Phân tích tính toán kết cấu dầm đỡ vách (dầm chuyển) bằng mô hình giàn ảo

Tóm tắt

Trong lý thuyết tính toán kết cấu dầm bê tông cốt thép, dầm đỡ vách còn được gọi là dầm chuyển là loại cấu kiện chịu uốn có độ cứng và tiết diện hình học tương đối lớn (tỷ lệ chiều dài nhịp trên
chiều cao nhỏ hơn hoặc bằng 2.5 đối với nhịp liên tục và 2 đối với nhịp đơn) và trạng thái làm việc của hệ kết cấu từ hệ dầm cột chịu lực sang hệ dầm vách chịu lực. Các kết quả phân tích đàn hồi đã cho thấy những giả thiết tiết diện phẳng cho dầm không thỏa mãn đối với dầm chuyển; tồn tại một vùng chịu ứng suất lớn tại vị trí gối tựa và đặc biệt là ở mặt gối tựa; các biến dạng dọc do lực cắt gây ra trong dẩm chuyển là lớn hơn nhiều so với biến dạng uốn, do đó đóng vai trò nhiều hơn so với tổng biến dạng. Mặt khác dầm chuyển thường có vết nứt xuất hiện khá sớm theo phương của ứng suất nén chính, tức là vuông góc với phương của ứng suất kéo. Trong nhiều trường hợp, khe nứt xuất hiện thẳng đứng hoặc nghiêng khi dầm bị phá hoại do lực cắt. Trạng thái làm việc của dầm chuyển trong giai đoạn giới hạn cực hạn phải được tính theo mô hình toán cơ, là mô hình tốt nhất đối với dầm bê tông cốt thép có bố trí cốt thép sườn dầm, gọi là mô hình “chống và giằng” (Strut and tie model) hay còn gọi là mô hình giàn ảo. Trong bài báo này tác giả phân tích nội dung tính toán thiết kế dầm chuyển qua ví dụ cụ thể dựa trên tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-01 của Bộ Giao thông vận tải Việt Nam và tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318-2002.

Từ khóa: Ứng suất kéo; ung suất nén chính; dầm chuyển; mô hình “chống và giằng”.