Tính toán kiểm tra vết nứt theo TCVN 5574:2018

30/06/2023
15:05

Tính toán kiểm tra vết nứt trong xây dựng làm một quá trình quan trọng để đảm bảo tính chính xác và độ an toàn của công trình. Khi xây dựng, việc phát hiện và đánh giá vết nứt đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và khả năng chịu tải trong các cấu trúc.

Trong bài viết này, LPC sẽ hướng dẫn tính toán kiểm tra vết nứt theo TCVN 5574:2018 để bạn hiểu tầm quan trọng của tính toán kiểm tra vết nứt trong thiết kế.

1. Thông số đầu vào khi tính toán kiểm tra vết nứt

Khi tính toán kiểm tra vết nứt, thông số đầu vào chiếm vai trò quan trọng để kỹ sư có thể tính toán chính xác nhất. Bao gồm:

Vật liệu:
- Bê tông:
  - Cấp cường độ B.
  - Cường độ chịu nén dọc trục tính toán của bê tông Rb.
  - Cường độ chịu nén dọc trục tính toán của bê tông đối với các trạng thái giới hạn thứ hai Rb,ser.
  - Cường độ chịu kéo dọc trục tính toán của bê tông đối với các trạng thái giới hạn thứ hai Rbt,ser.
  - Mô đun đàn hồi của bê tông : Eb
- Cốt thép:
  - Mác thép: CB300-V, CB400-V…
  - Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép Rs.
  - Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép Rsc.
  - Mô đun đàn hồi của bê tông : Es
Kích thước tiết diện:
- Tiết diện chữ nhật b * h
- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ vùng kéo a, vùng nén a’ (đến trọng tâm cốt thép).
- Chiều cao tính toán của tiết diện: ho=h-a
- Đường kính cốt thép : ds
- Diện tích cốt thép vùng kéo : As
- Diện tích cốt thép vùng nén : A’s
- Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông : α=Es/Eb
- Hàm lượng cốt thép : μs=As/bho ; μ’s=A’s/bho
Nội lực :
- Mômen do tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn) : Mnh
- Mômen do tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn: Mdh

2. Tính toán kiểm tra vết nứt

2.1. Kiểm tra khả năng chống nứt của cấu kiện BTCT

Điều kiện (1):M ≤ Mcrc
- M : Mô men uốn do ngoại lực đối với trục vuông góc với mặt phẳng tác dụng của mô men uốn. (M=Mnh)
- Mcrc : Mô men uốn do tiết diện thẳng góc của cấu kiện chịu khi hình thành vết nứt (Khả năng chống nứt của cấu kiện)
- Nếu điều kiện (1) thỏa mãn => Cấu kiện không bị nứt, ngược lại cần tính toán kiểm tra vết nứt – bề rộng vết nứt.

- $W_{pl}$ : Mô men kháng uốn dẻo đối với thớ kéo

- $W_{red}$ : Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện.

- $I_{red}$ : Mô men quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó.

- I, Is, I’s : Mô men quán tính lần lượt của tiết diện bê tông, của tiết diện cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén.
- yt : Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện.

- $A_{red}$ : Diện tích của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện.

- A, As, A’s : Diện tích tiết diện ngang lần lượt của bê tông, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén.
- : Mô men tĩnh của diện tích tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn.

2.2. Tính toán chiều rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện

Chiều rộng vết nứt thẳng góc acrc,i được xác định theo công thức:

a_{crc,i}=\varphi _{1}\varphi _{2}\varphi _{3}\psi _{s}\frac{\sigma _{s}}{E_{s}}L_{s}

: Chiều rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn.
: Chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời.
: Chiều rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn.

φ1 : Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng, lấy bằng :
- 1.0 : Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng.
- 1.4 : Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng.
φ2 : Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc, lấy bằng:
- 0.5 : Đối với cốt thép có gân và cáp.
- 0.8 : Đối với cốt thép trơn.
φ3 : Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực, lấy bằng:
- 1.0 : Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu nén lệch tâm.
- 1.2 : Đối với cấu kiện chịu kéo.
σs : ứng suất trong cốt thép chịu kéo của cấu kiện chịu uốn

\sigma _{s}=\frac{M(h_{o}-y_{c})}{I_{red}}\alpha _{s1}

yc : Chiều cao vùng nén tiết diện ngang quy đổi

y_{c}=x_{m}=h_{o}\left ( \sqrt{\left (\mu _{s}\alpha _{s2}+\mu' _{s}\alpha _{s1}\right )^{2}+2(\mu _{s}\alpha _{s2}+\mu' _{s}\alpha _{s1}\frac{a'}{h_{o}})}-(\mu _{s}\alpha _{s2}+\mu' _{s}\alpha _{s1})\right )

αs1, αs2 : Các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông. 8.2.3.3.8

\alpha _{s1}=\alpha _{s2}=\frac{E_{s}}{E_{b,red}}

: Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén.

E_{b,red}=\frac{R_{b,ser}}{\varepsilon _{b1,red}}

εb1,red : Biến dạng tương đối của bê tông.
- Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:
  - Đối với bê tông nặng, lấy bằng : 0.0015
  - Đối với bê tông nhẹ, lấy bằng : 0.0022
- Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng :
  - Đối với bê tông nặng: lấy theo Bảng 9

I,red : Mô men quán tính vùng chịu nén của tiết diện ngang quy đổi của bê tông.

I_{red}=I_{b}+I_{s}\alpha _{s2}+I'_{s}\alpha _{s1}

: Mô men quán tính của diện tích tiết diện lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trọng tâm tiết diện ngang quy đổi không kể đến bê tông vùng chịu kéo.

${ \Psi }_{ s }=1-0.8\frac { { M }_{ crc } }{ M }$

: Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau, Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 100 mm và không lớn hơn 40ds và 400 mm.

