Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Khảo sát các phương pháp tính toán khả năng chịu lực của dầm cao bê tông cốt thép

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HỒ CHÍ MINH
------------------PHÙNG QUỐC VIỆT

KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KHẢ NĂNG
CHỊU LỰC CỦA DẦM CAO BÊ TƠNG CỐT THÉP

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TP.HỒ CHÍ MINH - 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HỒ CHÍ MINH
------------------PHÙNG QUỐC VIỆT

KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KHẢ NĂNG
CHỊU LỰC CỦA DẦM CAO BÊ TƠNG CỐT THÉP

Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng
Mã số: 8.58.02.01

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS.KS. NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

TP.HỒ CHÍ MINH - 2020


-1CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, xu thế phát triển trong thiết kế kiến trúc
của các nhà cao tầng là tạo ra các cơng trình có cơng năng sử dụng
đa dạng. Thay đổi lớn về hệ lưới cột vách giữa các tầng trên và dưới
Dầm cao là một trong những giải pháp.
Xuất phát từ những lý do trên học viên lựa chọn và nghiên cứu đề tài
“KHẢO SÁT CÁC PHÁP TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU
LỰC CỦA DẦM CAO BÊ TÔNG CỐT THÉP”.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Từ việc nghiên cứu đề tài, tác giả mong muốn bổ sung nâng cao kiến
thức và tìm hiểu sâu hơn về kết cấu dầm cao. Qua đó có cái nhìn đầy
đủ hơn về dầm cao, từ phạm vi sử dụng, đến lựa chọn phương án tính
toán sao cho hiệu quả nhất.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu trong phạm vi luận văn là dầm cao BTCT một
nhịp, chịu tải tập trung được khảo sát bằng các phương pháp:
- Phương pháp tính tốn dầm cao bê tơng cớt thép theo mơ hình
chớng giằng (Strut and tie Model)
- Phương pháp cánh tay đòn nội lực.
- Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm cao bằng việc áp dụng
một số quy đinh theo TCVN 5574-2018
Trong các phiên bản trước của tiêu chuẩn bê tông và bê tông cốt thép
TCVN 5574-1991, TCVN 5574-2012 chưa có chỉ dẫn nào về tính
tốn dầm cao nhưng đến phiên bản mới nhất TCVN 5574-2018 đã có

hướng dẫn ngắn gọn về kiểm tra khả năng chịu lực cho phần tử tấm


-2tường bê tơng cớt thép. Do đó, một trong những mục tiêu của luận
văn là đề xuất quy trình phân tích và kiểm tra bền cho dầm cao bê
tơng cớt thép có vận dụng những điều khoản của TCVN 5574-2018.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ DẦM CAO VÀ ÁP DỤNG
DẦM CAO TRONG XÂY DỰNG
TỔNG QUAN VỀ DẦM CAO BÊ TÔNG CỐT THÉP
Khái niệm
Dầm cao là cấu kiện chịu tải trọng tác dụng trên một mặt, cịn các gới
tựa ở phía mặt đới diện sao cho các thanh chớng chịu nén có thể hình
thành và phát triển từ các tải trọng tác dụng đến các gới tựa.

a. Trường hợp 1

b. Trường hợp 2

Hình 2.1 Các trường hợp dầm cao.
CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
MÔ HÌNH CHỐNG - GIẰNG
Khả năng chịu lực của thanh chống [1], [2], [4]
Quy phạm ACI 318-14[6] quy định khả năng chịu lực danh định của
thanh chống bê tông:

 Fns    f ce . Acs  f y . As'  (23.4.1a ACI 318M-14)
 hệ số giảm khả năng chịu lực (ACI 318M-14 lấy   0,75 )

-3fce  0,85s fc' (23.4.3 ACI 318M-14)

Trong đó:
0,85 là hệ sớ giảm cường độ bê tơng kể đến tình trạng chịu lực dài
hạn.

