TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 9386: 2012

(1) Chiều cao của vùng tới hạn h_cr phía trên chân tường có thể được ước tính như dưới đây:

với n ≤ 6 tầng với n ≥ 7 tầng

(5.19b)

(2) Tại các vùng tới hạn của tường cần đảm bảo giá trị _ của hệ số dẻo kết cấu khi uốn, ít nhất cũng bằng hệ số dẻo kết cấu được tính toán từ các biểu thức (5.4), (5.5) trong mục 5.2.3.4(3) với giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q₀ trong các biểu thức này được thay thế bằng tích số của q₀ với giá trị lớn nhất của tỷ số M_Ed/M_Rd tại chân đế của tường trong tình huống thiết kế chịu động đất, trong đó M_Ed là mômen uốn thiết kế lấy từ kết quả phân tích kết cấu và M_Rd là khả năng chịu uốn thiết kế.

(3) Trừ phi sử dụng phương pháp chính xác hơn để có thể đạt được giá trị của _ đã quy định trong (2) của điều này bằng cách bố trí cốt thép để hạn chế biến dạng phần bêtông trong phạm vi mặt bên của tiết diện ngang, được gọi là phần đầu tường, mà phạm vi của nó cần được xác định phù hợp với (6) của điều này. Lượng cốt thép để hạn chế biến dạng cần được xác định phù hợp với (4) và (5) của điều này.

(4) Với tường có tiết diện ngang hình chữ nhật, với giá trị của _ như đã quy định trong (2) của mục này, tỷ số _wd yêu cầu (xem ký hiệu như biểu thức (5.15)) của cốt thép để hạn chế biến dạng phần bêtông phần biên tường cần thỏa mãn biểu thức sau đây,

(5.20)

(5) Với tường có phần lồi hoặc phần cánh, hoặc có tiết diện bao gồm một số phần hình chữ nhật (tiết diện hình chữ T-, L-, I-, U, v.v...), tỷ số thể tích cơ học của cốt thép để bó phần bêtông trong các phần biên tường có thể được xác định như dưới đây:

a) Lực dọc N_Ed và tổng diện tích cốt thép thẳng đứng phần bụng A_sv phải được chuẩn hóa theo hcbcfcd, với chiều rộng của phần lồi hoặc phần cánh trong vùng nén lấy như chiều rộng tiết diện ngang bc (_d = N_Ed / h_cb_cf_cd, _ = (A_sv/h_cb_c)/f_yd/f_cd). Chiều cao trục trung hòa x_u tại độ cong cực hạn sau khi bong tách lớp bêtông bên ngoài lõi bị hạn chế biến dạng của phần biên tường có thể được ước tính bằng:

(5.21)

trong đó b₀ là chiều rộng của lõi bị hạn chế biến dạng trong phần lồi hoặc phần cánh. Nếu giá trị của x_u tính theo biểu thức (5.21) không vượt quá chiều cao của phần lồi hoặc phần cánh sau khi bong tách lớp bêtông bảo vệ, thì tỷ số _wd (xem ký hiệu như biểu thức (5.15)) của cốt thép hạn chế biến dạng trong phần ngang hoặc phần cánh được xác định như trong điểm a) của mục này (tức là từ biểu thức (5.20), 5.4.3.4.2(4)), với v_d, _, b_c và b₀ liên quan tới chiều rộng của phần ngang hoặc phần cánh.

b) Nếu giá trị của x_u vượt quá chiều cao của phần lồi hoặc phần cánh không tính đến lớp bêtông bảo vệ, thì có thể sử dụng phương pháp tổng quát dựa vào:

- Cách xác định hệ số dẻo kết cấu khi uốn là _ = _u / _y,

- Lấy _u = _cu2,c / x_u và _y = _sy / (d - x_y),

- Đảm bảo sự cân bằng tiết diện khi tính các chiều cao trục trung hòa x_u và x_y,

- Cường độ và biến dạng cực hạn của bêtông bị hạn chế biến dạng, f_ck,c và _cu2,c được cho trong EN 1992-1-1:2004, 3.1.9 dưới dạng một hàm của ứng suất hạn chế biến dạng ngang hữu hiệu.

