CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode) là hệ thống tiêu chuẩn về thiết kế kết cấu công trình được Uỷ ban Tiêu chuẩn hoá Châu Âu (CEN) ban hành, áp dụng cho các nước thuộc Liên minh Châu Âu EU và đang được nhiều nước trên thế giới đưa vào sử dụng. Bộ tiêu chuẩn Châu Âu Eurocodes (EC) bao gồm 10 tiêu chuẩn, từ Eurocode 0 đến Eurocode 9. Trong quá trình hội nhập hiện nay, việc tiếp cận, đồng bộ hài hòa với tiêu chuẩn quốc tế là một trong những nhiệm vụ quan trọng đối với ngành xây dựng trên thế giới nói chung và ngành xây dựng tại Việt nam nói riêng.
Tại Việt nam, các đối tượng tiếp cận gồm nhiều chuyên gia xây dựng, giảng viên, kỹ sư, … và sinh viên những ngành liên quan. Với vai trò là sinh viên, trong bài báo cáo nghiên cứu khoa học này nhóm tác giả xin nghiên cứu một phần liên quan đến tính toán cấu kiện dầm, cột bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Châu Âu, cụ thể là Eurocode 2. Bài báo cáo bao gồm 3 phần lớn: − Tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode. − Tìm hiểu nghiên cứu cách tính toán dầm bê tông cốt thép theo Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2.
− Tìm hiểu nghiên cứu cách tính toán cột bê tông cốt thép theo Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2. Tình hình nghiên cứu 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Hệ thống tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu Eurocode đang được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu, áp dụng. Một số nghiên cứu nổi tiếng trên thế giới như sau: − W.
Mosley, Ray Hulse, J.H Bungey, “Reinforced Concrete Design: to Eurocode 2”, 7thedition, Macmillan, 2012 (Cuốn sách này cung cấp giới thiệu đơn giản về các nguyên tắc và phương pháp thiết kế kết cấu bê tông); − Threlfall, A., Designed and detailed (Eurocode 2:2004), Concrete Society/British Cement Association, Blackwater, 2009 (Mục đích là chỉ ra cách áp dụng 1 Luan van các nguyên tắc thiết kế trạng thái giới hạn cho Eurocode 2: 2004 bằng một ví dụ làm việc đơn giản cho khung nhà bê tông cốt thép); − Krauthammer, T. Modified SDOF analysis of RC box-type structures. Journal of Structural Engineering, 112(4): 726-744 (Một nghiên cứu về công trình chịu động đất, dựa trên một công trình được mô phỏng chịu tác động tổng hợp của lực cắt, uốn và nén trên mặt phẳng với phản ứng của cả công trình) − Park, R. Reinforced concrete structures.
John Wiley & Sons (Đưa ra lý thuyết cơ bản về ứng xử của các phần tử kết cấu bê tông cốt thép. Nhấn mạnh hành vi ở tải trọng cuối cùng, và đặc biệt, các khía cạnh của thiết kế địa chấn của kết cấu bê tông cốt thép. Dựa trên tiêu chuẩn của Mỹ, nhưng cũng kiểm tra thực nghiệm của châu Âu) − Krauthammer, T. AISC research on structural steel to resist blast and progressive collapse.
in Proceedings of AISC Steel Building Symposium: Blast and Progressive Collapse Resistance, New York City, NY (Tài liệu này cố gắng cung cấp một cái nhìn tổng quan về việc sử dụng các phương pháp xác xuất trong kỹ thuật kết cấu) 1. Tình hình nghiên cứu trong nước Việt Nam đã tiếp cận và có nhiều bước nghiên cứu tính toán thiết kế liên quan đến hệ thống tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu Eurocode như sau: − Thiết kế kết cấu bê tông – (Phần 1-2: Quy định chung – Thiết kế kết cấu chịu lửa) - Viện khoa học công nghệ xây dựng, EN 1992-1-2:2004+AC:2008: Đưa ra những tiêu chí và phương pháp thiết kế chung nhằm đáp ứng các yêu cầu về độ bền, ổn định, khả năng chịu lửa, và tuổi thọ công trình. − Trần Đức Nghĩa, Nguyễn Ngọc Tình, Phạm Việt Tiến- Khoa xây dựng Trường đại học xây dựng miền Trung, Tính toán công trình chịu tải trọng động đất theo TCVN:9386-2012 và theo tiêu chuẩn Eurocode 8, 2017 (Tác giả đã nghiên cứu được sự khác biệt được khi dùng TCVN và Eurocode để đưa ra số liệu tối ưu trong việc áp dụng tại Việt nam) 1. Tính cấp thiết của đề tài Hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam trước đây được hình thành qua nhiều năm, chủ yếu dựa trên sự chuyển dịch từ các tiêu chuẩn của Liên Xô.