 s theo bảng 23.4.3 Quy phạm ACI 318-14[6]
Khả năng chịu lực của vùng nút
Theo ACI 318 [6], khả năng chịu lực danh định của vùng nút:

 Fns   f ce Anz (23.9.1 ACI 318M-14)
 hệ số giảm khả năng chịu lực (Quy phạm ACI 318M-14 lấy
  0,75 ), f ce là cường độ chịu nén hiệu quả của bê tông vùng nút
fce  0,85n fc' (23.9.2 ACI 318M-14)

Trong đó:

 n theo bảng 23.9.2 ACI 318M-14
Kiểu vùng nút trong mơ hình STM

n

Vùng nút C-C-C

1,0

Vùng nút C-C-T

0,8

Vùng nút C-T-T

0,6

Anz là diện tích của mặt vùng
Anzi  Wni bs (ở mặt nút)
Hay Anzi  Wsi bs (thiên về an toàn)
Khả năng chịu lực của thanh giằng

 Fnt   Ats f y
 là hệ số giảm khả năng chịu lực (ACI 318M-14 lấy   0,75 )

(3.6)


-4PHƯƠNG PHÁP CÁNH TAY ĐÒN NỢI LỰC
Phá hoại do ́n.
3.2.1.1 Sự phân bố ứng suất trên tiết diện dầm
3.2.1.2 Tính tốn khả năng chịu uốn.
Khả năng chịu ́n của dầm[6]

 M n   As f y jd  M u
Theo dự thảo Eurocode,CEB, ACI [8][4]
Dầm đơn:

z  0,2. l  2h  với 1 
z  0,6l với

l
2

h

l
1
h

z   0,6 ~ 0,8 h với 2 

l
4
h

Dầm liên tục:

z  0,2. l  1,5h  với 1 
z  0,5l với

l
 2,5
h

l
1
h

Phá hoại do cắt
3.2.2.1 Các dạng phá hoại do cắt.
3.2.2.2 Tính tốn khả năng chịu cắt
Theo ACI 318 [4], [8]
Đối với dầm chịu tải trọng phân bố đều: x  0,15ln

Đối với dầm chịu tải trọng tập trung: x  0,5a
 Lực cắt do ngoại lực tác dụng phải thỏa mãn điều kiện:


-5-





Vu   0,66 fc' bw d đối với dầm có tỷ sớ

ln
2
d



l 
l

Vu   0,55 1  n  f c' bw d  đới với dầm có tỷ số 2  n  5
d
 10d 







Vu   0,83 fc' bw d đới với dầm có tỷ số

ln
5
d

Để thuận tiện thi công nên chọn:





Vu   0,42 fc' bw d Với   0,75 , d  0,8h

(3.19)

 Khả năng chịu lực cắt Vc của bê tông dầm cao (Task
Committee 426, 1973)


M 
Vd
Vc   3,5  2,5 u  0,16 fc'  17 w u  bw d  0,5 fc' bw d
Vu d 
Mu 

 
Mu 
1   3,5  2,5

  2,5
Vu d 
 
Với 
   As
 w bd
w

 Khả năng chống cắt của thép ngang dầm cao
Khả năng chịu lực của cớt thép được tính theo cơng thức sau:

 A  1  ln d  Avh  11  ln d  
 Vu

Vs   v 

 f y d    Vc 





 sv  12  sh  12  
MÔ HÌNH DẦM CAO VỚI PHẦN TỬ TẤM VỎ VÀ KIỂM
TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC THEO TCVN 5574-2018.
TCVN 5574-2018[3] đã có hướng dẫn về việc phân tích tấm tường
tởng qt, do đó ḷn văn này sẽ đề xuất cách vận dụng hướng dẫn
này vào việc mơ hình hóa tính tốn độ bền cho dầm cao.

