Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế đài cọc bê tông cốt thép sử dụng mô hình giàn ảo cải tiến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN HỮU DIỆU

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐÀI CỌC BÊ TÔNG
CỐT THÉP SỬ DỤNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO CẢI TIẾN

Chun ngành: Xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp
Mã số:

60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐÀO NGỌC THẾ LỰC

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả phương án nêu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Nguyễn Hữu Diệu

MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 1
4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 2
5. Kết quả dự kiến .................................................................................................. 2
6. Bố cục đề tài ....................................................................................................... 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO VÀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO
CHO ĐÀI CỌC .......................................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về mô hình gıàn ảo ............................................................................ 3
1.1.1. Giới thiệu mơ hình giàn ảo ........................................................................... 3
1.1.2. Ứng dụng mơ hình giàn ảo ........................................................................... 3
1.2. Nộı dung mơ hình gıàn ảo ................................................................................... 4
1.2.1. Các giả thiết cấu tạo và nguyên lý chung lập mô hình giàn ảo .................... 4
1.2.2. Kết cấu của mơ hình giàn ảo......................................................................... 8
1.2.3. Các bộ phận cấu thành của mô hình giàn ảo ............................................... 8
1.2.4. Nội lực trong mơ hình giàn ảo .................................................................... 10
1.3. Các phƣơng pháp lựa chọn mô hình gıàn ảo ..................................................... 13
1.3.1. Phƣơng pháp cấu trúc liên kết .................................................................... 13
1.3.2. Phƣơng pháp vùng ứng suất ....................................................................... 13

1.3.3. Phƣơng pháp năng lƣợng biến dạng ........................................................... 13
1.4. MƠ HÌNH GİÀN ẢO CHO ĐÀİ CỌC ............................................................. 13
1.4.1. Mơ hình giàn ảo đối với đài cọc ................................................................. 13
1.4.2. Tính tốn thiết kế, sử dụng mơ hình giàn ảo đối với đài cọc ..................... 14
1.5. Kết luận chƣơng ................................................................................................ 16


CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO CẢI TIẾN TÍNH TỐN
ĐÀI CỌC .................................................................................................................. 17
2.1. Xây dựng mơ hình gıàn ảo cảı tıến.................................................................... 17
2.1.1. Giới thiệu mơ hình giàn ảo cổ điển............................................................. 17
2.1.2. Đề xuất mơ hình giàn ảo cải tiến tính tốn đài cọc..................................... 18
2.2. Tính tốn đàı cọc theo mơ hình gıàn ảo cảı tıến................................................ 19
2.2.1. Tính tốn d cho đài hai cọc ......................................................................... 19
2.2.2. Tính tốn d cho đài nhiều hơn hai cọc ....................................................... 22
2.2.3. Tính tốn và kiểm tra đài cọc...................................................................... 24
2.3. Lƣu đồ tính tốn đài cọc .................................................................................... 29
2.4. Kết luận chƣơng ................................................................................................ 31
CHƢƠNG 3: XÁC MINH MƠ HÌNH TÍNH TỐN VỚI THỰC NGHIỆM - VÍ
DỤ MINH HỌA - KHẢO SÁT THAM SỐ ............................................................ 32
3.1. Xác mınh mơ hình tính tốn với thực nghıệm................................................... 32
3.1.1. Giới thiệu thí nghiệm .................................................................................. 32
3.1.2. Xác minh với kết quả thí nghiệm................................................................ 33
3.2. Các ví dụ tính tốn thıết kế đàı cọc ................................................................... 35
3.2.1. Ví dụ thiết kế đài hai cọc ............................................................................ 35
3.2.2. Ví dụ thiết kế đài bốn cọc ........................................................................... 38
3.3. Khảo sát tham số ............................................................................................... 42
3.3.1. Đề xuất các tham số khảo sát ...................................................................... 42
3.3.2. Khảo sát các tham số đã đề xuất ................................................................. 43
3.4. Kết luận chƣơng ................................................................................................ 49

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 51

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao).
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA
CÁC PHẢN BIỆN (bản sao).


TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐÀI CỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP
SỬ DỤNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO CÀI TIẾN
Học viên: Nguyễn Hữu Diệu
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp
Mã số: 60.58.02.08 - Khóa: K33 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN

TĨM TẮT:
Hiện nay, việc tính tốn thiết kế đài cọc bê tơng cốt thép theo mơ hình giàn ảo là giới
hạn ứng suất nén trong thanh chống bê tông không vƣợt quá cƣờng độ chịu nén để ngăn chặn
sự phá hoại giòn và cốt thép chịu kéo trong thanh giằng không bị phá hoại do kéo đứt. Trong
mơ hình giàn ảo cổ điển, thanh giàn đi từ vị trí cột, mặt trên của đài hƣớng đến trục của cọc
tại mức cốt thép chịu kéo. Tuy nhiên, trong thực tế đài cọc còn có cốt thép cột neo vào đài
cọc, vì vậy vị trí vùng nút tại chân cột sẽ di chuyển vào bên trong đài một độ sâu d và mở
rộng tiết diện cột thành một diện tích mới sẽ làm tăng cƣờng độ tại nút. Nhƣ vậy, mơ hình
giàn ảo mới sẽ phản ánh đúng sự làm việc thật của kết cấu và kết quả tính tốn an tồn cho
thiết kế cọc. Luận văn này sẽ giới thiệu mơ hình giàn ảo mới, cách xác định vị trí đặt tải mới
trong đài cùng quy trình tính tốn thiết kế đài cọc. Bên cạnh đó cƣờng độ của bê tơng, chiều
cao đài cọc cũng đƣợc khảo sát để đánh giá ảnh hƣởng của nó đến khả năng chịu tải của đài.
Từ khóa – mơ hình giàn ảo; giàn ảo cải tiến; thanh chống; thanh giằng; đài cọc
ABSTRACT:
At present, besides using the traditional method for the design of reinforced concrete pile

caps by considering the pile caps as beam or slab structure, the strut-and-tie model is used.
Strut-and-tie model limits compresive stress in concrete strut not exceed the compressive
strength of the concrete to prevent brittle damage and tension stress in reinforcement tie for
preventing tension damage. Almost the current strut-and-tie models for designing pile caps
consider concrete strut from the bottom of column (at the top of the pile cap) to axis of the
pile at the level of reinforcing bar. However, in practice the reinforcing bars of column are
extended to the pile caps, so the position of the node at the base of the column moves a
distance d inside the pile caps and enlarges the colume section as a larger new cross section
that increase the strength at the node. Therefore, a improved strut-and-tie model that
accurately reflects the real behaviour of the structure is proposed. The results from the
proposed model compared with the empirical data show the reliability of the improved model.
In addition, parametric study was investigated to evaluate the effect of different factors on the
load capacity of the pile.
Keywords –Strut and tie model; improved strut and tie; strut; tie; pile cap


