TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN ẢNH HƯỞNG CỦA BỀ RỘNG DẢI PHÂN TÍCHSTRIP TRONG THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC Học viên: Đỗ Hữu Minh Nhật Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân
Trang 1LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS PHAN QUANG MINH
Đà Nẵng, Năm 2018
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
Tác giả luận văn
Đỗ Hữu Minh Nhật
Trang 3MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
MỞ ĐẦU 1
1 Lý do nghiên cứu 1
2 Mục đích nghiên cứu 1
3 Phương pháp nghiên cứu 2
4 Phạm vi nghiên cứu 2
5 Cấu trúc của luận văn 2
CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ SÀN BÊ TÔNG ƯLT 3
1.1 Khái niệm về kết cấu bê tông ƯLT 3
1.2 Sàn phẳng bê tông ƯLT 7
1.2.1 Bản dầm và bản kê bốn cạnh 8
1.2.2 Sàn phẳng bê tông ƯLT 12
1.2.2.1 Xác định chiều dày sàn 14
1.2.2.2 Ứng dụng của sàn phẳng bê tông ƯLT 16
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO SÀN BÊ TÔNG ƯLT 17
2.1 Các phương pháp tính toán nội lực sàn phẳng BTCT 17
2.1.1 Phương pháp trực tiếp 17
2.1.2 Phương pháp khung tương đương 21
2.1.3 Phương pháp phần tử hữu hạn 24
2.1.3.1 Phần tử sàn 25
2.1.3.2 Gối tựa cột 27
2.2 Mô hình cáp ứng lực trước 27
2.2.1 Quỹ đạo cáp ứng lực trước và tải trọng cân bằng 27
2.2.2 Mô hình cáp ƯLT trong phương pháp PTHH 29
2.3 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ƯLT 31
2.3.1 Moment thứ cấp 31
2.3.2 Tải trọng cân bằng trong dầm liên tục ƯLT 33
2.4 Một số yêu cầu về cấu tạo 34
Trang 42.4.1 Cốt thép thường bổ sung 34
2.4.2 Bố trí cáp 34
CHƯƠNG 3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 38
3.1 Số liệu kích thước ô sàn 38
3.2 Số liệu vật liệu sử dụng 38
3.3 Xác định thông số thiết kế, chiều dày và tải trọng: 39
3.4 Phân tích tìm nội lực kết cấu 43
3.4.1 Vẽ các dải theo cách chia theo dải trên cột và dải giữa nhịp tương tự như sàn bê tông cốt thép thường 49
3.4.2 Vẽ các dải theo cách chia dải rộng bằng bước khung “full strip” 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN
Trang 5TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
ẢNH HƯỞNG CỦA BỀ RỘNG DẢI PHÂN TÍCH(STRIP)
TRONG THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
Học viên: Đỗ Hữu Minh Nhật
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Khóa: K33.XDDD.KH - Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng
Tóm tắt:
Hiện nay, với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp tăng nhanh với đòi hỏi ngày càng cao về mỹ-kỹ thuật Trong những năm gần đây, nhiều nhà cao tầng đã được xây dựng ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh đặt ra cho người thiết kế không những đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật mà còn hiệu quả kinh tế, trong đó có việc tính toán thiết kế bản sàn phẳng bê tông ứng lực trước
Ở các nước có nền xây dựng phát triển như Liên Xô (nay là Nga), Mỹ , kết cấu sàn không dầm (còn gọi là sàn phẳng) được sử dụng khá rộng rãi Ở nước ta, sàn không dầm đã được biết tới từ lâu nhưng số lượng công trình chưa nhiều Khi kết cấu sàn có nhịp lớn, việc sử dụng giải pháp sàn bê tông cốt thép thường có nhiều hạn chế, do bề dày lớn, trọng lượng bản thân tăng lên sẽ làm tăng đáng kể độ võng và bề rộng vết nứt, do vậy cần thiết phải sử dụng giải pháp bê tông ƯLT Với những ưu thế như vậy, trong những năm tới có thể kết cấu dạng sàn phẳng sẽ được áp dụng rộng rãi hơn trong các công trình xây dựng dân dụng Trong thực tiễn thiết kế sàn BTƯLT, việc chia dải tính toán có ảnh hưởng đến việc bố trí cáp ứng lực trước cũng như sự làm việc của sàn Mục đích của luận văn là so sánh kết quả phân tích số theo 2 cách: Một là Phân tích theo cách chia theo dải trên cột và dải giữa nhịp tương tự như sàn bê tông cốt thép thường, hai là Phân tích theo cách chia dải rộng bằng bước khung full strip” Sau đó đề xuất các kiến nghị áp dụng
Từ khóa –chia dải rộng bằng bước khung “full strip”
Summary:
Currently, the socio-economic development, the demand for civil and industrial construction has increased rapidly with increasing demands on art and technology In recent years, many skyscrapers have been built in big cities such as Hanoi and Ho Chi Minh City the designer not only meets the technical requirements but also economic efficiency, including the calculation of the design of pre-prestressed concrete slab
In developed countries such as the Russia, USA , the slab structure without beam (also known as flat slab) is used quite widely In our country, flat-slab contruction has been known for a long time, but projects are not much When the slab structure has a large span, the use of reinforced concrete structure have many limitations, due to the slab is large thickness, weight increase itself will significantly increase the sag and crack width, so pre-
