Kết cấu bê tông ứng suất trước-Bài 1: Khái niệm cơ bản doc

KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC

Bài 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1. KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC?

1> Kết cấu bêtông ứng suất trước là thuật ngữ dùng để chỉ kết cấu, cấu kiện
hay sản phẩm bêtông 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 bêtông.

2> Kết cấu bêtông ứng suất trước là kết cấu bêtông mà trước khi đưa kết cấ
u
vào sử dụng người ta gây ứng suất nén trước cho bêtông sao cho có thể triệt
tiêu toàn bộ hay một phần ứng suất kéo do tải trọng sau này gây ra nhằm
mục đích loại trừ khả năng xuất hiện các vết nứt trong kết cấu.





3> ỨNG SUẤT TRƯỚC,

ỨNG LỰC TRƯỚC

HAY

DỰ ỨNG LỰC?

2. ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA KẾT CẤU BTƯST SO VỚI
KẾT CẤU BTCT

A. ƯU ĐIỂM:
1) Khả năng chịu uốn cao
2) Khả năng chịu cắt cao
3) Độ cứng lớn
4) Nhẹ, mảnh mai
5) Khả năng chống thấm, chống ăn mòn cao
6) Độ bền mỏi cao
7) Độ bền chịu lửa cao
8) Sử dụng ít vật liệu thép và BT

B. NHƯỢC ĐIỂM:
1) Thiết kế phứ
c tạp
2) Sử dụng vật liệu cường độ cao
3) Sử dụng thiết bị riêng
4) Yêu cấu quản lý chất lượng cao
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1) Thế giới:
- 1886: Jackson P.H. (Mỹ): Nguyên lý ƯST
- 1896 : Mandl (Áo) : Khái niệm triệt tiêu ƯS kéo trong BT

- 1906 : Koenen M. (Đức): Thí nghiêm dầm phát hiện tổn hao
- 1908 : Steiner C.R. (Mỹ): Giảm tổn hao bằng kéo lại
- 1923 : Emperger F. (Áo): Quấn dây căng làm ống BT
- 1925 : Dill R.H. (Mỹ): Đề xuất BTƯST không bám dính
- 1928 : Freyssnet F. (Pháp): Sử dụng vật liệu cường độ cao
- 1938: CN căng trước nhờ vào sự bám dính BT & CThép
- 1939: Freyssnet F. (Pháp): nghiên cứu thành công neo côn
- 1940:Magnel G. : Nghiên cứu thành công neo khối.
- 1950: Thành lập FIP.



2) Việt Nam:

A) XÂY DỰNG CẦU:
- TRƯỚC 1990: DẦM BTƯST (CẦU PHÙ LỖ, CẦU THĂNG LONG)
- SAU 1990 : DẦM BTƯST, ĐÚC HẪNG, (CẦU PHÚ LƯƠNG,CẦU
GIANH…), ĐÚC ĐẨY (CẦU MẸT…)

B) XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
- Trước 1996: Nghiên cứu công nghệ thích hợp cho cấu kiện
nhỏ
- Từ 1996 đến nay:
+ Căng sau: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hiện đại:
Bám dính và không bám dính : Dự án P01-96: “Nghiên cứu
ứng dụng công nghệ BTƯST cho sàn nhà và sillô”.
+ Căng trước: BT Xuân Mai, Phan Vũ, Sơn Trường…
+ Căng ngoài: Sửa chữa công trình.
Hệ t
h

h
ống silô
Nhà đi
ề
BTƯST
ề
u hành
Đ
của Nhà

Đ
ại học
Q
máy Xi
m
Q
uốc gia
m
ăng Bút
Hà Nội
Sơn
4. PHÂ
N
1) B
T

N
LOẠI
K
T

ƯST C
Ă
K
ẾT CẤ
U
Ă
NG TR
Ư
PH
P
U
BÊTÔ
N
Ư
ỚC V
À
ƯƠNG
P
P
HƯƠN
G
N
G ỨN
G
À
BTƯST
P
HÁP C
Ă
G

PHÁP
C
G
SUẤT
T
CĂNG
S
Ă
NG TR
Ư
C
ĂNG S
A
TR
ƯỚC
S
AU
Ư
ỚC
A
U



2) B
T
3) B
T
T
ƯST C

Ó
T
ƯST T
R
Ó
BÁM
D
Cốt thé
R
ONG T
I
Ứng s
u
D
ÍNH V
À
p căng c
ó
I
ẾT DIỆ
N
u
ất trước
À
BTƯS
T
ó
vỏ bọc
(

N
VÀ B
T
ngoài tiế
T
KHÔN
G
(
không b
T
ƯST N
G
t diện bê
t
G
BÁM
D

ám dính
)
G
OÀI TI
Ế
tông

D
ÍNH
)

