SteelKnowledge baseConnectionAnchoringCBFEM

Kiểm tra tiêu chuẩn của neo theo tiêu chuẩn Canada

This article is also available in

Lực trong các neo bao gồm lực bẩy được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn, nhưng khả năng chịu lực được kiểm tra theo các quy định của A23.3 - Phụ lục D.

Thanh neo được thiết kế theo A23.3-14 – Phụ lục D. Các khả năng chịu lực sau đây của bu lông neo được đánh giá:

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu kéo N_sar,
Khả năng chịu lực phá hoại bê tông khi chịu kéo N_cbr,
Khả năng chịu lực nhổ bê tông N_pr,
Khả năng chịu lực vỡ mặt bên bê tông N_sbr,
Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu cắt V_sar,
Khả năng chịu lực phá hoại bê tông khi chịu cắt V_cbr,
Khả năng chịu lực bẩy bê tông của neo khi chịu cắt V_cpr.

Điều kiện bê tông có thể được người dùng chọn là bê tông nứt hoặc không nứt. Loại neo (neo đầu đúc sẵn với bản đệm tròn hoặc chữ nhật, neo thẳng) do người dùng lựa chọn; khả năng chịu lực nhổ và khả năng chịu lực vỡ mặt bên chỉ được kiểm tra trong phần mềm đối với neo có đầu.

Các kiểm tra tiêu chuẩn sau đây đối với neo chịu kéo không được thực hiện và cần được kiểm tra bằng thông tin trong Thông số kỹ thuật sản phẩm liên quan (dựa trên phân vị 5 phần trăm của thử nghiệm):

Phá hoại nhổ của phần tử liên kết (đối với neo cơ học cấy sau) – CSA A23.3-14: D.6.3,
Khả năng chịu lực dính kết của neo dán (đối với neo dán cấy sau) – CSA A23.3-14: D.6.5.

Các neo phải đáp ứng khoảng cách cạnh, khoảng cách giữa các neo và chiều dày yêu cầu để ngăn ngừa phá hoại tách theo yêu cầu của CSA A23.3-14: D.9.

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu kéo

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu kéo được xác định theo CSA A23.3-14 – D.6.1 như sau

N_sar = A_se,N ϕ_s f_uta R

trong đó:

ϕ_s = 0.85 – hệ số kháng vật liệu thép neo cho cốt thép
A_se,N – diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của neo khi chịu kéo
f_uta ≤ min (860 MPa, 1.9 f_ya) – cường độ kéo quy định của thép neo
f_ya – giới hạn chảy quy định của thép neo
R = 0.8 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3.-14 – D.5.3

Khả năng chịu lực phá hoại bê tông của neo khi chịu kéo

Khả năng chịu lực phá hoại bê tông được thiết kế theo phương pháp Thiết kế Khả năng Chịu lực Bê tông (CCD) trong CSA A23.3-14 – D.6.2. Trong phương pháp CCD, nón bê tông được coi là hình thành ở góc khoảng 34° (độ dốc 1 theo phương đứng và 1.5 theo phương ngang). Để đơn giản hóa, nón được coi là hình vuông thay vì hình tròn trong mặt bằng. Ứng suất phá hoại bê tông trong phương pháp CCD được coi là giảm khi kích thước bề mặt phá hoại tăng lên.

\[ N_{cbrg} = \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ed,N} \psi_{ec,N} \psi_{c,N} N_{br} \]

trong đó:

A_Nc – diện tích nón phá hoại bê tông cho nhóm neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung
A_Nco = 9 h_ef² – diện tích nón phá hoại bê tông cho neo đơn không bị ảnh hưởng bởi cạnh bê tông
\( \psi_{ed,N} = \min \left ( 0.7+\frac{0.3 c_{a,min}}{1.5 h_{ef}}, \, 1 \right ) \)– hệ số điều chỉnh cho khoảng cách cạnh
c_a,min – khoảng cách nhỏ nhất từ neo đến cạnh
h_ef – chiều sâu neo; theo A23.3-14 – D.6.2.3, chiều sâu neo hiệu dụng h_ef được giảm xuống \( h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right ) \) nếu các neo nằm cách ba cạnh trở lên ít hơn 1.5 h_ef
\( \psi_{ec,N} = \frac{1}{1+\frac{2e'_N}{3 h_{ef}}} \) – hệ số điều chỉnh cho nhóm neo chịu tải lệch tâm
e'_N – độ lệch tâm của tải trọng kéo so với trọng tâm của các neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung
Ψ_c,N – hệ số điều chỉnh cho điều kiện bê tông; Ψ_c,N = 1 cho bê tông nứt, Ψ_c,N = 1.25 cho bê tông không nứt
\( N_{br} = k_c \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{1.5} R \) – khả năng chịu lực phá hoại bê tông cơ bản của neo đơn khi chịu kéo trong bê tông nứt; đối với neo đầu đúc sẵn và 275 mm ≤ h_ef ≤ 625 mm, \( N_{br} = 3.9 \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{5/3} R \)
ϕ_c=0.65 – hệ số kháng cho bê tông
k_c=10 cho neo đúc sẵn
s – khoảng cách giữa các neo
c_a,max – khoảng cách lớn nhất từ neo đến một trong ba cạnh gần nhất
λ^a = 1 – hệ số điều chỉnh cho bê tông nhẹ
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông [MPa]
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Theo A23.3-14 – D.6.2.8, trong trường hợp neo có đầu, diện tích bề mặt chiếu A_Nc được xác định từ chu vi hiệu dụng của bản đệm, là giá trị nhỏ hơn giữa d_a + 2 t_wp hoặc d_wp, trong đó:

d_a – đường kính neo
d_wp – đường kính hoặc kích thước cạnh bản đệm
t_wp – chiều dày bản đệm

Nhóm neo được kiểm tra theo tổng lực kéo trong các neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung.

Diện tích nón phá hoại bê tông cho nhóm neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung, A_c,N, được thể hiện bằng đường đứt nét màu đỏ.

Theo CSA A23.3-14 – D.6.2.9, khi cốt thép neo được phát triển theo Điều 12 của A23.3-14 ở cả hai phía của bề mặt phá hoại, cốt thép neo được giả định là truyền lực kéo và khả năng chịu lực phá hoại bê tông không được đánh giá (có thể được thiết lập trong Cài đặt tiêu chuẩn).

Khả năng chịu lực nhổ bê tông của neo khi chịu kéo

Khả năng chịu lực nhổ bê tông của neo có đầu được định nghĩa trong CSA A23.3-14 – D.6.3 như sau

N_cpr = Ψ_c,P N_pr

trong đó:

Ψ_c,P – hệ số điều chỉnh cho điều kiện bê tông; Ψ_c,P = 1.0 cho bê tông nứt, Ψ_c,P = 1.4 cho bê tông không nứt
N_pr = 8 A_brg ϕ_c f'_c R cho neo có đầu
A_brg – diện tích chịu lực của đầu đinh neo hoặc bu lông neo
ϕ_c = 0.65 – hệ số kháng cho bê tông
d_a – đường kính neo
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Khả năng chịu lực nhổ bê tông cho các loại neo khác ngoài neo có đầu không được đánh giá trong phần mềm và phải được nhà sản xuất quy định.

Khả năng chịu lực vỡ mặt bên bê tông

Khả năng chịu lực vỡ mặt bên bê tông của neo có đầu khi chịu kéo được định nghĩa trong CSA A23.3-14 – D.6.4 như sau:

\[ N_{sbr} = 13.3 c_{a1} \sqrt{A_{brg}} \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} R \]

Nếu c_a2 của neo đơn chịu kéo nhỏ hơn 3 c_a1, giá trị N_sbr được nhân với hệ số 0.5 ≤ (1+ c_a2 / c_a1) / 4 ≤ 1.

D.6.4.2 yêu cầu rằng nhóm neo có đầu với chiều sâu neo lớn gần cạnh (h_ef > 2.5 c_a1) và khoảng cách giữa các neo nhỏ hơn 6 c_a1 có khả năng chịu lực:

\[ N_{sbgr} = \left (1 + \frac{s} {6 c_{a1}} \right ) N_{sbr} \]

Chỉ áp dụng một hệ số giảm tại một thời điểm.