Trang 6stressed structural solution is necessary With such advantages, in the coming years, slab structures will be more widely used in civil construction
flat-In fact, the design of pre-prestressed concrete slab, dividing strip the calculation range affects the prestressing of the post-tensioning cable as well as the working of the slab The purpose of the thesis is to coMPare the results of numerical analysis in two ways: the first
is analyze in a way that divides the strip on the column and the middle of the span similar
to reinforced concrete structure, the second is analyze by dividing the width by the frame span, also known as the "full strip" step and then submit the recommendations
Keyword-wide band with "full strip"
Trang 7DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ch÷ c¸i Latinh viÕt hoa
A diện tích tiết diện
b chiều rộng của tiết diện ngang
d chiều cao làm việc của tiết diện
e độ lệch tâm
h chiều cao của tiết diện trong mặt phẳng uốn, chiều dày sàn
i bán kính quán tính
I,L chiều dài hoặc nhịp
1/R chiều dài hoặc nhịp
c.g.c trọng tâm tiếp diện bêtông
c.g.s trọng tâm cốt thép ứng lực trước
Ac diện tích tiết diện ngang của bêtông
Aps diện tích tiết diện ngang của cốt thép ứng lực trước (ƯLT)
As diện tích tiết diện ngang của cốt thép thường
A’s diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu nén
Ec môđun đàn hồi của bêtông
Eps môđun đàn hồi của cốt thép
Mn cường độ mômen uốn tới hạn
Trang 8Mcr mômen kháng nứt
Po lực căng ban đầu
P lực căn trước hiệu quả
f c cường độ chịu nến đặc trung của mẫu trụ bê tong ở 28 ngày tuổi fci cường độ, chịu nén của bê tông tại thời điểm truyền lực
ft cường độ chịu kéo của bê tông
fpe ứng suất hiệu quả của thép ƯLT
fpu giới hạn bền của thép ƯLT
fpy giới hạn chảy của thép ƯLT
fpi ứng xuất căn ban đầu của thép ƯLT
Trang 9DANH MỤC CÁC BẢNG
2.2 Tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho các ô
2.3 Tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho các ô
Trang 10
DANH MỤC CÁC HÌNH
1.15 Cấu tạo các dầm chìm chống cắt trong sàn phẳng
2.1 Moment trên dải trên cột và dải giữa nhịp của sàn
2.2 Sự phân phối mô men âm theo phương có nhịp lớn 20
2.9 Quỹ đạo cáp thực tế và tải trọng cân bằng trong dầm
Trang 11MỞ ĐẦU
1 Lý do nghiên cứu
Hiện nay, với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp tăng nhanh với đòi hỏi ngày càng cao về mỹ-kỹ thuật Trong những năm gần đây, nhiều nhà cao tầng đã được xây dựng ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh đặt ra cho người thiết kế không những đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật mà còn hiệu quả kinh tế, trong đó có việc tính toán thiết kế bản sàn phẳng bê tông ứng lực trước
Ở các nước có nền xây dựng phát triển như Liên Xô (nay là Nga), Mỹ , kết cấu sàn không dầm (còn gọi là sàn phẳng) được sử dụng khá rộng rãi Ở nước ta, sàn không dầm đã được biết tới từ lâu nhưng số lượng công trình chưa nhiều Khi kết cấu sàn có nhịp lớn, việc sử dụng giải pháp sàn bê tông cốt thép thường có nhiều hạn chế, do bề dày lớn, trọng lượng bản thân tăng lên sẽ làm tăng đáng kể độ võng
và bề rộng vết nứt, do vậy cần thiết phải sử dụng giải pháp bê tông ƯLT Với những
ưu thế như vậy, trong những năm tới có thể kết cấu dạng sàn phẳng sẽ được áp dụng rộng rãi hơn trong các công trình xây dựng dân dụng
Trong thực tiễn thiết kế sàn BTƯLT, việc chia dải tính toán có ảnh hưởng đến việc bố trí cáp ứng lực trước cũng như sự làm việc của sàn Mục đích của luận văn
là so sánh kết quả phân tích số theo 2 cách:
- Phân tích theo cách chia theo dải trên cột và dải giữa nhịp tương tự như sàn
Trang 123 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết
- Dùng phần mềm Safe để mô hình và phân tích nội lực
4 Phạm vi nghiên cứu
- Sàn phẳng bê tông ứng lực trước trong nhà cao tầng
5 Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo trong luận văn gồm
có các chương như sau:
CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ SÀN BÊ TÔNG ƯLT
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO SÀN BÊ TÔNG ƯLT
CHƯƠNG 3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN
Trang 13CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ SÀN BÊ TÔNG ƯLT
1.1 Khái niệm về kết cấu bê tông ƯLT
Bê tông có cường độ cao và dẻo dai khi chịu nén nhưng lại có cường độ thấp
và giòn khi chịu kéo nên, để cải thiện sự làm việc của nó, người ta thường sử dụng biện pháp nén trước những vùng bê tông sẽ chịu kéo dưới các tác động bên ngoài Việc nén trước bê tông như vậy đã tạo ra một dạng kết cấu bê tông mới – kết cấu bê tông dự ứng lực
Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước, còn gọi là kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước, hay bê tông tiền áp, hoặc bê tông dự ứng lực là kết cấu bê tông cốt thép sử dụng sự kết hợp ứng lực căng rất cao của cốt thép ứng lực trước và sức chịu nén của bê tông để tạo nên trong kết cấu những biến dạng ngược với khi chịu tải, ở ngay trước khi chịu tải Nhờ đó những kết cấu bê tông này có khả năng chịu tải trọng lớn hơn kết cấu bê tông thông thường, hoặc vượt được những nhịp hay khẩu
độ lớn hơn kết cấu bê tông cốt thép thông thường
Các phương pháp truyền thống tạo ứng lực trước cho các kết cấu thông dụng: thùng lều gỗ, thùng rượu gỗ
Đai dây song giằng quanh thùng lều gỗ Đai thép giằng quanh thùng rượu gỗ
Hình 1.1 Ứng lực trước của một số dụng cụ
Lịch sử phát triển về vật liêu bê tông và kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước được sơ lược qua các mốc thời gian tiêu biểu như sau:
Trang 14+ Năm 1886, P.H Jacksom, một kỹ sư người San Francisco, đã giành được bằng sáng chế nhờ việc buộc chặt các sợi dây thép vào bêtông khi thi công sàn nhà bằng phương pháp cuốn vòm
+ Năm 1888, C.E.W Doehring, người Đức, cũng đã nhận được bằng sáng chế nhờ vào việc tạo nên lực kéo trước vào kim loại đặt trong bêtông trước khi chất thải của bản sàn
Những sáng chế kể trên đã không đạt được thành công do việc ứng lực trong cốt thép sớm bị mất mát do sự co ngót và từ biến cốt thép sau khi xảy ra co ngót và
từ biến của bêtông, nhằm phục hồi một phần các ứng lực đã bị mất mát
+ Năm 1925, R E Dill, người Nebraska, đã ứng dụng các thành cốt thép được sơn phủ nhằm tránh lực dính của bêtông, sau khi đổ bêtông, các thanh cốt thép được kéo và neo vào bêtông bằng các đại ốc, tuy nhiên phương pháp nào này đã không được áp dụng vì những lí do kinh tế
+ Năm 1928, sự phát triển của bêtông ƯLT hiện đại thực sự được khởi đầu bởi E Freyssinet, người Pháp, với việc sử dụng các sợi thép ƯLT có cường độ cao, tuy nhiên phương pháp thực hành đầu tiên được tìm ra bởi E Hoyer, người Đức Với phương pháp này các sợi thép được căng giữa hai bệ neo đặt cách nhau vài chục mét trước khi đúc một vài cấu kiện trong các khuôn đặt giữa hai khối neo, khi
bê tông đạt đủ cường độ, sợi thép được cắt khỏi neo và sẽ gây nên ứng lực trước trong các cấu kiện đó
Bêtông ƯLT thực sự được ứng dụng rộng rãi bởi độ tin cậy và tính kinh tế của nó, kể từ khi phương pháp ƯLT bằng các thiết bị neo được xác minh
+ Năm 1939, Freyssinet đã phát triển các neo có dạng nêm hình côn và các kích thủy lực hai chiều, vừa kéo cốt thép, vừa đẩy cho các nêm dạng côn lồng vào nhau tạo nên một kiểu neo rất chắc chắn
+ Năm 1940, giáo sư người Bỉ G Magnel cũng đã sang chế ra một hệ thống mang tên ông, trong đó hai sợi dây thép được kéo căng đồng thời và được neo bởi các nêm kim loại ở hai đầu
+Từ năm 1945, trong bối cảnh sau chiến tranh thế giới lần thứ hai và sự khan hiếm của thép xây dựng ở châu Âu, với đặc điểm là sử dụng ít thép hơn, bê tông ƯLT đã trở thành một vật liệu xây dựng đóng vai trò quan trọng từ đó cho đến nay,
Trang 15cùng với quá trình không ngừng được nghiên cứu và phát triển, bê tông ƯLT đã được các kỹ sư thiết kế, các nhà xây dựng công nhận như một giải pháp hoàn toàn tin cậy, an toàn, kinh tế và được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng
Các phương pháp gây ứng lực trước
+ Phương pháp căng trước
Cốt thép ƯLT được neo đầu cố định vào bệ còn đầu kia được kéo ra với lực kéo P Dưới tác dụng của lực P, cốt thép được trong giới hạn đàn hồi và sẽ bị giãn dài một đoạn và tương ứng là ứng suất kéo trong cốt thép Khi đó, đầu còn lại của cốt thép được cố định nốt vào bệ
Hình 1.2 Sơ đồ phương pháp căng trước
a) Căng và cố định cốt thép ƯLT; b) Sau khi buông thép ƯLT
c) Chế tạo đồng thời các cấu kiện ƯLT Tiếp đó, đặt các cốt thép thông thường khác rồi đổ bê tông Đợi cho bê tông đạt được cường độ cần thiết thì thả các cốt thép ƯLT rời khỏi bệ nhờ tính đàn hồi, các cốt thép này có xu hướng co lại và thông qua lực dính giữa nó với bê tông trên suốt chiều dài cấu kiện, cấu kiện sẽ bị nén với giá trị bằng lực P đã dung khi kéo cốt thép
Phương pháp căng trước tỏ ra ưu việt đối với những cấu kiện sản xuất hang loạt trong nhà máy.(hình 1.2c)
Trang 16+ Phương pháp căng sau
Trước hết đặt các cốt thép thông thường và các ống rảnh bằng tôn, kẽm hoặc bằng vật liệu khác để tạo các rãnh dọc, rồi đổ bêtông (hình 1.3a) Khi bêtông đạt đến cường độ nhất định thì tiến hành luồn và căng cốt thép ULT tới ứng suất quy định (hình 1.3b) Sau khi căng xong, cốt thép ULT được neo chặt và cấu kiện (hình 1.3c).Thông qua các neo đó, cấu kiện sẽ bị nén bằng lực đã dùng khi kéo căng cốt thép Tiếp đó, người ta đã bơm vữa vào trong ống rãnh để bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn và tạo ra lực dính giữa bêtông và cốt thép Đó là loại bêtông ULT có bám dính Ngoài ra, người ta còn dùng loại bêtông ƯLT không bám dính, cốt thép (thường là các bảy sợi) được đặt trong những ống nhựa đặc biệt có chứa đầy mỡ chống gỉ Ống nhựa chứa cốt thép được đặt cùng một lúc với việc đặt cốt thép thường sau khi đổ bêtông và bê tông đủ cường độ, người ta căng cốt thép, neo cốt thép và đổ bêtông bảo vệ đầu neo Cốt thép nằm trong ống mỡ nên giữa cốt thép và bê tông không tồn tại lực dính