${ L }_{ s }=0.5\frac { { A }_{ bt } }{ { A }_{ s } } { d }_{ s }$

: Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo, được xác định theo chiều cao vùng chịu kéo của bê tông xt. Trong mọi trường hợp :2a ≤ $A_{bt}$ ≤ 0.5h
: Diện tích tiết diện cốt thép chịu kéo.
: Đường kính danh nghĩa của cốt thép.

2.3. Kiểm tra chiều rộng vết nứt khi tính toán kiểm tra vết nứt

Việc đánh giá chiều rộng vết nứt khi tính toán kiểm tra viết nứt cho phép các kỹ sư xác định mức độ tổn thương của vật liệu và cấu trúc xung quanh vết nứt. Điều này rất quan trọng để đảm bảo rằng vết nứt không vượt quá giới hạn chấp nhận được và không gây ảnh hưởng đáng kể đến tính toàn vẹn kết cấu của công trình.

Điều kiện kiểm tra:

$a_{crc} \le a_{crc,u}$

: Chiều rộng vết nứt do tác dụng của ngoại lực.
: Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép, Bảng 17
Kiểm tra chiều rộng vết nứt ngắn hạn do tải trọng thường xuyên và tạm thời:

${ a }_{ crc }^{ nh }\quad \le \quad \left[ { a }_{ crc }^{ nh } \right]$

${ a }_{ crc }^{ nh }$ : Chiều rộng vết nứt ngắn hạn: ${ a }_{ crc }^{ nh }= { a }_{ crc,1 }+{ a }_{ crc,2 }-{ a }_{ crc,3 }$

$\left[ { a }_{ crc }^{ nh } \right]$ : Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép ngắn hạn, Bảng 17.

Kiểm tra chiều rộng vết nứt dài hạn do tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn:

${ a }_{ crc }^{ dh }\quad \le \quad \left[ { a }_{ crc }^{ dh } \right]$

${ a }_{ crc }^{ dh }$ : Chiều rộng vết nứt dài hạn: ${ a }_{ crc }^{ dh }= { a }_{ crc,1 }$

$\left[ { a }_{ crc }^{ dh } \right]$ : Chiều rộng vết nứt giới hạn cho phép dài hạn, Bảng 17.

Quy trình tính toán kiểm tra vết nứt được thực hiện theo nhiều bước nhằm đảm bảo kết cấu công trình. Bên cạnh tính toán kiểm tra vết nứt, các kỹ sư cũng phải thực hiện thêm các nội dung tính toán khác. Hẹn gặp lại bạn trong bài viết tiếp theo với các nội dung khác nhé.

—- 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

MỚI NHẤT

Tin tức - Sự kiện

Thị trường vật liệu xây dựng chờ “sóng” đầu tư công

Vật liệu xây dựng (VLXD) – Ngành công nghiệp nhiều thăng trầm tại thị trường Việt Nam, đặc biệt là các doanh nghiệp sản xuất cơ bản như xi măng, thép,… đang trong tình trạng dư cung, đối mặt với những khoản lỗ ròng dẫn đến phải đóng cửa một số lò sản xuất, thu gọn bộ máy.

30/06/2023

Tin tức - Sự kiện

TOP 3 PHẦN MỀM THIẾT KẾ KẾT CẤU DÙNG TRONG SÀN PHẲNG KHÔNG DẦM

Thiết kế kết cấu là quá trình sáng tạo và tính toán các yếu tố kỹ thuật và cấu trúc của một công trình xây dựng. Nó liên quan đến việc xác định các thành phần và kết cấu của công trình để đảm bảo tính an toàn, ổn định và chịu lực trong quá trình hoạt động.

22/06/2023

Tin tức - Sự kiện

Thị trường vật liệu xây dựng chuyển đổi theo nhu cầu của các nhà đầu tư

Các vấn đề về ô nhiễm môi trường đang dần trở nên nhức nhối ở cả Việt Nam và trên toàn thế giới. Ô nhiễm môi trường không chỉ ảnh

13/04/2023

Tin tức - Sự kiện

Xây dựng xanh – Cơ hội hay thách thức cho ngành xây dựng ?

Kinh tế – xã hội Việt Nam đang trên đà phát triển, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, nhu cầu xây dựng cao tạo ra áp lực

13/04/2023

Tin tức - Sự kiện

Sàn hộp Ubot – Khái niệm cũ nhưng cải tiến mới

Các công trình xây dựng sử dụng sàn hộp Ubot đã không còn là một khái niệm xa lạ với thị trường sàn xây dựng những năm gần đây. Sàn

09/04/2023

Tính toán kiểm tra vết nứt theo TCVN 5574:2018

Nội dung

1. Thông số đầu vào khi tính toán kiểm tra vết nứt

2. Tính toán kiểm tra vết nứt

2.1. Kiểm tra khả năng chống nứt của cấu kiện BTCT

2.2. Tính toán chiều rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện

2.3. Kiểm tra chiều rộng vết nứt khi tính toán kiểm tra vết nứt

CÔNG TY TNHH
XÂY DỰNG LÂM PHẠM

LIÊN HỆ

TÌM KIẾM NHANH

Tính toán kiểm tra vết nứt theo TCVN 5574:2018

Nội dung

1. Thông số đầu vào khi tính toán kiểm tra vết nứt

2. Tính toán kiểm tra vết nứt

2.1. Kiểm tra khả năng chống nứt của cấu kiện BTCT

2.2. Tính toán chiều rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện

2.3. Kiểm tra chiều rộng vết nứt khi tính toán kiểm tra vết nứt

CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG LÂM PHẠM

LIÊN HỆ

TÌM KIẾM NHANH

CÔNG TY TNHH
XÂY DỰNG LÂM PHẠM