Xây dựng
[ Đăng ngày (25/02/2026) ]
|
|
Tính toán chọc thủng cho sàn phẳng bê tông cốt thép tại liên kết với cột ống thép nhồi bê tôngở vị trí cột biên và cột góc
|
|
|
Trong hệ kết cấu kết hợp cột ống thép nhồi bê tông (CFST) và sàn phẳng bê tông cốt thép (BTCT) thì liên kết đóng vai trò quan trọng đảm bảo sự liên tục giữa sàn - cột và giúp cho các cấu kiện phát huy hết khả năng làm việc, giữcho công trình không bị sụp đổ. Đối với sàn ở nhữngvị trí cột biên và cột góc, do sự không đối xứng về mặt hình học nên trong liên kết luôn chịu tác dụng của tải trọng đứng và mô men không cân bằng chuyển vào cộtvà tác động đồng thời này gây ra trạng thái ứng suất phức tạp trong sàn với ứng xử chủ yếu của sàn phẳng bê tông cốt thép tại vùng liên kết là chọc thủng. Hiện nay, các chỉ dẫn tính toán thiết kế cho sàn tại liên kết với cột biên và cột gócống thép nhồi bê tông còn thiếu gây khó khăn cho người thiết kế cũng như làm hạn chế việc ứng dụng hệ kết cấu này trong thực tế.Do đó, nghiên cứu này sẽ trình bày việc tính toán chọc thủng của sàn phẳng BTCT tại liên kết ở vị trí cột biên, cột góc khi sử dụng shearheads là các thép hình chữ H, I làm chi tiết liên kết. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp giải pháp tính toán liên kết với mong muốn áp dụng hệ kết cấu này vào các công trình xây dựng nhà cao tầng tại Việt Nam
|
Hiện nay, các nghiên cứu về liên kết giữa cột ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng BTCT được thực hiện xoay quanh ba kiểu liên kết chủ yếu hoặc sử dụng shearhead là các thép hình chữ H, I được hàn vào bề mặt ngoài của ống thép để kết nối sàn - cột hoặc sử dụng các tấm thép hàn theo chu vi cột tại mặt dưới của sàn để đỡ tấm sàn BTCT hoặc sử dụng các đinh chống cắt hàn tại bề mặt ngoài ống thép để làm chi tiết liên kết. Hầu hết các nghiên cứu thực hiện đều là thực nghiệm cho liên kết cột giữa ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng BTCT và sử dụng tải trọng đúng tâm để phá hoại mẫu với ứng xử phá hoại chủ yếu là chọc thủng. C ác nghiên cứu ứng xử liên kết cột biên CFST, cột góc CFST với sàn phẳng BTCT hay liên kết chịu tải trọng lệch tâm cả về lý thuyết và thực nghiệm còn hạn chế. Các tiêu chuẩn thiết kế như ACI318-14, Eurocode 2, TCVN 5574-2018 cũng chưa đề cập đến các quy định cấu tạo cũng như tính toán liên kết cột CFST với sàn phẳng bê tông cốt thép.
Trong trường hợp sàn ở những vị trí cột biên và cột góc, do sự không đối xứng về mặt hình học và tính chất tác dụng của tải trọngnên trong liên kết luôn chịu tải tác dụng đồng thời của tải trọng đứng và mô men không cân bằng chuyển vào cột gây ra trạng thái ứng suất phức tạp trong sàn với ứng xử chủ yếu của sàn phẳng bê tông cốt thép tại vùng liên kết là chọc thủng. Hiện nay, các chỉ dẫn tính toán thiết kế cho sàn tại liên kết với cột biên và cột góc ống thép nhồi bê tông còn thiếu gây khó khăn cho người thiết kế cũng như làm hạn chế việc ứng dụng hệ kết cấu này trong thực tế.
Trong hệ kết cấu kết hợp cột ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng bê tông cốt thép, trường hợp sàn ở những vị trí cột biên và cột góc, do tính chất tác dụng của tải trọng nên trong liên kết ngoài chịu tải trọng đứng nó luôn chịu mô men không cân bằng chuyển vào cột và gây ra trạng thái ứng suất phức tạp trong sàn tại vùng liên kết. Nghiên cứu này đã tham khảo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318-14 để tính toán chọc thủng cho sàn ở vị trí cột biên, cột góc khi sử dụng shearhead là các thép hình chữ H, I làm chi tiết liên kết. Qua tính toán cho thấy sự có mặt của shearhead đã làm tăng khả năng chịu cắt của sàn tại các tiết diện tới hạn dọc theo chiều dài của shearhead. Bên cạnh đó với trường hợp bố trí cốt đai gia cường cho sàn giúp tăng khả năng chịu cắt của sàn lên đáng kể và cho phép giảm chiều dài của shearhead so với trường hợp không bố trí cốt đai cho sàn. |
tnxmai
Theo Tạp chí Xây dựng Số. 11 (2025) |