CHƯƠN 2 ĐẠI CƯƠNG VỀ SÀN COMPOSITE

1
ĐẠI CƯƠNG VỀ SÀN COMPOSITE
CHƯƠNG 2
2
1.1 Bản composite
- Dải một phương
- Nhịp điển hình 3.5m
- Dãi đặt trên các dầm phụ
- Dầm phụ đặt trên dầm chính
- Hệ lưới chữ nhật
- Bản không được chống trong
suốt quá trình xây dựng
Ưu điểm
- Thi công nhanh và đơn giản
- Sàn công tác an toàn cho công
nhân bên dưới
- Bản thép và dầm được sản xuất
tại nhà máy nên hạn chế sai số
kích thước
1. Giới thiệu
3
Cấu tạo sàn: Sàn thép, cốt thép, bê tông đổ tại chỗ
- Khi bê tông đông cứng, kết cấu sàn làm việc như sàn liên hợp thép – BTCT
- Thép tấm định hình và bê tông bên trên được liên kết với nhau theo cách
lực cắt theo phương ngang được truyền qua tại bề mặt tiếp xúc giữa thép
tấm định hình và bê tông
1. Giới thiệu
4
1. Giới thiệu
+ a
b

< 3.5m: không cần
thanh chống phụ trong quá
trình đổ bê tông sàn
+ a
b
≥ 3.5m: cần bố trí các
thanh chống phụ trong quá
trình đổ bê tông.
Cốt hép trong bản liên hợp
thép – BTCT dùng để:
- Phân phối tải trọng
- Gia cường cục bộ tại
các lỗ hở của bản
- Chống cháy, chịu moment âm phía trên và khống chế vết nứt do co ngót của
bê tông
5
1.2. Các dạng thép tấm định hình:
- Bề dày từ 0.75 ÷ 1.5mm, thường dùng 0.75mm
÷ 1.0mm
- Chiều cao từ 40mm
÷ 80mm
- Có lớp mạ kẽm mỏng ở hai mặt để chống ăn mòn
- Thép tấm định hình là thép dập nguội. Sự dập nguội làm tăng độ bền cơ học
của thép dẫn đến làm tăng khả năng chịu lực của tiết diện.
1. Giới thiệu
6
1. Giới thiệu
7
1.3 Các dạng liên kết giữa thép và BTCT:
1. Giới thiệu

8
1.4 Yêu cầu cấu tạo:
- h ≥ 80mm và h
c
≥ 40 mm
- h ≥ 90mm và hc ≥ 50 mm khi bản làm việc phối hợp với dầm hay bản được
sử dụng như một vách cứng ngang
- Kích thước cốt liệu :
0.4h
c
(h
c
– chiều cao bê tông phía trên sườn)
b
0
/ 3 (b
0
– bề rộng trung bình của cánh)
31.5mm
Các điều kiện trên đây để đảm bảo rằng cốt liệu dể dàng đi qua các cánh
1. Giới thiệu
9
2. Sự làm việc của bản composite
2.1 Tương tác giữa BT và
thép
- Liên kết giữa bê tông và
thép là hoàn toàn: tương
tác hoàn toàn
- Giữa thép tấm định hình và
bê tông có chuyển vị dọc

tương đối: tương tác
không hoàn toàn
10
2. Sự làm việc của bản composite
+ Tương tác hoàn toàn: không có trượt giữa thép và bê tông tại mặt tiếp xúc,
phá hoại có thể là giòn hoặc dẻo, lực tới hạn P
u
lớn nhất
+ Không tương tác: Trượt rất lớn xảy ra tại bề mặt tiếp xúc của bê tông và
thép, gần như không có sự truyền lực cắt, lực tới hạn P
u
nhỏ nhất
+ Tương tác một phần: Trượt bé, lực cắt truyền một phần, tải tới hạnP
u
có giá
trị trung gian giữa hai trường hợp trên, phá hoại giòn hoặc dẻo
2.2 Ba dạng làm việc
của bản composite
11
2. Sự làm việc của bản composite
2.3 Độ cứng của bản composite: phụ thuộc vào hiệu quả của liên kết
-Thể hiện bằng phần đầu của đường cong P – δ
- Độ cứng lớn nhất ứng với tương tác hoàn toàn
- Ba dạng liện kết giữa thép và bê tông:
+ Liên kết hóa lý: bé nhưng luôn tồn tại trong tất cả thép định hình
+ Liên kết ma sát: hình thành ngay khi xuất hiện sự trượt vô cùng bé
+ Liên kết neo cơ học: xuất hiện sau khi có sự trượt đầu tiên và phụ
phuộc vào hình dáng mặt tiếp xúc giữa thép và bê tông.
12
2. Sự làm việc của bản composite