Hình 1.3 Sơ đồ phương pháp căng sau
a) Bố trí ống chờ và đổ bê tông cấu kiện; b) Trong quá trình căng; c) Sau khi căng
Phương pháp căng sau được sử dụng thích hợp để chế tạo các cấu kiện mà yêu cầu phải có lực nén bêtông tương đối lớn hoặc các cấu kiện phải đổ bêtông tại chỗ
Trang 171.2 Sàn phẳng bê tông ƯLT
Kết cấu sàn bê tông ứng suất trước căng sau được sử dụng cho nhà nhiều tầng lần đầu tiên ở Mỹ vào những năm năm mươi của thế kỷ XX Trong những năm sau đó, việc ứng dụng loại kết cấu này được mở rộng sang nhiều nước trên thế giới
Ở nước ta kết cấu sàn bê tông ứng suất trước căng sau đã được đưa vào ứng dụng thực tế tại công trình Nhà điều hành Đại học Quốc gia Hà nội năm 1997 Hiện nay loại kết cấu này đã được ứng dụng cho nhiều công trình khác ở Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh…
Kết cấu sàn bê tông ứng suất trước căng sau trong công trình nhà nhiều tầng
có các ưu điểm sau :
Làm tăng độ cứng của kết cấu, do vậy cho phép giảm được kích thước tiết diện, giảm được trọng lượng bản thân kết cấu và vượt được các khẩu
Việc giảm trọng lượng bản thân sàn sẽ kéo theo việc giảm khối lượng vật
tư cho nhiều kết cấu khác như cột, tường móng, …
Tiến độ thi công sàn tăng nhanh, do sử dụng bê tông mác cao kết hợp với phụ gia Một số công trình đã được xây dựng cho thấy tiến độ thi công trung bình 7-10 ngày/ tầng cho diện tích xây dựng 400-500m2/sàn Công tác và khuôn khá đơn giản nhất là với loại sàn không dầm, được sử dụng chủ yếu trong nhà cao tầng có sàn ứng lực trước
Ngoài ra việc mở rộng lưới cột, giảm chiều cao tầng nhà và các thiết bị, phụ kiện phục vụ cho việc gây ứng lực trước ngày càng được hoàn thiện,
Trang 18gọn nhẹ và hiệu quả, cũng đóng góp nhiều phần quan trọng vào sự thành công của sàn bê bê tông ứng lực trước
Tùy theo giải pháp kiến trúc, sơ đồ kết cấu, kích thước lưới cột và tải trọng, sàn bê tông ứng lực trước được thiết kế chịu lực theo một hay hai phương Các dạng khác nhau của sàn bê tông U7LT căng sau theo sơ đồ kết cấu bao gồm :
bổ ứng suất khi có sự tập trung tải trọng
Trang 19Đa số sàn trong thực tế làm việc theo 2 phương Tuy nhiên sự làm việc 1 phương hay 2 phương liên quan chặt chẽ đến khái niệm đường truyền tải trọng, đây
là đường mà tải trọng được kết cấu tiếp nhận và truyền về gối tựa Người thiết kế là người chọn đường truyền tải và do đó có thể có nhiều đường truyền tải khác nhau cho kết cấu
Xem ví dụ trên hình 1.5 (a), dầm đơn giản truyền tải trọng F về gối tựa A và
B qua moment và lực cắt trên các tiết diện dầm Hệ kết cấu làm việc theo 1 phương, dọc AB
Hình 1.5 Hệ dầm các phương
Trên hình 1.5(b) có hệ 2 dầm vuông góc nhau chịu tải trọng F Trên mặt cắt của hệ dầm theo cả 2 phương AB, CD đều có moment và lực cắt làm phương tiện truyền tải Hệ này làm việc theo hai phương Chia sẻ giữa 2 phương trong thực tế để truyền lực F phụ thuộc vào: độ cứng 2 dầm trước khi xuất hiện vết nứt, hàm lượng cốt thép làm việc sau khi nứt Vấn đề chính sẽ là chọn đường truyền tải phù hợp trên cơ sở xem xét các đường truyền khả dĩ có thể áp dụng trong phạm vi độ lớn của tải trọng F Người thiết kế hoàn toàn có thể chọn và cấu tạo cốt thép theo đường truyền tải trên chỉ một phương CD, và coi phương đó truyền toàn bộ tải trọng F Tất nhiên phương án đó là không hợp lý Đường truyền tải nên là 2 phương theo một số phương án như trên hình 1.6
Trang 20Hình 1.6 Đường truyền tải theo một số phương án
Bây giờ xét một sàn truyền tải trọng P ở giữa ô bản về 4 gối tựa ở góc như trên hình 1.7 Có 2 cách để gán đường truyền tải Trong mô hình băng sàn, tải P được truyền từ băng CD-AB về 2 băng AB và CD Nhìn theo mặt đứng, băng theo từng phương đều phải chịu đủ tải P Tương tự như vậy suy ra cho phương pháp dải sàn Mỗi dải theo một phương phải truyền được ½ tải P như hình vẽ
Như vậy khi chia dải cho sàn 2 phương, phải chia đủ theo 2 phương vuông góc và mỗi phương dồn đủ tải chứ không phải là mỗi phương chịu 1 phần tải sàn như tự nhiên chúng ta nghĩ
Hình 1.7 Mô hình bằng băng sàn và dải sàn
Đối với kết cấu bêtông, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến đường truyền tải: hình học, việc đặt cốt thép, cáp ULT, phân bố và độ lớn của tải trọng Đường truyền tải
áp dụng cho kết cấu có thể thay đổi sau khi nứt và huy động cốt thép làm việc Và thông thường đường truyền tải thực tế của sàn khác với đường truyền tải gán bởi
