Lực cắt trong RCS - tiết diện tròn

Để bắt đầu, hãy nhắc lại các phương của ứng suất cắt trong tiết diện tròn. 

Ứng suất cắt trong tiết diện tròn đặc chưa nứt có phương thẳng đứng và được giả định là không đổi theo chiều rộng b. Nếu nứt do uốn xảy ra trong tiết diện, phân bố ứng suất cắt thẳng đứng sẽ bị thay đổi. Sơ đồ phân bố ứng suất cắt như vậy có thể được tìm thấy trong hình dưới đây.

Để xác định ứng suất cắt trên các cấu kiện thành mỏng kín, người ta giả định rằng ứng suất cắt phân bố đều trên toàn bộ chiều dày t của thành và tác dụng song song với biên tiết diện.

Các giả định này có thể được kiểm chứng bằng phân tích phần tử hữu hạn (FEA) của tiết diện. Trong hình dưới đây, chúng ta có thể thấy kết quả phân tích FEA cho ba loại tiết diện - tiết diện tròn đặc, tiết diện tròn rỗng và tiết diện hình thang. Các tính toán được thực hiện trong công cụ Trình chỉnh sửa tiết diện tổng quát. Ứng suất cắt gây ra bởi lực cắt đơn vị V_v được hiển thị kèm theo các mũi tên biểu thị dòng chảy ứng suất.

Hãy xét các đai thép cách đều nhau so với các cạnh tiết diện, như thể hiện trong hình dưới đây. 

Chúng ta có thể nhận thấy rằng dòng chảy ứng suất cắt trong tiết diện tròn đặc không đi theo hình dạng đai thép, dẫn đến hiệu quả giảm của cốt thép chịu cắt. Hiệu ứng này được tính đến bằng hệ số giảm χ, ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt V_Rd,s.

Trong IDEA StatiCa RCS, hệ số giảm được tính theo công thức sau.

\[{χ}={{b}_{w}} / {{d}_{h}}\le 0.85\]

Trong đó b_w là chiều rộng chịu cắt và d_h là đường kính của đai thép tròn. 

Chiều rộng chịu cắt b_w được tính theo một số phương pháp.

1. Phương pháp

Chiều rộng chịu cắt b_w được tính là chiều rộng nhỏ nhất giữa cánh chịu kéo và cánh chịu nén trong trường hợp xuất hiện nứt do uốn ở ULS. Điều này có thể thấy trong hai ví dụ về tiết diện tròn trong hình dưới đây.

2. Phương pháp

Nếu bỏ qua trạng thái không có nứt do uốn - xem hình:

Và nếu không có cánh chịu kéo hoặc cánh chịu nén trong tiết diện (toàn bộ tiết diện chịu nén hoặc chịu kéo),  b_w là chiều rộng của tiết diện tại khoảng cách d tính từ mép tiết diện. Trong đó d là chiều cao làm việc và được tính là d=0.9*h đối với các tiết diện không có cánh chịu kéo hoặc cánh chịu nén (chịu nén hoàn toàn hoặc chịu kéo hoàn toàn).

3. Phương pháp

Nếu trạng thái không có nứt do uốn được xét đến (theo EN 1992-1-1 6.2.2(2)) và tiết diện không bị ảnh hưởng bởi nứt do uốn ở ULS. Giá trị b_w được tính tại mức ứng suất chính kéo lớn nhất.

4. Phương pháp

Tiết diện bị ảnh hưởng bởi nứt do uốn nhưng chỉ tồn tại cánh chịu nén hoặc chỉ tồn tại cánh chịu kéo - vùng mà chương trình tìm kiếm giá trị nhỏ nhất của b_w được giới hạn ở một phía bởi trọng tâm hiện có của bê tông chịu nén (hoặc trọng tâm của cốt thép chịu kéo), phía còn lại của vùng được xác định bởi cốt thép chịu cắt.

5. Phương pháp

Trong một số trường hợp, nên xem xét việc đặt giá trị b_w thủ công. Điều này có thể thực hiện trong trình chỉnh sửa Cốt thép.