tóm tắt luận văn thạc sĩ Lựa chọn hợp lý chiều dày sàn bê tông ứng lực trước có mũ cột


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG


LÊ THANH PHÚ


LỰA CHỌN HỢP LÝ CHIỀU DÀY SÀN
BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC CÓ MŨ CỘT

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng
và công nghiệp
Mã số: 60.58.20



TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT





Đà Nẵng - Năm 2015


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG



ng dn khoa hc: PGS.TS. TRƢƠNG HOÀI CHÍNH

Phản biện 1: GS.TS. PHAN QUANG MINH



Phản biện 2: TS. PHẠM THANH TÙNG



10 tháng 01 
2015.





* 
- Trung tâm Thông tin - 

1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
            
 


ng
    
             





2. Mục đích nghiên cứu


3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
 

       

+ Các tiêu chun hin hành và các ch dn trong tính toán kt
cu sàn bê tông ng lc.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
S du lý thuy
ng lc
t.
2
5. Cấu trúc của luận văn



          




3
CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC
1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƢỚC TRÊN THẾ GIỚI
1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC Ở
VIỆT NAM
1.3. NHỮNG ƢU ĐIỂM CỦA SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC
TRƢỚC
Cung cp gii pháp cho không gian kt cu nhp ln
Gim giá thành xây dng
Gim thi gian thi công
Gim chiu cao ca t nc s tng cho
các cao c
1.4. ỨNG DỤNG SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC CÓ MŨ
CỘT TRÊN

Vi lch s phát trii, kt cu ng lc
bit là kt cu sàn ng lc thi công ti rt
nhiu công trình trên toàn th gi

a) The Marriott Surf Club, Aruba
4

ng Northpoint, Pattaya, ThaiLand
Hình 1.7. Các công trình ng dng sàn bê tông ng l
ct trên th gii
ng dng sàn bê tông ng lt  Vit Nam
 Vit Nam, tuy công ngh ng lc mc áp dng
trong khong vài ch lng công
trình tm c  dng sàn ng lc bit là sàn ng lc
t.

a)  , TP HCM: t
10.000m
2
, ch14m, c
5

b) i Và Bit Th The Head Quarters, TP HCM: tng
din tích sàn: 27.000m
2
, chit nhp: 9m, chiu dày sàn:
200mm
Hình 1.8. Các công trình ng dng sàn bê tông ng l
ct  Vit Nam
1.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Thông qua các ni dung nghiên cu   thy
rng bê tông ng lc nói chung và sàn bê tông ng lc có
t c ng dng rng ri trên toàn th gii và 
Vit Nam. Sàn bê tông ng lc t là gii pháp thích
hp cho kt cu nhà cao tng n hay các công
trình nhp ln 
 nghiên cu v thit k sàn phng bê
tông ng lc t.

6
CHƢƠNG 2
CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SÀN BÊ TÔNG ỨNG
LỰC TRƢỚC
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC
TRƢỚC
2.2. CÁC QUAN NIỆM PHÂN TÍCH KẾT CẤU BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƢỚC
2.2.1. Quan niệm thứ nhất
2.2.2. Quan niệm thứ hai
2.2.3. Quan niệm thứ ba
2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NỘI LỰC CỦA SÀN
BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC
2.3.1. Phƣơng pháp trực tiếp
2.3.2. Phƣơng pháp khung tƣơng đƣơng
2.3.3. Phƣơng pháp phần tử hữu hạn
2.4. MÔ HÌNH CÁP ỨNG LỰC TRƢỚC
2.4.1. Quỹ đạo cáp ứng lực trƣớc và tải trọng cân bằng
2.4.2. Mô hình cáp ứng lực trƣớc trong phƣơng pháp
PTHH
2.5. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA SÀN
Kh u ct ca bn xung quanh cm
bo nu giá tr ng sut ct t chu ct
c:

uc
VV


'

0
0.3
p
c p c pc
V
V f f
bd
(2.1)


p
là h s, ly bng giá tr nh nht t hai giá tr 0.292 và
7
0
[( 1.5) /1.2]
s
d
b
vi
s
= 40 cho ct biên, 30 cho ct ngoài và 20 cho
ct góc

pc
f
là giá tr trung bình ca ng sut nén hiu qu c

pc
f
theo m 

MPa và không l

'
c
f
l
V
p
là thành phn thng ca lc hiu qu 
qua tit din ct nguy hing hc b trí
u trên sut b rng V
p
c b qua vì lý do
an toàn
b
0
là chu vi ca tit din c
là h s gi bn chng ct,
0.75

2.6. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG SÀN
 


2.6.1. Độ võng ngắn hạn


cx my cy mx
(2.2)
2.6.2. Độ võng dài hạn



c
.

