Tính dầm BTCT theo ACI 318-2014 – Phần 1: Tính cốt thép chịu uốn

Giới thiệu quy trình tính dầm BTCT theo ACI 318-2014, áp dụng cho dầm có tiết diện chữ nhật.

Tài liệu tham khảo:

• ACI 318-2014: Building Code Requirements for Structural Concrete
• Etabs Document: Concrete Frame Design Manual

Một số định nghĩa mình dịch có thể không sát nghĩa, các bạn thông cảm nhé!

Phần 1: Tính toán cốt thép chịu uốn

1. Số liệu đầu vào – Tính dầm BTCT theo ACI 318-2014

Nội lực: M_u (KNm)

Vật liệu: f’_c, f_y, E_s (MPa, N/mm²)

Tiết diện: b x h, d’, d (mm, cm, m). Với d’ là lớp bê tông bảo vệ cốt thép, d = h – d’ là chiều cao hiệu dụng của tiết diện.

2. Xác định chiều sâu khối chịu nén

Trong đó:

+ ϕ = 0,9: hệ số giảm cường độ bê tông

+ Chiều sâu khối chịu nén tối đa: a_max = β₁.c_max

• 0,65 ≤ β₁ = 0,85 – 0,05.(f’_c – 400)/1000 ≤ 0,85

+ Chiều sâu tối đa của vùng nén: c_max = ε_c,max.d/(ε_c,max + ε_s,min)

• ε_c,max = 0,003: độ biến dạng của bê tông
• ε_s,min = 0,005: độ biến dạng của cốt thép

3. Xác định bài toán tính toán cốt thép

Nếu:

• a ≤ a_max: đặt cốt đơn
• a > a_max: đặt cốt kép

4. Bài toán tính toán cốt đơn – Tính dầm BTCT theo ACI 318-2014

Diện tích cốt thép chịu kéo yêu cầu:

5. Bài toán tính toán cốt thép – Tính dầm BTCT theo ACI 318-2014

+ Cốt thép chịu nén được tính theo các bước sau:

Lực nén phát triển trong bê tông: C = 0,85.f’_c.b.a_max

Mô men kháng uốn do bê tông chịu nén và cốt thép chịu kéo:

Mô men kháng uốn do cốt thép chịu nén: M_us = M_u – M_uc

Diện tích cốt thép chịu nén yêu cầu:

Với:

+ Diện tích cốt thép chịu kéo yêu cầu: A_s = A_s1 + A_s2

Trong đó:

Diện tích cốt thép chịu kéo yêu cầu để cân bằng nén trong bê tông:

Diện tích cốt thép chịu kéo yêu cầu để cân bằng nén trong cốt thép:

6. Hàm lượng cốt thép