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
fc’
H
Bd
Ld
L
n
fck
fyk
d’
h
d
r
Ntk

Mx, My
Dp
a,b
α
fcd
fcd1
fcd2
σc2

: Cƣờng độ chịu nén của bê tông
: Chiều cao đài cọc
: Bề rộng đài cọc
: Chiều dài đài cọc
: Khoảng cách giữa các tim cọc
: Số lƣợng cọc trong đài
: Cƣờng độ bê tông
: Cƣờng độ cốt thép
: Khoảng cách từ mép dƣới của đài đến trọng tâm cốt thép
: Chiều cao làm việc của đài cọc
: Chiều sâu mặt phẳng hội tụ các thanh giằng
: Khoảng cách từ tim cọc đến mặt phẳng 0,25 từ tim cột
: Tải trọng lực dọc thiết kế
: Momen tại chân cột theo phƣơng Ox; Oy
: Đƣờng kính cọc
: Chiều rộng, chiều cao cột
: Góc tạo bởi độ nghiêng các thang giằng
: Cƣờng độ đặc trƣng của bê tông
: Cƣờng độ bê tông tới hạn cho đài hai cọc
: Cƣờng độ bê tông tới hạn cho đài nhiều hơn hai cọc
: Ứng suất vùng nút trên đỉnh cọc

: Tỷ số nén

Av
Amr
μ
μmin

: Diện tích mở rộng của cột vào trong đài cọc
: Diện tích mở rộng của cọc vào trong đài
: Hàm lƣợng cốt thép trong đài cọc
: Hàm lƣợng cốt thép tối thiểu trong đài cọc


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

Tên bảng

Trang

3.1.

Thông tin về đài cọc thí nghiệm

32

3.2.

Kích thƣớc đài cọc thí nghiệm

33

3.3.

Xác minh tính tốn với thực nghiệm

34

3.4.

Tải trọng tác dụng lên đầu cọc

39

3.5.

Khảo sát ảnh hƣởng chiều cao H đến sự làm việc

44

3.6.

Ảnh hƣởng cƣờng độ bê tông đến sự làm việc của đài
cọc

46

3.7.

Ảnh hƣởng của kích thƣớc cột đến sự làm việc của
đài cọc

47


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.

3.8.
3.9.
3.10.

Tên hình
Ứng dụng của mơ hình giàn ảo
Mơ hình giàn ảo của dầm bê tơng cốt thép nhịp đơn giản
Giàn đúng và giàn không đúng
Từ dạng bố trí của các vết nứt suy ra mơ hình giàn ảo hợp
lý
Thanh chống ảo (Struts)
Các vùng nút giàn ảo
Các mơ hình tính tốn kích thƣớc thanh chống
Mơ hình giàn ảo cho đài cọc
Mơ hình giàn ảo cổ điển cho đài hai cọc
Mơ hình giàn ảo cải tiến đề xuất
Ứng suất trong các thanh giàn
Diện tích tiết diện cột mở rộng vào đài hai cọc
Diện tích tiết diện cột mở rộng vào đài nhiều hơn hai cọc
Minh họa tính tốn cốt thép đài 04 cọc
Tính tốn đài cọc trên microsoft excel 2010
Biểu đồ so sánh tải tính tốn và tải thực nghiệm
Đài hai cọc chịu tải trọng đúng tâm
Bố trí cốt thép đài hai cọc
Đài bốn cọc chịu tải trọng đúng tâm
Mơ hình thanh giằng – thanh chống
Bố trí cốt thép đài bốn cọc
Đài bốn cọc chịu tải trọng đúng tâm
Biểu đồ tƣơng quan giữa chiều cao H và ứng suất σc2; fcd2
Biểu đồ so sánh ứng suất σc2; fcd2

Biểu đồ so sánh ứng suất σc2; fcd2

Trang
4
4
7
7
8
9
11
14
17
18
20
20
22
26
30
34
35
37
38
41
42
43
45
46
48

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, việc tính tốn thiết kế đài cọc bê tơng cốt thép sử dụng trong
các tiêu chuẩn thiết kế thƣờng đƣợc thực hiện theo hai phƣơng pháp:
Phƣơng pháp thứ nhất, quan niệm đài cọc nhƣ một dầm hay sàn với các
gối đỡ là các cọc. Với phƣơng pháp này cốt thép chịu kéo đƣợc xác định dựa
vào mô men tại tiết diện mặt cột và cƣờng độ chịu cắt đƣợc thiết kế tƣơng tự
nhƣ điều kiện chịu cắt trong dầm hay thiết kế theo điều kiện chịu cắt thủng
trong sàn theo các tiêu chuẩn nhƣ ACI 318, EU2, JSCE 2010, TCVN 55742012. Thƣờng phƣơng pháp này đƣợc sử dụng để thiết kế đài cọc chịu uốn
(đài cọc chịu uốn đƣợc xem xét khi khoảng cách từ trục cọc đến mặt cột lớn
hơn 2 lần chiều cao đài cọc).
Phƣơng pháp thứ hai, đài cọc đƣợc thiết kế theo mơ hình giàn khơng
gian cũng gọi là mơ hình giàn ảo. Mục đích của mơ hình là giới hạn ứng
suất nén trong thanh chống bê tông không vƣợt quá cƣờng độ chịu nén để
ngăn chặn sự phá hoại giòn và cốt thép chịu kéo trong thanh giằng khơng
bị phá hoại do kéo đứt.
Trong mơ hình giàn ảo cổ điển, thanh giàn đi từ vị trí cột, mặt trên của
đài hƣớng đến trục của cọc tại mức cốt thép chịu kéo. Tuy nhiên trong thực tế
đài cọc cịn có cốt thép cột neo vào đài cọc, vì vậy vị trí vùng nút tại chân cột
sẽ di chuyển vào bên trong đài một độ sâu d và mở rộng tiết diện cột thành
một diện tích mới sẽ làm tăng cƣờng độ tại nút.
Nhƣ vậy, từ các phân tích ở trên những hạn chế của hai phƣơng pháp
thƣờng dùng trên cần đƣợc loại bỏ để thay thế bằng mơ hình tính tốn mới
vừa phản ánh đúng sự làm việc thật của kết cấu bên cạnh đó cho kết quả tính
tốn đạt độ tin cậy và đấy là lý do để thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế
đài cọc bê tơng cốt thép sử dụng mơ hình giàn ảo cải tiến”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Tìm hiểu mơ hình giàn ảo nói chung và các mơ hình giàn ảo trong

