Tính toán mô men kháng nứt của tiết diện bê tông cốt thép theo mô hình ứng xử phi tuyến ba đoạn thẳng của bê tông = Calculation of cracking moment of reinforced concrete section based on tri linear stress strain diagram of concrete

Abstract

Bài báo trình bày chi tiết phương pháp xác định mô men kháng nứt của tiết diện bê tông cốt thép (BTCT) hình chữ nhật có xét đến ứng xử phi tuyến của bê tông được đơn giản hóa dưới dạng biểu đồ ứng suất - biến dạng ba đoạn thẳng theo quy định của TCVN 5574-2018. Công thức thiết lập đã được kiểm chứng thực nghiệm với hầu hết các sai số nhỏ hơn 7%. Bài báo cũng thực hiện so sánh các giá trị mô men kháng nứt tính toán theo TCVN 5574-2018 dựa trên giả thiết vật liệu đàn hồi và tính toán theo các mô hình ứng xử phi tuyến hai đoạn thẳng và ba đoạn thẳng ứng với các hàm lượng cốt thép khác nhau. Kết quả tính toán chỉ ra rằng: (1) mô men kháng nứt tính toán theo mô hình ứng xử phi tuyến hai đoạn thẳng và ba đoạn thẳng có giá trị gần như nhau, sai lệch giữa hai phương pháp trung bình khoảng 1.5%; (2) phương pháp xác định mô men kháng nứt theo TCVN 5574-2018 dựa trên giả thiết vật liệu đàn hồi đánh giá thấp đáng kể mô men kháng nứt của tiết diện so với các công thức được thiết lập có xét tới ứng xử phi tuyến của bê tông, đặc biệt trong trường hợp tiết diện có hàm lượng cốt thép lớn; (3) mô men kháng nứt tăng tỉ lệ tuyến tính với hàm lượng cốt thép chịu kéo và cốt thép chịu nén, mức độ tăng là đáng kể, đặc biệt khi tính toán theo các công thức có xét đến ứng xử phi tuyến của bê tông và khi tiết diện có hàm lượng cốt thép chịu kéo lớn; (4) ảnh hưởng của cốt thép chịu nén tới mô men kháng nứt không đáng kể so với ảnh hưởng của cốt thép chịu kéo.