xét ảnh hưởng của sàn dự ứng lực trong kết cấu khung nhà nhiều tầng

Kết cấu bê tông DƯL là thuật ngữ dùng để chỉ kết cấu, cấu kiện hay sản phẩm bê tông cốt thép mà trong quá trình chế tạo người ta tạo ra theo tính toán ứng suất kéo trước trong toàn bộ ho

PHẦN MỞ ĐẦU

Với sự phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật Những vật liệu mới, công nghệ mới được áp dụng vào ngành xây dựng ngày càng nhiều Một trong số đó là việc sử dụng sàn bê tông dự ứng lực trong kết cấu nhà cao tầng để thay thế cho kết cấu dầm sàn Điều đó đã mang tới nhiều lợi ích to lớn về kinh tế, thẩm mỹ, công năng…, nhưng vấn đề đặt ra là: Sàn dự ứng lực sẽ ảnh hưởng như thế nào tới kết cấu khung cột trong khung nhà nhiều tầng ? có lợi hay bất lợi ? Những câu hỏi đó đã thôi thúc

nhóm tác giả bước vào nghiên cứu và hoàn thành đề tài: “ Ảnh hưởng của sàn dự ứng lực trong kết cấu khung nhà nhiều tầng”

Trong đề tài này nhóm tác giả nghiên cứu dựa trên tiêu chuẩn thiết kế kết cấu

bê tông và bê tông cốt thép TCXDVN 356:2005 cùng với một số tiêu chuẩn, tài liệu khác, trong đó có những kết quả nghiên cứu, kinh nghiệm thiết kế, giám sát và thi công sàn bê tông DƯL mà công ty Namcong Post-Tensioning đã cung cấp

Kết cấu bê tông DƯL được thực hiện theo 2 công nghệ khác nhau tùy thuộc vào phương thức sản xuất và thi công công trình Đó là công nghệ căng trước và căng sau Trong đề tài này nhóm tác giả chỉ đề cập tới công nghệ căng sau trong sàn

Đề tài cũng nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của sàn DƯL trong khung nhà nhiều tầng, trong các giai đoạn thi công căng cáp cũng như khi sử dụng Từ đó làm rõ sự biến thiên nội lực các cột trong khung nhà, đưa ra các nhận xét, cảnh báo

về những sự thay đổi đó

Trong thời gian nghiên cứu có hạn, công cụ phần mềm hỗ trợ tính toán cho

đề tài còn hạn chế, chắc chắn đề tài nghiên cứu không tránh nổi các thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến, phê bình để nhóm tác giả hoàn thành tốt bài nghiên cứu

Nhóm tác giả Trần Thanh Khôi – Nguyễn Quốc Tài

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU

Nguyên lý trên đã được P G Jackson ( Mỹ ) đưa vào áp dụng thành công cho vòm gạch, đá , bê tông từ năm 1886 Tiếp theo K.During ( Đức ) đã gây ra được ứng suất nén trong sàn bê tong bằng cách căng trước cốt thép thường nhưng không đem lại hiệu quả mong muốn Vì chỉ một thời gian ngắn sau khi căng và bê tông đông cứng thì trong bê tông hầu như không còn ứng suất nén nữa Hiện tượng này gọi là sự tổn hao ứng suất

Tổn hao ứng suất sẽ được tính toán cụ thể trong chương sau

1.1.2 Bê tông dự ứng lực

Kết cấu bê tông DƯL là thuật ngữ dùng để chỉ kết cấu, cấu kiện hay sản phẩm

bê tông cốt thép mà trong quá trình chế tạo người ta tạo ra theo tính toán ứng suất kéo trước trong toàn bộ hoặc một phần cốt thép và ứng suất nén trong toàn bộ hoặc một phần bê tông (Tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005)

Ứng suất nén trong bê tông được gây ra bằng cách làm cho các thanh cốt thép dãn ra, sau đó dùng bê tông của kết cấu ngăn cản sự co lại của chúng Kết quả là gây ra hiện tượng các thanh cốt thép có xu hướng co lại do tính dàn hồi nhưng bị bê tông ngăn cản đã tác dụng lên bê tông và gây ra ứng suất nén trong bê tông, trong khi các thanh cốt thép này vẫn bị kéo (Nguyễn Tiến Chương, 2010, tr.19)

Trong một số tài liệu thường dùng thuật ngữ ứng lực trước hay dự ứng lực

1.2 Sàn dự ứng lực

1.2.1 Đặc điểm kết cấu dầm sàn nhà nhiều tầng

Các giải pháp kiến trúc nhà nhiều tầng, nhất là nhà cao tầng thường được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các đô thị lớn thường có các đặc điểm sau:

 Diện tích các tầng điển hình chiếm tới 70-80% tổng diện tích sàn nhà

 Lưới cột điển hình phổ biến là 7.2m x 7.2m và 8.1m x 8.1m

 Chiều cao tầng điển hình không quá 3.3m nên không thích hợp cho giải pháp thông thường có lưới cột lớn

 Giá trị nội lực trong hệ kết cấu thường rất lớn, đòi hỏi phải có những giải pháp kết cấu và sử dụng vật liệu tương ứng, trong đó có kết cấu bê tông dự ứng lực chất lượng cao

1.2.2 Hệ kết cấu dầm sàn bê tông dự ứng lực

1.2.2.1 Phân loại hệ dầm sàn

Hình 1.1 : Các dạng dầm sàn dùng trong nhà cao tầng

Hệ kết cấu dầm sàn bê tông dự ứng lực là một trong những giải pháp kỹ thuật hợp lí và đem lại hiệu quả kinh tế cao Với lưới cột lên tới 12m thì khi sử dụng luôn đảm bảo chiều cao hữu ích của tầng nhà có hạn Việc gây ra dự ứng lực nhằm tăng khả năng chống nứt, chống uốn và giảm trọng lượng bản thân của kết cấu, điều này

có ý nghĩa lớn trong xây dựng nhà nhiều tầng

Tùy thuộc vào giải pháp kiến trúc, sơ đồ kết cấu, kích thước lưới cột, tải trọng

mà sàn bê tông dự ứng lực thiết kế theo một hoặc 2 phương với

Hình 1.2 : Sơ đồ tính toán chọc thủng sàn không dầm

Chiều dày sàn phẳng không dầm được chọn theo điều kiện chọc thủng của chu

vi tiết diện trung bình của tháp chọc thủng kể từ tiết diện mép cột theo công thức:

b – chu vi trung bình của tháp chọc thủng đƣợc xác định:

Nội lực trong kết cấu dầm sàn được xác định theo tính toán cả hệ chịu lực của công trình theo các phần mềm máy tính chuyên dụng Đối với hệ kết cấu như thanh, dầm và cột việc thao tác khá đơn giản và cho ra kết quả với độ chính xác cao Còn đối với hệ bản sàn độ chính xác lại phụ thuộc vào việc phân chia bản thành các phần

tử tương đương Vì thế hệ sàn phẳng không dầm thường được chia thành các dải trên cột và dải giữa để tính toán, theo 1 hay 2 phương và theo khung phẳng hay khung không gian

Khi dùng các phương pháp tính toán, việc phân chia hệ sàn không dầm thành các hệ khung, dầm liên tục cần thực hiện các yêu cầu sau:

 Dải trên đỉnh cột là dải có bề rộng về mỗi phía kể từ trục cột không nhỏ hơn 0.25l1 hoặc 0.25l2 Trong đó l1 và l2 là kích thước ô sàn kể từ trục đến trục, đi qua tim cột Dải cột bao gồm cả dầm, khung dầm, có thể xét thêm phần sàn hai bên hay một bên như dầm chữ T và L.( Hình 1.4 )

 Dải giữa bản được giới hạn bởi hai dải cột, thường có chiều rộng lớn

Hình 1.4

 Trong trường hợp bản sàn được chia theo hai chiều trực giao nhau tạo thành từng ô bản được kê lên các dải bản trên cột và được tính toán như

những bản kê thông thường

 Phương pháp thiết kế trực tiếp ( phân phối moment ), (Lê Thanh

Huấn, Nguyễn Hữu Việt, Nguyễn Tất Tâm, 2011)

- Đây là phương pháp chủ yếu áp dụng trong đề tài nghiên cứu

- Phạm vi áp dụng phương pháp :

 Khi sàn có tối thiểu ba nhịp liên tục theo mỗi hướng

 Các dải trên cột, dầm có tỷ lệ chiều dài/chiều rộng không lớn hơn 2

 Chiều dài các nhịp đều nhau hoặc chênh nhau không quá 1/3 chiều dài nhịp lớn

 Vị trí cột xê dịch không quá 10% chiều dài nhịp

 Hoạt tải không lớn hơn 1.5 lần tĩnh tải

 Tỷ số giữa độ cứng uốn của các tiết diện các dải có dầm theo 2 phương không nhỏ hơn 0.2 hoặc không lớn hơn 5.0

- Các giá trị moment gối và moment nhịp được xác định như sau: Tổng tuyệt đối của moment âm và dương tính toán trung bình trên mỗi phương không nhỏ hơn:

2 2 0

 q : hoạt tải tiêu chuẩn

 ln : nhịp thông thủy giữa các mép cột, mũ cột, công xôn hoặc tường nhưng giá trị không nhỏ hơn 0.65l

- Tổng moment tính toán M0 được phân phối như sau:

Đối với các tiết diện ở các nhịp bên trong của dải trên cột, hình ( 1.5 )

 Moment âm tại tiết diện mép cột: MD = MF = MG = - 0.65 M0

 Moment dương giữa nhịp lấy bằng: ME = 0.35 M0

Đối với các tiết diện ở các nhịp bên trong dải giữa nhịp, hình (1.3 )

 Moment âm M3 = - 0.25 M0, Moment dương M4 = 0.45 M0

 Moment nhịp biên M1 = -0.15M0, Moment dương M2 = 0.35M0

Đối với các nhịp biên dải trên cột moment tổng M0 được phân phối cho 3 tiết diện tại gối tựa biên là MA mang dấu âm, nhịp MB mang dấu dương, mép trái gối tựa đầu tiên MC theo các hệ số trong ( bảng 1.1)

Hình 1.6 Sơ đồ gối tựa biên cho sàn phẳng không dầm

Bảng 1.1 Hệ số phân phối cho các moment MA, MB,MC tại nhịp biên dải cột

Gối tựa Sàn trên cột Sàn trên dầm Sàn ngàm vào

8

n n

ql l

 Phương pháp khung tương đương ( Xem phụ lục 1A, mục 1)

 Phương pháp cân bằng tải trọng ( Xem phụ lục 1A, mục 2)

1.3 Các vấn đề cần quan tâm trong sàn DƯL

1.3.1 Bê Tông

Bê tông sử dụng cho sàn DƯL là loại bê tông nặng hoặc bê tông hạt nhỏ có khối lượng vào khoảng 2500kg/m3, cấp độ bền nén không thấp hơn B25 (M350) Cường độ chịu nén bê tông thời điểm truyền ứng lực trước R0 không nhỏ hơn 30MPa hoặc không nhỏ hơn 0.8Rb,28 ( Rb,28 – cường độ chịu nén của mẫu thử chuẩn sau 28 ngày bảo dưỡng trong điều kiện tự nhiên)

Chất lượng và sự đồng nhất cao của bê tông đổ tại chỗ dùng cho sàn bê tông DƯL là 1 trong những yêu cầu quan trọng nhất trong quá trình thi công và sử dụng kết cấu

Hiện nay trong xây dựng nhà cao tầng thường dùng 2 loại cáp 7 sợi với tổng đường kính là 12.7mm và 15.2mm, các loại cáp này dưới dạng trần hoặc có vỏ bọc một hay nhiều lớp

Bện cáp trần hay còn gọi là cốt có bám dính vì sau khi luồn vào ống thép mềm

đặt vào kết cấu và được căng trên bê tông đã đông cứng thì sẽ được bơm vữa vào ống bảo vệ cốt thép

Bện cáp được luồn sẵn trong vỏ nhựa mềm được bảo vệ trong môi trường

không gỉ ngay từ khi sản xuất nên gọi là cáp không bám dính

1.3.3 Neo cốt thép (Lê Thanh Huấn, Nguyễn Hữu Việt, Nguyễn Tất Tâm,

2011, tr.35-36)

Trong kết cấu sàn nhà bê tông đúc sẵn hoặc đổ tại chỗ các loại neo dùng cho cốt thép căng được phân biệt theo chức năng: neo ma sát, neo cố định, neo kéo

 Neo ma sát là những chi tiết đặt sẵn dọc theo cốt thép căng là sợi, thanh được dùng chế tạo các dầm, bản, tấm sàn bê tông DƯL căng trước

 Neo cố định (neo hãm, neo chết) thường dùng cho sàn bê tông DƯL căng sau với chức năng cố định một đầu cáp bên trong bê tông có thể dạng ống kẹp, hay dạng hoa thị một hoặc nhiều lớp

 Neo công tác dùng để cố định một hoặc 2 đầu cốt thép sau khi đã được căng và tựa lên đế neo truyền lực vào bê tông Neo kéo căng trong sàn DƯL đổ toàn khối thường dùng loại neo đơn 1 lỗ bao gồm các bộ phận : bao neo, nêm neo ( lá neo )

Hình 1.7 : Cấu tạo neo cố định kiểu ép dập

1-Cốt thép; 2- Neo cố định; 3- Đế neo ( bản đệm); 4- Thép xoắn lò xo; 5- Vỏ bọc; 6- Băng dính

Hình 1.8 : Cấu tạo neo cố định dạng hoa thị

1-Đầu neo cố định dạng hoa thị ; 2- Cốt thép ; 3- Thép xoắn lò xo; 4-Vỏ bọc cốt

thép ứng lực; 5- Băng dính

Hình 1.9 : Hình dạng kích thước một trong các dạng neo kéo căng dùng cho cáp

d = 15.2 mm Cáp 7 sợi;

1- Cáp; 2- Lá neo; 3- Bao neo

1.3.4 Đường đi của cáp trong sàn (Lê Thanh Huấn, Nguyễn Hữu Việt,

Nguyễn Tất Tâm, 2011)

Cốt thép căng trong sàn có thể bó thành từng bó hoặc bố trí riêng lẻ đặt trong kết cấu và phải đảm bảo yêu cầu về :

 Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép thường và thép ứng lực trước

 Tính an toàn chống nứt dọc theo cáp, bó, bện căng sau

 Thuận tiện trong khi đổ và đầm bê tông

 Khoảng cách thong thủy nhỏ nhất giữa các bó thép căng, giữa các ống thép gen hoặc giữa ống gen được xác định như sau:

- Theo phương thẳng đứng lấy giá trị max ( kích thước lớn nhất vật liệu thô + 5mm, kích thước bên trong ống gen hoặc bó thép căng theo phương đứng )

- Theo phương ngang lấy giá trị max ( kích thước lớn nhất của vật liệu thô + 5mm, kích thước bên trong ống gen hoặc bó thép căng theo phương ngang )

 Cốt thép ứng lực trong sàn liên tục được bố trí liên tục và thẳng hàng ở cả vùng nén và vùng kéo hoặc chỉ bố trí vùng kéo rồi uốn cong theo biểu đồ mô men uốn tính toán

Số lượng cốt thép ULT được xác định theo tính toán và được phân phối trong từng dải bản sàn theo như hình dưới đây:

Hình 1.11: Sơ đồ rải cáp trên sàn

Cốt căng có vỏ bọc không bám dính được phân bố trên mặt bằng phẳng không dầm và không có mũ cột nên theo tỷ lệ như hình c và d tùy thuộc vào phương chịu lực của sàn và theo các dải bản tính toán

1.3.5 Tổn hao ứng suất (Lê Thanh Huấn, Nguyễn Hữu Việt, Nguyễn Tất Tâm, 2011, tr.50-55)

1.3.5.1 Giá trị ứng suất tới hạn

sp và sp tương ứng trong cốt thép căng S và S’, chưa kể đến những tổn hao cần được chọn với độ sai lệch P sao cho thõa mãn điều kiện :

sp( sp) + P

sp( sp) - P Trong đó P tính bằng MPa, được xác định như sau :

 Trường hợp căng cáp bằng cơ học (dùng kích thủy lực chuyên dụng)

P = 0.05 sp

 Trong trường hợp không có số liệu về công nghệ chế tạo kết cấu, giá trị

sp và sp lấy bằng 700 MPa đối với thép cán nóng, và 550 MPa với thép tăng cường độ bằng gia nhiệt

 Đối với thép sợi bị uốn, ứng suất sp và sp không vượt quá 0.85

1.3.5.2 Các tổn hao ứng suất trong cốt thép căng

Theo tiêu chuẩn hiện hành có 11 loại tổn hao ứng suất với ký hiệu từ 1 đến

11 Trong công nghệ ứng lực trước căng sau, ta cần xét đến các tổn hao sau:

a Tổn hao do chùng ứng suất trong cốt căng ch

Loại tổn hao này xuất hiện trên cả 2 phương pháp căng trên bệ hay căng trên

bê tông được tính toán theo công thức :

 Đới với cốt thép sợi :

b Tổn hao ứng suất do biến dạng neo đặt ở thiết bị căng

neo(neo công tác ), do ép sát các tấm thép đệm, do ép cục bộ các đầu

neo:

neo Trong đó :

 – Biến dạng của êcu hay các bản đệm giữa các neo và bê tông, lấy bằng 1 mm ;

 – Biến dạng của neo hình côn, êcu lấy bằng 1 mm ;

 – Chiều dài cốt thép căng (một sợi ) hoặc cấu kiện, mm

 – Mô đung đàn hồi của cốt căng ( MPa)

c Tổn hao do ma sát của cốt thép với rãnh hay bề mặt bê tông

ms

ms sp Trong đó :

 – cơ số lôgarit tự nhiên;

0.15-0.25 0.15-0.25 0.08-0.30 Cốt thép kéo căng

0.05-0.15 0.05-0.15

0.05-0.15 0.05-0.15

Hình 1.12: Chiều dài của cốt thép tính từ thiết bị căng đến tiết diện tính toán

d Tổn hao do co ngót của bê tông

Bảng 1.3: Tổn hao ứng suất do co ngót bê tông Loại và mác bê tông Trị số MPa ứng với Trường hợp căng trên bệ Trường hợp căng trên bê tông Bê tông khô cứng tự nhiên Bê tông được dưỡng hộ nhiệt Bê tông nặng B35 và thấp hơn B40 B45 và lớn hơn 40 50 60 35 40 50 30 35 40 e Tổn hao do từ biến của bê tông xảy ra trong quá trình chịu nén lâu dài,

Phụ thuộc vào cấp ứng suất trong cốt thép căng và được xác định như sau cho 2 phương pháp căng cốt thép:

Trong đó: ố

f Tổn hao do ép cục bộ bề mặt bê tông

Đối với kết cấu dạng trụ tròn có đường kính đến 3m, ép cục bộ bề mặt bê tông

do cốt thép đai dạng xoắn hay vòng tròn làm bê tông bị biến dạng theo phương bán kính gây ra tổn hao ứng suất trước Tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 đưa ra công thức tính tổn hao ứng suất trước do biến dạng ép mặt của bê tông như sau:

Trong đó: – đường kính ngoài của kết cấu (cm)

Đối với kết cấu có đường kính lớn hơn 3m, tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 cho phép bỏ qua biến dạng do ép mặt của bê tông

g Tổn hao ứng suất do biến dạng mối nối

Trường hợp kết cấu được lắp ghép từ các khối và được ép lại với nhau bằng ứng suất trước, tổn hao ứng suất trước do biến dạng ép các mỗi nối được tính toán theo chỉ dẫn TCXDVN 356 :2005 như sau :

Trong đó:

 – số lượng khe nối giữa các cấu kiện, kết cấu và thiết bị khác theo chiều dài cốt căng

 – biến dạng ép sát tại mỗi khe:

- Với khe được nhồi bê tông, lấy

- Với khe ghép trực tiếp, lấy

 – chiều dài cốt căng (mm)

f Tổng tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

Ban đâu đặt một lực căng F, sau khi xuất hiện các thành phần tổn hao ở trên, còn lại lực Fe : Lực căng hiệu quả ( Fe < F )

Các tổn hao ứng suất được chia thành 2 nhóm:

 Nhóm tổn hao xảy ra trong quá trình chế tạo cấu kiện cũng như khi căng cốt thép:

 Nhóm tổn hao xảy ra khi kết thúc ép bê tông :

Đối với căng trước :

Đối với căng sau :

Trong tính toán, tổng tổn hao ứng suất không được lấy nhỏ hơn 100MPa

Trị số ứng suất trước trong cốt thép căng SP và trong cốt thép thường Sđược xác định tùy theo giai đoạn tính toán có kể đến các tổn hao ứng suất tương ứng

 Với ứng suất trong cốt thép căng :

 Ở giai đoạn nén bê tông kể đến tổn hao 11 ;

 Ở giai đoạn sử dụng thì kể đến tổn hao 11 và 12;

 Với ứng suất trong cốt thép thường :

 Ở giai đoạn nén bê tông kể đến tổn hao tb ;

 Ở giai đoạn sử dụng thì kể đến tổn hao tbncotb

1.4 Biện pháp thi công sàn dự ứng lực (Nguyễn Như Lanh, Nguyễn Phi Hùng,

2012)

Phương pháp thi công này mô tả quy trình thi công bê tông dự ứng lực căng sau của công ty NAMCONG POST-TENSIONING bao gồm lắp đặt đường cáp, kéo căng cáp và bơm vữa cho đường cáp

( Xem chi tiết tại phụ lục 1B)

1.5 Kết luận

Kết cấu bê tông dự ứng lực là một dạng kết cấu đặc biệt trong kết cấu bê tông cốt thép đã và đang được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng trên thế giới Tuy nhiên ở Việt Nam, công nghệ ứng lực trước trong xây dựng nhà ở cao tầng vẫn còn hạn chế, ít nhà thầu có khả năng thi công được công nghệ này

Trong công tác thiết kế, thi công công nghệ ứng lực trước cũng đòi hỏi phải tuân thủ : ngoài những quy định cơ bản đối với kết cấu bê tông, cần phải tuân thủ theo những chỉ dẫn riêng của từng tiêu chuẩn hiện hành trong nước và ngoài nước Trong đề tài này, sử dụng công nghệ ứng lực trước căng sau cho mô hình sàn phẳng không dầm để tạo mô hình tính toán và thiết kế

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH KHUNG KHÔNG GIAN SÀN

KHÔNG DẦM

2.1 Mô hình khung không gian sàn không dầm, không dự ứng lực

2.1.1 Tổng quan về công trình

- Công trình được xây dựng tại Thành Phố Biên Hòa, dạng địa hình IA

- Quy mô 10 tầng, chiều cao mỗi tầng 3m

- Công trình sử dụng kết cấu bê tông cốt thép đổ toàn khối, kết cấu sàn là sàn phẳng, không dầm và không có dự ứng lực

Hình 2.1: Kiến trúc mô hình

Hình 2.2: Mặt bằng bố trí lưới cột

2.1.2 Các bước xây dựng mô hình không gian sàn không dầm, không dự ứng lực

2.1.2.1 Chọn vật liệu bê tông

Bê tông sử dụng cho kết cấu có cấp độ bền B30 với các chỉ tiêu như sau:

 Khối lượng riêng:  = 25kN/m3

 Cường độ tính toán: Rb = 17 MPa

 Cường độ chịu kéo tính toán : Rbt = 1.2MPa

 Mô đun đàn hồi: Eb = 32.5x103 MPa

2.1.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện

- Để thuận tiện cho quá trình lập mô hình tính toán , tiết diện cột đồng nhất

từ dưới lên trên a c b c 0.6m 0.8m

b Chiều dày bản sàn

Chọn sơ bộ chiều dày bản chọn sơ bộ theo điều kiện chọc thủng sàn không dầm Cách tính toán có thể xem ở phụ lục 2A mục 2

Chọn sàn có bề dày hs = 25 ( cm) thỏa điều kiện chọc thủng

c Sơ bộ tiết diện dầm biên, đà kiềng

Mô hình sàn phẳng không dầm, tuy nhiên ở phần ngoài của công trình là

tường xây kín nên để đảm bảo điều kiện làm việc của sàn phía bên trong, ta bố trí dầm biên bao quanh tất cả các nhịp cột bên ngoài cùng của mô hình

-Kích thước dầm biên : b d h d 0.2m 0.5m

-Kích thước đà kiềng : b dkh dk  0.3m 0.6m

2.1.2.2 Tải trọng và tác động

Kết cấu nhà cao tầng được tính toán với các loại tải trọng chính sau đây:

 Tải trọng thẳng đứng (thường xuyên và tạm thời tác dụng lên sàn)

gtc (kN/m2) n

gtt (kN/m2)

Bảng 2.3: Tĩnh tải sàn tầng mái

(m)

γ (kN/m2)

gtc (kN/m2) n

gtt (kN/m2)

- Giá trị hoạt tải đƣợc lấy theo bảng 3 mục 4 tiêu chuẩn TCXDVN

2737-1995 Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế

- Hệ số độ tin cậy tải trọng đƣợc lấy ở bảng 2 mục 4 nhƣ trên

Bảng 2.4: Hoạt tải tính toán trên sàn

d Tải trọng gió

- Công trình có tổng chiều cao H = 30 m Chỉ xét tới thành phần gió tĩnh

- Tải trọng gió đƣợc gán vào dầm biên theo công thức :

0

Wtt  H W   n c k (T) Trong đó :

 H : Chiều cao phần đón gió tính cho mỗi tầng

 W0  65 daN/m2 Tính theo TP Biên Hòa, địa hình IA

 n = 1.2 Hệ số độ tin cậy

 c = 1.4 Hệ số khí động

( phía đón gió c = +0.8 ; phía hút gió c = -0.6)

 k : Hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao ( Bảng 5 – TCVN 2737-1995 )

Bảng 2.5: Tải trọng gió mặt đón gió

2.1.2.4 Xuất kết quả từ việc chạy mô hình

a Trường hợp mô hình hoàn thiện nhưng chưa sử dụng

- Trường hợp công trình đã hoàn thiện nhưng chưa sử dụng tức là đã có đầy đủ tĩnh tải trên sàn nhưng chưa có hoạt tải Đồng thời toàn bộ khung nhà chịu tác dụng của tải trọng gió

- Xuất kết quả biểu đồ nội lực khung trục 2 chịu tác dụng của tổ hợp 4

- Bảng kết quả nội lực khung trục 2 của tố hợp TH4 (được trình bày ở mục 2.1, phụ lục 2B)

b Trường hợp mô hình hoàn thiện và sử dụng

Khi công trình được đưa vào sử dụng, nghĩa là đã có hoạt tải tham gia cùng với tĩnh tải, tải trọng gió Như vậy, đối với khung trục 2 của mô hình Để xem xét

và so sánh nội lực của mô hình sàn phẳng không DƯL với mô hình có DƯL được tính toán ở phần sau, ta chọn tổ hợp sau :

Bảng kết quả nội lực khung trục 2 của tố hợp TH8 (được trình bày ở mục 2.2, phụ lục 2B)

2.2 Mô hình khung không gian sàn không dầm, có dự ứng lực

- Mô hình sàn phẳng không dầm, có dự ứng lực không thể thực hiện trong Etabs Do đó, trước tiên ta tính toán và thiết kế ứng lực cho sàn, dùng phần mềm Safe

2.2.1 Chọn vật liệu cáp căng

- Chọn loại cáp 7 sợi dùng cho bê tông dự ứng lực theo tiêu chuẩn Mỹ

( ASTM A416-85 cấp 270 ) với các thông số sau :

- Lực kéo đứt tối thiểu ( kG) 18370

- Mô đun đàn hồi ( kG/cm2) 1.95×106

- Độ dãn dài tương đối (%) Max 2.5

2.2.2 Tính toán ứng suất căng trước

- Theo TCXDVN 356-2005 ứng suất căng trước của thép căng chưa kể đến các tổn hao ứng suất, cần được chọn với độ sai lệch p sao cho thoa mãn các điều kiện sau:

- Chọn ứng suất ban đầu là sp  1300MPa

2.2.3 Tính toán tổn hao ứng suất

- Cách tính toán tổn hao ứng suất (xem ở phụ lục 2C)

Bảng 2.8: T NG T N H O ỨNG SUẤT

PHƯƠNG TÊN

DẢI

HAO T N THỨ NHẤT T NG

T N HAO THỨ NHẤT

%

TỶ

LỆ

T N HAO

T N HAO THỨ HAI

%

TỶ

LỆ

T N HAO

T NG

T N HAO ỨNG SUẤT

TỶ LỆ

T NG

T NG HAO

ỨNG SUẤT

H U HIỆU

BI N

D NG NEO

MA SAT

CH NG ỨNG SUẤT CÁP

CO NGÓT

BÊ TÔNG

TỪ

BI N

BÊ TÔNG (Mpa) (Mpa) (Mpa) % (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) % (Mpa) % (Mpa)

X

DX1 10.833 138 148.833 11.49 92.6 30 65 187.6 14.43 336.433 25.92 964 DX2 10.833 138 148.833 11.49 92.6 30 65 187.6 14.43 336.433 25.92 964 DX3 10.833 138 148.833 11.49 92.6 30 65 187.6 14.43 336.433 25.92 964

Y

DY1 18.056 103 121.056 9.312 92.6 30 65 187.6 14.43 308.656 23.742 991 DY2 18.056 103 121.056 9.312 92.6 30 65 187.6 14.43 308.656 23.742 991 DY3 18.056 103 121.056 9.312 92.6 30 65 187.6 14.43 308.656 23.742 991

Như vậy : Tổng tổn hao ứng suất cáp căng chiếm 24-26 % tổng ứng suất trong cáp căng