CÁCH TÍNH TOÁN CHỌC THỦNG SÀN THEO EC2
Trong chuyên mục bài viết kỹ thuật lần này, chúng tôi trình bày quy trình tính chọc thủng cho sàn phẳng theo tiêu chuẩn EC2. Thứ tự nội dung được trình bày như sau:
- Phân các dạng loại cột trong tính toán chọc thủng sàn
- Tính toán ứng suất cắt thủng thiết kế ( hay ứng suất cắt thủng nội lực)
- Thành phần ứng suất kháng của bê tông vRd,c
- Mặt cắt phá hoại kiểm tra theo EC2
- Kiểm tra và so sánh sức kháng , nội lực tại các mặt cắt phá hoại
- Tính toán cốt thép kháng thủng và bố trí cốt thép.
Phần 1
Phân loại cột: Mặc dù EC2 không trực tiếp đề cập tới việc phân loại cột cho kiểm tra chọc thủng sàn, nhưng có thể chia cột ra làm 3 loại là cột giữa, cột biên và cột góc được minh họa như hình bên dưới
Phần 2
Tính toán ứng suất cắt thủng (vED)
Ứng suất cắt thủng (vED) được tính toán từ tổ hợp trạng thái giới hạn cường độ với quy trình và công thức như sau:
1 vài mặt cắt phá hoại xung quan cột được xem xét. Cho mỗi mặt cắt phá hoại tương ứng 1 ứng suất cắt thủng được đại diện cho mặt cắt được tính toán là tổ hợp của Momen và lực cắt tại đầu cột tác dụng lên sàn theo công thức:
Trong đó:
Vu: Là phản lực tại đầu cột gây ra ứng suất chọc thủng tại trạng thái giới hạn cường độ.
b: Là hệ số gia tang xem xét đến ảnh hưởng của momen và độ lệch tâm. Hệ số b được lấy như sau:
b=1,15 cho cột giữa
b=1,4 cho cột biên
b=1,5 cho cột góc
A: là diện tích mặt cắt tại chu vi phá hoại xem xét. Công thức tính toán cho A được xem xét như sau:
Cho cột với kích thước “a”, “b” và mặt cắt phá hoại xem xét tại khoảng cách “c” từ mặt cột trở ra. “A” sẽ được tính toán như sau:
A= 2*(a+b)+2π*c
- Cho cột biên:
A=2*a+b+ π*c
- Cho cột góc:
A= a+b+ π*c
Phần 3
Thành phần ứng suất kháng của bê tông vRd,c đặc trưng cho sức kháng thủng của bê tông tại mặt cắt phá họa kiểm tra, công thức tính toán theo EC2 như sau:
vRd,c=vmin+k1*scp
Trong đó:
Vmin=0.0035*k^1.5*fck^ 0.5 
K1=0.1
K=1+(200/d)^0.5≤2.0, đơn vị của d là (mm)
scp: Ứng suất pháp của mặt cắt thủng xem xét:
NED: Lực dọc tác dụng lên toàn bộ dải sàn đang xem xét
Ac: Diện tích bê tông của dải sàn đang xem xét
Phần 4: Mặt cắt phá hoại theo EC2
Mặt cắt phá hoại theo EC2 cần kiểm tra bao gồm:
- Tại mặt cột
- Cách 2d từ mặt cột, (d là bề dày hữu hiệu của sàn)
- Các mặt cắt tiếp theo với khoảng cách 0,75d từ mặt cắt 2d nếu cần thiết (Thường được dung cho trường hợp tối ưu).
Phần 5: Kiểm tra ứng suất
Ứng suất thủng tại các mặt cắt phá hoại (vu) được nêu kể trên được tính toán rồi so sánh với ứng suất kháng của bê tông (vrd,c), quy trình như sau:
Tại mặt cột:
Nêu vu>vmax:
Trong đó: vmax: Ứng suất cho phép lớn nhất của sàn
Vmax= 0.5*v*fcd
V=0.6*(1-(fck/250))
(ứng suất thủng vượt quá ứng suất cho phép của sàn) : Bố trí lại kích thước hình học của sàn, quay trở về tính toán chọc thủng như các bước ban đầu
Tại các mặt cắt phá hoại:
Nếu vu< vrd,c không cần bố trí cốt thép chống thủng
Nếu vu> vrd,c : Bổ sung thép chọc thủng
Kiểm tra sẽ tiếp tục diễn ra tại các mặt cắt phá hoại cho đến khi không còn phải bố trí thép chọc thủng nữa.
Cho trường hợp mũ cột, quy trình trên được lặp lại 1 lần nữa với các kích thước a,b được thay đổi lấy từ mặt của mũ cột trở ra, tương tự c là khoảng cách offset từ mũ cột.`
Phần 6: Tính Toán, Và Bố Trí Cốt Thép Phương Pháp Chống Chọc Thủng Sàn Theo EC2
Sau khi hoàn thành việc kiểm tra ứng suất tại các mặt cắt, và xác định được mặt cắt không cần bố trí thép chống thủng việc bố trí thép chọc thủng được tiến hành:
Tại các mặt cắt cần bố trí thép chọc thủng
Phương trình như sau:
Trong đó:
fywd,ef = 250 + 0.25d ≤ fywd
fywd = cường độ cốt thép chống thủng
sr = khoảng cách của các nhánh cốt thép thủng theo phương chu vi
st = khoảng cách của các nhánh cốt thép thủng theo phương vuông góc
u = Chu vi tại mặt cắt phá họa xem xét
α = Góc giữa mặt phẳng sàn và thép chống thủng
d = Chiều cao hữu hiệu
Tác giả: Nguyễn Anh Dũng
Xem thêm tại: https://minhduccorp.com.vn/tin-tuc-ky-thuat