thiết kế đài móng cọc nói riêng;
Xây dựng mơ hình giàn ảo cải tiến cho việc thiết kế đài cọc;
Xác minh mơ hình tính tốn với kết quả thí nghiệm;
Thực hiện các ví dụ tính tốn và khảo sát tham số.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu: Đài cọc bê tông cốt thép chịu tải trọng đúng


2

tâm có khoảng cách từ trục cọc đến mặt cột nhỏ hơn 2 lần chiều cao
đài cọc
Phạm vi nghiên cứu: Mơ hình giàn ảo cải tiến tính tốn khả năng
chịu lực của đài.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp lý thuyết: Thu thập tài liệu, tìm hiểu lý thuyết tính tốn
đài cọc, lý thuyết mơ hình giàn ảo trong tiêu chuẩn ACI và các tài
liệu hiện có về mơ hình giàn ảo tính tốn cho đài cọc bê tơng cốt
thép.
Xây dựng mơ hình giàn ảo cải tiến và xác minh với kết quả thực nghiệm.
5. Kết quả dự kiến
Đƣa ra nhận xét chi tiết về các phƣơng pháp tính tốn đài cọc hiện
nay
Xây dựng mơ hình giàn ảo cải tiến để tính tốn đài cọc
Đánh giá độ tin cậy của mơ hình tính với thực nghiệm
Thực hiện một số ví dụ tham khảo
Khảo sát để đánh giá sự ảnh hƣởng của các tham số quan trọng đến
sự làm việc của đài cọc
6. Bố cục đề tài
Đề tài gồm có 3 chƣơng:

Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về mơ hình giàn ảo và mơ hình giàn ảo cho đài
cọc
Chương 2: Xây dựng mơ hình giàn ảo cải tiến và lý thuyết tính tốn
Chương 3: Xác minh mơ hình với thực nghiệm – Ví dụ minh họa Khảo sát tham số
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo


3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO
VÀ MƠ HÌNH GIÀN ẢO CHO ĐÀI CỌC
1.1. Tổng quan về mơ hình gıàn ảo
1.1.1. Giới thiệu mơ hình giàn ảo
Cấu kiện BTCT khi xét ở giới hạn cực hạn sẽ có sự thay đổi lớn trong
trạng thái làm việc của các bộ phận cấu kiện. Trạng thái làm việc của các bộ
phận đƣợc chia làm hai dạng:
Vùng chịu lực theo kiểu dầm: Vùng này đƣợc khảo sát dựa trên cơ sở
giả thuyết Becnuli, lý thuyết dầm hay còn đƣợc gọi là vùng B
Trong vùng B trạng thái ứng suất tại một mặt cắt bất kỳ dễ dàng tính
tốn từ các tác động tại một mặt cắt bằng các phƣơng pháp thông thƣờng, với
điều kiện là vùng này không bị nứt và thỏa mãn định luật Húc, các ứng suất sẽ
đƣợc tính toán theo lý thuyết uốn sử dụng các đặc trƣng mặt cắt.
Vùng chịu lực có đặc tính khơng liên tục về hình học hoặc về tĩnh học
đƣợc gọi là vùng D.
Trong vùng D trạng thái ứng suất bị thay đổi đột ngột, bị gián đoạn về
hình học (những chổ bị lồi lõm, các góc khung...) hoặc bị gián đoạn về tĩnh
học (những nơi có lực tập trung). Gián đoạn tĩnh học phát sinh từ các lực tập
trung hoặc các phản lực gối và các neo cốt thép dự ứng lực.

Cách giải quyết vùng D: Từ trƣớc đến nay phần lớn việc tính tốn kết
cấu bê tơng cốt thép chỉ quan tâm nhiều đến vùng B, việc tính tốn thiết kế
vùng D thƣờng dựa trên kinh nghiệm hoặc quan sát thực nghiệm. Trong thời
gian gần đây việc nghiên cứu tính tốn vùng D đã đƣợc các tổ chức: Hiệp hội
bê tông dự ứng lực, viện bê tông Hoa kỳ và Ủy ban bê tông Châu Âu nghiên
cứu đƣa ra những quy định tiêu chuẩn thiết kế đối với vùng D khá chi tiết.
Theo các tổ chức này thì trạng thái làm việc của bê tông trong giai đoạn giới
hạn cực hạn đƣợc tính theo mơ hình tốn cơ và mơ hình tốt nhất đƣợc sử dụng
là mơ hình hình giàn ảo.
1.1.2. Ứng dụng mơ hình giàn ảo
Mơ hình giàn ảo đƣợc ứng dụng trong phân tích và thiết kế cho vùng
gần tải trọng tập trung, các góc và các liên kết của khung, vùng gần lỗ hỗng,
những vùng có biến dạng phi tuyến.