Ế

T DIỆ
N
N



4) B
T
Toàn
p
Khôn
g

5) B
T
K
ế
t c
ấ
T
ƯST T
O
p
hần: Tr
i
g
toàn ph
ầ
T
ƯST V

À
ấ
u liên
O
ÀN PH
Ầ
i
ệt tiêu h
o
ầ
n: Khô
n
À
LIÊN
H
hợp B
T
Ầ
N VÀ
B
o
àn toàn
n
g triệt ti
H
ỢP BT
Ư
T
ƯST –
B

TƯST
K
ứng suấ
t
êu hoàn
t
Ư
ST-BT
C
BTCT
=

K
HÔNG
T
t
kéo tro
n
t
oàn ứng
C
T
=

K
ế
t c
ấ
T
OÀN P

H
n
g bê tôn
g
suất ké
o
ấ
u bán
H
ẦN
g
o
trong b
ê
l
ắ
p gh
é
ê
tông.
é
p.

5. CÁC
P
1) P
H


P

HƯƠN
G
H
ƯƠNG
G
PHÁP
PHÁP C
K
Kí
c
CĂNG
C
Ơ HỌC
K
ích kéo
c
c
h kéo c
ă
C
ỐT TH
É
c
ăng bó c
ố
ă
ng tao t
h
É
P

ố
t thép
h
ép đơn



T
h
T
h
i công ứ
n
T
hi công
s
n
g suất t
r
s
àn BTƯ
S
r
ước cho
S
T căng
s

sillô

s
au







CÁC BƯ
Ớ
Ớ
C CƠ B
Ả
Ả
N KÉ
O
O
CĂNG
C
C
ỐT T
H
H
ÉP

2) PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐIỆN

3) PHƯƠNG PHÁP CƠ NHIỆT ĐIỆN

4) PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC











C
h
g
ọ

6. NE
O

1) T
R
h
iều dài
k
ọ
i là độ d
à
O
C

Ố
T
T
RƯ
ỜNG
H
k
ể từ đầ
u
à
i đoạn t
r
T
HÉP
C
H
ỢP KH
Ô
u
mút để
r
uyền ứ
n
C
ĂNG
Ô
NG DÙN
ứng suấ
t
n

g suất.
G THI
ẾT

t
trong c
ố
T
BỊ NEO
ố
t thép c
ă
ă
ng truy
ề

ề
n hết và
o
o
bêtông

Độ dài truyền l
P
:
dλ
R
σ
ωl
p

bp
sp
pp
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+=

Trong đó:
d là đường kính cốt thép;
Các hệ số
pp
λ,ω
được cho trong bảng sau :










Các hệ số để xác định độ dài đoạn truyền ứng suất

Loại và nhóm thép Đường kính
(mm)
Các hệ số
p
ω

p
λ

1. Thép thanh có gờ (tất cả
các nhóm)
Không phụ
thuộc đường
kính
0,25 10

2. Thép sợi có gờ nhóm Bp-II
5
4
3
1,40
1,40
1,40
40
50
60


3. Tao thép xoắn

K – 7
15
12
9
6
1,00
1,10
1,25
1,40
25
25
30
40
K – 19 14 1,00 25



2) TRƯỜNG HỢP DÙNG THIẾT BỊ NEO




NEO MIKHAILOV




N
E

E
O CÔN


(NEO F
R
R
EYSS
N

N
ET)





NEO
K


K
ẸP (N
E
E
O VSL)

NE
O

O
C
Ố

Đ
Đ
ỊNH


7. PHÂN TÍCH THANH BÊTÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC

1) GIAI ĐOẠN CHẾ TẠO




ỨNG SUẤT TRONG CỐT THÉP SAU KHI TRUYỀN ƯST:
bpspcon2
ασσσ
−
=

bpbp
b

s
sp
ασσ
E
E
∆σ ==


ỨNG SUẤT TRONG BÊTÔNG SAU KHI TRUYỀN ƯST:

A
σA
∆σσσ
con2sp
bpbp1bp
=−=








2) GIAI ĐOẠN CHỊU TẢI

CẤU KIỆN KHÔNG NỨT:

(
)

spspspbt
A∆σσAσN
+
+
=


TẢI TRỌNG NỨT:

spspbt,serspbt,sercrc
σARαAARN
+
+
= 2










8. TÀI LIỆU HỌC TẬP
[1] Nguyễn Tiến Chương : Kết cấu bêtông ứng suất trước. Nhà XB
Xây dựng, Hà Nội, 2010.
[2] Nguyễn Tiến Chương (chủ biên): Kết cấu bêtông ứng suất
trước – Chỉ dẫn thiết kế theo TCXDVN 356 : 2005. Nhà XB Xây
dựng, Hà Nội, 2010.

[3] Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống : Kết
cấu bê tông cốt thép. Nhà XB KHKT, Hà Nội, 2006.
[4] TCXDVN 356 : 2005 : Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
NXB Xây dựng, Hà Nội, 2005.