Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo yêu cầu về hình thành và mở rộng vết nứt theo TCVN 5574-2012 và SP 63.13330-2012

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu việc tính toán độ mở

rộng vết nứt thẳng góc của cấu kiện bê tông cốt

thép chịu uốn theo TCVN 5574-2012[1] và tiêu

chuẩn Nga SP 63.13330-2012[2]. Kết quả tính toán

so sánh độ mở rộng vết nứt thẳng góc giữa 2 tiêu

chuẩn cho cấu kiện dầm, sàn chỉ ra rằng giá trị mô

men hình thành vết nứt của SP 63.13330-2012 nhỏ

hơn so với TCVN 5574-2012, tức vết nứt hình thành

sớm hơn khi tính toán bằng tiêu chuẩn Nga và bề

rộng vết nứt của dầm, sàn tính với tiêu chuẩn SP

63.13330-2012 là lớn hơn so với TCVN 5574-2012.

Bài báo cũng chỉ ra yêu cầu hiện hành về bề rộng

vết nứt đối với kết cấu BTCT trong môi trường vùng

ven biển của tiêu chuẩn Việt Nam khắt khe hơn so

với tiêu chuẩn một số nước và nó tác động lớn tới

hàm lượng thép trong kết cấu BTCT vùng ven biển

pdf 7 trang phuongnguyen 10380
Bạn đang xem tài liệu "Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo yêu cầu về hình thành và mở rộng vết nứt theo TCVN 5574-2012 và SP 63.13330-2012", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo yêu cầu về hình thành và mở rộng vết nứt theo TCVN 5574-2012 và SP 63.13330-2012

Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo yêu cầu về hình thành và mở rộng vết nứt theo TCVN 5574-2012 và SP 63.13330-2012
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
50 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 
THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO YÊU CẦU VỀ 
HÌNH THÀNH VÀ MỞ RỘNG VẾT NỨT THEO TCVN 5574-2012 
VÀ SP 63.13330-2012 
TS. NGUYỄN VĂN NGHỊ, TS. NGUYỄN NGỌC BÁ 
Công ty TNHH THAM & WONG (Việt Nam) 
 Tóm tắt: Bài báo giới thiệu việc tính toán độ mở 
rộng vết nứt thẳng góc của cấu kiện bê tông cốt 
thép chịu uốn theo TCVN 5574-2012[1] và tiêu 
chuẩn Nga SP 63.13330-2012[2]. Kết quả tính toán 
so sánh độ mở rộng vết nứt thẳng góc giữa 2 tiêu 
chuẩn cho cấu kiện dầm, sàn chỉ ra rằng giá trị mô 
men hình thành vết nứt của SP 63.13330-2012 nhỏ 
hơn so với TCVN 5574-2012, tức vết nứt hình thành 
sớm hơn khi tính toán bằng tiêu chuẩn Nga và bề 
rộng vết nứt của dầm, sàn tính với tiêu chuẩn SP 
63.13330-2012 là lớn hơn so với TCVN 5574-2012. 
Bài báo cũng chỉ ra yêu cầu hiện hành về bề rộng 
vết nứt đối với kết cấu BTCT trong môi trường vùng 
ven biển của tiêu chuẩn Việt Nam khắt khe hơn so 
với tiêu chuẩn một số nước và nó tác động lớn tới 
hàm lượng thép trong kết cấu BTCT vùng ven biển. 
Abstract: This paper deals with the design of 
reinforced concrete structures for the crack 
formation and crack width estimation in accordance 
with Vietnamese Standard TCVN 5574-2012 and 
Russian standard SP 63.13330-2012. Estimations of 
flexural crack widths for beam and slab based on 
both standards have shown that the cracking 
moment estimated based on SP 63.13330-2012 is 
smaller than that based on TCVN 5574-2012, i.e the 
cracks would appear earlier when estimated based 
on the Russian standard, and the crack widths of 
beam and slab estimated based on SP 63.13330-
2012 are also bigger than estimated based on 
TCVN 5574-2012. This paper also shows that the 
current requirements on the allowable crack width of 
reinforced concrete structures in marine 
environment stipulated in Vietnamese standards are 
more stringent than required by some developed 
countries and it has big impact on the steel content 
of RC structures in marine area designed based on 
Vietnamese standards. 
1. Mở đầu 
Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt là 
một trong các yêu cầu của tính toán cấu kiện bê 
tông cốt thép (BTCT) theo trạng thái giới hạn thứ 2. 
Theo TCVN 5574:2012 [1] đối với kết cấu BTCT 
thông thường được thiết kế với khả năng chống nứt 
cấp 3, giới hạn vết nứt dài hạn là [acrc2]=0.3mm, và 
ngắn hạn là [acrc1]=0.4mm nhằm bảo vệ an toàn cho 
cốt thép. Các giá trị giới hạn vết nứt này tương đối 
lớn và thông thường sẽ thỏa mãn nếu điều kiện về 
chịu lực được thỏa mãn, do vậy khi tính toán chúng 
ta thường bỏ qua việc kiểm tra các điều kiện về vết 
nứt này. Tuy nhiên với những kết cấu BTCT có yêu 
cầu chống nứt đặc biệt, ví dụ bể nước ([acrc,2] 