-6Mơ hình phân tích nợi lực dầm cao

Hình 3.1 Phần tử dạng tấm tường
Áp dụng một số quy định theo TCVN 5574-2018 để kiểm
tra khả năng chịu lực của dầm cao.
TCVN 5574-2018 [3]Phương trình cân bằng tởng qt Hình 3.1

N

x ,u

 N x  . N y ,u  N y   N xy2  0

N x ,u  N x

N y ,u  N y
N xy ,u  N xy
Trong đó: N x , N y và N xy lần lượt là các lực pháp tuyến và lực trượt.

N x ,u , N y ,u và N xy ,u lần lượt là các giá trị giới hạn của các lực pháp
tuyến và lực trượt. Giá trị của các lực pháp tuyến giới hạn N x ,u và

N y ,u cần được xác định từ tính toán tiết diện tẳng góc kéo hoặc nén
đúng tâm.
Giá trị của lực trượt giới hạn N xy ,u bao gồm thành phần do bê tông
chịu Nbxy ,u và do cốt thép N sxy ,u được xác định như sau:

Nbxy ,u  0,3Rb . Ab
N sxy ,u  0,5Rs . Asx  Asy 

-7KIẾN NGHỊ PHƯƠNG PHÁP VÀ QUY TRÌNH TÍNH
TOÁN, THIẾT KẾ DẦM CAO TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT
NAM
Mơ hình dầm cao bằng phần tử thanh và kiểm tra bền theo
phương pháp cánh tay địn nợi lực theo TCVN 5574-2018
Quy trình tính tốn
Bước 1: Xác định M u và Qu
Bước 2: Diện tích cốt thép chính As : As 

M u m
f y .z

Dầm đơn:

z  0,2. l  2h  với 1 
z  0,6l với

l
2
h

l
1
h

z   0,6 ~ 0,8 h với 2 

l
4

h

Dầm liên tục:

z  0,2. l  1,5h  với 1 
z  0,5l với

l
 2,5
h

l
1
h

Bước 3: Kiểm tra tiết diện dầm Qu  b1 Rb bh0
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt thép Qu  Qb  Qsw
Khả năng chịu cắt của bê tong Qb  0,5Rbt bh0
Lực cắt cho cốt thép ngang Qu ,sw  Q  Qb

2,5h0
 2,5Rbt bh0
a


-8Qsw  qsw h0 
qsw 

Rsw Asw
.h0  Qu , sw

sw

Rsw Asw
 0, 25Rbt b
sw

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng thép cấu tạo
Thép dọc: s 

Rbt bh02
As
s

,
thép
ngang
:
 0,1%
w,max
Q
bh0

Mơ hình dầm cao bằng phần tử tấm vỏ kiểm tra bền theo
TCVN 5574-2018
Kiểm tra N x,u  N x
Trường hợp 1: N x  0 cấu kiện chịu kéo, Nx,u  Rs As
Trường hợp 2: N x  0 cấu kiện chịu nén N x,u  Rb Ac  Rs As
Kiểm tra N y ,u  N y
Trường hợp 1: N y  0 cấu kiện chịu kéo N y ,u  Rs As
Trường hợp 2: N x  0 cấu kiện chịu nén, N y ,u  Rb Ac  Rs As

Kiểm tra N xy ,u  N xy
Trường hợp 1: N xy  0 cấu kiện chịu kéo, N xy ,u  0,5Rs . Asx  Asy 
Trường hợp 2: N xy  0 cấu kiện chịu nén, N xy ,u  0,3Rb . Ab
Kiểm tra  N x ,u  N x  . N y ,u  N y   N xy2  0
Với hai phương pháp trên tùy theo mức độ tính toán đơn giản hay
phức tạp mà người dùng có thể lựa chọn trong thiết kế thực hành phù
hợp. Với hai phương pháp này vậy liệu (cường độ bê tông, cường độ
thép), hệ số tải trọng, hệ số độ tin cậy điều tuân theo TCVN 55742018. Việc tính toán được minh họa theo các phương pháp sẽ được
thực hiện ở chương sau.


