Dánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép theo TCVN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯƠNG VĂN BẰNG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ
TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN 5574-2012 VÀ MỘT
SỐ TIÊU CHUẨN KHÁC

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân
dụng và công nghiệp
Mã số: 60 58 02 08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN ANH THIỆN

Phản biện 1: PGS. TS. TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Phản biện 2: TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sỹ Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công
nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 27 tháng
01 năm 2018.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách Khoa.
- Thư viện khoa Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và
công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng.


--1-Phần 1: PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tên đề tài
Đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép theo TCVN
5574-2012 và một số tiêu chuẩn khác.
2. Tính cấp thiết của đề tài:
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hiện hành của Việt
Nam TCVN 5574-2012, cũng là một trong những tiêu chuẩn đề cập khá
kỹ về vấn đề khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép. Tuy nhiên khi
đưa ra quan niệm tính toán và các yếu tố ảnh hưỡng đến khả năng chịu
cắt của dầm bê tông cốt thép, mỗi tiêu chuẩn đều có sự khác biệt rất lớn,
từ đó sẽ có kết quả sai lệch rất nhiều giữa các bộ tiêu chuẩn với nhau.
Xuất phát từ thực tế đó, trong luận văn này tác giả chọn đề tài
“Đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép theo TCVN
5574-2012 và một số tiêu chuẩn khác” nhằm giúp cho chúng ta có cái
nhìn tường minh hơn về quan niệm tính toán, các yếu tố ảnh hưởng đến
việc xác định khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép, của tiêu
chuẩn TCVN 5574-2012 và một số tiêu chuẩn khác hiện hành.
3. Mục đích nghiên cứu của đề tài:
- Dựa trên cơ sở lý thuyết tính toán khả năng chịu cắt của dầm, theo
các tiêu chuẩn đang được áp dụng, tìm ra những đặc điểm khác biệt về
quan niệm tính tính toán, các yếu tố ảnh hưỡng đến khả năng chịu cắt
của bê tông và thép đai trong dầm bê tông cốt thép.

- So sánh, đánh giá khả năng chịu lực cắt của dầm, theo các tiêu
chuẩn nhằm giúp ta có cái nhìn tổng thể hơn khi tính toán các cấu kiện
chịu uốn, khi lựa chọn tính toán theo các bộ tiêu chuẩn hiện hành.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu, so sánh khả năng chịu lực cắt
của dầm bê tông cốt thép giữa một số tiêu chuẩn thiết kế.


--2-- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán, các yếu
tố ảnh hưởng đến khả năng chịu lực cắt của dầm bê tông cốt thép, tiêu
chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2012, tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 314-14,
tiêu chuẩn châu Âu Eurocode EN 1992-1-1:2004, tiêu chuẩn Anh BS
8110-1:1997.
5. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết, tính toán, phân tích và so sánh đánh giá kết
quả thiết kế giữa các tiêu chuẩn.
6. Nội dung nghiên cứu:
Nghiên cứu tổng hợp cơ sở lý thuyết tính toán khả năng chịu cắt
trên dầm bê tông cốt thép, xây dựng trình tự các bước tính toán theo các
tiêu chuẩn, trình bày nội dung nghiên cứu lý thuyết tính toán và so sánh
kết quả đánh giá khả năng chịu cắt thiết kế của dầm bê tông cốt thép có
cốt thép ngang chịu cắt, theo các tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 55742012, tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318-14, tiêu chuẩn châu Âu Eurocode
EN 1992-1-1:2004, tiêu chuẩn Anh BS 8110–1:1997, với nội dung sau :
- Quy trinh tính toán khả năng chịu lực cắt của dầm chịu uốn, tiết
diện chữ nhật.
- Khảo sát trên một ví dụ dầm đơn giản có tiết diện chữ nhật, chịu
lực phân bố đều.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt bê tông
không cốt thép.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt cốt thép

ngang.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt của dầm
khi cốt thép đai.
- So sánh, đánh giá việc tính toán khả năng chịu lực cắt của dầm
theo các tiêu chuẩn khi thay đổi cấp độ bền bê tông, tỷ lệ lực dọc, hàm


