Kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.08 MB, 37 trang )
KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
CÁC ĐỀ MỤC
1. TỔNG QUAN VỀ BÊTÔNG DỰ ỨNG LỰC
2. ĐIỀU KIỆN THIẾT KẾ
3. TỔ HỢP TẢI TRỌNG
4. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ SÀN DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU LOẠI CÁP BƠM VỮA
5. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ SÀN DỰ ỨNG LỰC VỚI PHẦN MỀM CUBUS
6. VÍ DỤ TÍNH TOÁN
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
1.
TỔNG QUAN VỀ BÊTÔNG DỰ ỨNG LỰC
1.1
Giới thiệu chung
Kết cấu Bêtông dự ứng lực, còn gọi là Bêtông ứng suất trước được phát minh và
ứng dụng lần đầu tiên do kỹ sư người Pháp Eugène Freyssinet, là kết cấu BTCT
sử dụng kết hợp giữa thép cường độ cao và Bêtông để tạo nên trong kết cấu
những ứng suất ngược với trạng thái ứng suất khi chịu tải; nhằm tăng cường khả
năng chịu tải trọng so với kết cấu thông thường hoặc sử dụng cho kết cấu vượt
nhịp lớn.
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Kết cấu Bêtông dự ứng lực đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia, trong nhiều
lĩnh vực như dân dụng, công nghiệp, giao thông…
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Đối với nhà cao tầng, bên cạnh khả năng chịu tải lớn, vượt được nhịp lớn, sử dụng còn có
các ưu điểm sau:
-
Giảm chiều cao tầng
-
Giảm chi phí mặt dựng bên ngoài.
-
Giảm chi phí hệ thống M&E
-
Linh hoạt trong bố trí phòng…
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
1.2
Phân loại
Kết cấu Bêtông dự ứng lực được phân làm hai loại chính:
-
Dự ứng lực căng trước: cáp dự ứng lức được kéo căng trước khi đổ bêtông,
sau khi bêtông đạt cường độ cho phép thì tiến hành buông neo. Lực ứng suất
trước được tạo ra do sự co lại của cáp cường độ cao.
-
Dự ứng lực căng sau: cáp dự ứng lức được kéo sau khi đổ bêtông, khi bê tông
đạt cường độ cho phép thì tiến hành kéo căng.
Kết cấu Bêtông dự ứng lực cho công trình dân dụng và công nghiệp chủ yếu sử
dụng Dự ứng lực căng sau với hai loại chính:
-
Cáp không bơm vữa (Unbonded): thường dùng là loại cáp đơn (1 sợi –
Monostrand), 7 sợi ( 7- wire) có vỏ bọc bằng nhựa. Cáp không bơm vữa được
sử dụng nhiều ở Anh, Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc….
-
Cáp bơm vữa (Bonded): thường dùng là loại cáp đơn 7 sợi không vỏ bọc luồn
trong ống gen (duct hoặc sheating) bằng nhựa hoặc kim loại, với số sợi từ 2 sợi
trở lên. Đối với cáp sàn thường dùng bó cáp (tendon) từ 2-5 sợi, ống gen kiểu
dẹt (flat duct) hoặc ôvan, đối với cáp dầm thường dùng bó cáp từ 6 sợi trở lên,
đầu neo và ống gen dạng tròn. Cáp bơm vữa được sử dụng nhiều ở Úc, Nhật,
Việt Nam….
1.3
Tiêu chuẩn thiết kế.
Kết cấu Bêtông dự ứng lực thường được thiết kế tuân theo tiêu chuẩn: BS 8110,
ACI 318, Eurocode, AS 3600…
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
2.
2.1
VẬT LIỆU DÙNG TRONG KẾT CẤU BÊTÔNG DỰ ỨNG LỰC
Bêtông
Bêtông dùng trong Kết cấu Bêtông dự ứng lực, thường dùng là bêtông cường độ
cao:
2.2
-
Theo BS 8110, cường độ bêtông tối thiểu C35 (cube).
-
Theo TCVN 356 – 2005, cường độ bêtông tối thiểu B30 (cube)
-
V/v…
Cốt thép thường
Thường dùng các loại thép CII, CIII, SD295, SD390… tuân theo các tiêu chuẩn
hiện hành có liên quan.
2.3
Cáp dự ứng lực
Cáp dự ứng lực là loại thép cường độ cao có độ chùng thấp:
Các thông số đầu vào:
-
Loại cáp: có vỏ bọc, không vỏ bọc.
