Thiết kế theo trạng thái giới hạn (Limit State Design - LSD) là phương pháp chủ yếu và phổ biến để tính toán kết cấu BTCT. Trạng thái giới hạn là trạng thái mà nếu vượt quá thì kết cấu không còn đảm bảo khả năng chịu lực, mất ổn đỉnh hoặc không đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường. Thiết kế theo tại trạng thái giới hạn được phân ra làm 2 nhóm, tương ứng là thỏa mã điều kiện chịu lực, ổn định (Ultimate Limit State); và thỏa mãn điều kiện sử dụng bình thường (Serviceability Limit State). Các nhóm này trong TCXDVN 356:2005 được quy định lần lượt là Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH1) và Trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH2)
TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ NHẤT (TTGH1)
Tính toán theo THGH1 nhằm đảm bảo cho kết cấu:
- Không bị phá hoại dòn, dẻo
- Không bị mất ổn định về hình dạng hoặc về vị trí
- Không bị phá hoại vì mỏi
- Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các yếu tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường
Tính toán theo TTGH1 thường ở dưới dạng thỏa mãn các phương trình kiểm tra khả năng chịu lực. Ví dụ phương trình (28) trong TCXDVN 356:2005 sử dụng cho cấu kiện chịu uốn:
M ≤ Rb.b.x.(ho - 0,5.x) + Rsc.As'.(ho - a')
TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI (TTGH2)
Tính toán theo TTGH2 nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu sao cho:
- Không cho hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức hoặc vết nứt dài hạn nếu điều kiện sử dụng không cho phép hình thành hoặc mở rộng vết nứt
- Không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép (độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động).
Tính toán theo TTGH2 thường ở dưới dạng thỏa mãn các phương trình kiểm tra chuyển vị, độ võng, hoặc độ lún.
TCXDVN 356:2005 cho phép không cần tính toán kiểm tra sự mở rộng vết nứt và biến dạng nếu qua thực nghiệm hoặc thực tế sử dụng các kết cấu tương tự đã khẳng định được: bề rộng vết nứt ở mọi giai đoạn không vượt qua giá trị cho phép và kết cấu có đủ độ cứng ở giai đoạn sử dụng (Mục 4.2.2).
Các tiêu chuẩn BS 8110:97, Eurocode2, ACI đều đưa ra được các con số giới hạn về kích thước cấu kiện (chiều dài nhịp dầm / chiều cao tiết diện dầm) mà nếu thiết kế thỏa mãn thì không cần thiết phải kiểm tra theo TTGH2.
Tài liệu tham khảo
[1]. TCXDVN 356:2005. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế.
Quan tâm Zalo KetcauSoft để theo dõi các bài viết và tài liệu mới