=0.2mm, [acrc,1]=0.3mm) hoặc công trình xây dựng 
trong môi trường biển có [acrc]=0.05mm tới 
0.15mm[3], thì bắt buộc phải tính toán độ mở rộng 
vết nứt vì nó tác động lớn tới hàm lượng cốt thép 
trong kết cấu. Với trường hợp giới hạn vết nứt nhỏ 
tới 0.1mm hoặc 0.15mm thì lượng cốt thép để đảm 
bảo bề rộng vết nứt giới hạn có thể lớn gấp hơn 2 
lần so với lượng thép để đảm bảo điều kiện về chịu 
lực của cấu kiện. Hiện nay TCVN 5574-2012 đã 
tương đối cũ, Bộ xây dựng đang xem xét cập nhật 
tiêu chuẩn này bằng tiêu chuẩn mới của Nga SP 
63.13330-2012[2], bài báo này sẽ giới thiệu và so 
sánh kết quả tính toán về sự hình thành và mở rộng 
vết nứt thẳng góc của cấu kiện chịu uốn theo 2 tiêu 
chuẩn này, đồng thời kiến nghị điều chỉnh yêu cầu 
chống nứt đối với kết cấu bê tông cốt thép của tiêu 
chuẩn Việt Nam trong môi trường vùng ven biển để 
làm cơ sở cho việc soát xét các tiêu chuẩn hiện 
hành có liên quan. 
2. Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt 
theo TCVN 5574-2012 
2.1. Tính toán sự hình thành vết nứt 
Tính toán kiểm tra vết nứt thẳng góc theo TCVN 
5574-2012 được tóm tắt như sơ đồ dưới đây. Tùy 
theo cấp chống nứt của công trình, việc tính toán 
kiểm tra hình thành vết nứt sẽ được tính với hệ số 
độ tin cậy về tải trọng f>1 hoặc f =1. 
Theo tiêu chuẩn [1] kết cấu BTCT được kiểm tra 
với sự hình thành vết nứt xiên và vết nứt thẳng góc, 
bài báo này chỉ tập trung vào việc tính toán kiểm tra 
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 51 
vết nứt thẳng góc. Điều kiện không hình thành vết nứt như sau: 
Hình 1. Sơ đồ tính toán, kiểm tra vết nứt theo TCVN 5574-2012 
,r crc bt ser pl rpM M R W M (1) 
Trong đó: 
- Rbt,ser là cường độ chịu kéo của bê tông ở trạng 
thái giới hạn thứ 2; 
Wpl là mô men kháng uốn của tiết diện quy đổi 
với thớ chịu kéo ngoài cùng (có kể đến biến 
dạng không đàn hồi của vùng bê tông chịu kéo) 
và được xác định pl redW W ,với Wred là mô 
men kháng uốn với biên chịu kéo của tiết diện 
quy đổi,  hệ số quy đổi phụ thuộc hình dạng tiết 
diện; 
- Mr là mô men do các ngoại lực nằm ở một phía 
tiết diện đang xét đối với trục song song với trục 
trung hòa đi qua một điểm lõi cách xa vùng chịu 
kéo của tiết diện này hơn cả. Đối với cấu kiện 
chịu tác dụng của mô men uốn M, ta có: 
rM M 
(2) 
 Mrp là mô men do ứng lực P đối với trục dùng để 
xác định Mr. Đối với cấu kiện không ứng lực trước, 
Mrp là mô men do ngoại lực P đối với trục dùng để 
xác định Mr, được xác định như sau: 
 ' ' '
rp s s s s s sM A y A y  (3) 
 ys, ys’ là khoảng cách từ trọng tâm tiết diện quy 
đổi đến trọng tâm tiết diện cốt thép chịu kéo và chịu 
nén. 
Thay các giá trị vào công thức (1), có: 
 ' ' '
, (  crc bt ser red s s s s s sM M R W A y A y   
(4) 
 Đối với tiết diện chữ nhật hoặc chữ T có cánh 
nằm trong vùng nén, theo [4], [5] giá trị =1.75. 
2.2. Tính toán sự mở rộng vết nứt thẳng góc 
Bề rộng vết nứt thẳng góc với trục cấu kiện acrc 
(mm) được xác định theo công thức: 
 320 3.5 100scrc l
s
a d
E