- Dạng phá hoại I: phá hoại do moment dương (tiết diện I), tức là sức kháng uốn
của bản M
pl.Rd
, là dạng nguy hiểm đối với nhịp vừa đến nhịp lớn với mức độ tương
tác cao giữa thép và bê tông
- Dạng phá hoại II: phá hoại do lực cắt dịc lớn, khả năng chịu tải tới hạn đạt được
tại mặt tiếp xúc giữa thép và bê tông. Dạng này xảy ra tại tiết diện II dọc theo
chiều dài chịu cắt L
s
- Dạng phá hoại III: phá hoại do lực cắt theo phương đứng lớn gần gối tựa (tiết
diện III) nơi lực cắt theo phương đứng là quan trọng. Dạng này chỉ có thể nguy
hiểm đối với bản có chiều dày lớn và nhịp bản ngắn chịu tải nặng
2.4 Các dạng phá hoại
13
2. Sự làm việc của bản composite
2.5 Phá hoại giòn và phá hoại dẻo: Phá hoại giòn (hình 7) xảy ra đột ngột
hường không có biến dạng đáng kể có thể quan sát được, phá hoại dẻo xảy
ra với biến dạng đáng kể và tăng dần
Phá hoại giòn hay dẻo
phụ thuộc vào đặc trưng
của mặt tiếp xúc thép và
bê tông. Bản có thép tấm
định hình dạng lồi mở dể
ứng xử giòn, ngược lại
bản có thép tấm định hình
dạng lõm có xu hướng
biểu hiện ứng xử dẻo.
Liên kết chịu cắt giữa dầm và bản cũng có ảnh hưởng đến dạng phá hoại.
14
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng

3.1 Các giai đoạn thiết kế:
- Trong quá trình thi công: thép tấm đóng vai trò như cốp pha
- Khi sử dụng: bê tông và thép làm viêc cùng nhau như kết cấu liên hợp
15
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
3.1 Giai đoạn thi công
- Thép tấm định hình phải đủ chịu trọng lượng bê tông ướt và tải trọng thi
công.
- Mặc dù sàn thép có thể chống đỡ tạm thời trong suốt thời gian thi công, nó
thích hợp hơn nếu không sử dụng thanh chống.
- Kiểm tra thép tấm định hình theo trạng thái giới hạn tới hạn và trạng thái giới
hạn sử dụng theo EC3 (phần 1.3).
- Các tải trọng được xét đến khi tính theo trạng thái giới hạn tới hạn:
Trọng lượng bê tông và sàn thép
Tải trọng thi công
Tải dụng cụ thiết bị
Trọng lượng bê tông tăng lên do võng thép định hình
16
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
- Theo EC4 trong mỗi diện tích 3mx3m ngoài trọng lượng bê tông, tải thi công
tiêu chuẩn và trọng lượng bê tông thừa do bản võng sẽ được lấy chung 1.5
kN/m
2
.
- Trên phần diện tích còn lại, tải tiêu chuẩn 0.75 kN/m
2
cộng vào trọng lượng
của bê tông. Các tải này nên được đặt để gây ra moment uốn lớn nhất hay lực
cắt lớn nhất.
- Không có bê tông, thép tấm định hình cần phải đủ chịu được tải tiêu chuẩn

