Bg dien-tu-btult

l

b) PP

N N

l

a)

KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc

Bai 1. Kh¸i niÖm chung1. B¶n chÊt cña bª t«ng øng lùc tríc (BT¦LT)

Kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña bª t«ng (BT) rÊt kÐm, v× vËy dÔ bÞ nøt trong qu¸ tr×nh chÞu lùc, khã øng dông cho cÊu kiÖn nhÞp lín. Nh vËy cÇn ph¶i t¨ng kh¶ n¨ng chèng nøt b»ng çch t¨ng kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña BT trong giai ®o¹n sö dông.

Trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o ngêi ta ®· t¹o ra øng suÊt nÐn tríc ban ®Çu t¹i hÇu hÕt nh÷ng miÒn cña cÊu kiÖn sÏ ph¸t sinh øng suÊt kÐo.

Trong khi bª t«ng cèt thÐp (BTCT) chØ lµ sù kÕt hîp ®¬n thuÇn gi÷a BT vµ cèt thÐp (CT) ®Ó chóng cïng lµm viÖc mét çch bÞ ®éng th× BT¦LT lµ sù kÕt hîp mét çch tÝch cùc, cã chñ ý gi÷a BT vµ CT.

Trong cÊu kiÖn BT¦LT, ngêi ta ®Æt vµo mét lùc nÐn tríc t¹o bëi viÖc kÐo CT råi g¾n chÆt nã vµo BT th«ng qua lùc dÝnh hoÆc neo. Nhê tÝnh ®µn håi, CT cã xu híng co l¹i t¹o nªn lùc nÐn tríc vµ g©y ra øng suÊt nÐn tríc trong BT. øng suÊt nÐn nµy sÏ triÖt tiªu hay lµm gi¶m øng suÊt kÐo do t¶i träng sö dông g©y ra, do vËy lµm t¨ng kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña BT vµ lµm h¹n chÕ sù ph¸t triÓn cña vÕt nøt .

¦LT chÝnh lµ viÖc t¹o ra cho kÕt cÊu mét çch cã chñ ý çc øng suÊt t¹m thêi nh»m t¨ng cêng sù lµm viÖc cña vËt liÖu trong çc ®iÒu kiÖn sö dông kh¸c nhau. Nãi çch kh¸c, tríc khi cÊu kiÖn chÞu t¶i träng sö dông, CT ®· bÞ c¨ng tríc, cßn BT ®· bÞ nÐn tríc.

H×nh 1.1. Sù lµm viÖc cña dÇm BTCT¦LTa) Khi chÞu lùc nÐn N ®Æt ë ®Çu dÇm

b) Khi chÞu t¶i träng sö dông P

1

BT¦LT ®· trë thµnh mét sù kÕt hîp lý tëng gi÷a hai lo¹i vËt liÖu hiÖn ®¹i cã cêng ®é cao.

HiÖu qu¶ cña ¦LT kh«ng t¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc mµ chØ t¨ng kh¶ n¨ng lµm viÖc BTCT trong giai ®o¹n sö dông, cßn trong giai ®o¹n ph¸ ho¹i th× nh cÊu kiÖn BTCT thêng.2. So s¸nh BT¦LT víi BTCT

Sù kh¸c biÖt lín nhÊt gi÷a hai lo¹i vËt liÖu trªn chÝnh lµ viÖc sö dông vËt liÖu cêng ®é cao trong BT¦LT. Sù xuÊt hiÖn cña BT¦LT - víi tÝnh hîp lý, kinh tÕ vµ kh¶ n¨ng thÝch øng cho çc c«ng tr×nh ®Æc biÖt, mçi lo¹i vËt liÖu cã nh÷ng u, khuyÕt ®iÓm vµ ph¹m vi ¸p dông riªng cña nã, thÓ hiÖn trong çc khÝa c¹nh sau:2.1. §é an toµn

Khi ®îc thiÕt kÕ theo çc tiªu chuÈn hiÖn hµnh, kÕt cÊu BT¦LT cã kh¶ n¨ng chÞu t¶i giíi h¹n t¬ng ®¬ng, thËm chÝ cao h¬n mét chót so víi BTCT. Çc thÝ nghiÖm cho thÊy dÇm BT¦LT cã ®é vâng ®¸ng kÓ tríc khi bÞ ph¸ ho¹i, nh vËy sÏ cho ngêi sö dông nh÷ng c¶nh b¸o râ rÖt tríc khi kÕt cÊu bÞ ph¸ ho¹i. Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng ®éng, t¶i träng lÆp gi÷a hai lo¹i vËt liÖu lµ t¬ng ®¬ng,

Do h¹n chÕ ®îc vÕt nøt vµ sö dông BT chÊt lîng cao nªn kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cña BT¦LT lµ cao h¬n BTCT, nhng mét khi ®· xuÊt hiÖn vÕt nøt th× qu¸ tr×nh ¨n mßn trong BT¦LT sÏ diÔn biÕn nhanh h¬n.

ThÐp cêng ®é cao nh¹y c¶m víi nhiÖt ®é lín h¬n so víi CT th-êng nªn BT¦LT cã kh¶ n¨ng chÞu löa h¹n chÕ h¬n, tuy nhiªn do çp ¦LT thêng ®îc bè trÝ theo d¹ng cong nªn t¹i mét sè vÞ trÝ trªn cÊu kiÖn, BT¦LT cã u thÕ h¬n vÒ líp bª t«ng b¶o vÖ.

Do cã cêng ®é vËt liÖu cao h¬n, tiÕt diÖn thanh m¶nh h¬n, kÕt cÊu BT¦LT ®ßi hái ph¶i ®îc chó ý nhiÒu h¬n trong çc kh©u thiÕt kÕ, thi c«ng vµ l¾p dùng.

Tuæi thä cña kÕt cÊu BT¦LT kh«ng thua kÐm so víi BTCT.2.2. TÝnh kinh tÕ

§Ó chÞu ®îc cïng mét t¶i träng, BT¦LT sö dông mét khèi lîng BT vµ thÐp Ýt h¬n, do sö dông ®îc cÊu kiÖn thanh m¶nh, gi¶m träng lîng b¶n th©n, nªn BT¦LT tiÕt kiÖm ®îc vËt liÖu cho çc bé phËn kÕt cÊu kh¸c nh mãng, cét v.v., víi cÊu kiÖn ®óc s½n, ®iÒu ®ã lµm gi¶m chi phÝ vËn chuyÓn vµ l¾p dùng.

2

Tuy nhiªn vËt liÖu cêng ®é cao sÏ cã gi¸ thµnh ®¬n vÞ cao h¬n, mÆt kh¸c BT¦LT l¹i sö dông nhiÒu thiÕt bÞ chuyªn dông nh neo, çp, v÷a v.v., viÖc gia c«ng, chÕ t¹o cèp pha phøc t¹p h¬n. Chi phÝ thiÕt kÕ, gi¸m s¸t thi c«ng, chi phÝ nh©n c«ng cho mét ®¬n vÞ khèi lîng c«ng viÖc còng cao h¬n. Tuú thuéc vµo kinh nghiÖm, tr×nh ®é cña ®¬n vÞ thi c«ng mµ khèi lîng c«ng viÖc ph¸t sinh còng cã thÓ nhiÒu h¬n.

Nãi chung BT¦LT tá ra cã hiÖu qu¶ kinh tÕ h¬n cho kÕt cÊu nhÞp lín, chÞu t¶i träng nÆng, çc cÊu kiÖn ®iÓn h×nh ®îc thi c«ng hµng lo¹t vµ cÊu kiÖn ®óc s½n hoÆc kÕt cÊu liªn hîp.2.3. Ph¹m vi ¸p dông

Nhê viÖc sö dông vËt liÖu cêng ®é cao, BT¦LT thÝch hîp víi kÕt cÊu nhÞp lín, chÞu t¶i träng nÆng. Do cã thÓ sö dông tiÕt diÖn thanh m¶nh nªn kÕt cÊu BT¦LT ®¸p øng ®îc çc yªu cÇu mü quan. BT¦LT còng phï hîp víi cÊu kiÖn ®óc s½n h¬n do cã träng l-îng nhá h¬n.2.4. KhuyÕt ®iÓm cña BTCT ¦LT:

BTCT ¦LT cã nh÷ng nhîc ®iÓm cÇn ®îc lu ý trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ sö dông nh:

- ¦LT kh«ng nh÷ng g©y ra çc øng suÊt nÐn mµ cßn cã thÓ g©y ra øng suÊt kÐo ë phÝa ®èi diÖn lµm BT cã thÓ bÞ nøt.

- ViÖc chÕ t¹o BTCT ¦LT cÇn cã thiÕt bÞ ®Æc biÖt, cã nh©n c«ng lµnh nghÒ vµ cã sù kiÓm so¸t chÆt chÏ vÒ kü thuËt nÕu kh«ng cã thÓ sÏ lµm mÊt øng lùc tríc do tuét neo, do mÊt lùc dÝnh.

- B¶o ®¶m an toµn lao ®éng còng cÇn ®Æc biÖt lu ý.3. Ph©n lo¹i BT ¦LT

Cã nhiÒu çch ph©n lo¹i BT¦LT tuú thuéc vµo ®Æc ®iÓm thiÕt kÕ vµ ph¬ng ph¸p thi c«ng.3.1. Theo thêi ®iÓm c¨ng cèt thÐp t¹o ¦LT: Ph¬ng ph¸p c¨ng tríc vµ ph¬ng ph¸p c¨ng sau.

Víi ph¬ng ph¸p c¨ng tríc, hÖ thèng t¹o ¦LT bao gåm hai khèi neo ®Æt çch nhau mét kho¶ng çch nµo ®ã, thÐp ¦LT ®îc c¨ng gi÷a hai khèi neo nµy tríc khi ®æ BT, lùc c¨ng ®îc t¹o bëi çc kÝch thuû lùc. Sau khi BT ®ñ cêng ®é, çc ¸p lùc kÝch ®îc th¶ ra, truyÒn ¦LT cho bª t«ng.

Víi ph¬ng ph¸p c¨ng sau, thÐp ¦LT ®îc ®Æt s½n trong cÊu kiÖn, khi BT ®ñ cêng ®é, thÐp ¦LT ®îc c¨ng vµ neo vµo ®Çu cuèi cña cÊu kiÖn.

3

3.2. Theo vÞ trÝ bè trÝ çp ¦LT: Ph¬ng ph¸p c¨ng trong vµ c¨ng ngoµi.

Ph¬ng ph¸p c¨ng trong lµ çch c¨ng tríc thÐp ¦LT n»m trong bª t«ng nh ®· ®Ò cËp tíi ë trªn.

Khi thÐp ¦LT n»m bªn ngoµi cÊu kiÖn, ta cã ph¬ng ph¸p c¨ng ngoµi. Ngoµi ra cã thÓ t¹o ¦LT bëi çc t¸c nh©n kh¸c bªn ngoµi cÊu kiÖn, vÝ dô nh ®èi víi çc kÕt cÊu siªu tÜnh nh dÇm liªn tôc, khung, vßm v.v., b»ng çch chuyÓn vÞ cìng bøc gèi tùa cã thÓ t¹o nªn øng suÊt tríc nh»m ®iÒu chØnh hîp lý sù ph©n bè néi lùc trong kÕt cÊu.

3.3. Theo møc ®é h¹n chÕ øng suÊt kÐo trong cÊu kiÖn trong giai ®o¹n sö dông: øng lùc toµn phÇn vµ øng lùc mét phÇn.

øng lùc toµn phÇn nghÜa lµ cÊu kiÖn ®îc thiÕt kÕ sao cho kh«ng xuÊt hiÖn øng suÊt kÐo khi chÞu t¶i träng sö dông.

NÕu díi t¸c dông cña t¶i träng sö dông, sau khi ¦LT vÉn cã øng suÊt kÐo ®îc khèng chÕ trong cÊu kiÖn, ngêi ta gäi ®ã lµ øng lùc mét phÇn. 3.4. Theo ®Æc ®iÓm cña çp ¦LT: Çp ¦LT dÝnh kÕt (bonded) vµ kh«ng dÝnh kÕt (unbonded).

Çp ¦LT dÝnh kÕt lµ lo¹i çp cã sù b¸m dÝnh víi bª t«ng xung quanh däc theo chiÒu dµi cña nã.

Çp kh«ng dÝnh kÕt ph¶i ®îc b¶o vÖ khái sù ¨n mßn b»ng çc líp m¹ hoÆc bëi mét líp b«i tr¬n chèng dÝnh, nã thêng ®îc bäc bëi èng chÊt dÎo ®Ó tr¸nh sù b¸m dÝnh víi bª t«ng xung quanh. 3.5. Theo viÖc ®Æt çp ¦LT trong cÊu kiÖn: øng lùc th¼ng vµ øng lùc vßng.

§èi víi çc cÊu kiÖn cã d¹ng th¼ng nh dÇm, sµn v.v., tuy r»ng b¶n th©n çc sîi çp ®îc ®Æt theo h×nh parabol nhng chóng kh«ng bÞ uèn cong trªn mÆt b»ng, v× vËy ®îc gäi lµ øng lùc th¼ng.

§èi víi çc kÕt cÊu cã tiÕt diÖn d¹ng trßn nh sil«, bÓ chøa v.v., çc çp ¦LT ®îc ®Æt theo chu vi cña cÊu kiÖn, do vËy gäi lµ øng lùc vßng.4. Sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña BT ¦LT

N¨m 1886, Jackson (San Francisco) ®· buéc chÆt çc sîi d©y thÐp vµo BT khi thi c«ng sµn nhµ b»ng ph¬ng ph¸p cuèn vßm. N¨m 1888, Doehring (§øc) còng ®· t¹o nªn lùc kÐo tríc vµo kim

4

lo¹i ®Æt trong BT tríc khi chÊt t¶i cho b¶n sµn, tuy nhiªn ®· kh«ng ®¹t ®îc thµnh c«ng do viÖc øng lùc trong CT sím bÞ mÊt m¸t do sù co ngãt vµ tõ biÕn cña BT. N¨m 1908, Steiner (Mü) ®· ®Ò xuÊt viÖc gia cêng çc sîi CT sau khi x¶y ra co ngãt vµ tõ biÕn cña BT, nh»m phôc håi mét phÇn çc øng lùc ®· bÞ mÊt m¸t. N¨m 1925, Dill (Nebraska) ®· sö dông çc thanh CT ®îc s¬n phñ nh»m tr¸nh lùc dÝnh víi BT, sau khi ®æ BT, çc thanh CT ®îc kÐo vµ neo vµo BT b»ng çc ®ai èc, tuy nhiªn ph¬ng ph¸p nµy ®· kh«ng ®îc ¸p dông v× nh÷ng lý do kinh tÕ.

N¨m 1928, sù ph¸t triÓn cña BT¦LT hiÖn ®¹i thùc sù ®îc khëi ®Çu bëi E. Freyssinet (Ph¸p) víi viÖc sö dông çc sîi thÐp ULT cã cêng ®é cao, tuy nhiªn ph¬ng ph¸p thùc hµnh ®Çu tiªn ®îc t×m ra bëi E. Hoyer (§øc). Víi ph¬ng ph¸p nµy çc sîi thÐp ®îc c¨ng gi÷a hai bÖ neo ®Æt çch nhau vµi chôc mÐt tríc khi ®óc mét vµi cÊu kiÖn trong çc khu«n ®Æt gi÷a hai khèi neo, khi BT ®¹t ®ñ cêng ®é, sîi thÐp ®îc c¾t khái neo vµ sÏ g©y nªn ¦LT trong çc cÊu kiÖn ®ã.

KÓ tõ khi ph¬ng ph¸p ¦LT b»ng çc thiÕt bÞ neo ®îc ph¸t minh, BT¦LT thùc sù ®îc øng dông réng r·i bëi ®é tin cËy vµ tÝnh kinh tÕ cña nã. N¨m 1939, Freyssinet ®· ph¸t triÓn çc neo cã d¹ng nªm h×nh c«n vµ çc kÝch thuû lùc hai chiÒu, võa kÐo cèt thÐp, võa ®Èy cho çc nªm d¹ng c«n lång vµo nhau t¹o nªn mét kiÓu neo rÊt ch¾c ch¾n.

Tõ n¨m 1945, sau chiÕn tranh thÕ giíi thø hai vµ sù khan hiÕm cña thÐp x©y dùng ë ch©u ¢u, víi ®Æc ®iÓm lµ sö dông Ýt thÐp h¬n, BT¦LT ®· trë thµnh mét vËt liÖu x©y dùng ®ãng vai trß quan träng. Tõ ®ã cho ®Õn nay, cïng víi qu¸ tr×nh kh«ng ngõng ®îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn, BT¦LT ®· ®îc c«ng nhËn nh mét gi¶i ph¸p hoµn toµn tin cËy, an toµn, kinh tÕ vµ ®· ®îc øng dông réng r·i trong x©y dùng.

5

Bai 2. Çc ph¬ng ph¸p t¹o ¦LT1. Ph¬ng ph¸p c¨ng tríc: (Ph¬ng ph¸p c¨ng trªn bÖ)

- Cèt thÐp ¦LT ®îc neo mét ®Çu cè ®Þnh vµo bÖ cßn ®Çu kia ®îc kÐo ra víi lùc kÐo N. Díi t¸c dông N, cèt thÐp ®îc kÐo trong giíi h¹n ®µn håi vµ sÏ d·n dµi ra mét ®o¹n , ®iÓm B cña thanh ®îc dÞch chuyÓn sang ®iÓm B1, ®Çu cßn l¹i cña cèt thÐp ®îc cè ®Þnh vµo bÖ. TiÕp ®ã ®Æt çc CT th«ng thêng kh¸c råi ®æ BT. §îi cho BT ®«ng cøng vµ ®¹t cêng ®é cÇn thiÕt R0 th× th¶ çc cèt thÐp ¦LT rêi khái bÖ (gäi lµ bu«ng cèt thÐp). Nh mét lß xo bÞ kÐo c¨ng, çc CT nµy cã xu híng co ng¾n l¹i vµ th«ng qua lùc dÝnh gi÷a nã víi BT trªn suèt chiÒu dµi cña cÊu kiÖn, cÊu kiÖn sÏ bÞ nÐn víi gi¸ trÞ b»ng lùc N ®· dïng khi kÐo cèt thÐp (cã trõ ®i bít çc hao øng suÊt sÏ kÓ ®Õn ë phÇn sau). (H×nh 2.1)

6

e0

l

P

l

42

B B1

3

1e0

65

N N

H×nh : S¬ ®å phu¬ng ph p c ng truí ca) Truí c khi bu«ng cèt thÐp øng lùc truí c. b) Sau khi bu«ng cèt thÐp øng lùc truí c.

1-cèt thÐp øng lùc truí c, 2- bÖ c ng, 3- v n khu«n, 4- thiÕt bÞ kÐo thÐp, 5- thiÕt bÞ cè ®Þnh cèt thÐp øng lùc truí c, 6- trôc trung t©m.

H×nh 2.1. S¬ ®å ph¬ng ph¸p c¨ng tríc

- §Ó t¨ng thªm lùc dÝnh gi÷a BT vµ CT, ngêi ta thêng dïng cèt thÐp ¦LT lµ cèt thÐp cã gê, cèt thÐp tr¬n ®îc xo¾n l¹i hoÆc ë hai ®Çu cã cÊu t¹o nh÷ng mÊu neo ®Æc biÖt (H×nh 2.2).

2d 4d

d

§o¹n thÐp

d

4d 10mm

2,5d

Vßng ®Öm

d

a)

6db)

d

d2 5mm2d

d

2d-20d 1,5d+2d1+3mm

c)5m

m

5mmd)

d=35-50mm=3-4mm

H×nh : Neo cèt thÐp trong phu¬ng ph p c ng truí c a) hµn ®o¹n thÐp ng¾n hay vßng ®Öm, b) gen c c gê xo¾n èc,

c) neo lo¹i vßng, d) neo lo¹i èng.

H×nh 2.2. Neo cèt thÐp trong ph¬ng ph¸p c¨ng tríc

- Ph¬ng ph¸p c¨ng tríc u viÖt ®èi víi nh÷ng cÊu kiÖn s¶n xuÊt hµng lo¹t trong nhµ m¸y. Mét lÇn c¨ng cèt thÐp cã thÓ ®óc ®îc nhiÒu cÊu kiÖn (dÇm, panen,...). Còng cã thÓ sö dông v¸n khu«n thÐp lµm bÖ c¨ng.2. Ph¬ng ph¸p c¨ng sau: (Ph¬ng ph¸p c¨ng trªn bªt«ng)

- Tríc hÕt ®Æt çc CT th«ng thêng vµ çc èng gen ®Ó t¹o çc r·nh däc råi ®æ BT. Khi BT ®¹t ®Õn cêng ®é nhÊt ®Þnh R0 th× tiÕn hµnh luån vµ c¨ng cèt thÐp ¦LT tíi øng suÊt qui ®Þnh. Sau khi c¨ng xong, cèt thÐp ¦LT ®îc neo chÆt vµo ®Çu cÊu kiÖn.

7

Th«ng qua çc neo ®ã, cÊu kiÖn sÏ bÞ nÐn b»ng lùc ®· dïng khi kÐo c¨ng CT. TiÕp ®ã ngêi ta b¬m v÷a vµo trong èng r·nh ®Ó b¶o vÖ CT khái bÞ ¨n mßn vµ t¹o ra lùc dÝnh gi÷a BT vµ CT, ®ã lµ lo¹i BTCT ¦LT cã dÝnh b¸m.(H×nh 2.3).

4NN

e0

2

1

3

a)

N N e05

7

b

h

b)

Neoèng r·nh vµ cèt thÐp

èng chuyÓn huí ng

c)

H×nh : S¬ ®å phu¬ng ph p c ng sau a) trong qu tr×nh c ng, b) sau khi c ng, c) biÖn ph p c ng ngoµi.

1- cèt thÐp øng lùc truí c, 2- cÊu kiÖn BTCT, 3- èng r·nh, 4- thiÕt bÞ kÝch, 5- neo, 6- trôc trung t©m, 7- trôc trung hoµ.

H×nh 2.3. S¬ ®å ph¬ng ph¸p c¨ng sauTrong çc sµn ph¼ng, ngêi ta cßn dïng lo¹i BTCT ¦LT kh«ng

dÝnh b¸m, CT (thêng lµ çp 7 sîi) ®îc ®Æt trong nh÷ng èng nhùa ®Æc biÖt cã chøa ®Çy mì chèng gØ. èng nhùa chøa CT ®îc ®Æt cïng lóc víi viÖc ®Æt CT thêng. Sau khi ®æ BT vµ BT ®ñ cêng ®é ngêi ta c¨ng CT, neo CT vµ ®æ BT b¶o vÖ ®Çu neo. Cèt thÐp n»m trong èng mì nªn gi÷a BT vµ CT kh«ng cã lùc dÝnh.

- Mét d¹ng kh¸c cña ph¬ng ph¸p c¨ng sau lµ c¨ng ngoµi. CT vµ èng r·nh n»m phÝa ngoµi tiÕt diÖn BT. Cèt thÐp c¨ng ngoµi thÝch hîp víi viÖc gia cêng vµ söa ch÷a kÕt cÊu.

- §Ó b¶o ®¶m tèt sù truyÒn lùc nÐn lªn cÊu kiÖn, ngêi ta chÕ t¹o çc lo¹i neo ®Æc biÖt nh neo Freyssinet (neo bã sîi thÐp khi dïng kÝch 2 chiÒu), neo kiÓu cèc, hoÆc nhiÒu lo¹i neo kh¸c n÷a.

- Ph¬ng ph¸p c¨ng sau ®îc sö dông thÝch hîp ®Ó chÕ t¹o çc cÊu kiÖn mµ yªu cÇu ph¶i cã lùc nÐn BT t¬ng ®èi lín hoÆc çc cÊu kiÖn ph¶i ®æ BT t¹i chç. Quy tr×nh thi c«ng cÊu kiÖn BT¦LT theo ph¬ng ph¸p c¨ng sau h×nh sau.

8

H×nh2.4. C¨ng vµ neo thÐp ¦LT trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau 3. Çc thiÕt bÞ sö dông trong hÖ thèng t¹o ¦LT

ThiÕt bÞ neo cho ph¬ng ph¸p c¨ng sauCã ba d¹ng thiÕt bÞ neo c¬ b¶n ®îc sö dông ®Ó neo çp ¦LT vµo bª t«ng:

- Sö dông nªm nh»m kÑp chÆt çp ë hai ®Çu cÊu kiÖn.- Sö dông bul«ng vµ ®inh t¸n b¾t trùc tiÕp vµo ®Çu çp.- Cuén çp theo vßng ë trong bª t«ng. Trong thùc tÕ, d¹ng neo thø nhÊt ®· ph¸t triÓn thµnh mét

sè hÖ thèng neo phæ biÕn vµ ®¸ng tin cËy, trong ®ã cã hÖ thèng neo Freyssinet.

Cã 4 d¹ng thiÕt bÞ c¨ng thÐp thêng ®îc sö dông sau:- C¨ng b»ng thiÕt bÞ c¬ khÝ: bao gåm bé truyÒn lùc ®ßn b¶y,

bé truyÒn lùc sè kÕt hîp víi bÖ rßng räc cã hoÆc kh«ng cã b¸nh r¨ng vµ m¸y cuèn sîi. Nh÷ng thiÕt bÞ nµy ®îc sö dông chñ yÕu ®Ó s¶n xuÊt çc cÊu kiÖn bª t«ng ¦LT s¶n xuÊt t¹i nhµ m¸y víi quy m« lín.

- C¨ng b»ng kÝch thuû lùc: kÝch thuû lùc lµ mét thiÕt bÞ ®¬n gi¶n ®îc sö dông réng r·i. Çc kÝch thuû lùc th«ng dông cã lùc

9

c¨ng kho¶ng tõ 5100 tÊn, çc kÝch thuû lùc lín cho lùc c¨ng tõ 200600 tÊn. Víi kÝch thuû lùc, ®iÒu quan träng nhÊt lµ lùc c¨ng cÇn ®îc ®o mét çch chÝnh x¸c b»ng ®ång hå ¸p lùc trong suèt qu¸ tr×nh c¨ng.

- C¨ng b»ng nguyªn lý ®iÖn häc: Çc thanh thÐp trßn tr¬n ®îc phñ mét líp vËt liÖu dÔ nung ch¶y nh Sulfur hoÆc hîp kim cã ®é nung ch¶y thÊp, ®îc ®Æt s½n trong BT vµ cã ®Çu chê ®îc ren ë ngoµi ®Çu cÊu kiÖn. Sau khi ®æ BT, cho mét dßng ®iÖn cã ®iÖn thÕ thÊp vµ cêng ®é cao ®i qua çc thanh thÐp, thanh thÐp bÞ nung nãng vµ gi·n dµi, çc ®ai èc ®îc siÕt chÆt vµo çc ®Çu chê vµ tú vµo cÊu kiÖn th«ng qua çc vßng ®Öm cøng vµ t¹o nªn ¦LT khi thanh thÐp nguéi ®i. Ngêi ta cã thÓ t¹o ra sù chªnh lÖch nhiÖt ®é ®Õn 400oC vµ nhËn ®îc øng suÊt tríc kho¶ng 800 kG/cm2 (cha kÓ hao øng suÊt x¶y ra sau khi c¨ng).

- C¨ng b»ng nguyªn lý ho¸ häc: nguyªn lý cña hÖ thèng nµy dùa vµo ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra trong xi m¨ng tr¬ng në bao bäc quanh thÐp vµ lµm cho thÐp gi·n ra. KÕt qu¶ lµ BT bÞ nÐn vµ CT bi kÐo. Trong thùc tÕ rÊt khã khèng chÕ chÝnh x¸c ®é d·n në cña BT, do vËy c«ng nghÖ nµy cßn cha ®îc ¸p dông vµo thùc tÕ s¶n xuÊt.4. Mét sè biÖn ph¸p kh¸c g©y øng suÊt tríc:

- §èi víi nh÷ng kÕt cÊu cã d¹ng h×nh trô trßn chÞu ¸p lùc híng tõ phÝa trong ra ngoµi nh bÓ chøa, èng dÉn níc cã ¸p,..., ¦LT theo ph¬ng vßng ®îc t¹o ra b»ng çch quÊn xung quanh trô trßn mét sîi thÐp ®· ®îc c¨ng b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc.

- Khi nhiÖt ®é t¨ng lªn cèt thÐp sÏ gi·n dµi ra. NÕu cho mét dßng ®iÖn cêng ®é thÊp ch¹y qua thanh thÐp, nã sÏ nãng lªn vµ gi·n ra, khi ®ã neo 2 ®Çu thanh thÐp l¹i råi ng¾t dßng ®iÖn, thanh thÐp nguéi ®i vµ cã xu híng co ng¾n l¹i. Do ®· bÞ neo chÆt hai ®Çu nªn trong thanh thÐp sÏ cã øng suÊt kÐo.

10

Bai 3. Çc chØ dÉn vÒ cÊu t¹o1. VËt liÖu cho BT¦LT

1.1. Bª t«ng:Bª t«ng dïng trong cÊu kiÖn bª t«ng ¦LT thêng lµ bª t«ng nÆng

vµ lµ BT cêng ®é cao.ViÖc lùa chän cÊp ®é bÒn bª t«ng phô thuéc nhiÒu yÕu tè: + D¹ng, lo¹i vµ ®êng kÝnh cèt thÐp c¨ng. + Dïng neo hay kh«ng dïng neo. + Yªu cÇu chèng nøt cña kÕt cÊu.

VÝ dô: NÕu dïng sîi thÐp 5 dïng cÊp ®é bÒn B20.

NÕu dïng sîi thÐp dïng cÊp ®é bÒn B30.

11

Ngoµi ra viÖc lùa chän cÊp ®é bÒn cña bª t«ng cßn phô thuéc vµo cêng ®é mµ nã cÇn ph¶i cã khi b¾t ®Çu g©y ¦LT, còng nh vµo lo¹i t¶i träng t¸c dông lªn cÊu kiÖn.

Th«ng thêng víi kÕt cÊu nhÞp lín nh dÇm, dµn.. nªn dïng bª t«ng cã cÊp ®é bÒn kh«ng nhá h¬n B30.

Quy ®Þnh sö dông cÊp ®é bÒn cña bª t«ng ®èi víi kÕt cÊu bª t«ng ¦LT ®îc lÊy theo b¶ng 1.B¶ng1. Qui ®Þnh sö dông cÊp ®é bÒn cña bª t«ng ®èi víi kÕt

cÊu ¦LT

Lo¹i vµ nhãm cèt thÐp c¨ngCÊp ®é bÒn cña bª

t«ng kh«ng thÊp h¬n

1. ThÐp sîi nhãm:B-II (cã neo) B20Bp-II (kh«ng cã neo) cã ®êng kÝnh:

5 mm B20 6 mm B30

K-7 vµ K-19 B302. ThÐp thanh kh«ng cã neo, cã ®êng kÝnh:+ tõ 10 mm ®Õn 18 mm, nhãm

CIV, A-IV B15A-V B20A-VI vµ Ат-VII B30

+ 20 mm, nhãm CIV, A-IV B20A-V B25A-VI vµ Ат-VII B30

1.2. ThÐp:- Trong BTCT ¦LT cÇn dïng thÐp cêng ®é cao v× trong qu¸

tr×nh chÕ t¹o vµ sö dông mét phÇn øng suÊt c¨ng ban ®Çu gi¶m ®i. Tèt nhÊt lµ dïng sîi thÐp cêng ®é cao. MÆt kh¸c do ®êng kÝnh sîi thÐp kh¸ bÐ (3-8mm) nªn sè lîng sîi thÐp trong cÊu kiÖn kh¸ nhiÒu khã kh¨n trong viÖc bè trÝ. §Ó kh¾c phôc , dïng çc bã bÖn d©y thõng hoÆc bã sîi kh«ng bÖn.

12

H×nh3.1. Çp 7 sîi+ Lo¹i bã bÖn d©y thõng, ®îc chÕ t¹o tõ çc sîi cã ®êng

kÝnh tõ 3-6mm. Bã bÖn b¶y sîi víi 1 sîi th¼ng ë gi÷a vµ 6 sîi xo¾n xung quanh gäi lµ çp 7 sîi vµ rÊt phæ biÕn (H×nh 3.1). Çp 7 sîi thêng ®îc chÕ t¹o tõ sîi , , khi cÇn thiÕt cã thÓ ghÐp 6 çp 7 sîi vµo mét èng r·nh ®Ó t¹o lùc c¨ng lín h¬n. HiÖn nay ViÖt Nam thêng sö dông çp 7 sîi s¶n xuÊt theo Tiªu chuÈn ASTM A-416 cña Mü víi 2 lo¹i çp cã cêng ®é giíi h¹n nhá nhÊt lµ 1720 MPa vµ 1860 MPa.

+ Lo¹i çp bã sîi thÐp kh«ng bÖn, thêng gåm nhiÒu sîi thÐp ®Æt song song víi nhau theo chu vi vßng trßn vµ ®îc tùa lªn çc ®o¹n lß xo ®Æt çch nhau kho¶ng 1m. Sè sîi trong mét bã phô thuéc vµo sè chªm trªn kÝch (mçi chªm gi÷ ®îc 2 sîi). Thêng dïng bã 12, 18, 24 sîi.

a)

2

34

1b)

1

2

3

4

c)

H×nh : C c chÕ phÈm sî i thÐp. a) thÐp bÖn, b) bã sî i kh«ng bÖn, c) bã sî i gåm s u d©y thÐp bÖn, mçi d©y b¶y sî i. 1- sî i thÐp 5, 2- sî i thÐp 1 quÊn ngoµi bã sî i, 3- thµnh èng r·nh, 4- cÊu kiÖn.

1

2

3H×nh : Gia cè khu vùc neo.

1- bã sî i thÐp, 2- luí i thÐp gia cè, 3- t ng thªm kÝch thuí c tiÕt diÖn (lí p bªt«ng b¶o vÖ) ë miÒn gÇn neo.

H×nh3.2. Çc chÕ phÈm sîi thÐp

- Ngoµi ra cã thÓ dïng cèt thÐp thanh cã gê tõ nhãm thÐp çn nãng lo¹i A-IV vµ lo¹i gia c«ng nhiÖt AT -IV trë lªn.

- Th«ng thêng khi chiÒu dµi díi 12m nªn dïng çc lo¹i thÐp thanh, cßn khi >12m nªn dïng çc sîi thÐp cêng ®é cao vµ d©y çp. Khi cÊu kiÖn lµm viÖc trong çc ®iÒu kiÖn ®Æc biÖt nh díi ¸p lùc cña h¬i, cña chÊt láng, cña vËt liÖu h¹t nªn dïng çc sîi thÐp cêng ®é cao vµ thÐp thanh nhãm A-V vµ AT-V trë lªn.1.3. Çc vËt liÖu kh¸c:

Ngoµi çc vËt liÖu chÝnh lµ bª t«ng vµ thÐp cêng ®é cao, cßn cã nh÷ng vËt liÖu phô kh¸c ®îc sö dông cho BT ¦LT c¨ng sau.

13

Víi lo¹i çp ¦LT dÝnh kÕt, cÇn ph¶i cã èng gen t¹o lç ®Æt çp. èng gen cã thÓ ®îc chÕ t¹o b»ng t«n m¹ kÏm hoÆc b»ng chÊt dÎo, èng ®îc ®Æt s½n trong cÊu kiÖn tríc khi ®æ BT, èng ph¶i ®¶m b¶o ®é bÒn, kh«ng bÞ h h¹i trong khi thi c«ng, ®¶m b¶o kÝn vµ kh«ng cã ph¶n øng víi thÐp, BT.

Sau khi hoµn thµnh viÖc c¨ng çp, v÷a xim¨ng víi mét cÊp phèi qui ®Þnh ®îc b¬m vµo tõ ®Çu neo th«ng qua çc èng ®Æt s½n víi ¸p lùc 0,30,5 MPa. V÷a b¬m cã t¸c dông t¹o sù dÝnh kÕt vµ chèng ¨n mßn cho çp. V÷a ph¶i cã m¸c kh«ng nhá h¬n 30 MPa vµ ph¶i dÔ ch¶y, Ýt co ngãt.

Víi lo¹i çp ¦LT kh«ng dÝnh kÕt, çp ®îc bäc bëi vá bäc chÊt dÎo tæng hîp hoÆc líp giÊy ®Æc biÖt. Líp vá bäc ph¶i ®¶m b¶o tÝnh n¨ng c¬ häc trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ -20oC ®Õn 70oC, ph¶i cã ®ñ ®é bÒn cÇn thiÕt ®Ó kh«ng bÞ h h¹i trong khi chuyªn chë, l¾p dùng vµ kÐo c¨ng, cã kh¶ n¨ng chèng thÊm tèt vµ kh«ng g©y ¨n mßn cho bª t«ng, thÐp.

V÷a dïng ®Ó lÊp çc khe thi c«ng, çc mèi nèi cña cÊu kiÖn l¾p ghÐp, ®Ó lµm líp b¶o vÖ CT vµ b¶o vÖ çc neo, ph¶i cã m¸c tõ 15 MPa trë lªn.2. Bè trÝ cèt thÐp

- CÊu kiÖn chÞu kÐo ®óng t©m nªn bè trÝ cèt thÐp ¦LT ®èi xøng víi träng t©m tiÕt diÖn ®Ó t¹o øng suÊt nÐn ®Òu cho bª t«ng

- CÊu kiÖn chÞu uèn nªn bè trÝ quü ®¹o cèt thÐp ¦LT tu©n theo d¹ng biÓu ®å m« men do t¶i träng sö dông g©y ra.

- §Ó gi¶m sù tËp trung øng suÊt, ngêi ta cßn cÊu t¹o çc tÊm thÐp díi çc neo hoÆc uèn cong cèt thÐp ®Ó cã thÓ ®a cèt thÐp lªn phÝa trªn cña cÊu kiÖn. Chç uèn cong cña cèt thÐp cÇn ®Æt thªm cèt thÐp phô ®Ó gia cêng (H×nh 3.3).

- Cèt thÐp øng lùc tríc kh«ng ®îc nèi .- Ngoµi çc qui ®Þnh trªn cßn ph¶i chó ý viÖc bè trÝ kho¶ng

çch gi÷a çc cèt thÐp vµ líp bª t«ng b¶o vÖ. + Trong ph¬ng ph¸p c¨ng tríc: cÊu t¹o t¬ng tù BTCT thêng.

14

a)

lcèt thÐp phô 1

1

b)

1-1H×nh : S¬ ®å ®Æt cèt thÐp øng lùc truí c.

a) ®Æt cèt thÐp cong, b) gia c«ng bªt«ng b»ng c ch ®Æt cèt thÐp phô.

neo

H×nh3.3. S¬ ®å ®Æt cèt thÐp ¦LT

+ Trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau: nÕu cèt thÐp ¦LT ®Æt trong çc r·nh th× chiÒu dµy líp BT b¶o vÖ kÓ tõ mÆt ngoµi cÊu kiÖn ®Õn mÆt trong r·nh lÊy ≥ 20mm vµ ≥ 0,5 ®êng kÝnh r·nh, cßn khi ®êng kÝnh r·nh > 32mm th× lÊy Ýt nhÊt b»ng ®êng kÝnh r·nh. Khi trong r·nh ®Æt mét sè bã, hoÆc thanh CT (H×nh 3.4) th× líp b¶o vÖ lÊy ≥ 80mm ®èi víi çc thµnh bªn, ≥ 60mm vµ ≥ mét nöa chiÒu réng r·nh ®èi víi çc mÆt ®¸y. Kho¶ng çch gi÷a çc r·nh ≥ ®êng kÝnh r·nh vµ ≥ 50mm, ®ång thêi ph¶i chän sao cho viÖc c¨ng CT ®îc dÓ dµng vµ kh«ng bÞ ph¸ ho¹i côc bé khi bu«ng cèt thÐp.

15

3

1

2

1

2

3a)

3

2

1

8cm b

6cm b/22

1

3

b)

H×nh : Bè trÝ cèt thÐp trong tiÕt diÖn ngang.a) trong phu¬ng ph p c ng truí c, b) trong phu¬ng ph p c ng sau,1- cèt thÐp øng lùc truí c, 2- cèt thÐp däc thuêng, 3- cèt ®ai thuêng.

H×nh3.4. Bè trÝ cèt thÐp trong tiÕt diÖn ngang

Bai 4. Çc chØ dÉn vÒ tÝnh to¸n:

1. Çc ph¬ng ph¸p ph©n tÝch cÊu kiÖn bª t«ng øng lùc tr-íc trong giai ®o¹n sö dông

1.1. Ph¬ng ph¸p tÝnh theo øng suÊt cho phÐp- Bª t«ng ¦LT ®îc xem nh vËt liÖu lµm viÖc trong giai ®o¹n

®µn håi.- Trong giai ®o¹n sö dông, çc øng suÊt, biÕn d¹ng vµ chuyÓn

vÞ cña cÊu kiÖn khi chÞu ¦LT vµ ngo¹i lùc ®îc xem xÐt riªng rÏ vµ cã thÓ ¸p dông ®îc nguyªn lý céng t¸c dông. KiÓm tra ≤ []

XÐt mét dÇm ®¬n gi¶n tiÕt diÖn ch÷ nhËt cã diÖn tÝch A, m«men qu¸n tÝnh I, ®îc øng lùc tríc bëi thÐp ¦LT cã träng t©m (c.g.s) ch¹y däc theo träng t©m tiÕt diÖn bª t«ng (c.g.c) vµ chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu (H×nh 4.1).

Lùc nÐn tríc N g©y ra øng suÊt nÐn t¹i çc tiÕt diÖn dÇm:

M«men M g©y bëi t¶i träng ph©n bè ®Òu vµ träng lîng b¶n th©n dÇm g©y ra øng suÊt t¹i mét thí çch träng t©m mét kho¶ng y lµ:

øng suÊt tæng céng trong bª t«ng t¹i mét tiÕt diÖn bÊt kú lµ tæng cña øng suÊt tríc vµ øng suÊt uèn do t¶i träng ngoµi:

BiÓu ®å øng suÊt thÓ hiÖn trªn (H×nh 4.1)

H×nh 4.1. Ph©n bè øng suÊt trªn tiÕt diÖn chÞu ¦LT ®óng t©m

VÉn xÐt dÇm nh ë trªn, nhng thÐp ¦LT ®îc bè trÝ cã ®é lÖch t©m e so víi trôc dÇm (H×nh 4.2), nh vËy lùc nÐn tríc g©y ra thªm

16

mét m«men uèn lµ Ne, lóc nµy øng suÊt tæng céng trong bª t«ng t¹i mét tiÕt diÖn bÊt kú lµ:

H×nh 4.2. Ph©n bè øng suÊt cña tiÕt diÖn chÞu ¦LT lÖch t©m

1.2. Ph¬ng ph¸p tÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n (tÝnh nh cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp)

§©y lµ quan niÖm coi BT ¦LT nh lµ mét sù kÕt hîp gi÷a CT vµ BT gièng nh BTCT thêng, CT chÞu kÐo, BT chÞu nÐn t¹o nªn cÆp ngÉu lùc kh¸ng l¹i m«men uèn do t¶i träng ngoµi g©y ra(H×nh 4.3) .Nh vËy, BT ¦LT ®îc nh×n nhËn nh mét gi¶i ph¸p quen thuéc cña BTCT thêng.

H×nh 4.3. Sù lµm viÖc chÞu uèn cña cÊu kiÖn bª t«ng ¦LT vµ BTCT

1.3. Ph¬ng ph¸p c©n b»ng t¶i träng

§©y lµ quan niÖm coi ¦LT nh lµ mét thµnh phÇn t¶i träng ®Ó c©n b»ng víi mét phÇn t¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn cÊu kiÖn.

Th«ng thêng, ¦LT ®îc sö dông ®Ó c©n b»ng víi träng lîng b¶n th©n cña cÊu kiÖn, do vËy trong cÊu kiÖn chÞu uèn nh sµn, dÇm v.v. sÏ kh«ng xuÊt hiÖn m«men uèn víi t¶i träng do träng lîng b¶n th©n g©y ra.

17

a. XÐt mét dÇm ®¬n gi¶n chÞu t¶i träng tËp trung cã thÐp ¦LT d¹ng g·y khóc (H×nh 4.4). §Ó c©n b»ng víi t¶i träng tËp trung nµy, ph¶i t¹o ra mét thµnh phÇn lùc híng lªn lµ: V= 2Nsin

H×nh 4.4. C©n b»ng cña mét t¶i träng tËp trung

NÕu V c©n b»ng hoµn toµn víi lùc tËp trung P t¸c dông t¹i gi÷a nhÞp, dÇm kh«ng chÞu mét t¶i träng ®øng nµo (bá qua träng lîng dÇm).

b. XÐt dÇm ®¬n gi¶n chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu, cã thÐp ¦LT parabol (H×nh 4.5).

H×nh 4.5. C©n b»ng cña t¶i träng ph©n bè

§Ó c©n b»ng t¶i träng ph©n bè ®Òu w bëi çp parabol, thµnh phÇn híng lªn wb lµ:

NÕu t¶i träng ngoµi t¸c dông w (bao gåm c¶ t¶i träng b¶n

th©n) ®îc c©n b»ng hoµn toµn bëi wb th× sÏ kh«ng cã sù uèn trong dÇm. DÇm sÏ chÞu øng suÊt nÐn ph©n bè ®Òu:

= N/Ac NÕu t¶i träng lín h¬n so víi wb, chØ cÇn ph©n tÝch m«men

M g©y ra bëi phÇn t¶i träng (w -wb ) vµ ®é vâng ng¾n h¹n cña dÇm còng sÏ chØ do phÇn t¶i träng nµy g©y ra.

18

2. Nguyªn t¾c chung vÒ tÝnh to¸nGièng nh cÊu kiÖn BTCT thêng, BTCT ¦LT cÇn tÝnh to¸n theo

hai nhãm tr¹ng th¸i giíi h¹n. + TÝnh to¸n theo TTGH thø 1: lµ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ c-êng ®é, æn ®Þnh (nÕu cã kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh), ®é mái (nÕu chÞu t¶i träng ®éng). Ngoµi ra ph¶i tÝnh to¸n kiÓm tra khi bu«ng cèt thÐp trong giai ®o¹n chÕ t¹o vµ cêng ®é chÞu nÐn côc bé cña bªt«ng díi çc thiÕt bÞ neo.

+ TÝnh to¸n theo TTGH thø 2: bao gåm tÝnh to¸n kiÓm tra kh¶ n¨ng chèng nøt vµ biÕn d¹ng cña cÊu kiÖn.

ViÖc tÝnh to¸n theo hai TTGH ®Òu cã liªn quan ®Õn trÞ sè øng suÊt trong cèt thÐp vµ trong bªt«ng còng nh nh÷ng hao tæn øng suÊt trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ sö dông cÊu kiÖn. Sau ®©y chóng ta sÏ tr×nh bµy chi tiÕt çc vÊn ®Ò trªn.2.1. TrÞ sè øng suÊt trong cèt thÐp vµ trong bª t«ng

TrÞ sè øng suÊt tríc c¬ b¶n nhÊt cña cèt thÐp ¦LT lµ trÞ sè giíi h¹n sp vµ ’sp trong CT c¨ng tríc S vµ S’ ( S vµ S’ t¬ng øng ®îc ®Æt trong miÒn kÐo vµ nÐn cña cÊu kiÖn). TrÞ sè nµy ®îc chän theo qui ®Þnh cña tiªu chuÈn thiÕt kÕ.

tÝnh b»ng MPa, ®îc x¸c ®Þnh nh sau:- Trong trêng hîp c¨ng b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc: = 0,05- Trong trêng hîp c¨ng b»ng ph¬ng ph¸p nhiÖt ®iÖn vµ c¬

nhiÖt ®iÖn: l - chiÒu dµi CT c¨ng (kho¶ng çch gi÷a çc mÐp ngoµi cña

bÖ), mm.Gi¸ trÞ øng suÊt sp (’sp) ≤ 0,9Rs,ser víi thÐp thanh vµ sp (’sp) ≤

0,9Rs,ser víi thÐp sîi. Gi¸ trÞ nhá nhÊt øng suÊt tríc trong cèt thÐp ≥ 0,49Rs,ser.

Ngoµi ra, ®Ó ®o kiÓm tra øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT ë thêi ®iÓm kÕt thóc viÖc c¨ng trªn bÖ (c¨ng tríc), hoÆc t¹i vÞ trÝ ®Æt lùc khi c¨ng CT trªn BT (c¨ng sau), ngêi ta ®a vµo kh¸i niÖm øng suÊt khèng chÕ.

Khi c¨ng tríc, trÞ sè øng suÊt khèng chÕ vµ lÊy b»ng trÞ sè sp sau khi ®· kÓ ®Õn çc tæn hao do biÕn d¹ng cña neo neo vµ cña ma s¸t ms

Khi c¨ng sau, gi¸ trÞ øng suÊt trong CT c¨ng vµ ®îc khèng chÕ t¹i vÞ trÝ ®Æt lùc kÐo khi c¨ng CT trªn BT ®· r¾n ch¾c ®îc lÊy t¬ng øng b»ng vµ , trong ®ã çc gi¸ trÞ vµ

19

®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o øng suÊt vµ trong tiÕt diÖn tÝnh to¸n. Khi ®ã vµ ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

red

sp0p

redspcon I

yeP

Ap

2

, - x¸c ®Þnh kh«ng kÓ ®Õn hao tæn øng suÊt; ?????????

, - x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau, trong ®ã çc gi¸ trÞ vµ cã kÓ ®Õn nh÷ng hao tæn øng suÊt thø nhÊt;

.

øng lùc nÐn tríc N vµ ®é lÖch t©m cña nã so víi träng t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi ®îc x¸c ®Þnh theo çc c«ng thøc (H×nh 4.6):

vµ : t¬ng øng lµ øng suÊt trong cèt thÐp kh«ng c¨ng vµ g©y nªn do co ngãt vµ tõ biÕn trong bª t«ng;

, , , - t¬ng øng lµ çc kho¶ng çch tõ träng t©m tiÕt diÖn quy ®æi ®Õn çc ®iÓm ®Æt hîp lùc cña néi lùc trong vµ kh«ng c¨ng .

y sp

y' sp y' s

y' s

y s

's A's

'sp A'sp

sp Asp

s As

P

e 0p

® êng ®i qua träng t©m tiÕt diÖn quy ®æi

H×nh 4.6: S¬ ®å lùc nÐn tríc trong cèt thÐp trªn tiÕt diÖn ngang cña cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp20

Trong tÝnh to¸n ngêi ta ®a vµo hÖ sè chÝnh x¸c khi c¨ng cèt thÐp sp:

sp = 1 sp

Khi t¹o øng suÊt tríc b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc, gi¸ trÞ sp = 0,1. Khi x¸c ®Þnh hao tæn øng suÊt trong cèt thÐp, còng nh khi tÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn më réng vÕt nøt vµ tÝnh to¸n theo biÕn d¹ng, cho phÐp lÊy sp = 0.

§èi víi BT, ®Ó biÕn d¹ng tõ biÕn vµ hao tæn øng suÊt trong CT kh«ng lín qu¸, quy ph¹m qui ®Þnh tû sè gi÷a øng suÊt nÐn tr-íc bp trong BT vµ cêng ®é BT t¹i thêi ®iÓm nÐn tríc Rbp kh«ng ®îc lín h¬n trÞ sè giíi h¹n cho trong b¶ng 2.

Cêng ®é BT t¹i thêi ®iÓm nÐn tríc Rbp (®îc kiÓm so¸t nh ®èi víi cÊp ®é bÒn chÞu nÐn) chØ ®Þnh kh«ng nhá h¬n 11 MPa, cßn khi dïng thÐp thanh nhãm A-VI, AT-IV, AT-VIK, thÐp sîi cêng ®é cao kh«ng cã neo vµ çp th× cÇn chØ ®Þnh kh«ng nhá h¬n 15,5 MPa. Ngoµi ra Rbp kh«ng ®îc nhá h¬n 50% cÊp ®é bÒn chÞu nÐn cña bª t«ng.

B¶ng 2. TrÞ sè giíi h¹n

Tr¹ng th¸i øng suÊt

cña tiÕt diÖn

Ph¬ng ph¸p

c¨ng cèt thÐp

TØ sè kh«ng lín h¬n

khi nÐn ®óng t©m

khi nÐn lÖch t©m

1. øng suÊt bÞ gi¶m hay kh«ng ®æi khi kÕt cÊu chÞu t¸c dông cña ngo¹i lùc

Trªn bÖ (c¨ng tríc) 0,85 0,95*

Trªn bª t«ng (c¨ng sau) 0,70 0,85

2. øng suÊt bÞ t¨ng khi kÕt cÊu chÞu t¸c dông cña ngo¹i lùc

Trªn bÖ (c¨ng tríc) 0,65 0,70

Trªn bª t«ng (c¨ng sau) 0,60 0,65

Ghi chó: §èi víi BT nhÑ tõ cÊp B7,5 ®Õn B12,5, gi¸ trÞ lÊy kh«ng lín h¬n 0,3.

21

2.2. Sù hao øng suÊt trong cèt thÐp øng lùc tríc

C¨n cø vµo nguyªn nh©n g©y hao tæn øng suÊt cã thÓ chia ra çc lo¹i c¬ b¶n sau:

2.2.1. Do tÝnh chïng øng suÊt cña cèt thÐp ( σ ch)

- HiÖn tîng chïng øng suÊt lµ hiÖn tîng øng suÊt ban ®Çu trong cèt thÐp ¦LT gi¶m theo thêi gian trong khi chiÒu dµi cña CT vÉn gi÷ nguyªn.

+ §èi víi sîi thÐp cêng ®é cao:

+ §èi víi cèt thÐp thanh : Khi tÝnh ra nÕu kÕt qu¶ ©m th× xem nh .

2.2.2. Do sù chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a cèt thÐp vµ thiÕt bÞ c¨ng: ( σ nh)

- øng suÊt hao σnh x¶y ra khi bª t«ng ®«ng cøng trong ®iÒu kiÖn ®îc dìng hé nhiÖt vµ tÝnh theo c«ng thøc:

khi BT cÊp ®é bÒn B15 ®Õn B40 khi BT cÊp ®é bÒn trªn B45

Trong ®ã t - sù chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a cèt thÐp vµ bÖ c¨ng tÝnh b»ng ®é C. Khi kh«ng ®ñ sè liÖu cã thÓ lÊy .

2.2.3. Do sù biÕn d¹ng cña neo vµ sù Ðp s¸t çc tÊm ®Öm: ( σ neo)

L - chiÒu dµi cña cèt thÐp ¦LT (mm). Trong ph¬ng ph¸p c¨ng tríc lµ kho¶ng çch gi÷a 2 bÖ c¨ng, trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau lµ chiÒu dµi cña cèt thÐp n»m trong cÊu kiÖn.

λ - tæng sè biÕn d¹ng cña b¶n th©n neo, cña khe hë t¹i neo, cña sù Ðp s¸t çc tÊm ®Öm,...lÊy λ theo sè liÖu thùc nghiÖm. Khi kh«ng cã sè liÖu thùc nghiÖm cã thÓ lÊy λ = 2mm cho mçi ®Çu neo.

2.2.4. Do sù ma s¸t cña cèt thÐp víi thµnh èng: ( σ ms)-Trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau σms ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

Ngay tõ giai ®o¹n c¨ng thÐp, do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau, øng suÊt ban ®Çu trong çp sÏ gi¶m ®i tõ tõ theo thêi gian, g©y nªn sù tæn hao øng suÊt. Do ®ã trong thiÕt kÕ BT ¦LT, cÇn ph¶i tÝnh to¸n ®Õn sù tæn hao øng suÊt.

ViÖc thiÕt kÕ tæng thÓ cÊu kiÖn BT ¦LT cã liªn quan ®Õn øng suÊt hiÖu qu¶ trong thÐp ¦LT t¹i mçi giai ®o¹n chÊt t¶i vµ ®Æc trng vËt liÖu t¬ng øng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña kÕt cÊu.

22

- hÖ sè xÐt ®Õn sù chªnh lÖch vÞ trÝ ®Æt èng so víi vÞ trÝ thiÕt kÕ (b¶ng 3). - chiÒu dµi èng (m) tõ thiÕt bÞ c¨ng gÇn nhÊt ®Õn tiÕt diÖn tÝnh to¸n.

- hÖ sè ma s¸t gi÷a cèt thÐp vµ thµnh èng (b¶ng 3). - tæng gãc quay cña trôc cèt thÐp (radian).

-Trong ph¬ng ph¸p c¨ng tríc, nÕu cã thiÕt bÞ g¸ l¾p ®Æc biÖt ®Ó t¹o ®é cong th× σms tÝnh theo c«ng thøc trªn víi = 0 vµ μ = 0,25.

B¶ng 3: HÖ sè vµ ®Ó x¸c ®Þnh sù hao øng suÊt ma s¸t

2.2.5. Do biÕn d¹ng khu«n thÐp khi chÕ t¹o ( σ bd)

Khi thiÕu sè liÖu vÒ c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ kÕt cÊu khu«n, hao tæn do biÕn d¹ng khu«n lÊy b»ng 30 Mpa

2.2.6. Do tõ biÕn nhanh ban ®Çu cña bª t«ng ( σ tbn)

Trong ph¬ng ph¸p c¨ng tríc, øng suÊt hao nµy x¶y ra ngay sau khi bu«ng cèt thÐp ®Ó Ðp bª t«ng. §èi víi bª t«ng kh« cøng tù nhiªn:

khi

khi .

, nhng kh«ng lín h¬n 0,8 , nhng kh«ng lín h¬n 2,5 vµ kh«ng nhá h¬n 1,1

σbp ®îc x¸c ®Þnh t¹i møc träng t©m cèt thÐp däc S vµ S ’, cã kÓ ®Õn hao øng suÊt ®· ®Ò cËp ë trªn.

Lo¹i èng r·nh TrÞ sè TrÞ sè khi cèt thÐp lµ

bã sîi thÐp thanh cã gê

- èng cã bÒ mÆt kim lo¹i- èng víi bÒ mÆt bª t«ng

+ t¹o nªn b»ng lâi cøng

+ t¹o nªn b»ng lâi mÒm

0,003

00,0015

0,35

0,550,55

0,4

0,650,65

23

NÕu BT ®«ng cøng trong ®iÒu kiÖn ®îc dìng hé nhiÖt th× σtbn ®îc nh©n thªm hÖ sè 0,85.

2.2.7. Do co ngãt cña bª t«ng ( σ co)- §èi víi bª t«ng nÆng ®«ng cøng tù nhiªn, trÞ sè σco lÊy theo

b¶ng 4B¶ng 4: Sù hao øng suÊt trong cèt thÐp do co ngãt cña bª t«ng,

MPa.

- Trong ph-¬ng ph¸p c¨ng sau, σco cã trÞ sè bÐ h¬n lµ v× tr-íc khi bu«ng cèt thÐp, bª t«ng ®· co ngãt ®îc mét phÇn. BiÕn d¹ng co ngãt nµy kh«ng ¶nh hëng ®Õn sù hao øng suÊt trong cèt thÐp.

2.2.8. Do tõ biÕn cña bª t«ng ( σ tb)

Hao tæn do tõ biÕn cña bª t«ng x¶y ra sau mét qu¸ tr×nh chÞu nÐn l©u dµi. §èi víi bª t«ng nÆng:

khi

khi .

Çc hÖ sè lÊy nh ®èi víi trêng hîp tõ biÕn nhanh.

2.2.9. Do bª t«ng bÞ cèt thÐp vßng hoÆc cèt thÐp xo¾n èc Ðp lâm xuèng: ( σ el)

- Mét sè cÊu kiÖn cã cèt ¦LT lµ cèt thÐp vßng hoÆc cèt thÐp xo¾n èc nh bÓ chøa, èng dÉn,...Çc cèt nµy Ðp lâm mÆt bª t«ng xuèng, lµm cho ®êng kÝnh vßng thÐp gi¶m ®i g©y ra sù hao øng suÊt.

- NÕu ®êng kÝnh cña cÊu kiÖn díi 3m øng suÊt hao lÊy σe1 = 30MPa. CÊu kiÖn cã ®êng kÝnh > 3m øng suÊt nµy kh«ng ®¸ng kÓ vµ ta bá qua.

Ngoµi çc øng suÊt hao c¬ b¶n nh ë trªn, trong mét sè trêng hîp cÇn kÓ ®Õn çc øng suÊt hao do ®é Ðp s¸t çc khèi l¾p ghÐp, do kÕt cÊu chÞu t¶i träng rung ®éng,...

Çc øng suÊt hao ®îc chia thµnh 2 nhãm: - øng suÊt hao x¶y ra tríc khi bu«ng cèt thÐp σl1 - øng suÊt hao x¶y ra sau khi bu«ng cèt thÐp σl2.

M¸c bª t«ng

Ph¬ng ph¸p c¨ngC¨ng tríc C¨ng sau

B40405060

303550

24

+ Trong ph¬ng ph¸p c¨ng tríc:

+ Trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau:

Trong tÝnh to¸n tæng çc øng suÊt hao lÊy ≥ 100 Mpa

Bai 5. cÊu kiÖn chÞu kÐo trung t©mÇc cÊu kiÖn BTCT ¦LT chÞu kÐo trung t©m thêng gÆp lµ:

thanh çch h¹ chÞu kÐo cña dµn, thanh kÐo cña vßm, èng dÉn cã ¸p vµ bÓ chøa trßn,...Ta sÏ xÐt ®Õn cÊu kiÖn th¼ng cã cèt thÐp øng lùc tríc.

25

1. Çc giai ®o¹n cña tr¹ng th¸i øng suÊt:1.1. CÊu kiÖn c¨ng tríc:

§Æc ®iÓm cña TT¦S-BD trong cÊu kiÖn ¦LT chÞu kÐo trung t©m lµ giai ®o¹n I ®îc chia lµm 6 giai ®o¹n trung gian, çc giai ®o¹n kh¸c gièng cÊu kiÖn chÞu kÐo trung t©m b×nh thêng. (H×nh 5.1)

Giai ®o¹n I1: cèt thÐp ®Æt vµo khu«n nhng cha c¨ng, øng suÊt trong cèt thÐp b»ng kh«ng.

Giai ®o¹n I2: cèt thÐp ®îc c¨ng tíi øng suÊt khèng chÕ råi cè ®Þnh vµo bÖ vµ ®æ bª t«ng.

con1 = sp - neo - ms Giai ®o¹n I3: Trong khi chê BT ®¹t ®Õn cêng ®é Rbp, do

hiÖn tîng chïng øng suÊt trong CT, do sù chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a CT vµ thiÕt bÞ c¨ng (nÕu BT ®«ng cøng trong ®iÒu kiÖn d-ìng hé nhiÖt) sÏ x¶y ra çc øng suÊt hao trong cèt thÐp ¦LT.

sp1 = con1 - ch - nh Giai ®o¹n I4: khi BT ®¹t cêng ®é Rbp th× bu«ng CT ®Ó Ðp

BT. Lóc nµy ph¸t sinh biÕn d¹ng tõ biÕn nhanh ban ®Çu vµ x¶y ra øng suÊt hao σtbn. Do ®ã øng suÊt hao σl1 ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt:

ë giai ®o¹n nµy øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT b»ng:

sp1 = sp - l1 - αsp b

+Trong ®ã øng suÊt nÐn tríc trong BT ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

víi N1 = (khi tÝnh σl1 kh«ng kÓ ®Õn øng suÊt hao do tõ biÕn nhanh σtbn),

Ared- diÖn tÝch bª t«ng t¬ng ®¬ng. víi .

Giai ®o¹n I5: theo thêi gian do sù co ngãt vµ tõ biÕn cña BT x¶y ra thªm øng suÊt hao σh2, khi ®ã øng suÊt hao tæng céng: σl

= σl1+ σl2 vµ trong cèt thÐp ¦LT b»ng:sp - l - αspb1

Giai ®o¹n I6: t¶i träng t¸c dông g©y thªm øng suÊt kÐo trong cèt thÐp ¦LT. Khi øng suÊt nÐn tríc trong BT bÞ triÖt tiªu th× øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT b»ng:

26

I1sp

I4b

sp l1 spb

bt I5sp l spb1

I6N02N02 sp l

Ia

sp l spR bt,ser

Ncrc

R bt,ser

Ncrc

IIIN NR sp

Sau

khi ®

Æt t¶i

trän

g sö d

ông

Tr í

c khi

®Æt t

¶i trä

ng sö

dông

I1

sp

I2

con1

I3

con1 3 4

b

I4b

sp l1 sp

I5bt

b

sp l spb1

I6b N0N0 sp l

Ia

sp l spR bt,serNcrc

R bt,ser

IIIR sp

N

Ncrc

N

sp1 = sp - l

Giai ®o¹n Ia: t¶i träng t¨ng lªn cho ®Õn khi øng suÊt kÐo trong BT ®¹t trÞ sè Rbt,ser, khi cÊu kiÖn s¾p bÞ nøt øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT lµ:

sp1 = sp - l + 2αspRbt, ser

Giai ®o¹n II: giai ®o¹n xuÊt hiÖn khe nøt, lóc nµy toµn bé lùc kÐo do CT chÞu. øng suÊt kÐo trong cèt thÐp ¦LT t¨ng lªn gièng nh sù t¨ng øng suÊt trong cÊu kiÖn th«ng thêng kh«ng cã øng suÊt tríc.

Giai ®o¹n III: giai ®o¹n ph¸ ho¹i. Khe nøt më réng, øng suÊt trong CT ®¹t tíi cêng ®é giíi h¹n vµ x¶y ra sù ph¸ ho¹i.

Qua viÖc ph©n tÝch çc giai ®o¹n TT¦S ta nhËn thÊy r»ng viÖc g©y ¦LT chØ n©ng cao kh¶ n¨ng chèng nøt chø kh«ng n©ng cao kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cÊu kiÖn, v× sau khi khe nøt xuÊt hiÖn, cÊu kiÖn BTCT ¦LT lµm viÖc gièng nh cÊu kiÖn BTCT th«ng thêng.

27

a/ CÊu kiÖn c¨ng tríc b/ CÊu kiÖn c¨ng sau

H×nh 5.1. Tr¹ng th¸i øng suÊt cña cÊu kiÖn ¦LT chÞu kÐo trung t©m

1.2. CÊu kiÖn c¨ng sau:Trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau, çc giai ®o¹n cña TT¦S-BD còng t-

¬ng tù nh trêng hîp c¨ng tríc. ChØ kh¸c TT¦S tõ giai ®o¹n I1

chuyÓn ngay sang giai ®o¹n I4 kh«ng qua I2 vµ I3. Giai ®o¹n I1: luån cèt thÐp vµo trong cÊu kiÖn nhng cha

c¨ng. Giai ®o¹n I4: c¨ng cèt thÐp ®¹t tíi øng suÊt khèng chÕ.

con2 = sp - αsp b

víi

Sau ®ã CT ®îc neo l¹i. Lóc nµy do biÕn d¹ng cña neo vµ sù Ðp s¸t çc tÊm ®Öm, do ma s¸t gi÷a CT vµ thµnh èng nªn x¶y ra øng suÊt hao lµm gi¶m øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT:

sp1 = sp - l1 - αsp b

Tõ giai ®o¹n I5 ®Õn lóc ph¸ ho¹i TT¦S trong BT vµ CT gièng nh cÊu kiÖn c¨ng tríc.

2. TÝnh to¸n cÊu kiÖn chÞu kÐo trung t©m:2.1. TÝnh theo cêng ®é: (giai ®o¹n sö dông)

Dïng giai ®o¹n III ®Ó ®i tÝnh to¸n theo cêng ®é. Lóc nµy xem toµn bé t¶i träng ®Òu do cèt thÐp chÞu, nªn ®iÒu kiÖn bÒn sÏ lµ:

Trong ®ã: - hÖ sè kÓ ®Õn ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña CT cêng ®é cao khi øng suÊt cña nã cao h¬n giíi h¹n ch¶y qui íc vµ lÊy theo b¶ng 5:

28

B¶ng 5: HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cèt thÐp cêng ®é cao

2.2. TÝnh kh«ng cho phÐp nøt:Dïng giai ®o¹n Ia ®Ó tÝnh to¸n cÊu kiÖn kh«ng cho phÐp nøt.

§iÒu kiÖn ®Ó ®¶m b¶o cho cÊu kiÖn kh«ng h×nh thµnh khe nøt lµ:

N - lùc kÐo däc trôc. §èi víi cÊu kiÖn ®ßi hái cã tÝnh chèng nøt cÊp I vµ II th× tÝnh víi t¶i träng tÝnh to¸n, ®èi víi cÊu kiÖn ®ßi hái cã tÝnh chèng nøt cÊp III khi tÝnh to¸n kiÓm tra xem cã cÇn thiÕt ph¶i tÝnh to¸n theo sù më réng khe nøt hay kh«ng, nÕu cã th× N lÊy lµ t¶i träng tiªu chuÈn.

N02 - lùc kÐo øng víi lóc øng suÊt nÐn trong bª t«ng bÞ triÖt tiªu víi s = tbn - co - tb

Qua ®iÒu kiÖn vÒ kh¶ n¨ng chèng nøt nh ë trªn ta thÊy kh¶ n¨ng chèng nøt cña cÊu kiÖn t¨ng lªn nhê N02. 2.3. TÝnh theo sù më réng khe nøt:

C«ng thøc kiÓm tra gièng nh ®èi víi cÊu kiÖn BTCT th«ng th-êng, chØ kh¸c σs lµ ®é t¨ng øng suÊt trong CT kÓ tõ lóc øng suÊt nÐn tríc trong BT triÖt tiªu cho ®Õn lóc kÕt cÊu chÞu t¶i träng tiªu chuÈn Nc vµ ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

2.4. TÝnh theo sù khÐp kÝn khe nøt:§Ó b¶o ®¶m sù lµm viÖc b×nh thêng cña kÕt cÊu, còng nh

®é bÒn cña c«ng tr×nh, ®èi víi çc kÕt cÊu cã tÝnh chÊt chèng nøt cÊp II cÇn ph¶i tÝnh to¸n kiÓm tra sù khÐp kÝn khe nøt. ViÖc tÝnh to¸n kiÓm tra sù khÐp kÝn khe nøt ®îc xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn: b¶o ®¶m sao cho sau khi bÞ nøt, lóc t¶i träng t¹m thêi ng¾n h¹n ®· qua ®i th× díi t¸c dông cña øng suÊt tríc trong CT khe nøt ph¶i ®îc khÐp kÝn l¹i.

§iÒu kiÖn b¶o ®¶m nÕu tho¶ m·n 2 yªu cÇu sau:

Trong ®ã σsp - øng suÊt tríc trong cèt thÐp ¦LT sau khi ®· kÓ ®Õn tÊt c¶ çc øng suÊt hao.

Lo¹i thÐpA-IV vµ AT-IV

A-V, AT-V vµ sîi thÐp cêng ®é caoAT-VI

1,21,151,10

29

σs - ®é t¨ng øng suÊt trong cèt thÐp. T¹i thí ngoµi cïng cña miÒn chÞu kÐo cña cÊu kiÖn

do t¸c dông cña t¶i träng thêng xuyªn, t¶i träng t¹m thêi ng¾n h¹n, t¶i träng t¹m thêi dµi h¹n cÇn ph¶i tån t¹i øng suÊt nÐn b 0,5 MPa khi cÊu kiÖn chØ cã t¶i träng tÜnh vµ t¶i träng dµi h¹n t¸c dông. b ®îc x¸c ®Þnh nh ®èi víi vËt thÓ ®µn håi chÞu t¸c dông cña ngo¹i lùc vµ øng suÊt nÐn tríc.2.5. KiÓm tra cêng ®é cÊu kiÖn ë giai ®o¹n chÕ t¹o:

Khi bu«ng cèt thÐp ¦LT, cÊu kiÖn cã thÓ bÞ Ðp háng, do ®ã cÇn kiÓm tra cêng ®é cña cÊu kiÖn ë giai ®o¹n nµy (giai ®o¹n I4) theo ®iÒu kiÖn:

N - lùc nÐn bª t«ng khi bu«ng cèt thÐp, Víi cÊu kiÖn c¨ng tríc: CÊu kiÖn c¨ng sau:

Bai 6. cÊu kiÖn chÞu uèn

30

1. Çc giai ®o¹n cña tr¹ng th¸i øng suÊt1.1. CÊu kiÖn c¨ng tríc:

§Æc ®iÓm cña tr¹ng th¸i øng suÊt – biÕn d¹ng trong cÊu kiÖn ¦LT chÞu uèn lµ giai ®o¹n I ®îc chia lµm 6 giai ®o¹n trung gian, çc giai ®o¹n kh¸c t¬ng tù cÊu kiÖn chÞu uèn b×nh thêng (H×nh 6.1).

Giai ®o¹n I1: ®Æt cèt thÐp Asp vµ A’sp vµo khu«n nhng cha c¨ng, øng suÊt trong CT b»ng kh«ng.

Giai ®o¹n I2: cèt thÐp ®îc c¨ng tíi øng suÊt khèng chÕ con1

vµ ’con1 (th«ng thêng con1 = ’con1) råi cè ®Þnh vµo bÖ vµ ®æ BT.

Giai ®o¹n I3: Trong khi chê BT ®¹t ®Õn cêng ®é Rbp, do hiÖn tîng chïng øng suÊt trong CT, do sù chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a CT vµ thiÕt bÞ c¨ng (nÕu BT ®«ng cøng trong ®iÒu kiÖn d-ìng hé nhiÖt) sÏ x¶y ra çc øng suÊt hao trong cèt thÐp ¦LT.

sp1 = con1 - ch - nh ’sp1 = ’con1 - ’ch - ’nh

Giai ®o¹n I4: khi BT ®¹t cêng ®é Rbp th× bu«ng CT ®Ó Ðp BT. Do cèt thÐp Asp vµ A’sp kh«ng b»ng nhau, thêng Asp > A’sp nªn cÊu kiÖn bÞ Ðp lÖch t©m vµ vång lªn phÝa trªn. Lóc nµy ph¸t sinh thªm hao øng suÊt do tõ biÕn nhanh. Do ®ã øng suÊt hao ®¹t gi¸ trÞ σ’l1 vµ σl1:

ë giai ®o¹n nµy øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT b»ng:sp1 = sp - l1 - αsp b

’sp1 = ’sp - ’l1 - αsp ’b

Giai ®o¹n I5: theo thêi gian do sù co ngãt vµ tõ biÕn cña BT x¶y ra thªm øng suÊt hao σh2, khi ®ã øng suÊt hao tæng céng: σl

= σl1+ σl2 vµ trong cèt thÐp ¦LT b»ng:sp - l - αsp b1

Giai ®o¹n I6: t¶i träng t¸c dông g©y thªm øng suÊt kÐo trong CTøng lùc tríc Asp vµ lµm gi¶m øng suÊt kÐo trong cèt thÐp A’sp. Khi øng suÊt nÐn tríc cña thí BT ë ngang vÞ trÝ träng t©m cèt thÐp Asp bÞ triÖt tiªu th× øng suÊt trong CT øng lùc tríc Asp b»ng:

sp1 = sp - l

31

Giai ®o¹n Ia: t¶i träng t¨ng lªn cho ®Õn khi øng suÊt kÐo trong BT ®¹t trÞ sè Rbt, ser, khi cÊu kiÖn s¾p bÞ nøt øng suÊt trong cèt thÐp ¦LT Asp lµ:

sp1 = sp - l + 2αspRbt, ser

Giai ®o¹n nµy lµ c¬ së dïng ®Ó tÝnh to¸n cÊu kiÖn kh«ng cho phÐp h×nh thµnh khe nøt.

Giai ®o¹n II: giai ®o¹n xuÊt hiÖn khe nøt ë miÒn BT chÞu kÐo, lóc nµy toµn bé lùc kÐo do CT chÞu. øng suÊt kÐo trong cèt thÐp ¦LT t¨ng lªn gièng nh sù t¨ng øng suÊt trong cÊu kiÖn th«ng thêng kh«ng cã øng suÊt tríc.

Giai ®o¹n III: giai ®o¹n ph¸ ho¹i. Khe nøt më réng, øng suÊt trong CT ®¹t tíi cêng ®é giíi h¹n vµ x¶y ra sù ph¸ ho¹i.Trong giai ®o¹n nµy, khi øng suÊt nÐn cña BT ®¹t trÞ sè giíi h¹n th× øng suÊt trong cèt thÐp A’sp lµ:

’sp1 = R’sp - αsp(’sp - l)’sp1 cã thÓ + (øng suÊt nÐn) hoÆc – (øng suÊt kÐo), do ®ã nªn thiÕt kÕ sao cho ’sp1 mang dÊu (+) v× trong trêng hîp mang dÊu (-) th× sù cã mÆt cña cèt thÐp A’sp lµm gi¶m kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cÊu kiÖn ¦LT.

32

sp '

sp

con1'

con1

con1'

con1

1 2

1 2

sp l1 spb

sp l1 spb

' '

'' '

sp l spb1

sp l spb1'' '

b

sp l

Rbt,ser

sp l spR bt,ser

R b

I1

I2

I3

I4

I6

Ia

III

I5

H×nh 6.1. Sù thay ®æi øng suÊt cña cÊu kiÖn øng lùc tríc chÞu uèn

33

(cÊu kiÖn c¨ng tríc)1.2. CÊu kiÖn c¨ng sau:

Trong ph¬ng ph¸p c¨ng sau, çc giai ®o¹n cña TT¦S-BD còng t-¬ng tù nh trêng hîp c¨ng tríc. ChØ kh¸c TT¦S tõ giai ®o¹n I1

chuyÓn ngay sang giai ®o¹n I4 kh«ng qua I2 vµ I3.2. TÝnh to¸n cÊu kiÖn chÞu uèn:2.1. TÝnh theo ®iÒu kiÖn cêng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc:

- TÝnh to¸n t¬ng tù nh cÊu kiÖn BTCT thêng, kh¸c ë chç cã thªm thµnh phÇn cèt thÐp ¦LT (H×nh 6.2)

- §èi víi tiÕt diÖn ch÷ T, trôc trung hßa ®i qua sên, ®iÒu kiÖn cêng ®é lµ:M ≤ Rbbx(h0 - 0,5x)+ Rb(b’f - b)h’f(h0-0,5h’f) + R’sA’s(h0 - a’) + ’sp1A’sp(h0 - a’s)

b

b'f

RsAs

ha

0

M

Rb

As

h'

h

f

R'sA's

'sp1 A'sp

RspAsp Asp

A's

A'spx

a s

a' s

H×nh 6.2. S¬ ®å øng suÊt tiÕt diÖn ch÷ TChiÒu cao vïng nÐn x ®îc x¸c ®Þnh tõ c«ng thøc:

Rb[bx + (b’f - b)h’f] = γs6 RspAsp + RsAs - ’sp1A’sp - R’sA’s

Trong ®ã: ’sp1 øng suÊt trong cèt thÐp A’sp ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ë giai ®o¹n III

γs6 – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña CT cêng ®é cao khi øng suÊt cao h¬n giíi h¹n ch¶y qui íc, x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ.

2.2. TÝnh theo ®iÒu kiÖn cêng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng: - §Ó chÞu lùc trªn tiÕt diÖn nghiªng, trong cÊu kiÖn BTCT¦LT

chÞu uèn cã cèt däc, cèt xiªn, cèt ®ai thêng, cèt däc vµ cèt ngang ¦LT (H×nh 6.3)

TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng chÞu c¾t tiÕn hµnh t¬ng tù cÊu kiÖn chÞu uèn thêng

§iÒu kiÖn cêng ®é:Q ≤ Qb + ∑RswAsw + ∑RswAs,incsin + ∑RspwAspw + ∑RspwAsp,incsinp

34

Rsw Asw

Q

R s As

Rspw Aspw

Rsp Asp

Rsp Asp,inc

Rspw Asp,inc

Qb

Nb

p

H×nh 6.3. S¬ ®å tÝnh to¸n néi lùc trªn tiÕt diÖn nghiªng2.3. TÝnh to¸n cêng ®é cÊu kiÖn ë giai ®o¹n chÕ t¹o:

Bao gåm: - KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn vÒ øng suÊt nÐn giíi h¹n cña bª

t«ng lóc b¾t ®Çu bu«ng cèt thÐp (b¶ng 6)B¶ng 6. TrÞ sè giíi h¹n σbp/Rbp

Tr¹ng th¸i øng suÊt cña tiÕt diÖn

Ph¬ng ph¸pc¨ng

TØ sè σbp/Rbp kh«ng lín h¬n

khi nÐn®óng t©m lÖch t©m

øng suÊt nÐn t¨ng khi ngo¹i lùc t¸c

dông

øng suÊt nÐn gi¶m khi ngo¹i lùc t¸c

dông

C¨ng trícC¨ng sau

C¨ng trícC¨ng sau

0,650,60

0,850,70

0,700,65

0,950,85

- KiÓm tra sù lµm viÖc tæng thÓ cña cÊu kiÖn ë giai ®o¹n chÕ t¹o: TiÕn hµnh nh cÊu kiÖn chÞu nÐn lÖch t©m thêng víi ngo¹i lùc lµ lùc nÐn do cèt thÐp ¦LT g©y ra.

- KiÓm tra sù chÞu lùc côc bé cña bª t«ng ë khu vùc neo. NÕu kh¶ n¨ng chÞu lùc cña miÒn bª t«ng díi neo kh«ng ®ñ th× ph¶I gia cêng b»ng çc líi cèt thÐp hoÆc ®Öm thÐp.2.4. TÝnh to¸n kh«ng cho phÐp nøt:

35

§Ó ®¶m b¶o cho cÊu kiÖn kh«ng h×nh thµnh khe nøt trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc, ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn: M ≤ Mcrc

Trong ®ã: M - m«men uèn do ngo¹i lùc g©y ra + §èi víi cÊu kiÖn cã tÝnh chèng nøt cÊp I vµ cÊp

II th× M lµ m«men tÝnh to¸n + §èi víi cÊu kiÖn cã tÝnh chèng nøt cÊp III th× M

lµ m«men tiªu chuÈnMcrc - m«men mµ cÊu kiÖn chÞu ®îc ngay tríc khi

h×nh thµnh khe nøt.

M

N0z

e0

=

M

+ +N0zrL

ML = N02 (e0 +rL)

H×nh : S¬ ®å lùc ®Ó tÝnh Mn

C¬ së tÝnh to¸n Mcrc lµ giai ®o¹n IaMcrc = Rbt,serWpl + Mrp

Rbt,serWpl lµ m«men chèng nøt cña cÊu kiÖn BTCT thêng. m«men chèng nøt cña cÊu kiÖn ¦LT ®îc t¨ng lªn nhê m«men lâi tiÕt diÖn Mrp, (x¸c ®Þnh theo h×nh 6.4), do ®ã cã thÓ ®iÒu chØnh lùc c¨ng ®Ó cÊu kiÖn kh«ng bÞ nøt.

Mrp = N02(e0 + rL)øng suÊt kÐo ë mÐp díi cña tiÕt diÖn khi lùc c¨ng trong cèt

thÐp N02 (®· trõ tÊt c¶ çc øng suÊt hao) ®Æt ë mÐp trªn cña lâi sÏ b»ng 0. Do ®ã øng suÊt kÐo ë mÐp díi cña tiÕt diÖn sÏ lµ:

Khi s¾p nøt t ®¹t ®Õn Rbt,ser vµ W ®¹t ®Õn Wpl.

2.5. TÝnh to¸n theo sù më réng vµ khÐp kÝn khe nøt: - TiÕn hµnh t¬ng tù nh cÊu kiÖn chÞu uèn th«ng thêng vµ

cÊu kiÖn ¦LT chÞu kÐo trung t©m.- §é t¨ng øng suÊt trong cèt thÐp s ®îc tÝnh:

36

Trong ®ã: Z1 – Kho¶ng çch gi÷a hîp lùc vïng chÞu nÐn vµ vïng chÞu kÐo

N02 – Lùc nÐn tríc bª t«ng ë giai ®o¹n sö dông esp – Kho¶ng çch tõ ®iÓm ®Æt cña lùc N02 ®Õn trôc

®I qua träng t©m diÖn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo.

2.6. TÝnh to¸n kiÓm tra ®é vâng: Phô thuéc vµo tÝnh chÊt chèng nøt cña cÊu kiÖn- §èi víi cÊu kiÖn kh«ng cho phÐp nøt: Khi tÝnh ®é vâng xem

cÊu kiÖn nh vËt thÓ ®µn håi vµ dïng çc c«ng thøc ®· nªu trong c¬ häc kÕt cÊu ®Ó tÝnh to¸n.

- §èi víi cÊu kiÖn cã khe nøt ë vïng kÐo, tÝnh ®é vâng t¬ng tù nh ®èi víi cÊu kiÖn chÞu uèn th«ng thêng, chØ kh¸c lµ trong çc c«ng thøc cã thªm mét vµi sè h¹ng ®Ó kÓ ®Õn t¸c dông cña cèt thÐp ¦LT.

Trong ®ã:

- ®é cong t¬ng øng do t¸c dông ng¾n h¹n cña toµn bé

t¶i träng vµ t¶I träng thêng xuyªn, dµi h¹n (kh«ng xÐt ®Õn lùc c¨ng tríc)

- ®é cong do t¸c dông ng¾n h¹n cña lùc c¨ng tríc N

- ®é cong do sù vång lªn do tõ biÕn vµ co ngãt cña bª t«ng

; ; ;

;

- Tæng çc hao øng suÊt trong CT c¨ng tríc do co ngãt vµ tõ biÕn cña BT ®èi víi CT ®Æt trong vïng kÐo.

- Tæng çc hao øng suÊt trong CT c¨ng tríc do co ngãt vµ tõ biÕn cña BT ®èi víi CT ®Æt trong vïng nÐn.

37

Education

Bg dien-tu-btult