   
(5) 
Trong đó: 
- δ = 1 với cấu kiện chịu uốn; 
- φl= 1 khi tính toán với tác dụng ngắn hạn 
của tải trọng; 
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
52 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 
- φl = 1.6 - 15 khi tính toán bề rộng vết nứt 
dài hạn do tác dụng tải trọng thường xuyên 
và tạm thời dài hạn với bê tông nặng trong 
điều kiện độ ẩm tự nhiên; 
-  hệ số phụ thuộc vào loại thép, bằng 1 với 
thép có gờ và 1.3 với thép tròn trơn; 
-  hàm lượng cốt thép chịu kéo và lấy không 
quá 0.02; 
- d đường kính cốt thép (mm); 
- s ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại tiết 
diện thẳng góc có vết nứt do ngoại lực 
tương ứng. 
Theo mục 7.2.2.1 trong TCVN 5574-2012, đối 
với cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp 3, bề rộng 
vết nứt dài hạn được xác định với tải trọng thường 
xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn với hệ số l>1. Bề 
rộng vết nứt ngắn hạn được xác định như tổng bề 
rộng vết nứt dài hạn và số gia bề rộng vết nứt do tải 
trọng tạm thời ngắn hạn với hệ số l =1. Như vậy bề 
rộng vết nứt ngắn hạn được xác định như sau: 
1 2 1Δcrc crc crca a a (6) 
Trong đó: 
- acrc2 bề rộng vết nứt dài hạn được xác định theo 
công thức (5) với tải trọng thường xuyên và tải trọng 
tạm thời dài hạn. 
- ∆acrc1 số gia bề rộng vết nứt xác định theo công 
thức (5) với tải trọng tạm thời ngắn hạn. 
Bề rộng vết nứt sẽ được điều chỉnh lại nếu rơi 
vào trường hợp hàm lượng thép <0.008 và khi giá 
trị Mr2 thỏa mãn: 
2
2 0 ,r crc bt serM M M bh R với 
15
min , 0.6  
 