--3-lượng cốt thép dọc và hàm lượng thép đai chịu cắt trong dầm, nhằm
giúp cho người thiết kế có cái nhìn tổng thể hơn khi tính toán các cấu
kiện chịu uốn..
6. Bố cục luận văn:
Phần 2: NÔI DUNG LUẬN VĂN: Phần nội dung được trình bày
gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan cơ sở lý thuyết dầm bê tông cốt thép
Chương 2: Tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép
theo một số tiêu chuần hiện hành.
Chương 3: Ví vụ tính toán và nhận xét đánh giá
Phần 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
2. Kiến nghị
Phần 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO


--4-Phần 2: NỘI DUNG LUẬN VĂN
Chương 1. TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT DẦM BÊ TÔNG
CỐT THÉP
1.1. Đặc điểm cấu tạo dầm bê tông cốt thép.
1.1.1. Hình dạng kích thước tiết diện dầm bê tông cốt thép.
1.1.2. Cấu tạo của cốt thép trong dầm bê tông cốt thép.
1.2. Tính chất cơ lý của vật liệu (cốt thép).

1.2.1. Đặc trưng cơ học.
1.2.2. Phân loại cốt thép.
1.3. Các hình thức phá hoại của dầm theo tiết diện nghiêng.
1.3.1. Phá hoại do dầm chịu mô men uốn.
1.3.2. Phá hoại do dầm chịu ứng suất kéo chính (lực cắt).
1.3.3. Phá hoại do dầm chịu uốn cắt.
1.4. Sự làm việc của cấu kiện chịu cắt (dầm bê tông cốt thép).
1.4.2. Các dạng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép.
1.4.3. Sự làm việc của dầm bê tông sau khi nứt nghiêng.
1.5. Mô hình tính toán khả năng chịu lực của dầm trên tiết diện
nghiêng.
1.5.1. Mô hình giàn với thanh xiên nghiêng góc 45.
1.5.2. Mô hình giàn với góc nghiêng xoay.
1.5.3. Mô hình giàn với góc nghiêng thay đổi.
1.5.4. Mô hình giàn có kể đến ma sát giữa các vết nứt.
1.6. Kết luận và nhận xét cơ sở lý thuyết sự làm việc của dầm.


--5-Chương 2. TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM BÊ
TÔNG CỐT THÉP THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN HIỆN HÀNH
2.1. Tính toán khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5574-2012.
2.1.1. Điều kiện tính toán.
2.1.2. Điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt xiên.
2.1.3. Điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng.
2.2. Tính toán khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI
318 – 2014.
2.2.1. Khả năng chịu cắt của bê tông.
2.2.3. Khả năng chịu cắt của cốt đai.
2.3.3. Quy trình tính toán thép đai.

2.3. Tính toán khả năng chịu cắt của dầm theo tiêu chuẩn Eurocode
EN 1992 - 1-1: 2004.
2.3.1. Khả năng chịu cắt của bê tông.
2.3.2. Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng.
2.3.3. Tính toán cốt đai.
2.4. Tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông trong dầm theo tiêu
chuẩn BS 8110-1: 1997.
2.4.1. Khả năng chịu cắt của bê tông.
2.4.2. Khả năng chịu cắt của thép đai.
2.4.3. Khả năng chịu cắt của dầm khi có thép đai.
2.5. Trình tự các bước tính toán khả năng chịu cắt của dầm theo
các tiêu chuẩn.
Sự làm việc của dầm bê tông cốt thép chịu cắt là hiện tượng phức
tạp, do đó việc thiết kế theo lực cắt trong các tiêu chuẩn BTCT được
đơn giản hóa.


--6-Theo TCVN 5574-2012 (TCVN 5574), việc thiết kế hay xác định
khả năng chịu cắt của tiết diện là xác định hình chiếu tiết diện nghiêng
nguy hiểm nhất C0 trên trục hoành. Giá trị C0 dựa trên việc cực tiểu hóa
khả năng chịu cắt của cả bê tông và cốt đai và được hạn chế trong
khoản h0 đến 2h0 (tương đương với góc nghiên từ 260 đến 450).
Theo ACI 318-14 (ACI 318), tính toán trên tiết diện nghiêng được
thực hiện với giả thiết góc nghiêng của vết nứt là 450 kể từ tiết diện cần
tính toán.
Theo EN 1992-1-1:1992 (EN 1992), tính toán theo lực cắt dựa trên
mô hình dàn với góc nghiêng vết nứt thay đổi từ 220 đến 450.
Khả năng chịu cắt của dầm BTCT theo tiêu chuẩn BS 8110-1:1997
(BS 8110) được thiết kế dựa trên mô hình giàn góc nghiêng 45o.
Trị số góc nghiêng phụ thuộc vào tải trọng tác dụng, trong trường

