Câu trả lời sẽ dẫn chúng ta tới bài toán tính toán cốt thép cho cấu kiện theo trường hợp chịu nén uốn (hoặc kéo uốn) như Cột hay chỉ tính cho mô men như đối với Dầm.
Dầm được định nghĩa là cấu kiện nằm ngang và chỉ chịu tác dụng của mô men uốn và lực cắt. Trên tiết diện thẳng góc, cốt thép chỉ được bố trí từ việc tính toán theo điều kiện kiểm tra khả năng chịu mô men uốn. Tuy nhiên trong một số trường hợp, cấu kiện nằm ngang cũng có thể chịu thêm tác động của lực dọc (khung giằng). Khi đó chúng ta phải cân nhắc việc tính toán dầm chịu nén uốn (hoặc kéo uốn) đồng thời như cột. Một trường hợp khác mà chúng ta cũng cần cân nhắc việc tính toán cấu kiện theo trường hợp nào chính là giằng chéo (brace).
Vậy, khi nào thì cấu kiện được coi là Dầm?
TCVN 9386:2012 có nêu khái niệm, đại ý Dầm là cấu kiện có lực dọc quy đổi (tỉ số nén) N / fcd.A ≤ 0,1 . Có thể lí giải điều này thông qua việc xem xét biểu đồ tương tác theo phương uốn của tiết diện (hình 1)
Hình 1: Biểu đồ tương tác
Biểu đồ tương tác thể hiện khả năng chịu lực trong trường hợp tổng quát của tiết diện. Điểm A của biểu đồ chính là khả năng chịu lực trong trường hợp cấu kiện chịu uốn thuần túy (lực dọc bằng 0).
Từ điểm A, có 2 xu hướng có thể diễn ra:
- Cấu kiện chịu thêm lực kéo, điểm biểu diễn nội lực đi xuống theo mũi tên màu đỏ
- Cấu kiện chịu thêm lực nén, điểm biểu diễn nội lực đi lên theo mũi tên màu xanh
Có thể kết luận ngay rằng: khi đã bố trí cốt thép theo mô men uốn, nếu cấu kiện chịu thêm lực kéo thì cấu kiện sẽ không đảm bảo khả năng chịu lực. Điểm biểu diễn nội lực lúc này nằm ngoài giới hạn của biểu đồ tương tác.
Khi cấu kiện chịu thêm lực nén, điểm biểu diễn nội lực lên theo đường màu xanh, nó vẫn nằm trong giới hạn của biểu đồ tương tác, và cấu kiện sẽ vẫn đảm bảo khả năng chịu lực cho đến khi nó vượt ra ngoài giới hạn của biểu đồ tương tác (phía trên của biểu đồ). Như vậy, có thể nói rằng lực dọc khi ở trong giới hạn cho phép sẽ làm tăng khả năng chịu mô men uốn của tiết diện.
Do lực dọc làm tăng khả năng chịu mô men uốn của tiết diện, nên việc chỉ tính toán cho tiết diện chịu một mình mô men uốn sẽ là lãng phí. Bên cạnh đó, khi tiếp tục tăng lực dọc, tiết diện có thể không đảm bảo khả năng chịu lực khi điểm biểu diễn nội lực vượt qua giới hạn của biểu đồ.
Từ các nhận xét trên, có thể kết luận rằng khi lực nén nằm trong giới hạn quy ước thì chỉ cần tính toán cấu kiện chịu mô men uốn (cấu kiện được coi là Dầm), và khi lực nén vượt quá giới hạn quy ước thì phải tính toán cấu kiện chịu nén uốn đồng thời, điểu này làm cho kết quả tính toán tiết kiệm hơn và an toàn khi cần thiết. Và giá trị giới hạn quy ước mà một số tài liệu đưa ra chính là tỉ số nén bằng 0,1
Quan tâm Zalo KetcauSoft để theo dõi các bài viết và tài liệu mới