1kN trên 1 diện tích có cạnh 300mm hay tải đường tiêu chuẩn 2kN/m tác dụng
vuông góc với bụng trên bề rộng 0.2m, tải này là tải do quá trình vận hành tạo
ra
17
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
18
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
Độ võng của thép tấm định hình dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và
trọng lượng bê tông ướt nhưng ngoại trừ tải trọng thi công không vượt quá
L/180 với L là nhịp tính toán giữa các gối.
Nếu độ võng tại tâm của thép tấm định hình δ dưới tác dụng của trọng lượng
bản thân và bê tông ướt, được tính toán theo trạng thái giới hạn sử dụng, nhỏ
hơn 1/10 chiều cao bản, ảnh hưởng của sự gia tăng bê tông do bản võng có
thể bỏ qua khi tính toán thép tấm định hình. Nếu vượt qua giới hạn này, ảnh
hưởng này phải xét đến, chẳng hạn bằng cách giả định trong khi tính toán,
chiều dày của bê tông được tăng lên trên toàn nhịp là 0.7δ.
Việc chống đỡ có thể làm giảm độ võng, trong trường hợp này các thanh
chống được xem như là các gối tựa. Sử dụng thanh chống được hạn chế vì
làm gây trở ngại trong quá trình thi công và làm mất thời gian và tăng kinh phí
của dự án.
19
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
3.2. Bản composite
Kiểm tra bản composite theo trạng thái của bản sau khi bê tông đóng rắn và
khi việc chống đỡ tạm thời đã được tháo dỡ. Các tải được xét đến như sau:
- Tải trọng bản thân của bản (thép tấm định hình và bê tông)
- Các tải trọng thường xuyên khác
- Phản lực do việc tháo dỡ thanh chống
- Hoạt tải
- Từ biến, co ngót và biến dạng (độ lún)

- Tác động của khí hậu (nhiệt độ, gió…)
Đối với các công trình, sự thay đổi nhiệt độ thường không xét đến
Kiểm tra theo trạng thái giới hạn về sử dụng bao gồm:
- Độ võng
- Độ trượt giữa bản bê tông và sàn thép tại đầu bản, gọi là END SLIP
- Nứt bê tông
20
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
3.2.1 Độ võng
Các giá trị giới hạn được kiến nghị trong EC3 là:
- L/350 dưới tác dụng của tải trọng thường xuyên và tải trọng dài hạn thay đổi
- L/300 dưới tác dụng của tải trọng dài hạn thay đổi
- L/350 nếu bản composite mang các phần tử giòn (xi măng hoàn thiện, vách
ngăn không mềm, …) Độ võng của bản do trọng lượng bản thân và bê tông
ướt không được xét đến trong việc kiểm tra này của bản composite.
Đối với nhịp giữa, độ võng được xác định bằng cách sử dụng gần đúng:
moment quán tính lấy bằng giá trị trung bình của tiết diện nứt và không nứt
Đối với bê tông có khối lượng riêng trung bình, giá trị trung bình của hệ số
tính đổi n = E
a
/E
c
đối với ảnh hưởng dài hạn và ngắn hạn được sử dụng.
21
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
3.2.2 Trượt biên (End Slip)
+ Đối với các nhịp biên, trượt biên có ảnh hưởng quan trọng đến độ võng.
+ Đối với sự làm việc nửa dẻo, trượt biên sẽ làm tăng độ võng.
+ Neo đầu có thể cần thiết để ngăn cản trượt biên khi tính theo trạng thái giới
hạn sử dụng.

+ Trượt biên được xem như đáng kể khi lớn hơn 0.5mm.
+ Thường không tính đến trượt biên nếu thỏa giới hạn độ võng với tải trọng
bằng 1.2 lần tải trọng sử dụng
+ Nơi trượt biên vượt quá 0.5mm xảy ra với tải bé hơn 1.2 lần tải sử dụng tính
toán, thì các neo đầu được bố trí hoặc độ võng phải được tính toán có xét đến
độ võng của trượt biên
22
3. Các điều kiện thiết kế, sự làm việc và độ võng
3.2.3. Nứt bê tông
+ Bê rộng khe nứt trong miền moment âm của bản liên tục cần được kiểm tra
theo EC2.
+ Thường bề rộng tối đa của vết nứt là 0.3mm.
+ Nếu bề rộng vết nứt lớn hơn giá trị này, cốt thép cần được bổ sung theo quy
định của bê tông cốt thép thông thường.
+ Khi bản liên tục được thiết kế như một loạt bản đơn giản, tiết diện ngang của
cốt thép chống nứt lấy không nhỏ hơn 0.2% tiết diện ngang của bê tông ở phía
trên thép tấm định hình đối với kết cấu không sử dụng thanh chống và 0.4%
đối với kết cấu có sử dụng thanh chống
23
4. Phân tích các nội lực và moment
4.1 Thép tấm định hình đóng vai trò như cốp pha
Theo EC4, khi thép tấm định hình được xem như liên tục, độ cứng chống uốn
có thể được xác định không xét đến sự thay đổi độ cứng do các phần tiết diện
ngang chịu nén không hoàn toàn có ích.
Moment quán tính là không đổi và được tính toán xét đến tiết diện ngang là có
ích hoàn toàn.
Sự đơn giản hóa chỉ được cho phép đối với phân tích đàn hồi tổng thể, không
sử dụng cho tính khả năng chịu lực và kiểm tra độ võng
4.2 Bản composite
Các phương pháp phân tích sau đây có thể được sử dụng:

- Phân tích tuyến tính không có sự phân phối lại moment tại các gối nếu xét
đến ảnh hưởng của nứt bê tông
- Phân tích tuyến tính có sự phân phối lại moment tại gối giữa (giới hạn 30%)
không xét đến ảnh hưởng của nứt bê tông.
24
4. Phân tích các nội lực và moment
Các phương pháp phân tích sau đây có thể được sử dụng:
- Phân tích dẻo – cứng miễn là tiết diện có khả năng đủ xoay tại nơi có yêu
cầu xoay dẻo
- Phân tích đàn hồi - dẻo có xét đến đặc trưng phi tuyến của vật liệu
+ Phương pháp phân tích tuyến tính thích hợp đối với SLS và ULS
+ Phương pháp phân tích dẻo được sử dụng cho ULS
+ Bản liên tục có thể được thiết kế như các nhịp đơn giản và cốt thép cần bố
trí trên các gối giữa.
+ Tải tập trung hoặc tải đường song song với nhịp bản:
- Xem như phân bố trên toàn bề rộng tính toán
- Bố trí thép ngang để đảm bảo phân bố tải đường hay tải tập trung trên
bề rộng tính toán.
- Nếu hoạt tải tiêu chuẩn < 7.5 kN hay 5 kN/m2: diện tích cốt thép ngang
>0.2% diện tích phần bê tông phía trên bụng thép tấm và kéo dài hơn bề rộng tính
toán.
25
5. Kiểm tra tiết diện
5.1 Kiểm tra thép tấm định hình đóng vai trò cốp pha theo trạng thái giới
hạn tới hạn (ULS)
- Trường hợp tải trọng thi công (tải thi công và bê tông ướt) là môt trong
những trường hợp nguy hiểm nhất.
- Kiểm tra theo phần 1.3 EC3.
- Bề rộng tính toán được tính có kể đến ảnh hưởng của mất ổn định cục bộ.
- Xác định I

eff
và W
eff
Sức kháng moment uốn của tiết diện:
ap
eff
ypRd
W
fM
g
=
(1)
26
5. Kiểm tra tiết diện
5.2 Kiểm tra thép tấm định hình đóng vai trò cốp pha theo trạng thái giới
hạn sử dụng (SLS)
Độ võng được xác định với bề rộng moment quán tính tính toán của thép tấm định
hình như trên (5.1). Độ võng của sàn dưới tác dụng của tải phân bố đều (p) được
xác định theo:
(2)
eff
EI
pLk
1
384
5
4
=
d
với L là khoảng cách tính toán giữa các gối

k = 1.00 đối với sàn gối đơn
k = 0.41 đối với sàn có hai nhịp bằng nhau
k = 0.52 đối với dầm có ba nhịp bằng nhau
k = 0.49 với sàn có bốn nhịp bằng nhau
27
5. Kiểm tra tiết diện
5.3 Kiểm tra bản composite theo trạng thái giới hạn tới hạn (ULS)
5.3.1 Kiểm tra khả năng chịu moment dương
- Dạng phá hoại I do moment chịu moment dương: thép tấm định hình đạt giới
hạn dẻo hay bê tông đạt đến cường độ chịu nén.
- Cốt thép bổ sung trong vùng kéo có thể được tính vào sức chịu tải
- Ứng xử của vật liệu thường được lý tưởng hóa với biểu đồ khối ứng suất
dẻo cứng.
- Kiểm tra ULS, ứng suất trong thép là giới hạn chảy tính toán f
yp
/γ
ap
, ứng suất
trong bê tông là cường độ tính toán 0.85f
ck
/γ
c
và ứng suất trong cốt thép bổ
sung là cường độ tính toán f
sk
/γ
s.
- Cốt thép chống nứt hay cốt thép chịu kéo đối với moment âm có thể được bố
trí trong phạm vi chiều cao của bản bê tông. Cốt thép này thường chịu nén khi
chịu moment dương và thường bỏ qua khi tính toán khả năng chịu moment

