Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5574-2018, tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép, do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố
TCVN 5574-2018 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn của Liên bang Nga SP 63.13330.2012 và các sửa đổi năm 2016. TCVN 5574:2018 thay thế TCVN 5574-2012. Xin mời các bạn download tiêu chuẩn tcvn 5574-2018 dưới đây nhé
Cơ sở tham khảo để xây dựng TCVN 5574-2018 là tiêu chuẩn của Liên bang Nga SP 63.13330.2012 và các sửa đổi năm 2016. Tiêu chuẩn SP 63.13330.2012 là bản cập nhật của SNIP 52-01-2003 với một số nội dung hài hòa với tiêu chuẩn châu Âu. Tiêu chuẩn SP 63.13330.2012 đã và đang được cập nhật trong các phần mềm tính toán chuyên dụng phổ biến tại Việt Nam hiện nay.
Trong phần tài liệu viện dẫn của TCVN 5574:2018, GOST 13015-2012 chính là tiêu chuẩn quốc gia của Liên bang Nga và được làm cơ sở tham khảo để biên soạn thành tiêu chuẩn quốc gia của Việt Nam. Dự thảo tiêu chuẩn quốc gia này đang chờ thẩm định để ban hành. Sau khi dự thảo này được ban hành thành tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam thì nó sẽ thay thế cho các viện dẫn tới GOST 13015-2012 trong TCVN 5574-2018 này.Trong tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 này, nhiều điểm mới đáng được quan tâm chý ý, trong đó có thay đổi mô hình ứng suất sang mô hình biến dạng [chấp nhận giả thiết tiết diện phẳng] khi tính toán tiết diện cấu kiện. Mô hình này được khuyến nghị ưu tiên sử dụng để tính toán theo các trạng thái giới hạn[thứ nhất và thứ hai] cho các cấu kiện chịu tác dụng của mô men uốn và lực dọc. Đối với các cấu
kiện có hình dạng tiết diện đơn giản [chữ nhật, chữ T, chữ I] thì vẫn cho phép sử dụng phương pháp nội lực giới hạn nhưng có điều chỉnh. Ngoài ra, các thay đổi còn liên quan đến tính toán cắt, chọc thủng, nén cục bộ, xoắn v.v…
>>Xem thêm:
- Tiêu chuẩn xây dựng TCVN 205-1998, Thiết kế móng cọc
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của nhà và công trình với các chức năng khác nhau, chịu tác động có hệ thống của nhiệt độ không cao hơn dương 50 °С và không thấp hơn âm 70 °С, làm việc trong môi trường không xâm thực.Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép được chế tạo từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, bê tông tổ ong và bê tông tự ứng suất.Tiêu chuẩn này không quy định các yêu cầu để thiết kế kết cấu liên hợp thép – bê tông, kết cấu bê tông cốt sợi, kết cấu bán lắp ghép, kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của các công trình thủy công, cầu, lớp phủ mặt đường ô tô và đường băng sân bay và của các công trình đặc biệt khác, cũng như không quy định các yêu cầu để thiết kế kết cấu được chế tạo từ bê tông có khối lượng thể tích trung bình nhỏ hơn 500 kg/m3 và lớn hơn 2500 kg/m3, bê tông polyme và polyme bê tông, bê tông trên nền chất kết dính là vôi, xỉ và chất kết dính hỗn hợp [trừ khi sử dụng chúng trong bê tông tổ ong], trên nền thạch cao và chất kết dính đặc biệt, bê tông dùng cốt liệu đặc biệt và cốt liệu hữu cơ, bê tông có cấu trúc rỗng lớn.
Tiêu chuẩn này không quy định các yêu cầu về thiết kế các kết cấu đặc thù [bản sàn rỗng, kết cấu được giảm tiết diện ở phần đầu, mũ cột và các kết cấu tương tự].