hợp có tác động động đất nó được lấy 450. Bên cạnh sự khác biệt về giá
trị về góc nghiêng, θ, trị số của khả năng chịu cắt của bê tông cũng là
một yếu tố có khác biệt lớn.
Vậy các tiêu chuẩn có các cách tiếp cận khác nhau khi thiết kế chịu
lực cắt, đầu tiên các bước thiết kế theo các tiêu chuẩn sẽ được tóm tắt,
sau đó các sự khác biệt giữa chúng được trình bày, một số liên hệ giữa
việc tính toán và bản chất cơ lý của hiện tương cũng được nhận xét.
2.5.1. Xây dựng trình tự tính toán khả năng chịu cắt cho dầm theo
tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 (TCVN 5574).
Bước 1: Xác định số liệu tính toán và giá trị lực cắt Q (tại vị trí lực cắt
lớn nhất)
Bước 2: Kiểm tra điều kiện phá hoại giòn bê tông vùng nén (điều kiện
hạn chế) Q ≤ 0.3 φw1φb1Rbbh0 với giả thiết cấu tạo của cốt đai.
Trong đó:


--7-w1  1  5

ES ASw
Eb bs

b1  1   Rb
Bước 3: Xác định khả năng chịu cắt của bê tông không xét cốt đai
a) Xét trường hợp không có sự tham gia của lực dọc trong dầm
Để đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối với vết nứt
xiên nguy hiểm nhất theo điều kiện:
Q

b 4 (1  n ) Rbt bh02

(2.1)

C

Với:  (1   ) R bh2  b 4 (1  n ) Rbt bh0  2,5R bh
b3
n
bt
0
b
0
C
C: Tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất, thay C= C0 và h0 ≤ C0 ≤ 2h0.
2

b) Xét trường hợp có sự tham gia của lực nén dọc trong dầm
Xét trường hợp “Tỷ lệ lực dọc”/“Khả năng chịu lực nén của tiết
diện dầm”
Khi N là lực nén, tính φn theo công thức (2.2);
n 

0,1N
 0,5
Rbt bh0

Khi N là lực kéo, tính φn theo công thức (2.3:
0, 2 N
n  
 0,8
Rbt bh0

Bước 4: Xác định khả năng chịu cắt của cốt đai
R A
Qs  Sw Sw C0  qSw C0
s

(2.2)

(2.3)

(2.19)

Bước 5: Khả năng chịu cắt của dầm BTCT là
Q ≤ Qb + Qs
2.5.2. Xây dựng trình tự tính toán khả năng chịu cắt cho dầm theo
tiêu chuẩn ACI 318-14 (ACI 318).
Bước 1: Giá trị lực cắt tại các tiết diện nguy hiểm và số liệu tính toán
Bước 2: Xác định khả năng chịu lực cắt của bê tông không xét cốt đai


--8-Khả năng chịu cắt của dầm theo phải thoả mãn điều kiện:
Vu  Vn
a) Xét trường hợp không có sự tham gia của lực dọc trong dầm

 Vd
(2.21)
Vc  1,9 f c,  2500 w u  b w d  3,5 f c, b w d
M
u



b) Xét trường hợp có sự tham gia của lực dọc trong dầm
Khi lực dọc là lực nén:
Vc  2(1 

Nu
) f c, b w d
2000Ag

Vc  2(1 

Nu
) f c, b w d
500Ag

(2.26)

Khi lực dọc là lực kéo:
(2.27)

c) Xét trường hợp có sự tham gia của cốt thép dọc trong dầm

 Vd
Vc  1,9 f c,  2500 w u  b w d  3,5 f c, b w d
Mu 


Bước 3: Xác định cường độ chịu cắt do cốt đai:
Trong trường hợp các thép đai bố trí thẳng đứng, giá trị Vs được xác
định theo biểu thức sau:

Vs 

A vf yd
s

(2.30)

Bước 4: Xác định: Vn = Vc + Vs
2.5.3. Xây dựng trình tự tính toán khả năng chịu cắt cho dầm theo
tiêu chuẩn Eurocode EN 1992-1-1:2004 (EN 1992).
Bước 1: Giá trị lực cắt VEd tại tiết diện cần kiểm tra tiết diện nguy hiểm,
số liệu tính toán.
Bước 2: Xác định khả năng chịu cắt của dầm không có cốt thép ngang:
VRd,c  CRd,c k(1001fck )1/3  k1cp  b w d  VRd,c min
(2.39)
Vớí

