Kiểm tra tiêu chuẩn các thành phần liên kết thép (AS)

Kiểm tra biến dạng được thực hiện tại các phần tử hữu hạn dạng vỏ mô phỏng các bản thép. Giới hạn chảy được giảm theo hệ số khả năng chịu lực.

Ứng suất tương đương kết quả (HMH, von Mises) và biến dạng dẻo được tính toán trên các bản thép. Khi giới hạn chảy (nhân với hệ số khả năng chịu lực ϕ = 0.9, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn) trên biểu đồ vật liệu hai đường tuyến tính đạt đến, kiểm tra biến dạng dẻo tương đương được thực hiện. Giá trị giới hạn 5% được đề xuất trong Eurocode (EN1993-1-5 Phụ lục C, Điều C8, Ghi chú 1). Giá trị này có thể được điều chỉnh trong Cài đặt tiêu chuẩn, nhưng các nghiên cứu kiểm chứng đã được thực hiện với giá trị khuyến nghị này.

Phần tử bản được chia thành năm lớp, và ứng xử đàn hồi/dẻo được khảo sát trong từng lớp. Chương trình hiển thị kết quả bất lợi nhất trong tất cả các lớp.

Phương pháp CBFEM (phương pháp phần tử hữu hạn dựa trên cấu kiện) có thể cho ứng suất cao hơn một chút so với giới hạn chảy. Nguyên nhân là do độ nghiêng nhỏ của nhánh dẻo trong biểu đồ ứng suất - biến dạng, được sử dụng trong phân tích để cải thiện tính ổn định của tính toán tương tác. Điều này không gây vấn đề trong thiết kế thực tế. Biến dạng dẻo tương đương bị vượt quá ở ứng suất cao hơn, và nút liên kết không thỏa mãn trong mọi trường hợp.

Lực trong bu lông bao gồm lực bẩy được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Khả năng chịu lực của bu lông được kiểm tra theo các quy định của tiêu chuẩn.

Bu lông

Bu lông được kiểm tra theo Chương 9.2 Thiết kế bu lông. Lực kéo và lực cắt trong mỗi bu lông được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Lực bẩy được tính đến theo đề xuất của Điều 9.1.8. Lực bẩy được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Mỗi mặt phẳng cắt được kiểm tra riêng lẻ. Bản thép chịu ép mặt được kiểm tra theo tổng lực cắt tại các mặt phẳng lân cận.

Bu lông chịu cắt

Bu lông chịu lực cắt thiết kế được thiết kế theo Cl. 9.2.2.1 và phải thỏa mãn:

$$V_f^* \le \phi V_f$$

trong đó:

• V_f* – lực cắt thiết kế
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• V_f = 0.62 f_uf A – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
• f_uf – cường độ kéo tối thiểu của bu lông theo quy định tại Bảng 9.2.1
• A – diện tích bu lông bằng A_c hoặc A_o, lần lượt là diện tích tiết diện đường kính nhỏ của bu lông theo định nghĩa trong AS 1275 hoặc diện tích thân trơn danh nghĩa của bu lông. Mỗi mặt phẳng cắt được kiểm tra riêng lẻ.

Giá trị A_c trong phần mềm được xấp xỉ bằng hàm số:

A_c = 0.0000163 · A_s² + 0.91682 · A_s − 0.85375

Sai số tối đa là 0.8 mm² hoặc 0.5 %.

Hệ số giảm theo Bảng 9.2.2.1 để tính đến chiều dài liên kết chồng bu lông bằng 1.0. Việc giảm được áp dụng tự động bằng cách kiểm tra từng bu lông riêng lẻ.

Theo Cl. 9.2.2.5, đối với các liên kết có bản đệm dày hơn 6 mm, khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông phải giảm 15 %. Đối với liên kết nhiều mặt phẳng cắt, việc giảm được áp dụng cho tất cả các mặt phẳng cắt.

Bu lông chịu kéo

Bu lông chịu lực kéo thiết kế được thiết kế theo Cl. 9.2.2.2 và phải thỏa mãn:

$$N_{tf}^* \le \phi N_{tf}$$

trong đó:

• N_tf* – lực kéo thiết kế
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• N_tf = A_s f_uf – khả năng chịu kéo danh nghĩa của bu lông
• A_s – diện tích chịu ứng suất kéo của bu lông theo quy định trong AS 1275
• f_uf – cường độ kéo tối thiểu của bu lông theo quy định tại Bảng 9.2.1

Bu lông chịu đồng thời cắt và kéo

Bu lông phải chịu đồng thời lực cắt thiết kế và lực kéo thiết kế được thiết kế theo Cl. 9.2.2.3 và phải thỏa mãn:

$$\left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0$$

trong đó:

• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn

Bản thép chịu ép mặt

Bản thép chịu lực ép mặt thiết kế do bu lông chịu cắt được thiết kế theo Cl. 9.2.2.4 và phải thỏa mãn:

$$V_b^* \le ϕ V_b$$

trong đó:

• ϕ = 0.9 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• $V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up}$ – khả năng chịu ép mặt danh nghĩa của bản thép
• d_f – đường kính bu lông
• t_p – chiều dày bản thép
• f_up – cường độ kéo của bản thép
• a_e – khoảng cách tối thiểu từ mép lỗ đến mép bản thép, đo theo phương của thành phần lực, cộng thêm nửa đường kính bu lông. Mép bản thép được coi là bao gồm cả mép lỗ bu lông liền kề

Liên kết kiểu ma sát

Đối với liên kết kiểu ma sát, sự trượt ở trạng thái giới hạn sử dụng cần được hạn chế và thiết kế theo Cl. 9.2.3. Các bu lông này cũng cần được kiểm tra theo kiểu ép mặt cho trạng thái giới hạn cường độ. Bu lông chịu lực cắt phải thỏa mãn:

$$V_{sf}^* \le ϕ V_{sf}$$

trong đó:

• ϕ = 0.7 – hệ số khả năng chịu lực (Chương 3.5.5) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• V_sf = μ N_ti k_h – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
• μ = 0.35 – hệ số trượt theo quy định tại Điều 9.2.3.2, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• N_ti – lực căng bu lông tối thiểu khi lắp đặt theo quy định tại Điều 15.2.2.2

• k _h – hệ số cho các loại lỗ khác nhau, theo quy định tại Điều 9.2.3.1 và 14.3.2

  • k _h = 1 đối với lỗ tiêu chuẩn (+2 mm khi d _f ≤ 24 mm, +3 mm trong các trường hợp khác)
  • k _h = 0.85 đối với lỗ dài ngắn (chiều dài lỗ ≤ max(1.33 d _f, d _f + 10 mm)) và lỗ quá cỡ
  • k _h = 0.70 đối với lỗ dài

Số mặt tiếp xúc hiệu quả, n_ei, luôn bằng 1, vì mỗi mặt tiếp xúc được kiểm tra riêng lẻ.

Bu lông trong liên kết kiểu ma sát chịu đồng thời cắt và kéo phải thỏa mãn:

$$\left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0$$

trong đó:

• V_sf* – lực cắt thiết kế trên bu lông trong mặt phẳng các mặt tiếp xúc
• N_tf* – lực kéo thiết kế trên bu lông
• ϕ = 0.7 – hệ số khả năng chịu lực (Chương 3.5.5) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• V_sf – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
• N_tf = N_ti – khả năng chịu kéo danh nghĩa của bu lông bằng lực căng bu lông tối thiểu khi lắp đặt

Liên kết kiểu ma sát cũng cần được kiểm tra theo trạng thái giới hạn cường độ. Loại bu lông cần được chuyển sang kiểu ép mặt – tương tác kéo/cắt, tải trọng tăng lên phù hợp và nút liên kết cần được kiểm tra lại.

Mối hàn góc được kiểm tra tiêu chuẩn theo AS 4100 - Chương 9.6. Cường độ của mối hàn rãnh CJP được giả định bằng với kim loại cơ bản và không được kiểm tra.

Có thể đặt mối hàn đối đầu hoặc mối hàn góc dọc theo toàn bộ chiều dài cạnh, mối hàn một phần hoặc mối hàn gián đoạn. Mối hàn đối đầu được giả định có cùng cường độ với cấu kiện được hàn và không được kiểm tra. Trong trường hợp mối hàn góc, phần tử hàn được chèn giữa các liên kết nội suy kết nối các bản với nhau. Phần tử hàn có biểu đồ vật liệu đàn hồi-dẻo được chỉ định để phân phối lại ứng suất dọc theo chiều dài mối hàn, sao cho các mối hàn dài, mối hàn đa hướng hoặc hàn vào cánh không có sườn tăng cứng có sức kháng tương tự như tính toán thủ công. Phần tử hàn chịu ứng suất lớn nhất là quyết định trong kiểm tra tiêu chuẩn mối hàn.

Mối hàn góc chịu lực thiết kế trên một đơn vị chiều dài mối hàn, v_w*, được thiết kế theo Cl. 9.6.3.10 và phải thỏa mãn:

$$v_w^* \le ϕ v_w$$

trong đó:

• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Chương 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• v_w = 0.6 f_uw t_t – khả năng chịu lực danh nghĩa của mối hàn góc trên một đơn vị chiều dài
• f_uw – cường độ kéo danh nghĩa của kim loại hàn (Bảng 9.6.3.10 (A))
• t_t – chiều dày cổ họng thiết kế

Hệ số giảm, k_r được giả định bằng 1 (mối hàn ngắn hơn 1,7 m).

Biểu đồ mối hàn hiển thị ứng suất theo công thức sau:

$$\sigma = \sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }$$

Bê tông bên dưới bản mã chân cột được mô phỏng bằng nền Winkler với độ cứng đồng đều, cung cấp các ứng suất tiếp xúc. Ứng suất trung bình tại vùng chịu tải tiếp xúc với bản mã chân cột được sử dụng để kiểm tra nén.

Bề mặt chịu lực của bê tông

Bề mặt chịu lực của bê tông được kiểm tra theo AS3600: 2018 – Cl. 12.6. Ứng suất chịu lực thiết kế tại bề mặt bê tông không được vượt quá:

$$ϕ f_b = ϕ 0.9 f'_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le ϕ 1.8 f'_c$$

trong đó:

• ϕ = 0.6 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 2.2) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• f'_c – cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông tại 28 ngày
• A₁ – diện tích chịu lực
• A₂ – diện tích lớn nhất của bề mặt đỡ có hình dạng hình học tương tự và đồng tâm với A₁. Các mặt nghiêng của hình chóp cụt có tỷ lệ 1 theo chiều dọc và 2 theo chiều ngang so với phương của tải trọng.

Ứng suất chịu lực thiết kế, σ, bằng ứng suất trung bình dưới bản mã chân cột trên diện tích tiếp xúc với bê tông.

Truyền lực cắt

Lực cắt tại bản mã chân cột được giả định truyền từ cột xuống móng bê tông bằng:

1. Ma sát giữa bản mã chân cột và bê tông / vữa
2. Chốt chịu cắt
3. Bu lông neo

Truyền lực cắt bằng ma sát

Khả năng chịu cắt được tính theo Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, September 2002 – Chapter 6.5.3 như sau:

$$ϕ V_f = ϕ μ N_c^*$$

trong đó:

• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực
• μ = 0.55 – hệ số ma sát có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• N_c* – lực nén dọc trục thiết kế của cột

Truyền lực cắt bằng chốt chịu cắt

Nếu lực cắt được truyền bằng chốt chịu cắt, chốt chịu cắt được mô hình hóa bằng phần tử hữu hạn, và các bản thép cùng mối hàn được kiểm tra bằng Phương pháp phần tử hữu hạn và các thành phần mối hàn. Cần thực hiện thêm các kiểm tra – cường độ chịu lực của bê tông; cường độ cạnh bê tông.

Cường độ chịu lực của bê tông

Cường độ chịu lực của bê tông được kiểm tra theo Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, September 2002 – Chapter 6.5.5:

$$ϕ_c V_b = 0.85 ϕ_c f'_c A_{sl}$$

trong đó:

• ϕ_c = 0.6 – hệ số khả năng chịu lực của bê tông chịu nén có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
• f'_c – cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông tại 28 ngày
• A_sl – diện tích hình chiếu của chốt chịu cắt được chôn vào theo phương của lực, không bao gồm phần chốt tiếp xúc với vữa phía trên cấu kiện bê tông

Cường độ cạnh bê tông

Nếu lực cắt tác dụng hướng về phía cạnh tự do của bê tông, cần kiểm tra xem bê tông có khả năng chịu lực cắt tác dụng hay không. Cường độ cạnh bê tông được kiểm tra theo Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, September 2002 – Chapter 6.5.5:

$$ϕ V_{ce} = ϕ 0.33 \sqrt{f'_c} A_{Vc}$$

trong đó:

• ϕ =0.85 – hệ số khả năng chịu lực
• f'_c – cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông tại 28 ngày
• A_Vc – diện tích ứng suất hiệu dụng được xác định bằng cách chiếu mặt phẳng 45° từ các cạnh chịu lực của chốt chịu cắt đến bề mặt tự do theo phương của lực cắt. Diện tích chịu lực của chốt chịu cắt được loại trừ khỏi diện tích hình chiếu

Truyền lực cắt bằng neo

Lực cắt được giả định truyền qua các neo. Lực trong mỗi neo được xác định bằng Phương pháp phần tử hữu hạn. Mỗi neo hoặc nhóm neo được kiểm tra về phá hoại do thép chịu cắt, phá hoại cạnh bê tông, phá hoại bê tông do bẩy, và tổ hợp kéo và cắt nếu đồng thời có lực kéo.

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 AS 5216.

Việc kiểm tra tiêu chuẩn neo được thực hiện theo AS 5216:2018. Mặc dù tiêu chuẩn không cung cấp cụ thể một số công thức cho neo đúc sẵn, các công thức tương tự như trong SA TS 101:2015 nơi neo đúc sẵn được đề cập cụ thể. Bê tông nứt hoặc không nứt có thể được chọn trong Cài đặt tiêu chuẩn. Bê tông nứt được giả định một cách thận trọng là mặc định. Kiểm tra phá hoại nón bê tông khi chịu kéo và cắt có thể bỏ qua trong Cài đặt tiêu chuẩn, nghĩa là lực được giả định truyền qua cốt thép. Người dùng được cung cấp giá trị của lực này. Do việc sử dụng khả năng chịu lực phá hoại nón bê tông trong công thức kiểm tra phá hoại pry-out bê tông, kiểm tra này cũng bị bỏ qua.

Các kiểm tra tiêu chuẩn sau đây của neo chịu kéo không được cung cấp và cần được kiểm tra bằng thông tin trong Thông số kỹ thuật sản phẩm liên quan (thử nghiệm theo AS 5216:2018: Phụ lục A):

• Phá hoại nhổ của phần tử liên kết (đối với neo cơ học cấy sau) – AS 5216:2018: 6.2.4,
• Phá hoại kết hợp nhổ và nón bê tông (đối với neo dán cấy sau) – AS 5216:2018: 6.2.5,
• Phá hoại do nứt tách bê tông – AS 5216:2018: 6.2.6.

Phá hoại thổi bê tông chỉ được cung cấp cho các neo có bản đệm.

Phá hoại do thép khi chịu kéo

Phá hoại do thép khi chịu kéo được kiểm tra theo Cl. 6.2.2:

$$ϕ_{Ms} N_{tf} = ϕ_{Ms} A_s f_{uf}$$

trong đó:

• $ϕ_{Ms} = \frac{5 f_{yf}}{6 f_{uf}} \le 1/1.4$ – hệ số khả năng chịu lực cho phá hoại do thép khi chịu kéo (Bảng 3.2.4)
• A_s – diện tích chịu kéo của bu lông theo quy định trong AS 1275
• f_uf – cường độ kéo tối thiểu của bu lông theo quy định trong AS 4100 – Bảng 9.3.1

Phá hoại nón bê tông

Phá hoại nón bê tông được kiểm tra theo Cl. 6.2.3 và được cung cấp cho nhóm neo (khi áp dụng). Cường độ đặc trưng của các phần tử liên kết chịu kéo trong một nhóm hoặc một phần tử liên kết đơn là:

$$ϕ_{Mc} N_{Rk,c} = ϕ_{Mc} N_{Rk,c}^0 \left ( \frac{A_{c,N}}{A^0_{c,N}} \right ) \psi_{s,N} \psi_{re,N} \psi_{ec,N} \psi_{M,N}$$

trong đó:

• ϕ_Mc – hệ số khả năng chịu lực cho các dạng phá hoại neo liên quan đến bê tông, có thể chỉnh sửa trong cài đặt tiêu chuẩn; giá trị khuyến nghị là 1/1.5 (Bảng 3.2.4)
• $N_{Rk,c}^0 = k_1 \sqrt{f'_c} h_{ef}^{1.5}$ – cường độ đặc trưng của một phần tử liên kết, ở xa ảnh hưởng của các phần tử liên kết lân cận hoặc cạnh của cấu kiện bê tông – Cl. 6.2.3.2
• A_c,N – diện tích hình chiếu thực tế của nón phá hoại của phần tử liên kết bị giới hạn bởi các phần tử liên kết lân cận và cạnh của cấu kiện bê tông – Cl. 6.2.3.3
• A_c,N⁰ = s_cr,N² – diện tích hình chiếu tham chiếu của một phần tử liên kết đơn với khoảng cách cạnh ít nhất bằng 1.5 h_ef – Cl. 6.2.3.3
• $\psi_{s,N} = 0.7 + 0.3 \frac{c}{c_{cr,N}} \le 1$ – tham số liên quan đến phân bố ứng suất trong bê tông do phần tử liên kết gần cạnh cấu kiện bê tông – Cl. 6.2.3.4
• $\psi_{re,N} = 0.5 + \frac{h_{ef}}{200} \le 1$– tham số tính đến hiệu ứng bong tróc lớp bảo vệ – Cl. 6.2.3.5
• $\psi_{ec,N} = \frac{1}{1+2 e_N / s_{cr,N}} \le 1$ – tham số tính đến độ lệch tâm của tải trọng tổng hợp trong nhóm phần tử liên kết – Cl. 6.2.3.6
• $\psi_{M,N} = 2- \frac{2 z}{3 h_{ef}} \ge 1$ – tham số tính đến ảnh hưởng của lực nén giữa bản đế và bê tông – Cl. 6.2.3.7; tham số này bằng 1 nếu c < 1.5 h_ef hoặc tỷ lệ lực nén (bao gồm lực nén do uốn) trên tổng lực kéo trong các neo nhỏ hơn 0.8
• \item k₁ – tham số; đối với neo đúc sẵn (Loại neo – bản đệm) k₁ = k_cr,N = 8.9 cho bê tông nứt và k₁ = k_ucr,N = 12.7 cho bê tông không nứt; đối với neo cấy sau (Loại neo – thẳng) k₁ = k_cr,N = 7.7 cho bê tông nứt và k₁ = k_ucr,N = 11.0 cho bê tông không nứt
• s_cr,N = 2 c_cr,N = 3 h_ef – khoảng cách giữa các phần tử liên kết
• c_cr,N = 1.5 h_ef – khoảng cách cạnh đặc trưng
• h_ef – chiều sâu neo hiệu dụng của phần tử liên kết, trong trường hợp cấu kiện bê tông hẹp, Cl. 6.2.3.8 áp dụng và$h'_{ef} = \max \left ( \frac{c_{max}}{c_{cr,N}}h_{ef}; \, \frac{s_{max}}{s_{cr,N}}h_{ef} \right )$
• z – cánh tay đòn nội lực
• c – khoảng cách cạnh nhỏ nhất

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 Cl. 6.2.8, cốt thép gia cường có thể được sử dụng để truyền lực gây ra phá hoại nón bê tông. Cốt thép đó cần được thiết kế theo AS 3600.

Phá hoại nhổ

Phá hoại nhổ được kiểm tra cho các phần tử liên kết đúc sẵn có đầu (Loại neo – bản đệm) theo SA TS 101:2015 – Cl. 6.2.3:

$$ϕ_{Mc} N_{Rk,p} = k_1 A_h f'_c$$

• ϕ_Mc – hệ số khả năng chịu lực cho các dạng phá hoại neo liên quan đến bê tông, có thể chỉnh sửa trong cài đặt tiêu chuẩn; giá trị khuyến nghị là 1/1.5 (Bảng 3.2.4)
• k₁ – tham số liên quan đến trạng thái bê tông; đối với bê tông nứt k₁ = 8.0, đối với bê tông không nứt k₁ = 11.2
• A_h – diện tích đầu chịu lực của phần tử liên kết; đối với bản đệm tròn A_h = \frac{\pi}{4} \left ( d_h^2 - d^2 \right$, đối với bản đệm chữ nhật $A_h = a_{wp}^2 - \frac{\pi}{4} d^2$
• d_h ≤ 6 t_h + d – đường kính đầu phần tử liên kết
• t_h – chiều dày đầu của phần tử liên kết có đầu
• d – đường kính thân phần tử liên kết
• a_wp – chiều dài cạnh của bản đệm chữ nhật
• f'_c – cường độ nén đặc trưng của bê tông

Phá hoại nhổ đối với các neo không phải neo đúc sẵn có đầu không được tính toán và khả năng chịu lực cần được nhà sản xuất đảm bảo hoặc xác định bằng thử nghiệm và đánh giá theo Phụ lục A.

Cả khả năng chịu lực đối với phá hoại nứt tách trong quá trình thi công (Cl. 6.2.6.1) lẫn do tải trọng (Cl. 6.2.6.2) đều không được cung cấp và cần được nhà sản xuất đảm bảo hoặc xác định bằng thử nghiệm và đánh giá theo Phụ lục A.

Phá hoại thổi bê tông

Phá hoại thổi bê tông được kiểm tra cho các neo có đầu (Loại neo – bản đệm) với khoảng cách cạnh c ≤ 0.5 h_ef theo Cl. 6.2.7. Các neo được xem là nhóm nếu khoảng cách của chúng gần cạnh là s ≤ 4 c₁. Neo undercut có thể được kiểm tra theo cách tương tự nhưng giá trị A_h không xác định được trong phần mềm. Phá hoại thổi bê tông của neo undercut có thể được xác định bằng cách chọn bản đệm với kích thước tương ứng.

$$ϕ_{Mc} N_{Rk,cb} = ϕ_{Mc} N_{Rk,cb}^0 \frac{A_{c,Nb}}{A_{c,Nb}^0} \psi_{s,Nb} \psi_{g,Nb} \psi_{ec,Nb}$$

trong đó:

• ϕ_Mc – hệ số khả năng chịu lực cho các dạng phá hoại neo liên quan đến bê tông, có thể chỉnh sửa trong cài đặt tiêu chuẩn; giá trị khuyến nghị là 1/1.5 (Bảng 3.2.4)
• $N_{Rk,cb}^0 = k_5 c_1 \sqrt{A_h} \sqrt{f'_c}$ – cường độ đặc trưng của một phần tử liên kết đơn ở xa ảnh hưởng của các phần tử liên kết lân cận và cạnh của cấu kiện bê tông – Cl. 6.2.7.2
• A_c,Nb – diện tích hình chiếu thực tế của phần tử liên kết bị giới hạn bởi các cạnh của cấu kiện bê tông (c₂ ≤ 2 c₁), sự hiện diện của các phần tử liên kết lân cận (s ≤ 4 c₁) hoặc chiều dày cấu kiện – Cl. 6.2.7.3
• A_c,Nb⁰ = (4 c₁)² – diện tích hình chiếu tham chiếu của một phần tử liên kết đơn với khoảng cách cạnh bằng c₁ – Cl. 6.2.7.3
• $\psi_{s,Nb} = 0.7+0.3 \frac{c_2}{2 c_1} \le 1$ – tham số tính đến sự xáo trộn ứng suất trong bê tông do phần tử liên kết gần góc cấu kiện bê tông – Cl. 6.2.7.4
• $\psi_{g,Nb} = \sqrt{n} + (1-\sqrt{n}) \frac{s_2}{4c_1} \ge 1$ – tham số tính đến hiệu ứng nhóm – Cl. 6.2.7.5
• $\psi_{ec,Nb} = \frac{1}{1+2 e_N / s_{cr,Nb}} \le 1$ – tham số tính đến độ lệch tâm của tải trọng tác dụng lên nhóm phần tử liên kết – Cl. 6.2.7.6
• k₅ – tham số liên quan đến trạng thái bê tông; đối với bê tông nứt k₅ = 8.7, đối với bê tông không nứt k₅ = 12.2
• c₁ – khoảng cách cạnh của phần tử liên kết theo phương 1 về phía cạnh gần nhất
• c₂ – khoảng cách cạnh của phần tử liên kết vuông góc với phương 1, là khoảng cách cạnh nhỏ nhất trong cấu kiện hẹp có nhiều khoảng cách cạnh
• A_h – diện tích đầu chịu lực của phần tử liên kết; đối với bản đệm tròn A_h = \frac{\pi}{4} \left ( d_h^2 - d^2 \right, đối với bản đệm chữ nhật $A_h = a_{wp}^2 - \frac{\pi}{4} d^2$
• f'_c – cường độ nén đặc trưng của bê tông
• n – số phần tử liên kết trong một hàng song song với cạnh cấu kiện bê tông
• s₂ – khoảng cách giữa các phần tử liên kết trong nhóm vuông góc với phương 1
• s_cr,Nb = 4 c₁ – khoảng cách cần thiết để phần tử liên kết phát huy cường độ kéo đặc trưng chống phá hoại thổi bê tông

Phá hoại do thép khi chịu cắt

Phá hoại do thép khi chịu cắt được xác định theo Cl. 7.2.2. Giả định rằng neo được làm từ thanh ren có cùng đặc tính vật liệu như bu lông.

Lực cắt không có cánh tay đòn

Lực cắt không có cánh tay đòn được giả định khi chọn stand-off – trực tiếp. Giả định rằng các phần tử liên kết được làm từ thép dẻo và hệ số k₇ = 1. Mỗi phần tử liên kết được kiểm tra riêng lẻ. Khả năng chịu lực được xác định theo AS 5216 – Cl. 7.2.2.2 và AS 4100 – Cl. 9.2.2.1:

$$ϕ_{Ms} V_{Rk,s} = ϕ_{Ms} 0.62 f_{uf} A$$

trong đó:

• $ϕ_{Ms} = f_{yf} / f_{uf} \le 0.8$ khi f_uf ≤ 800 MPa và f_yf / f_uf ≤ 0.8; ϕ_Ms = 2/3 trong các trường hợp khác – hệ số khả năng chịu lực cho phá hoại do thép khi chịu cắt (Bảng 3.2.4)
• f_uf – cường độ kéo tối thiểu của bu lông theo quy định trong AS 4100 Bảng 9.2.1
• A – diện tích bu lông bằng A_c hoặc A_o, lần lượt là diện tích đường kính nhỏ của bu lông theo định nghĩa trong AS 1275 hoặc diện tích danh nghĩa của thân bu lông trơn

Đối với các phần tử liên kết có h_ef / d < 5 trong bê tông có f'_c < 20 MPa, V_Rk,s được nhân với hệ số bằng 0.8.

Lực cắt có cánh tay đòn

Cường độ chịu cắt của thép có cánh tay đòn được tính theo Cl. 7.2.2.3:

$$ϕ_{Ms} V_{Rk,s,M} = ϕ_{Ms} \frac{\alpha_M M_{Rk,s}}{l_a}$$

trong đó:

• $ϕ_{Ms} = f_{yf} / f_{uf} \le 0.8$ khi f_uf ≤ 800 MPa và f_yf / f_uf ≤ 0.8; ϕ_Ms = 2/3 trong các trường hợp khác – hệ số khả năng chịu lực cho phá hoại do thép khi chịu cắt (Bảng 3.2.4)
• α_M = 2 – tham số tính đến mức độ ngàm, bản đế được giả định không cho phép xoay – Cl. 4.2.2.4
• $M_{Rk,s} = M_{Rk,s}^0 \left ( 1- \frac{N^*}{ϕ_{Ms} N_{Rk,s}} \right )$ – cường độ uốn đặc trưng của phần tử liên kết chịu ảnh hưởng của tải trọng dọc trục
• l_a = a₃ + e₁ – chiều dài cánh tay đòn
• a₃ = 0.5 d – khoảng cách từ điểm ngàm giả định của phần tử liên kết chịu cắt đến bề mặt bê tông
• e₁ = t_g + t_fix / 2 – độ lệch tâm của tải trọng cắt tác dụng so với bề mặt bê tông, bỏ qua chiều dày lớp vữa san phẳng
• t_g – chiều dày lớp vữa
• t_fix – chiều dày bản mã chân cột
• d – đường kính danh nghĩa của phần tử liên kết
• N* – giá trị thiết kế lực kéo
• ϕ_Ms N_Rk,s – cường độ kéo của phần tử liên kết khi phá hoại do thép
• M_Rk,s⁰ = 1.2 W_el f_uf – cường độ uốn đặc trưng của phần tử liên kết – ETAG 001 – Phụ lục C
• W_el = π d³ / 32 – mô đun chống uốn đàn hồi của phần tử liên kết, đường kính giảm do ren, $d_s = \sqrt{\frac{4 A_s}{\pi}}$, được sử dụng thay cho đường kính danh nghĩa, d, nếu chọn Mặt phẳng cắt trong ren

Phá hoại cạnh bê tông

Phá hoại cạnh bê tông được kiểm tra theo Cl. 7.2.3. Nếu các nón bê tông của các phần tử liên kết giao nhau, chúng được kiểm tra như một nhóm. Các cạnh theo phương tải trọng cắt được kiểm tra. Toàn bộ tải trọng tại bản mã chân cột được giả định truyền qua phần tử liên kết gần cạnh được kiểm tra.

$$ϕ_{Mc} V_{Rk,c} = ϕ_{Mc} V_{Rk,c}^0 \frac{A_{c,V}}{A_{c,V}^0} \psi_{s,V} \psi_{h,V} \psi_{ec,V} \psi_{\alpha,V} \psi_{re,V}$$

trong đó:

• ϕ_Mc – hệ số khả năng chịu lực cho các dạng phá hoại neo liên quan đến bê tông, có thể chỉnh sửa trong cài đặt tiêu chuẩn; giá trị khuyến nghị là 1/1.5 (Bảng 3.2.4)
• $V_{Rk,c}^0 = k_9 d^{\alpha} l_f^{\beta} \sqrt{f'_c} c_1^{1.5}$ – giá trị ban đầu của cường độ cắt đặc trưng của phần tử liên kết – Cl. 7.2.3.2
• A_c,V – diện tích thực tế của thân phá hoại bê tông lý tưởng hóa – Cl. 7.2.3.3
• A_c,V⁰ = 4.5 c₁² – diện tích hình chiếu tham chiếu của nón phá hoại – Cl. 7.2.3.3
• $psi_{s,V} = 0.7 + 0.3 \frac{c_2}{1.5 c_1} \le 1$ – tham số tính đến sự xáo trộn phân bố ứng suất trong cấu kiện bê tông – Cl. 7.2.3.4
• $\psi_{h,V} = \left ( \frac{1.5 c_1}{h} \right ) ^{0.5} \ge 1$ – tham số tính đến ảnh hưởng của chiều dày cấu kiện – Cl. 7.2.3.5
• $\psi_{ec,V} = \frac{1}{1+2 e_V / (3c_1)} \le 1$ – tham số tính đến độ lệch tâm của tải trọng tổng hợp trong nhóm phần tử liên kết – Cl. 7.2.3.6
• $\psi_{\alpha,V} = \sqrt{\frac{1}{(\cos \alpha_V)^2 + (0.5 \sin \alpha_V)^2}} \ge 1$ – tham số tính đến góc của tải trọng tác dụng – Cl. 7.2.3.7
• ψ_re,V = 1 – tham số tính đến hiệu ứng bong tróc lớp bảo vệ – Cl. 7.2.3.8, giả định không có cốt thép cạnh hoặc đai thép
• k₉ – tham số tính đến trạng thái bê tông; đối với bê tông nứt k₉ = 1.7, đối với bê tông không nứt k₉ = 2.4
• d – đường kính danh nghĩa của phần tử liên kết
• $\alpha = 0.1 \left ( \frac{l_f}{c_1} \right ) ^{0.5}$
• $\beta = 0.1 \left ( \frac{d}{c_1} \right ) ^{0.2}$
• l_f = h_ef ≤ 12 d khi d ≤ 24 mm; l_f = h_ef ≤ max (8 d, 300 mm) khi d > 24 mm – tham số liên quan đến chiều dài phần tử liên kết
• f'_c – cường độ nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông ở 28 ngày
• c₁ – khoảng cách cạnh của phần tử liên kết đến cạnh được kiểm tra; theo Cl. 7.2.3.9, đối với cấu kiện hẹp, c_2,max < 1.5 c₁ đồng thời được coi là mỏng, h < 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/ 1.5, s_c,max / 3)
• c₂ – khoảng cách cạnh nhỏ hơn của phần tử liên kết theo phương vuông góc với cạnh được kiểm tra
• h – chiều dày cấu kiện bê tông
• e_V – độ lệch tâm của lực cắt tổng hợp tác dụng lên nhóm phần tử liên kết so với trọng tâm của các phần tử liên kết chịu cắt
• α_V – góc giữa tải trọng tác dụng lên phần tử liên kết hoặc nhóm phần tử liên kết và phương vuông góc với cạnh tự do đang xét, 0° < α_V < 90°
• h_ef – chiều sâu neo hiệu dụng của phần tử liên kết

Theo Cl. 6.2.8, cốt thép gia cường có thể được sử dụng để truyền lực gây ra phá hoại cạnh bê tông và/hoặc phá hoại pry-out bê tông. Cốt thép đó cần được thiết kế theo AS 3600.

Phá hoại pry-out bê tông

Phá hoại pry-out bê tông được kiểm tra theo Cl. 7.2.4. Tất cả các neo tại một bản mã chân cột được giả định chịu cắt và khả năng chịu lực phá hoại nón bê tông, N_Rk,c, được sử dụng trong tính toán, được tính với giả định tất cả các neo chịu kéo không có độ lệch tâm. Không giả định có cốt thép gia cường.

$$ϕ_{Mc} V_{Rk,cp} = ϕ_{Mc} k_8 N_{Rk,c}$$

trong đó:

• ϕ_Mc – hệ số khả năng chịu lực cho các dạng phá hoại neo liên quan đến bê tông, có thể chỉnh sửa trong cài đặt tiêu chuẩn; giá trị khuyến nghị là 1/1.5 (Bảng 3.2.4)
• k₈ – tham số được công bố trong Báo cáo Đánh giá, theo ETAG 001 – Phụ lục C, đối với h_ef < 60 mm, k₈ = 1 và đối với h_ef ≥ 60 mm, k₈ = 2
• N_Rk,c – cường độ nón bê tông đặc trưng cho một phần tử liên kết đơn hoặc phần tử liên kết trong nhóm

Tải trọng kết hợp kéo và cắt

Khả năng chịu lực của phần tử liên kết chịu tải trọng kết hợp kéo và cắt được xác định theo Chương 8.

Phá hoại do thép

Đánh giá khả năng chịu tải trọng kết hợp kéo và cắt của phần tử liên kết dựa trên AS 4100:

$$\left ( \frac{N^*}{ϕ_{Ms} N_{Rk,s}} \right ) ^2 + \left ( \frac{V^*}{ϕ_{Ms} V_{Rk,s}} \right ) ^2 \le 1.0$$

Phá hoại do bê tông

Các dạng phá hoại khác ngoài thép được kiểm tra theo Cl. 8.2.1:

$$\left ( \frac{N^*}{ϕ_{Mc} N_{Rk,i}} \right ) ^{1.5} + \left ( \frac{V^*}{ϕ_{Mc} V_{Rk,i}} \right ) ^{1.5} \le 1.0$$

trong đó:

• N* – giá trị thiết kế lực kéo tác dụng lên một phần tử liên kết đơn hoặc nhóm
• V* – giá trị thiết kế lực cắt tác dụng lên một phần tử liên kết đơn hoặc nhóm
• N_Rk,i – cường độ kéo đặc trưng của phần tử liên kết hoặc nhóm theo dạng phá hoại 'i'
• V_Rk,i – cường độ cắt đặc trưng của phần tử liên kết hoặc nhóm theo dạng phá hoại 'i'
• $ϕ_{Ms} = \frac{5 f_{yf}}{6 f_{uf}}$ – hệ số khả năng chịu lực cho phá hoại do thép khi chịu kéo (Bảng 3.2.4)
• ϕ_Ms = f_yf / f_uf ≤ 0.8 khi f_uf ≤ 800 MPa và f_yf / f_uf ≤ 0.8; ϕ_Ms = 2/3 trong các trường hợp khác – hệ số khả năng chịu lực cho phá hoại do thép khi chịu cắt (Bảng 3.2.4)
• ϕ_Mc – hệ số khả năng chịu lực cho các dạng phá hoại neo liên quan đến bê tông, có thể chỉnh sửa trong cài đặt tiêu chuẩn; giá trị khuyến nghị là 1/1.5 (Bảng 3.2.4)

Neo có stand-off

Neo có stand-off được thiết kế như cấu kiện dầm theo AS 4100 với các hệ số khả năng chịu lực của bu lông. Chiều dài giả định của cấu kiện là tổng chiều cao khe hở, một nửa chiều dày đường kính danh nghĩa và một nửa chiều dày bản mã chân cột. Neo có stand-off thường được kiểm tra như giai đoạn thi công trước khi bơm vữa.

Khả năng chịu uốn

Khả năng chịu uốn được xác định theo AS 4100, Cl. 5.1.

M* ≤ ϕ M_s

trong đó:

• M* – mô men uốn tác dụng lên neo được xác định bằng phương pháp phần tử hữu hạn
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực cho bu lông
• M_s = f_y Z_e – khả năng chịu mô men của tiết diện khi uốn
• f_y – giới hạn chảy của neo
• Z_e = min {S, 1.5 · Z} – mô đun chống uốn hiệu dụng – Cl. 5.2.3
• $S = \frac{d^3}{6}$ – mô đun chống uốn dẻo; nếu chọn Mặt phẳng cắt trong ren, đường kính danh nghĩa d được thay bằng đường kính giảm do ren, d_s
• $Z = \frac{1}{32} \pi d^3$ – mô đun chống uốn đàn hồi; nếu chọn Mặt phẳng cắt trong ren, đường kính danh nghĩa d được thay bằng đường kính giảm do ren, d_s

Khả năng chịu cắt

Khả năng chịu cắt được xác định theo AS 4100, Cl. 5.11.

V* ≤ ϕ V_w

trong đó:

• V* – giá trị thiết kế lực cắt
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực cho bu lông
• V_w = 0.6 f_y A_w – khả năng chảy dẻo danh nghĩa khi cắt – Cl. 5.11.4
• f_y – giới hạn chảy của neo
• A_w = 0.844 A_s – diện tích chịu cắt
• A_s – diện tích chịu kéo của bu lông theo định nghĩa trong AS 1275

Khả năng chịu nén dọc trục

Khả năng chịu nén dọc trục được xác định theo AS 4100, Cl. 6. Oằn được tính đến theo Cl. 6.3:

N* ≤ ϕ N_c

trong đó:

• N* – giá trị thiết kế lực nén
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực cho bu lông
• N_c = α_c N_s ≤ N_s – khả năng chịu lực danh nghĩa của cấu kiện – Cl. 6.3.3
• N_s = k_f A_s f_y – khả năng chịu lực danh nghĩa của tiết diện – Cl. 6.2
• f_y – giới hạn chảy của neo
• l_e = k_e l – chiều dài hiệu dụng – Cl. 6.3.2
• k_e = 2 – hệ số chiều dài hiệu dụng của cấu kiện, giả định thận trọng rằng neo được ngàm ở đáy và khớp ở đỉnh như cấu kiện có chuyển vị ngang
• l = l_gap + d / 2 + t_p / 2 – chiều dài giả định của cấu kiện
• l_gap – chiều cao khe hở
• d – đường kính danh nghĩa của bu lông
• t_p – chiều dày bản mã chân cột
• $\alpha_c = \xi \left \{ 1 - \sqrt{1- \left ( \frac{90}{\xi \lambda} \right )^2 } \right \}$ – hệ số giảm độ mảnh của cấu kiện chịu nén – Cl. 6.3.3
• $\xi = \frac{\left( \frac{\lambda}{90} \right)^2 + 1 + \eta}{2 \left( \frac{\lambda}{90} \right)^2}$ – hệ số cấu kiện chịu nén – Cl. 6.3.3
• $\lambda = \lambda_n + \alpha_a \alpha_b$ – tỷ số độ mảnh – Cl. 6.3.3
• $\eta = 0.00326 (\lambda-13.5)$ – hệ số khuyết tật cấu kiện chịu nén – Cl. 6.3.3
• $\lambda_n = \frac{l_e}{r} \sqrt{k_f} \sqrt{\frac{f_y}{250}}$ – độ mảnh hiệu chỉnh của cấu kiện chịu nén – Cl. 6.3.3
• k_f = 1 – hệ số hình dạng – Cl. 6.2.2
• $r = \sqrt{\frac{I_s}{A_s}}$ – bán kính quán tính
• $I_s = \frac{1}{64} \pi d_s^4$ – mô men quán tính
• A_s – diện tích chịu kéo của bu lông theo định nghĩa trong AS 1275
• $d_s = \sqrt{\frac{4 A_s}{\pi}}$ – đường kính giảm do ren
• $\alpha_a = \frac{2100 (\lambda_n - 13.5)}{\lambda_n^2 - 15.3 \lambda_n + 2050}$ – hệ số cấu kiện chịu nén – Cl. 6.3.3
• α_b = 0.5 – hằng số tiết diện cấu kiện chịu nén - Bảng 6.3.3

Khả năng chịu kéo dọc trục

Khả năng chịu kéo dọc trục được xác định theo AS 4100, Cl. 7:

N* ≤ ϕ N_t

trong đó:

• N* – giá trị thiết kế lực kéo
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực cho bu lông
• N_t = A_s f_y – khả năng chịu lực danh nghĩa của tiết diện bu lông khi chịu kéo – Cl. 7.2
• A_s – diện tích chịu kéo của bu lông theo quy định trong AS 1275
• f_y – giới hạn chảy của neo

Tương tác của tải trọng

Nếu neo có stand-off chịu tải trọng cắt và lực nén, kiểm tra tương tác của tải trọng được thực hiện:

$$\frac{N^*}{\phi N_c} + \frac{M^*}{\phi M_s} \le 1$$

trong đó:

• N* – giá trị thiết kế lực nén
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực cho bu lông
• N_c – khả năng chịu nén
• M* – giá trị thiết kế mô men uốn do lực cắt trên cánh tay đòn
• M_s – khả năng chịu uốn

Ngoài ra, các kiểm tra phá hoại cắt do thép và phá hoại cắt do bê tông (phá hoại cạnh bê tông, phá hoại pry-out bê tông) được thực hiện.

Nếu neo có stand-off chịu tải trọng cắt và lực kéo, kiểm tra tương tác của tải trọng được thực hiện:

$$\frac{N_{tf}^*}{\phi N_{t}} + \frac{M^*}{\phi M_s} \le 1$$

trong đó:

• N*_tf – giá trị thiết kế lực kéo
• ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực cho bu lông
• N_t – khả năng chịu kéo
• M* – giá trị thiết kế mô men uốn do lực cắt trên cánh tay đòn
• M_s – khả năng chịu uốn

Ngoài ra, các kiểm tra phá hoại cắt do thép và phá hoại do bê tông khi chịu kéo và cắt được thực hiện.

Bu lông

Khoảng cách tối thiểu giữa các bu lông (khoảng cách giữa các tâm lỗ bu lông) không được nhỏ hơn 2,5 lần đường kính danh nghĩa của bu lông. Giá trị này được khuyến nghị trong Điều 9.5.1 và có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn.

Khoảng cách tối thiểu từ tâm lỗ bu lông đến mép bản (khoảng cách từ tâm lỗ bu lông đến mép bản thép) không được nhỏ hơn 1,25 lần đường kính danh nghĩa của bu lông. Giá trị này được khuyến nghị trong Điều 9.5.2 cho mép cán và có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn.

Mối hàn

Kích thước tối thiểu của mối hàn góc được kiểm tra theo Điều 9.6.3.2 và phải lấy giá trị nhỏ hơn giữa chiều dày của phần mỏng hơn được liên kết và giá trị trong bảng sau:

Kích thước mối hàn được lấy bằng $\sqrt{2}$ lần chiều cao họng hàn.

Neo

Khoảng cách tối thiểu giữa các neo phải thỏa mãn s ≥ 4d, trong đó d là đường kính danh nghĩa của neo. Hệ số 4 có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn.

Khoảng cách tối thiểu từ tâm neo đến mép tuân theo quy tắc áp dụng cho bu lông, tức là không được nhỏ hơn 1,25 lần đường kính danh nghĩa của bu lông. Giá trị này được khuyến nghị trong Điều 9.5.2 cho mép cán và có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn.

Các nút liên kết được phân loại theo độ cứng của nút thành:

• Ngàm cứng – các nút liên kết có sự thay đổi không đáng kể về góc ban đầu giữa các cấu kiện,
• Liên kết bán cứng – các nút liên kết được giả định có khả năng cung cấp mức độ ràng buộc uốn đáng tin cậy và đã biết,
• Khớp – các nút liên kết không phát sinh mô men uốn.

Tiêu chuẩn Úc AS 4100, Điều 4.2 không cung cấp ranh giới chính xác, do đó các nút liên kết được phân loại theo phần chú giải trong AISC 360-16, Điều B3.4.

• Ngàm cứng – $\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \ge 20$
• Liên kết bán cứng – $2 < \frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} < 20$
• Khớp – $\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \le 2$

trong đó:

• S_j,ini – độ cứng ban đầu của nút liên kết; độ cứng của nút liên kết được giả định là tuyến tính đến 2/3 của M_j,Rd
• L_b – chiều dài lý thuyết của cấu kiện được phân tích
• E – mô đun đàn hồi Young
• I_b – mô men quán tính của cấu kiện được phân tích
• M_j,Rd – khả năng chịu mô men thiết kế của nút liên kết

Thiết kế theo năng lực chịu lực là một phần của kiểm tra động đất và đảm bảo rằng nút liên kết có đủ khả năng biến dạng.

Mục tiêu của thiết kế theo năng lực chịu lực là xác nhận rằng công trình có ứng xử dẻo có kiểm soát nhằm tránh sụp đổ trong trận động đất ở mức thiết kế. Thiết kế theo năng lực chịu lực không có trong tiêu chuẩn Úc nên tiêu chuẩn New Zealand được sử dụng thay thế. Khớp dẻo được kỳ vọng xuất hiện tại cấu kiện tiêu tán năng lượng và tất cả các cấu kiện không tiêu tán năng lượng của nút liên kết phải có khả năng truyền lực an toàn do sự chảy dẻo trong cấu kiện tiêu tán năng lượng. Cấu kiện tiêu tán năng lượng thường là dầm trong khung chịu mô men nhưng cũng có thể là, ví dụ, bản mã đầu dầm. Hệ số an toàn không được sử dụng cho các cấu kiện tiêu tán năng lượng. Cường độ chảy dẻo của cấu kiện tiêu tán năng lượng được tính là F_y,max = 0.9 ϕ_os ϕ_omf_y, trong đó:

• ϕ_os – hệ số tăng bền biến dạng; các giá trị khuyến nghị là ϕ_os = 1.15 cho dầm trong khung chịu mô men, γ_sh = 1.0 trong các trường hợp khác; có thể chỉnh sửa trong thao tác
• ϕ_om – hệ số cường độ vượt mức – EN 1998-1, Cl. 6.2; giá trị khuyến nghị là ϕ_om = 1.3; có thể chỉnh sửa trong vật liệu

Biểu đồ vật liệu được điều chỉnh theo hình dưới đây:

Cường độ tăng lên của cấu kiện tiêu tán năng lượng cho phép nhập tải trọng gây ra khớp dẻo xuất hiện tại cấu kiện tiêu tán năng lượng. Trong trường hợp khung chịu mô men và dầm là cấu kiện tiêu tán năng lượng, dầm cần được tải bởi M_y = f_y,maxW_pl,y và lực cắt tương ứng V_z = –2 M_y / L_h, trong đó:

• f_y – cường độ chảy dẻo đặc trưng
• W_pl,y – mô đun tiết diện dẻo
• L_h – khoảng cách giữa các khớp dẻo trên dầm

Trong trường hợp nút liên kết không đối xứng, dầm cần được tải bởi cả mô men uốn dương và mô men uốn âm cùng với các lực cắt tương ứng.

Các bản thép của cấu kiện tiêu tán năng lượng được loại trừ khỏi kiểm tra tiêu chuẩn.