(1 50 )
c
C
(2.3)




8
2.6.3. Độ võng tổng cộng

, ust e c e s
C
(2.4)


e




, uses

2.7. QUY TRÌNH TÍNH TOÁN SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC
TRƢỚC CÓ MŨ CỘT

2.8. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
 tính toán ni lc ca sàn bê tông ng lc t
có 3 g pháp tính toán c tip, 
 phn t hu hn, vi
s phát trin ca khoa hc máy tính thì  phn t hu
hn c ng dng rng rãi và cho kt qu    .
phn t hu hc s làm vic ca kt
cu trong thc tc bit là các kt cu  phc tp. Thit k
i k  dàng tính toán
kh u c võng ca sàn hay s i ca các giá tr
i các thông s u vào. t
hp vng ti trng giúp cho vic
thit k sàn tr c kt qu tin cy.
   
tính toán 




9
CHƢƠNG 3
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
3.1. CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
Cho h sàn ng l:

Các thông s chính:
+ Chiu cao tn hình H
c
= 3 m.Ti tr thêm
(tiêu chun: 3 kN/m

2
.
  :
'
28
c
f
MPa  bê tông
khi buông ct thép:
''
0.75 21
ci c
ff
MPa.
+ Thép ng l
15.2 mm vi din tích tit din 1.4 cm
2
. Gii hn bn ca thép: f
pu
=
1860 MPa, gii hn chy f
py
= 1690 MPa. i ca thép:
E
ps
= 2.10
5
MPa. Chn ng suc: f
pi
= 0.7f

pu
= 1395 MPa.
: f
y
= 400 MPa.
3.2. CÁC BƢỚC TÍNH TOÁN
+ Trƣờng hợp nhịp 8m:
- Chn chiu dày bt:
 chn h
b
= 0.18m, tit din ct là 0.5mx0.5m.
10
Cht:  chn 1mx1mx0.08m.
- nh ti trng:
- Tn hao ng sut:
- Chn hình dng cáp:
- nh cáp:
-  võng sàn :
Ta ly giá tr ti v trí ô sàn gia các trc A-B và 3- so
sánh:

Hình 3.3 võng ca sàn
- Tính toán chu ct:
+ V trí ct biên:
b1=c1+d/2
C
CD
C
AB
c2=500

b2=c2+d
x
g
S1
Ð1
D
A
C
B
c1=500
d/2

Hình 3.9. Mt ct ti hn ca ct biên
ng sut cc tính theo công thc:
11
2
105.491 0.381 0.190 170.263
1321.21 /
0.75 0.3985 0.75 0.017
u v AB n
n
cC
V C M
xx
V kN m
A I x x
ng sut cho phép:

0.292 21 0.3 0.434 1.468
c

V x MPa
= 1468kN/m
2
> V
n
=
1321.21 kN/m
2

m bo kh u lc ct ti v trí ct biên.
+ V trí ct gia:
b1=c1+d
C
CD
C
AB
c2=500
b2=c2+d
S1
Ð1
D
A
C
B
d/2
c1=500
d/2

Hình 3.11. Mt ct ti hn ca ct gia
Lc ct: V

u
= 191.451 kN.
Mô men: M = 265.368 kN.
ng sut cc tính theo công thc:
2
191.451 0.4 0.354 265.368
1429.92 /
0.75 0.5891 0.75 0.0503
u v AB n
n
cC
V C M
xx
V kN m
A I x x
ng sut cho phép:

0.292 21 0.3 0.868 1.599
c
V x x MPa
= 1599kN/m
2
>
V
n
= 1429.92 kN/m
2

m bo kh u lc ct ti v trí ct gia.
 i din tích ct, gi nguyên

chiu dày cc bng sau:
Trƣờng hợp nhịp 8m:
12

Chiều dày sàn (m)
0.18
0.18
0.18
Chiều dày bản mũ cột (m)
0.08
0.08
0.08
Diện tích mũ cột (mxm)
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
Tải trọng cân bằng
0.7TLBT
0.75TLBT
0.8TLBT
Số cáp (sợi)