IDEA StatiCa luôn kiểm tra từng neo độc lập về khả năng chịu lực vỡ mặt bên và do đó không giả định nhóm hai neo mà thay vào đó hệ số giảm được chia đôi. Điều này cho kết quả tương tự nếu lực kéo trong mỗi neo bằng nhau và là giả định an toàn nếu các lực khác nhau. Hệ số giảm được sử dụng trong IDEA StatiCa là:

\[ r_c = \min \left \{ \frac{1+\frac{c_{a2}}{c_{a1}}}{4}, \frac{1+\frac{s}{6\cdot c_{a1}}}{2} \right \} \]

\[0.5 \le r_c \le 1.0\]

trong đó:

c_a1 – khoảng cách ngắn hơn từ neo đến cạnh
c_a2 – khoảng cách dài hơn, vuông góc với c_a1, từ neo đến cạnh
A_brg – diện tích chịu lực của đầu đinh neo hoặc bu lông neo
ϕ_c – hệ số kháng cho bê tông có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông
h_ef – chiều sâu neo; theo A23.3-14 – D.6.2.3, chiều sâu neo hiệu dụng h_ef được giảm xuống \( h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right ) \) nếu các neo nằm cách ba cạnh trở lên ít hơn 1.5 h_ef
s – khoảng cách giữa các neo
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu cắt

Khả năng chịu lực của thép khi chịu cắt được xác định theo A23.3 – D.7.1 như sau

V_sar = A_se,V ϕ_s 0.6 f_uta R

trong đó:

ϕ_s = 0.85 – hệ số kháng vật liệu thép neo cho cốt thép
A_se,V – diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của neo khi chịu cắt
f_uta – cường độ kéo quy định của thép neo nhưng không lớn hơn giá trị nhỏ hơn giữa 1.9 f_ya hoặc 860 MPa
R = 0.75 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Nếu chọn mạch vữa, khả năng chịu lực cắt của thép V_sa được nhân với 0.8 (A23.3 –D.7.1.3).

Lực cắt trên cánh tay đòn, xuất hiện trong trường hợp bản mã chân cột có lỗ quá khổ và bản đệm hoặc bản thêm vào phía trên bản mã chân cột để truyền lực cắt, không được xem xét.

Khả năng chịu lực phá hoại bê tông của neo khi chịu cắt

Khả năng chịu lực phá hoại bê tông của neo khi chịu cắt được thiết kế theo A23.3 –D.7.2. Lực cắt tác dụng lên bản mã chân cột được giả định là được truyền bởi các neo gần cạnh nhất theo phương của lực cắt. Phương của lực cắt so với cạnh bê tông ảnh hưởng đến khả năng chịu lực phá hoại bê tông theo FIB Bulletin 58 – Thiết kế neo trong bê tông – Hướng dẫn thực hành tốt (2011). Nếu các nón bê tông của các neo chồng lên nhau, chúng tạo thành nón bê tông chung. Độ lệch tâm khi chịu cắt cũng được tính đến.

\[ V_{cbr} = \frac{A_{Vc}}{A_{Vco}} \psi_{ec,V} \psi_{ed,V} \psi_{c,V} \psi_{h,V} \psi_{\alpha,V} V_{br} \]

trong đó:

A_Vc – diện tích phá hoại bê tông chiếu của neo hoặc nhóm neo chia cho số lượng neo trong nhóm này
A_Vco = 4.5 c_a1² – diện tích phá hoại bê tông chiếu của một neo khi không bị giới hạn bởi ảnh hưởng góc, khoảng cách hoặc chiều dày cấu kiện
\( \psi_{ec,V} = \frac{1}{1+ \frac{2 e'_V}{3c_{a1}}} \) – hệ số điều chỉnh cho nhóm neo chịu cắt lệch tâm
\( \psi_{ed,V} = 0.7 + 0.3 \frac{c_{a2}}{1.5 c_{a1}}\le1.0 \)– hệ số điều chỉnh cho hiệu ứng cạnh
Ψ_c,V – hệ số điều chỉnh cho điều kiện bê tông; Ψ_c,V = 1.0 cho bê tông nứt, Ψ_c,V = 1.4 cho bê tông không nứt
\( \psi_{h,V}=\sqrt{\frac{1.5c_{a1}}{h_a}} \ge 1 \)– hệ số điều chỉnh cho neo nằm trong cấu kiện bê tông có h_a < 1.5 c_a1
\( \psi_{\alpha,V} = \sqrt{\frac{1}{(\cos \alpha_V)^2+(0.5\sin \alpha_V)^2}} \) – hệ số điều chỉnh cho neo chịu tải ở góc với cạnh bê tông (FIB Bulletin 58 – Thiết kế neo trong bê tông – Hướng dẫn thực hành tốt, 2011)
h_a – chiều cao bề mặt phá hoại phía bê tông
\( V_{br}=\min⁡ \left(0.58 \left (\frac{l_e}{d_a} \right )^{0.2} \sqrt{d_a} \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} c_{a1}^{1.5} R, \, 3.75 \lambda_a \phi_c \sqrt{f'_c} c_{a1}^{1.5} R \right ) \)
l_e = h_ef ≤ 8 d_a – chiều dài chịu lực của neo khi chịu cắt
d_a – đường kính neo
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông
c_a1 – khoảng cách cạnh theo phương tải trọng; theo Điều 17.5.2.4, đối với cấu kiện hẹp, c_2,max < 1.5 c₁ cũng được coi là mỏng, h_a < 1.5 c₁, c'₁ được sử dụng trong các phương trình trước thay cho c₁; giá trị giảm c'₁ = max (c_2,max / 1.5, h_a / 1.5, s_c,max / 3)
c_a2 – khoảng cách cạnh theo phương vuông góc với tải trọng
c_2,max – khoảng cách cạnh lớn nhất theo phương vuông góc với tải trọng
s_c,max – khoảng cách lớn nhất vuông góc với phương cắt, giữa các neo trong nhóm
ϕ_c = 0.65 – hệ số kháng cho bê tông
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Nếu cả hai khoảng cách cạnh c_a2 ≤ 1.5c_a1 và h_a ≤ 1.5 c_a1, \( c_{a1} = \max \left ( \frac{c_{a2}}{1.5}, \, \frac{h_a}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right ) \), trong đó s là khoảng cách lớn nhất vuông góc với phương cắt, giữa các neo trong nhóm.

Theo A23.3-14 – D.7.2.9, khi cốt thép neo được phát triển theo A23.3-14 – Điều 12 ở cả hai phía của bề mặt phá hoại, cốt thép neo được giả định là truyền lực cắt và khả năng chịu lực phá hoại bê tông không được đánh giá.

Khả năng chịu lực bẩy bê tông của neo khi chịu cắt

Khả năng chịu lực bẩy bê tông được thiết kế theo A23.3 – D.7.3.

V_cpr = k_cp N_cpr

trong đó:

k_cp = 1.0 khi h_ef < 65 mm, k_cp = 2.0 khi h_ef ≥ 65 mm
N_cpr – khả năng chịu lực phá hoại bê tông – tất cả các neo được coi là chịu kéo

Tương tác giữa lực kéo và lực cắt

Tương tác giữa lực kéo và lực cắt được đánh giá theo A23.3 – Hình D.18.

\[ \left ( \frac{N_f}{N_r} \right )^{5/3}+\left ( \frac{V_f}{V_r} \right )^{5/3} \le 1.0 \]

trong đó:

N_f và V_f – lực thiết kế tác dụng lên neo
N_r và V_r – khả năng chịu lực thiết kế thấp nhất xác định từ tất cả các dạng phá hoại phù hợp

Neo có khoảng hở

Neo có khoảng hở được thiết kế như một phần tử thanh chịu lực cắt, mô men uốn và lực nén hoặc lực kéo. Các nội lực này được xác định bằng mô hình phần tử hữu hạn. Neo được ngàm ở cả hai đầu, một đầu cách mặt bê tông 0.5×d về phía dưới, đầu còn lại nằm ở giữa chiều dày bản. Chiều dài oằn được giả định một cách an toàn là hai lần chiều dài phần tử thanh. Mô đun mặt cắt dẻo được sử dụng. Phần tử thanh được thiết kế theo S16-14. Tương tác của lực cắt được bỏ qua vì chiều dài tối thiểu của neo để vừa đai ốc dưới bản mã chân cột đảm bảo rằng neo bị phá hoại do uốn trước khi lực cắt đạt một nửa khả năng chịu cắt, và tương tác cắt là không đáng kể (lên đến 7%). Tương tác giữa mô men uốn và lực nén hoặc lực kéo được giả định một cách an toàn là tuyến tính. Hiệu ứng bậc hai không được tính đến.

Khả năng chịu cắt (CSA S16-14 – 13.4.4):

V_r = ϕ ∙ 0.66 ∙ A_v ∙ F_y

A_v = 0.844 ∙ A_s – diện tích chịu cắt
A_s – diện tích bu lông được giảm do ren
F_y – giới hạn chảy của bu lông
ϕ – hệ số kháng, giá trị khuyến nghị là 0.9

Khả năng chịu kéo (CSA S16-14 – 13.2)

T_r = ϕ ∙ A_s ∙ F_y

Khả năng chịu nén (CSA S16-14 – 13.3.1)

\[ C_r = \frac{\phi A_s F_y}{\left (1+\lambda^{2n}\right )^{\frac{1}{n}}} \]

\( \lambda = \sqrt{\frac{F_y}{F_e}} \) – độ mảnh của bu lông neo
\( F_e = \frac{\pi^2 E}{\left (\frac{KL}{r}\right )^2} \) – ứng suất oằn đàn hồi
KL = 2 ∙ l – chiều dài oằn
l – chiều dài phần tử bu lông bằng một nửa chiều dày bản mã chân cột cộng khoảng hở cộng một nửa đường kính bu lông
\( r = \sqrt{\frac{I}{A_s}} \) – bán kính quán tính của bu lông neo
\( I=\frac{\pi d_s^4}{64} \)– mô men quán tính của bu lông
n = 1.34 – tham số cho khả năng chịu nén

Khả năng chịu uốn (CSA S16-14 – 13.5):

M_r = ϕ ∙ Z ∙ F_y

Z = d_s³ / 6 – mô đun mặt cắt dẻo của bu lông

Tương tác tuyến tính:

\( \frac{N}{C_r}+\frac{M}{M_r} \le 1 \) ... cho lực pháp tuyến nén

\( \frac{N}{T_r}+\frac{M}{M_r} \le 1 \) ... cho lực pháp tuyến kéo

N – lực tính toán kéo (dương) hoặc nén (âm)
C_r – khả năng chịu nén tính toán (dấu âm)
T_r – khả năng chịu kéo tính toán (dấu dương)
M – mô men uốn tính toán
M_r – khả năng chịu mô men tính toán

Cấu tạo

Khoảng cách giữa các neo phải lớn hơn bốn lần đường kính neo theo A23.3-14 – D.9.2.

Khoảng cách cạnh đến bản thép tuân theo các quy tắc của bu lông, tức là theo S16-14 – 22.3. Khoảng cách cạnh tối thiểu (1.25 d – có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn) được kiểm tra.

Kiểm tra tiêu chuẩn của neo theo tiêu chuẩn Canada

This article is also available in

Thanh neo được thiết kế theo A23.3-14 – Phụ lục D. Các khả năng chịu lực sau đây của bu lông neo được đánh giá:

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu kéo N_sar,
Khả năng chịu lực phá hoại bê tông khi chịu kéo N_cbr,
Khả năng chịu lực nhổ bê tông N_pr,
Khả năng chịu lực vỡ mặt bên bê tông N_sbr,
Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu cắt V_sar,
Khả năng chịu lực phá hoại bê tông khi chịu cắt V_cbr,
Khả năng chịu lực bẩy bê tông của neo khi chịu cắt V_cpr.

Phá hoại nhổ của phần tử liên kết (đối với neo cơ học cấy sau) – CSA A23.3-14: D.6.3,
Khả năng chịu lực dính kết của neo dán (đối với neo dán cấy sau) – CSA A23.3-14: D.6.5.

Các neo phải đáp ứng khoảng cách cạnh, khoảng cách giữa các neo và chiều dày yêu cầu để ngăn ngừa phá hoại tách theo yêu cầu của CSA A23.3-14: D.9.

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu kéo

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu kéo được xác định theo CSA A23.3-14 – D.6.1 như sau

N_sar = A_se,N ϕ_s f_uta R

trong đó:

ϕ_s = 0.85 – hệ số kháng vật liệu thép neo cho cốt thép
A_se,N – diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của neo khi chịu kéo
f_uta ≤ min (860 MPa, 1.9 f_ya) – cường độ kéo quy định của thép neo
f_ya – giới hạn chảy quy định của thép neo
R = 0.8 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3.-14 – D.5.3

Khả năng chịu lực phá hoại bê tông của neo khi chịu kéo

\[ N_{cbrg} = \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ed,N} \psi_{ec,N} \psi_{c,N} N_{br} \]

trong đó:

A_Nc – diện tích nón phá hoại bê tông cho nhóm neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung
A_Nco = 9 h_ef² – diện tích nón phá hoại bê tông cho neo đơn không bị ảnh hưởng bởi cạnh bê tông
\( \psi_{ed,N} = \min \left ( 0.7+\frac{0.3 c_{a,min}}{1.5 h_{ef}}, \, 1 \right ) \)– hệ số điều chỉnh cho khoảng cách cạnh
c_a,min – khoảng cách nhỏ nhất từ neo đến cạnh
h_ef – chiều sâu neo; theo A23.3-14 – D.6.2.3, chiều sâu neo hiệu dụng h_ef được giảm xuống \( h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right ) \) nếu các neo nằm cách ba cạnh trở lên ít hơn 1.5 h_ef
\( \psi_{ec,N} = \frac{1}{1+\frac{2e'_N}{3 h_{ef}}} \) – hệ số điều chỉnh cho nhóm neo chịu tải lệch tâm
e'_N – độ lệch tâm của tải trọng kéo so với trọng tâm của các neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung
Ψ_c,N – hệ số điều chỉnh cho điều kiện bê tông; Ψ_c,N = 1 cho bê tông nứt, Ψ_c,N = 1.25 cho bê tông không nứt
\( N_{br} = k_c \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{1.5} R \) – khả năng chịu lực phá hoại bê tông cơ bản của neo đơn khi chịu kéo trong bê tông nứt; đối với neo đầu đúc sẵn và 275 mm ≤ h_ef ≤ 625 mm, \( N_{br} = 3.9 \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} h_{ef}^{5/3} R \)
ϕ_c=0.65 – hệ số kháng cho bê tông
k_c=10 cho neo đúc sẵn
s – khoảng cách giữa các neo
c_a,max – khoảng cách lớn nhất từ neo đến một trong ba cạnh gần nhất
λ^a = 1 – hệ số điều chỉnh cho bê tông nhẹ
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông [MPa]
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

d_a – đường kính neo
d_wp – đường kính hoặc kích thước cạnh bản đệm
t_wp – chiều dày bản đệm

Nhóm neo được kiểm tra theo tổng lực kéo trong các neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung.

Diện tích nón phá hoại bê tông cho nhóm neo chịu kéo tạo thành nón bê tông chung, A_c,N, được thể hiện bằng đường đứt nét màu đỏ.

Khả năng chịu lực nhổ bê tông của neo khi chịu kéo

Khả năng chịu lực nhổ bê tông của neo có đầu được định nghĩa trong CSA A23.3-14 – D.6.3 như sau

N_cpr = Ψ_c,P N_pr

trong đó:

Ψ_c,P – hệ số điều chỉnh cho điều kiện bê tông; Ψ_c,P = 1.0 cho bê tông nứt, Ψ_c,P = 1.4 cho bê tông không nứt
N_pr = 8 A_brg ϕ_c f'_c R cho neo có đầu
A_brg – diện tích chịu lực của đầu đinh neo hoặc bu lông neo
ϕ_c = 0.65 – hệ số kháng cho bê tông
d_a – đường kính neo
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Khả năng chịu lực nhổ bê tông cho các loại neo khác ngoài neo có đầu không được đánh giá trong phần mềm và phải được nhà sản xuất quy định.

Khả năng chịu lực vỡ mặt bên bê tông

Khả năng chịu lực vỡ mặt bên bê tông của neo có đầu khi chịu kéo được định nghĩa trong CSA A23.3-14 – D.6.4 như sau:

\[ N_{sbr} = 13.3 c_{a1} \sqrt{A_{brg}} \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} R \]

Nếu c_a2 của neo đơn chịu kéo nhỏ hơn 3 c_a1, giá trị N_sbr được nhân với hệ số 0.5 ≤ (1+ c_a2 / c_a1) / 4 ≤ 1.

D.6.4.2 yêu cầu rằng nhóm neo có đầu với chiều sâu neo lớn gần cạnh (h_ef > 2.5 c_a1) và khoảng cách giữa các neo nhỏ hơn 6 c_a1 có khả năng chịu lực:

\[ N_{sbgr} = \left (1 + \frac{s} {6 c_{a1}} \right ) N_{sbr} \]

Chỉ áp dụng một hệ số giảm tại một thời điểm.

\[ r_c = \min \left \{ \frac{1+\frac{c_{a2}}{c_{a1}}}{4}, \frac{1+\frac{s}{6\cdot c_{a1}}}{2} \right \} \]

\[0.5 \le r_c \le 1.0\]

trong đó:

c_a1 – khoảng cách ngắn hơn từ neo đến cạnh
c_a2 – khoảng cách dài hơn, vuông góc với c_a1, từ neo đến cạnh
A_brg – diện tích chịu lực của đầu đinh neo hoặc bu lông neo
ϕ_c – hệ số kháng cho bê tông có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông
h_ef – chiều sâu neo; theo A23.3-14 – D.6.2.3, chiều sâu neo hiệu dụng h_ef được giảm xuống \( h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \, \frac{s}{3} \right ) \) nếu các neo nằm cách ba cạnh trở lên ít hơn 1.5 h_ef
s – khoảng cách giữa các neo
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Khả năng chịu lực của thép neo khi chịu cắt

Khả năng chịu lực của thép khi chịu cắt được xác định theo A23.3 – D.7.1 như sau

V_sar = A_se,V ϕ_s 0.6 f_uta R

trong đó:

ϕ_s = 0.85 – hệ số kháng vật liệu thép neo cho cốt thép
A_se,V – diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của neo khi chịu cắt
f_uta – cường độ kéo quy định của thép neo nhưng không lớn hơn giá trị nhỏ hơn giữa 1.9 f_ya hoặc 860 MPa
R = 0.75 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Nếu chọn mạch vữa, khả năng chịu lực cắt của thép V_sa được nhân với 0.8 (A23.3 –D.7.1.3).

Khả năng chịu lực phá hoại bê tông của neo khi chịu cắt

\[ V_{cbr} = \frac{A_{Vc}}{A_{Vco}} \psi_{ec,V} \psi_{ed,V} \psi_{c,V} \psi_{h,V} \psi_{\alpha,V} V_{br} \]

trong đó:

A_Vc – diện tích phá hoại bê tông chiếu của neo hoặc nhóm neo chia cho số lượng neo trong nhóm này
A_Vco = 4.5 c_a1² – diện tích phá hoại bê tông chiếu của một neo khi không bị giới hạn bởi ảnh hưởng góc, khoảng cách hoặc chiều dày cấu kiện
\( \psi_{ec,V} = \frac{1}{1+ \frac{2 e'_V}{3c_{a1}}} \) – hệ số điều chỉnh cho nhóm neo chịu cắt lệch tâm
\( \psi_{ed,V} = 0.7 + 0.3 \frac{c_{a2}}{1.5 c_{a1}}\le1.0 \)– hệ số điều chỉnh cho hiệu ứng cạnh
Ψ_c,V – hệ số điều chỉnh cho điều kiện bê tông; Ψ_c,V = 1.0 cho bê tông nứt, Ψ_c,V = 1.4 cho bê tông không nứt
\( \psi_{h,V}=\sqrt{\frac{1.5c_{a1}}{h_a}} \ge 1 \)– hệ số điều chỉnh cho neo nằm trong cấu kiện bê tông có h_a < 1.5 c_a1
\( \psi_{\alpha,V} = \sqrt{\frac{1}{(\cos \alpha_V)^2+(0.5\sin \alpha_V)^2}} \) – hệ số điều chỉnh cho neo chịu tải ở góc với cạnh bê tông (FIB Bulletin 58 – Thiết kế neo trong bê tông – Hướng dẫn thực hành tốt, 2011)
h_a – chiều cao bề mặt phá hoại phía bê tông
\( V_{br}=\min⁡ \left(0.58 \left (\frac{l_e}{d_a} \right )^{0.2} \sqrt{d_a} \phi_c \lambda_a \sqrt{f'_c} c_{a1}^{1.5} R, \, 3.75 \lambda_a \phi_c \sqrt{f'_c} c_{a1}^{1.5} R \right ) \)
l_e = h_ef ≤ 8 d_a – chiều dài chịu lực của neo khi chịu cắt
d_a – đường kính neo
f'_c – cường độ chịu nén của bê tông
c_a1 – khoảng cách cạnh theo phương tải trọng; theo Điều 17.5.2.4, đối với cấu kiện hẹp, c_2,max < 1.5 c₁ cũng được coi là mỏng, h_a < 1.5 c₁, c'₁ được sử dụng trong các phương trình trước thay cho c₁; giá trị giảm c'₁ = max (c_2,max / 1.5, h_a / 1.5, s_c,max / 3)
c_a2 – khoảng cách cạnh theo phương vuông góc với tải trọng
c_2,max – khoảng cách cạnh lớn nhất theo phương vuông góc với tải trọng
s_c,max – khoảng cách lớn nhất vuông góc với phương cắt, giữa các neo trong nhóm
ϕ_c = 0.65 – hệ số kháng cho bê tông
R = 1 – hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo quy định trong CSA A23.3 – D.5.3