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung [nếu có].TCVN 1651-1:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 1: Thép thanh tròn trơnTCVN 1651-2:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 2: Thép thanh vằn
TCVN 2737:1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 3108:1993, Hỗn hợp bê tông nặng – Phương pháp xác định khối lượng thể tíchTCVN 3116:1993, Bê tông nặng – Phương pháp xác định độ chống thấm nướcTCVN 5575:2012, Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kếTCVN 6284-2:1997 [ISO 6394-2:1991], Thép cốt bê tông dự ứng lực – Phần 2: Dây kéo nguội
TCVN 6284-4:1997 [ISO 6934-4:1991], Thép cốt bê tông dự ứng lực – Phần 4: DảnhTCVN 6284-5:1997 [ISO 6934-5:1991], Thép cốt bê tông dự ứng lực – Phần 5: Thép thanh cán nóng có hoặc không xử lý tiếp
TCVN 6288:1997 [ISO 10544:1992], Dây thép vuốt nguội để làm cốt bê tông và sản xuất lưới thép hàn làm cốt
TCVN 8163:2009, Thép cốt bê tông – Mối nối bằng ống renTCVN 8590-1:2010 [ISO 4301-1:1986], Cần trục – Phân loại theo chế độ làm việc – Phần 1: Yêu cầu chungTCVN 9362:2012, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trìnhTCVN 9379:2012, Kết cấu xây dựng và nền – Nguyên tắc cơ bản về tính toánTCVN 9386:2012, Thiết kế công trình chịu động đấtTCVN 9390:2012, Thép cốt bê tông – Mối nối bằng dập ép ống – Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thuTCVN 12251:2018, Bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu xây dựngGOST 13015-2012, Concrete and reinforced concrete products for construction. General technical requirements. Rules for acceptance, marking, transportation and storage [Các sản phẩm bê tông và bê tông cốt thép cho xây dựng – Yêu cầu kỹ thuật chung – Nguyên tắc nghiệm thu, ghi nhãn, vận chuyển
và bảo quản]
3. Thuật ngữ định nghĩa và ký hiệu
3.1 Thuật ngữ và định nghĩaTiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:3.1.1 Các đặc trưng tiêu chuẩn của các tính chất vật lý của vật liệu [normative characteristics of physical properties of materials] Các giá trị của các đặc trưng vật lý của vật liệu được quy định trong các tiêu chuẩn hoặc yêu cầu kỹ thuật và được kiểm soát trong quá trình chế tạo, thi công và khai thác sử dụng công trình xây dựng.3.1.2 Các hệ số độ tin cậy [partial factors]
Các hệ số kể đến các sai lệch bất lợi có thể có của các giá trị tải trọng, các đặc trưng vật liệu và sơ đồ tính toán công trình xây dựng do điều kiện sử dụng thực tế của nó, cũng như kể đến mức độ tầm quan trọng của các công trình xây dựng. Có 4 loại hệ số độ tin cậy: hệ số độ tin cậy về tải trọng; hệ số độ tin cậy về vật liệu, hệ số điều kiện làm việc, hệ số độ tin cậy về tầm quan trọng của công trình.
3.1.3 Cấp độ bền [cấp cường độ] chịu kéo của bê tông, Bt [grade of tensile strength of concrete] Giá trị được kiểm soát nhỏ nhất của cường độ chịu kéo tức thời, tính bằng megapascan [MPa], với xác suất đảm bảo không dưới 95 %, được xác định trên các mẫu thử kéo chuẩn đã được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thử kéo ở tuổi 28 ngày.
CHÚ THÍCH: Mẫu thử chuẩn để xác định cường độ chịu kéo dọc trục có kích thước tiết diện ngang [150 × 150] mm [tham khảo tiêu chuẩn liên quan].3.1.4 Cấp cường độ chịu kéo của cốt thép [grade of tensile strength of steel]Giá trị được kiểm soát nhỏ nhất của giới hạn chảy thực tế hoặc quy ước [bằng giá trị của ứng suất ứng với độ giãn dài dư tương đối 0,1 % hoặc 0,2 %] với xác suất đảm bảo không nhỏ hơn 0,95, tính bằng megapascan [MPa].3.1.5 Cấp độ bền [cấp cường độ] chịu nén của bê tông, B [grade of compressive strength of concrete] Giá trị được kiểm soát nhỏ nhất của cường độ chịu nén tức thời, tính bằng megapascan [MPa], với xác suất đảm bảo không dưới 95 %, được xác định trên các mẫu lập phương chuẩn đã được chế tạo,dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thử nén ở tuổi 28 ngày.
