Tính toán dầm liên tục bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có tiết diện thay đổi

Bộ giáo dục và đào tạo bộ xây dựng
Trờng đại học kiến trúc hà nội



Hoàng xuân lộc




tính toán dầm liên tục
bê tông ứng suất trớc căng sau
có tiết diện thay đổi





Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng & công nghiệp







Hà Nội 2011

Bộ giáo dục và đào tạo bộ xây dựng

Trờng đại học kiến trúc hà nội


Hoàng xuân lộc
Khóa: 2008-2011 lớp ch2008x1


tính toán dầm liên tục
bê tông ứng suất trớc căng sau
có tiết diện thay đổi


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng & công nghiệp
M số: 60.58.20


Ngời hớng dẫn khoa học:
PGS.TS nguyễn tiến chơng





Hà Nội 2011
Lời cảm ơn
Trong quá trình thực hiện luận văn này, tác giả đ đợc ngời hớng
dẫn khoa học là thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Chơng tận tình giúp đỡ,
hớng dẫn cũng nh tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn của
mình. Qua đây tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy.

Tác giả cũng xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo, các cán
bộ khoa đào tạo Sau Đại học thuộc trờng đại học Kiến Trúc Hà Nội, bộ môn
Kết cấu bê tông cốt thép và gạch đá đ giúp đỡ, chỉ dẫn, tạo điều kiện trong
quá trình học tập và nghiên cứu
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình đ động viên và tạo mọi
điều kiện tốt nhất cho tác giả học tập và nghiên cứu
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những ngời bạn
đ luôn nhiệt tình giúp đỡ tác giả hoàn thành tốt luận văn này
Với khả năng và thời gian nghiên cứu có hạn, nội dung của luận văn
không tránh khỏi còn có nhiều thiếu sót, tác giả rất mong nhận đợc những ý
kiến đóng góp của các thầy cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp để luận văn
hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2011
Tác giả luận văn



Hoàng Xuân Lộc





Lời cam đoan
Tên tôi là: Hoàng Xuân Lộc
Sinh ngày: 22 - 12 -1981
Quê quán: Tuân chính Vĩnh Tờng Vĩnh Phúc
Nơi công tác: Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng- Bộ Xây dựng
Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp cao học ngành Xây dựng công
trình dân dụng và công nghiệp với đề tài: Tính toán dầm liên tục bê tông ứng

suất căng sau có tiết diện thay đổi là luận văn do cá nhân tôi thực hiện. Các
kết quả tính toán của các mô hình tuân thủ tiêu chuẩn Xây Dựng hiện hành.
Kết quả tính toán này không sao chép bất kỳ tài liệu nào khác
Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2011
Tác giả luận văn



Hoàng Xuân Lộc


Mục lục
Mở đầu 1
Đặt vấn đề 1
Mục đích nghiên cứu của đề tài 1
Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 1
Nội dung nghiên cứu 2
Phơng pháp nghiên cứu 2
Chơng 1- tổng quan về kết cấu bê tông ứng suất
trớc 3
1.1 Bản chất bê tông ứng suất trớc 3
1.2 Những u điểm và ứng dụng của bê tông ứng suất trớc 3
1.3 Lịch sử hình thành và phát triển bê tông ứng lực trớc trên thế giới 4
1.4 Tình hình sử dụng bê tông ứng lực trớc ở Việt Nam 8
1.5 Phân loại bê tông ứng suất trớc 9
1.6 Vật liệu sử dụng cho bê tông ứng suất trớc 11
1.6.1 Bê tông cờng độ cao 11
1.6.2 Thép cờng độ cao 12
1.7 Các hệ thống tạo ứng suất trớc 13
1.7.1 Thiết bị căng 13

1.7.2 Các phơng pháp căng 13
1.8 Các giai đoạn chịu tải của bê tông ứng suất trớc 14
1.8.1 Giai đoạn ban đầu 15
1.8.2 Giai đoạn trung gian 16
1.8.3 Giai đoạn cuối cùng 16
1.9 Tổn hao ứng suất trớc 17
1.9.1 Bản chất của sự tổn hao ứng suất trớc 17
1.9.2 Tổn hao do chùng ứng suất trong cốt thép 18
1.9.3 Tổn hao do co ngót của bê tông 20
1.9.4 Tổn hao do từ biến của bê tông 21

1.9.5 Tổn hao ứng suất do ma sát 22
1.9.6 Tổn hao ứng suất do dịch chuyển neo 23
1.9.7 Các ớc tính tổng quát cho tổn hao ứng suất trớc 24
1.10 So sánh bê tông ứng suất trớc và bê tông cốt thép thờng 25
1.11 Phơng pháp tính bê tông ứng suất trớc 27
Chơng 2 tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất
trớc căng sau có tiết diện thay đổi 28
2.1 Trạng thái ứng suất của cấu kiện bê tông ứng suất trớc 28
2.1.1 Các giả thiết cơ bản 28
2.1.2 ứng suất trong bê tông 28
2.1.3 ứng suất trong thép ứng suất trớc 32
2.1.4 ảnh hởng của tải trọng đến ứng suất kéo trong thép ứng suất trớc 32
2.1.5 Sự thay đổi ứng suất trong thép dính kết và không dính kết 33
2.1.6 Mô men nứt 35
2.1.7 Mô men giới hạn 36
2.2 Tính toán và bố trí cáp trong dầm liên tục có tiết diện thay đổi 39
2.2.1 Giới thiệu chung về dầm liên tục ứng suất trớc 39
2.2.2 Phân tích sự làm việc của dầm liên tục ứng suất trớc theo lý thyết đàn hồi 42
2.3 Chuyển dịch đồng dạng và tuyến cáp thích dụng 50

2.3.1 Chuyển dịch đồng dạng 50
2.3.2 Tuyến cáp thích dụng 51
2.4 Bố trí cáp ứng suất trớc sử dụng đờng hợp lực C-line 53
2.4.1 Bố trí cáp ứng suất trớc trong dầm đơn giản 53
2.4.2 Bố trí cáp ứng suất trớc trong dầm liên tục 55
2.4.3 Vết nứt và cờng độ giới hạn 57
2.5 Phơng pháp cân bằng tải trọng 59
2.5.1 Khái niệm chung 59
2.5.2 Phơng pháp cân bằng tải trọng áp dụng cho dầm liên tục 62


Chơng 3 - ví dụ tính toán 65
Kết luận và kiến nghị 79
Kết luận 79
Kiến nghị và hớng nghiên cứu tiếp theo 80
Tài liệu tham khảo 81


