Kiểm tra độ an toàn theo trạng thái cực hạn

(1)P Kết cấu bên dưới phải được kiểm tra dưới tác dụng của các lực quán tính đặt trực tiếp lên nó cũng như các lực và mômen truyền tới thông qua hệ cách chấn.

(2)P Trạng thái cực hạn của kết cấu bên trên và kết cấu bên dưới cần được kiểm tra có sử dụng đến các giá trị _M đã được định nghĩa trong các chương liên quan của Tiêu chuẩn này.

(3)P Đối với nhà, việc kiểm tra độ an toàn liên quan đến cân bằng và độ bền của kết cấu bên dưới và kết cấu bên trên phải được thực hiện theo các quy định trong 4.4 không cần thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng và không cần thỏa mãn các điều kiện về độ dẻo kết cấu cục bộ hay tổng thể.

(4) Đối với nhà, các cấu kiện chịu lực của kết cấu bên dưới và kết cấu bên trên có thể thiết kế như cấu kiện không tiêu tán năng lượng. Đối với nhà kết cấu bêtông, kết cấu thép hoặc kết cấu liên hợp thép - bêtông thì thiết kế như kết cấu thuộc loại độ dẻo kết cấu thấp và tương ứng với áp dụng 5.3, 6.1.2(2)P, (3) và (4) hoặc 7.2.2(2)P và (3).

(5) Đối với nhà, điều kiện về độ bền của các cấu kiện chịu lực của kết cấu bên trên có thể được thỏa mãn bằng cách kể đến các hệ quả của tác động động đất đã được chiết giảm bởi hệ số ứng xử không lớn hơn 1,5.

(6)P Khi tính đến khả năng bị phá hoại do mất ổn định có thể xảy ra của các thiết bị và khi sử dụng giá trị _M thì độ bền của hệ cách chấn nên được xác định có kể đến hệ số _M như đã định nghĩa trong 10.3(2)P.

(7) Tùy theo loại thiết bị cách chấn được xét, độ bền của các bộ cách chấn phải được xác định tại trạng thái cực hạn bằng một trong hai cách sau:

a) Các lực có xét đến lực ngang và lực thẳng đứng lớn nhất có thể trong tình huống thiết kế chịu động đất, bao gồm cả hiệu ứng lật;

b) Tổng chuyển vị ngang tương đối giữa mặt trên và mặt dưới của bộ cách chấn. Tổng chuyển vị ngang cần kể cả biến dạng do tác động động đất thiết kế và các hiệu ứng do co ngót, từ biến, nhiệt độ và ứng suất trước kéo sau (nếu kết cấu bên trên là kết cấu ứng suất trước).

(Tham khảo)

	(A.1)
T ≥ TF: SDe(T) = dg	(A.2)

(Tham khảo)

Xác định chuyển vị mục tiêu đối với phân tích tĩnh phi tuyến (đẩy dần)

B.1. Tổng quát

Chuyển vị mục tiêu được xác định từ phổ phản ứng đàn hồi (xem 3.2.2.2). Đường cong khả năng biểu thị quan hệ giữa lực cắt đáy và chuyển vị nút kiểm soát được xác định theo 4.3.3 và 4.2.3.

Quan hệ giữa các lực ngang được chuẩn hóa và chuyển vị được chuẩn hóa _i giả thiết:

(B.1)

trong đó: m_i là khối lượng của tầng thứ i.

Các chuyển vị được chuẩn hóa sao cho _n = 1, trong đó n là nút kiểm soát (thường n được chọn là cao trình mái). Do đó = m_n.

Khối lượng (m*) của hệ một bậc tự do tương đương được xác định như sau:

(B.2)

(B.3)

	(B.4)
	(B.5)

Lực chảy dẻo F_y*, cũng biểu thị cường độ cực hạn của hệ lý tưởng, là lực cắt đáy lúc hình thành cơ cấu dẻo. Độ cứng ban đầu của hệ lý tưởng được xác định bằng cách sao cho các diện tích nằm dưới các đường cong lực- chuyển vị lý tưởng và thực tế bằng nhau (xem Hình B.1).

Dựa trên giả thiết này, chuyển vị chảy dẻo của hệ một bậc tự do lý tưởng d_y* được cho bởi:

(B.6)

trong đó E_m* là năng lượng biến dạng thực tế cho tới khi hình thành cơ cấu dẻo.

CHÚ DẪN:

Chu kỳ T* của hệ một bậc tự do tương đương lý tưởng được xác định bởi:

(B.7)

Chuyển vị mục tiêu của hệ kết cấu có chu kỳ T* và ứng xử đàn hồi không hạn chế được xác định bởi:

(B.8)

Để xác định chuyển vị mục tiêu d_t^* cho các kết cấu trong miền chu kỳ ngắn và cho các kết cấu trong các miền chu kỳ trung bình và dài cần sử dụng các biểu thức khác nhau sau đây. Gọi T_c là chu kỳ nằm ở biên chung của chu kỳ miền ngắn và trung bình (xem Hình 3.1 và Bảng 3.2).

a) T* < T_C (miền chu kỳ ngắn):

Nếu thì phản ứng là đàn hồi và do đó:

(B.10)

(B.11)

Quan hệ giữa các đại lượng khác nhau có thể xem trong các Hình B.2 a) và b). Các hình này được vẽ theo gia tốc - chuyển vị. Chu kỳ T* biểu thị bằng đường bán kính từ gốc của hệ tọa độ đến điểm mà phổ phản ứng đàn hồi được xác định bởi tọa độ và S_e(T*).