CHÚ THÍCH: Mẫu lập phương chuẩn để xác định cường độ chịu nén có kích thước [150×150×150] mm.
3.1.6 Chiều cao làm việc của tiết diện [effective depth of cross section]Khoảng cách từ biên chịu nén của cấu kiện đến trọng tâm của cốt thép dọc chịu kéo.3.1.7 Cốt thép chịu lực [load-bearing reinforcement]Cốt thép được bố trí theo tính toán.3.1.8 Cốt thép cấu tạo [constructive reinforcement]Cốt thép được bố trí theo các yêu cầu về cấu tạo mà không cần tính toán.3.1.9 Cốt thép hạn chế biến dạng ngang [confinement reinforcement]Cốt thép ngang dùng để gia cường các vị trí cần tăng độ bền, tăng khả năng chống nứt.3.1.10 Cốt thép ứng suất trước [prestressing steel]Cốt thép được ứng suất trước trong quá trình chế tạo kết cấu trước khi ngoại lực tác dụng trong gian đoạn khai thác sử dụng.3.1.11 Cường độ [strength]Tính chất cơ học của vật liệu, chỉ khả năng chịu được các tác động, thường được tính bằng đơn vị của ứng suất.3.1.12 Điểu kiện sử dụng bình thường [serviceability]Điều kiện sử dụng các công trình xây dựng phù hợp với các điều kiện đã quy định trong các tiêu chuẩn hoặc nhiệm vụ thiết kế, bao gồm cả bảo dưỡng [bảo trì], sửa chữa lớn và sửa chữa nhỏ.3.1.13 Độ bền [resistance]Khả năng của một cấu kiện hoặc của tiết diện ngang cấu kiện, chịu được các tác động mà không bị phá hoại về cơ học, ví dụ khả năng chịu uốn, khả năng chịu kéo, khả năng chống mất ổn định.3.1.14 Độ bền lâu [durability]Khả năng của công trình xây dựng bảo toàn được các tính chất độ bền, vật lý và các tính chất khác đã được quy định trong thiết kế và đảm bảo cho công trình xây dựng sử dụng bình thường trong suốt thời hạn sử dụng theo thiết kế.3.1.15 Độ thấm của bê tông [penetrability of concrete]Tính chất của bê tông cho phép khí hoặc chất lỏng thấm qua khi có gradient áp lực [được biểu thị bằng mác chống thấm nước W] hoặc đảm bảo độ thấm khuyếch tán các chất hòa tan trong nước khi không có gradient áp lực [được biểu thị bằng các đại lượng quy định về mật độ dòng điện và hiệu điện thế].3.1.16 Hàm lượng cốt thép, μ [reinforcement percentage]
Tỉ số giữa diện tích tiết diện cốt thép và diện tích làm việc của tiết diện bê tông, tính bằng phần trăm.3.1.17 Kết cấu bê tông [concrete structure]Kết cấu được làm từ bê tông không cốt thép hoặc có cốt thép đặt theo cấu tạo và không được kể đến trong tính toán; nội lực gây bởi tất cả các tác động trong kết cấu bê tông đều do bê tông chịu.3.1.18 Kết cấu bê tông cốt thép [reinforced concrete structure]Kết cấu được làm từ bê tông với cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo; nội lực gây bởi tất cả các tác động trong kết cấu bê tông cốt thép do bê tông và cốt thép chịu lực cùng chịu.3.1.19 Kết cấu dạng khối [massive structure]Kết cấu mà có tỉ số diện tích bề mặt hở để khô, tính bằng mét vuông [m2], và thể tích của nó, tính bằng mét khối [m3], không lớn hơn 2.3.1.20 Khả năng chịu lực [load bearing capacity]Hệ quả tác động lớn nhất xuất hiện trong công trình xây dựng mà không vượt quá các trạng thái giới hạn.3.1.21 Khối lượng thể tích của bê tông [density of concrete]Đặc trưng của bê tông, tính bằng tỉ số giữa khối lượng và thể tích của nó, được biểu thị bằng mác khối lượng thể tích trung bình D.3.1.22 Lớp bê tông bảo vệ [concrete cover]Chiều dày lớp bê tông tính từ biên [mép] cấu kiện đến bề mặt gần nhất của thanh cốt thép.3.1.23 Mác chống thấm nước của bê tông, W [watertightness mark of concrete]Chỉ tiêu thấm nước của bê tông, được xác định bằng áp lực nước lớn nhất, mà khi đó trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, nước không thấm qua mẫu thử bê tông, đơn vị tính bằng một trên megapascan [MPa-1].CHÚ THÍCH: Mẫu trụ tròn để thử độ chống thấm nước nêu trong TCVN 3116:1993 có đường kính 150 mm và chiều cao 150mm.3.1.24 Mác khối lượng thể tích trung bình, D [mark of density]Giá trị khối lượng thể tích trung bình, tính bằng kilôgam trên mét khối [kg/m3].3.1.25 Mác tự ứng suất của bê tông Sp [self-stressing mark of concrete]Giá trị ứng suất trước trong bê tông, tính bằng megapascan [MPa], do bê tông tự trương nở với hàm lượng cốt thép dọc μ = 0,01.
CHÚ THÍCH: Mẫu thử chuẩn để xác định tự ứng suất của bê tông là mẫu lăng trụ có kích thước [100 × 100 × 400] mm hoặc
[50 × 50 × 200]mm
3.1.26 Mô hình biến dạng phi tuyến [nonlinear deformation model]Mô hình biến dạng phi tuyến của vật liệu bê tông và cốt thép.3.1.27 Mối nối chồng cốt thép [overlap connection of reinforcement]Liên kết không hàn các thanh cốt thép theo chiều dài của chúng bằng cách kéo dài một đầu của một thanh cốt thép so với đầu kia.3.1.28 Mối nối cơ khí cốt thép [mechanical connection of reinforcement]Mối nối các thanh thép bằng các ống nối chuyên dụng để đảm bảo truyền lực từ thanh này sang thanhkia.3.1.29 Neo cốt thép [reinforcement anchorage]Sự đảm bảo cho cốt thép chịu được nội lực tác dụng lên nó bằng cách kéo dài nó thêm một đoạn tính từ tiết diện tính toán hoặc bằng cách bố trí chi tiết neo đặc biệt ở các đầu của nó.3.1.30 Nội lực giới hạn [ultimate internal force]Nội lực lớn nhất mà cấu kiện, tiết diện của nó, với các đặc trưng đã chọn của vật liệu, có thể chịu được.3.1.31 Sơ đồ tính toán, mô hình tính toán [structural model]Mô hình hệ kết cấu được sử dụng khi tính toán.3.1.32 Tiết diện nghiêng [inclined cross section]Tiết diện của cấu kiện mà mặt phẳng của tiết diện nằm nghiêng với trục dọc cấu kiện và vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng chứa trục dọc cấu kiện.3.1.33 Tiết diện thẳng góc [normal cross section]Tiết diện của cấu kiện mà mặt phẳng tiết diện vuông góc với trục dọc cấu kiện.3.1.34 Trạng thái giới hạn [limit state]
Trạng thái mà khi vượt quá các thông số đặc trưng của nó thì việc sử dụng kết cấu hoặc là không được phép, hoặc bị gây khó khăn hoặc không còn phù hợp
3.1.35 Tự ứng suất của bê tông [self-stress of concrete]Ứng suất nén xuất hiện trong bê tông của kết cấu khi đóng rắn do đá xi măng trương nở trong điều kiện bị cản trở sự trương nở này, được biểu thị bằng mác tự ứng suất Sp.3.1.36 Xác suất đảm bảo [probability]
Xác suất có lợi của một giá trị đại lượng ngẫu nhiên. Ví dụ, đối với tải trọng thì “xác suất đảm bảo” là xác suất không bị vượt của một giá trị cho trước; đối với các đặc trưng vật liệu thì “xác suất đảm bảo” là xác suất của các giá trị lớn hơn hoặc bằng giá trị cho trước
3. 2 Ký hiệu
4. Yêu cầu chung đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
5 Yêu cầu đối với tính toán kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
5.1 Yêu cầu chung
5.2 Yêu cầu đối với tính toán cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép theo độ bền
5.2.1 Yêu cầu chung