DANH MụC CáC BảNG BIểU
Bảng 1.1 Phân loại bê tông ứng suất trớc 10
Bảng 1.2 Đề xuất ứng suất cho phép theo tiêu chuẩn ACI 318-2002 11
Bảng 1.3 Độ lớn tổng tổn hao ứng suất trớc cho hệ căng trớc và căng sau tính
bằng % lực ứng suất trớc 25
Bảng 1.4. Giới hạn tổn hao ứng suất lớn nhất (ACI- ASCE) 25
Bảng 1.5 So sánh bê tông ứng suất trớc và bê tông cốt thép 26
DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị
Hình 2.1 Cặp ngẫu lực C-T 29
Hình 2.2 Phân bố ứng suất tại các tiết diện khác nhau trên dầm 30
Hình 2.3 Sự làm việc của dầm bê tông ứng suất trớc 31
Hình 2.4 Phân bố ứng suất theo lý thuyết đàn hồi 31

Hình 2.5 ảnh hởng của ứng suất trớc và tải trọng đến góc xoay của dầm 33
Hình 2.6 Biểu đồ ứng suất do mô men nứt gây ra trên tiết diện 36
Hình 2.7 Mô men giới hạn 37
Hình 2.8 So sánh khả năng chịu tải của dầm đơn giản và dầm liên tục 39
Hình 2.9 Bố trí cáp trong dầm liên tục ứng suất trớc toàn phần 40
Hình 2.10 Dầm liên tục ứng suất trớc từng phần 41
Hình 2.11 Dầm đơn giản ứng suất trớc 43
Hình 2.12 Mô men trong dầm liên tục 44
Hình 2.13 Tính toán mô men do ứng suất trớc 45
Hình 2.14 Liên hệ vi phân giữa các thành phần nội lực và tải phân bố 46
Hình 2.15 Tải trọng do ứng suất trớc tác dụng lên dầm có tiết diện không đổi 48
Hình 2.16 Tải trọng do ứng suất trớc tác dụng lên dầm có tiết diện thay đổi theo
nhịp 48
Hình 2.17 Tải trọng do ứng suất trớc tác dụng lên dầm có tiết diện thay đổi có dạng
tuyến tính 49
Hình 2.18 Chuyển dịch đồng dạng 50
Hình 2.19 Tuyến cáp thích dụng 52
Hình 2.20 Vùng giới hạn cho tuyến cáp 54

Hình 2.21 Các vùng giới hạn không hợp lý 55
Hình 2.22 Vùng giới hạn của đờng hợp lực 56
Hình 2.23 Các giai đoạn làm việc của dầm bê tông cốt thép chịu uốn 60
Hình 2.24 Cân bằng tải trọng cho dầm đơn giản 62
Hình 2.25 Cân bằng cho dầm công -son 63
Hình 3.1 Mặt bằng kết cấu tầng 65
Hình 3.2 Sơ đồ tính toán dầm B2 65
Hình 3.3 Biểu đồ mô men gây bởi tĩnh tải 68
Hình 3.4 Biểu đồ bao mô men trong dầm 68
Hình 3.5 Tĩnh tải tác dụng lên dầm 68
Hình 3.6 Hình dạng cáp theo lý thuyết 69

Hình 3.7 Bố trí cáp theo thực tế 69
Hình 3.8 Xác định tải trọng tơng đơng 70
Hình 3.9 Biểu đồ mô men gây bởi ứng suất trớc 71
Hình 3.10 Biểu đồ mô men gây bởi ứng suất trớc sau khi tăng cáp nhịp BC 72
Hình 3.11 Biểu đồ mô men thứ cấp 72
Hình 3.12 Biểu đồ mô men do tải trọng tính toán 74
Hình 3.13 Bố trí cốt thép trong dầm 79

1

Mở đầu:
Đặt vấn đề
Sự phát triển của công nghệ ứng lực trớc với độ tin cậy cao là yếu tố kỹ
thuật quan trọng nhất làm cho kết cấu bê tông cạnh tranh thắng lợi trong các lĩnh
vực xây dựng mà trớc đó kết cấu thép chiếm u thế nh công trình cầu vợt khẩu
độ lớn, công trình nhà có lới cột tha, không gian rộng, các công trình có tải trọng
lớn
Trên thế giới công nghệ bê tông ứng lực trớc đang đợc phát triển mạnh và
ngày càng đợc hoàn thiện. Nó trở thành một công cụ hữu hiệu để tạo đợc những
giải pháp kết cấu thoả mn đợc yêu cầu thẩm mỹ và kỹ thuật cao, hiệu quả về mặt
kinh tế và áp dụng trong phạm vi rộng ri.
Vì vậy, tác giả chọn đề tài luận văn Tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất
trớc căng sau có tiết diện thay đổi làm nội dung nghiên cứu. Hớng nghiên cứu
này nhằm làm sáng tỏ về vấn đề tính toán và bố trí cáp ứng suất trớc trong dầm
liên tục có tiết diện thay đổi.
Mục đích nghiên cứu của đề tài
Tìm hiểu sự làm việc của kết cấu bêtông ứng
suất
trớc. Nghiên cứu chuyên
sâu về dầm liên tục ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi trong việc tính toán

và bố trí cáp để đạt đợc hiệu quả cao nhất khi chịu tải trọng bên ngoài.
Nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hởng của số lợng cáp, cách bố trí cáp trong
trờng hợp dầm có tiết diên thay đổi đến nội lực trong dầm
Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
Các tiêu chuẩn hiện hành và các chỉ dẫn trong tính toán kết cấu bê tông ứng
suất trớc căng sau.
2

Hồ sơ thiết kế các nhà cao tầng có hệ thống dầm bê tông cốt thép ứng suất
trớc. nghiên cứu các công trình đ xây dựng và đang trong giai đoạn thiết kế.
Đối tợng nghiên cứu là cấu kiện dầm liên tục bê tông ứng
suất
trớc căng
sau có tiết diện thay đổi.
Nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu về ứng dụng của dầm liên tục bêtông ứng
suất
trớc trong kết cấu
công trình tại Việt Nam và trên thế giới.
Phân tích sự làm việc của kết cấu, từ đó đa ra phơng pháp tính toán thiết kế
dầm liên tục bêtông ứng
suất
trớc căng sau có tiết diện thay đổi.
Ví dụ tính toán áp dụng cho kết cấu thực tế.
Phơng pháp nghiên cứu
Tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi
theo các tiêu chuẩn hiện hành. Xây dựng các quy trình tính toán cụ thể cho từng
trờng hợp
3