Trang 21người thiết kế cũng như có vài đường truyền tải khả dĩ về các gối tựa Do đó sự làm việc 1 phương hay 2 phương nhiều khi là do quan niệm thiết kế hơn là bản chất tự nhiên của sàn
Hãy xét ảnh hưởng của hệ dầm tới sự truyền tải của sàn Dầm xem như một phần sàn được làm dày lên giữa các gối tựa (cột, vách), đóng vai trò gối tựa cho sàn thông qua độ cứng chống uốn lớn của nó Trong sàn ULT dầm còn đóng vai trò cung cấp thêm không gian để đặt cáp
+ Hệ dầm sàn 1 phương
Như trong hình 1.8, nhịp dầm bằng 3-4 lần nhịp sàn Sàn làm việc 1 phương nên phương cáp chính là phương dầm, có thể đặt cáp cho phương còn lại để khống chết nứt do co ngót và nhiệt độ Dầm cũng là hệ 1 phương, chịu tải từ diện truyền tải sàn về nó nhưng cánh chữ T kể vào chịu uốn có chiều rộng nhỏ hơn
T hữu hiệu bằng và có thể lớn hơn diện truyền tải Tất nhiên tính dầm theo trường hợp thứ 2 sẽ ra thép nhiều hơn
Trang 22Hình 1.10 Dầm bẹt 1 phương (banded beam)
1.2.2 Sàn phẳng bê tông ƯLT
Sàn phẳng là sàn có bản kê trực tiếp lên cột Sàn phẳng có 2 loại:
+ Sàn không dầm có mũ cột (sàn nấm): là sàn tại vị trí đầu cột có thể được làm loe ra thành mũ cột để bản liên kết với cột được chắc chắn, đảm bảo cường độ chống đâm thủng của bản, đồng thời làm giảm nhịp tính toán của bản và làm mô men được phân ra một cách đều đặn theo bề rộng bản
Trang 23Hình 1.11 Hình dạng và kích thước mũ cột sàn nấm
+ Sàn phẳng không dầm: do yêu cầu về kiến trúc, thiết kế không mũ cột gọi
là sàn phẳng không dầm
Hình 1.12 Sàn phẳng không dầm
Trang 241.2.2.1 Xác định chiều dày sàn
a/ Hệ sàn không dầm có mũ cột (sàn nấm)
Sàn nấm thường dùng cho lưới cột vuông hay chữ nhật với tỷ lệ cạnh
l2/l1 ≤ 1,5
Chiều dày bản sàn có mũ cột xác định từ điều kiện chọc thủng tại tiết diện
quanh chu vi mũ cột đồng thời đảm bảo điều kiện liên kết giữa bản với mũ cột
nhưng không nhỏ hơn 180mm
Hình dạng và kích thước mũ cột chọn tùy theo giá trị tải trọng và được lấy
theo hình sau :
Hình 1.13 Hình dạng và kích thước cũ cột trong sàn không dầm
Kích thước mũ cột dạng nấm theo hai phương x và y cần thỏa mãn điều kiện
chọc thủng sau đây :
Q ≤ Rbtbh0 + 0,80(RswAsw + Rs,ineAs,inesin450) (1.1)
Ở đây :
Trang 25Rsw, Rs,ine – tương ứng là cường độ tính toán cốt đai và cốt xiên cắt ngang các mặt tháp chọc thủng ;
Asw, As,ine - Tương ứng là tổng diện tích cốt đai và cốt xiên ;
b – chu vi trung bình của tháp chọc thủng được xác định như sau, (hình 1.14) :
Q = q x [l1 x l2 – 4 x (x+h0)(y+h0)] (1.3) Trong đó :
h0 - chiều cao tính toán ;
Rbt – cường độ chịu kéo tính toán của bê tông ;
q – tổng tải trọng phân bố đều trên sàn
l1, l2 – kích thước ô lưới cột
b/ Sàn phẳng 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, hình (1.14) theo công thức (1.4), ở đây chưa xét tới cốt xiên và lực nén trước do các tao cáp đặt trong phạm vi tháp chọc thủng :
Q ≤ Rbtbh0 + 0,8RswAsw (1.4) Trong đó :
RswAsw – khả năng chống cắt của toàn bộ đai cắt ngang các mặt tháp chọc thủng khi
bố trí các dầm chìm trên đầu cột như trên hình 2.6c,d,e)
Rbt – cường độ chịu kéo tính toán của bê tông sàn ;
b – chu vi trung bình của tháp chọc thủng được xác định như sau :
Trang 26Hình 1.14 Sơ đồ tính toán chọc thủng sàn không dầm
Khi vùng đầu cột được bố trí các dầm chìm trong sàn, hình (1.15) thì khả năng chống chọc thủng được xác định như trong trường hợp sàn có mũ cột
Hình 1.15 Cấu tạo các dầm chìm chống cắt trong sàn phẳng không dầm
1.2.2.2 Ứng dụng của sàn phẳng bê tông ƯLT
Sàn bê tông ứng lực trước hay còn gọi là sàn không dầm (sàn phẳng) được sử dụng rộng rãi trong kết cấu nhà nhiều tầng Việc ứng dụng sàn phẳng trong các công trình cao tầng hiện nay phát huy nhiều ưu điểm như: Tăng tương đối chiều cao thông tầng, tạo được độ phẳng không gian trần đẹp; độ bền công trình cao; thi công nhanh; sử dụng không gian linh hoạt… Sàn ứng lực trước có khả năng vượt nhịp lớn, hiệu quả trong nhịp từ 8-12m, kinh tế nhất là nhịp 9m
Trang 27CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO SÀN BÊ TÔNG ƯLT 2.1 Các phương pháp tính toán nội lực sàn phẳng BTCT
Phân tích sàn phẳng BTCT chủ yếu dựa theo 3 phương pháp sau:
sàn đang xét
2.1.1 Phương pháp trực tiếp
Phương pháp phân phối trực tiếp xác định trực tiếp các giá trị nội lực ở các dải giữa nhịp và dải trên cột Ở đây sẽ trình bày nội dung chính của phương pháp này theo tiêu chuẩn ACI 318
Trang 28
2
1 2 2
E cb , E cs - mô đun đàn hồi của bê tông tương ứng cho dầm và bản
I b , I s - mômen quán tính tương ứng của dầm và bản
2.1.1.2 Quy trình tính toán theo phương pháp phân phối trực tiếp
a/ Xác định mômen tổng M0
Mô men tổng M 0 cho mỗi nhịp theo phương l 1 do tải trọng q được xác định theo
công thức (2.3):
(2.3)
b/ Phân phối mô men cho các ô bản
Đối với các nhịp trong, mô men M0 được phân phối 65% cho mô men âm và