5.2.2 Tính toán cấu kiện bê tông theo độ bền5.2.3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền tiết diện thẳng góc5.2.4 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền tiết diện nghiêng5.2.5 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo độ bền tiết diện không gian5.2.6 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng cục bộ của tải trọng5.3 Yêu cầu đối với tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo sự hình thành vết nứt5.4 Yêu cầu đối với tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo sự mở rộng vết nứt
5.5 Yêu cầu đối với tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo biến dạng
6. Vật liệu cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
6.1 Bê tông6.1.1 Các chỉ tiêu chất lượng của bê tông được sử dụng khi thiết kế6.1.2 Các đặc trưng độ bền tiêu chuẩn và tính toán của bê tông6.1.3 Các đặc trưng biến dạng của bê tông6.1.4 Các biểu đồ biến dạng của bê tông6.2 Cốt thép6.2.1 Các chỉ tiêu chất lượng của cốt thép được sử dụng khi thiết kế6.2.2 Các đặc trưng độ bền tiêu chuẩn và tính toán của cốt thép6.2.3 Các đặc trưng biến dạng của cốt thép
6.2.4 Các biểu đồ biến dạng của cốt thép
7. Kết cấu bê tông
7.1 Yêu cầu chung
7.2 Tính toán cấu kiện bê tông theo độ bền
7.3 Tính toán cấu kiện bê tông chịu nén lệch tâm theo nội lực giới hạn
7.4 Tính toán cấu kiện bê tông chịu uốn theo nội lực giới hạn
8. Kết cấu bê tông cốt thép không ứng suất trước
8.1 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn thứ nhất8.1.1 Yêu cầu chung đối với tính toán độ bền8.1.2 Tính toán độ bền cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của mô men uốn và lực dọc8.1.3 Tính toán độ bền cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của lực cắt8.1.4 Tính toán độ bền cấu kiện bê tông cốt thép chịu tác dụng của mô men xoắn8.1.5 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén cục bộ8.1.6 Tính toán chọc thủng cấu kiện bê tông cốt thép8.1.7 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép phẳng của bản và tường theo độ bền8.2 Tính toán cấu kiện của các kết cấu bê tông cốt thép theo các trạng thái giới hạn thứ hai8.2.1 Yêu cầu chung8.2.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo sự hình thành và mở rộng vết nứt
8.2.3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo biến dạng
9. Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước
9.1 Ứng suất trước của cốt thép9.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước theo các trạng thái giới hạn thứ nhất9.2.1 Yêu cầu chung9.2.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước chịu mô men uốn trong giai đoạnsử dụng theo nội lực giới hạn9.2.3 Tính toán cấu kiện ứng suất trước trong giai đoạn nén trước theo nội lực giới hạn9.2.4 Tính toán độ bền tiết diện thẳng góc theo mô hình biến dạng phi tuyến9.3 Tính toán cấu kiện ứng suất trước của các kết cấu bê tông cốt thép theo các trạng tháigiới hạn thứ hai9.3.1 Yêu cầu chung9.3.2 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước theo sự hình thành và mở rộngvết nứt9.3.3 Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước theo biến dạng
9.3.4 Xác định độ cong của cấu kiện ứng suất trước theo mô hình biến dạng phi tuyến
10. Yêu cầu cấu tạo
10.1 Yêu cầu chung10.2 Yêu cầu về kích thước hình học10.3 Yêu cầu về bố trí cốt thép10.3.1 Lớp bê tông bảo vệ10.3.2 Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh cốt thép10.3.3 Bố trí cốt thép dọc
10.3.4 Bố trí cốt thép ngang
10.3.5 Neo cốt thép10.3.6 Nối cốt thép không ứng suất trước10.3.7 Các thanh thép uốn