-9CHƯƠNG 4: VÍ DỤ TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ DẦM CAO CHỊU MỢT LỰC TẬP TRUNG
Thiết kế dầm bê tơng cớt thép chịu một tải tập trung như Hình 4.1. Tải trọng tiêu chuẩn
D  3500kN , L  800kN
fc'  28MPa , f y  390MPa , b  bw  600mm , H  2100mm , L  4800mm , a  2100mm

Hình 4.1 Dầm cao chịu một lực tập trung
Dùng phương pháp cánh tay địn nợi lực.
4.1.1.1 Tính cốt thép chịu uốn
ACI 318-14[6]
Vật liệu

TCVN 5574-2018[3]
Vật liệu


-10fc'  28MPa , f y  390MPa

Rb  19,03MPa, Rbt  1, 27 MPa , Rs  339MPa

Tải trọng tính toán [6]: 1,2D  1,6L  5480kN

Tải trọng tính toán [3]: 1,1D  1,2L  4810kN

Moment lớn nhất tại giữ nhịp:
Pl
Mu 
 6576kN .m
4

Moment lớn nhất tại giữ nhịp:
Pl
Mu 
 5772kN .m
4

Cánh tay đòn moment [8][4]:

Cánh tay đòn moment [8][4]:

z ( jd )  0,7h  1470mm

z ( jd )  0,7h  1470mm
Diện tích thép chịu kéo: As 

Mu
 127,45cm2
 . f y .z

Diện tích thép chịu kéo: As 

Mu
 115,78cm2
Rs .z

Chọn 3 lớp cốt thép được bố trí trong phạm vi

Chọn 3 lớp cốt thép được bố trí trong phạm vi

y  0,25h  0,05L  285mm  0,2h  420mm

y  0,25h  0,05L  285mm  0,2h  420mm

Chọn 3 lớp cốt thép

Chọn 3 lớp cốt thép

 As1  7 28(43,1cm2 )

2
2
 As 2  7 28(43,1cm )  As  129,31cm

2
 As 3  7 28(43,1cm )

Tính chiều cao d: d  h  a  1978mm

 As1  7 28(43,1cm2 )


2
2
 As 2  7 28(43,1cm )  As  120,57cm

2
 As 3  7 25(34,36cm )

Tính chiều cao h0 : h0  h  a  1983mm


-11Kiểm tra hàm lượng thép cấu tạo:
Amin 

0,25 f c' bw d
fy

 40,25cm2

Kiểm tra hàm lượng thép cấu tạo:
A
s  s  1,01%  0,1%
bh0

4.1.1.2 Tính cốt thép chịu cắt
ACI 318-14[6]
Vị trí tiết diện nguy hiểm:

Lực cắt lớn nhất

x  0,5a  1050  d  1915

Tính nội lực tại vị trí x: Vu , x 
Mu , x  Vu , x .x  2877kNm

TCVN 5574-2018[3]

Q

P
 2740kN ,
2

P 4810

 2405kN
2
2

Kiểm tra lực cắt

Q  Qb  Qsw

Kiểm tra lực cắt Vu , x :

Khả năng chịu cắt của bê tông

Vu , x  2740kN  0,66 f c' bw d  3108kN (thỏa)

Vị trí điểm đặt lực a  2400mm  2,5h0  4958mm

Tính lực kháng cắt Vc

2,5h0
 1561kN  2,5Rbt bh0  3778kN
a


M u 
V
d
'
u
Vc   3,5  2,5
 0,16 fc  17 w
 bw d  3082kN
Lực cắt cho cốt thép ngang: Qu ,sw  Q  Qb  844kN
V
d
M
u 
u 

