CHƯƠNG 4 SÀN LIÊN HỢP THÉP - BÊ TÔNG

CHƯƠNG 4
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

34

1. CẤU TẠO
Sàn liên hợp sử dụng phổ biến trong nhà cao tầng bao gồm các thành phần: tấm
thép tôn định hình, cốt thép và bê tông đổ tại chỗ. Sự làm việc của sàn liên hợp thép –
bê tông là nhờ vào sự tiếp xúc giữa bê tông và thép.


Hình 4.1. Sàn liên hợp với tấm tôn hình bằng thép
Sàn liên hợp thép – bê tông là bản sàn một phương, các bản sàn gác lên các dầm
phụ được đỡ bởi các dầm chính đặt vuông góc với dầm phụ và gác lên các cột. Tùy
theo ô bản lớn hay bé mà sử dụng thanh chống trong quá trình thi công, các ô bản có
nhịp nhỏ hơn 3.5m thì không cần sử dụng thanh chống.
Cốt thép trong bản liên hợp được dùng để :
- Phân phối tải trọng
- Gia cường cục bộ tại các lỗ mở của bản
- Chống cháy, chịu Mômen âm phía trên và khống chế vết nứt do co ngót của bê
tông.
Vai trò của tấm tôn :
- Đóng vai trò là sàn công tác trong quá trình thi công
- Đóng vai trò là cốp pha vĩnh cữu cho cho sàn liên hợp
- Đóng vai trò là cốt thép lớp dưới của bản sàn liên hợp khi bê tông đã đông cứng.
Yêu cầu cấu tạo :
- Chiều dày sàn liên hợp từ 10 – 40 cm;
- Chiều dày của tấm tôn từ 0,75 – 1,0 mm, chiều cao từ 40 – 80 mm;

- Có lớp mạ kẻm mỏng ở 2 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.

Hình 4.2. Các loại sàn liên hợp
- Giới hạn đàn hồi của tấm tôn khoảng 300 N/mm
2
;
- Chiều dày của toàn bộ sàn liên hợp là h, không được nhỏ hơn 80mm. Chiều dày
của riêng phần bê tông h
c
trên các sườn của tấm tôn không được nhỏ hơn 40 mm để
tránh sự phá hoại giòn và đảm bảo lớp bảo vệ cho cốt thép. Nếu sàn làm việc liên
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

35

hợp với dầm hoặc sử dụng như vách cứng, chiều dày tổng thể h không được nhỏ
hơn 90 mm và h
c
không được nhỏ hơn 50 mm.
- Kích thước tiêu chuẩn của cốt liệu trong bê tông phụ thuộc vào kích thước nhỏ nhất
của cấu kiện và không được lớn hơn giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau :
 0,4h
c

 b
0
/3 , với b
0

là chiều rộng trung bình của sườn tấm tôn;
 31,5 mm (kích thước mắt sàn rây cốt liệu)

Hình 4.3. Các kích thước của sàn và tấm tôn
- Yêu cầu đối với gối tựa : gối tựa của sàn liên hợp phải có bề rộng nhỏ nhất là
75mm đối với các loại khối thường như dầm thép hoặc dầm bê tông và 100mm đối
với các loại gối ít gặp như gạch đá.
Các dạng liên kết giữa tấm tôn thép với bê tông :

(a) Liên kết cơ học

(b) Liên kết bằng chốt
neo

(c) Liên kết ma sát

(d) Liên kết bằng cách
làm biến dạng sóng
tôn
Hình 4.4. Các dạng liên kết điển hình trong sàn liên hợp

2. SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢN LIÊN HỢP
2.1. Ba dạng làm việc của bản liên hợp
- Tương tác hoàn toàn : không có trượt giữa thép và bê tông ở 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.
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

36

- Tương tác một phần : trượt bé, lực cắt truyền một phần, tải tới hạn P
u
có giá trị
trung gian giữa hai trường hợp trên, phá hoại giòn hoặc dẻo.