 (7) 
Với: 
- Mr2 là mô men do tác dụng của toàn bộ tải 
trọng; 
- Hệ số được xác định bằng tỷ số = Es/Eb 
Khi thỏa mãn điều kiện trên, bề rộng vết nứt 
ngắn hạn do tác dụng của toàn bộ tải trọng 
Mcrc M M0 sẽ được xác định bằng cách nội suy 
tuyến tính trong khoảng giá trị acrc =0 với M= Mcrc và 
acrc xác định theo công thức (5) với M=M0. 
Khi M=Mcrc, vết nứt mới bắt đầu hình thành do 
vậy acrc=0, tuy nhiên nếu không rơi vào trường hợp 
điều chỉnh lại công thức tính độ rộng vết nứt nêu ở 
trên, áp dụng công thức (5) tại thời điểm M=Mcrc bề 
rộng vết nứt sẽ là acrc>0. Đây là điểm chưa phù hợp 
của công thức xác định bề rộng vết nứt, điều này đã 
được điều chỉnh lại trong tiêu chuẩn SP 63.13330-
2012. 
3. Tính toán vết nứt theo tiêu chuẩn Nga SP 
63.13330-2012 
3.1. Kiểm tra sự hình thành vết nứt 
Cũng như TCVN 5574-2012, sự hình thành vết 
nứt của cấu kiện chịu uốn được xác định khi M 
Mcrc. Tuy nhiên có sự khác biệt, theo SP 63.13330-
2012, khi tính toán sự hình thành vết nứt sẽ xác 
định với hệ số độ tin cậy về tải trọng f>1 như hệ số 
tính toán độ bền, còn đối với tính toán mở rộng vết 
nứt thì lấy hệ số tin cậy về tải trọng f =1. Đối với 
TCVN 5574-2012, khi tính toán sự hình thành vết 
nứt, lấy với f =1 cho cấu kiện chống nứt cấp 3, f>1 
cho cấu kiện chống nứt cấp 1 và 2; còn khi tính toán 
mở rộng vết nứt f =1 với tất cả các cấp chống nứt. 
Giá trị mô men uốn tại thời điểm hình thành vết 
nứt Mcrc xác định như sau: 
,crc pl bt ser xeM W R N (8) 
Đối với cấu kiện chịu uốn thuần túy, N=0, Wpl 
được xác định thông qua Wred giống như TCVN 
5574 tuy nhiên khác nhau về hệ số , (8) trở thành: 
,crc red bt serM W R (9) 
Với tiết diện chữ nhật hoặc chữ T có cánh nằm 
trong vùng chịu nén, =1.3. Do giá trị 
' ' '
s s s s s sA y A y  nhỏ nên từ công thức xác định mô 
men hình thành vết nứt và (4), ta có thể thấy rằng, 
tiết diện chữ nhật hoặc chữ T có cánh trong vùng 
nén Mcrc theo SP 63.13330 nhỏ hơn Mcrc theo TCVN 
5574-2012, hay vết nứt khi tính toán theo tiêu chuẩn 
Nga SP 63.13330 sẽ hình thành sớm hơn so với 
TCVN 5574-2012. 
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 53 
3.2. Tính toán sự mở rộng vết nứt 
Bề rộng vết nứt dài hạn được xác định theo 
công thức: 
,1crc crcaa (10) 
Bề rộng vết nứt ngắn hạn sẽ được xác định 
theo công thức: 
,1 ,2 ,3crc crc crc crca a aa (11) 
Trong đó: 
- acrc,1 là bề rộng vết nứt do tác dụng dài hạn của 
tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn; 
- acrc,2 là bề rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn 
của tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và 
ngắn hạn); 
- acrc,3 là bề rộng vết nứt do tác dụng ngắn hạn 
của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn. 
Bề rộng vết nứt thẳng góc sẽ được xác định 
như sau: 
2, 1 3
s
s s
s
crc ia LE