VRd,c min  (0,035k 3/2fck1/2  k1cp )b w d
VRd,c = Max (VRd,c; VRd,cmin)

(2.40)


--9-a) Xét trường hợp không có sự tham gia của lực dọc trong dầm
cp : Ứng suất trong bê tông (MPa), khi không có lực dọc lấy =0
b) Xét trường hợp có sự tham gia của lực dọc trong dầm
cp: Ứng suất trong bê tông (MPa).
Nếu VEd ≤ VRd,c , không cần tính cốt đai, bố trí cấu tạo.
c) Xét trường hợp có sự tham gia của cốt thép dọc trong dầm

1 : Hàm lượng cốt thép chịu kéo;
Bước 3: Xác định khả năng chịu cắt của cốt đai trong dầm .

VRd , s 

Asw
Zf ywd cot 
s

(2.44)

Bước 4: Khả năng chịu cắt của dầm:
VEd = min(VRd,max; VRd,s)
VRd,max 

1fcd b w z
cot   tan 

2.5.4. Xây dựng trình tự tính toán khả năng chịu cắt cho dầm theo
tiêu chuẩn BS 8110-1:1997 (BS 8110).
Bước 1: Khả năng chịu cắt của dầm BTCT theo tiêu chuẩn BS 81101:1997 được thiết kế dựa trên mô hình giàn với góc nghiêng 45o.
V
(2.60)
v
 0,8 f cu
bv d
Bước 2: Xác định khả năng chịu cắt của dầm không có cốt thép ngang:
a)

Xét trường hợp không có sự tham gia của lực dọc trong dầm

1

1

0,79  100 As  3  400  4
vc 


 m  bv d   d 

(2.61)

Xét trường hợp có sự tham gia của lực dọc trong dầm

vc'  vc  0, 6

NVh
Ac M

(2.65)

Đối với độ bền đặc trưng của bê tông > 25N/mm2 các giá trị trong
bảng phải nhân với k1 và k2. Với fcu ≤ 40Mpa


--10-Bước 3: Xác định ứng suất cắt của cốt đai trong dầm .

vr 

0,95 Asv f yv

bv Sv

(2.67)

Bước 4: Ứng suất chịu cắt của dầm: v = ≤ vc+ vs
2.6. Kết luận và nhận xét những đặc điểm các yếu tố ảnh hưởng khả
năng chịu cắt của dầm theo các tiêu chuẩn
2.6.1. Nhận xét và đánh giá những đặc điểm.
Ta nhận thấy các tiêu chuẩn có chung quan điểm là khả năng chịu
cắt của dầm bê tông cốt thép, dựa trên cơ sở chịu cắt của bê tông và cốt
thép đai. Tuy nhiên cách tính toán giữa các tiêu chuẩn có sự khác nhau,
khác nhau về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt được kể đến.
Khi xét đến khả năng chịu cắt chủ yếu dựa trên sự làm việc thực
nghiệm để hình thành công thức tính toán khả năng chịu cắt của bê tông
và công thức tính khả năng chịu cắt của thép đai. Các tiêu chuẩn đều kể
đến sự đóng góp của lực dọc trục và tiết diện dầm, vào khả năng chịu
cắt tổng thể của dầm.
2.6.2. Kết luận cơ sở lý thuyết tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến khả
năng chịu cắt của dầm.
Trên cơ sở lý thuyết tính toán khả năng chị cắt của dầm bê tông cốt
thép của các tiêu chuẩn. ta nhận thấy mỗi tiêu chuẩn đều có quan niệm
tính toán dựa trên cơ sở thực nghiệm riêng từng tiêu chuẩn như sau:
Ứng xử của dầm bê tông cốt thép chịu uốn và cắt đã được trình bày
dựa trên tổng hợp một số tài liệu đã xuất bản, theo bốn tiêu chuẩn
TCVN 5574-2012, ACI 318-14, Eurocode EN 1992-1-1:2004 và BS
8110-1:1997 cũng đã được giới thiệu. Thông qua ứng xử của dầm bê
tông cốt thép chịu cắt và việc so sánh bốn tiêu chuẩn này chúng ta có
thể rút ra một số kết luận sau:
Dầm bê tông cốt thép có thể bị phá hoại trên tiết diện nghiêng do sự
kết hợp giữa uốn và cắt. Vết nứt xiên có góc nghiêng thay đổi, tùy thuộc