dương. Hai trường hợp cần xét đến tùy theo vị trí trục trung hòa dẻo
28
5. Kiểm tra tiết diện
Trường hợp 1: Trục trung hòa nằm trên thép tấm định hình
- Bỏ qua phần bê tông chịu kéo
- Lực kéo N
p
trong thép tấm
ap
yp
pep
f
AN
g
=
(3)
29
5. Kiểm tra tiết diện
c
ck
plcf
f
bxN
g
85.0
=
c
ck
ap
yppe

pl
bf
fA
x
g
g
85.0
=
xdz
p
5.0-
=
zNM
pRdps
=
.
÷
ø
ö
ç
è
æ
-=
2
.
x
d
f
AM
p

ap
yp
peRdps
g
(4)
Cân bằng (3) và (4)
Nếu d
p
là khoàng cách từ mặt trên của bản đến trọng tầm tiết diện tính toán
của thép tấm định hình, cánh tay đòn:
Moment kháng tính toán:
Hay:
(5)
(6)
(7)
(8)
Diện tích tính toán A
p
của sàn thép là diện tích tiết diện thực không xét đến
chiều dày mạ kẽm (thường 2x0.02=0.04mm) và bề rộn của phần dập nổi và
vết lõm
- Lực chịu nén trong bê tông Ncf
30
5. Kiểm tra tiết diện
Trường hợp 2: Trục trung hòa dẻo qua thép tấm định hình
-Khi trục trung hòa dẻo cắt qua thép tấm định hình, một phần tiết diện thép tấm
định hình chịu nén.
- Bỏ qua phần bê tông ở bụng và bê tông chịu nén.
- Hình 11 cho thấy, biểu đồ ứng suất có thể phân thành hai biểu đồ, mỗi
biểu đổ biểu diện một phần moment kháng tính toán M

ps.Rd .
- Biểu đồ thứ nhất miêu tả cân bằng lực N
cf
tương ứng với khả năng chịu tải
của bản bê tông (chiều cao h
c
) được cân bằng bởi một phần lực kéo N
p
trong
thép tấm định hình. Cánh tay đòn z phụ thuộc vào đặc trưng hình học của thép
tấm. Moment tương ứng biểu đồ này là N
cf
z. Tính toán cánh tay đòn z bằng
phương pháp gần đúng.
- Biểu đồ thứ hai tương ứng với cập lực cân bằng trong thép tấm định hình.
Moment tương ứng M
pr
được gọi là moment dẻo bị giảm của thép tấm,
và phải được cộng thêm

N
cf
z
31
5. Kiểm tra tiết diện
Moment kháng uốn:
prcfRdps
MzNM +=
.
c

c
ck
cf
bh
f
N
g
85.0
=
(9)
Lực nén trong bê tông:
(10)
Một số tác giả đề xuất công thức gần đúng M
pr
moment kháng dẻo quy đổi của
thép tấm định hình có thể được suy ra từ moment kháng dẻo tính toán M
pa
của tiết diện tính toán thép tấm định hình.
32
5. Kiểm tra tiết diện
33
5. Kiểm tra tiết diện
pa
ap
ypp
cf
papr
M
fA
N

MM £
÷
÷
÷
÷
÷
ø
ö
ç
ç
ç
ç
ç
è
æ
-=
g
125.1
(11)
Cánh tay đòn:
( )
ap
ypp
cf
ppct
fA
N
eeehhz
g
-+ = 5.0