4

Hình 1.1. Ứng dụng của mơ hình giàn ảo [1]
1.2. Nộı dung mơ hình gıàn ảo
1.2.1. Các giả thiết cấu tạo và ngun lý chung lập mơ hình giàn ảo
Trạng thái làm việc của vùng D có thể đƣợc mơ tả nhƣ sau:
Trƣớc khi hình thành vết nứt, một trƣờng ứng suất đàn hồi tồn tại có
thể xác định bằng cách sử dụng phƣơng pháp phân tích đàn hồi. Khi hình
thành vết nứt sẽ làm đảo lộn trƣờng ứng suất này, gây ra sự phân bố, định
hƣớng lại mà chủ yếu là các thành phần nội lực.

Hình 1.2. Mơ hình giàn ảo của dầm bê tông cốt thép nhịp đơn giản [1]
Sau khi hình thành vết nứt các thành phần nội lực có thể đƣợc mơ hình
hóa bằng cách sử dụng mơ hình giàn ảo. Khi đó có thể tƣởng tƣợng kết cấu bê
tông cốt thép đƣợc mô phỏng bằng một kết cấu giàn ảo bao gồm các thanh

chịu nén, các thanh giằng chịu kéo và các nối cuả các thanh đó là vùng nút


5

của giàn ảo. Nếu phần đầu mút của thanh chống hẹp hơn so với ở đoạn giữa
của các chống này có thể nứt theo chiều dọc. Các thanh cống có cốt thép nằm
ngang để chống nứt có thể chịu tải trọng lớn hơn và sẽ hƣ hỏng do bị nén vỡ.
Sự hƣ hỏng cũng có thể do sự chảy dẻo của các thanh giằng chịu kéo có chiều
hƣớng phá hoại dẻo.
a. Các giả thiết
Xét dầm đơn giản chịu tác dụng của lực tập trung, bị nứt:
Trong dầm sẽ có hệ lực với các thành phần :
(1) Lực nén trong bản cánh dầm phía đỉnh, Ct;
(2) Lực kéo phía đáy, Tb;
(3) Lực kéo thẳng đứng trong cốt thép đai, Tv;
(4) Lực nén nghiêng trong thanh chéo bê tông giữa các vết nứt xiên, Ci;
Hệ lực này đƣợc thay thế bằng một mơ hình giàn ảo. Để thiết lập mơ
hình giàn ảo, cần có các giả định và đơn giản hóa. Cụ thể nhƣ sau:
+ Tất cả cốt thép đai bị cắt theo mặt cắt A-A đƣợc mơ hình hóa thành
một cấu kiện thẳng đứng b-c gọi là thanh giằng (ảo).
+ Tất cả cấu kiện bê tông bị cắt theo mặt cắt B-B đƣợc mơ hình hóa
thành cấu kiện e-f gọi là thanh chống (ảo). Cấu kiện xiên này chịu ứng suất
nén để kháng lại lực cắt trên mặt cắt B-B.
+ Phần biên trên giàn ảo chịu nén dọc là một lực thực sự trong bê tông
nhƣng đƣợc biểu diễn dƣới dạng một cấu kiện giàn ảo.
+ Các cấu kiện nén trong giàn ảo đƣợc vẽ bằng các đƣờng nét đứt để
ám chỉ chúng là các lực trong bê tông. Các cấu kiện chịu kéo đƣợc quy ƣớc vẽ
bằng đƣờng nét liền.
b. Các bước chung để thành lập một mơ hình giàn ảo

Đầu tiên phải xác định đầy đủ các điều kiện biên của những vùng đƣợc
mơ hình hóa, ta có thể làm nhƣ sau:
+ Xác định kích thƣớc hình học, tải trọng, điều kiện gối của toàn bộ kết cấu.
+ Chia 3 kích thƣớc kết cấu bằng những mặt phẳng khác nhau để dễ
dàng phân tích riêng bởi mặt trung bình của hệ thanh. Phần lớn các trƣờng
hợp kết cấu sẽ đƣợc chia theo các mặt trực giao hoặc có thể song song với
nhau.
+ Xác định phản lực gối bằng các sơ đồ tĩnh học lý tƣởng. Với những
kết cấu siêu tĩnh, giả thiết sự làm việc là đàn hồi tuyến tính.
+ Chia kết cấu thành những vùng B và D


6

+ Xác định nội ứng suất của những vùng B và xác định kích thƣớc
của những vùng B và xác định kích thƣớc của những vùng B bằng mơ hình
giàn ảo hoặc sử dụng những phƣơng pháp thông thƣờng mà quy trình thiết
kế đã cho phép.
+ Xác định những lực tác dụng riêng lên vùng D để phục vụ cho việc
xét đƣờng truyền lực của chúng. Ngoài tải trọng ra còn phải xét những ứng
suất biên trong những mặt cắt phân chia các vùng D và B, chúng đƣợc lấy từ
kết quả thiết kế vùng B theo các giả định và mơ hình của vùng B.
+ Kiểm tra những vùng D riêng lẽ theo sự cân bằng.
c. Định hướng tối ưu hóa mơ hình giàn ảo
Hiểu biết về sự phân bố ứng suất là tối quan trọng đối với ngƣời thiết
kế, cho phép chúng ta giảm đi một số lƣợng lớn các mơ hình mà vẫn đảm bảo
đƣợc các điều kiện sử dụng đặt ra của kết cấu. Do vậy để tạo thuận lợi cho
việc định hƣớng, các mơ hình theo dòng lực biểu thị bởi ứng suất đàn hồi.
Để đƣa ra cách bố trí cốt thép thích hợp và khả thi cần có một vài điều
chỉnh mơ hình theo dịng lực và phù hợp với các đặc tính đặc trƣng riêng của