vào loại tải trọng tác dụng và vào liên kết của dầm. Ứng xử của dầm


--11-phụ thuộc vào khả năng chịu nén trên tiết diện nghiêng và vào khả năng
chịu cắt của dầm trên tiết diện nghiêng đó.
Tiêu chuẩn EC2 bỏ qua sự đóng góp của bê tông cho khả năng chịu
cắt của dầm nhưng góc nghiêng của vết nứt thay đổi tùy thuộc vào tải
trọng. Ngược lại, ACI 318-14, BS 8110-1:1997 và TCVN 5574-2012 có
kể đến sự đóng góp của bê tông khi chịu cắt nhưng góc nghiêng của vết
nứt cố định. Eurocode EN 1992-1-1:2004 là tiêu chuẩn thể hiện rõ nhất
sự làm việc của dầm khi chịu uốn và cắt.
Việc tính toán cốt thép đai của bốn tiêu chuẩn dựa trên việc giả thiết
đường kính cốt thép đai, số nhánh đai của nó rồi tính toán khoảng cách
cần thiết để chịu đủ lực cắt ngoại lực trên tiết diện nghiêng.
Để tiến hành đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép
theo các tiêu chuần. Trong chương 2 tác giả đã tổng hợp và xây dựng
được trình tự tính toán khả năng chịu cắt của bê tông không có cốt
ngang, khả năng chịu cắt của cốt thép ngang và khả năng chịu cắt của
dầm khi xét đến sự làm việc của bê tông và thép ngang chịu cắt.


--12-Chương 3. VÍ DỤ TÍNH TOÁN VÀ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ
3.1. Đặt vấn đề về tính toán cấu kiện dầm chịu cắt
Để tiến hành đánh giá khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép
theo các tiêu chuẩn đã được đề cập trong chương 2, như các tiêu chuẩn
TCVN 5574 của Việt Nam, ACI 318 của Mỹ, EN 1992 và BS 8110, về
cách xác định khả năng chịu cắt của dầm đơn giản.
3.1.1. Các số liệu quy đổi theo các tiêu chuẩn.
3.1.2. Các vấn đề cần đề cập khảo sát đánh giá.
3.2. Ví dụ tính toán .

Cho dầm có sơ đồ như hình vẽ, bê tông B15, thép dọc CII, đai CI, tải
trọng phân bố đều q = 40 (KN/m), cốt đai sử dụng đai 6, đai 2 nhánh.
Yêu cầu: Tính toán khả năng chịu cắt cho dầm, biết dầm có tiết diện
chữ nhật 250x450(mm).

3.2.1. Tính khả năng chịu cắt của dầm theo TCVN 5574-2012.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của bê tông.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của thép đai.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của dầm.
3.2.2. Tính khả năng chịu cắt theo tiêu chuẩn ACI 318-14
- Xác định khả năng chịu lực cắt của bê tông.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của thép đai
- Xác định khả năng chịu lực cắt của dầm.
3.2.3. Tính khả năng chịu cắt theo tiêu chuẩn Eurocode EN
1992-1-1:2004.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của bê tông.


--13-- Xác định khả năng chịu lực cắt của thép đai.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của dầm.
3.2.4. Tính khả năng chịu cắt theo tiêu chuẩn BS 8110-1:1997.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của bê tông.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của thép đai.
- Xác định khả năng chịu lực cắt của dầm.

Hình 3.3. Biểu đồ khả năng chịu cắt của bê tông trong dầm

Hình 3.4. Biểu đồ khả năng chịu cắt của thép đai trong dầm

--14--

Hình 3.5. Biểu đồ khả năng chịu cắt của dầm BTCT
Nhận xét:
- Trong các trường hợp khảo sát các tiêu chuẩn đều không xét đến sự
làm việc của cốt xiên. TCVN 5574-2012, không xét đến trường hợp có
sự tham gia của hàm lượng thép dọc = 0,25% trong dầm, không làm ảnh
hưởng đến giá trị khả năng chịu cắt của dầm. Khi xác định khả năng
chịu cắt, chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi giá trị của C và giá trị C0, Khi C0
= h0 thì “Q” có giá trị lớn so với C0 = 2h0. Để an toàn ta chọn khả năng
chịu lực cắt của dầm bé nhất trong các giá trị của C0; chọn C0= 2h0.
- Tiêu chuẩn ACI 318-14, trường hợp xét sự tham gia của lực dọc =
1% và hàm lượng thép dọc = 0,25%, giá trị khả năng chịu cắt của dầm
thấp hơn các trường hợp khác.
- Tiêu chuẩn EN 1992-1-1:2004 giá trị khả năng chịu lực cắt nhỏ
hơn lực cắt thiết kế trong dầm khi chịu tải trọng, nhỏ hơn khả năng chịu
cắt của bê tông không cốt ngang.
- Tiêu chuẩn BS 8110-1:1997 đảm bảo điều kiện chịu lực cắt trong
các trường hợp khảo sát.


