Bê Tông nút khung

Về mặt định lượng, bê tông nút khung có thể có cấp độ bền thấp hơn bê tông cột như thế nào ? hay thấp hơn bao nhiêu lần ?

Các tài tiệu nước ngoài gọi vấn đề này là "TRANSMISSION OF AXIAL FORCE THROUGH FLOOR SYSTEMS". Hai tiêu chuẩn có quy định về vấn đề này là ACI-318 và AS-3600. Bài toán nút khung còn được quy định trong ACI-318, ACI-352R, EC-2 (và một ngày nào đó sẽ có trong TCVN ?)



ACI 318-08 quy định vấn đề này trong mục 10.12; theo đó nếu cường độ bê tông cột cao hơn cường độ bê tông dầm - sàn vượt quá 1.4 lần thì cần thiết kế theo 1 trong 3 cách:

Bê tông nút khung phải có cường độ giống như bê tông cột, và vùng đổ bê tông phải mở rộng ra khỏi mép cột một đoạn 600mm, chỗ tiếp giáp cần tuân thủ quy tắc của mạch ngừng thi công quy định trong ACI
Sử dụng giá trị cường độ bê tông thấp hơn (giữa cột và dầm sàn) để tính toán nút khung và cấu tạo gia cường bằng thép theo phương đứng và cốt đai.
Nếu nút khung được kiểm chế bởi 4 dầm có chiều cao tương tự nhau, hoặc bởi sàn phẳng hay mũ cột, cường độ bê tông của nút khung được lấy bằng 75% cường độ bê tông cột cộng với 35% cường độ bê tông dầm sàn; tuy nhiên điều này chỉ được áp dụng khi cường độ bê tông của cột không được lớn hơn 2.5 lần so với cường độ bê tông dầm sàn
AS 3600-2001 quy định vấn đề này trong mục 10.8; cụ thể như sau:

Nếu cường độ bê tông cột lớn hơn 1.4 lần sao với cường độ bê tông dầm sàn, thì lực nén trong cột được đảm bảo truyền qua nút khung thông qua việc bổ sung cốt thép thẳng đứng, và việc tính toán phải dựa trên giá trị cường độ bê tông thấp hơn (giữa cột và dầm sàn).
Hoặc (độc lập với quy định trên), khi cường độ bê tông cột không lớn hơn 2 lần sao với cường độ bê tông dầm sàn, lực dọc được đảm bảo truyền qua nút khung thông qua các biện pháp
Nút khung phải được kiềm chế bởi 4 dầm có chiều cao tương tự nhau, hoặc bởi sàn phẳng hay mũ cột
Nút khung được kiềm chế bởi 3 dầm có chiều cao tương tự nhau hoặc bởi sàn phẳng hay mũ cột, và mặt không bị kiềm chế của cột phải có kích thước bé hơn 3 lần so với cạnh dài của cột
Nút khung được kiềm chế bởi 3 dầm có chiều cao tương tự nhau hoặc bởi sàn phẳng hay mũ cột, và kích thước của cột theo phương vuông góc với mặt không bị kiềm chế phải lớn hơn 2 lần so với cạnh dày của sàn
Nút khung được kiềm chế bởi 2 dầm có chiều cao tương tự nhau hoặc bởi sàn phẳng hay mũ cột, và chiều cao của nút khung không được lớn hơn 0.25 kích thước bé nhất của cột
Trong các quy định trên, có thể hiểu rằng theo ACI 318 và AS 3600, khi cường độ bê tông cột lớn hơn cường độ bê tông dầm sàn không quá 1.4 lần, thì có thể sử dụng bê tông dầm sàn làm bê tông nút khung. Nếu giá trị này lớn hơn 1.4 lần, thì hoặc sử dụng bê tông cột làm nút khung (có mở rộng ra khỏi mép cột) hoặc sử dụng bê tông dầm sàn nhưng cần bổ sung cốt dọc và cốt đai.

Như vậy, trên thực tế thiết kế, chúng ta có thể tham khảo tiêu chuẩn nước ngoài để lựa chọn cấp độ bền bê tông của cột và dầm sàn sao cho tỉ số cường độ giữa chúng không vượt quá 1.4 lần, lúc đó sẽ sử dụng bê tông dầm sàn cho bê tông nút khung mà không phải áp dụng thêm bất kỳ biện pháp nào khác.