Bố trí thép ngang: Asw  12a150 (2 nhánh)
Qb  0,5Rbt bh0


-12Vc  0,5 f c' bw d  3139kN  Vc  3082kN

Do Vu , x  2740kN   Vc 2  1156kN nên bố trí thép

chống cắt 2 phương

qsw 

Rsw Asw
 511N / mm2  0,25Rbt b  190,5N / mm2
sw

Qsw  qswh0  1014kN  Qu ,sw (Thỏa)

Tính lực kháng cắt : Vs ,req  Vu , x   Vc  571kN

Kiểm tra bước cốt thép ngang

Bố trí thép ngang: Av  12a150, Avh  12a150

sw,max 

Kiểm tra lực cắt Vs

 A  1  ln d  Avh  11  ln d  
Vs   v 


  f y d  1163kN
 sv  12  sh  12  
, Vs  Vs ,red (Thỏa)
Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu:
Av  226mm2  Av min  0,0025bw sv  225mm2 (Thỏa)
Avh  226mm2  Avh min  0,0025bw sh  225mm2

(Thỏa)

Rbt bh02
 1397mm
Q

Thép dọc thân dầm bố trí 12a150 cấu tạo


-13Phương pháp chống-giằng
ACI 318-14[6]
Vật liệu
Cường độ bê tông fc'  28MPa , Cường độ thép f y  390MPa
Tải trọng tính toán [6]: 1,2D  1,6L  1,2.3500  1,6.800  5480kN
Chọn mô hình chống-giằng

Xác định lực nén trong thanh chống xiên AB:

Fus , AB 

P
 4428,72kN
2.sin  

Sơ bộ tiết diện thanh chống xiên AB:  Fns, AB  Fus, AB

 Fns , AB   . f ce . Acs   . f ce .b.wAB  Fus , AB  wAB 

Fu , AB

. f ce .b

 414m ,

Chọn wAB  600mm
Cân bằng thanh AC và thanh AB:

 Fns , AB .cos   Fnt , AC   Fnn

 . 0,85. c . n f c'  .b.wAB .cos    .  0,85. c . n f c' .b.wt
wt  wAB .cos  0,8  407 mm.

Chọn wt  450mm
Kiểm tra lại khả năng chịu lực của thanh chống xiên AB:


-14-

Fus , AB 

P
 4566,67kN
2.sin  

Khả năng chịu lực của thanh chống xiên AB:
 Fns, AB  . fce .Acs  . fce .b.wAB  4819,50kN

 Fns, AB  Fus, AB thanh chống đủ khả năng chịu lực.
Diện tích các mặt của vùng nút bằng diện tích tiết diện của các thanh

chống, do vậy khả năng chịu lực của vùng nút trong bài tốn này
ln đảm bảo, khơng cần kiểm tra.
Tính lực trong thanh giằng, chọn và bố trí cốt thép dọc

Fut , AC 

P
 3653,33kN
2.tg  

Diện tích cốt thép yêu cầu

Fut , AC   Fnt , AC  . As . f y  As 

Fut , AC

. f y

 124,9cm 2

 As1  7 28(43,1cm2 )

Chọn 3 lớp cốt thép  As 2  7 28(43,1cm2 )  As  129,31cm 2

2
 As 3  7 28(43,1cm )

Được bố trí đều trong khoảng 450mm tính từ đáy dầm.
Mơ hình dầm cao bằng phần tử tấm vỏ và kiểm tra bền
theo TCVN 5574-2018[3]

4.1.3.1 Thông số đầu vào
Vật liệu
Bêtông Rb  19,03MPa, Rbt  1, 27 MPa , Eb  34124MPa ,Thép

Rs  339MPa
Tải trọng


-15Tải trọng tiêu chuẩn: D  3500kN , L  800kN ,
Tải trọng tính toán [3]: 1,1D  1,2L  4810kN
4.1.3.2 Mơ hình kết cấu