--15-3.3. Các trường hợp khảo sát tính toán.
3.3.1. Xét đến bê tông dầm chịu lực cắt không có cốt ngang.
Để có kết quả khảo sát cụ thể, ta tiến hành lập bảng tính toán của
các trường hợp khảo sát khả năng chịu cắt của bê tông khi thay đổi một
số yếu tố ảnh hưởng như đã đề cập ở (bảng 2.2) của chương 2.
3.3.1.1. Trường hợp bê tông chịu lực cắt khi thay đổi cấp độ bền “B”.

Hình 3.6. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của BT, không xét lực dọc
3.3.1.2. Xét trường hợp bê tông chịu lực cắt khi xét đến lực dọc trục

Hình 3.7. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của BT, khi có lực dọc


--16-3.3.1.3. Trường hợp bê tông chịu lực cắt khi, có hàm lượng thép dọc

Hình 3.8. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của BT, có thép dọc.
3.3.1.4. Xét trường hợp bê tông chịu lực cắt khi xét đến tỷ số (a/d)

Hình 3.9. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của BT khi thay đổi (a/d).
3.3.1.5. Xét trường hợp xét chịu cắt của bê tông đến thay đổi “d”

Hình 3.10. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của BT khi thay đổi (d).


--17-3.3.2. Xét đến dầm bê tông cốt thép chịu lực cắt có cốt ngang.
Để có kết quả khảo sát cụ thể, ta tiến hành lập bảng tính toán của
các trường hợp khảo sát khả năng chịu cắt của bê tông dầm và thép đai
trong dầm khi thay đổi một số yếu tố ảnh hưởng như đã đề cập trên, sử
dụng thép đai  6, S =120(mm), để tiến hành khảo sát.
TCVN 5574 xét dầmvới mặt cắt nghiêng nguy hiểm C = C0 = 2h0
3.3.2.1. Xét trường hợp thép đai chịu cắt trong dầm

Hình 3.11. Biểu đồ đánh giá khả năng chịu cắt của thép đai
3.3.2.2. Khả năng chịu lực cắt của dầm khi cấp độ bền thay đổi

Hình 3.12. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của dầm khi có cốt đai


--18-3.3.2.3. Khả năng chịu lực cắt của dầm khi lực dọc thay đổi.

Hình 3.13. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của dầm khi có lực dọc.
3.3.2.4. Khả năng chịu cắt của dầm khi thay đổi hàm lượng thép dọc.

Hình 3.14. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của dầm khi có thép dọc
3.3.2.5. Khả năng chịu lực cắt của dầm khi thay đổi tỷ số (a/d).

Hình 3.15. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của dầm,thay đổi tỷ số (a/d)


--19-3.3.2.6. Khả năng chịu lực cắt của dầm khi thay đổi (d).

Hình 3.16. BĐ đánh giá khả năng chịu cắt của dầm khi thay đổi (d)
3.4. Kết luận và nhận xét đánh giá về kết quả tính toán của các tiêu
chuẩn
Các tiêu chuẩn TCVN 5574, ACI 318, EN 1992 và BS 8110, đều có
cùng quan điểm tính toán khả năng chịu cắt của dầm bằng khả năng
chịu cắt của cốt đai và khả năng chịu cắt của bê tông. Các tiêu chuẩn
đều có yếu tố ảnh hưởng chung là cấp độ bền bê tông, tỷ lệ lực dọc
trong dầm, và sự ảnh hưởng của tiết diện dầm, cách xác định khả năng
chịu cắt của bê tông và cách tính toán khả năng chịu cắt của thép đai
giữa các tiêu chuẩn có sự khác nhau.
- Tiêu chuẩn TCVN 5574 cách xác định khả năng chịu cắt của bê
tông và cốt đai khá phức tạp, phụ thuộc vào nhiều hệ số và biến số,
phân ra nhiều trường hợp tải trọng khác nhau.
- Tiết diện nghiêng C0 trong quá trính tính toán được giới hạn trong
phạm vi h0 ≤ C0 ≤ 2h0 (Trong khi các tiêu chuẩn khác xét với tiết diện
nghiêng 450, tương đương C0 = h0.