35% cho mô men dương Giá trị này xấp xỉ như dầm ngàm 2 đầu chịu tải trọng phân bố đều dựa trên giả thiết góc xoay của các điểm liên kết phía trong là không đáng kể Tiết diện tới hạn đối với mô men âm là tiết diện tại vị trí mặt gối tựa (cột, tường, mũ cột) của bản sàn Với cột tròn, tiết diện tới hạn đối với mô men âm nằm tại vị trí cạnh hình vuông tương đương
Đối với cột biên, tải trọng chỉ tác dụng lên cột ở một phía nên sẽ gây ra góc xoay lớn hơn Góc xoay sẽ làm giảm mô men âm và tăng mô men dương ở giữa nhịp và ở gối trong đầu tiên Độ lớn góc xoay của cột biên phụ thuộc vào độ cứng của cột tương đương Nếu độ cứng của cột lớn so với độ cứng của dầm - bản, cột sẽ ngăn cản góc xoay của biên ngoài của sàn và đóng vai trò như một liên kết ngàm, tỷ
lệ phân phối mô men M 0 sẽ tương tự như các nhịp trong (65% tại gối và 35% tại nhịp) Ngược lại, nếu độ cứng của cột không đủ lớn, cột đóng vai trò như một gối
cố định Trên bảng 2.1 là các hệ số phân phối mô men cho các trường hợp liên kết khác nhau
Trang 29Bảng 2.1 Hệ số phân phối mô men âm và mô men dương
Cạnh ô bản ngoài không được ngàm cứng
Sàn có dầm giữa các gối tựa ở giữa
Sàn không dầm giữa các gối tựa ở giữa
Cạnh ô bản ngoài được ngàm cứng Không có
dầm biên Có dầm biên
Mô men âm tại
Mô men
dương
Mô men âm tại
c/ Phân phối mô men cho các dải nhịp và dải cột
Sau khi phân phối mô men tổng cho các ô bản, cần phải phân phối mô men cho các dải giữa nhịp và dải trên cột của ô bản (hình 2.1)
Hình 2.1 Moment trên dải trên cột và dải giữa nhịp của sàn phẳng
Sự phân phối mô men âm và mô men dương cho các dải trên cột phụ thuộc
vào tỷ số l 2 /l 1 và l 2 /l 1 Có thể thấy ảnh hưởng của các yếu tố này đến sự phân phối
mô men âm ở dải trên cột và giữa nhịp theo phương cạnh dài hơn như trên hình 3.9
Trang 30Hình 2.2 Sự phân phối mô men âm theo phương có nhịp lớn
Sau khi phân phối mô men cho dải trên cột, lượng mô men còn lại sẽ phân
phối cho dải giữa nhịp Đối với bản phẳng l2 /l 1 =0, trong trường hợp này 75% mô
men âm phân phối cho dải trên cột, 25% còn lại được chia đều chia đều cho hai nửa dải giữa nhịp cận kề Trong bảng 2.2 là tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên
cột cho các ô bản ở giữa Với một giá trị khác của l 2 /l 1 tỷ lệ được xác định bằng nội suy tuyến tính
Tương tự 60% mô men dương sẽ phân phối cho dải trên cột, 40% cho dải giữa nhịp
Bảng 2.2 Tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho các ô bản ở giữa
Đối với nhịp biên, sự phân phối mô men phụ thuộc l2 /l 1 , l 2 /l 1, độ cứng
chống xoắn của dầm biên t:
s cs
cb t
I E
C E
y (2.5)
Trang 31với x, y là cạnh ngắn và cạnh dài của tiết diện chữ nhật thành phần trong tiết diện ngang chịu xoắn trong phạm vi chiều cao tiết diện cột (ví dụ x là chiều dày bản, y là
chiều rộng cột)
Nếu t rất nhỏ, xấp xỉ bằng không, 100% mô men âm sẽ phân phối cho dải cột Nếu 2,5
t thì 75% mô men âm sẽ phân bố cho dải trên cột
Trong bảng 2.3 là tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho các ô bản ở biên Các giá trị khác được xác định bằng nội suy tuyến tính
Bảng 2.3 Tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho các ô bản biên
2.1.2 Phương pháp khung tương đương
Vì lực cắt và mô men uốn trong sàn là do tải trọng thẳng đứng tác dụng lên từng sàn nên có thể phân tích độc lập từng sàn Phương pháp khung tương đương được dùng để xác định nội lực cho sàn với số nhịp bất kỳ, nhịp có thể là đều hoặc không đều nhau Theo phương pháp này, tưởng tượng cắt toàn bộ sàn dọc theo đường tim của sàn, tạo thành khung theo cả 2 phương, gọi là khung tương đương
Khung tương đương có phần tử cột bao gồm 2 cột ở tầng trên và tầng dưới kế tiếp nhau của sàn và phần tử dầm có chiều rộng tính từ tâm 2 nhịp kế tiếp nhau, chiều cao bằng chiều dày sàn Cột được giả thiết là ngàm 2 đầu (hình 2.3) Phương pháp này được sử dụng trong một số tiêu chuẩn thiết kế như ACI-318, BS-8110
Trang 32Hình 2.3 Khung tương đương
Việc phân phối mô men của các bộ phận khung (dầm tương đương và cột) được căn cứ vào độ cứng chống uốn của chúng Ở đây người ta đưa ra khái niệm độ cứng chống uốn tương đương của cột Trên hình 2.4 dễ nhận thấy rằng tại vị trí bản tiếp xúc với cột, góc xoay của cột bằng góc xoay của dải bản kề sát cột (b-b), nhưng với các dải xa cột hơn (a-a, c-c) góc xoay sẽ lớn hơn do hiện tượng xoắn của phần bản trong phạm vi chiều rộng cột (hoặc dầm biên, nếu có) nằm vuông góc với khung đang xét Điều đó dẫn đến góc xoay trung bình của cột trong khung tương đương lớn hơn so với khung thông thường, nói cách khác độ cứng uốn tương đương của cột trong khung tương đương giảm đi so với độ cứng uốn của cột
Trang 33Hình 2.4 Xác định độ cứng tương đương của cột
Độ cứng uốn tương đương của cột được định nghĩa như sau:
ec ec
M
với: ec- góc xoay trung bình;