Hình 4.2 Mơ hình dầm cao
4.1.3.3 Biểu đờ ứng suất

Hình 4.3 Biểu đồ ứng suất  x
Bảng 4.1 Ứng suất  x trên 1 2 nhịp dầm

Vị trí trên
chiều cao dầm

 x ( N / mm2 )
0
500
1000
1500
2100

0
-0.69

-0.17
-0.05
-0.05
0.01

Vị trí trên nhịp dầm (mm)
500
1000 1500 2000
-1.64 -4.41
0.93
4.41
-0.53 -1.87 -0.95
0.68
-0.19 -1.20 -1.83 -1.69
-0.46 -1.58 -3.16 -4.37
0.15
-0.88 -2.83 -4.64

2700
6.93
2.00
-0.72
-3.34
-19.61


Vị trí trên chiều cao dầm

-16-

2100
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0

0
0.01
0.00
-0.01
-0.03
-0.03
-0.04

-0.05
-0.05
-0.05
-0.05
-0.06
-0.05
-0.06
-0.06
-0.09
-0.10
-0.17
-0.22
-0.42
-0.74
-1.11
-0.69

500
0.15
-0.11
-0.28
-0.39
-0.45
-0.47
-0.46
-0.43
-0.37
-0.32
-0.25
-0.19

-0.13
-0.14
-0.16
-0.31
-0.53
-1.03
-1.78
-3.01
-6.67
-1.64

Vị trí trên nhịp dầm (mm)
1000
-0.88
-1.16
-1.36
-1.50
-1.57
-1.60
-1.58
-1.53
-1.44
-1.36
-1.26
-1.20
-1.16
-1.19
-1.28
-1.53
-1.87

-2.49
-3.46
-4.52
-5.22
-4.41

1500
-2.83
-3.07
-3.27
-3.38
-3.40
-3.31
-3.16
-2.92
-2.67
-2.38
-2.11
-1.83
-1.59
-1.40
-1.24
-1.11
-0.95
-0.78
-0.51
-0.17
0.32
0.93

2000
-4.00
-4.61
-5.17
-5.10
-5.03
-4.36
-3.92
-3.32
-2.75
-2.35
-1.86
-1.49
-1.07
-0.70
-0.29
0.11
0.57
1.06
1.62
2.22
2.91
3.69

Hình 4.4 Biểu đồ biểu diễn  x trên 1 2 nhịp dầm

Hình 4.5 Biểu đồ ứng suất  y

Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn  xy

2700
-19.61
-13.98
-9.67
-6.91
-5.30
-4.17
-3.34
-2.68
-2.13
-1.64
-1.17
-0.72
-0.25
0.24
0.77
1.35
2.00
2.74
3.58
4.54
5.62
6.93


-174.1.3.4 Kiểm tra bền theo TCVN 5574-2018
Áp dụng TCVN 5574-2018[3]
Bảng 4.2 Bảng kiểm tra bền dầm cao tại vị trí giữa nhịp
Joint

XorR

Z

H

B

S11

S22

S12

Nx

Ny

Nxy

A s yêu cầu

Text
597
598
599
600
601
602
603

604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618

mm
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700

2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700

mm
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800

1900
2000
2100

mm
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100

mm
600

600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600

N/mm2
6.927
5.622
4.538
3.582
2.741
2.003
1.349

0.765
0.236
-0.254
-0.718
-1.173
-1.635
-2.129
-2.68
-3.338
-4.166
-5.298
-6.913
-9.67
-13.984
-19.605

N/mm2
0.102
-0.159
-0.229
-0.386
-0.612
-0.906
-1.258
-1.667
-2.131
-2.65
-3.23
-3.869
-4.589

-5.384
-6.298
-7.318
-8.517
-9.852
-11.374
-12.749
-13.238
-14.382

N/mm2
-0.011
-0.02
-0.045
-0.059
-0.077
-0.09
-0.104
-0.118
-0.13
0.147
0.157
0.182
0.193
0.23
0.244
0.3
0.315
0.38
0.348