Sự hình thành các 2 Luan van tiêu chuẩn xuất phát từ nhu cầu thực tế đòi hỏi qua các thời kỳ mà chưa có sự đồng bộ và hệ thống ngay từ đầu. Trong bối cảnh nước ta đang trong quá trình hội nhập đầy đủ vào nền kinh tế thế giới, một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của ngành Xây dựng và cũng là đòi hỏi của quá trình hội nhập là dỡ bỏ rào cản kỹ thuật, soát xét và xây dựng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng đồng bộ, hiện đại, hài hoà và tiệm cận với tiêu chuẩn quốc tế, tạo điều kiện cho quá trình hội nhập của ngành Xây dựng với các nước trong khu vực và thế giới. Ngành xây dựng ở Việt Nam trong điều kiện tiếp xúc với các công ty nước ngoài, việc nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế khác tiêu chuẩn Việt nam (TCVN) là một điều cần thiết. Mục tiêu của đề tài − Nghiên cứu tổng quan về Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode.
− Việc nguyên cứu để đưa ra được những vấn đề cơ bản về nguyên lý làm việc của bê tông cốt thép, những nguyên tắc chung về tính toán và cấu tạo cấu kiện bê tông cốt thép, đồng thời đi sâu vào thiết kế các cấu kiện bê tông cốt thép theo Tiêu chuẩn châu Âu. − Tạo điều kiện thuận lợi cho việc hợp tác trao đổi dịch vụ xây dựng giữa các tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước. Nhiệm vụ của đề tài − Tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode. − Tìm hiểu nghiên cứu cách tính toán dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2.
− Tìm hiểu nghiên cứu cách tính toán cột bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2. Phương pháp nghiên cứu − Tham khảo tài liệu, sách vở báo chí, các công trình nghiên cứu cả trong và ngoài nước. − Phương pháp phân tích, so sánh và tổng hợp: tìm hiểu nghiên cứu phân tích cách tính toán cấu kiện theo tiêu chuẩn Eurocode, so sánh với TCVN và tổng hợp kết quả. − Phạm vi nghiên cứu: từ sách vở, báo chí, công trình nghiên cứu diễn đàn trực tuyến liên qua tiêu chuẩn Châu Âu.
3 Luan van − Học tập một số phương pháp tính toán thiết kế của các nền xây dựng phát triển trên thế giới. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1. Ý nghĩa khoa học. Hệ thống Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam được hình thành qua nhiều năm, chủ yếu dựa trên sự chuyển dịch các tiêu chuẩn của Liên Xô, Anh Quốc, Hoa Kỳ, ISO, Trung Quốc…Sự hình thành các tiêu chuẩn xuất phát từ nhu cầu thực tế đòi hỏi qua các thời kỳ mà chưa có sự đồng bộ và thống nhất ngay từ đầu.
Trong bối cảnh nước ta đang trong quá trình hội nhập đầy đủ vào nền kinh tế thế giới, một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của ngành xây dựng và cũng là đòi hỏi của quá trình hội nhập và dỡ bỏ rào cản kỹ thuật, soát xét và xây dựng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng đồng bộ, hiện đại, hài hòa và tiệm cận với tiêu chuẩn quốc tế, tạo điều kiện cho quá trình hội nhập của ngành xây dựng với các nước trong khu vực và trên thế giới. Ý nghĩa thực tiễn. − Thúc đẩy sự tìm tòi, học hỏi kiến thức của người kỹ sư dân dụng tương lai. − Đóng góp các kết quả thực nghiệm vào nguồn tài liệu; hỗ trợ cho công tác nghiên cứu và áp dụng các Tiêu chuẩn Châu Âu trong lĩnh vực kết cấu, nền móng và vật liệu xây dựng ở Việt Nam.