10.4 Cấu tạo các kết cấu bê tông cốt thép chịu lực chính
11. Yêu cầu đối với khôi phục và gia cường kết cấu bê tông cốt thép
1.1 Yêu cầu chung11.2 Khảo sát hiện trạng kết cấu11.3 Tính toán kiểm tra kết cấu
11.4 Gia cường kết cấu bê tông cốt thép
12. Tính toán kết cấu bê tông cốt thép chịu mỏi
Phụ lục A [quy định] Quan hệ giữa các cường độ chịu nén của bê tôngPhụ lục B [tham khảo] Các biểu đồ biến dạng của bê tôngPhụ lục C [tham khảo] Hướng dẫn áp dụng một số loại cốt thépPhụ lục D [tham khảo] Tính toán chi tiết đặt sẵnPhụ lục E [tham khảo] Tính toán hệ kết cấuPhụ lục F [tham khảo] Tính toán cột tiết diện vành khuyên và trònPhụ lục G [tham khảo] Tính toán chốt bê tôngPhụ lục H [tham khảo] Tính toán công xôn ngắnPhụ lục I [tham khảo] Tính toán kết cấu bán lắp ghépPhụ lục K [tham khảo] Xét đến cốt thép hạn chế biến dạng ngang khi tính toán các cấu kiệnchịu nén lệch tâm theo mô hình biến dạng phi tuyếnPhụ lục L [quy định] Hệ số xác định mô men kháng uốn đàn dẻo của một số tiết diệnPhụ lục M [quy định] Độ võng và chuyển vị của kết cấuPhụ lục N [quy định] Các nhóm chế độ làm việc của cần trục kiểu cầu và cần trục treo
Thư mục tài liệu tham khảo
TCVN 5574-2018, Tiêu chuẩn thay thế tcvn 5574-2012 và tcvn 5574-1991
Các bạn tham khảo download tiêu chuẩn cũ tcvn 5574-2012 và tcvn 5574-1991 đường link dưới đây
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của Việt Nam hiện hành là TCVN 5574:2012, mặc dù được xuất bản năm 2012 nhưng thực chất nó đã được chuyển ngang từ TCXDVN 356:2005 với toàn bộ nội dung bên trong được giữ nguyên. Bản thân tiêu chuẩn đã được chuyển dịch từ tiêu chuẩn của Nga hơn 30 năm trước là SNIP 2.03.01-84*. Nghĩa là chúng ta đang sử dụng tiêu chuẩn quá cũ so với sự thay đổi khoa học và công nghệ trên thế giới. Điều này gây nhiều bất cập trong quá trình thiết kế. Hơn nữa, tiêu chuẩn đang quy định sử dụng các loại thép [như C-I, C-II, C-III…] theo các tiêu chuẩn cũ trước đây nên thực sự chưa gắn kết được với các tiêu chuẩn mới của Việt Nam về thép cốt bê tông hiện hành, kể cả thép dự ứng lực [ứng suất trước] như TCVN 1651:20, TCVN 6284:1997 TCVN 6288:1997… và rất nhiều tiêu chuẩn khác được viện dẫn tới vì chúng đã được thay thế bởi những phiên bản mới nhất đã ban hành. Vì vậy, để cập nhật các thông tin mới trong lĩnh vực thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, đã được soát xét và tiêu chuẩn mới thay thế dự kiến là TCVN 5574-2018. Tiêu chuẩn này dựa chủ yếu vào nền tảng của tiêu chuẩn Nga là SP 63.13330.2012 với những cập nhật bổ sung, chỉnh sửa tới năm 2016. Với cách tiếp cận này thì sẽ không gây sáo trộn nhiều trong giảng dạy, cũng như áp dụng trong thực tế. Trong tiêu chuẩn mới này, nhiều điểm mới đáng được quan tâm chý ý, như thay đổi mô hình ứng suất sang mô hình biến dạng [chấp nhận giả thiết tiết diện phẳng] khi tính toán tiết diện cấu kiện, và những điểm mới khác được trình bày dưới đây