0.157
0.239
-0.183

N
415620
337320
272280
214920
164460
120180
80940
45900
14160
-15240
-43080
-70380
-98100
-127740
-160800
-200280
-249960
-317880
-414780
-580200
-839040
-1176300

N
6120

-9540
-13740
-23160
-36720
-54360
-75480
-100020
-127860
-159000
-193800
-232140
-275340
-323040
-377880
-439080
-511020
-591120
-682440
-764940
-794280
-862920

N
-660
-1200
-2700
-3540
-4620
-5400
-6240

-7080
-7800
8820
9420
10920
11580
13800
14640
18000
18900
22800
20880
9420
14340
-10980

mm2
1225.5
994.7
802.9
633.7
484.9
354.4
238.7
135.3
41.8
-

Diện tích cốt thép chịu kéo: As  49,2cm2

Bố trí
As
SL
5
5
5
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

DK
20
18
18

18
18
18
18
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12

Diện
tích
As

Bố trí
cốt đai

mm2
1571
1272

1272
763
763
509
509
226
226
226
226
226
226
226
226
226
226
226
226
226
226
226

SL
2
2
2
2
2
2
2
2

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

ĐK
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12

12
12
12
12
16
16
12
12

Nx,u

Ny,u

Nxy,u

N
532705
431491
431491
258895
258895
172596
172596
76709
76709
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509

1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509

N
152909
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1218509
1278172
1278172

1218509
1218509

N
342540
342540
342540
342540
342540
342540
342540
342540
342540
76709
76709
76709
76709
76709
76709
76709
76709
76709
106541
106541
76709
342540

Kiểm tra
PT
Kiểm tra

(3.32)
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK

OK
OK
OK
OK
OK
OK

OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK


THIẾT KẾ DẦM CAO CHỊU HAI LỰC TẬP TRUNG
Thiết kế dầm BTCT chịu hai tải tập trung như Hình 4.7
Tải trọng tiêu chuẩn D  3000kN , L  500kN
fc'  35MPa f y  390MPa , b  bw  600mm , H  2500mm

L  4800mm a  1300mm

Hình 4.7 Dầm cao chịu hai tải tập trung
SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ
Bảng 4.3 Bảng thớng kê diện tích thép theo các phương pháp
Diện tích thép chịu kéo (cm2)
Mơ hình

bằng phần tử thanh

Nội dung

Phương pháp cánh tay địn
nội lực

Mơ hình
bằng phần tử tấm vỏ
ChớngGiằng

Kiểm tra bền

ACI
(1)

TCVN
5574-2018
(2)

ACI
(3)

TCVN 5574-2018
(4)

Dầm 1 lực tập
trung

127.45

115.78

124.90

49.2

Dầm 2 lực tập
trung

102.33

93.88

108.17

25.3

Nhận xét: Như các ví dụ đã được thực hiện 4.1 và 4.2 trong khn
khở ḷn văn tác giả có một sớ nhận xét như sau:


Khi dầm cao được mơ hình bằng phần tử thanh:
Phương pháp cánh tay đòn nội lực: Dầm cao chịu một tải tập trung,
tiêu chuẩn ACI(1) cho kết quả thép lớn hơn so với TCVN 55742018(2) chênh lệch khoảng 9,16%. Với dầm cao chịu hai tải tập
trung, tiêu chuẩn ACI(1) cũng cho kết quả thép lớn hơn so với
TCVN 5574-2018(2), kết quả chênh lệch 8,26%.
Phương pháp chống giằng theo ACI(3) đã được sử dụng để phân tích
cốt thép, kết quả cho thấy phương pháp chống giằng yêu cầu cao hơn
về lượng thép. Tuy nhiên, kết quả tổng thể là xấp xỉ nhau, chênh lệch

