HỆ SỐ UỐN DỌC η CỦA CẤU KIỆN CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU NÉN LỆCH TÂM THEO TCVN 5574-2018

Theo TCVN 5574-2018, hệ số uốn dọc η là một tham số trong tính toán kết cấu của cột BTCT chịu nén lệch tâm. Hệ số này kể đến ảnh hưởng của uốn dọc đến độ lệch tâm của lực dọc eo khi tính toán kết cấu theo sơ đồ không biến dạng. 

Tuy nhiên, để xác định hệ số uốn dọc η, cần phải biết các thông số đầu vào như nội lực tính toán, kích thước cấu kiện, độ cứng của cấu kiện BTCT ở trạng thái giới hạn về độ bền, mô đun đàn hồi của bê tông và cốt thép, mô men đối với trọng tâm của thanh thép chịu kéo nhiều nhất hoặc chịu nén ít nhất, độ lệch tâm ban đầu của lực dọc, chiều cao tiết diện cấu kiện, bán kính quán tính của tiết diện ngang của cấu kiện đối với trọng tâm tiết diện, và giá trị độ lệch tâm tương đối của lực dọc.

Trong bài viết dưới đây, LPC sẽ hướng dẫn bạn đọc cách xác định hệ số uốn dọc η của cấu kiện Cột BTCT chịu nén lệch tâm theo TCVN 5574-2018.

1. Dữ liệu về thông số đầu vào của hệ số uốn dọc η

1.1. Nội lực tính toán:

– M, N: nội lực do tác dụng của toàn bộ tải trọng (tĩnh tải + hoạt tải toàn phần + tải trọng đặc biệt). TCVN 2737-2023.

– Mdh, Ndh: nội lực do tác dụng của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn (tĩnh tải + hoạt tải dài hạn). TCVN 2737-2023. 

1.2. Kích thước cấu kiện:

– L: chiều dài cấu kiện hoặc khoảng cách giữa các tiết diện của nó được liên kết chặn chuyển vị

– Lo: chiều dài tính toán của cấu kiện, xác định theo 8.1.2.4.4

– Tiết diện chữ nhật (bxh), tiết diện tròn (D), tiết diện vành khuyên (D1, D2)

2. Tính toán hộ số uốn dọc η

2.1. Điều kiện áp dụng công thức tính toán hệ số uốn dọc η

– 8.1.2.1.2. Cho phép tính toán kết cấu theo sơ đồ không biến dạng, nhưng kể đến ảnh hưởng của uốn dọc cấu kiện đến độ bền của chúng khi độ mảnh Lo/i> 14, bằng cách nhân độ lệch tâm ban đầu eo với hệ số uốn dọc –

Trong đó:

• e_o: độ lệch tâm ban đầu của lực dọc, xác định theo 8.1.2.2.4

• Với cấu kiện siêu tĩnh: e_o = max (e₁, e_a)

• Với cấu kiện tĩnh định: e_o = e₁ + e_a

e₁ : độ lệch tâm tĩnh định. e₁ = M/N

• e_a : độ lệch tâm ngẫu nhiên. e_a = min(L/600, h/30, 10mm)

• h : chiều cao tiết diện cấu kiện (tùy tính theo phương nào). Thay h bằng D, D1 đối với tiết diện tròn và vành khuyên.

• I : bán kính quán tính của tiết diện ngang của cấu kiện đối với trọng tâm tiết diện.

2.2. Tính toán hệ số uốn dọc η

8.1.2.4.2. Giá trị hệ số uốn dọc η khi tính toán kết cấu theo sơ đồ không biến dạng được xác định theo công thức:

Công thức tính giá trị hệ số uốn dọc η

Trong đó:

N_cr: lực tới hạn quy ước, được xác định theo công thức:

• D: độ cứng của cấu kiện BTCT ở trạng thái giới hạn về độ bền, xác định theo các chỉ dẫn về tính toán biến dạng. Cho phép xác định giá trị D theo công thức:

E_b, E_s: lần lượt là mô đun đàn hồi của bê tông và cốt thép

• : hệ số kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng của tải trọng

• M_L: mô men đối với trọng tâm của thanh thép chịu kéo nhiều nhất hoặc chịu nén ít nhất (khi toàn bộ tiết diện chịu nén) do tác dụng của toàn bộ tải trọng.

• M_L = M + N.a

• M_L1: mô men đối với trọng tâm của thanh thép chịu kéo nhiều nhất hoặc chịu nén ít nhất (khi toàn bộ tiết diện chịu nén) do tác dụng của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

• M_L1 = M_dh + N_dh.a

• : giá trị độ lệch tâm tương đối của lực dọc. (0.15 ≤ = e_o/h = 1.5).

• I_b, I_s: lần lượt là mô men quán tính của diện tích tiết diện của bê tông và của toàn bộ cốt thép dọc đối với trọng tâm tiết diện ngang của cấu kiện.

Sơ đồ xác định giá trị của M_L , M_L1

c. Xác định I_b

+ Đối với tiết diện chữ nhật

• tính theo cạnh b: I_b = h.b³/12 • tính theo cạnh h: I_b = b.h³/12

+ Đối với tiết diện tròn:

• l_b = π.D

= π.D⁴/64

+ Đối với tiết diện vành khuyên:

• l_b =π.(D₁⁴ – D₂⁴)/64

d. Xác định I_s

Ở đây sử dụng công thức tính mô men quán tính khi chuyển trục song song (mô men quán tính của cốt thép đối với trục song song – là trục đi qua trọng tâm tiết diện ngang của cấu kiện cột BTCT).

Gọi A_si, I_si lần lượt là diện tích và mô men quán tính của tiết diện cốt thép thứ i. Ta có mô men quán tính của toàn bộ cốt thép so với trọng tâm tiết diện ngang của cấu kiện lần lượt theo phương X và Y là:

• I_sx,i = I_si + a².A_si I_sy,i = I_si + b².A_si

• I_sx = Σl_sx,i

• I_sy = El_sy,i

Trên đây là những chia sẻ của LPC về cách xác định hệ số uốn dọc η của cấu kiện Cột BTCT chịu nén lệch tâm theo TCVN 5574-2018. Hy vọng thông tin được đề cập trong bài viết sẽ hữu ích với bạn đọc khi muốn tìm hiểu về hệ số uốn dọc η!

— Công Ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm – LPC

Hotline: 0911.29.9696

Website: https://lpc.vn

Facebook: Lam Pham Construction  

Youtube: Lam Pham Construction  

TikTok: Lam Pham Construction