(12)
e
p
– khoảng cách trục trung hòa dẻo của tiết diện tính toán của thép tấm định
hình đến cánh dưới của thép tấm
e – khoảng cách từ trục trung hòa của tiết diện tính toán của thép tấm định
hình đến cánh dưới của thép tấm
34
5. Kiểm tra tiết diện
5.3.2 Kiểm tra sức kháng moment âm
-Dạng phá hoại I là do sức kháng moment âm
- Trục trung hòa dẻo thường nằm trong phạm vi chiều cao thép tấm định hình.
- Bỏ qua thép tấm định hình chịu nén
- Bỏ qua bê tông chịu nén
- Chỉ các thanh thép trong bản chịu kéo khi chịu moment âm. Sức kháng âm
bằng f
ys
/γ
s
đối với cốt thép (hình 13).
Khả năng chịu lực của các thanh cốt thép:
s
yss
s
fA
N
g
=
(13)
35

5. Kiểm tra tiết diện
c
ck
plcc
f
xbN
g
85.0=
Nội lực trong bê tông (xấp xỉ):
(14)
Với b
c
là bề rộng của bê tông chịu nén lấy bằng bề rộng trung bình của sườn
bê tông trên 1m
36
5. Kiểm tra tiết diện
c
ck
c
s
sp
s
pl
f
b
f
A
x
g
g

85.0
=
z
fA
M
s
yss
Rdph
g
=
.
Cân bằng (13) và (14) có chiều cao bê tông chịu nén x
pl
:
(15)
Nếu z là cánh tay đòn của hợp lực N
ch
và N
c
, moment kháng uốn là
(16)
Cốt thép cần đủ mềm để cho phép xoay được trong tiết diện đạt đến giới hạn
chảy. Cốt thép có giới hạn chảy cao thường sẽ đảm bảo được tiêu chí này
miễn là chiều cao bản bê tông không quá lớn
37
5. Kiểm tra tiết diện
5.3.3 Lực cắt theo phương dọc
Dạng phá hoại II tương ứng với sức kháng chống cắt theo phương dọc.
Phương pháp kiểm tra là để đánh giá sức chịu cắt theo phương dọc τ
u

tồn tại
trên đoạn chịu cắt L
s
và so sánh với lực tác dụng. Khả năng chịu cắt τ
u
phụ
thuộc vào dạng thép tấm định hình và phải được thiết lập riêng cho tất cả các
thép tấm định hình vì giá trị của nó là hàm số của sự bố trí cụ thể của hướng
dập nổi, điều kiện bề mặt…v.v.
Khả năng chịu cắt dọc của bản được xác định theo phương pháp bán thực
nghiệm gọi là phương pháp m-k được đề xuất bởi Porter và Ekberg (1976).
Phương pháp này không dựa vào sức kháng trung bình τ
u
nhưng sử dụng lực
cắt theo phương đứng V
t
để kiểm tra phá hoại do lực cắt dọc dọc theo đoạn
chịu cắt L
s
. Quan hệ trực tiếp giữa lực cắt đứng và lực cắt dọc chỉ được biết
đến đối với ứng xử đàn hồi, nếu ứng sử là đàn hồi dẻo thì quan hệ không đơn
giản vả phương pháp m-k được sử dụng
38
5. Kiểm tra tiết diện
Phương pháp bán thực nghiệm m-k
39
5. Kiểm tra tiết diện
Phương pháp m-k
Phương pháp bán thực nghiệm m-k sử dụng công thức tham số tuyến tính
trong đó tất cả các tham số đều có mặt:

V
LR
= F(f
ck
, L
s
, d
p
, b, A
p
, V
t
) (17)
Với V
LR
khả năng chịu cắt dọc
V
t
lực cắt đứng
d
p
chiều cao trung bình của bản composite
Hình 14 cho thấy đường m-k được xác định với 6 thí nghiệm bản với tỉ lệ thực
ược chia thành 2 nhóm cho mỗi loại thép tấm định hình. Tung độ là giá trị ứng
suất và phụ thuộc vào lực cắt đứng V
t
kể cả trọng lượng bản thân của bản.
Trục hoành là số không thứ nguyên và thể hiện tỉ số diện tích thép tấm và diện
tích chịu cắt dọc. Nhân tỉ số này với f
y

/τ
u
và để ý đến trục đứng, quan hệ trực
tiếp được thiết lập với khả năng chịu cắt dọc của thép tấm.
40
5. Kiểm tra tiết diện
Theo EC4, lực cắt đứng lớn nhất V
t.Sd
đối với bầ rộng bản b, được giới hạn do
khả năng chịu cắt dọc V
L.Rd
là:
VSs
p
pRdL
k
bL
A
mbdV
g
1
.
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ

+=
(18)
Với k và m (N/mm
2
) là tung độ tại gốc và góc nghiêng của đường m-k và γ
VS
la
hệ số an toàn từng phần bằng 1.25.
Hệ số m và k nhận được từ các thí nghiệm thực tiêu chuẩn. Các giá trị m và k
phụ thuộc vào dạng thép tấm và kích thước của tiết diện bản và thường cho
bởi nhà sản xuất thép tấm.
EC4 không xét ảnh hưởng nào của bê tông và giá trị đặc trưng đối với mỗi
nhóm được cho rằng lấy giảm 10% giá trị bé nhất. Đường thẳng qua các giá trị
đặc trưng của hai nhóm tạo thành mối quan hệ thiết kế. Bê tông thường được
bỏ qua vì trong các công trình khả năng chịu lực của nó không ảnh hưởng nếu
f
ck
nằm trong khoảng 25 MPa đến 35 MPa
41
5. Kiểm tra tiết diện
Đối thiết kế, L
s
phụ thuộc vào loại tải trọng. Đối với tải phân bố đều tác dụng
trên toàn nhịp L của dầm đơn giản, L
s
= L/4. Giá trị này nhận được bằng cách
cân bằng diện tích dưới biểu đồ lực cắt đối với tải phân bố đều do đối xứng 2
điểm đặt tải tại khoảng cách L
s
kể từ gối. Đối với cách chất tải khác, L

s
nhận
được bằng cách tương tự. Nơi bản composite được thiết kế theo bản liên tục,
cho phép sử dụng nhịp đơn tương đương giữa các điểm uốn ngược khi xác
định khả năng chịu cắt. Tuy nhiên, đối với nhịp biên chiều dài nhịp ngoài nên
được dùng để thiết kế.
Đường lực cắt dọc (hình 15) chỉ có giá trị giữa một số giới hạn vì phụ thuộc
vào nhịp, dạng phá hoại có thể là một trong ba dạng phá hoại đã nêu trên.
Nếu khả năng chịu lực cắt dọc của bản không đủ, có thể tăng việc sử dụng
một số dạng neo, chẳng hạn như chốt chịu căt hay làm biến dạng cục bộ thép
tấm định hình.
42
5. Kiểm tra tiết diện
43
5. Kiểm tra tiết diện
Phương pháp liên kết một phần
Phương pháp liên kết một phần hay phương pháp τ
u
có thể được sử dụng để
iểm tra khả năng chịu cắt dọc. Phương pháp này sẽ chỉ được sử dụng đối với
bản composite có ứng sử dẻo.
44
5. Kiểm tra tiết diện
Phương pháp dựa trên giá trị của ứng suất cắt tới hạn τ
u.Rd
tác dụng tại mặt tiếp xúc
của thép và bê tông. Giá trị này dẫn đến biểu đồ tương tác một phần. Trong biểu đồ
này khả năng chịu uốn M
Rd
của tiết diện ngang tại L

x
từ gối gần hơn được vẽ đối với
L
x
. τ
u
là giá trị có được từ nhà sản xuất hay bằng kết quả thí nghiệm chuẩn trên các
bản composite. Biểu đồ tương tác một phần như trong hình 16. Nơi không có liên kết
(L
x
= 0), xem rằng thép tấm định hình chịu tải trọng. Biểu đồ ứng suất là hai hình chữ
nhật và khả năng chịu moment bằng M
pa
(moment kháng dẻo của tiết diện tính toán
của thép tấm định hình), Đối với liên kết hoàn toàn, biểu đồ ứng suất tương ứng với
khả năng chịu moment M
pl.Rd
. Giữa hai biểu đồ này, ứng suất phân bố trương ứng với
liên kết một phần. Chiều dài bé nhất L
eff
để nhận tương tác hoàn toàn là:
Rdu
cf
sf
b
N
L
.
t
=

(19)
với N
cf
là giá trị bé nhất của khả năng chịu lực tính toán của bản bê tông có chiều cao
h
c
và của thép tấm định hình
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
=
ap
ypp
c
cck
cf
fA
bhf
N
gg
;
85.0
min
(20)
45