2.2. Độ cứng của bản liên hợp

Hình 4.5. Sự làm việc của sàn liên hợp
Độ cứng của sàn liên hợp :
- Thể hiện bằng phần đầu của đường cong P – δ.
- Độ cứng lớn nhất ứng với tương tác hoàn toàn.
- Ba dạng liên kết giữa thép và bê tông :
 Liên kết lý hóa : bé nhưng luôn tồn tại trong tấm tôn 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 thuộc vào
hình dáng mặt tiếp xúc giữa thép và bê tông.

2.3. Các dạng phá hoại
- Dạng phá hoại I : Phá hoại do Mômen dương xảy ra tại giữa nhịp, xảy ra với
những nhịp sàn lớn có bậc liên kết cao giữa thép và bê tông. Phá hoại theo tiết diện
loại I.
- Dạng phá hoại II : Phá hoại do trượt ngang, xảy ra khi liên kết giữa thép và bê tông
đạt tới khả năng chịu lực giới hạn. Phá hoại theo tiết diện II dọc theo chiều dài
trượt L
s

.
- Dạng phá hoại III : Phá hoại do lực cắt đứng tại vị trí gối tựa, xảy ra với bản có
chiều dày lớn, nhịp ngắn và chịu tải nặng. Phá hoại xảy ra theo tiết diện III.

Hình 4.6. Tiết diện phá hoại của sàn liên hợp
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

37

3. KIỂM TRA Ở GIAI ĐOẠN THI CÔNG
3.1. Sơ đồ tính
Do tính toán theo bản một phương nên cắt một dải có bề rộng 1m để tính, xem tấm
tôn thép như dầm liên tục nhiều nhịp có mômen quán tính không đổi theo chiều dài
nhịp.

3.2. Phân tích nội lực và mômen
Theo Eurocode 4, phân tích đàn hồi tuyến tính được sử dụng do tấm tôn thuộc
loại cấu kiện thành mỏng, dễ bị mất ổn định ngay trong giai đoạn đàn hồi, khi tấm tôn
thép được xem như liên tục, độ cứng chống uốn là không đổi dọc theo chiều dài của
tấm tôn và bỏ qua sự thay đổi độ cứng do mất ổn định cục bộ của thành tấm tôn tại
những vùng chịu nén.
Mômen quán tính được tính với toàn bộ tiết diện ngang của tấm tôn.
Sự đơn giản hóa chỉ được dùng cho phân tích đàn hồi tổng thể.

3.3. Trạng thái giới hạn tới hạn
3.3.1. Tải trọng
Khi làm việc như sàn công tác, coppha sàn, tấm thép tôn chịu các tải trọng
- Trọng lượng bê tông ướt và tấm tôn thép
- Tải trọng thi công
- Tải thiết bị nếu có

- Tải trọng bê tông tăng lên do sóng tấm tôn thép võng xuống và bê tông ướt trong
quá trình thi công
Theo Eurocode 4 , trong phạm vi diện tích bất kỳ 3m x 3m (hoặc là nhỏ hơn
3m), để kể đến tác động của tải trọng thi công và trọng lượng dư ra của bê tông, tải
trọng sẽ lấy bằng 1,5 kN/m
2
, phần diện tích còn lại chịu tác động của tải trọng có giá
trị là 0,75 kN/m
2
, các tải trọng này được bố trí sao cho xuất hiện mômen uốn và lực cắt
lớn nhất.


Mômen ở giữa nhịp
Mômen ở gối tựa
(a) Tải trọng thi công 1,5 kN/m
2

(b) Tải trọng thi công 0,75 kN/m
2

(c) Trọng lượng bản thân tấm tôn
Hình 4.7. Tải trọng tác dụng lên tấm tôn thép

3.3.2. Kiểm tra khả năng chịu lực
M
Sd
≤ M
Rd
Với M

Sd
là giá trị mômen do tải trọng gây ra;
M
Rd
là giá trị mômen đặc trưng cho khả năng chịu uốn của tiết diện .
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