Chơng I: Tổng quan về kết cấu bê tông ứng suất trớc
1.1 Bản chất bê tông ứng suất trớc [7].
Bê tông là vật liệu có cờng độ chịu kéo rất nhỏ so với cờng độ chịu nén của
nó. Cốt thép là vật liệu có cờng độ chịu kéo rất cao. Do đó, để tăng khả năng chịu kéo
cho bê tông ngời ta đ sử dụng hỗn hợp bê tông cốt thép, trong đó kết hợp khả năng
chịu kéo của cốt thép và khả năng chịu nén của bê tông. Tuy vậy, bê tông cốt thép chỉ
là sự kết hợp thuần giữa bê tông và cốt thép để chúng cùng làm việc một cách bị động.
Bê tông ứng lực trớc là sự kết hợp chủ động, tích cực giữa bê tông cờng độ cao và cốt
thép cờng độ cao.
Phơng pháp ứng lực trớc bê tông đợc thực hiện bằng cách đặt vào kết cấu
một lực nén trớc bởi việc kéo cốt thép. Nhờ tính đàn hồi của cốt thép có xu hớng co
lại và sẽ tạo nên một lực nén trớc. Lực nén trớc này sẽ gây ra ứng suất nén trớc
trong bê tông, ứng suất nén trớc sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo do tải trọng
gây ra. Do vậy, khả năng chịu kéo của bê tông sẽ đợc nâng cao và giảm độ võng cho
kết cấu nên hạn chế sự phát triển vết nứt.
Theo TCVNXDVN 356:2005 Kết cấu bê tông ứng suất trớc: Là kết cấu bê
tông cốt thép, trong đó một phần hoặc toàn bộ các cốt thép đợc căng gây ứng suất
trớc làm cho toàn bộ hoặc một phần bê tông đợc nén trớc khi đa vào chịu lực với
mục đích tiêu diệt ứng suất kéo do tải trọng ngoài gây ra.
1.2 Những u điểm và ứng dụng của bê tông ứng suất trớc [7].
Bê tông ứng suất trớc có những u điểm lớn so với các dạng kết cấu xây dựng
khác nh bê tông cốt thép và thép nh sau:
- Cấu kiện bê tông ứng suất trớc có khả năng chịu uốn cao hơn dới tác dụng của
tải trọng làm việc so với cấu kiện có cùng chiều dài. Do có độ cứng lớn hơn nên có độ
võng và biến dạng nhỏ hơn.

- Việc sử dụng bê tông và thép cờng độ cao trong cấu kiện bê tông ứng suất
trớc cho phép cấu kiện có thể mảnh và nhẹ hơn so với cấu kiện bê tông cốt thép . Do
sự giảm tĩnh tải sẽ giảm bớt tải trọng trong thiết kế và chi phí cho móng.

4


- Sử dụng bê tông ứng suất trớc có thể tiết kiệm đợc khoảng 15-30% khối lợng
bê tông và 60-80% khối lợng cốt thép so với cấu kiện bê tông cốt thép nhng lại phải
tăng chi phí cho bê tông cờng độ cao, neo và các thiết bị khác. Do vậy, đối với cấu
kiện nhịp lớn thì sử dụng bê tông ứng suất trớc nói chung kinh tế hơn so với cấu kiện
bê tông cốt thép và thép.
- Cấu kiện bê tông ứng suất trớc có khả năng chịu lực cắt cao hơn, do hiệu quả
của ứng suất trớc nén mà giảm ứng suất kéo chính. Việc sử dụng cáp uốn cong đặc
biệt với cấu kiện nhịp lớn sẽ làm giảm lực cắt ở tiết diện gối tựa.
- Đặc điểm của bê tông ứng suất trớc là bê tông cờng độ cao và khả năng chịu
nứt cao do đó tăng độ bền của kết cấu dới các điều kiện môi trờng kết hợp và có khả
năng chống thấm tốt hơn. Vì vậy, bê tông ứng suất trớc sử dụng rộng ri cho các kết
cấu đỏi hỏi khả năng chống thấm cao nh ống dẫn có áp, bể chứa chất lỏng và chất khí.
- Vì sức bền mỏi của bê tông ứng suất trớc là tơng đối tốt hơn so với các vật
liệu khác nên có thể sử dụng cho các kết cấu chịu tải trọng động nh cầu đờng sắt hay
móng máy.
- Bê tông ứng suất trớc có khả năng chịu lửa và chịu ăn mòn tốt.
- Do có tính linh hoạt và dễ thích nghi nên bê tông ứng suất trớc có thể sử dụng
rộng ri trong nhiều lĩnh vực nh xây nhà dân dụng, xi lô lớn, bể chứa lớn, cầu vợt
giao thông, cầu nhịp lớn, tháp cao, cọc, cừ.
1.3 Lịch sử hình thành và phát triển bê tông ứng lực trớc trên thế giới [3].
Nguyên lý gây ứng suất trớc đ đợc ứng dụng trong hàng trăm năm trớc đây.
Khi chế tạo những thùng chứa chất lỏng nh nớc, rợuhay khi làm trống, các thanh
gỗ phẳng hoặc cong đợc ghép lại thật khít nhờ những đai bằng dây thừng hay bằng
kim loại. Khi xiết chặt các vành đai trong thành thùng xuất hiện các ứng lực nén vòng
ngợc chiều tác dụng với các ứng suất kéo gây ra do áp lực thủy tĩnh hay áp lực hơi.
Nhờ vậy trong thành thùng còn lại những ứng suất nén hoặc kéo vòng với giá trị nhỏ so
với khả năng chịu nén, kéo của vật liệu đồng thời tạo nên sự khít chặt giữa các mảnh

ghép thành thùng. Kết quả là chịu đợc áp lực lớn của chất lỏng bên trong mà không bị
thấm hay rò rỉ.
5


Nguyên lý này đợc P G. Jackson (Mỹ) đa vào áp dụng thành công cho vòm
gạch, đá, bê tông từ năm 1886. Tiếp theo K.During (Đức) đ gây ra ứng suất nén trong
bản bê tông bằng việc tăng cờng cốt thép thờng. Tuy vậy phơng pháp này không
đem lại hiệu quả mong muốn vì chỉ có thời gian ngắn sau khi căng và bê tông đ đông
cứng thì trong bê tông hầu nh không còn ứng suất nén nữa. Hiện tợng này đợc gọi
là sự tổn hao ứng suất. Thực vậy khi dùng cốt thép thông thờng có cờng độ thấp
không quá 1225 kg/cm2 và biến dạng (độ dn tỷ đối) chỉ đạt tới giá trị bằng:

1225
0,0006
2100000
E


= = =

Với giá trị biến dạng này chỉ vừa đủ cân bằng các biến dạng theo hớng ngợc
chiều xảy ra trong quá trình chùng cốt thép, bê tông co ngót và từ biến khi kết cấu chịu
tải hoặc do các nguyên nhân khác.
Trong những năm 1928-1929 kĩ s nổi tiếng ngời Pháp E.Freyssinet đ lần đầu
tiên chứng minh đợc có thể và cần sử dụng loại thép có cờng độ cao để nâng cao lực
gây ứng suất trớc trong bê tông lên tới 4000 kg/cm2 mới có thể triệt tiêu đợc toàn bộ
các tổn hao ứng suất ứng suất do các nguyên nhân xảy ra trong quá trình thi công và sử
dụng kết cấu. Ông đ căng sợi thép có giới hạn bền (trớc thời điểm bị kéo đứt) f
u

=
17000 kg/cm
2
và để gây ứng lực trớc trong bê tông. ứng suất trong cốt căng đ đi đến
giá trị f
p
= 1000 kg/cm2 bằng 70%-80% giới hạn bền (fu). Trong trờng hợp này biến
dạng của thép căng sau đ bị trừ đi tổng các giá trị biến dạng do các tổn hao xẩy ra
trong quá trình căng và chịu lực có thể lên tới 0,0008 (0,08%), vậy biến dạng còn lại
trong cốt thép có giá trị: 0,0050 0,0008 = 0,0042 tơng ứng với ứng suất còn tồn tại
trong cốt thép để gây ứng lực trớc trong bê tông là:

2
. 2100000 0,0042 8600 /
E kg cm

= = ì =
(860 Mpa)
Kết quả thí nghiệm trên cho thấy ứng suất nén trớc trong bê tông vẫn còn tồn
tại với một giá trị đủ để cân bằng từng phần hay toàn bộ các ứng suất kéo khi chịu tải.
Thành công trong việc gây ứng suất trớc bằng việc sử dụng cốt thép cờng độ
cao đ nhanh chóng đa kết cấu bê tông ứng suất trớc vào các công trình xây dựng.
Đến năm 1939 E. Freyssinet đ sáng chế ra công cụ căng thép bằng loại kích rỗng 2 thì
6


và bộ neo hình côn có độ tin cậy cao cho sự truyền lực căng vào kết cấu trong quá trình
thi công và sử dụng.
Song song với việc hoàn thiện các công nghệ gây ứng suất trớc căng trớc
(căng trên bệ) hay căng sau (căng trên bê tông) các công trình nghiên cứu về lý thuyết

tính toán cũng đợc tiến hành ở nhiều nớc.
Các viện nghiên cứu kết cấu bê tông, thuộc Viện hàn lâm khoa học xây dựng
Liên Xô trớc đây đ đạt nhiều thành công trong lĩnh vực lý thuyết, thực nghiệm và
triển khai các công nghệ sản xuất, ứng dụng các dạng kết cấu bê tông ứng suất trớc
trong công trình xây dựng. Các nhà khoa học Xô Viết A.A. Gvodiep, B.B. Mikhailop,
P.L. Pasternac, từ năm 1930 đ công bố những công trình đầu tiên trên thế giới về
kết cấu bê tông ứng suất trớc. B.B.Mikhailop đ thành công trong hàng loạt công trình
nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm các kết cấu bê tông ứng suất trớc đúc sẵn theo
phơng pháp ly tâm cho cột, trụ, ống cao áp, và đến năm 1940 đ đa vào ứng dụng
máy căng thép liên tục gây ứng suất trớc cho các thành bể, tháp chứa cỡ lớn. Đặc biệt,
sau thế chiến thứ hai, loại kết cấu có hiệu quả cao về kinh tế, kỹ thuật này đ góp phần
quan trọng trong việc xây dựng mới và khôi phục các thành phố, nhà máy bị tàn phá ở
Liên Xô và các nớc Đông Âu trớc đây.
Tại châu Âu kết cấu bê tông ứng suất trớc phát triển nhanh chóng ở Pháp, Bỉ,
rồi đến Anh , Đức, Thụy Sĩ, Hà Lan. Trong gần 500 cầu đợc xây dựng ở Đức 1949
đến 1953 đ có 350 cầu bê tông ứng suất trớc. ở Liên Xô trớc đây và CH Liên Bang
Nga hiện nay các cấu kiện bê tông đúc sẵn nh tấm sàn từ 6m, dầm, sàn khẩu độ từ
18m trở lên đều quy định dùng bê tông ứng suất trớc. Trong các nhà máy bê tông đúc
sẵn thờng sử dụng các bệ đúc có chiều dài từ 30m đến 180m rất thuận tiện cho chế
tạo hàng loạt cấu kiện bê tông ứng suất trớc theo công nghệ căng trớc.
Những kết cấu có khẩu độ lớn tới 100m tỏ ra rất hiệu quả khi dung bê tông ứng
suất trớc.
Tại Mỹ chú trọng ứng dụng bê tông ứng suất trớc vào xây dựng các bể chứa
nhiên liệu có dung tích từ 10.000m
3
trở lên.
Công nghệ căng cốt thép cũng ngày một đợc cải tiến, ngày một hiện đại. Các
kích thủy lực có công suất lớn cho phép căng đồng thời hàng chục bện, bó cáp với lực
7