4 Luan van CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU 2. Giới thiệu chung hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode). Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocodes) là một bộ tiêu chuẩn về kết cấu công trình do Tiểu ban kỹ thuật CEN/TC250 soạn thảo và được Uỷ ban Tiêu chuẩn hoá Châu Âu (CEN) ban hành để áp dụng chung cho các nước thuộc Liên minh châu Âu EU. Bắt đầu từ năm 1975, Uỷ ban của Liên minh châu Âu đã quyết định một chương trình hành động trong lĩnh vực xây dựng, trong đó đối tượng của chương trình là loại bỏ rào cản kỹ thuật trong thương mại và tiến tới hài hoà các quy định kỹ thuật.
Trong khuôn khổ của chương trình, một loạt các quy tắc kỹ thuật hài hoà trong thiết kế xây dựng đã được hình thành để thay thế cho các quy tắc trong tiêu chuẩn quốc gia các nước thành viên. Đến giữa năm 1980, những tiêu chuẩn đầu tiên về kết cấu công trình thuộc hệ thống tiêu chuẩn Eurocodes đã ra đời và được công bố chính thức. Cho đến nay các tiêu chuẩn này phát triển thành hệ thống bao gồm 10 tiêu chuẩn chính, chia thành 4 nhóm: − Nhóm 1 - Cơ sở thiết kế kết cấu: EN 1990 (Eurocode 0); − Nhóm 2 - Các tác động lên kết cấu công trình: EN 1991 (Eurocode 1); − Nhóm 3 - Các yêu cầu thiết kế cụ thể cho từng loại kết cấu: EN 1992 và EN 1996 và EN 1999 (Eurocode 2 ữ Eurocode 6 và Eurocode 9); − Nhóm 4 - Thiết kế địa kỹ thuật và kháng chấn cho công trình: EN 1997 và EN 1998 (Eurocode 7 và Eurocode 8). Các tiêu chuẩn Eurocodes đều được chia thành các phần: các quy định chung yêu cầu cụ thể đối với từng dạng kết cấu.
Bao gồm: − Eurocode 0 (EN 1990): cơ bản về phân tích kết cấu. − Eurocode 1 (EN 1991): Tải trọng lên kết cấu. − Eurocode 2 (EN 1992): Thiết kế kết cấu bê tông. − Eurocode 3 (EN 1993): Thiết kế kết cấu thép.
− Eurocode 4 (EN 1994): Thiết kế kết cấu liên hợp bêtông-thép. − Eurocode 5 (EN 1995): Thiết kế kết cấu gỗ. − Eurocode 6 (EN 1996): Thiết kế kết cấu gạch đá. − Eurocode 7 (EN 1997): Thiết kế nề móng.
− Eurocode 8 (EN 1998): Thiết kế chống động đất. − Eurocode 9 (EN 1999): Thiết kế kết cấu nhôm. 5 Luan van Hình 2.1: Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu 2. Giới thiệu chung về tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Eurocode 2 Tiêu chuẩn kết cấu Bê tông cốt thép Eurocode 2 (EN 1992) nằm trong Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (Eurocode), dùng để thiết kế nhà và công trình bằng bê tông, bê tông cốt thép và bê tông cốt thép ứng suất trước.
Tiêu chuẩn này tuân theo các nguyên tắc và các yêu cầu về an toàn và sử dụng của kết cấu, các cơ sở thiết kế và kiểm tra kèm theo trong hệ thống. Eurocode 2 chỉ liên quan đến các yêu cầu về độ bền, sử dụng, tuổi thọ và khả năng chịu lửa của kết cấu bê tông.