5. Kiểm tra tiết diện
L
x
≥ L
sf
liên kết chịu cắt hoàn toàn, khả năng chịu uốn (phá hoại loại I) là nguy hiểm.
L
x
< L
sf
liên kết chịu cắt một phần, khả năng chịu cắt dọc (phá hoại loại II) là nguy hiểm
Kiểm tra được minh họa trong hình 17 đối với hai bản có dạng tải trọng và nhụp khác
nhau. Biểu đồ moment kháng và biểu đồ moment uốn được vẽ đối với L
x
trên cùng hệ
trục tọa độ. Đối với mỗi tiết diện, moment uốn tính toán M
Sd
không thể lớn hơn moment
kháng tính toán M
Rd
46
5. Kiểm tra tiết diện
5.3.4 Kiểm tra lực cắt đứng
Phá hoại dạng III tương ứng với khả năng chịu cắt theo phương đứng. Dạng
phá hoại này có thể nguy hiểm nơi thép tấm định hình có sự dập nổi hữu hiệu
(vì vậy chống phá hoại dạng II) và được đặc trưng bởi sự trượt của bê tông và
do vết nứt nghiêng như được thấy trong dầm bê tông cốt thép. Vết nứt hình
thành trên diện tích chịu cắt theo phương 45
o
so với mặt phẳng của bản. Khả

năng chịu cắt đứng của bản composite trên bề rộng bằng khoảng cách giữa
các tâm các sườn xác định theo:
V
v.Rd
= b
0
d
p
k
1
k
2
τ
Rd
(21)
b
0
bề rộng trung bình của các sườn cường độ chịu cắt lấy bằng 0.25f
ck
/γ
c
f
ctk
xấp xỉ 0.7 lần khả năng chịu kéo trung bình của bê tông f
ctm
A
p
diện tích tính toán của thép tấm định hình chịu kéo với bề rộng b
0
k

1
= (1.6 – d
p
) ≥ 1 với d
p
tính bằng m
k
2
= 1.2 + 40ρ với ρ = A
p
/(b
0
d
p
) < 0.02
47
5. Kiểm tra tiết diện
5.3.6 Khả năng chịu chọc thủng
Dưới tác dụng của tải trọng tập trung,
bản có thể bị phá hoại do chọc
thủng,tức là lực cắt đứng trên chu vi
cua tải tập trung. Hình 19 minh họa
dạng phá hoại này.Khả năng chịu
chọc thủng
V
p.Rd
= C
p
h
c

k
1
k
2
τ
Rd
(21)
Với C
p
là chu vi giới hạn xác định
bằng cách xem chu vi của tải tác
dụng trên bề mặt và độ phân tán 45
o
48
5. Kiểm tra tiết diện
5.4 Đặc trưng đàn hồi của tiết diện ngang tính thep trạng thái giới hạn sử dụng
Phân tích đàn hồi thường được sử dụng để tính toán độ võng của bản theo rạng thái
giới hạn sử dụng. Trong trường hợp này sử dụng giá trị độ cứng trung bình khi nứt và
không nứt. Trượt biên có thể được xét đến. Trong một tiết diện nơi bê tông chịu kéo
được xem như bị nứt, như tiết diện hình 20, moement quán tính I
cc
được tính:
( )
pcpp
c
c
c
cc
IxdA
n

x
bx
n
bx
I +-+
÷
ø
ö
ç
è
æ
+=
2
2
3
2
12
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-+= 1
2
1
p
pp

c
nA
bd
b
nA
x
I
p
- moment quán tính của thép tấm định hình
n – hệ số tính đổi
x
c
– vị trí trục trung hòa dẻo đến mặt trên của bản tính theo công thức
(24)
(23)
49
5. Kiểm tra tiết diện
( )
pupp
p
ut
pmpm
c
uc
c
cu
IxdA
h
xh
n

hb
n
hb
n
h
xbh
n
bh
I +-+
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
++
÷
ø
ö
ç
è
æ
-
+=
2
2
3
2

3
212
2
12
Tiết diện chịu moment dương, xem bê tông trong miền chịu kéo không nứt, I
cc
tính theo:
(25)
Với x
u
= ∑A
i
z
i
/ ∑A
i
là vị trí trục trung hòa đàn hồi đối với mặt trên của bản.
Hệ số tính đổi
÷
ø
ö
ç
è
æ
+
==
3
2
1
'

cm
cm
a
m
a
E
E
E
E
E
n
(26)