  (12) 
Với i=1,2,3 lần lượt là các vết nứt cần xác định ở 
trên và: 
- φ1 hệ số kể đến thời hạn tác dụng của tải 
trọng: φ1=1 với tải trọng ngắn hạn, và 
φ1=1.4 với tải trọng dài hạn; 
- φ2 hệ số kể đến hình dạng bề mặt của cốt 
thép dọc: φ2 = 0.5 với cốt thép có gân và 
cáp, φ2 = 0.8 với cốt thép trơn; 
- φ3 =1 với cấu kiện chịu uốn và φ3 =1.2 với 
cấu kiện chịu kéo; 
- s là giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo, 
Ls là khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt 
thẳng góc kề nhau, xác định như sau: 
0.5 ts b s
s
AL d
A
(8) 
Ls lấy không nhỏ hơn 10ds và 100mm và không 
lớn hơn 40ds và 400mm. Abt diện tích bê tông chịu 
kéo, As diện tích thép chịu kéo, ds đường kính danh 
nghĩa của cốt thép. 
Hệ số s với cấu kiện chịu uốn được xác định 
như sau: 
1 0.8 c cs r
M
M
 (9) 
Như vậy theo SP 63.13330 giá trị giới hạn hình 
thành vết nứt Mcrc đã được kể đến trong công thức 
tính độ mở rộng vết nứt. Bề rộng vết nứt được tính 
toán với f = 1 hay giá trị tải trọng tiêu chuẩn Mtc, 
còn kiểm tra hình thành vết nứt tính toán với f> 1 
hay tải trọng tính toán Mtt. Như vậy khi bắt đầu hình 
thành vết nứt Mtt=Mcrc, ta có Mtc Mtt /1.25, thay vào 
biểu thức, ta được 0s hay 0crca . Đây là một 
trong những khác biệt lớn so với công thức tính 
toán vết nứt theo TCVN 5574-2012. 
Theo công thức, bề rộng vết nứt tính theo SP 
63.13330 sẽ tỉ lệ thuận với hàm bậc nhất của 
đường kính cốt thép d, trong khi TCVN 5574, tỉ lệ 
thuận với d1/3. Theo cách tính toán vết nứt trong 
Eurocode 2[6] bề rộng vết nứt cũng tỷ lệ thuận với 
đường kính thép d. 
4. Ví dụ tính toán kiểm tra vết nứt 
4.1. So sánh lượng thép theo điều kiện bền và 
theo giới hạn bề rộng vết nứt TCVN 5574 
Ví dụ 1: Xem xét cấu kiện dầm có kích thước 
bxh = 300x500, sử dụng B30 có Rb,ser = 22 MPa, 
Rbt,ser = 1.8 MPa, thép chịu lực CIII, khoảng cách 
lớp bê tông bảo vệ đến trọng tâm cốt thép a=5cm, 
khả năng chịu uốn tối đa của tiết diện đặt cốt đơn là 
Mu = 407kNm. Kiểm tra tính toán vết nứt của dầm 
trong 3 trường hợp sau: 
- Trường hợp 1: môi trường ngoài trời, điều kiện 
bình thường có yêu cầu chống nứt cấp 3; 
- Trường hợp 2: môi trường của kết cấu trong 
nhà, cách bờ biển từ 0-1km; 
- Trường hợp 3: môi trường của kết cấu ngoài 
trời, cách bờ biển 0-1km. 
Với trường hợp 1, cấu kiện có yêu cầu chống 
nứt cấp 3, theo bảng 2 TCVN 5574, ta có yêu cầu 
giới hạn bề rộng vết nứt dài hạn với trường hợp này 
[acrc2]=0.3mm và [acrc1]=0.4mm cho bề rộng vết nứt 
ngắn hạn. 
Với cấu kiện trong môi trường biển cách bờ biển 
từ 0-1km, theo bảng 1 TCVN 9346 [3], yêu cầu về 
giới hạn vết nứt do toàn bộ tải trọng ngắn hạn và 
dài hạn là [acrc1]=0.15mm đối với trường hợp 2 cho 
kết cấu nằm trong nhà và [acrc1]=0.1mm đối với 
trường hợp 3 cho kết cấu ngoài trời. 
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
54 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 
Tính toán với giả thiết giá trị mô men tính toán 
do tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn 
Mtt=1.2 Mtc (tải trọng tiêu chuẩn), tải trọng thường 
xuyên chiếm 80% tổng tải trọng, sử dụng thép CIII, 
đường kính ø=20mm. Hình 2 so sánh lượng thép 
theo yêu cầu để thỏa mãn bề rộng vết nứt As0 và 
lượng thép yêu cầu theo độ bền As. Trục hoành thể 
hiện tỉ lệ mô men tính toán Mtt và khả năng chịu uốn 
tối đa của tiết diện đặt cốt đơn Mu. Như vậy với điều 
kiện [acrc]=0.4mm, lượng thép yêu cầu về nứt As0 
nhỏ hơn so với As (thép yêu cầu về độ bền), As0 
/As<1, khi giá trị mô men càng lớn lượng thép theo 