Cốt thép yêu cầu để bó phần bêtông nếu cần thiết, và độ dài tường bị hạn chế biến dạng cần được tính toán theo cách tương ứng.

(6) Cốt thép để bó phần bêtông trong (3)-(5) của điều này cần mở rộng theo phương thẳng đứng quá chiều cao h_cr của vùng tới hạn như đã định nghĩa trong 5.4.3.4 2(1) và kéo dài theo phương ngang một đoạn l_c tính từ thớ chịu nén ở xa nhất của tường tới điểm mà ở đó bêtông không có cốt đai hạn chế biến dạng có thể bị bong tách do biến dạng nén lớn. Nếu không có số liệu chính xác hơn, biến dạng nén tại chỗ mà sự bong tách được dự tính xảy ra có thể lấy bằng _cu2 = 0,0035. Phần đầu tường bị hạn chế biến dạng có thể được giới hạn trong khoảng kể từ trục cốt đai gần với thớ chịu nén ngoài cùng là: x_u (1 - _cu2/ _cu2,c), trong đó chiều cao của vùng nén có cốt đai hạn chế biến dạng x_u tại độ cong cực hạn được tính toán từ sự cân bằng (theo biểu thức (5.21) với chiều rộng b₀ không đổi của vùng nén bị hạn chế biến dạng) và biến dạng cực hạn _cu2,c của bêtông có cốt đai hạn chế biến dạng được ước tính theo EN 1992-1-1:2004, 3.1.9 dưới dạng _cu2,c = 0,0035 + 0,1_wd (Hình 5.8). Chiều dài l_c của phần đầu tường bị hạn chế biến dạng không được lấy ở mức nhỏ hơn 0,15 l_w hoặc 1,50 b_w.

(7) Không yêu cầu bố trí phần đầu tường có cốt đai hạn chế biến dạng vượt qua hai bên phần cánh tường có bề dày b_f ≥ h_s / 15 và chiều rộng l_f ≥ h_s / 5, trong đó h_s là chiều cao thông thủy của tầng (Hình 5.9). Tuy nhiên, có thể cần bó phần đầu tường tại các đầu mút của phần cánh tường khi tường bị uốn ngoài mặt phẳng.

(8) Hàm lượng cốt thép dọc trong các phần biên tường không được nhỏ hơn 0,005.

(9) Những điều khoản của 5.4.3.2.2(9) và 5.4.3.4.2(11) áp dụng được trong phạm vi các phần biên của tường. Cần sử dụng thép đai kín chồng lên nhau một phần, sao cho mỗi một thanh thép dọc đều được cố định bằng một vòng đai kín hoặc đai móc.

(10) Bề dày b_w của những phần bị hạn chế biến dạng của tiết diện tường (phần đầu tường) không được nhỏ hơn 200 mm. Hơn thế nữa, nếu chiều dài của phần bị hạn chế biến dạng không vượt quá giá trị lớn nhất của các giá trị 2b_w và 0,2l_w, thì b_w không được nhỏ hơn h_s/15, với h_s là chiều cao tầng. Nếu chiều dài của phần bị hạn chế biến dạng vượt quá giá trị lớn nhất của các giá trị 2b_w và 0,2l_w, thì b_w không được nhỏ hơn h_s/10. (xem Hình 5.10).

(11) Trong phạm vi chiều cao của tường phía trên vùng tới hạn, chỉ áp dụng những quy tắc có liên quan của EN 1992-1-1:2004 về cốt thép đặt đứng, đặt nằm ngang và cốt thép ngang. Tuy nhiên ở những phần của tường nơi mà trong tình huống thiết kế chịu động đất, biến dạng nén _c vượt quá 0,002, thì cần bố trí một hàm lượng cốt thép thẳng đứng tối thiểu bằng 0,005.