căng từ 200 tấn đến 600 tấn có hành trình của kích từ 1,25m đến 1,5m. Thậm chí cùng
một lúc có thể căng cho 2,3 bệ với tổng lực căng tới 1200 tấn và 2400 tấn.
Trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng, sử dụng bê tông ứng suất trớc cho phép
tăng kích thớc lới cột, hoặc giảm chiều dài sàn, khối lợng thép cũng đợc giảm
đáng kể. Các ô sàn phẳng không dầm khẩu độ tới 15,6m mà chiều dày bê tông ứng lực
trớc không qúa 15cm đ sớm đợc ứng dụng ở Mỹ. Trong phơng pháp thi công bằng
hệ kích nâng sàn bê tông ứng suất trớc đúc sẵn, mỗi tấm sàn phẳng có trọng lợng từ
300 tấn đến 800 tấn cũng đợc áp dụng phổ biến ở châu Âu.
Hệ kết cấu IMS có xuất xứ từ cộng hòa liên bang Nam T trớc đây rồi phát
triển đến các nớc khác trong đó có Cuba. Hệ này đợc hợp thành từ các cấu kiện bê
tông đúc sẵn và đợc gây ứng suất trớc bằng việc căng thép dọc theo các trục lới cột
sau khi hoàn thành phần lắp ghép từng tầng.
Ngoài nhà cửa, bê tông ứng suất trớc còn sử dụng hiệu quả trong việc xây dựng
các kết cấu chuyên dụng nh đờng băng cho máy bay hạng năng, các tháp vô tuyến
truyền hình chiều cao lớn, vỏ lò phản ứng hạt nhân,
ở châu á nhất là các nớc trong khu vực, các kết cấu bê tông ứng suất trớc
đợc ứng dụng phổ biến một phần nhờ đ sản xuất đợc các loại thép cờng độ cao,
các loại cáp ứng lực trớc, các loại neo và phụ kiện kèm theo phù hợp với các tiêu
chuẩn tiên tiến, có giá thành hợp lý nh Trung Quốc, Singapore, Indonexia, Thái
Lan, Chẳng hạn ở Indonexia có tới 80% khối lợng kết cấu sàn nhà cao tầng đợc sử
dụng bê tông ứng suất trớc. Nhiều ngôi nhà 30 40 tầng xây dựng ở Thái Lan đợc
sử dụng hệ sàn phẳng không dầm bê tông suất lực trớc.
Ngôi ngà 41 tầng Parnpat Centre có diện tích sàn 56000m
2
với 12 tầng hầm
dùng làm gara ô tô và dịch vụ công cộng đều dùng bê tông ứng suất trớc với kết cấu
sàn phẳng có chiều dày 16cm đến 20cm và hệ dầm bản rộng chiều cao 45cm cho khẩu
độ tới 13m.
Ngay ở Mỹ là nớc thờng xây dựng nhà cao tầng bằng kết cấu thép kể cả sàn,

nhng gần đây cũng đ xây dựng một chung c 52 tầng với 10000m
2
sàn bê tông ứng
suất trớc (toàn nhà Santa Maria condominimum).
8


Tại Singapore ngoài các chung c, khách sạn, trụ sở cao tầng còn dùng sàn bê
tông ứng suất trớc trong công trình bệnh viện, trờng học với lới cột thông dụng
8mx8m.
Những ngôi nhà cao tầng ở Hồng Kông đợc xây dựng với các thể loại kết cấu
chịu lực khá độc đáo với việc sử dung các tầng cứng (tầng chuyển) bê tông ứng suất
trớc. Tầng chuyển có chiều cao 5m đỡ khối cao tầng .
1.4 Tình hình sử dụng bê tông ứng lực trớc ở Việt Nam [3].
Kết cấu bê tông ứng suất trớc đợc nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam khá sớm,
từ những năm 60 thế kỉ XX. Cầu Phủ Lỗ và các kết cấu chịu lực nhà máy đóng tàu
Bạch Đằng là những công trình ứng dụng công nghệ bê tông ứng suất trớc đầu tiên do
các nhà thiết kế và xây dựng Việt Nam thực hiện từ những năm đó. Tuy nhiên do hoàn
cảnh chiến tranh nên không có điều kiện tiếp tực nghiên cứu và phát triển công nghệ
này.
Tại miền Nam thời kỳ trớc năm 1975 đ có những xởng đúc dầm bê tông ứng
suất trớc đặc biệt đ sử dụng bê tông ứng suất trớc vào xây dựng 8 thủy đài có dung
tích lớn tại Sài Gòn. Các công trình này do các công ty của Pháp thiết kế và xây dựng,
t vấn giám sát là Hàn Quốc, rất tiếc cả 8 thủy đài này đều không đảm bảo chất lợng
thi công và không thể đa vào sử dụng từ đó đến nay.
Công trình khách sạn Thắng Lợi quà tặng của nhân dân Cuba đợc xây dựng từ
năm 1973. Đây là 2 dy nhà nhiều tầng đầu tiên đợc sử dụng hệ kết cấu bê tông ứng
suất trớc lắp ghép tại Việt Nam.
Các tấm sàn, tấm tờng, dầm đều dùng bê tông ứng suất trớc đợc đúc sẵn tại
Cuba và chuyên chở trên qung đờng dài nửa vòng trái đất đến lắp ghép trên mặt nớc

Hồ Tây thơ mộng của Hà Nội trong những năm đất nớc còn chiến tranh.
Từ những năm 80 thế kỉ trớc đến nay công nghệ bê tông ứng suất trớc đ lại
du nhập vào Việt Nam và phát triển khá nhanh chóng với trình độ tiên tiến thế giới.
Các cầu bắc qua các sông lớn nh sông Gianh, sông Tiền, sông Hậu và cầu Bi Cháy
trừ nhịp giữa dùng kết cấu dây văng các nhịp còn lại đều dùng bê tông ứng suất trớc
căng sau.
9


Trong xây dựng công trình công nghiệp sản xuất xi măng hàng loạt các xi lô,
tháp chứa trong các nhà máy xi măng Hoàng Thạch, Sao Mai, Hà Tiên, Bút Sơn đều có
đờng kính lớn từ 24 đến 30m và cao tới 63m đều đợc thiết kế dùng bê tông ứng lực
trớc căng sau. Nhờ vậy chiều dày thành xi lô giảm đáng kể từ 30cm xuống 20 25
cm so với các si lô dùng bê tông thờng ( từ 40cm 50cm). Trớc đây công tác thiết
kế và gây ứng lực trớc, các si lô chứa xi măng đều do các hng nớc ngoài thực hiện,
đến nay các đơn vị thi công ngành xây dựng đ hoàn toàn làm chủ đợc các công nghệ
căng cáp cũng nh đổ bê tông các tháp chứa xi măng cỡ lớn bằng ván khuôn trợt.
Trớc đây một vài dự án nhà cao tầng ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh do các
công ty nớc ngoài thiết kế kết cấu sàn bê tông ứng lực trớc căng sau. Từ năm 1995
khi công trình nhà điều hành đại học Quốc Gia Hà Nội đợc công ty t vấn xây dựng
dân dụng Việt Nam Viện Khoa Học Công nghệ xây dựng và công ty xây dựng số 9
Bộ xây dựng lần đầu tiên đ thiết kế, giám sát và thi công thành công 9 tầng sàn phẳng
không dầm bê tông ứng suất theo công nghệ căng sau đánh dấu bớc phát triển mới
trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam.
Cho đến nay nhiều nhà cao tầng, các công trình công nghiệp, công trình công
cộng đ và đang đợc các đơn vị thiết kế xây dựng trong nớc sử dung công nghệ bê
tông ứng lực trớc ngày càng có hiệu quả.
Trung tâm thông tin thơng mại hàng hải quốc tế 21 tầng trong đó có 2 tầng
hầm với tổng diện tích trên 10000m
2