Q

b 4 (1  n ) Rbt bh02
C


--20--

b3 (1  n ) Rbt bh 
2
0

b 4 (1  n ) Rbt bh02

 2,5Rbbh0

C
Với:
Điều đó cho kết quả khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai theo
TCVN 5574 lớn hơn nhiều so với một số tiêu chuẩn khác.
+ Trường hợp cường độ nén của bê tông thay đổi khi có cốt thép
ngang.
Tiêu chuẩn TCVN 5574 cho Qn cao nhất đối với bê tông có cấp độ
bền > B15. Giá trị tại B60 khả năng chịu cắt thiết kế của TCVN 5574
cao hơn so với tiêu chuẩn ACI 318 và EN 1992. Tiêu chuẩn BS 8110
cho Vc không đổi và cao nhất đối với bê tông có cấp độ bền < B25, khi
cấp độ bền bê tông > B25, phụ thuộc vào giá trị k2 = (fcu/25)1/3 .
Cả bốn tiêu chuẩn đều có giá trị khả năng chịu lực cắt > lực cắt thiết
kế, khi cấp độ bền bê tông nằm trong khoảng B15 đến B60.
+ Trường hợp xét đến sự tham gia của tải trọng dọc truc, có thép
ngang.

Khả năng chịu cắt trong các tiêu chuẩn EN 1992 và BS 8110, phụ
thuộc nhiều vào tỷ lệ tải trọng hơn so với tiêu chuẩn TCVN 5574 và
ACI 318. Khi tỷ lệ lực nén > 2% khả năng chịu cắt của tiêu chuẩn
TCVN 5574 và ACI 318 có sự thay đổi chậm và thấp hơn so với tiêu
chuẩn EN 1992 và BS 8110.
Cả bốn tiêu chuẩn đều có giá trị khả năng chịu lực cắt > lực cắt thiết
kế, khi xét tỷ lệ lực dọc trong khoảng -5% đến 10%. Riêng tiêu chuẩn
ACI 318 khả năng chịu lực cắt Vn > Vu khi tỷ lệ lực dọc ≥ 4%.
+ Trường hợp xét đến thép dọc trong dầm, có thép ngang.
Trong số bốn tiêu chuẩn xây dựng được đưa ra để khảo sát, chỉ có
khả năng chịu cắt trong TCVN 5574 không bị ảnh hưởng bởi giá trị
thay đổi của hàm lượng thép dọc. Vn trong tiêu chuẩn EN 1992 và BS
8110 phụ thuộc đáng kể vào ρl và nó tăng gần gấp 2 lần khi ρl tăng từ


--21-0.25% lên 2.0%. Trong tiêu chuẩn ACI 318, Vc chỉ tăng khoảng 10%
khi ρl tăng từ 0.25% lên 2.0%..
Khi xét đến khả năng chịu lực cắt thiết kế trong dầm, tiêu chuẩn
TCVN và BS 8110 có giá trị khả năng chịu lực cắt > lực cắt thiết kế, khi
hàm lượng thép dọc trong khoảng 0,25% đến 2%.
Tiêu chuẩn ACI 318, Vn > Vu khi hàm lượng thép dọc ≥ 1,25%.
Tiêu chuẩn EN 1992, V>VEd khi hàm lượng thép dọc ≥ 0,75%.
+ Trường hợp khi thay đổi tỷ số (a/d), có thép ngang.
Chỉ có tiêu chuẩn ACI 318 và BS 8110 có hiệu lực, chịu sự ảnh
hưởng rất rõ thông qua giá trị của biểu thức tính toán, cụ thể là giá trị tỷ
lệ Vud/Mu và Vh/M, tương ứng. Ở bê tông cường độ thấp như B15, tiêu
chuẩn BS 8110 tăng trên 50% khi tỉ số cắt giảm xuống còn 1. Tiêu
chuẩn TCVN 5574 và EN 1992 không ảnh hưỏng trong trường hợp này.
Cả ba tiêu chuẩn TCVN 5574, EN 1992, BS 8110, đều có giá trị khả
năng chịu lực cắt > lực cắt thiết kế, khi xét tỷ lệ (a/d) = 01 đến 10.