Nếu chuyển vị mục tiêu d_t* được xác định trong bước 4 khác nhiều so với chuyển vị d_m* (Hình B.1) dùng để xác định quan hệ lực - chuyển vị đàn dẻo lý tưởng ở bước 2 thì có thể áp dụng phương pháp lặp, trong đó bước 2 và bước 4 được lặp lại bằng cách sử dụng d_t* (và F_y* tương ứng) thay cho d_m* trong bước 2.

Chuyển vị mục tiêu của hệ nhiều bậc tự do được cho bởi:

(Quy định)

(1) Phụ lục này dùng cho thiết kế bản và các liên kết của bản với khung thép trong khung chịu mômen trong đó dầm có dạng chữ T liên hợp tạo bởi một dầm thép và một bản bêtông.

(2) Phụ lục này được xây dựng dựa trên nghiên cứu thực nghiệm cho trường hợp khung liên hợp chịu mômen với các mối liên kết cứng và khớp dẻo hình thành trong các dầm. Các biểu thức trong Phụ lục này không dùng cho trường hợp các mối liên kết có độ bền riêng trong đó có biến dạng được hình hành cục bộ tại các nút.

(3) Các khớp dẻo tại các đầu dầm trong khung liên hợp có mômen phải có độ dẻo kết cấu cao. Theo phụ lục này, để đảm bảo độ dẻo lớn, thì cần thực hiện hai yêu cầu sau:

- Tránh để phần thép bị mất ổn định sớm;

- Tránh để phần bêtông của bản bị vỡ sớm.

(4) Điều kiện thứ nhất quy định một giới hạn trên cho diện tích tiết diện ngang A_s của cốt thép dọc nằm trong phạm vi chiều rộng tính toán của bản bêtông. Điều kiện thứ hai quy định một giới hạn dưới cho tiết diện ngang A_T của cốt thép ngang ở phía trước cột (xem Hình C.1).

C.2. Các quy định nhằm ngăn ngừa phần thép bị mất ổn định sớm

(1) Áp dụng 7.6.1(4).

(1) Khi không có dầm thép tại mặt tiền và không có dải biên côngxôn bêtông thì khả năng chịu mômen của nút phải lấy bằng khả năng chịu mômen dẻo của chỉ riêng dầm thép.

(1) Khi không có dầm thép tại mặt tiền và có dải biên côngxôn bêtông thì áp dụng EN 1994-1- 1:2004 để tính toán khả năng chịu mômen của nút.

CHÚ DẪN:

(a) (b) (c) (d) (e) A B C D E

Mặt đứng Không có dải biên côngxôn bêtông - không có dầm thép tại mặt tiền - xem C.3.1.1. Có dải biên côngxôn bêtông - không có dầm thép tại mặt tiền - xem C.3.1.2. Không có dải biên côngxôn bêtông - có dầm thép tại mặt tiền - xem C.3.1.3. Có dải biên côngxôn bêtông - có dầm thép tại mặt tiền - xem C.3.1.4. dầm chính; bản; cột biên; dầm thép tại mặt tiền; dải biên côngxôn bêtông.

Hình C.1- Liên kết dầm - cột liên hợp ở cột biên dưới tác dụng của mômen âm trong mặt phẳng vuông góc với mặt tiền

C.3.1.3. Khi có dầm thép tại mặt tiền; bản bêtông kéo dài tới mặt ngoài của cột và không có dải biên côngxôn bêtông (Hình C.1(d))

(1) Khi cột biên có dầm thép tại mặt tiền nhưng không có dải biên côngxôn bêtông thì khả năng chịu mômen của nút có thể kể đến sự làm việc của cốt thép chịu lực trong bản với điều kiện là các yêu cầu trong các điều từ (2) đến (7) của điều này được thỏa mãn.

(2) Cốt thép chịu lực của bản phải được neo chắc chắn vào các vật kết nối có khả năng chịu được lực cắt, các vật kết nối này được liên kết vào dầm thép tại mặt tiền.

(3) Dầm thép tại mặt tiền phải được ngàm vào cột.

(4)P Diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu lực A_s của bản phải sao cho nó bị chảy trước khi các vật kết nối và dầm dọc bị phá hoại.

(5)P Diện tích tiết diện ngang của cốt thép gia cường A_s và các vật kết nối phải được bố trí trên một phạm vi bằng chiều rộng tính toán của bản được nêu trong 7.6.3 và Bảng 16.II.