. Hệ khung công xon có độ dài vơn tới 8m và
12m đỡ khán đài cung thể thao tổng hợp Quần Ngựa Hà Nội, các chung c cao tầng 27
Huỳnh Thúc Kháng, nhà A4, B4 làng quốc tế Thăng Long,, cũng nh nhiều cao ốc
xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Vinh, Vũng Tàu, đều sử dụng bê
tông ứng suất trớc căng sau.
Có thể nói hệ sàn bê tông ứng lực trớc đ và đang là một nhu cầu không thể
thiếu trong xây dựng các nhà nhiều tầng tại các đô thị và thành phố trong nớc.
1.5 Phân loại bê tông ứng suất trớc [7].
Bê tông ứng suất đợc phân loại tuỳ thuộc phơng pháp tạo ứng suất trớc, phơng
pháp thi công, đặc điểm thiết kế. Có thể phân loại bê tông ứng suất trớc theo bảng sau

10


Bảng 1.1 Phân loại bê tông ứng suất trớc
Cơ sở phân
loại
Phân loại bê
tông ứng suất
trớc theo
phơng pháp
tạo ứng suất
trớc
Đặc điểm bê tông ứng suất trớc theo từng phân
loại
Dựa vào
thời điểm
căng cốt
thép
Phơng pháp

căng trớc
Thép ứng suất trớc đợc căng trong hai khối neo
trong khuôn trớc khi đúc bê tông. Khi bê tông
đạt đủ cờng độ áp lực kích đợc thả. ứng suất
trớc đợc truyền cho bê tông bởi lực dính.

Phơng pháp
căng sau
Cấu kiện bê tông đợc đúc kết hợp với đặt các sợi
thép cờng độ cao trong ống. Khi bê tông đạt đủ
cờng độ, sợi thép đợc căng bởi kích và đợc
neo bằng nêm hay đai ốc.Lực đợc truyền cho bê
tông bởi các neo và khi cáp đợc uốn cong.
Dựa vào vị
trí cáp
Phơng pháp
căng trong
Sợi cáp nằm trong cấu kiện bê tông ứng suất
trớc.
Phơng pháp
căng ngoài
Sợi cáp nằm ngoài cấu kiện bê tông ứng suất
trớc.
Dựa vào
mức độ
căng thép
ứng suất trớc
toàn phần
Bê tông đợc ứng suất trớc sao cho không xuất
hiện ứng suất kéo khi chịu tải trọng sử dụng.

ứng suất trớc
một phần
Sau khi ứng suất trớc, dới tác dụng tải trọng sử
dụng trong cấu kiện vẫn có ứng suất kéo.
Dựa vào đặc
điểm thi
công
Bê tông ứng
suất trớc đúc
sẵn
Cấu kiện bê tông ứng suất trớc sản xuất hàng
loại ở nhà máy, sau đó đa ra công trờng lắp
ghép.
11


Bê tông ứng
suất trớc đổ tại
chỗ
Cấu kiện bê tông ứng suất trớc đợc thi công tại
công trờng.
1.6 Vật liệu sử dụng cho bê tông ứng suất trớc [7].
1.6.1 Bê tông cờng độ cao.
Bê tông ứng suất trớc yêu cầu bê tông có cờng độ chịu nén cao vào độ tuổi sớm
hợp lý với cờng độ chịu kéo cao hơn so với bê tông thờng, sự co ngót nhỏ, đặc tính
từ biến nhỏ và giá trị môđun đàn hồi cao. Những đặc tính nh là độ bền, tính không
thấm nớc và khả năng chịu mài mòn, đều chịu ảnh hởng bởi cờng độ của bê tông.
Theo tiêu chuẩn ACI, cờng độ chịu nén cho mẫu trụ ở 28 ngày tuổi cho bê tông
ứng suất trớc yêu cầu từ 28-55 Mpa. Kinh nghiệm cho thấy rằng sử dụng bê tông có
cờng độ từ 28-34 Mpa nói chung là kinh tế nhất. Với cờng độ bê tông từ 28-41Mpa

có thể đạt đợc dễ dàng không có yêu cầu cao về công nghệ.
ứng suất kéo nén cho phép trong bê tông trong giai đoạn truyền và đặt tải làm
việc đợc định nghĩa bởi cờng độ chịu nén tơng ứng của bê tông ở mỗi giai đoạn .
Những điều khoản trong tiêu chuẩn của Mỹ đề xuất ứng suất cho phép lớn nhất cho
theo bảng 1.2.
Bảng 1.2 Đề xuất ứng suất cho phép theo tiêu chuẩn Mỹ ACI 318 2002
Giai đoạn
truyền
ứng suất
nén
0,6f
ci
ứng suất
kéo
(a) Tại đầu mút của cấu kiện gối đơn giản
ci
f '5.0

(b) Tại những vị trí khác
ci
f '25.0

Giai đoạn tải
trọng làm việc

ứng suất
nén
0,45f
c

ứng suất
kéo
Tiết diện không nứt
c
f '5.0

Tiết diện nứt
c
f '

12


1.6.2 Thép cờng độ cao.
Thép cờng độ cao sử dụng cho cấu kiện bê tông ứng suất trớc nói chung bao
gồm dạng sợi, thanh hay cáp. Cờng độ chịu nén cao hơn do tăng thành phần Các-bon
trong thép so với thép cán. Thỏi thép đợc cán nóng thành thanh sau đó kéo nguội qua
một loại khuôn kéo sợi để giảm đờng kính và tăng cờng độ chịu kéo. Sau qua trình
kéo nguội qua các khuôn, để nâng cao cờng độ chiu kéo, sợi thép đợc tôi hay hoá già
hay làm mất ứng suất bởi xử lý sợi thép tại nhiệt độ 1500 4200. Với cấu kiện căng
sau, dạng sợi và cáp nói chung thờng đợc sử dụng rộng ri.
a) Yêu cầu về cờng độ và đặc tính của các loại thép cờng độ cao.
Cờng độ giới hạn của thép cờng độ cao có thể dễ dàng xác định bằng thí
nghiệm. Cờng độ chịu kéo tới hạn của sợi thép cán nguội thay đổi theo đờng kính
của nó. Cờng độ chịu kéo giảm khi đờng kính của sợi thép tăng. Giới hạn đàn hồi và
điểm chảy của nó là không dễ có thể xác định chính xác đợc. Do đó ngời ta đề xuất
điểm chảy của thép cờng độ cao là giá trị 0,2% biến dạng d và 1% biến dạng.
- Sợi thép cờng độ cao: Sợi thép sử dụng cho bê tông ứng lực trớc nói chung
tuân theo tiêu chuẩn ASTM A-421. Sợi thép đợc quấn thành cuộn và đợc cắt và lắp ở

