
−
Tạo điều kiện thuận lợi cho việc hợp tác trao đổi dịch vụ xây dựng giữa
các tổ
chức, cá nhân trong và ngoài nước.
1.5. Nhiệm vụ của đề tài
−
−
Tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode.
Tìm hiểu nghiên cứu cách tính tốn dầm bê tơng cốt thép theo tiêu chuẩn Châu
Âu Eurocode 2.
−
Tìm hiểu nghiên cứu cách tính tốn cột bê tơng cốt thép theo tiêu chuẩn Châu
Âu Eurocode 2.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
−
Tham khảo tài liệu, sách vở báo chí, các cơng trình nghiên cứu cả trong và
ngồi
nước.
−
Phương pháp phân tích, so sánh và tổng hợp: tìm hiểu nghiên cứu phân tích cách
tính toán cấu kiện theo tiêu chuẩn Eurocode, so sánh với TCVN và tổng hợp kết quả.
−
Phạm vi nghiên cứu: từ sách vở, báo chí, cơng trình nghiên cứu diễn đàn trực
tuyến liên qua tiêu chuẩn Châu Âu.
3
TIEU LUAN MOI download :
−
Học tập một số phương pháp tính tốn thiết kế của các nền xây dựng phát triển
trên thế giới.
1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.7.1. Ý nghĩa khoa học.
Hệ thống Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam được hình thành qua nhiều năm, chủ
yếu dựa trên sự chuyển dịch các tiêu chuẩn của Liên Xô, Anh Quốc, Hoa Kỳ, ISO,
Trung Quốc…Sự hình thành các tiêu chuẩn xuất phát từ nhu cầu thực tế đòi hỏi qua
các thời kỳ mà chưa có sự đồng bộ và thống nhất ngay từ đầu. Trong bối cảnh nước ta
đang trong quá trình hội nhập đầy đủ vào nền kinh tế thế giới, một trong những nhiệm
vụ rất quan trọng của ngành xây dựng và cũng là địi hỏi của q trình hội nhập và dỡ
bỏ rào cản kỹ thuật, soát xét và xây dựng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng đồng bộ, hiện
đại, hài hòa và tiệm cận với tiêu chuẩn quốc tế, tạo điều kiện cho quá trình hội nhập
của ngành xây dựng với các nước trong khu vực và trên thế giới.
1.7.2. Ý nghĩa thực tiễn.
−
lai.
−
Thúc đẩy sự tìm tịi, học hỏi kiến thức của người kỹ sư dân dụng tương
Đóng góp các kết quả thực nghiệm vào nguồn tài liệu; hỗ trợ cho công tác
nghiên cứu và áp dụng các Tiêu chuẩn Châu Âu trong lĩnh vực kết cấu, nền móng và
vật liệu xây dựng ở Việt Nam.
4
TIEU LUAN MOI download :
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU
2.1. Giới thiệu chung hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode).
Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocodes) là một bộ tiêu chuẩn về kết cấu cơng
trình do Tiểu ban kỹ thuật CEN/TC250 soạn thảo và được Uỷ ban Tiêu chuẩn hoá Châu
Âu (CEN) ban hành để áp dụng chung cho các nước thuộc Liên minh châu Âu EU. Bắt
đầu từ năm 1975, Uỷ ban của Liên minh châu Âu đã quyết định một chương trình hành
động trong lĩnh vực xây dựng, trong đó đối tượng của chương trình là loại bỏ rào cản kỹ
thuật trong thương mại và tiến tới hài hồ các quy định kỹ thuật. Trong khn khổ của
chương trình, một loạt các quy tắc kỹ thuật hài hồ trong thiết kế xây dựng đã được hình
thành để thay thế cho các quy tắc trong tiêu chuẩn quốc gia các nước thành viên. Đến giữa
năm 1980, những tiêu chuẩn đầu tiên về kết cấu cơng trình thuộc hệ thống tiêu chuẩn
Eurocodes đã ra đời và được cơng bố chính thức. Cho đến nay các tiêu chuẩn này phát
triển thành hệ thống bao gồm 10 tiêu chuẩn chính, chia thành 4 nhóm:
−
−
Nhóm 1 - Cơ sở thiết kế kết cấu: EN 1990 (Eurocode 0);
−
Nhóm 2 - Các tác động lên kết cấu cơng trình: EN 1991 (Eurocode 1);
Nhóm 3 - Các yêu cầu thiết kế cụ thể cho từng loại kết cấu: EN 1992 và EN
1996 và EN 1999 (Eurocode 2 ữ Eurocode 6 và Eurocode 9);
−
Nhóm 4 - Thiết kế địa kỹ thuật và kháng chấn cho cơng trình: EN 1997 và EN
1998 (Eurocode 7 và Eurocode 8).
Các tiêu chuẩn Eurocodes đều được chia thành các phần: các quy định chung yêu
cầu cụ thể đối với từng dạng kết cấu. Bao gồm:
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Eurocode 0 (EN 1990): cơ bản về phân tích kết cấu.
Eurocode 1 (EN 1991): Tải trọng lên kết cấu.
Eurocode 2 (EN 1992): Thiết kế kết cấu bê tông.
Eurocode 3 (EN 1993): Thiết kế kết cấu thép.
Eurocode 4 (EN 1994): Thiết kế kết cấu liên hợp bêtông-thép.
Eurocode 5 (EN 1995): Thiết kế kết cấu gỗ.
Eurocode 6 (EN 1996): Thiết kế kết cấu gạch đá.
Eurocode 7 (EN 1997): Thiết kế nề móng.
Eurocode 8 (EN 1998): Thiết kế chống động đất.
Eurocode 9 (EN 1999): Thiết kế kết cấu nhôm.
5
TIEU LUAN MOI download :
Hình 2.1: Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu
2.2. Giới thiệu chung về tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Eurocode 2
Tiêu chuẩn kết cấu Bê tông cốt thép Eurocode 2 (EN 1992) nằm trong Hệ thống
tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode), dùng để thiết kế nhà và công trình bằng bê tơng, bê
tơng cốt thép và bê tơng cốt thép ứng suất trước. Tiêu chuẩn này tuân theo các nguyên
tắc và các yêu cầu về an toàn và sử dụng của kết cấu, các cơ sở thiết kế và kiểm tra
kèm theo trong hệ thống.
Eurocode 2 chỉ liên quan đến các yêu cầu về độ bền, sử dụng, tuổi thọ và khả
năng chịu lửa của kết cấu bê tông. Những vấn đề khác không được đề cập đến ví dụ
như cách âm, cách nhiệt. Sơ đồ hệ thống tổng quan về tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt
thép Eurocode 2 được thể hiện trong sơ đồ bên dưới:
6
TIEU LUAN MOI download :
Hình 2.2: Sơ đồ Tiêu chuẩn thiết kế cấu kiện bê tông (Eurocode 2)
Tiêu chuẩn thiết kế cấu kiện bê tông (Eurocode 2) gồm 4 phần nhỏ như sau:
−
Phạm vi phần 1.1 trong Eurocode 2 nêu ra các quy tắc chung dành cho
thiết kế
kết cấu bê tông, bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước được chế tạo từ cốt liệu nhẹ
và một số quy tắc cụ thể cho kết cấu nhà. Những vấn đề riêng của các loại nhà đặc biệt
(ví dụ như kết cấu nhà siêu cao tầng). Các thành phần bê tông không mịn, bê tơng khí
được chế tạo với cốt liệu nặng hoặc có chứa các phần thép chịu lực (xem Eurocode 4
đối với cấu kiện liên hợp thép- bê tông).
7
TIEU LUAN MOI download :
−
định
Phạm vi phần 1.2 trong Eurocode 2: Thiết kế kết cấu chống cháy, nêu ra
hướng cho khả năng chống cháy của kết cấu bê tông, các phương pháp kỹ thuật chữa
cháy khác kèm theo trong tiêu chuẩn.
−
Phần 2 trong Eurocode 2: Cầu, áp dụng các quy tắc về bê tông trong phần
1.1 về
thiết kế bê tông để thiết kế kết cấu cầu.
−
Phần 3 trong Eurocode 2: Các cấu trúc giữ và chứa chất lỏng, áp dụng các quy
tắc về bê tông trong phần 1.1 về thiết kế cấu trúc giữ chất lỏng và thay thế cho tiêu
chuẩn Anh BS 800716.
Phần 1.1 (quy tắc chung và quy tắc cho kết cấu nhà) là phần có liên quan chặt chẽ
và trực tiếp đến thiết kế kết cấu các cơng trình dân dụng và cơng nghiệp bằng bê tơng
cơt thép. Nhìn chung ngun tắc tính tốn và thiết kế kết cấu bê tơng và bê tông cốt
thép theo tiêu chuẩn EN 1992 khá tương đồng với tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam.
Khi sử dụng tiêu chuẩn Châu âu này để tình tốn thiết kế, cần lưu ý một số nội dung
chủ yếu sau đây:
Phương pháp tính tốn và thiết kế của tiêu chuẩn Eurocode 2 được xây dựng
trên cơ sở phương pháp giới hạn, trong đó có trạng thái giới hạn độ bền (trạng thái giới
hạn I) và trạng thái giới hạn sử dụng (trạng thái giới hạn II). Mà phương pháp giới hạn
nầy đã được thực hiện ở nước ta từ những năm 1960 từ trong các tiêu chuẩn của Liên
Xô cũ nên các kỹ sư Việt nam dễ dàng tiếp cận được nội dung và quy trình tính tốn
của tiêu chuẩn này.