c- góc xoay trung bình của cột khung thông thường do mô men đơn vị gây ra;
t- góc xoay trung bình do xoắn phần bản (hoặc dầm biên, nếu có) trong phạm vi bề rộng cột
Như vậy, độ cứng của cột tương đương được xác định như sau:
t c
K
11
1
(2.8)
trong đó:
K ec - độ cứng của cột tương đương
K c - tổng các độ cứng uốn của cột phía trên và phía dưới của bản đang xét:
4 2
c c c
c
E I K
H c - chiều dài của cột
h – chiều dày của bản
K t - độ cứng chống xoắn của phần bản:
3
9 (1 / )
cs t
E C K
trong đó:
Trang 34E cs - mô đun đàn hồi của bê tông bản
c 2 - kích thước tiết diện cột song song với phương l 2
l 2 - bề rộng của dầm - bản
C – hệ số, xác định theo (2.5)
Khi có dầm biên theo phương vuông góc với khung đang xét thì K t được tăng lên
I sb /I s , với I s là mô men quán tính của bản không kể đến thân dầm, I sb là mô
men quán tính đồng thời của bản và dầm Lúc đó, công thức (2.8) trở thành:
(2.11)
Mô men quán tính của dầm-bản thay đổi dọc theo trục do ảnh hưởng của kích thước
các bộ phận kết cấu cột, mũ cột và bản mũ cột (nếu có) Độ cứng của dầm tương
đương được xác định theo công thức:
s s
1 1
4 / 2
c s
E I K
L 1 - nhịp dầm
c 1 - kích thước tiết diện cột trong mặt phẳng song song với khung tương đương
2.1.3 Phương pháp phần tử hữu hạn
Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin và các phần mềm tính
toán theo phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH), việc tính toán ngày càng trở nên
thuận tiện và chính xác Phương pháp PTHH là một công cụ có hiệu lực để giải các
bài toán từ đơn giản đến phức tạp trong nhiều lĩnh vực Thực chất của phương pháp
này là chia vật thể biến dạng thành nhiều phần tử có kích thước hữu hạn gọi là phần
tử hữu hạn Các phần tử này được liên kết với nhau bằng các điểm gọi là nút Các
phần tử này vẫn là các phần tử liên tục trong phạm vi của nó, nhưng do có hình
dạng đơn giản nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở của một số quy
luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực Kết cấu liên tục được chia thành một số
hữu hạn các miền hoặc các kết cấu con có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng phải
hữu hạn Các miền hoặc các kết cấu con được gọi là các PTHH, chúng có thể có
dạng hình học và kích thước khác nhau, tính chất vật liệu được giả thiết không thay
đổi trong mỗi phần tử nhưng có thể thay đổi từ phần tử này sang phần tử khác
Trang 35Kích thước hình học và số lượng các phần tử không những phụ thuộc vào hình dáng hình học và tính chất chịu lực của kết cấu (bài toán phẳng hay bài toán không gian, hệ thanh hay hệ tấm vỏ ) mà còn phụ thuộc vào yêu cầu về mức độ chính xác của bài toán đặt ra Lưới PTHH càng mau, nghĩa là số lượng phần tử càng nhiều hay kích thước của phần tử càng nhỏ thì mức độ chính xác của kết quả tính toán càng tăng, tỷ lệ thuận với số phương trình phải giải
Các đặc trưng của các PTHH được phối hợp với nhau để đưa đến một lời giải tổng thể cho toàn hệ Phương trình cân bằng của toàn hệ kết cấu được suy ra bằng cách phối hợp các phương trình cân bằng của các PTHH riêng rẽ sao cho vẫn đảm bảo được tính liên tục của toàn bộ kết cấu Cuối cùng, căn cứ vào điều kiện biên, giải hệ phương trình cân bằng tổng thể để xác định giá trị của các thành phần chuyển vị của các nút Các thành phần này được dùng để tính ứng suất và biến dạng của các phần tử
2.1.3.1 Phần tử sàn
Trên hình 2.5 thể hiện những nội lực tác dụng lên phần tử sàn
Trong những phương pháp thiết kế truyền thống, như phương pháp khung
tương đương, khả năng uốn chống liên quan đến Mx , và M y Diện tích các cốt thép chịu lực được xác định từ các mô men uốn này Mô men xoắn (M xy) nói chung được
bỏ qua trong tính toán
Lực cắt, Vx và V y, nói chung không có tính quyết định trong thiết kế sàn
phẳng bê tông cốt thép một khi điều kiện chọc thủng được đã đảm bảo khi chọn
chiều dày sàn N x và N y là nội lực dọc trục do ƯLT và phản lực gối tựa của sàn, những tác động này được kiểm tra từ điều kiện ứng suất và cũng là nguyên nhân làm tăng khả năng chống nứt của cấu kiện
Trang 36Phần tử sàn được sử dụng nhiều nhất trong phương pháp PTHH là các phần
tử bốn cạnh (4 nút) hoặc tam giác (3 nút) (hình 2.6) Nói chung phần tử sàn đã cho những kết quả tốt khi sử dụng số lượng phần tử thích hợp Tuy nhiên, kết quả sẽ bớt chính xác ở vùng gần các điều kiện biên nếu không sử dụng những phần tử biên đặc biệt
Lưới chia các phần tử sàn để đạt được sự chính xác cần thiết phụ thuộc vào
sự phức tạp của trạng thái ứng suất Một khu vực sàn với nội lực không đổi (lực cắt bằng không, mô men uốn không đổi) chỉ cần mô hình bằng một phần tử Một khu vực sàn với nội lực thay đổi dạng pa ra bôn (lực cắt tuyến tính, mô men dạng pa ra bôn) cần nhiều phần tử hơn để thu được những kết quả phù hợp Cần chú ý rằng tại những vùng có những đột biến về mặt hình học, tải trọng (như tại gối tựa điểm, tải trọng tập trung ), mô men bên trong vùng sẽ hội tụ nhanh chóng khi tăng độ dày
