>> StructDesignPro

structdesignpro · Site Admin

Hỏi:
Làm thế nào để chuyển đổi mác bê tông giữa các tiêu chuẩn ?
Trả lời:
Tại sao khi tính M200 của bêtông ta lấy Rn=90kg/cm2 mà không lấy giá trị Rn=200kg/cm2? Vì có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cường độ đưa vào tính toán so với cường độ trung bình của mẫu thử. Một số yếu tố bao gồm:
- Xác xuất đảm bảo
- Qui đổi kích thước từ mẫu nén sang kích thực tế trong cấu kiện.
- Ảnh hưởng của hình dạng mẫu thử
- Cách qui đổi khối ứng suất bê tông vùng nén
- Hệ số an toàn vật liệu, cấu kiện
- Và nhiều yếu tố khác nữa.
Để chuyển đổi mác bê tông cần phải xét hết các yếu tố kể đến trong các tiêu chuẩn được chuyển đổi.
_________________
Mời bạn đến với bách khoa toàn thư về kết cấu:.
http://vi.ketcau.wikia.com

structdesignpro · Site Admin

Xét tới xác xuất mẫu thử
Thí nghiệm số lượng lớn các mẫu cùng điều kiện cấp phối, dưỡng, tuổi(28days) rồi vẽ kết quả lên như hình sẽ được một đường cong phân phối xác xuất được biết đến như normal hay Gaussian distribution.Giá trị cường độ trung bình của tất các mẫu nằm ở trục đối xứng được gọi là cường độ trung bình(mean strength) được tính
bằng công thức
cường độ trung bình fm=(fcu1+fcu2+....+fcun)/n
fcui: fcu1 đến fcun là các cường độ thực đo được ở tất cả các mẫu.
Do có phân tán kết quả thí nghiệm như ta thấy nên người ta quan tâm đến mức độ phân tán của nó và dùng độ lệch chuẩn s(standard deviation)
s=SQRT(SUM(fcui-fm)*2/(n-1))
công thức này có thể luận như trung bình bình phương của giá trị sai khác giữa cường độ thực với cường độ trung bình nó cho thấy nhìn trung các kết quả phân tán "xa" bao nhiêu so với giá trị trung bình.
Có hai giá trị trên ta có được cường độ đặc trưng
cường độ đặc trưng fk=fm-K.s
tức là cường độ đặc trưng nhỏ hơn so với cường độ trung bình một lương K.s.
s phụ thuộc vào cường độ, phụ thuộc trình độ thi công, thiết bị.... (ví dụ có thể lấy s=3,4 MPa đối với mác thấp), còn ở Việt nam, theo kết quả xủ lý thông kê vài nghìn dầm dự úng lục thì tôi đề nghị nên ước đóan s= 5 MPa trong tính toán đầu tiên.
Tại sao không lấy cường độ trung bình để thiết kế? đơn giản là vì như thế sẽ nguy hiểm.Có một phần trăm rất lớn các mẫu không đạt được cường độ này. Chính vì lẽ đó mới tính đến việc dùng cường độ đặc trưng fk. hệ số K ở phép tính trên khi nhân với Standard deviation dùng để tính fk nhằm mục đích đảm bảo an toàn ta sẽ có cường độ mong muốn với xác xuất cao nào đó. chẳng hạn ở BS K=1.64 sẽ đảm bảo rằng chỉ có 5% các mẫu có cường độ thấp hơn fk. Nói ngược lại ta có 95% (P=0.95)xác xuất đảm bảo cường độ bê tông trộn ra sẽ cao hơn fk.

Ảnh hưởng kích thước mẫu thử so với sự làm việc thực tế trong cấu kiện
Cường độ(ứng suất nén cực đại) thực ta đo được ở mẫu (mẫu trụ cao 200 đường kính 100 chẳng hạn) cao hơn hẳn so với ứng suất nén cực đại (không nói bằng từ cường độ được vì cường độ chỉ đến ứng suất cực đại của mẫu chuẩn) đo được trong thí nghiệm nén đúng tâm của cái cột bê tông không cốt thép có kích thước 500x500 chẳng hạn. Như vậy là ứng suất cực đại mà kết cấu chịu được nhỏ hơn so với ứng suất cực đại ở hình trụ mẫu. Hiện tượng này được gọi là size effect (rất nhiều tác giả Hognestad chẳng hạn làm cái này từ những năm 60) Hognestad phát hiện là ứng suất cực đại F" ở cái cột bê tông không cốt thép của ông chỉ bằng 0.85 cường độ fc của mẫu hình trụ. Do vậy các tiêu chuẩn khi kiểm tra mặt cắt không ai dám dùng cường độ đặc trưng cả mà phải có hệ số 0.85.

Một ví dụ về chuyển đổi chỉ xét tới chuyển đổi về xác xuất
Cường độ tiêu chuẩn của BT theo TCVN 5574-1991 la Rtc =An.M(1-1.64v)
Với M: giá trị trung bình của cường độ các mẫu thử chuẩn - chính là mác bê tông
v: hệ số biến động của cường độ BT, nếu thiếu số liệu thống kê,có thể lấy v =0.15 (theo TCVN).
An: hệ số đưa độ bền của mẫu thử sang độ bền của kết cấu. Do vậy không xét hệ số này trong quá trình chuyển đổi.
Như vậy sau khi xử lý thống kê, bê tông (TCVN) có cường độ là
R = M(1-1.64x0.15)= 0.75M
Xét tới yếu tố cường độ mẫu lập phương (15x15x15cm) bằng khoảng 1.2 cường độ mẫu lăng trụ 6x12in. (Giá trị này càng giảm về 1 khi cường độ BT càng cao), ta có thể suy ra công thức (*).
Theo tôi, có thể chuyển đổi giữa mác bê tông theo TCVN (M) và cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông theo ACI (f'c) theo công thức gần đúng sau:
f'c=0.75xM/1.2=0.62M (*)
(thường dùng f'c = (0.6 ~ 0.65)M).
Tuy nhiên đây chỉ là công thức gần đúng vì cách xử lý thống kê của 2 tiêu chuẩn TCVN và ACI khác nhau. (Theo ACI để có được BT có cường độ chịu nén đặc trưng tiêu chuẩn là f'c, thì phải đảm bảo (i) giá trị trung bình của 3 cặp mẫu thí nghiệm liên tiếp bất kỳ luôn > hoặc = f'c với xác suất đảm bảo là 99% và (ii) không có giá trị trung bình của cường độ của cặp thí nghiệm nào thấp hơn f'c 500psi hoặc 0.1f'c khi lần lượt f'c <5000psi>5000psi với xác suất đảm bảo là 99% ).
Ghi chú: nếu chuyển đổi chỉ xét tới yếu tố này, thép dầm có thể xấp xỉ, nhưng thép cột có thể chênh khá lớn.
_________________
Mời bạn đến với bách khoa toàn thư về kết cấu:.
http://vi.ketcau.wikia.com