Để tính toán bề rộng vết nứt theo EN 1992-1-1, mục 7.3.4, cần xác định chiều cao vùng kéo hiệu quả hc,eff và hàm lượng cốt thép ρc,eff. Chiều cao hc,eff được xác định theo công thức sau:
Có những trường hợp mặt cắt ngang chịu mô men uốn và lực pháp tuyến nén, đồng thời lớp bảo vệ cốt thép lớn được thiết kế. Tình huống này xảy ra chủ yếu trong kết cấu hạ tầng cầu, trụ cầu, v.v. Trong trường hợp này, chiều cao vùng kéo hiệu quả dẫn đến giá trị bằng không do lớp bảo vệ bê tông lớn:
Phương pháp luận của Eurocode không thể áp dụng vì không tìm thấy cốt thép nào trong vùng kéo. Không có cốt thép trong vùng kéo, không thể kiểm tra bề rộng vết nứt. Nhưng các kỹ sư cần thực hiện kiểm tra này. Chúng tôi đã giải quyết như thế nào để đáp ứng cả nhu cầu của kỹ sư lẫn yêu cầu của tiêu chuẩn?
Vì đã có một số cải tiến được thực hiện đối với kiểm tra bề rộng vết nứt trong bốn phiên bản gần đây, hãy cùng xem lại những cải tiến cụ thể này và trình bày cải tiến mới nhất.
Phiên bản 20.0 và cũ hơn
Đến phiên bản 20.0, việc không có cốt thép trong vùng Ac,eff được giải quyết bằng cách sử dụng vế phải của phương trình (7.3.4) để tính hiệu số biến dạng tương đối của bê tông và cốt thép:
trong đó ứng suất trong thanh cốt thép chịu kéo nhiều nhất được thay thế.
Và khoảng cách vết nứt lớn nhất được tính theo Phương trình 7.14, tức là:
Nếu xảy ra trường hợp không có cốt thép trong vùng kéo, giải pháp thay thế nêu trên sẽ được áp dụng.
Phiên bản 20.1
Vì phương pháp tính toán sử dụng trong Phiên bản 20.0 và cũ hơn không đáp ứng các giả thiết cơ bản của mô hình thanh kéo (thanh cốt thép được bọc trong bê tông), chúng tôi quyết định không sử dụng giải pháp thay thế đã được áp dụng trong phiên bản 20.0 và cũ hơn. Và nếu cốt thép nằm ngoài vùng kéo, người dùng sẽ được cảnh báo bằng thông báo không phù hợp:
Không tìm thấy cốt thép chịu kéo nào trong vùng kéo của mặt cắt ngang. Do đó không thể xác định cốt thép chịu kéo và không thể tính toán bề rộng vết nứt theo mục 7.3.4.
Phiên bản 21.0
Thay đổi duy nhất so với phiên bản 20.1 là chúng tôi bắt đầu hiển thị tất cả các giá trị có thể tính được, đồng thời bắt đầu hiển thị vùng kéo hiệu quả của bê tông trong Khung cảnh. Điều này cho phép người dùng thấy rằng toàn bộ cốt thép nằm ngoài vùng Ac,eff. Lưu ý rằng trọng tâm của cốt thép phải nằm trong vùng kéo để được coi là cốt thép được bọc trong bê tông. Đồng thời, một thông báo không phù hợp được hiển thị:
Không tìm thấy cốt thép chịu kéo nào trong vùng kéo của mặt cắt ngang. Do đó không thể xác định cốt thép chịu kéo và không thể tính toán bề rộng vết nứt theo mục 7.3.4.
Phiên bản 21.1
Khi xác định vùng kéo hiệu quả, đối với mỗi trường hợp tính toán bề rộng vết nứt, việc tính toán được thực hiện như sau:
- Bước 1 – thực hiện tính toán thông thường, trong đó chiều cao hc,ef được xác định là:
- Bước 2 – nếu chiều cao hiệu quả hc,eff quá nhỏ đến mức toàn bộ cốt thép nằm ngoài vùng này, chiều cao được xác định theo mô tả ở bước 3.
- Bước 3 – tính toán hc,eff loại trừ điều kiện giới hạn được xác định là:
Đồng thời, thông báo không phù hợp sau đây được hiển thị:
Vùng bê tông chịu kéo hiệu quả bao quanh cốt thép hoặc cáp DƯL có chiều cao hc,eff, trong đó hc,eff là giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị 2,5(h – d) hoặc h/2. Trong trường hợp xét giá trị là (h – x)/3, cốt thép nằm ngoài vùng bê tông chịu kéo hiệu quả, và do đó sẽ không thể tính toán bề rộng vết nứt theo mục 7.3.4.
Lưu ý rằng cải tiến này đã được phát hành trong bản vá của phiên bản 21.0, tức là 21.0.4.
Cải tiến này sẽ dẫn đến kết quả nhất quán hơn cho các tính toán vết nứt trong IDEA StatiCa RCS, bất chấp các giới hạn được đặt ra trong tiêu chuẩn.
Kiểm tra bề rộng vết nứt của mặt cắt ngang bê tông cốt thép với lớp bảo vệ bê tông lớn có sẵn trong phiên bản Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert và Prestressing Enhanced của IDEA StatiCa.