Toàn bộ cấu trúc trong tiêu chuẩn mới không giống với cấu trúc của tiêu chuẩn cũ , trong đó tách biệt 3 phần riêng cho kết cấu bê tông, bê tông cốt thép không ứng suất trước và bê tông cốt thép ứng suất trước. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng dễ dàng hơn. Toàn bộ tiêu chuẩn được chia thành 11 phần và các Phụ lục, bao gồm Phạm vi áp dụng; Tài liệu viện dẫn; Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu; Yêu cầu chung đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép; Yêu cầu đối với tính toán kết cấu bê tông và bê tông cốt thép; Vật liệu cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép; Kết cấu bê tông; Kết cấu bê tông cốt thép không ứng suất trước; Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước; Yêu cầu cấu tạo; Yêu cầu đối với khôi phục và gia cường kết cấu bê tông cốt thép; Tính toán kết cấu bê tông cốt thép chịu mỏi.Ngoài ra, còn có các Phụ lục từ A đến M lần lượt nói về Quan hệ giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông với cường độ chịu nén tiêu chuẩn và cường độ chịu nén trung bình; Các biểu đồ biến dạng của bê tông [các biểu đồ biến dạng đầy đủ]; Hướng dẫn áp dụng một số loại cốt thép; Tính toán chi tiết đặt sẵn; Tính toán hệ kết cấu; Tính toán cột tiết diện vành khuyên và tròn; Tính toán chốt bê tông; Tính toán công xôn ngắn; Tính toán kết cấu bán lắp ghép; Xét đến cốt thép hạn chế biến dạng ngang khi tính toán các cấu kiện chịu nén lệch tâm theo mô hình biến dạng phi tuyến; Độ võng và chuyển vị; Các nhóm chế độ làm việc của cần trục kiểu cầu và cần trục treo.
2. Về vật liệu
– Mở rộng phạm vi áp dụng cho bê tông nặng từ B70 đến B100. Thay đổi giá trị của một số hệ số điều kiện làm việc của bê tông.
– Đối với cốt thép: + Sử dụng các tiêu chuẩn thép cốt hiện hành là TCVN 1651:2008 [đối với thép thanh cán nóng trơn CB240-T, CB300-T; có gân [gai] CB300-V, CB400-V và CB500-V], TCVN 6288:1997 [đối với dây thép vuốt [kéo] nguội cường độ thấp], TCVN 6284-2:1997 [đối với dây thép kéo nguội cường độ cao]; TCVN 6284-5:1997[12] [đối với thép thanh cán nóng cường độ cao có gân [gai]],TCVN 6284-4:1997 [đối với cáp 7 sợi hoặc 19 sợi]. Cần lưu ý là trong “cáp” được gọi là “dảnh”; + Sử dụng chung một hệ số độ tin cậy [an toàn] cho cốt thép là 1,15, thay vì nhiều giá trị như trước đây. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập trình cũng như đỡ nhầm lẫn trong sử dụng. Tuy nhiên là hệ số này cao hơn đối với các cốt thép có giới hạn chảy thực tế [trước kia từ 1,05 đến 1,07] và thấp hơn đối với các cốt thép có giới hạn chảy quy ước [trước kia là 1,2] dẫn tới cường độ tính toán của cốt thép giảm xuống đôi chút đối với cốt thép có giới hạn chảy thực tế và cao hơn đôi chút đối với cốt thép có giới hạn chảy quy ước;
– Sự thay đổi đáng kể nằm ở các giá trị của các đặc trưng biến dạng. Trong tiêu chuẩn mới sử dụng biểu đồ biến dạng của bê tông và thép cốt dùng cho tính toán phi tuyến, còn đối với tính toán theo nội lực giới hạn thì có quy định rõ các giá trị biến dạng [kể cả biến dạng giới hạn] của bê tông và thép. Trong tiêu chuẩn mới sử dụng thuật ngữ “mô hình biến dạng phi tuyến” để chỉ mô hình biến dạng có kể đến tính chất không đàn hồi [đàn – dẻo] của bê tông và cốt thép khi nén và kéo. Đối với bê tông khi nén, biểu đồ biến dạng đầy đủ dựa trên đường cong biến dạng đầy đủ của bê tông theo Model Code1990
3. Về tính toán
Trong tiêu chuẩn mới đã cập nhật bổ sung các phương pháp mới để tính toán và cấu tạo, cũng như hoàn thiện các phương pháp cũ. Mục đích chính là làm sao cho các phương pháp mới này được dựa trên các mô hình tính toán đơn giản mà đa năng, có cơ sở lý thuyết, giảm bớt các hệ số thực nghiệm, và kể đến được đặc điểm vật lý về sự làm việc của các cấu kiện bê tông cốt thép và đảm bảo được độ tin cậy cần thiết.