kết cấu bê tông cốt thép. Điều này bao gồm các yếu tố sau:
+ Cách bố trí cốt thép nên thỏa mãn các yêu cầu thực tế để đơn giản
hóa việc lập mơ hình nhƣ sử dụng cốt thép thẳng với số lƣợng các chỗ uốn
cong là tối thiểu, nên bố trí các cốt thép thẳng góc và song song với các cạnh
của kết cấu khi có thể.
+ Các cốt thép gần bề mặt nên đƣợc đặt dựa theo các cạnh và các mặt
của kết cấu để khống chế nứt một cách hợp lý.
+ Trong trạng thái bê tơng đã nứt, các thanh cốt thép sẽ hƣớng theo
dịng của các lực kéo, thực chất chúng là các thanh kéo của mơ hình, vị trí biết
trƣớc.
+ Sự sắp xếp của cốt thép cần phải đủ tƣơng ứng với mọi trƣờng hợp
tải trọng khác nhau. Điều này là một trong các lý do giải thích tại sao quỹ đạo
ứng suất không phải là cơ sở duy nhất để thiết kế cốt thép, mà quỹ đạo ứng
suất sẽ biến đổi nhƣ một hàm của tải trọng.
+ Sự hình thành các vết nứt và biến dạng dẻo của vật liệu kết cấu sẽ
làm phân phối lại nội lực nhƣ đƣợc xác định trên cơ sở của lý thuyết đàn hồi.
Mơ hình lựa chọn mang những lực tối thiểu và biến dạng có thể. Vì các thanh
kéo có biến dạng lớn hơn các thanh chống nên mơ hình các thanh kéo nhỏ
nhất và ngắn nhất sẽ là tốt nhất.


7

Với trƣờng hợp ngoại lệ, các thanh chống chịu ứng suất lớn trên một
chiều dài đáng kể, vì vậy nó sẽ có biến dạng trung bình tƣơng cao tƣơng tự
nhƣ biến dạng của các thanh kéo.

Hình 1.3. Giàn đúng và giàn không đúng [1]
Cách tiếp cận này sẽ cho phép cùng một lúc xem xét các biến dạng nhỏ
hơn của các thanh kéo trong kết cấu bê tông đã nứt hoặc chƣa nứt. Nguyên tắc

này giúp loại trừ các mô hình sai.
d. Sự phù hợp mơ hình giàn ảo với thực trạng vết nứt
Nếu có sẵn về bức ảnh về các mẫu vết nứt thì có thể giúp ta chọn một
mơ hình giàn ảo tốt nhất.

Hình 1.4. Từ dạng bố trí của các vết nứt suy ra mơ hình giàn ảo hợp lý [1]
Hình 1.4 thể hiện mẫu vết nứt trong một đầu lắp mộng ở vùng tựa của
một dầm đúc sẵn.


8

Trong hình (d) thanh chống B-D đi qua một vùng nứt mẫu thí nghiệm,
điều này cho thấy đấy khơng phải là vị trí hợp lý với thanh chống.
1.2.2. Kết cấu của mơ hình giàn ảo
Kết cấu và hình dạng của mơ hình giàn ảo đƣợc xác định bằng cánh tay
địn nội ngẫu lực z giữa hai thanh và góc α của thanh chống xiên hoặc ứng
suất nén của thanh giàn ảo. Việc xác định z và α theo nguyên tắc sau.
a. Cánh tay đòn ngẫu lực z
Đƣợc xác định từ việc thiết kế chịu uốn của mặt cắt ngang tại các vị trí
có moment lớn nhất. Nó đƣợc xem là khơng đổi trong suốt vùng có moment
uốn giữ ngun dấu:
Z j.d
(1.1)
Trong đó :
j: Hệ số khơng thứ ngun (theo ACI lấy gần đúng = 0,875-1)
d: Chiều cao mặt cắt ngang dầm
b. Góc nghiêng α của thanh chống xiên
Là góc đƣợc tạo thành bởi thanh chống xiên và thanh ngang, đƣợc xác
định từ việc thiết kế chịu cắt của mặt cắt ngang và những thay đổi về độ lớn

của lực dọc trục hoặc lực căng trƣớc. Nó đƣợc xem là khơng đổi trong suốt
vùng có lực cắt giữ nguyên dấu.
1.2.3. Các bộ phận cấu thành của mơ hình giàn ảo
a. Thanh chịu nén ảo
Trong mơ hình giàn ảo, các thanh chống tƣơng ứng với các trƣờng ứng
suất nén của bê tông theo hƣớng của thanh chống.

Hình 1.5. Thanh chống ảo (Struts) [1]


9

Các thanh chống đƣợc lý tƣởng hóa có dạng nhƣ lăng trụ hoặc các cấu
kiện thon đều nhƣng thƣờng thay đổi mặt cắt ngang dọc theo chiều dài của nó,
vì bê tông ở đoạn giữa chiều dài thanh chống rộng hơn so với hai đầu. Đơi khi
là thành dạng hình chai hoặc các mơ hình giàn cục bộ. Việc trải rộng các
lực nén làm tăng lực kéo ngang, có thể là nguyên nhân làm cho thanh chịu
kéo bị nứt theo chiều dọc. Nếu thanh chống khơng có cốt thép ngang, nó có
thể bị hƣ hỏng sau khi sự hình thành vết nứt này xảy ra. Trong các mơ hình
chống và giằng, các thanh chống đƣợc thể hiện bằng các đƣờng đứt dọc
theo trục của các thanh chống.
b. Các thanh chịu kéo ảo
Bộ phận cấu thành chính thứ hai của một mơ hình giàn ảo là thanh chịu
kéo. Thanh kéo này tƣơng đƣơng với một hoặc một vài lớp cốt thép đặt cùng
hƣớng đƣợc thiết kế với:

As .fy Tn

(1.2)

Trong đó: Tn = Tu là lực do thanh kéo kháng lại.
Các thanh giằng chịu kéo có thể bị phá hỏng do khơng neo giằng ở hai
đầu. Sự neo giằng của các thanh chịu kéo trong các vùng nút là một phần
quan trọng của việc tính tốn thiết kế vùng D sử dụng mơ hình giàn ảo. Các
thanh chịu kéo thể hiện bằng các đƣờng liền nét trong mơ hình giàn ảo.
c. Các nút của giàn ảo
Các mối nối trong mơ hình thanh chịu kéo và thanh chống còn đƣợc
hiểu nhƣ là các vùng nút. Ba hoặc nhiều lực gặp nhau tại một nút. Các lực gặp
nhau tại một nút phải cân bằng. Có nghĩa là Fx=0, Fy = 0 và M = 0 đối
với điểm nút.