yêu cầu về bền càng lớn hơn nhiều so với thép yêu 
cầu về nứt As0/As<1, nguyên nhân trong công thức 
(5) hàm lượng cốt thép µ không lấy quá 0.02. Từ 
kết quả trên cho thấy trong điều kiện môi trường 
bình thường việc kiểm tra nứt có thể được bỏ qua. 
Đối với trường hợp [acrc]=0.15mm hoặc 0.1mm, 
có thể thấy rằng lượng thép yêu cầu về nứt As0 rất 
lớn, có thể gấp hơn 2 lần lượng thép yêu cầu về 
bền. Tương tự trường hợp 1, khi mô men càng lớn 
thì tỉ lệ As0/As sẽ giảm dần. Như vậy đối với các môi 
trường có yêu cầu bề rộng vết nứt nhỏ cần phải đặc 
biệt quan tâm đến lượng thép yêu cầu để đảm bảo 
bề rộng vết nứt vì chúng sẽ quyết định hàm lượng 
thép trong kết cấu chứ không phải điều kiện bền 
quyết định hàm lượng thép. Đối với tiết diện được 
tính toán theo điều kiện bền với hàm lượng thép 
nhỏ thì lượng thép bổ sung khi kiểm tra nứt lại càng 
lớn. 
4.2. So sánh vết nứt theo TCVN 5574 và SP 63 13330 
Ví dụ 2: Tính toán kiểm tra nứt cấu kiện dầm 
yêu cầu chống nứt cấp 3, kích thước bxh = 
220x500. Bê tông B30 có Rb,ser = 22 MPa, Rbt,ser = 
1.8 MPa, đặt thép AIII lớp trên 3ø20, lớp dưới 3ø20, 
chiều dày lớp bê tông bảo vệ đến trọng tâm cốt thép 
a0 =4cm, mô men do tải thường xuyên Mtx =80 
kNm, do tải tạm thời dài hạn M = 5 kNm, do tải tạm 
thời ngắn hạn M = 15 kNm. 
 TCVN 5574-2012 SP 6313330 
Các giá trị tính toán 
As = 9.42cm2, As’= 9.42 cm2, =0.0093 
- Mô men do tổng tải trọng: Mnh = 100 kNm 
- Mô men do tải thường xuyên và tạm thời dài hạn: Mdh = 85 kNm 
Mô men kháng uốn quy 
đổi Wred 
Wred = 1,121. 107 mm3 Wred = 1,121. 107 mm3 
Hình 3. So sánh thép theo giới hạn bề rộng vết nứt 
và thép theo yêu cầu về độ bền 
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 55 
 TCVN 5574-2012 SP 6313330 
Modun kháng uốn Wpl có 
kể biến dạng không đàn 
hồi 
Wpl =1.75 Wred 
Wpl = 1,96. 107 mm3 
Wpl =1.3Wred 
Wpl = 1,458. 107 mm3 
Mcrcmô men hình thành 
vết nứt 
Mcrc = 1.75Rbt,serWred -sc(Asys-ܣ௦′ ݕ௦′ ) 
Mcrc = 28.36 kNm 
Mcrc = Rbt,serWpl 
Mcrc = 26.25 kNm 
Hình thành vết nứt? Có hình thành vết nứt Có hình thành vết nứt 
Tính bề rộng vết nứt 
ngắn hạn 
>0.008, xác định theo công thức (5) 
Bề rộng vết nứt dài hạn: 
acrc2 =0.22 mm 
∆acrc1 = 0.027 mm 
Bề rộng vết nứt ngắn hạn: 
acrc1 =0.246 mm 
Xác định theo công thức : 
Bề rộng vết nứt dài hạn 
acrc,1 = 0.23mm 
acrc,2 = 0.2028mm 
acrc,3=0.164mm 
Bề rộng vết nứt ngắn hạn 
acrc=acrc,1+ acrc,2- acrc,3=0.268mm 
Qua ví dụ trên, chúng ta thấy rằng, bề rộng vết nứt của dầm tính theo SP 63.13330 lớn hơn so với 
TCVN 5574-2012. Điều này cũng có thể lý giải được do bề rộng vết nứt theo SP 63 phụ thuộc vào hàm bậc 
nhất của đường kính, còn TCVN 5574 phụ thuộc vào d1/3, vì vậy với thép dầm đường kính càng lớn, sự 
chênh lệch này càng tăng lên. Chúng ta có thể chứng minh bằng cách xét tỉ số k0 là tương quan tỉ lệ độ lớn 
vết nứt dài hạn của cấu kiện chịu uốn giữa SP 63.13330 và TCVN 5574-2012. 
Trước hết, chiều dài Ls được xác định như công thức, với Abt là diện tích tiết diện bê tông chịu kéo và Abt 
không vượt quá 0.5bh (trường hợp đặt thép đối xứng ta luôn có Abt =0.5bh), như vậy ta có thể viết như sau: 
0.5 1min(0.5 ,400,40 ) min(0.25 ,400,400 5 ). bt s s ss s
s s
A bhL d d d d
A A 
(10) 
Với dầm, giá trị mô men hình thành thường bé nên để đơn giản hóa ta có thể xem xét tỷ số k cho các 
trường hợp M> 3Mcrc như sau: 
1
3
2 3 3
,1
0 3
,2 20 3.
10.513 min(0.25 ,400,40 )( )
( ) 20(1.6 15 )(3.5 100 )5 100
crc
s
l
s
s s M M
crc
c
s
s
rc
L da SP Ek k
a TCVN d
E
d  