Nguyên tắc xác định các đặc trung vật liệu hồn tồn tương thích với tiêu chuẩn
hiện hành của Việt nam. Ví dụ như các quy định về cấp độ bền và hệ số an tồn riêng có ý
nghĩa tương tự như cấp độ bền và hệ số tin cậy trong tiêu chuẩn Việt nam hiện hành. Mẫu
thử cường độ bê tông theo EN 1992 giống như thử theo tiêu chuẩn Việt Nam (khối vuông
150x150x150mm), đồng thời chấp nhận cả mẫu hình trụ 150x300mm.
Để hỗ trợ quá trình làm quen với tiêu chuẩn thiết kế Eurocode 2, những điểm khác biệt
chính được liệt kê dưới đây:
1.
Eurocode 2 thường đưa ra lời khuyên trên cơ sở hiện tượng (ví dụ: uốn, cắt, ...)
chứ không phải bởi kết cấu các loại như trong BS 8110 (ví dụ: dầm, sàn, cột, ...).
2.
Thiết kế dựa trên sức mạnh đặc trưng của hình trụ khơng phải hình khối
những
điểm mạnh.
8
TIEU LUAN MOI download :
3.
Eurocode khơng cung cấp các cơng thức dẫn xuất (ví dụ: để uốn, chỉ các chi
tiết của khối ứng suất được thể hiện).
2
4.
Đơn vị cho ứng suất là mega pascal, MPa (1 MPa = 1 N / mm ).
Eurocode 2 sử dụng dấu phẩy cho dấu thập phân. Do đó để tránh nhầm lẫn,
5.
không nên dùng dấu phẩy để ngăn cách bội số của một nghìn.
6.
Một phần nghìn được thể hiện là ‰.
7.
Hệ số riêng phần đối với cốt thép là 1,15. Tuy nhiên, cường độ chảy đặc
trưng
của thép đáp ứng các yêu cầu của BS 4449 sẽ là 500 MPa.
8. Eurocode 2 được áp dụng cho gia cố thép có gân với đặc tính năng suất từ 400
đến 600 MPa.
2.3. Một số kí hiệu và định nghĩa
Các kí hiệu và định nghĩa sau được sử dụng cho bài báo cáo này.
Ký hiệu
Định nghĩa
Ac
Diện tích mặt cắt ngang của bê tơng
As
Diện tích thép chịu kéo
As2
Diện tích thép chịu nén
As , prov
Diện tích thép chịu kéo được cung cấp
As,req’d
Diện tích thép chịu kéo cho phép
beff
Chiều rộng bản cánh hiệu dụng
bt
Chiều rộng trung bình của vùng chịu kéo
bmin
Giá trị
Chiều rộng của dầm hoặc dầm phụ
Chiều rộng của mặt cắt hoặc chiều rộng của
b
w
bản bụng trên dầm có bản cánh
d
Chiều cao hiệu dụng
d
2
Chiều cao hiệu dụng để gia
Giá trị thiết kế của cường đ
fcd
f
Cường độ xi lanh đặc trưng
ck
Giá trị trung bình của cường độ dọc trục
f
ctm
(Bảng 3.1, Eurocode 2)
9
TIEU LUAN MOI download :
Ký
hiệu
hf
Định nghĩa
Chiều dày bản cánh
Hệ số cần xét đến của các hệ kết cấu khác nhau
K
l
Nhịp hiệu dụng của thành
eff
l
0
Khoảng cách giữa các điể
l/d
Hệ số nhịp trên chiều sâu
M
Moment thiết kế theo ULS
x
x
Chiều cao của trục trung h
Giá trị giới hạn của chiều
max
z
Cánh tay đòn
Hệ số xét các ảnh hưởng lâu dài đến cường độ
cc
δ
nén và các ảnh hưởng bất lợi do cách tác dụng
của tải trọng
Tỷ số giữa mômen phân bố lại và mômen uốn đàn hồi
Hệ số do tính chất vật liệu
ρ
Tỷ lệ gia cố tham chiếu
Lực căng gia cố ở giữa nhịp để chống lại mô
men do tải trọng thiết kế (hoặc tại giá đỡ cho
công xôn)
Lực nén gia cố ở giữa nhịp để chống lại mô
men do tải trọng thiết kế (hoặc tại giá đỡ
cho công xôn)
1/r0
1/r
Độ cong tham chiếu
Độ cong