Hình 1.6. Các vùng nút giàn ảo [1]


10

Trong đó các vùng nút đƣợc phân loại thành:
Nút CCC: Ba lực nén gặp nhau
Nút CCT: Một trong các lực là lực kéo, cũng có thể là các mối nối
CTT và TTT
Điều kiện M = 0 ngụ ý rằng các đƣờng tác dụng lực phải đi qua một
điểm chung hoặc có thể phân tích đƣợc thành các lực mà chúng tác dụng qua
một điểm chung.
1.2.4. Nội lực trong mơ hình giàn ảo
a. Cường độ nút
Cƣờng độ chịu nén danh định của bê tông vùng nút Fnn đƣợc xác định:
Fnn

fcu . An

(0.3)

Trong đó: An diện tích mặt cắt vng góc với phƣơng chịu lực (mm2),
fcu là cƣờng độ nén hiệu quả của vùng nút (MPa):
fcu

0,85.Bs . fc'

(0.4)

Với: βs là hệ số hiệu quả xác định theo Bảng 1.1, f c' là cƣờng chịu nén
(MPa)
b. Cường độ thanh chịu nén

Fns

fcu . Ac

(0.5)

Trong đó: fcu là cƣờng độ chịu nén hiệu quả (MPa), Ac là diện tích mặt
cắt ngang hữu hiệu của thanh chịu nén (mm2)
Diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu của thanh chịu nén Ac đƣợc xác định:
Trường hợp a: Đây là dạng nút hay gặp trong các dầm để mô hình hóa
vùng neo của cốt thép đai với các cốt thép dọc. Về mặt chịu lực, đây là nút
CTT (1 thanh nén, 2 thanh kéo). Do các thanh cốt thép đứng đƣợc neo bởi
thanh cốt thép dọc nên độ cứng của thanh cốt thép dọc sẽ ảnh hƣởng đến
chiều rộng của thanh nén. Phạm vi ảnh hƣởng này đƣợc lấy là 6 lần đƣờng
kính thanh cốt thép dọc (6dba) về mỗi phía của thanh cốt thép đứng. Nếu chiều
dày của cấu kiện vƣợt quá 6dba về mỗi phía của thanh cốt thép dọc thì kích

thƣớc theo chiều dày của thanh nén đƣợc xác định nhƣ trên mặt cắt x-x.


11

a. Thanh nén đƣợc neo bằng cốt thép

b. Thanh nén đƣợc neo bằng gối kết hợp với cốt thép và neo bằng gối
kết hợp với thanh nén
Hình 0.7. Các mơ hình tính tốn kích thước thanh chống [1]
Trường hợp b: Đây là dạng nút hay gặp ở khu vực đầu dầm có gối hoặc
nơi đặt lực tập trung ở các dầm cao. Về mặt chịu lực, nút này có dạng CCT
(hai thanh nén, một thanh kéo). Chiều cao của nút ha đƣợc tính tốn trên cơ sở
chiều cao cần thiết để đủ bố trí các thanh cốt thép chịu kéo và bề rộng vùng
ảnh hƣởng của cốt thép. Nếu các thanh cốt thép đƣợc neo đầy đủ, bề rộng
vùng ảnh hƣởng đƣợc lấy bằng 6dba nhƣ đã nêu trên. Khi đã biết chiều cao
vùng nút ha và bề rộng tấm gối lb, chiều rộng có hiệu của thanh nén sẽ đƣợc
xác định theo nguyên tắc nút thủy tĩnh và sự mở rộng vùng nút đã trình bày ở
trên.


12

Trường hợp c: Là dạng nút hay gặp trong mô hình dầm cao, vai đỡ
…về mặt chịu lực, dạng nút này có kiểu CCC (3 thanh nén). Khi đã biết chiều
cao của 1 thanh nén hs và bề rộng của tấm kê gối hay đặt lực lb, chiều cao của
thanh nén cịn lại cũng đƣợc tính theo ngun tắc nút thủy tĩnh.
Cƣờng độ nén hiệu quả fce trong thanh nén đƣợc xác định:
fce

0,85.Bs . fc'

(0.6)

Trong đó: f c' là cƣờng độ chịu nén của bê tông (MPa)
Bảng 0.1. Tra hệ số βs, βn là hệ số hiệu quả
Kiểu thanh chống hay nút của mơ hình giàn ảo
Thanh chống hình trụ (tiết diện không đổi theo chiều

βs, βn

Đối chiếu
ACI 381-11

1.00

A.3.2.1

0.75

A.3.2.2

0.60

A.3.2.2

0.40

A.3.2.3

Các trƣờng hợp thanh chống khác

0.60

A.3.2.4

Nút kiểu CCC

1.00

A.5.2.1

Nút kiểu CCT

0.80

A.5.2.2

Nút kiểu CTT hoặc kiểu TTT

0.60

A.5.2.3

dài)
Thanh chống hình cổ chai có thép giằng thỏa mãn
A.3.3(*)
Thanh chống hình cổ chai khơng thép giằng thỏa mản
A.3.3(*)
Thanh chống của của KC chịu kéo hay trong cánh chịu

kéo của KC

c. Cường độ của thanh giằng
Cƣờng độ danh định của thanh kéo đƣợc xác định thông qua cƣờng độ
của cốt thép thƣờng và dự ứng lực:
F
nt

f A
y ts

(f

se

f )A
p tp

(0.7)


13

Trong đó: Ats là tổng diện tích của cốt thép dọc thƣờng trong thanh
giằng (mm2), Atp là diện tích thép dự ứng lực (mm2), fy là cƣờng độ chảy của
cốt thép dọc thƣờng (MPa), fse là ứng suất trong thép dự ứng lực do tạo dự ứng
lực (MPa).
1.3. Các phương pháp lựa chọn mơ hình gıàn ảo
1.3.1. Phương pháp cấu trúc liên kết
Lianget al.(2000) đề nghị sử dụng phƣơng pháp cấu trúc liên kết để lựa

chọn mơ hình giàn ảo. Phƣơng pháp này tập trung vào việc tìm kiếm vùng bê
tơng có độ cứng tối đa và loại bỏ những vật liệu có độ cứng nhỏ.
1.3.2. Phương pháp vùng ứng suất
Fernandez Ruiz(2007), đề nghị sử dụng phƣơng pháp vùng ứng suất để
tìm vị trí cốt thép trong mơ hình. Với phƣơng pháp này, bố trí cốt thép đƣợc
ban đầu với u cầu kiểm sốt nứt tối thiểu và kích thƣớc của cốt thép sau đó
đƣợc chọn lặp đi lặp lại để giảm thiểu những ứng suất trong một phân tích
phần tử hữu hạn phi tuyến.
1.3.3. Phương pháp năng lượng biến dạng
Phƣơng pháp đƣợc trình bày bởi Schlaich et al. (1987). Năng lƣợng
biến dạng đƣợc xác định bởi.
n