(12) Cốt thép ngang của các phần biên tường nêu trong (4)-(10) của mục này có thể được xác định phù hợp với chỉ riêng EN 1992-1-1:2004, nếu một trong số những điều kiện sau đây được thực hiện:

a) Giá trị của lực dọc thiết kế qui đổi _d không lớn hơn 0,15;

b) Giá trị của _d không lớn hơn 0,20 và hệ số q được sử dụng trong phân tích được giảm bớt 15 %.

5.4.3.5. Tường kích thước lớn ít cốt thép

5.4.3.5.1. Khả năng chịu uốn

(1)P Trạng thái cực hạn khi uốn có lực dọc phải được kiểm tra với giả thiết có nứt ngang, theo các điều khoản có liên quan của EN 1992-1-1:2004, có kể đến giả thiết tiết diện phẳng.

(2)P Ứng suất pháp trong bêtông phải được hạn chế để ngăn ngừa sự mất ổn định ngoài mặt phẳng của tường.

(3) Yêu cầu của (2)P trong mục này có thể được thỏa mãn trên cơ sở của những quy tắc của EN 1992-1-1:2004 đối với những hiệu ứng bậc hai, được bổ sung bởi các quy tắc khác đối với ứng suất pháp trong bêtông nếu cần thiết.

(4) Khi lực động dọc trục theo 5.4.2.5(3)P và 5.4.2.5(4) được đưa vào tính toán khi kiểm tra trạng thái cực hạn theo khả năng chịu uốn cùng với lực dọc trục, biến dạng giới hạn _cu,2c đối với bêtông không có cốt hạn chế biến dạng có thể được tăng lên thành 0,005. Có thể lấy giá trị cao hơn để tính toán cho bêtông có cốt đai hạn chế biến dạng phù hợp với EN 1992-1-1:2004, 3.19, miễn là sự bong tách lớp bêtông bảo vệ không có cốt đai hạn chế biến dạng được kể đến trong quá trình kiểm tra như trên.

5.4.3.5.2. Khả năng chịu cắt

(1) Do mức độ an toàn được dư ra bởi lực cắt thiết kế được lấy tăng lên theo 5.4.2.5(1)P và 5.4.2.5(2) và do sự phản ứng (kể cả khả năng xảy ra nứt nghiêng) được kiểm soát bằng biến dạng, cho nên tại những chỗ mà giá trị của V_Ed từ 5.4.2.5(2) nhỏ hơn giá trị thiểt kế của khả năng chịu cắt V_Rd,c theo EN 1992-1-1:2004, 6.2.2, thì không yêu cầu hàm lượng cốt thép chịu cắt tối thiểu _w,min trong phần bụng.

CHÚ THÍCH: Giá trị của _w,min kiến nghị lấy bằng giá trị tối thiểu đối với tường theo EN 1992-1-1:2004.

(2) Khi không thỏa mãn điều kiện V_Ed ≤ V_Rd,c, cốt thép chịu cắt phần bụng cần được tính toán theo EN 1992-1-1:2004, trên cơ sở của mô hình giàn có góc nghiêng thay đổi, hoặc một mô hình thanh chống và thanh giằng, tùy theo mô hình nào phù hợp nhất với kích thước hình học cụ thể của tường.

(3) Nếu sử dụng mô hình thanh chống và thanh giằng thì chiều rộng của thanh chống cần tính đến cả sự có mặt của lỗ mở và không được vượt quá giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị 0,25l_w và 4b_w0.

(4) Trạng thái cực hạn trượt do cắt tại các mối nối thi công nằm ngang cần được kiểm tra theo EN 1992-1-1:2004, 6.2.5, với chiều dài neo của các thanh xuyên ngang qua bề mặt giữa hai phần nối được tăng lên 50 % so với chiều dài neo yêu cầu bởi EN 1992-1-1:2004.