(6) Các vật kết nối phải thỏa mãn:

(7) Dầm thép tại mặt tiền phải được kiểm tra chịu uốn, chịu cắt và xoắn dưới tác dụng của lực ngang F_Rds đặt lên các vật kết nối.

(1) Khi cột biên có dầm thép tại mặt tiền và có dải biên côngxôn bêtông thì khả năng chịu mômen của nút có thể kể thêm phần đóng góp do lực truyền lên các dầm thép tại mặt tiền (như trong C.3.1.3.2) và truyền lực theo cơ chế như mô tả trong (3) của EN 1994-1-1:2004.

(2) Phần khả năng chịu lực do phần cốt thép gia cường được neo vào dầm thép tại mặt tiền, có thể được tính theo C.3.1.3 với điều kiện là các yêu cầu từ (2) đến (7) của C.3.1.3 được thỏa mãn.

(3) Phần khả năng chịu lực do diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu lực được neo vào phạm vi dải biên côngxôn bêtông có thể được xác định theo EN 1994-1-1:2004.

(1) Khi bản bêtông chỉ kéo dài đến mặt trong của cột thì khả năng chịu mômen của nút có thể được tính dựa trên cơ sở truyền lực bởi lực nén (ép vỡ) trực tiếp của bêtông lên cánh cột. Khả năng chịu mômen này có thể được tính toán từ lực nén tính được theo (2) của điều này, với điều kiện là cốt thép chống nở ngang trong bản thỏa mãn (4) của điều này.

(2) Giá trị lớn nhất của lực được truyền lên bản có thể được tính như sau:

FRdl = bbdefffcd

(C.2)

trong đó:

d_eff là chiều cao toàn phần của bản trong trường hợp bản sàn đặc hoặc bề dày phần bêtông nằm bên trên các sườn đối với bản sàn liên hợp;

b_b là chiều rộng chịu ép của bản bêtông trên cột (xem Hình 40).

(3) Cần phải hạn chế nở ngang của vùng bêtông lân cận cánh cột. Diện tích tiết diện ngang của phần thép gia cường này phải thỏa mãn điều kiện:

(C.3)

Diện tích tiết diện A_T của cốt thép ngang phải được đặt phân bố đều theo chiều dài dầm trong phạm vi một khoảng bằng b_b. Khoảng cách từ thanh cốt thép ngang đầu tiên tới cánh cột không được vượt quá 30 mm.

(4) Diện tích tiết diện ngang A_T của cốt thép ngang nêu trong (3) có thể được lấy từ diện tích của những thanh thép được đặt tại vị trí đó do các mục đích khác, ví dụ khả năng chịu mômen uốn của bản. Nếu diện tích thép nằm trong vùng đó nhỏ hơn A_T thì phải bổ sung thêm.

C.3.2.2. Không có dầm thép tại mặt tiền; có bản kéo dài tới mặt ngoài của cột hoặc vươn ra như một dải biên côngxôn bêtông (Hình C.2(c-d-e))

(1) Khi không có dầm thép tại mặt tiền thì khả năng chịu mômen của nút có thể được tính toán từ lực nén được phát triển bởi tổ hợp của 2 cơ chế sau:

Cơ chế 1: lực nén truyền thẳng vào cột. Lực nén theo cơ chế này không được vượt quá giá trị cho trong biểu thức sau:

FRd1 = bbdefffcd

(C.4)

Cơ chế 2: lực nén truyền lên cột thông qua các dải chéo bằng bêtông nghiêng 45° với cạnh cột.

Giá trị thiết kế của lực được truyền theo cơ chế này không được vượt quá giá trị cho trong biểu thức sau:

CHÚ DẪN:

(a) (b)	mặt đứng; khi cột biên không có dầm thép theo phương dọc và không có dải biên côngxôn bêtông - xem C.3.1.1.
(c)	cơ chế 1;
(d)	khi cột biên có bản kéo dài tới mặt ngoài cột hoặc vươn ra như dải biên côngxôn bêtông - xem C.3.2.2;
(e)	cơ chế 2;
(f)	khi cột biên có bản kéo dài tới mặt ngoài cột hoặc vươn ra như dải biên côngxôn bêtông và có dầm thép theo phương dọc - xem C.3.2.3;
(g)	cơ chế 3.
A	dầm chính;
B	bản;
C	cột biên;
D	dầm thép theo phương dọc (phương vuông góc với mặt phẳng khung);
E	dải biên côngxôn bêtông;
F	tấm gia cường.

Hình C.2 - Các liên kết dầm - cột liên hợp tại biên dưới tác dụng mômen dương trong mặt phẳng khung và sự có thể truyền các lực của bản

(2) Diện tích tiết diện của thanh giằng chịu kéo A_T theo cơ chế 2 phải thỏa mãn biểu thức sau (xem Hình C.2.(e)):

(C.6)

(4) Khả năng chịu mômen của nút có thể được tính từ giá trị của lực nén lớn nhất có thể truyền: