Chapter 1a ton hao ung suat

Ngược lại, dưới tác dụng của lực nén N ở mép dưới xuất hiện ứng suất nén, làm giảm hoặc triệt tiêu ứng suất kéo do P gây ra Để tạo ra và duy trì lực nén trước N , cốt thép được rồi gắn

1.1 Mở đầu

1.1 Mở đầu

1.1 Mở đầu

Xét dầm đơn giản chịu lức nén trước N , tải trọng sử dụng P.

Dưới tác dụng của lực P ở mép dưới xuất hiện ứng suất kéo Ngược lại, dưới tác dụng của lực nén N ở mép dưới xuất hiện ứng suất nén, làm giảm hoặc triệt tiêu ứng suất kéo do P gây ra

Để tạo ra và duy trì lực nén trước N , cốt thép được rồi gắn chặt

vào bê tông (nhờ lực dính hoặc neo) Như vậy, trước khi chịu tải, cốt thép đã được căng còn trong bê tông đã có nén trước

1.2 Ưu , nhược điểm của bê tông ứng lực trước

Ưu điểm:

- Dùng được thép cường độ cao: sẽ tiết kiệm từ 10-80% lượng thép.

- Khả năng chống nứt cao hơn (do đó khả năng chống thấm sẽ cao hơn)

- Có độ cứng lớn hơn (do đó độ võng, biến dạng bé, tính chống mỏi, chịu tải trọng động tốt)

BTCT Thường BTCT ứng lực trước

Nứt và võng

- Khi bị nứt, 1/2-1/3 tiết diện bê

tông còn làm việc hiệu quả.

- Độ võng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra nhỏ.

Độ cứng

- Độ cứng khó thỏa mãn yêu cầu

về hiệu quả kinh tế - Độ cứng thay đổi linh hoạt hoặc không đổi do có thể điều chỉnh

mức độ ứng suất trước.

1.3 Các phương pháp tạo ứng lực trước

1.3 Các phương pháp tạo ứng lực trước

1.3.1 PP căng trước (căng trên bệ)

- Cốt thép ứng lực trước được neo một đầu cố định vào bệ, đều

kia được kéo căng với lực N Cốt thép được kéo căng trong giới

hạn đàn hồi, độ giãn dài là ∆L Khi đó đầu còn lại sẽ được cố

định vào bệ

-Phương pháp căng trước thuận lợi với các cấu kiện đồng loạt

1.3.1 PP căng trước (căng trên bệ)

1.3 Các phương pháp tạo ứng lực trước

1.3.2 PP căng sau (căng trên bê tông)

- Đặt cốt thép thường và các ống tạo rãnh (bằng tole, kẽm hoặc vật liệu khác) rồi đổ bê tông

- Khi bê tông

1.3.2 PP căng sau (căng trên bê tông)

- Sau khi căng cốt

thép được neo vào

đầu cấu kiện, bơm

sau thuận lợi với

các cấu kiện lớn tại

hiện trường

- Chọn cấp độ bền của bê tông phụ thuộc vào dạng, loại, đường kính cốt thép ứng lực trước, có dùng neo hay không; phụ thuộc cường độ cần thiết khi bắt đầu gây ứng suất

- Vữa dùng để lấp kín ống rãnh tạo trước, mối nối, thiết bị lắp ghép, làm lớp bảo vệ cốt thép và neo

- Vữa dùng để bơm vào các ống rãnh cần có độ linh động cao, ít co ngót

- Khi chiều dài <12m nên dùng thép thanh, ngược lại dùng dây cáp,

bó sợi thép cường độ cao

- Thép thanh hàn thêm các đoạn thép ngắn hay vòng đệm, hoặc tạo ren các gờ xoắn ốc.

- Thép sợi thường dùng loại neo vòng hoặc neo ống

1.5 Các loại thiết bị neo

1.5.1 Thiết bị neo trong PP căng trước

- Nếu sử dụng kích hai chiều thì dùng neo Freyssinet.

1.5.2 Thiết bị neo trong PP căng sau

- Nếu sử dụng kích 1 chiều thì dùng neo kiểu cốc

- Không được dùng thép không có gờ , viền hoặc gia công bề mặt để làm cốt thép ULT

- Khoảng cách giữa các cốt thép và lớp bê tông bảo vệ tương tự như

BT thường

- Nếu dùng thép có gờ, thép tròn hoặc thép bản xoắn lại thì không cần

thiết có neo, nhưng cách đầu mút 1 đoạn > l p

- Phải dùng các loại các neo đặc biệt

1.6 Bố trí cốt thép

1.7 Khoảng cách giữa cốt thép và lớp BT bảo vệ

- Nếu cốt thép ứng lực trước đặt trong các rãnh: Chiều dày lớp BT bảo

vệ : kể từ mặt ngoài của cấu kiện đến mặt trong rãnh

- Khi trong rãnh bố trí một số bó sợi

hoặc thép thanh thì lớp BT bảo vệ

1.8 Các chỉ dẫn cơ bản về tính toán

a Trị số ứng suất giới hạn σsp và σ’ sp

1.8.1 Trị số trong Bê tông và cốt thép

( ) ( ) 0.3 , ,

1.8 Các chỉ dẫn cơ bản về tính toán

1.8.1 Trị số trong Bê tông và cốt thép

 Khi căng trên bệ: lấy tương ứng bằng σsp và σ’sp trừ đi hao tổn ứng suất do biến dạng neo và ma sát của cốt thép

 Khi căng trên BT:

s b

E E

không nội lực trong cốt thép

căng Acăng A s , A’ s gây nên do

co ngót, từ biến trong bê tông

ysp , y’ sp , y sp , y’ sp : khoảng cách từ

trọng tâm tiết diện quy đổi đến

điểm đặt hợp lực của sp , A’ sp và

không căng A s , A’ s

1.8.1 Trị số trong Bê tông và cốt thép

- Các ứng suất σsp ,σ’ sp xác định như sau:

• Trong giai đoạn nén trước bê tông: có kể đến các hao tổn thứ nhất

• Trong giai đoạn sử dụng: có kể đến các hao tổn thứ nhất và thứ hai

- Các ứng suất σs ,σ’s xác định như sau:

• Trong giai đoạn nén trước bê tông: lấy bằng hao tổn thứ nhất do từ biến nhanh

• Trong giai đoạn sử dụng: lấy bằng tổng các hao tổn ứng suất

do co ngót và từ biến của bê tông

b Trị số ứng suất khống chế

1.8.1 Trị số trong Bê tông và cốt thép

1.8 Các chỉ dẫn cơ bản về tính toán

1.8.2 Hệ số chính xác khi căng γ sp

1

γ = ± ∆ γ

- Trị số ứng suất trước trong căng cốt thép đưa vào tính toán cần

1.8 Các chỉ dẫn cơ bản về tính toán

1.8.3 Cường độ của BT lúc cắt cốt thép ULT R bP

- Ứng suất nén trong bê tông σbP trong giai đoạn nén trước bê tông phải thoả mãn điều kiện sau:

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

Hình 4.6 Sơ đồ ứng suất của tiết diện có cốt đơn

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

1.9.1 Chùng ứng suất khi căng trên bệ (σ1 )

- Khi căng bằng phương pháp cơ học

- Khi căng bằng phương pháp nhiệt điện hay cơ nhiệt điện

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

1.9.3 Do biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm (σ3 )

l E l

E l

σ = ∆ + ∆

- ∆l : biến dạng các vòng đệm bị ép và các đầu neo bị ép cục bộ

- l: Chiều dài cốt thép căng (khoảng cách giữa các mép ngoài của gối).

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

1.9.3 Do biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm (σ3 )

l E l

E l

σ = ∆ + ∆

- ∆l: biến dạng của các vòng đệm, đầu neo bị ép cục bộ, ∆l=2mm, khi

có sự trượt giữa các thanh trong thiết bị kẹp dùng nhiều lần, thì

- ∆l1 : biến dạng của êcu hay các bản đệm giữa neo và BT, ∆l1 =1mm

- ∆l2 : biến dạng của neo hình cốc, êcu neo ∆l2 =1mm

- l(mm): chiều dài cốt thép căng (một sợi) hoặc cấu kiện

*Khi căng bằng nhiệt điện, hao tổn nà không kể đến trong tính toán

vì đã kể đến khi xác định độ giãn dài toàn phần của cốt thép

1.25 0.15

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

1.9.4 Do ma sát giữa cốt thép và thành ống (σ4 )

+ e: cơ số logarit tự nhiên;

+δ,θ (radian) : hệ số ma sát tổng, góc chuyển hướng của trục cốt thép Lấy : δ = 0.25.

+σsp: ứng suất căng ban đầu (được lấy không kể đến hao tổn ứng suất )

4

1 1

1.9.4 Do ma sát giữa cốt thép và thành ống (σ4 )

4

1 1

sp

eωχ δθ

δ,ω (radian -1): hệ số được xác định như bảng dưới; χ (m):

chiều dài tính từ thiết bị căng đến tiết diện tính toán

b- Khi căng cốt thép trên bê tông:

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

1.9.5 Biến dạng của khuôn (σ5 ) σ5 = E sη ∆l l

- Căng cốt thép bằng kích:

- Khi căng cốt thép bằng cơ nhiệt-điện:

n,l(mm),∆l: số nhóm cốt thép được căng không đồng thời, chiều

dài cốt thép căng, độ dịch gần nhau của các gối trên bệ

1.9.6 Do từ biến nhanh ban đầu của BT (σ6 )

a- Đối với bê tông đóng rắn tự nhiên:

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

1.9.6 Do từ biến nhanh ban đầu của BT (σ6 )

a- Đối với bê tông đóng rắn tự nhiên:

Rbp (MPa) : cường độ của bê tông khi gây ứng suất trước.

b- Đối với bê tông được dưỡng hộ nhiệt: hao tổn tính theo công thức mục a, sau đó nhân với hệ số 0.85

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

- Khi căng trên bê tông, phương pháp tạo ứng suất trước là bằng phương pháp cơ học

1.9.7 Do chùng ứng suất trong cốt thép khi căng trên BT (σ7 )

- Nếu trường hợp tính toán theo công thức trên cho giá trị σ7 <0 thì lấy giá trị: σ7 =0

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

áp suất khí quyển

Không phụ thuộc vào điều kiện đóng rắn của bê tông

+ α=0.85 : khi dưỡng hộ nhiệt trong đkiện áp suất khí quyển

+ α=1.00 : khi bê tông đóng rắn tự nhiên

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

c- Đối với kết cấu làm việc trong điều kiện không khí có độ ẩm thấp

d- Đối với kết cấu làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, làm việc trong vùng khí hậu nóng và không đươc bảo vệ tránh bức xạ mặt trời, tổn hao ứng suất tăng thêm 50 %

1.9 Sự tổn hao ứng suất trong bê tông ứng lực trước

- Cốt thép vòng, cốt thép xoắn ốc: khi kết cấu có đường kính ≤ 3m:

- n, l(mm): số lượng khe nối giữa kết cấu và thiết bị khác theo chiều

dài của thép căng, chiều dài cốt thép căng

- ∆l: biến dạng ép sát tại mỗi khe:

+ Khe được nhồi bê tông, ∆l=0.3mm

+ Khe ghép trực tiếp, ∆l=0.5mm

dext (cm): đường kính ngoài của kết cấu.

1.10 Các nhóm tổn hao ứng suất trước

- TCXDVN 356:2005 phân chia các loại tổn hao ứng suất trước làm hai

- Tổn hao ứng suất đến trước thời điểm xem xét bằng tổng các tổn hao thành phần Trong mọi trường hợp tổng các tổn hao thứ nhất và thứ

hai không ít hơn 100MPa