(1) Các thanh thép thẳng đứng cần phải được kiểm tra theo trạng thái cực hạn chịu uốn có lực dọc trục, hoặc kiểm tra việc thỏa mãn mọi điều khoản về cốt thép tối thiểu, cần được cố định bởi cốt đai kín và đai móc có đường kính không nhỏ hơn 6mm hoặc một phần ba đường kính thanh thép thẳng đứng d_bL. Cốt đai kín và đai móc cần đặt cách nhau theo chiều đứng một khoảng không vượt quá giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị 100 mm và 8d_bL.

(2) Thanh thép thẳng đứng phải được kiểm tra theo trạng thái cực hạn khi uốn cùng với lực dọc trục, và được giữ hai bên bởi thép đai kín và đai móc theo điểm (1) của điều này, cần được tập trung trong phần biên tường tại các đầu mút của tiết diện ngang. Các phần biên tường này cần kéo rộng ra theo chiều l_w của tường một khoảng không nhỏ hơn giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị là b_w và 3b_w_cm/f_cd, trong đó _cm là giá trị trung bình của ứng suất bêtông vùng nén ở trạng thái cực hạn khi uốn cùng với lực dọc trục. Đường kính của các thanh thẳng đứng này không được nhỏ hơn 12 mm trong tầng thấp hơn của nhà, hoặc ở tầng bất kỳ có chiều dài l_w của bức tường được giảm xuống thấp hơn chiều dài của tầng phía dưới một lượng lớn hơn một phần ba của chiều cao tầng h_s. Trong tất cả các tầng khác, đường kính thanh thép thẳng đứng không được nhỏ hơn 10 mm.

(3) Để tránh sự thay đổi từ kiểu làm việc chịu uốn sang kiểu làm việc chịu cắt, hàm lượng cốt thép thẳng đứng được bố trí trong tiết diện tường không nên vượt quá một cách không cần thiết hàm lượng cốt thép yêu cầu khi kiểm tra theo trạng thái cực hạn khi uốn có lực dọc trục và hàm lượng cốt thép yêu cầu để đảm bảo sự nguyên vẹn của bêtông.

(4) Thanh giằng thép nằm ngang hoặc thẳng đứng, cần được bố trí liên tục: (a) dọc theo tất cả các chỗ giao nhau của các bức tường hoặc tại vị trí liên kết với phần cánh; (b) tại tất cả các cao trình sàn; và (c) xung quanh lỗ mở trên tường. Các thanh giằng thép này tối thiểu cũng cần thỏa mãn EN 1992-1-1:2004, 9.10.

5.5. Thiết kế cho trường hợp cấp dẻo kết cấu cao

5.5.1. Vật liệu và kích thước hình học

5.5.1.1. Yêu cầu về vật liệu

(1)P Không được sử dụng bêtông có cấp độ bền thấp hơn C20/25 trong các cấu kiện kháng chấn chính.

(2)P Các yêu cầu quy định trong 5.4.1.1(2)P được áp dụng cho điều này.

(3)P Trong vùng tới hạn của các cấu kiện kháng chấn chính, phải sử dụng loại thép C trong Bảng C.1 của EN 1992-1-1:2004. Ngoài ra, giá trị của giới hạn chảy thực tế f_yk,0,95 không được vượt quá 25 % giá trị danh nghĩa.

(1)P Chiều rộng của dầm kháng chấn chính không được nhỏ hơn 200 mm.

(2)P Tỷ số giữa chiều rộng và chiều cao bụng dầm kháng chấn chính phải thỏa mãn biểu thức (5.40b) của EN 1992-1-1:2004.

(3)P Áp dụng 5.4.1.2.1(1)P.

(4) Áp dụng 5.4.1.2.1(2).