+ Di CX1, CX4
5
5
5
5
5
5
6
5
5
+ Di CX2, CX3
9
9
9
10
10
10
10
11
10
+ Di CY1, CY4
4
4
4
5
5
4
5
5
5

+ Di CY2, CY3
8
8
8
8
8
8
9
9
9
Lực cắt (kN/m
2
)



+V trí ct biên
1321.21/1
468
1024.41/1
468
911.66/14
68
1216.14/1
501
982.50/15
01
909.63/14
68
1112.10/1

501
968.84/15
01
871.41/15
01

1
0.900
0.698
0.621
0.810
0.655
0.620
0.741
0.645
0.581
+V trí ct gia
1429.92/1
599
1349.74/1
599
1217.61/1
599
1425.34/1
599
1340.77/1
599
1213.44/1
599
1391.62/1

631
1307.93/1
631
1189.45/1
631

1
0.894
0.844
0.761
0.891
0.839
0.759
0.853
0.802
0.729
Độ võng lớn nhất/Độ võng tiêu
chuẩn (mm)
15.182/16
.667
14.231/16
.667
13.512/16
.667
14.930/16
.667
14.009/16
.667
13.443/16
.667

14.740/16
.667
13.886/16
.667
13.235/16
.667

13

Chiều dày sàn (m)
0.2
0.2
0.2
Chiều dày bản mũ cột (m)
0.08
0.08
0.08
Diện tích mũ cột (mxm)
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
Tải trọng cân bằng
0.7TLBT
0.75TLBT

0.8TLBT
Số cáp (sợi)



+ Di CX1, CX4
5
5
4
5
5
5
5
5
5
+ Di CX2, CX3
8
8
8
9
9
9
10
10
9
+ Di CY1, CY4
4
4
4
4

4
4
5
5
5
+ Di CY2, CY3
7
7
7
8
8
8
8
8
8
Lực cắt (kN/m
2
)



+V trí ct biên
1060.80/1
455
926.04/14
55
832.23/14
55
1056.51/1
455

919.81/1
455
820.04/14
55
1025.44/1
485
865.37/14
85
775.52/14
85

2

0.729
0.636
0.572
0.726
0.632
0.564
0.691
0.583
0.522
+V trí ct gia
1346.15/1
543
1272.55/1
543
1152.44/1
543
1333.71/1

572
1242.05/
1572
1118.31/1
572
1327.03/1
572
1232.19/1
572
1110.79/1
572

2
0.872
0.825
0.747
0.848
0.790
0.711
0.844
0.784
0.707
Độ võng lớn nhất/Độ võng tiêu
chuẩn (mm)
12.256/16
.667
11.600/16.
667
11.249/16.
667

12.131/16.
667
11.481/1
6.667
11.006/16
.667
11.924/16.
667
11.272/16
.667
10.875/16.
667
14
T kt qu s liu bng 3.2 và 3.3, ta v c bi th hin ng ci vi chiu dày sàn:


Hình 3.12. Quan h gia din tích b võng
15

 
16

Hình 3.14. Quan h gia din tích bt và lc ct (ct gia)
17

Trƣờng hợp nhịp 9m:

Chiều dày sàn (m)
0.2
0.2

0.2
Chiều dày bản mũ cột (m)
0.08
0.08
0.08
Diện tích mũ cột (mxm)
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
Tải trọng cân bằng
0.7TLBT
0.75TLBT
0.8TLBT
Số cáp (sợi)



+ Di CX1, CX4
6
6
6
7
7
7

7
7
7
+ Di CX2, CX3
12
12
12
13
13
13
14
14
13
+ Di CY1, CY4
6
6
5
6
6
6
6
6
6
+ Di CY2, CY3
11
11
10
11
11
11

12
12
12
Lực cắt (kN/m
2
)



+V trí ct biên
1516.10/1
494
1312.15/1
494
1230.30/1
468
1509.72/1
494
1301.56/1
494
1182.91/1
494
1503.58/1
494
1285.28/1
494
1169.21/1
494