Tiêu chuẩn ACI 318 khả năng chịu lực cắt Vn > Vu khi Tỷ lệ a/d nằm
trong khoảng từ 1 - 5.
+ Trường hợp khi thay chiều cao tính toán của dầm (d).
Sự ảnh hưởng của (d) đến khả năng chịu cắt của dầm qua 4 tiêu
chuẩn đều rõ rệt. Cả 4 tiêu chuẩn đều có trị số Vc tăng rất lớn, tăng 70%
khi (d) tăng từ 200 mm lên đến 1000 mm. Trong đó tiêu chuẩn BS 8110
có giá trị cao nhất, EN 1992 có giá trị thấp nhất.
Tiêu chuẩn TCVN 5574 và, BS 8110 có giá trị khả năng chịu lực cắt
> lực cắt thiết kế, khi chiều cao tính toán (d) trong khoảng 200 mm đến
1000 mm.
Tiêu chuẩn ACI 318 và EN 1992 khi giá trị (d) < 500, giá trị khả
năng chịu lực cắt < lực cắt thiết kế.


--22-Phần 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Từ kết quả khảo sát khả năng chịu cắt của bê tông và cốt thép ngang
trong dầm, qua các trường hợp khảo sát của tiêu chuẩn TCVN 5574,
ACI 318, EN 1992, BS 8110 ta có thể đưa ra kết luận sau:
Tiêu chuẩn TCVN 5574-2012: Tính toán với bê tông và cốt thép
ngang chịu cắt trong phạm vi h0 < C0< 2h0. Giá trị không thay đổi khi
xét đến điều kiện (As) và (a/d). Thay đổi nhiều và cao nhất khi xét thay
đổi “B” và “d”.
Tiêu chuẩn ACI 318-14: Có giá trị khả năng chịu cắt của dầm ổn
định nhất, khi xét khả năng chịu cắt của cốt thép ngang, chỉ giới hạn
trong phạm vi tiết diện nghiêng tại mép gối tựa với giá trị ≤ d.
Tiêu chuẩn EN 1992: Tính trên mô hình dàn với góc nghiêng của
thanh chịu nén hay của vết nứt thay đổi từ 220 đến 450, xét điều kiện
min( VRd,s;VRd,max), bỏ qua sự đóng góp của bê tông cho khả năng chịu
cắt.

Tiêu chuẩn BS 8110: cho Vc không đổi và cao nhất đối với bê tông
có cấp độ bền < B25, khi cấp độ bền bê tông > B25, phụ thuộc vào giá
trị k2 = (fcu/25)1/3.
Trong hầu hết các trường hợp, TCVN và BS có khả năng chịu cắt
của dầm cao nhất. Trái lại tiêu chuẩn ACI và EN 1992 tính toán tương
đối chặt chẻ, đây cũng là những tiêu chuẩn với điều kiện an toán khá
cao.
Tỷ lệ chênh lệch giá trị khả năng chịu cắt theo TCVN với các tiêu
chuẩn, dao động ở mức tương đối cao.
Max; min
Min
Max

ACI 318-14
24,57%
44,41%

EN 1992-1-1:2004
58,72%
82,21%

BS 8110-1:1997
0,18%
75,73%


--23-2. Kiến nghị
Từ kết quả khảo sát đánh giá trên cần có các nghiên cứu tổng quát về
bản chất của các công thức mà các tiêu chuẩn sử dụng, có thực nghiệm
để kiểm chứng kết quả nghiên cứu, khảo sát về các yếu tố ảnh hưởng

đến khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép chịu lực cắt, khi không
có cốt thép ngang và khi có cốt thép ngang chịu lực cắt trong dầm.
Khi tính toán cần đặc biệt lưu ý và xem xét, cân nhắc về hệ số an
toàn của TCVN 5574-2012 trong việc xác định khả năng chịu cắt của
dầm bê tông cốt thép, do giá trị khảo sát các trường hợp của TCVN
5574-2012 chênh lệch nhiều so với ACI 318-14, EN 1992-1-1:2004.
Cần nghiên cứu và khảo sát khả năng chịu cắt của một số cấu kiện
có điều kiện làm việc chịu cắt, khi không có cốt thép ngang và khi có
cốt thép ngang chịu lực cắt, như khả năng chịu cắt của đế móng, bản
sàn, dầm móng băng, vai cột dầm cầu trục ..