(5)P Áp dụng 5.4.1.2.1(3).

(1)P Kích thước tối thiểu của tiết diện ngang cột kháng chấn chính không được nhỏ hơn 250 mm.

(2) Áp dụng 5.4.1.2.2(1).

5.5.1.2.3. Tường có tính dẻo kết cấu

(1)P Những điều này áp dụng cho tường kháng chấn chính là tường đơn, cũng như cho các bộ phận của hệ tường kháng chấn chính là tường kép chịu những hệ quả tác động trong mặt phẳng, được ngàm và neo chắc chắn tại chân của chúng với tầng hầm và móng đủ để tường không bị lắc. Để đạt được điều đó, không cho phép dùng sàn hoặc dầm để đỡ tường (xem thêm 5.4.1.2.5).

(2) Áp dụng 5.4.12.3(1).

(3) Các yêu cầu bổ sung đối với chiều dày của các phần biên tường bị hạn chế biến dạng của tường kháng chấn chính được quy định trong 5.5.3.4.5(8) và (9).

(4) Các tường kháng chấn chính là tường kép, cần tránh bố trí những lỗ mở không đều đặn, trừ khi ảnh hưởng của chúng không đáng kể, hoặc đã được kể đến trong tính toán, lựa chọn kích thước và cấu tạo.

5.5.1.2.4. Những quy tắc cụ thể đối với dầm đỡ cấu kiện thẳng đứng không liên tục

(1)P Áp dụng 5.4.1.2.5(1)P.

(2)P Áp dụng 5.4.1.2.5(2)P.

5.5.2. Hệ quả tác động thiết kế

5.5.2.1. Dầm

(1)P Áp dụng 5.4.2.1(1 )P cho các giá trị thiết kế của mômen uốn và lực dọc trục.

(2)P Áp dụng 5.4.2.2(1)P.

(3) Áp dụng 5.4.2.2(2) với giá trị _Rd = 1,2 trong biểu thức (5.8).

(1) Điều 5.4.2.1(1)P (nội dung liên quan đến những yêu cầu thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng trong 5.2.3.3(2)) áp dụng cho các giá trị thiết kế của mômen uốn và lực dọc trục.

(2)P Áp dụng 5.4 2.3(1)P.

(3) 5.4.2.3(2)P áp dụng với giá trị của _Rd = 1,3 trong biểu thức (5.9).

(4) Áp dụng 5.4.2.3(3)P.

5.5.2.3. Nút dầm-cột

(1)P Lực cắt theo phương ngang tác dụng vào lõi của nút giữa dầm kháng chấn chính và cột phải được xác định có kể đến điều kiện bất lợi nhất dưới tác động động đất, tức là điều kiện thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng đối với dầm qui tụ vào nút khung và các giá trị tương thích thấp nhất của lực cắt trong cấu kiện khác của khung.

(2) Các biểu thức đơn giản đối với lực cắt theo phương ngang tác dụng vào lõi bêtông của các nút có thể được xác định như sau:

a) với nút dầm - cột trong:

_Rd là hệ số kể đến sự tăng cường độ do biến cứng của cốt thép, nó không được lấy nhỏ hơn 1,2.

(3) Lực cắt tác dụng vào nút phải tương ứng với hướng bất lợi nhất của tác động động đất có ảnh hưởng tới các giá trị A_s1, A_s2 và V_C được sử dụng trong các biểu thức (5.22) và (5.23).

5.5.2.4. Tường có tính dẻo kết cấu

5.5.2.4.1. Yêu cầu đặc biệt đối với tường mảnh trong mặt phẳng

(1)P Áp dụng 5.4.2.4(1)P.

(2) Áp dụng 5.4 2.4(2).

(3) Áp dụng 5.4.2.4(3).

(4)P Áp dụng 5.4.2.4(4)P.

(5) Áp dụng 5.4.2.4(5).

(6)P Áp dụng 5.4.2.4(6)P.