U

Fi .li .

i

(1.8)

i

Trong đó :
Fi là lực dọc trong các thanh giàn i
li là chiều dài các thanh giàn
i là biến dạng trung bình của phần tử i
Vì các thanh chống có biến dạng ít hơn các thanh kéo ( c<< s). Nên mơ
hình mà các thanh kéo nhỏ nhất và ngắn nhất sẽ là tốt nhất. Do đó có thể bỏ
qua sự đóng góp năng lƣợng biến dạng của các thanh chống.

1.4. Mơ hình giàn ảo cho đài cọc
Đài cọc đƣợc thiết kế theo mơ hình giàn khơng gian hay cịn gọi là mơ
hình giàn ảo. Mục đích của mơ hình là giới hạn ứng suất nén trong thanh
chống bê tông không vƣợt quá cƣờng độ chịu nén để ngăn chặn sự phá hoại
giịn và cốt thép chịu kéo trong thanh giằng khơng bị phá hoại do kéo đứt.
1.4.1. Mơ hình giàn ảo đối với đài cọc
Các tải trọng, phản lực, các thanh chống và giằng đƣợc bố trí sao cho


14

trọng tâm của mỗi cấu kiện giàn và các đƣờng tác dụng của tải trọng tác dụng
giao nhau tại các mối nối.
Điều này cần thiết cho sự cân bằng mối nối trong một đài cọc bê tông
cốt thép, sự neo trong đài sẽ đƣợc tiến hành hoàn chỉnh bằng các móc theo
chiều thẳng đứng hoặc chiều nằm ngang, hoặc trong các trƣờng hợp thực hiện
bằng tấm neo nhƣ đã thể hiện.
Trong mơ hình này, thanh giàn chịu nén đi từ vị trí cột, mặt trên của đài
cọc hƣớng đến trục của cọc tại mặt dƣới của đài, thanh giàn chịu kéo giao
nhau với thanh chịu nén tại đỉnh cọc, khu vực này đƣợc gọi là nút giàn.
Mơ hình giàn ảo đối với đài cọc đƣợc thể hiện trong Hình 1.7.

α

Hình 1.8. Mơ hình giàn ảo cho đài cọc [1]
1.4.2. Tính tốn thiết kế, sử dụng mơ hình giàn ảo đối với đài cọc
Tính tốn thiết kế đài cọc sử dụng mơ hình giàn ảo bao gồm việc bố trí
một giàn truyền các tải trọng cần thiết. Một khi đã tìm ra đƣợc một giàn thỏa
mãn, các mối nối và các cấu kiện của giàn phải đƣợc thiết kế chi tiết để truyền
các lực cần thiết, các kích thƣớc tổng thể của giàn phải đạt đến mức sao cho

toàn bộ giàn vừa khít bên trong dầm và có lớp ngồi tƣơng xứng.
Các đài cọc nhiều cọc là các cấu kiện rất cứng và theo đúng nghĩa là rất
nhạy với độ lún không đều giữa các trục đỡ của chúng do sự chuyển dịch cọc
và do chiều cao không đều nhau giữa các cọc trong đài. Giai đoạn đầu tiên
trong tính tốn thiết kế một đài cọc nhƣ vậy là ƣớc tính vùng phản lực và sử
dụng nó dể tính các đƣờng bao lực cắt và momen, mặc dù có thể xảy ra sự
phân bố lại momen và lực cắt nào đó nhƣng tổng lƣợng sẽ bị giới hạn.
Vấn đề quan trọng là lựa chọn mơ hình đỡ tải trọng. Hƣớng của các
thanh chống chịu nén trong mỗi nhịp chịu cắt phải cùng hƣớng chung của các


15

ứng suất chính trong nhịp chịu cắt đó, các quỹ đạo ứng suất đã đƣợc đơn giản
hóa sẽ thực sự hữu ích trong việc thiết lập mơ hình giàn, các nghiên cứu đã
đƣa ra đề nghị rằng các thanh chống nên đƣợc định hƣớng trong phạm vi ±15o
của các góc thể hiện trong các hình này.
Khi có thể sử dụng đƣợc một vài giàn khác nhau, trong số đó, giàn nào
có lƣợng cột thép ít nhất giàn đó đƣợc xem là mơ hình hóa chính xác nhất
trạng thái làm việc của một đài bê tông. Giàn này sẽ đạt đến các quỹ đạo ứng
suất đàn hồi, do độ cứng của hai loại vật liệu bê tông và cốt thép khác nhau.
Khi thiết lập hình dạng của giàn, ƣớc tính về lực đầu tiên trong cấu kiện
có thể đƣợc xác định. Trong nhiều trƣờng hợp, các giàn gần nhƣ rất khó xác
định, tuy nhiên các giàn nhƣ vậy có thể giải quyết đƣợc một cách dễ dàng
bằng cách giả định rằng các cốt đai chảy dẻo và cốt thép dọc chảy dẻo ở các
điểm momen cực đại. Sau đó có thể tính đƣợc lực trong mỗi cấu kiện và từ đó
tính tốn đƣợc kích thƣớc cần thiết đối với mỗi cấu kiện chịu nén để chịu các
lực nén yêu cầu. Các thanh chống chịu nén sẽ chịu ứng suất fce. Thông thƣờng
fce = 0,5 f’c trong các đài cọc.
Trong giai đoạn này điều thiết yếu là giàn sẽ đƣợc vẽ theo tỷ lệ nhất