nhà máy hay tại hiện trờng. Trớc khi thi công, sợi thép cần đợc vệ sinh bề mặt để
tăng lực dính kết với bê tông.
- Cáp cờng độ cao: Cáp sử dụng cho bê tông ứng suất trớc tuân theo tiêu chuẩn
ASTM A-416 với hai loại cáp 7 sợi cờng độ giới hạn nhỏ nhất cho sẵn là 1724 MPa
và 1862 MPa. Tiêu chuẩn này đợc sử dụng cho cả cấu kiện căng trớc và căng sau,
dính kết hay không dính kết.
- Thép thanh cờng độ cao: Thép thanh sử dụng cho bê tông ứng lực trớc tuân
theo tiêu chuẩn ASTM A-322 và A-29. Những thanh nh vậy có yêu cầu có ứng suất
phá hoại đạt tới 90% cờng độ giới hạn. Mặc dù cờng độ giới hạn thực tế thờng đạt
tới 1100 MPa, nhng giá trị tiêu chuẩn nhỏ nhất thờng lấy là 1000MPa. Hầu hết các
tiêu chuẩn thờng đa ra những giới hạn chảy nhỏ nhất là 896 MPa mặc dù giá trị thực
tế còn cao hơn. Độ dn dài nhỏ nhất tại lúc phá hoại ở vị trí chiều dài bằng 20 lần
đờng kính là 7% với độ giảm nhỏ nhất của tiết diện tại lúc phá hoại 25%.
b) ứng suất cho phép trong thép.
13


ứng suất kéo trong thép tại thời điểm căng sau neo và sau khi cho phép tất cả những
tổn hao có thể nói chung đợc thể hiện nh là phần nhỏ của cờng độ chịu nén tới hạn
hay ứng suất phá hoại. Gợi ý của tiêu chuẩn của nhiều quốc gia thay đổi sát giới hạn
với sự quan tâm tới ứng suất cho phép trong cấu kiện ứng suất trớc ở những thời điểm
khác nhau.
1.7 Các hệ thống tạo ứng suất trớc [7].
1.7.1 Thiết bị căng
Thiết bị sử dụng cho căng thép, đợc chia thành các dạng sau:
a) Cơ khí: Thiết bị cơ khí nói chung đợc sử dụng bao gồm trọng lợng có hay
không có bộ truyền lực đòn bẩy, bộ truyền lực số kết hợp với bộ ròng rọc có hoặc
không có bánh răng và máy cuốn sợi. Những thiết bị này đợc sử dụng chủ yếu cho
thành phẩm bê tông ứng suất trớc sản xuất ở nhà máy với quy mô lớn.
b) Thuỷ lực: Kích thuỷ lực là một thiết bị đơn giản nhất để sinh ra lực ứng suất

trớc lớn đợc sử dụng rộng ri nh là một thiết bị căng khoảng từ 5-100T. Các kích
thuỷ lực lớn cho lực căng trong khoảng từ 200-600T.
Ngoài ra còn có phơng pháp điện, hoá. Điều quan trọng nhất là trong suốt qúa trình
ứng suất trớc, lực tác dụng cần đợc đo một cách chính xác.
1.7.2 Các phơng pháp căng
Có hai phơng pháp chủ yếu thờng đợc sử dụng để tạo ứng suất trớc trong bê
tông.
a) Phơng pháp căng trớc:
Trong hệ thống căng trớc, thép ứng suất trớc đợc căng giữa khối neo cứng,
đúc trong nền hay một cột hay bệ căng trớc dạng khuôn, trớc khi đúc bê tông trong
khuôn. Khi bê tông đạt đủ cờng độ, áp lực kích đợc thả ra. Sợi thép cờng độ cao có
xu thể bị co ngắn lại nhng bị cản trở do lực dính giữa bê tông và thép. Trong trờng
hợp này, ứng suất trớc đợc truyền cho bê tông bởi lực dính.
Sự truyền ứng suất trớc cho bê tông thờng đợc thực hiện bởi kích thuỷ lực hay
kích vít lớn mà nhờ nó tất cả các sợi thép đợc thả ra đồng thời khi bê tông đ đạt đến
một cờng độ yêu cầu. Nói chung, cáp có đờng kính tới 18mm và sợi thép cờng độ
cao neo chặt bản thân nó với sự trợ giúp của lực dính bề mặt và bởi chất kết dính bám
14


vào những vệt lõm xung quanh sợi thép. Lực dính của thép ứng suất trớc đợc nâng
cao đáng kể nhờ những vết lõm trên bề mặt hay bởi sự xoắn vặn của sợi thép. Sợi cáp
có đặc tính kết dính tốt hơn sợi thô có tiết diện tơng đơng.
Phơng pháp căng trớc nói chung đợc sử dụng cho quy trình sản xuất hàng loạt
cấu kiện căng trớc tại nhà máy.
b) Phơng pháp căng sau:
Trong cấu kiện căng sau, cấu kiện bê tông đợc đúc kết hợp với đặt các ống và
đờng rnh có đặt cốt thép ứng suất trớc. Khi bê tông đạt đủ cờng độ, sợi thép cờng
độ cao đợc căng bằng cách kích đặt vào bề mặt cuối của cấu kiện và đợc neo bằng
các nêm hay đai ốc. Lực đợc truyền cho bê tông bằng các neo ở cuối cùng và khi cáp

đợc uốn cong, qua áp lực xuyên tâm giữa cáp và ống. Khoảng hở giữa cáp và ống
đợc bơm vữa sau khi căng xong.
Hệ thống neo của Freyssinet đợc sử dụng rộng ri bao gồm một trụ với một phần
hình nón bên trong qua đó sợi thép cờng độ cao và tỳ vào thành của nó, sợi thép đợc
nêm bởi chốt hình nón xếp dọc với rnh đặt các sợi cáp. u điểm chính của hệ thống
Freyssinet là số lợng lớn các sợi thép đợc kéo đồng thời sử dụng kích thuỷ lực tác
động kép.
Phơng pháp căng sau rất phù hợp cho những cấu kiện nhịp từ trung bình đến
nhịp lớn, khi mà chi phí cho căng chỉ là một phần nhỏ so với tổng chi phí. Vì thế, sẽ là
kinh tế hơn khi sử dụng một vài cáp hay thanh chịu lực lớn. Một u điểm của phơng
pháp căng sau là cho phép sử dụng cáp uốn cong hay cáp rời có thể giúp cho nhà thiết
kế thay đổi sự phân bố tuỳ ý theo tiết diện cũng nh kháng lại tải trọng bên ngoài hiệu
quả hơn.
1.8 Các giai đoạn chịu tải của bê tông ứng suất trớc [7].
Trong tính toán thiết kế, cần phải nghiên cứu về các giai đoạn chịu tải mà cấu
kiện bê tông ứng suất trớc phải chịu. Với kết cấu đổ tại chỗ, bê tông ứng suất trớc
đợc thiết kế ít nhất cho hai giai đoạn: giai đoạn ban đầu trong khi ứng suất trớc và
giai đoạn cuối cùng dới tác dụng của tải trọng ngoài. Với kết cấu đúc sẵn, một giai
đoạn thứ ba là vận chuyển và sử dụng phải đợc nghiên cứu.
15


1.8.1 Giai đoạn ban đầu.
Cấu kiện chịu ứng suất trớc nhng không chịu bất kỳ tải trọng ngoài tác dụng.
Giai đoạn này có thể chia thành các giai đoạn nhỏ và có thể một trong số những giai
đoạn nhỏ này là không quan trọng vả bỏ qua trong tính toán.
a) Giai đoạn ban đầu.
Giai đoạn trớc khi bê tông đợc ứng suất trớc nó quá yếu để chịu tải trọng, vì
vậy cần phải ngăn cản sự biến dạng của gối đỡ của nó, muốn vậy hệ thống cốp pha
phải chắc chắn. Lúc này, có thể xảy ra sự co ngót của bê tông. Nếu muốn làm giảm tối

thiểu hay loại trừ vết nứt trong bê tông ứng suất trớc, phải bảo dỡng cẩn thận trớc
khi truyền ứng suất trớc. Cần tránh làm khô hay thay đổi nhiệt độ một cách đột ngột.
Những vết nứt có thể mất đi hay không khi tác dụng ứng suất trớc tuỳ thuộc vào nhiều
yếu tố. Vết nứt do co ngót sẽ làm mất khả năng chịu ứng suất kéo của bê tông.
b) Giai đoạn trong khi ứng lực trớc.
Trong giai đoạn này thép ứng suất trớc chịu ứng suất lớn. ứng suất trong thép ở
giai đoạn này là 0.80 f
pu
hay 0.94f
py
. Với bê tông, việc truyền ứng suất trớc tác động
mạnh mẽ đến khả năng chịu cắt tại vùng neo. Vì bê tông cha đủ tuổi trong khi ứng
suất trớc đ đạt tới giá trị lớn nhất tại giai đoạn này, sự phá hoại bê tông ở vùng neo
có thể xảy ra nếu bê tông chất lợng kém hay bị rỗ vì vậy phải gia cờng bê tông vùng
neo. ứng suất trớc không đối xứng hay tập trung sẽ có thể gây ra sự vợt ứng suất cho
phép trong bê tông. Do vậy, trình tự ứng suất trớc các thép ứng lực trớc cần phải
đợc nghiên cứu trớc một cách hợp lý.
c) Giai đoạn tại lúc truyền ứng suất trớc.
Giai đoạn truyền ứng suất trớc, với cấu kiện căng trớc, truyền ứng suất trớc
đợc hoàn thành trong một quá trình ngắn. Đối với cấu kiện căng sau, truyền ứng suất
trớc thờng từ từ và ứng suất trớc trong thép đợc truyền cho bê tông một cách lần
lợt. Trong cả hai trờng hợp đều không có tải trọng ngoài tác dụng lên kết cấu ngoại
trừ tải trọng bản thân. Sau khi truyền, bê tông chịu lực ứng suất trớc lớn nên ở trạng
thái làm việc nguy hiểm, đây là yếu tố quan trọng khi thiết kế cấu kiện bê tông ứng
suất trớc. Nếu trong quá trình thiết kế không lu ý thì sẽ có thể đa đến sự phá hoại
của cấu kiện.
16


d) Giai đoạn căng lại.

Nếu nh cấu kiện đợc đúc và ứng suất trớc tại chỗ, nó thờng là tự chống đỡ
trong và sau khi ứng suất trớc. Vì vậy cốp pha có thể đợc tháo sau khi ứng suất trớc
và không có trờng hợp tải trọng mới nào tác động lên kết cấu. Một vài kết cấu bê tông
đợc căng lại nh là ứng suất trớc hai hay ba giai đoạn. Cho nên ứng suất tại các giai
đoạn căng khác nhau cần phải đợc nghiên cứu.
1.8.2 Giai đoạn trung gian.
Đây là giai đoan vận chuyển và lắp, chỉ xảy ra trong cấu kiện đúc sẵn. Điều đặc
biệt quan trọng là chắc chắn rằng cấu kiện đợc chống đỡ đầy đủ trong suốt thời gian.
Không chỉ trong khi lắp dựng cấu kiện mà khi tác động thêm tĩnh tải (ví dụ nh các lớp
sàn hay mái) cần phải chú ý tới điều kiện chống đỡ và tải trọng.
1.8.3 Giai đoạn cuối cùng.
Đây là giai đoạn tải trọng thực sự tác động lên kết cấu. Cũng nh các dạng kết
cấu khác, cần phải quan tâm đến các tổ hợp khác nhau của tại trọng động trên các phần
khác nhau của kết cấu với tải trọng ngang nh gió và động đất hay ảnh hởng của nhiệt
độ. Với kết cấu bê tông ứng lực trớc đặc biệt cho những dạng không thông dụng cần
thiết phải nghiên cứu vết nứt và tải trọng giới hạn của nó, sự làm việc của nó dới tải
trọng dài hạn thực tế thêm vào tải trọng làm việc.
a) Tải trọng dài hạn.
Độ vồng hay độ võng của cấu kiện ứng suất trớc dới tải trọng dài hạn thực tế
(thờng chỉ có tĩnh tải) thờng đợc điều chỉnh bằng các yếu tố trong thiết kế vì ảnh
hởng của từ biến cuối cùng sẽ làm tăng độ lớn của nó. Do đó, ngời ta thờng giới
hạn độ vồng hay độ võng dới tải trọng dài hạn.
b) Tải trọng làm việc.
Thiết kế cho tải trọng làm việc là một bớc kiểm tra ứng suất và biến dạng quá
mức. Không cần thiết phải đa ra một đảm bảo về sự làm việc quá tải. Do vậy, ngời ta
thờng thiết kế dựa trên tính toán tải trọng làm việc và sau đó kiểm tra cờng độ.
c) Tải trọng nứt.
Nứt trong cấu kiện bê tông ứng suất trớc báo hiệu sự thay đổi đột ngột về lực
dính kết và ứng suất cắt. Đôi khi nó còn là thớc đo của cờng độ phá hoại. Với kết