(7) Yêu cầu (6)P được xem là thỏa mãn nếu áp dụng quy trình đơn giản hóa sau, bao gồm quy tắc thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng:

Lực cắt thiết kế V_Ed cần được xác định từ biểu thức:

VEd =  V'Ed

(5.24)

trong đó:

V'_Ed là lực cắt xác định được từ tính toán kết cấu;

 là hệ số khuếch đại, được tính từ biểu thức (5.25), nhưng không nhỏ hơn 1,5:

(5.25)

_Rd là hệ số kể đến sự tăng cường độ của thép do biến cứng; khi không có những dữ liệu chính xác hơn, _Rd có thể lấy bằng 1,2;

S_e(T) là tung độ của phổ phản ứng đàn hồi (xem 3.2.2).

(8) Những yêu cầu nêu trong 5.4.2.4(8) được áp dụng cho tường mảnh có cấp dẻo kết cấu cao.

5.5.2.4.2. Những yêu cầu đặc biệt đối với tường dày và thấp

(1)P Đối với tường kháng chấn chính có tỷ số giữa chiều cao và chiều dài h_w/l_w không lớn hơn 2,0, không cần điều chỉnh mômen uốn thu được từ phân tích kết cấu. Sự khuếch đại lực cắt do ảnh hưởng động cũng có thể bỏ qua.

(2) Lực cắt V'­_Ed thu được từ tính toán cần được tăng lên như sau:

VEd = Rd (MRd/MEd) V'Ed ≤ q V'Ed

(5.26)

(định nghĩa và giá trị của các biến số xem 5.5.2.4.1(7)).

5.5.3. Kiểm tra theo trạng thái cực hạn và cấu tạo

5.5.3.1. Dầm

5.5.3.1.1. Khả năng chịu uốn

(1)P Khả năng chịu uốn phải được tính toán phù hợp với EN 1992-1-1:2004.

(2) Áp dụng 5.4.3.1.1(2);

(3) Áp dụng 5.4.3.1.1(3).

(1)P Việc tính toán và kiểm tra khả năng chịu cắt phải được thực hiện phù hợp với EN 1992-1- 1:2004, ngoại trừ các quy định khác nêu dưới đây.

(2)P Trong những vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, góc nghiêng của thanh xiên  trong mô hình giàn phải là 45°.

(3) Về việc bố trí cốt thép chịu cắt trong phạm vi vùng tới hạn tại một đầu mút của dầm kháng chấn chính nơi dầm được liên kết vào khung, cần phân biệt các trường hợp sau đây tùy theo giá trị đại số của tỷ số  = V_Ed,min/V_Ed,max giữa các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của lực cắt tác dụng theo 5.5.2.1(3).

a) Nếu  ≥ -0,5, khả năng chịu cắt nhờ có cốt thép cần được tính toán phù hợp với EN 1992-1-1:2004.

b) Nếu  < -0,5, tức là khi các lực cắt dự kiến gần như hoàn toàn ngược chiều, thì:

i) nếu

fctd bw d

(5.27)

ii) nếu vượt quá giá trị giới hạn trong biểu thức (5.27), thì cần bố trí cốt thép xiên theo hai phương nghiêng một góc ±450 so với trục dầm hoặc dọc theo hai đường chéo của dầm đó theo chiều cao, và một nửa của cần được đảm bảo bởi các cốt thép đai và một nửa bởi cốt thép xiên.

Trong trường hợp đó, việc kiểm tra được thực hiện theo điều kiện:

0,5 VEmax ≤ 2 As fyd sin

(5.28)

trong đó:

A_s là diện tích cốt thép xiên theo một phương, cắt ngang qua mặt phẳng trượt có thể có (tức là tiết diện tại mút dầm);

 là góc giữa cốt thép xiên và trục dầm (thông thường thì  = 45°, hoặc tg  (d - d')/lb).