Nền tảng cơ bản để tính toán các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép chịu mô men uốn và lực dọc theo các nhóm trạng thái giới hạn [thứ nhất và thứ hai] là mô hình biến dạng phi tuyến [của bê tông và cốt thép], trong đó ngoài việc sử dụng các phương trình cân bằng thì điều kiện biến dạng tuân theo giả thiết tiết diện phẳng và biểu đồ biến dạng đầy đủ của bê tông và cốt thép. Mô hình này cho phép tính toán trên cùng một quan điểm đối với bất kỳ cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép nào với các hình dạng tiết diện ngang khác nhau, cũng như bố trí cốt thép dọc khác nhau, và kể đến được tính chất đàn – dẻo của bê tông và cốt thép và trạng thái ứng suất – biến dạng của cấu kiện bê tông cốt thép. Mô hình này cũng đang được sử dụng trong tiêu chuẩn.
Ngoài ra, đối với các cấu kiện có cấu hình đơn giản và phổ biến hiện nay như tiết diện chữ nhật, chữ T và chữ I thì trong tiêu chuẩn mới cũng cho phép sử dụng các phương pháp tính toán đơn giản hơn, cụ thể là: – Đối với tính toán độ bền: tính theo nội lực giới hạn [như trong] kể đến sự làm việc dẻo của bê tông và cốt thép một cách quy ước. Ở đây, khi tính toán tiết diện thẳng góc thì công thức xác định chiều cao giới hạn vùng bê tông chịu nén đã được điều chỉnh lại:
4. Kết luận
Trong tiêu chuẩn mới tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lần này có thay đổi quan điểm về mô hình tính toán, chuyển từ mô hình ứng suất sang mô hình biến dạng. Mô hình này được khuyến nghị ưu tiên sử dụng để tính toán theo các trạng thái giới hạn[thứ nhất và thứ hai] cho các cấu kiện chịu tác dụng của mô men uốn và lực dọc. Đối với các cấu kiện có hình dạng tiết diện đơn giản [chữ nhật, chữ T, chữ I] thì vẫn cho phép sử dụng phương pháp nội lực giới hạn.
Tính toán cắt vẫn sử dụng mô hình tiết diện nghiêng nhưng có điều chỉnh công thức tính toán giúp cho việc tính toán đơn giản hơn. Tính toán chọc thủng cho phép kể đến ảnh hưởng của mô men uốn theo hai phương khác với trước đây không kể đến. Tính toán chịu nén cục bộ vẫn theo mô hình trước đây nhưng có điều chỉnh công thức tính toán.Tính toán xoắn vẫn sử dụng mô hình không gian theo phương pháp nội lực giới hạn, nhưng có sử dụng các biểu đồ tương tác khi có tác dụng đồng thời của mô men uốn và mô men xoắn, cũng như lực cắt và mô men xoắn.
Trên đây là tổng hợp toàn bộ thông tin về tiêu chuẩn quốc gia tcvn 5574-2018, tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép mới nhất, những điểm khác biệt mới so với tiêu chuẩn cũ là tcvn 5574-2012 và tcvn 5574-1991, hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn nhiều trong công việc thiết kết cấu bê tông cốt thép