38


Khả năng chịu uốn của tiết diện
yp
Rd
ap
eff
W
M f



Trong đó:
f
yp
: giới hạn chảy của tấm tôn thép
W
eff
: là mômen kháng uốn hữu hiệu của tiết diện tôn thép
γ
ap
: hệ số an toàn của tấm tôn thép , lấy bằng 1,1

Trong luận văn này, cũng như trong thiết kế thực tế, sử dụng tấm tôn thép của
hãng sản xuất TATA Steel, có cung cấp đầy đủ số liệu các giá trị M
Rd
và mômen quán
tính I
p
của tấm tôn thép.

3.4. Trạng thái giới hạn sử dụng
Độ võng tấm tôn dưới tải trọng bản thân và bê tông ướt, không kể đến tải thi
công không được vượt quá L/180 hoặc 20mm, với L là nhịp tính toán của tấm tôn.
Nếu độ võng δ giữa nhịp của tấm tôn dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và
bê tông ướt, 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 do bản võng phải được xét đến, bằng các giả định trong khi tính toán, chiều dày
của bê tông được tăng lên trên toàn nhịp là 0,7.
Độ võng tấm tôn xác định theo công thức
4
5
384
ap
pL
EI
k



Trong đó:
L: nhịp của tấm tôn thép (bằng khoảng cách giữa các gối)
p: tải trọng tính toán.

I
p
: Mômen quán tính hữu hiệu (mm
4
/m)
E
a
: module đàn hồi của thép lấy bằng 210 000 N/mm
2
k : hệ số lấy như sau
 k = 1 đối với tấm tôn tựa đơn trên 2 gối tựa
 k = 0,41 đối với tấm tôn liên tục 2 nhịp bằng nhau (3 gối)
 k = 0,52 đối với tấm tôn liên tục 3 nhịp bằng nhau
 k = 0,49 đối với tấm tôn liên tục 4 nhịp bằng nhau
Trong luận văn này, để đơn giản cho việc tính toán, sẽ dùng chương trình
SAP2000 mô phỏng dầm liên tục để tính toán ra nội lực M
Sd
và độ võng δ để so sánh
với sức kháng mômen và độ võng cho phép.

4. KIỂM TRA Ở GIAI ĐOẠN LIÊN HỢP
4.1. Sơ đồ tính
Giống như ở giai đoạn thi công

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

39

4.2. Phân tích nội lực và mômen
Có các phương pháp phân tích sau :

- Phân tích tuyến tính không có sự phân phối lại mômen tại gối trung gian nếu xét
đến ảnh hưởng do nứt bê tông.
- Phân tích tuyến tính có sự phân phối lại mômen tại gối trung gian (giới hạn
30%) nếu không xét đến ảnh hưởng do nứt bê tông.
- Phân tích dẻo cứng miễn là tiết diện có đủ khả năng xoay tại nơi có xoay dẻo.
- Phân tích đàn dẻo kể đến đặc trưng phi tuyến của vật liệu.
Phân tích tuyến tính thích hợp cho trạng thái giới hạn tới hạn và trạng thái giới
hạn sử dụng.
Phân tích dẻo sử dụng cho trạng thái giới hạn tới hạn.
Bản liên tục có thể được thiết kế như một chuỗi nhịp đơn giản, tuy nhiên cần bố
trí cốt thép trên các gối tựa trung gian để đảm bảo sự làm việc hợp lý trong quá trình
sử dụng.
Đối với tải đường thẳng vuông góc với nhịp sàn, bề rộng hiệu quả là bề rộng
của sàn. Đối với tải tập trung hoặc tải đường thẳng song song với nhịp sàn, tải xem
như phân bố trên bề rộng hiệu quả nhỏ hơn bề rộng của sàn (phần tính toán sẽ đề cập ở
phần sau), cần bố trí thép ngang để đảm bảo tải đường hoặc tải tập trung phân bố đều
trên bề rộng hiệu quả, cốt thép ngang này xem như cốt thép gia cường được thiết kế
theo Eurocode 2 để chịu mômen uốn. Nếu hoạt tải tiêu chuẩn không vượt quá 7,5 kN
đối với tải tập trung và 5kN/m
2
đối với tải phân bố thì đặt cốt thép ngang theo cấu tạo,
diện tích cốt thép ngang > 0,2% diện tích phần bê tông phí trên sườn của tôn thép và
kéo dài hơn bề rộng hiệu quả.