Trang 37của lưới chia, nhưng mô men thực tế ở tại mỗi điểm sẽ khó đạt độ hội tụ Tuy nhiên với sàn phẳng, nội lực tổng thể là cần thiết hơn là nội lực tại một điểm
Trong thực tế thiết kế, cho những điều kiện bình thường, thì việc rời rạc hoá mỗi ô bản sàn bê tông cốt thép thành 5 phần tử trở lên là thỏa mãn các yêu cầu về độ chính xác của kết quả tính toán
thông qua ứng dụng khái niệm miếng nối cứng [Hartley G et al, 1993] Khái niệm
miếng nối cứng giả thiết một vùng cứng vô cùng tại giao diện cột - sàn (hình2.7a)
Hệ quả cho sự cải tiến này là tạo ra vùng cứng tại phần mở rộng cột vào sàn (hình 2.7b)
2.2 Mô hình cáp ứng lực trước
2.2.1 Quỹ đạo cáp ứng lực trước và tải trọng cân bằng
Thép ƯLT trong sàn căng sau thường sử dụng cáp 7 sợi có dính kết hoặc
không Quỹ đạo cáp đóng một vai trò quan trọng trong sự làm việc của kết cấu bê tông ƯLT Quỹ đạo cáp thường được lựa chọn tuân theo dạng biểu đồ mô men do tác dụng của tải trọng tiêu chuẩn nhằm đạt hiệu quả tốt nhất về hạn chế độ võng Thông qua độ cong của cáp, ƯLT tạo ra tải trọng lên bê tông và cân bằng một phần
Trang 38tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cấu kiện Để thuận tiện cho việc phân tích kết cấu, cáp được mô hình bằng đường cong toán học Trong thiết kế sàn bê tông ƯLT, tải trọng tác dụng lên sàn chủ yếu là tải trọng phân bố đều, do vậy quỹ đạo cáp được chọn đường pa ra bôn là cáp, qua đó tạo ra các tải trọng phân bố đều tác dụng ngược lại so với tải trọng sử dụng
Với cấu kiện dạng dầm liên tục, cáp không thể bố trí với độ cong tương tự như biểu
đồ mô men do việc tạo ra các góc nhọn của cáp tại gối tựa Người ta phải loại bỏ các góc nhọn này để tránh sự tổn hao ứng suất do ma sát và tập trung ứng suất cục
bộ quá lớn trên bê tông Vì vậy các đường cáp pa ra bôn ở hai nhịp liền kề thường được nối với nhau bằng một đoạn đường cong pa ra bôn bậc hai (hình 2.8)
Hình 2.8 Sơ đồ quỹ đạo cáp thực tế
Điểm B tương ứng với điểm có độ lệch tâm lớn nhất e1 và cách gối tựa giữa một khoảng 1L Cả pa ra bôn 1 và 2 đều có độ dốc bằng không tại điểm B Điểm C
là điểm uốn thay đổi độ cong khi chuyển từ pa ra bôn 3 sang pa ra bôn 2 và cách gối tựa giữa một khoảng 2L Tại điểm D trên gối tựa giữa, pa ra bôn 3 có độ lệch tâm 2
e và có độ dốc bằng không
Khoảng cách theo phương đứng từ điểm C đến điểm D là:
2
1 2 1
Trang 39Độ dốc của pa ra bôn 2 và 3 tại điểm C là:
1 2 1
p
e e
trong đó R1, R2 và R3là bán kính cong của các pa ra bôn trên
Chiều dài 2Lđược chọn để bán kính cong không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu chuẩn Khi sử dụng bó cáp, bán kính cong không nhỏ hơn 75d bvới d blà đường kính trong của ống Thông thường điểm uốn C được chọn ở tại tiết diện khoảng
0,1L từ gối tựa (hình 2.9a) Khi thay thế cáp bằng tải trọng cân bằng, ta có các tải
trọng phân bố hướng lên và xuống theo độ cong của từng phần cáp (hình 2.9b)
Hình 2.9 Quỹ đạo cáp thực tế và tải trọng cân bằng trong dầm liên tục
2.2.2 Mô hình cáp ƯLT trong phương pháp PTHH
Trong phương pháp PTHH, cáp ƯLT hoặc cốt thép trong kết cấu bê tông có thể được mô hình theo: mô hình phân bố, mô hình bao và mô hình rời rạc, trong đó liên kết giữa cốt thép và bê tông đóng vai trò rất quan trọng Hầu hết các mô hình
Trang 40đều chấp nhận giả thiết lực bám dính là hoàn toàn Thực ra giả thiết này chỉ phù hợp trong vùng có ứng suất truyền theo bề mặt giữa bê tông và cốt thép là không đáng
kể Các mô hình chính xác hơn khi kể đến sự làm việc của vật liệu theo các cấp tải trọng, sự hình thành và phát triển vết nứt, lực dính giữa bê tông cốt thép Các mô hình này khá phức tạp, do vậy cho đến nay thường chỉ ứng dụng chủ yếu trong nghiên cứu cấu kiện
Cách tiếp cận khác là dỡ bỏ cáp khỏi cấu kiện bê tông và thay thế bằng tải trọng cân bằng Tại các vị trí cáp sẽ thay thế bằng tải trọng do ứng lực trước gây ra như một tải trọng lên hệ kết cấu (hình 2.10).Việc xác định các tải trọng này phụ thuộc vào quỹ đạo cáp như đã trình bày ở trên
Một trong những hạn chế của phương pháp khung tương đương là không xét được sự phân bố cáp trên mặt bằng sàn Khác với kết cấu dầm, cáp ứng lực trước trong sàn được bố trí rời rạc, khoảng cách giữa các cáp có thể thay đổi tuỳ theo dải trên cột hay dải giữa nhịp
Sự phân phối mô men uốn không đồng đều trên toàn bộ bề rộng bản mà tập trung phần lớn ở các dải trên cột Vì vậy hợp lý hơn cả là bố trí phần lớn cáp ƯLT trong phần dải trên cột và các phần còn lại được rải đều trong các dải giữa nhịp Có thể dự kiến bố trí khoảng 65-75% cáp cho dải cột, còn lại bố trí cho dải giữa nhịp Các phương án bố trí cáp được trình bày trong 2.5.2
Cấu kiện
Phần tử FEM
Dạng Cáp