3

1.015
0.878
0.838
1.011
0.871
0.792
1.006
0.860
0.783
+V trí ct gia
1916.33/1
625
1832.63/1
625
1695.89/1
599
1905.66/1
625
1820.57/1
625
1662.01/1
625
1890.86/1
651
1781.12/1
651
1626.22/1
651


3

1.179
1.128
1.061
1.173
1.120
1.023
1.145
1.079
0.985
Độ võng lớn nhất/Độ võng tiêu
chuẩn (mm)
19.969/18
.750
18.887/18
.750
18.372/18
.750
19.770/18
.750
18.663/18
.750
17.935/18
.750
19.583/18
.750
18.509/18
.750
17.849/18

.750

18

Chiều dày sàn (m)
0.22
0.22
0.22
Chiều dày bản mũ cột (m)
0.08
0.08
0.08
Diện tích mũ cột (mxm)
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
1x1
1.3x1.3
1.6x1.6
Tải trọng cân bằng
0.7TLBT
0.75TLBT
0.8TLBT
Số cáp (sợi)

+ Di CX1, CX4
6
6
6
6
6
6
7
7
7
+ Di CX2, CX3
11
11
11
12
12
12
13
13
13
+ Di CY1, CY4
5
5
5
6
6
6
6
6
6

+ Di CY2, CY3
10
10
10
11
11
11
12
12
11
Lực cắt (kN/m
2
)



+V trí ct biên
1434.47/1
456
1228.45/1
456
1109.52/1
456
1380.12/1
480
1180.14/1
480
1062.61/1
480
1370.58/1

480
1161.82/1
480
1057.72/1
480

4

0.985
0.844
0.762
0.933
0.797
0.718
0.926
0.785
0.715
+V trí ct gia
1845.36/1
575
1723.48/1
575
1569.40/1
575
1788.30/1
599
1683.94/1
599
1533.98/1
599

1776.00/1
622
1647.03/1
622
1527.26/1
599

4

1.172
1.094
0.996
1.118
1.053
0.959
1.095
1.015
0.955
Độ võng lớn nhất/Độ võng tiêu
chuẩn (mm)
16.678/18
.750
15.895/18
.750
15.394/18
.750
16.396/18
.750
15.610/18
.750

15.113/18
.750
16.096/18
.750
15.324/18
.750
14.917/18
.750

19
T kt qu s liu bng 3.4 và 3.5, ta v c bi th hin ng ci vi chiu dày sàn:



20


21


22
3.3. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3
Qua các kt qu i vt
cho nhp sàn 8m và  rút ra nhng nhn xét sau:
- i vi b dày sàn c t thì giá
tr  võng và lc ct gim dn. C th:
  võng ca sàn nhp 8m, b ng
hc 1mx1mx0.08m l123 ln so vi
ng hc 1.6mx1.6mx0.08m khi ti trng cân
bng là 0.7TLBT.

 Lc ct ca sàn nhp 8m, b ng hp
c 1mx1mx0.08m ln so vng
hc 1.6mx1.6mx0.08m khi ti trng cân bng
là 0.7TLBT.
- Khi ti trng cân bng trong thit k  ng
  võng và lc ct gim dn. C th:
  võng ca sàn nhp 9m, b 
ct là 1mx1mx0.08m trong trng hp ti trng cân bng là
0.7TLBT ln so vng hp ti trng cân bng là
0.8TLBT.
 Lc ct ca sàn nhp 9m, b t
ng hp ti trng cân bng là 0.7TLBT
ln so vi tng hp ti trng cân bng là 0.8TLBT.
 S ng cáp ca sàn nhp 9m, b c
     ng hp ti trng cân bng là
0.8TLBT ln so vng hp ti trng cân bng là
0.7TLBT.
- i vi nhng nhp sàn thông dng 8- giá tr  võng
và lc ct xp x giá tr cho phép ta nên la chn:
23
+ Nhp 8m: ta nên la chn chiu dày sàn là 0.18m (1/45L)
vt là 1mx1m và ti trng cân bng là 0.7TLBT.
+ Nhp 9m: ta nên la chn chiu dày sàn là 0.2m (1/45L) vi
t là 1.6mx1.6m và ti trng cân bng là 0.8TLBT.