4.3. Trạng thái tới hạn giới hạn
4.3.1. Tải trọng
Kiểm tra sàn theo trạng thái làm việc liên hợp sau khi bê tông đóng rắn và đã
tháo bỏ tất cả các thanh chống tạm thời (nếu có), các tải trọng được xét đến:
- Trọng lượng bản thân (tôn, cốt thép, bê tông);
- Các tải trọng thường xuyên khác (trọng lượng các cấu kiện không chịu lực);

- Phản lực thay đổi do dỡ bỏ các thanh chống (nếu có) trong quá trình đổ bê tông;
- Do tác dụng của từ biến, co ngót, chuyển vị gối tựa;
- Tác động của khí hậu (nhiệt độ, gió …) tùy từng trường hợp;
- Tác dụng của tải trọng sử dụng.
Trong tính toán nhà thông thường, người ta không kể sự thay đổi nhiệt độ vào
trong tính toán.

4.3.2. Kiểm tra khả năng chịu mômen dương của sàn liên hợp, dạng phá hoại I
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.
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

40

Kiểm tra ULS, ứng suất trong thép là giới hạn chảy tính toán
yp
ap
f

, ứng suất
trong bê tông là cường độ tính toán
0,85
ck
c
f

và ứng suất trong cốt thép bổ sung là

cường độ tính toán
sk
s
f


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

Trường hợp 1 :Trục trung hòa dẻo nằm trên tấm tôn thép

Hình 4.8. Biểu đồ ứng suất chịu mômen dương khi trục trung hòa dẻo nằm trên
tấm tôn thép
Bỏ qua khả năng chịu lực của bê tông trong vùng chịu kéo
Chiều cao vùng bê tông chịu nén từ phương trình cân bằng hợp lực kéo trong
tấm tôn N
p
, và lực nén trong bê tông N
cf

0,85
p yp
ap
pl
ck
c
Af
x

bf





d
p
: khoảng cách từ đỉnh sàn đến trọng tâm tấm thép tôn
Cánh tay đòn z = d
p
– 0,5x
pl

Cân bằng mômen ta có : M
Rd
= N
p
z
Khả năng chịu momen dương
2
yp pl
p p p
Rd
ap
x
f
M N z A d





  

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

41

A
p
: diện tích tính toán tiết diện tấm thép tôn không kể đến lớp mạ kẽm 2x0.02 (mm) và
những phần lồi lõm do chế tạo.
Trường hợp 2 :Trục trung hòa dẻo nằm trong tấm tôn thép

Hình 4.9. Biểu đồ ứng suất chịu mômen dương khi trục trung hòa dẻo nằm trong
tấm tôn thép
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 kéo.
Hình 4.9 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
p,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 cặp lực cân bằng trong thép tấm định hình.
Moment tương ứng M
pr
được gọi là moment dẻo giảm yếu của thép tấm, và phải được
cộng thêm N
cf
.z.
Moment kháng uốn: M
p,Rd
= N
cf
.z + M
pr

Lực nén trong bê tông:
0,85
ck
cf c
c
f
N bh



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.
1,25. 1
cf
p yp
pr pa pa
ap
N
Af
M M M








  

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

42


Hình 4.10. Đường cong thực nghiệm thể hiện mối quan hệ giữa M

pa
và M
pr

Khả năng chịu uốn tính toán
 
,
0.5
/
ps Rd cf pr
cf
c p p
p yp ap
M N z M
N
z h h e e e
Af


    

Trong đó:
ep: khoảng cách từ trục trung hòa dẻo đến mép dưới tấm tôn
e: khoảng cách từ trọng tâm tấm tôn đến mép dưới tấm tôn.

