Tổ hợp tải trọng dùng trong tính toán trạng thái giới hạn 2 - TTGH2

19/06/2024
3,851

Nếu như khi tính TTGH1, chúng ta sử dụng tất cả các trường hợp tổ hợp với giá trị tính toán của tải trọng để tính toán kiểm tra, thì TTGH2 bao gồm nhiều bài toán, mỗi bài toán lại sử dụng một nhóm tải trọng khác nhau và do đó khiến không ít bạn gặp khó khăn trong việc xây dựng bộ tổ hợp, đặc biệt là các Newbie của ngành kết cấu. Bài viết này đề cập đến các trường hợp tổ hợp để tính toán cho TTGH2.

Chúng ta biết rằng TTGH2 là trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng bình thường của kết cấu, các bài toán của nó bao gồm:

  • Sự hình thành và mở rộng vết nứt
  • Tính toán về biến dạng (lún, võng, chuyển vị)

Các tổ hợp cho TTGH2 đều sử dụng giá trị tiêu chuẩn của tải trọng (trừ bài toán kiểm tra sự hình thành của vết nứt – mục 8.2.1.3 TCVN 5574:2018).
Sau đây chúng ta sẽ đi lần lượt từng bài toán và tổ hợp để tính toán. Một bảng tổng hợp sẽ được thể hiện ở cuối bài viết này.

Bài toán kiểm tra sự mở rộng của vết nứt

Đây là bài toán được tính toán với tất cả các cấu kiện, mục đích của nó là để hạn chế vết nứt nhằm bảo vệ cốt thép không bị ăn mòn dưới tác động của môi trường.
TCVN 5574:2018 quy định kiểm tra 2 loại vết nứt là Vết nứt dài hạn và vết nứt ngắn hạn, giá trị giới hạn của chúng được đề cập trong bảng 17

 

Cách xác định các vết nứt dài hạn và ngắn hạn được đề cập trong công thức (156) và (157) của TCVN 5574:2018

Trong phần trên:

  • Tải trọng thường xuyên = Tĩnh tải, bao gồm tải trọng bản thân, tải trọng tường, tải trọng hoàn thiện sàn, và áp lực đẩy nổi của nước (đối với sàn hầm, khi có đẩy nổi)
  • Tải trọng tạm thời = Tải trọng tạm thời dài hạn + Tải trọng tạm thời ngắn hạn (bao gồm cả gió)
  • Tải trọng tạm thời dài hạn = Tải trọng tạm thời dài hạn + phần dài hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn
  • Tác dụng dài hạn và tác dụng ngắn hạn dùng để chỉ hệ quả biến đổi theo thời gian, thể hiện ở giá trị của mô đun đàn hồi, và các hệ số trong các công thức tính toán.

Tải trọng tạm thời dài hạn được liệt kê trong mục 5.4 của TCVN 5574:2018, tải trọng tạm thời ngắn hạn được liệt kê trong mục 5.5 trong đó có bao gồm tải trọng Gió.
Trong thực hành thiết kế, trừ khi gặp một số trường hợp đặc biệt, các khái niệm trên có thể viết lại đơn giản như sau:

  • Tải trọng thường xuyên = Tĩnh tải
  • Tải trọng tạm thời = Hoạt tải + Gió
  • Tải trọng tạm thời dài hạn = k*Hoạt tải 

Trong đó k là phần dài hạn của hoạt tải:

  • k = 0 với mái không sử dụng (chỉ có hoạt tải sửa chữa)
  • k = 0.6 với bãi đỗ xe cho các xe có tải trọng trên 3 tấn
  • k = 0.35 cho các trường hợp còn lại

Để tính toán vết nứt, chúng ta sẽ phải tạo ra 2 trường hợp tổ hợp

  • TTTX_TTTT : Tải trọng thường xuyên + Tải trọng tạm thời = Tĩnh tải + Hoạt tải + Tải trọng Gió. Trong đó tải trọng gió là tổ hợp bao của gió theo phương X và gió theo phương Y
  • TTTT_TTDH : Tải trọng thường xuyên + Tải trọng tạm thời dài hạn = Tĩnh tải + k*Hoạt tải. Trừ trường hợp có bãi đỗ xe với tải trọng > 3 tấn, còn lại để đơn giản thì có thể lấy k = 0.35, bỏ qua trường hợp mái không sử dụng vì giá trị không đáng kể.

