Phân tích so sánh khả năng chịu cắt của dầm bê tông đặt cốt thép theo các tiêu chuẩn thiết kế = Comparative analysis of shear capacity of reinforced concrete beams according to design standards

Abstract

Khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép chịu sự chi phối của nhiều yếu tố. Hiện nay, các tiêu chuẩn thiết kế trên thế giới có nhiều cách tiếp cận khác nhau để tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép, bao gồm mô hình thanh chống - giằng (strut-and-tie model - STM), mô hình trường ứng suất nén (compression stress field theory - CSFT), mô hình bán thực nghiệm, v.v... Hầu hết các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép chỉ xem xét khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai, trong khi bỏ qua ảnh hưởng của một số yếu tố khác. Bài báo này trình bày tổng quan về một số mô hình tính toán khả năng chịu cắt của dầm bê tông cốt thép theo các tiêu chuẩn thiết kế khác nhau, bao gồm TCVN 5574:2018, ACI 318, CSA A23.3 và EN 1992-1-1:2004. Các mô hình này đư ợc kiểm chứng thông qua bộ dữ liệu thực nghiệm gồm 59 dầm bê tông cốt thép chịu tải trọng tập trung, với tỷ số giữa nhịp cắt và chiều cao hiệu dụng của tiết diện (a/d) thay đổi trong khoảng 2.5 đến 4.0. Trong nghiên cứu, khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai theo từng tiêu chuẩn được đánh giá riêng biệt. Đồng thời, khả năng chịu cắt của bê tông đư ợc so sánh với kết quả tính toán theo lý thuyết vết nứt cắt tới hạn (Critical Shear Crack Theory - CSCT) đối với dầm bê tông không đặt cốt đai. Kết quả cho thấy, trong bốn tiêu chuẩn được xem xét, EN 1992-1-1:2004 cho kết quả an toàn nhất, trong khi TCVN 5574:2018 cho kết quả gần với thực nghiệm nhất. Ngoài ra, TCVN 5574:2018 đánh giá khả năng chịu lực của bê tông gần tương đồng với khả năng chịu lực của dầm bê tông không đặt cốt đai.