4.3.3. Kiểm tra khả năng chịu mômen âm của sàn liên hợp, dạng phá hoại I
- 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 kéo.

- Chỉ các thanh thép trong bản chịu kéo khi chịu moment âm. Sức kháng âm bằng
f
ys
/γ
s
đối với cốt thép .
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

43


Hình 4.11. Biểu đồ ứng suất chịu mômen âm của tiết diện
Khả năng chịu lực của các thanh cốt thép
s ys
s
s
Af
N



Hợp lực trong bê tông xấp xỉ bằng
0,85
ck
c c pl
c
f
N b x



Với b
c
là bề rộng của vùng bê tông chịu nén lấy bằng bề rộng trung bình của
sườn bê tông trên 1m.
Ta xác định được
0,85
ys
s
s
pl
ck
c
c
f
A
x
f
b




Cánh tay đòn z
2
pl
x
z h a  

Với:

h : bề dày sàn
a : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mặt trên sàn
Mômen kháng uốn của tiết diện
,
s ys
pl Rd
s
Af
Mz




4.3.4. Kiểm tra khả năng chịu cắt dọc (Longitudinal Shear) của sàn liên hợp,
dạng phá hoại II
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
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

44

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 hoặc dẻo thì quan hệ không đơn giản vả phương
pháp m-k được sử dụng.
Theo Eurocode 4, lực cắt đứng lớn nhất V
t,Sd
đối với sàn có bề rộng b, bị giới
hạn bởi khả năng chịu cắt dọc V
L,Rd
được cho bởi công thức :
,
1
p
L Rd p
s VS
A
V bd m k
bL







Với:
k và m (N/mm
2
) là hệ số nhận được từ các thí nghiệm thực tiêu chuẩn, nó phụ thuộc
vào hình dạng tấm tôn thép, kích thước và tiết diện bản sàn và thường được cho bởi
nhà sản suất tấm tôn thép.
γ
VS
là hệ số an toàn khi tính lực cắt V
L,Rd
và γ
VS
= 1,25.
Chiều dài đoạn chịu cắt L
s
phụ thuộc vào dạng chất tải :
Đối với bản đơn giản 2 gối tựa
- Với tải phân bố đều trên toàn nhịp L, L
s
= L/4
- Với tải tập trung, L
s
là khoảng cách giữa vị trí tải trọng và gối tựa gần nhất.
- Với tải bất kỳ, L
s
được tính theo nguyên tắc được minh họa trong ví dụ sau :

Hình 4.12. Ví dụ tính toán chiều dài L
s

Trong hình 4.12 (a), sàn chịu tải phân bố đều w và tải trong tập trung có giá trị
wL, biểu đồ lực cắt của sàn cho ở hình 4.12 (b).
Thiết lập biểu đồ lực cắt mới cho bản sàn chỉ chịu 2 tải trọng tập trung đối xứng
sao cho có cùng giá trị phản lực ở hai gối tựa hình 4.12 (c), sau đó cân bằng diện tích
biểu đồ lực cắt từng phần âm dương tương ứng với biểu đồ gốc hình 4.12 (b).
Trong hình 4.12 (c), diện tích mỗi phần là 3wL
2
/8, từ đó suy ra vị trí đặt tải
trọng tập trung chính là chiều dài L
s
, cụ thể ở đây là 3L/8.
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

45

Đối với bản liên tục
- Eurocode 4 điều 9.7.3(6) cho phép sử dụng nhịp tĩnh định tương đương đối với
bản liện tục để xác định đoạn chịu cắt L
s
, chiều dài nhịp L xác định như sau:
 0,8L cho nhịp giữa
 0,9L cho nhịp biên.
Nếu khả năng chịu lực cắt dọc không đủ, có thể tăng khả năng chịu lực bằng
cách sử dụng một số dạng neo, chẳng hạn như chốt chịu cắt hoặc làm biến dạng cục bộ
tấm tôn thép định hình.
Các dạng phá hoại phụ thuộc vào nhịp của sàn