Trong TTTX_TTTT có mặt 2 tải trọng tạm thời ngắn hạn nên chúng ta sẽ phải xây dựng một số tổ hợp với hệ số khác nhau trước khi sử dụng tổ hợp bao để có được kết quả cuối cùng. Xem bảng tổng hợp ở cuối bài này.
 

Tính võng

Bài toán chủ yếu thực hiện với các cấu kiện theo phương ngang như dầm và sàn. Tuy nhiên hiện nay bài toán tính võng sàn vẫn chưa được xử lý một cách triệt để, nên phần dưới đây chủ yếu sử dụng để tính toán võng cho dầm.
Theo 11.1 của TCVN 2737:2023, tải trọng để tính toán tính võng và chuyển vị là tải trọng tĩnh. 
Thật bối rối vì các phân loại về tải trọng nêu trong các chương mở đầu của tiêu chuẩn lại không có khái niệm này. Nên cho đến khi có được khái niệm rõ ràng hơn. Chúng ta vẫn thừa nhận việc tính toán độ võng cho cấu kiện vẫn phải kể đến tải trọng gió.
Các trường hợp tải trọng sử dụng để tính võng cho dầm được đề cập đến trong 8.2.3.3.2 của TCVN 5574:2018.

Một lần nữa chúng ta thấy sự có mặt của các khái niệm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời, và tải trọng tạm thời dài hạn (trong phần trên, toàn bộ tải trọng chính là tải trọng thường xuyên + tải trọng tạm thời). Do đó bộ tổ hợp dùng để tính võng cũng giống với bộ tổ hợp dùng để tính nứt.

Chuyển vị

Chuyển vị ở đây bao gồm chuyển vị đỉnh và chuyển vị lệch tầng, được quy định trong 2 tiêu chuẩn là TCVN 2737:2023 và TCVN 9386:2012.
Theo TCVN 2737:2023, mục G.2.5.3. quy định về khống chế chuyển vị ngang của nhà nhiều tầng (chuyển vị đỉnh) và chuyển vị ngang của một tầng trong nhà nhiều tầng (chuyển vị lệch tầng) dưới tác dụng của tải trọng gió. Do đó tổ hợp cần tính toán là tổ hợp bao của tải trọng gió theo phương các phương.
TCVN 9386:2012 chỉ khống chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (chuyển vị lệch tầng) quy định tại mục 4.4.3.2, dưới tác dụng của tải trọng động đất (mục 4.3.4). Như vậy tổ hợp cần tính toán là tổ hợp bao của tải trọng động đất theo các phương.

Độ lún

Mục 4.2.2 của TCVN 9362:2012 quy định tính nền theo biến dạng cần tiến hành trên cơ sở tổ hợp cơ bản của tải trọng.
Từ đó có thể thấy để tính toán kiểm tra áp lực nền và độ lún của móng nông (đơn, băng, bè) chúng ta cần sử dụng các tổ hợp cơ bản bao gồm tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió, (không xét tải trọng động đất - tổ hợp đặc biệt), và tất nhiên – sử dụng giá trị tiêu chuẩn.
(Lưu ý rằng khi tính toán cốt thép thì vẫn phải sử dụng đầy đủ các trường hợp tổ hợp của TTGH1)

Tổng hợp các trường hợp cần sử dụng để tính toán các bài toán ở TTGH2

Download nội dung bài này tại: https://ketcausoft.com/forum/thread/cac-truong-hop-to-hop-dung-trong-tinh-toan-trang-thai-gioi-han-2-ttgh2


Tổng hợp Quỹ từ thiện người dùng KetcauSoft

KetcauSoft xin thông báo về số liệu về Quỹ Từ Thiện Người Dùng KetcauSoft

Giá trị tính đến 23/07/2024 là: 160,100,000 VNĐ
Giá trị đã giải ngân: 47,440,000 VNĐ
Giá trị tồn quỹ tính đến 23/07/2024 là: 112,660,000 VNĐ