định để thiết lập kích thƣớc các phần tử thủy tĩnh tại giao điểm các cấu kiện
giàn. Khi điều này đƣợc thực hiện, độ nghiêng của một số thanh chống sẽ
đƣợc thực hiện, độ nghiêng của một số thanh chống sẽ đƣợc thay đổi và tính
tốn lại lực trong thanh chống, sau đó mới địi hỏi giàn phải vẽ lại theo tỉ lệ.
Quá trình này đƣợc lặp lại cho tới khi đạt đƣợc sự hội tụ, thƣờng là một hoặc
hai chu kỳ, khi quá trình này diễn ra, cốt thép đƣợc lựa chọn để đủ cung cấp
trị số As.fy bằng hoặc lớn hơn các lực kéo trong mỗi cốt thép dài và trong các
thanh giằng.
Các thanh xiên chịu nén tỏa ra từ điểm đặt tải cắt các cốt thép đai tại
cao độ trọng tâm của cốt thép đáy, do cần có sự thay đổi lực của cốt thép đáy
để cân bằng với thành phần của lực ngang trong thanh xiên chịu nén. Lực
trong cốt thép đáy bị giảm xuống tại mỗi thanh cốt thép đai nhờ thành phần
ngang của thanh xiên chịu nén cắt nhau tại điểm đó, trong đó đƣờng bậc thang
thể hiện lực kéo hợp thành trong cốt thép đáy, lực kéo đƣợc tính tốn từ lý
thuyết dầm M/jd thể hiện bằng đƣờng nét đứt.
Về cơ bản việc Tính tốn thiết kế, sử dụng mơ hình giàn ảo đối với đài
cọc đƣợc thực hiện tóm gọn qua các bƣớc cơ bản sau nhƣ sau:
Bước 1: Xác định biên của vùng D và vác lực tác dụng trên biên (các
lực thiết kế tới hạn) căn cứ vào các lực trên mặt cắt và ngoại lực tác dụng.


16

Bước 2: Vẽ phác các phƣơng án giàn ảo sao cho hợp lý với thực tế làm
việc dựa trên những nguyên tắc chung. Xác định các lực biên tƣơng đƣơng
thông qua giải các bài tốn tĩnh học để tìm ra các thành phần nội lực lên các
thanh giàn ảo.
Bước 3: Lựa chọn vật liệu (Cốt thép, bê tông) sao cho đảm bảo điều
kiện chịu kéo,nén của các thanh giàn ảo và bảo đảm rằng các thanh thép đƣợc
neo đảm bảo vào các vùng nút của giàn ảo

Bước 4: Xác định kích thƣớc của các thanh giằng và các nút của giàn
sao cho khả năng chịu lực của tất cả các thanh, các nút đủ chịu đƣợc các lực
trong thanh giàn.
Bước 5: lựa chọn và bố trí cốt thép cho đài cọc.
1.5. Kết luận chương
Trong chƣơng này, luận văn đã giới thiệu tổng quan về mơ hình giàn
ảo, ứng dụng của mơ hình này trong thực tế và quan trọng nhất là giới thiệu
mơ hình giàn ảo cho đài cọc, đây chính là cơ sở lý thuyết để chúng ta áp dụng
cho các chƣơng sau.
Qua phân tích có thể thấy việc tính tốn đài cọc theo mơ hình giàn ảo
vẫn chƣa có hƣớng dẫn cụ thể nào. Cùng một cấu kiện đài cọc có thể chọn
đƣợc nhiều mơ hình giàn ảo khác nhau để tính tốn, kết quả sẽ khác nhau với
các mơ hình đƣợc chọn khác nhau. Điều này là hạn chế để ứng dụng rộng rãi
mơ hình giàn ảo trong tính tốn và thiết kế.
Chƣơng tiếp theo sẽ đi xây dựng mơ hình giàn ảo cải tiến và lý thuyết
tính tốn cho đài cọc nhằm nâng cao khả năng ứng dụng của mơ hình giàn ảo
vào trong thực tế tính tốn và thiết kế đài cọc.


17

Chương 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH GIÀN ẢO CẢI TIẾN
TÍNH TỐN ĐÀI CỌC
Qua q trình nghiên cứu và tìm hiểu, đa phần việc tính tốn thiết kế
đài cọc bê tơng cốt thép sử dụng trong các tiêu chuẩn thiết kế thƣờng đƣợc
thực hiện theo hai phƣơng pháp.
Phƣơng pháp thứ nhất, quan điểm đài cọc nhƣ một dầm hay sàn với các
gối đỡ là các cọc. Phƣơng thức này thông thƣờng đƣợc sử dụng để thiết kế đài
cọc chịu uốn và chƣa phản ánh đúng thực thế làm việc cho các trƣờng hợp đài
cọc khác;

Phƣơng pháp thứ hai, đài cọc đƣợc thiết kế theo mơ hình giàn ảo cổ
điển trong mơ hình này, thanh giàn đi từ vị trí chân cột ở mặt trên của đài
hƣớng đến trục của cọc tại mức cốt thép chịu kéo. Trong thực tế cốt thép cột
đƣợc neo dài vào đài cọc, do đó vị trí vùng nút tại chân cột sẽ di chuyển vào
bên trong đài thêm một khoảng d và tiết diện cột đƣợc mở rộng thành một tiết
diện mới do đó điểm đặt lực cũng đƣợc thay đổi để phản ánh đúng thực tế làm
việc của đài cọc, các thanh giàn sẽ đƣợc cơ cấu lại đề phù hợp với thực tế.
Nhƣ vậy, từ các phân tích ở trên những hạn chế của hai phƣơng pháp
truyền thống cần đƣợc loại bỏ để thay thế bằng mơ hình tính tốn mới phản
ánh đúng sự làm việc thật của kết cấu, cho kết quả tính tốn an tồn, đáng tin
cậy để thiết kế đài móng cọc, do đó trong chƣơng này sẽ đi nghiên cứu thiết
kế đài cọc bê tông cốt thép sử dụng mô hình giàn ảo cải tiến.
2.1. Xây dựng mơ hình gıàn ảo cảı tıến
2.1.1. Giới thiệu mơ hình giàn ảo cổ điển

Hình 2.1. Mơ hình giàn ảo cổ điển cho đài hai cọc