Hình 4.13. Các dạng phá hoại phụ thuộc vào nhịp sàn

4.3.5. Kiểm tra khả năng chịu cắt đứng (Vertical Shear) của sàn liên hợp, dạng
phá hoại III
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
0
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
0
, 1 2

v Rd p Rd
b
V d k k
b


Với:
b
0
: bề rộng trung bình sườn tấm tôn (bề rông nhỏ nhất với loại tôn dập lõm hay sườn
đóng).
b : bề rộng bước sóng
τ

Rd
: cường độ chịu cắt lấy bằng 0,25f
ctk
/γ
c
f
ctk
xấp xỉ 0,7 cường độ chịu kéo trung bình của bê tông f
ctm
k
1
= (1,6 – d
p
) ≥ 1 với d
p
tính bằng m
k
2
= 1,2 + 40ρ với ρ =
0
p
p
A
bd

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

46

A

p
: diện tích tôn thép chịu kéo nằm trong bề rộng b
0

d
p
: khoảng cách từ trục trọng tâm tấm tôn thép đến mép trên sàn

Hình 4.14. Phá hoại cắt trong bê tông

4.4. Trạng thái tới hạn sử dụng
4.4.1. Độ võng
Các giá trị giới hạn được kiến nghị trong EC3 là:
- L/250 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 quy
đổi
a
c
E
n
E

đối với tác động dài hạn và tác động ngắn hạn.

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.
Trên một tiết diện nơi bê tông chịu kéo xem như bị nứt trong vùng mômen âm,
moement quán tính I
cc
được tính theo công thức
 
2
3
2
2
12
c
c
c
cc p p c p
x
bx
bx
I A d x I
nn



    

Với:
I
p

: mômen quán tính của tấm tôn thép.
n : hệ số qui đổi lấy trung bình của tác dụng ngắn hạn và dài hạn
'
1
23
aa
cm
cm
cm
EE
n
E
E
E






x
c
: vị trí trục trung hòa tính từ mặt trên của sàn, tính theo công thức :
2
11

  




pp
c
p
nA bd
x
b nA

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

47

Trên tiết diện mà phần bê tông xem như không bị nứt, mômen quán tính I
cu
có
thể được tính theo công thức sau
 
2
2
3
3
2
2
12 12 2





        



c
cu
m p m p p
c
cu u p p u p
h
bh x
b h b h h
bh
I h x A d x I
n n n n

Với:
I
p
: mômen quán tính của tấm tôn thép
n : hệ số qui đổi lấy trung bình của tác dụng ngắn hạn và dài hạn
'
1
23
aa
cm
cm
cm
EE
n
E
E
E







x
u
: vị trí trục trung hòa tính từ mặt trên của sàn, tính theo công thức :
2
22

  






p
c
m p p p
ii
u
i c m p p
h
h
b b h h nA d
Az
x

A bh b h nA

Mômen quán tính trung bình
2
cc cu
m
II
I




4.4.2. Trượt biên
- 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 tải trọng gây ra trượt biên vượt 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.

4.4.3. Nứt bê tông
- Bề 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 qui 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
SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

48

5. LƯU ĐỒ

THIẾT KẾ SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

KIỂM TRA Ở GIAI ĐOẠN THI CÔNG


Bắt đầu
A
Giả thiết tấm tôn
thép, kích thước
sàn và cốt thép lưới
Đặc trưng tiết
diện
Kiểm tra trong giai
đoạn thi công
Kiểm tra trong giai
đoạn liên hợp
Kết thúc
Bắt đầu
Tính giá trị mômen
do tải trọng tác
dụng M
Sd

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

49

KIỂM TRA Ở GIAI ĐOẠN LIÊN HỢP


Trở lại
δ ≤ δ
max
A
No
Yes
Bắt đầu

Tính giá trị mômen
do tải trọng tác
dụng M
Sd

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

50