Khả năng chịu lực bẩy bê tông của neo khi chịu cắt

Khả năng chịu lực bẩy bê tông được thiết kế theo A23.3 – D.7.3.

V_cpr = k_cp N_cpr

trong đó:

k_cp = 1.0 khi h_ef < 65 mm, k_cp = 2.0 khi h_ef ≥ 65 mm
N_cpr – khả năng chịu lực phá hoại bê tông – tất cả các neo được coi là chịu kéo

Tương tác giữa lực kéo và lực cắt

Tương tác giữa lực kéo và lực cắt được đánh giá theo A23.3 – Hình D.18.

\[ \left ( \frac{N_f}{N_r} \right )^{5/3}+\left ( \frac{V_f}{V_r} \right )^{5/3} \le 1.0 \]

trong đó:

N_f và V_f – lực thiết kế tác dụng lên neo
N_r và V_r – khả năng chịu lực thiết kế thấp nhất xác định từ tất cả các dạng phá hoại phù hợp

Neo có khoảng hở

Khả năng chịu cắt (CSA S16-14 – 13.4.4):

V_r = ϕ ∙ 0.66 ∙ A_v ∙ F_y

A_v = 0.844 ∙ A_s – diện tích chịu cắt
A_s – diện tích bu lông được giảm do ren
F_y – giới hạn chảy của bu lông
ϕ – hệ số kháng, giá trị khuyến nghị là 0.9

Khả năng chịu kéo (CSA S16-14 – 13.2)

T_r = ϕ ∙ A_s ∙ F_y

Khả năng chịu nén (CSA S16-14 – 13.3.1)

\[ C_r = \frac{\phi A_s F_y}{\left (1+\lambda^{2n}\right )^{\frac{1}{n}}} \]

\( \lambda = \sqrt{\frac{F_y}{F_e}} \) – độ mảnh của bu lông neo
\( F_e = \frac{\pi^2 E}{\left (\frac{KL}{r}\right )^2} \) – ứng suất oằn đàn hồi
KL = 2 ∙ l – chiều dài oằn
l – chiều dài phần tử bu lông bằng một nửa chiều dày bản mã chân cột cộng khoảng hở cộng một nửa đường kính bu lông
\( r = \sqrt{\frac{I}{A_s}} \) – bán kính quán tính của bu lông neo
\( I=\frac{\pi d_s^4}{64} \)– mô men quán tính của bu lông
n = 1.34 – tham số cho khả năng chịu nén

Khả năng chịu uốn (CSA S16-14 – 13.5):

M_r = ϕ ∙ Z ∙ F_y

Z = d_s³ / 6 – mô đun mặt cắt dẻo của bu lông

Tương tác tuyến tính:

\( \frac{N}{C_r}+\frac{M}{M_r} \le 1 \) ... cho lực pháp tuyến nén

\( \frac{N}{T_r}+\frac{M}{M_r} \le 1 \) ... cho lực pháp tuyến kéo

N – lực tính toán kéo (dương) hoặc nén (âm)
C_r – khả năng chịu nén tính toán (dấu âm)
T_r – khả năng chịu kéo tính toán (dấu dương)
M – mô men uốn tính toán
M_r – khả năng chịu mô men tính toán

Cấu tạo

Khoảng cách giữa các neo phải lớn hơn bốn lần đường kính neo theo A23.3-14 – D.9.2.