giữa phương pháp chống giằng và cánh tay địn nội lực khơng q
15%.
Khi dầm cao được mơ hình bằng phần tử tấm vỏ:
Phương pháp thiết kế phần tử hữu hạn bằng việc vận dụng TCVN
5574-2018 cho kết quả phân tích với lượng thép yêu cầu thấp hơn
khoảng 50%~75% so với lượng thép yêu cầu theo các phương pháp
cánh tay địn nội lực và chớng-giằng, kết quả này cho thấy lượng cốt
thép trong dầm cao giảm đáng kể. Trong kết quả phân tích dầm cao
bằng phần tử hữu hạn theo đề xuất của Eurocode 2 [7] cũng cho kết
quả tương tự.
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Kết cấu dầm cao với những đặc điểm cấu tạo hình học và khả năng
chịu lực được sử dụng trong các kết cấu nhà cao tầng BTCT, đáp ứng
được yêu cầu về mặt cơng năng, có thể là giải pháp tương đới tớt
trong một sớ trường hợp địi hỏi cần hệ kết cấu chuyển vượt nhịp lớn
giữa khu trên và khu dưới trong tòa nhà.


Như đã được phân tích so sánh 4.3 mơ hình dầm cao bằng phần tử
thanh, phương pháp chống giằng cho kết quả thép lơn hơn so với
phương pháp cánh tay địn nội lực (chênh lệch khoảng 10% đến
20%). Do đó, kiểm tra độ bền dầm cao theo phương pháp chống
giằng là thiên về an toàn. Khi áp dụng các điều khoản trong TCVN
5574-2018, dầm cao được mơ hình bằng phần tử tấm vỏ thì kết quả
thép giảm đi hơn một nữa (khoảng 45% đến 70%), lượng cốt thép
giảm rất đáng kể trong thiết kế. Hiện nay chưa có tài liệu chính thức
nào chỉ dẫn thiết kế dầm cao nói riêng và tấm vỏ nói chung theo
TCVN.
KIẾN NGHỊ

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, sự phá hoại đối với dầm cao bê tơng
cớt thép khơng chỉ do ́n, cắt mà cịn do phá hoại gối tựa và phá
hoại cục bộ (nén vỡ) ngay dưới khu vực đặt tải trọng tập trung. Do
đó nên mơ hình đúng thực tế kích thước đặt lực tập trung và vùng gối
tựa để giảm bớt ứng suất cục bộ khơng có thật.
Tác giả kiến nghị mở rộng hướng nghiên cứu: tính toán thiết kế dầm
cao từ dầm một nhịp sang dầm liên tục hay console, ngoài tải đứng
có thể xét dầm cao chịu tải trọng ngang


TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Viết Trung (2000), "Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hiện
đại theo tiêu chuẩn ACI", NXB Giao thông vận tải.
2. Nguyễn Viết Trung (2005), "Tính tốn kết cấu bê tơng cớt thép
theo mơ hình giàn ảo", NXB Giao thơng vận tải.
3. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5574:2018 Thiết kế kết cấu bê tông và
bê tơng cớt thép.
4. Trần Mạnh Tn (2009), Tính tốn kết cấu bê tông cốt thép theo
tiêu chuẩn ACI 318-2002, tr. 80,83, Nhà xuất bản xây dựng.
5. Luận văn có sử dụng một sớ hình ảnh và tư liệu trên Internet.
TIẾNG ANH
6. ACI Committee 318 Structural Building code “Building Code
Requirements for Structural Concrete and Commentery”, (ACI
318M-14)
7. ANNALS of Faculty Engineering Hunedoara – International
Journal of Engineering “Deep beams reinforcement, national and
eurocode 2 design” Tome XVII [2019] Fascicule 1 [February]
8. F.K.Kong (2003), Reinfordced concrete deep beams. Van
Nostrand Reihold

9. Kong & Evans (1987), Reinforced and Prestressed Concrete,
Chapman & Hall
10. Ove Arup & Partners (1977), The design of deep beam in
reinforced concrete. The chameleon press limited.
Provisions


11. SAP2000. Structural Analysis Program, Computers & Structures,
Inc. Berkeley, California, USA, 2009