Tiêu chuẩn 5574:2018 quy định về Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép đã được ký quyết định công bố vào ngày 10/12/2018 với có nhiều thay đổi và bổ sung các cơ sở lý luận khoa học cho công tác phân tích và tính toán các mô hình kết cấu. Bài viết sau đây sẽ tóm tắt các vấn đề có ý nghĩa lớn và quan trọng dành cho các kỹ sư cần tư vấn thiết kế kết cấu, đặc biệt khi áp dụng thực tế vào trong việc xác lập các mô hình tính kết cấu.
Điểm mới của tiêu chuẩn 5574:2018
Trong các biên bản tiêu chuẩn cũ về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép (BTCT), hầu như chưa đề cập đến các khái niệm về mô hình tính toán. Điều này dẫn đến suy luận cuối cùng là kỹ sư chỉ cần dựng mô hình bao gồm các kích thước, tính chất loại vật liệu và tải trọng tính toán vào các phần mềm tính toán phù hợp. Tiếp theo là khởi động phần mềm thực hiện tính toán, từ đó kỹ sư thiết kế sử dụng kết quả có được để tiếp tục tính kết cấu BTCT, nhằm xác định lượng cốt thép phù hợp.
Quy trình tính toán như trên thường bỏ qua hoặc làm mất đi các ý nghĩa thực tế của mô hình kết cấu, chẳng hạn như:
- Bỏ qua ý nghĩa của mô hình kết cấu đàn hồi hay không đàn hồi. Điều này là luôn xảy ra đối với các công trình thiết kế phải đảm bảo chịu tải trọng động đất, việc vận dụng mô hình phù hợp là vô cùng quan trọng.
- Bỏ qua ý nghĩa của liên kết, độ cứng của liên kết và phóng thích liên kết. Cơ sở này dẫn đến kết quả không hợp lý mà cuối cùng dẫn đến việc thiết kế móng vô cùng lãng phí.
- Chỉ xác lập một mô hình tính toán duy nhất. Điều này dẫn đến việc lãng quên các mô hình tính toán cần thiết và phù hợp khác.
- Bỏ qua yêu cầu làm việc độc lập của một số bộ phận cấu kiện trong hệ kết cấu.
- Bỏ qua nhiều công thức tính toán quan trọng đối với hệ kết cấu mà thường mắc phải như việc xác lập ổn định tổng thể của công trình.
- Bỏ qua hệ thống tương tác móng – nền / hoặc thường không xác lập chính xác và đầy đủ mô hình tương tác móng – nền.
Do đó, cuối cùng khó có sự thống nhất ý kiến giữa đơn vị thiết kế và đơn vị tư vấn thẩm kế do thiếu cơ sở lý luận thống nhất nhưng chúng đều được bổ sung trong tiêu chuẩn mới TCVN 5574:2018.
Nguyên tắc chung các thiết kế cần tuân thủ
- Tính toán các hệ kết cấu chịu lực: Bên cạnh việc yêu cầu các số liệu kết quả tính toán cần có thông thường, mục này còn yêu cầu xác định được gia tốc dao động của sàn các tầng trên cùng. Đây là điều có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với các công trình xây dựng cao tầng.
- Tính toán các hệ kết cấu có khả năng chịu lực chủ yếu theo giai đoạn sử dụng: Tính toán hệ kết cấu chịu lực cần được tiến hành đối trên tất cả các giai đoạn thi công. Trong thực tế, điều này hiện tại được cụ thể hóa bằng các văn bản pháp luật hiện hành.
- Tính toán hệ kết cấu chịu lực làm từ các cấu kiện riêng biệt lắp ghép cần kể đến độ mềm các liên kết của chúng: Điều này là chi tiết cụ thể trong các vấn đề về tính liên kết trong mô hình phân tích.
- Tính toán hệ kết cấu chịu lực cần được tiến hành với các đặc trưng về độ biến dạng (độ cứng) tuyến tính và phi tuyến tính của các cấu kiện bê tông cốt thép: Điều này nhấn mạnh vấn đề ở các mô hình khác nhau là cần thiết khi phân tích kết cấu.
- Yêu cầu về kết quả tính toán cuối cùng: Bên cạnh các kết quả về nội lực và chuyển vị kết cấu, mục này còn yêu cầu xác định Gia tốc dao động của các kết cấu sàn tầng trên cùng của nhà cần được tính toán xác định với tác dụng từ các thành phần xung của tải trọng gió.
- Yêu cầu về tính ổn định: Điều này nhấn mạnh vấn đề các ổn định vị trí của hệ kết cấu chống lật và chống trượt. Điều này rất quan trọng đối với các công trình xây dựng cao tầng.
Những điểm mới trong tiêu chuẩn 5574:2018 có vai trò quan trọng trong việc hình thành các mô hình tính toán kết cấu bê tông theo chuẩn hiệu quả mà những người kỹ sư trong lĩnh vực này nên tìm hiểu.