-
Loại đầu neo, ống gen.
-
Đường kính cáp: 12.7mm, 15.2mm….
-
Giới hạn bền.
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
3.
-
Giứi hạn chảy.
-
Lực kéo dứt.
-
Modun đàn hồi.
-
Hệ số ma sát µ = 0.1- 0.2. Cáp rỉ ít µ = 0.25, BS 8110, Part 1, sec.4.9.4.2.
-
Hệ số chệch hướng k ≥ 0.0033, BS 8110, Part 1, sec.4.9.3.3.
TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRỌNG
Các trường hợp tải trọng:
-
Trọng lượng bản than (SW)
-
Tĩnh tải (SDL).
-
Hoạt tải (LL).
-
Dự ứng lực (PT).
Tải trọng ngang do gió, động đất… thường ít được kể đến trong tính toán, hiện tại có rất
ít phần mềm FEM có kể đến các loại tải trọng trên.
3.1 Tổ hợp tải trọng
Các loại tổ hợp tải trọng.
-
Trạng thái Transfer: SW + PT
-
Chuyển vị dài hạn : SW + SDL + 0.5*LL + 0.64*PT.
-
Trạng thái SLS: SW + SDL + LL + 0.82*PT
-
Trạng thái ULS: 1.4*(SW + SDL) + 1.6*LL + 0.82*PT
3.2 Chuyển vị
Độ võng giới hạn cho phép theo BS 8110, Part 1, sec.3.4.6 :
-
∆L ≤ Lnhịp/250. (DL+SDL+LL+PT); (Kinh nghiệm: DL+SDL+0.5*LL+0.64*PT)
-
Và ∆L ≤ 20mm
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
4.
TRÌNH TỰ THIẾT KẾ SÀN DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU LOẠI CÁP BƠM VỮA
4.1
Chọn phương án kết cấu sàn
4.2
Bố trí cáp Dự ứng lực
4.3
Tải trọng thiết kế.
4.4
Kiểm tra chuyển vị
4.5
Tính toán sàn Dự ứng lực với các trang thái làm việc : Transfer, SLS, ULS…
4.6
Kiểm tra chọc thủng cho cột vách
4.7
Tính toán mất lực, độ dãn dài của cáp
4.8
Bản vẽ thi công.
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
-
Các phương án sàn và kích thước sơ bộ
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
-
Sơ đồ bố trí cáp: Tuỳ thuộc vào phương án kết cấu ta có các dạng bố trí cáp
cho sàn dự ứng lực như sau:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
-
Bản vẽ thi công điển hình:
+ Đối với cáp sàn:
+ Đối với cáp sàn:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
5.
TRÌNH TỰ THIẾT KẾ SÀN DỰ ỨNG LỰC VỚI PHẦN MỀM CUBUS
5.1 Tạo mới mô hình:
5.2 Chọn tiêu chuẩn tính toán:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
5.3 Tạo mô hình kết cấu sàn:
5.4 Bố trí cáp và cao độ đường cáp:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
5.5 Nhập tải trọng:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
5.6 Mesh sàn:
5.7 Tổ hợp tải trọng:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
5.8 Dãi tính toán:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
5.9 Xem kết quả:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
6.
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
6.1 Xem ví dụ tinh toán bằng phần mềm Cubus:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
6.2 Xem ví dụ tinh toán chống thủng:
Kết cấu Dự ứng lực
Phòng DSD
Project:
Structural type design:
Date:
Calculated by:
Subject:
PT Slab-Typical floor
8/22/2011
Punching shear check
INPUTDATA
I-General
SelfWeight
Superimposed dead load
Live load
SW
SDL
LL
[kN/m3]
[kN/m2]
[kN/m2]
Concrete strength
Yield strength of shear RC
Cable tensile strength
Ultimate T.S of strand
Area of one strand
fcu
fyv
fps
UTS
[MPa]
[MPa]
[MPa]
[kN]
[cm2]
Asd
25
2
2
25
295
1860
186
1
II-Details
Column
Name
A1
A2
A3
Position
internal
corner
edge
Column size
a [m]
b [m]
0.60
0.80
0.60
0.80
0.60
0.80
Thickness
h [m]
d [m]
0.22
0.18
0.22
0.18
0.22
0.18
Reaction
Vt [kN] Veff [kN]
760.00
874.00
350.00
437.50
650.00
910.00