 

 
Hình 3 thể hiện giá trị k theo hàm lượng thép  và đường kính thép d. Với thép d 16 và hàm lượng thép 
1%  2.5% thì k0≥k>1, tức là bề rộng vết nứt của dầm tính theo SP 63.13330 lớn hơn so với bề rộng vết 
nứt tính theo TCVN 5574-2012. 
Hình 5. So sánh tỉ lệ bề rộng vết nứt cấu kiện dầm giữa TCVN 5574 và 
SP 63.13330 theo sự thay đổi đường kính d và hàm lượng cốt thép . 
QUY CHUẨN – TIÊU CHUẨN 
56 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 
5. Tham khảo quy định về giới hạn bề rộng vết nứt 
cho phép của kết cấu BTCT trong các tiêu chuẩn 
của nước ngoài đối với kết cấu vùng ven biển 
Bảng 1 thể hiện giới hạn bề rộng vết nứt 
cho phép của kết cấu BTCT vùng ven biển 
quy định trong tiêu chuẩn của Việt Nam TCVN 
9346:2012 và quy định của Singapore, Pháp, 
Vương quốc Anh nêu trong các phụ lục quốc 
gia của các nước này đối với tiêu chuẩn 
Eurocode 2. 
Bảng 1. Giới hạn bề rộng vết nứt cho phép đối với kết cấu BTCT vùng ven biển, mm 
Môi trườnga) Việt Nam Singapore Pháp Vương quốc Anh 
Vùng ngập nước 0.1 0.3 0.2 0.3 
Nước lên xuống 0.05 0.3 0.2 0.3 
Trên mặt nước 0.1 0.3 0.2 0.3 
Gần bờb) 0.1 / 0.15 0.3 0.2 0.3 
Ghi chú: 
a) Vùng ngập nước tương ứng với cấp XS2, vùng nước lên xuống tương ứng với cấp XS3, môi trường trên 
mặt nước và gần bờ tương ứng với cấp XS1 của Eurocode 2. 
b) Theo tiêu chuẩn Việt Nam, bề rộng vết nứt cho phép đối với kết cấu gần bờ bằng 0.1mm đối với kết cấu 
ngoài trời, bằng 0.15mm đối với kết cấu trong nhà. 
Đối với tiêu chuẩn Việt Nam, bề rộng vết nứt 
nêu trên được kiểm tra ứng với tác dụng của toàn 
bộ tải trọng, kể cả dài hạn và ngắn hạn, còn đối với 
tiêu chuẩn Eurocode 2 thì chỉ kiểm tra bề rộng vết 
nứt với tác dụng của tổ hợp tải trọng dài hạn (quasi-
permanent load combination). Từ bảng trên có thể 
thấy rằng yêu cầu về giới hạn bề rộng vết nứt cho 
phép đối với kết cấu BTCT vùng ven biển quy định 
trong tiêu chuẩn Việt Nam rất khắt khe, hệ quả là 
kết cấu thiết kế theo tiêu chuẩn này sẽ có hàm 
lượng thép rất lớn. 
6. Kết luận và kiến nghị 
Nội dung bài báo đã giới thiệu việc tính toán vết 
nứt theo TCVN 5574-2012 và SP 63.13330-2012. 
Nhìn chung với cấu kiện dầm chịu uốn bề rộng vết 
nứt theo TCVN nhỏ hơn so với bề rộng vết nứt theo 
SP 63.13330-2012. Theo TCVN 5574-2012 đối với 
các kết cấu trong môi trường không có yêu cầu đặc 
biệt về chống nứt, khi thiết kế theo yêu cầu về độ 
bền thì sẽ thỏa mãn yêu cầu về bề rộng vết nứt cho 
phép. Tuy nhiên đối với kết cấu vùng ven biển quy 
định về bề rộng vết nứt cho phép nêu trong TCVN 
9346:2012 rất nhỏ so với quy định của các nước 
tiên tiến trên thế giới, điều này dẫn tới hàm lượng 
thép bố trí để thỏa mãn yêu cầu chống nứt rất lớn 
so với hàm lượng thép cần thiết để đáp ứng yêu 
cầu về độ bền, làm tăng chi phí xây dựng cho kết 
cấu BTCT vùng ven biển khá nhiều nếu thực hiện 
nghiêm túc theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 
9346:2012. Vì vậy các tác giả đề xuất cần thiết phải 
xem xét lại quy định về bề rộng vết nứt trong tiêu 
chuẩn TCVN 9346:2012 sao cho hài hòa với các 
yêu cầu của các nước tiên tiến trên thế giới. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt 
thép, Tiêu Chuẩn Quốc Gia. 
[2] SP 63.13330.2012 Concrete and Reinforced 
Concrete Structures General, Russian Federation 
Ministry Of Regional Development, 2012. 
[3] TCVN 9346-2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt 
thép - yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi 
trường biển, Tiêu Chuẩn Quốc Gia. 
[4] N. Đ. Cống, "Tính toán thực hành cấu kiện bê tông 
cốt thép theo TCXDVN 356-2005," NXB Xây Dựng, 
2008. 
[5] Tập san KHCN, "Hướng dẫn thiết kế kết cấu bê tông 
và bê tông cốt thép theo TCXDVN 356:2005," Hà 
Nội, Nhà xuất bản xây dựng, 2009. 
[6] Eurocode 2: Design of Concrete Structures - Part 1-
1: General Rules and Rules for Buildings, 
EUROPEAN STANDARD. 
Ngày nhận bài: 18/10/2017. 
Ngày nhận bài sửa lần cuối: 24/11/2017. 

File đính kèm:

  • pdfthiet_ke_ket_cau_be_tong_cot_thep_theo_yeu_cau_ve_hinh_thanh.pdf