Đồ án cao ốc văn phòng ree tower

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

MỤC LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 16

PHẦN 1

CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN ......................................... 19

LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................ 19
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ................ 23

1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ..... 23
1.2. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC .......................... 24
1.3. SO SÁNH BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC VÀ BÊTÔNG CỐT THÉP ............. 25
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY ỨNG LỰC ............................................ 27
1.4.1. Phương pháp căng trước ...................................................................... 27
1.4.2. Phương pháp căng sau ........................................................................ 28
1.5. CÁC THIẾT BỊ CĂNG ............................................................... 30
1.6. THIẾT BỊ NEO ....................................................................... 32
1.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................. 36

CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾCẤU KIỆN BÊ

TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU ............................................. 37

2.1. BẢN CHẤT CỦA BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC .................................. 37
2.2. NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ......................... 39
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

2.3. CÁC GIAI ĐOẠN CHỊU TẢI CỦA CẤU KIỆN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC .. 40
2.4. CÁC MÔ HÌNH PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG ƯLT ....... 42
2.5. MÔ HÌNH TẢI TRỌNG TƯƠNG ĐƯƠNG (THE EQUIVALENT LOAD FBD) .. 44
2.5.1. Sử dụng mô hình tải trọng tương đương .............................................. 45
2.5.2. Các phản lực và moment thứ cấp (Secondary Reactions and Moments)
...................................................................................................................... 46
2.6. MÔ HÌNH KẾT HP (THE COMBINED FREEBODY DIAGRAM) ............. 49
2.6.1. Sử dụng mô hình kết hợp để tính toán ứng suất uốn của bê tông ...... 49
2.6.2. Sử dụng mô hình kết hợp để tính cường độ danh nghóa ..................... 50
2.7. CÁC QUAN NIỆM TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN BÊ TÔNG ƯLT ...... 54
2.8. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN QUAN NIỆM TÍNH TOÁN ........................ 55
2.9. THIẾT KẾ CẤU KIỆN CHỊU UỐN BÊ TÔNG ƯLT ............................... 57
2.9.1. Tiêu chuẩn thiết kế .............................................................................. 57
2.9.2. Vật liệu ................................................................................................ 58
2.9.3. Tính toán tổn hao ứng suất trong thép ứng lực trước .......................... 64
2.9.4. Tính toán ứng suất bê tông tại giai đoạn sử dụng............................... 71
2.9.5. Mômen giới hạn .................................................................................. 73
2.9.6. Khả năng chịu nén cục bộ của bê tông tại vùng neo .......................... 78

2.10. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................ 82

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

CHƯƠNG 3.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

QUY TRÌNH TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC

TRƯỚC CĂNG SAU.................................................................. 83
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SÀN BÊ TÔNG ƯLT ................................... 83
3.2. QUAN NIỆM THIẾT KẾ CÁC DẠNG SÀN BÊ TÔNG ƯLT ..................... 84
3.2.1. Sàn bê tông ứng lực trước môt phương ............................................... 84
3.2.2. Sàn hai phương và sàn phẳng đơn giản .............................................. 86
3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NỘI LỰC SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ƯLT.. 93
3.3.1. Phương pháp khung tương đương ......................................................... 94
3.3.2. Phương pháp phần tử hữu hạn .......................................................... 107
3.4. MÔ HÌNH CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC ...............................................108
3.4.1. Quỹ đạo cáp ứng lực trước ................................................................. 108
3.4.2. Tính toán tải trọng tương đương do cáp ............................................. 113
3.5. KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA BẢN .............................................117
3.5.1. Trạng thái phá hoại của sàn hai phương do lực cắt .......................... 117
3.5.2. Kiểm tra và thiết kế khả năng chịu cắt của bản sàn ........................ 119

3.6. ĐỘ VÕNG CỦA SÀN ...............................................................124
3.7. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO ................................................129
3.7.1. Cốt thép thường cấu tạo .................................................................... 129
3.7.2. Bố trí cáp trong sàn .......................................................................... 130
3.8. QUY TRÌNH TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ƯLT .......................135
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

CHƯƠNG 4.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ỨNG LỰC TRƯỚC

TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG (KHÔNG XÉT ĐẾN BÀI TOÁN
KẾT CẤU TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG) ..................................... 140
4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................140
4.2. QUY TRÌNH THIẾT KẾ ............................................................143
4.3. MỘT SỐ LƯU Ý KHI XÉT ẢNH HƯỞNG THÀNH PHẦN ỨNG LỰC TRƯỚC
TRONG KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG....................................................144

CHƯƠNG 5.

LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỰ LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI GIỮA

CÔNG TRÌNH VỚI NỀN VÀ MÓNG ............................................. 146
5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................146
5.2. CÁC MÔ HÌNH CÓ THỂ MÔ HÌNH HÓA........................................148
5.2.1. Mô hình lò xo (spring model) ............................................................ 148
5.2.2. Mô hình toàn bộ hệ khung – móng và nền....................................... 149
5.2.3. Phạm vi áp dụng ............................................................................... 151
5.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NỀN CHO DẦM HOẶC BẢN
TRÊN NỀN ĐÀN HỒI ....................................................................151
5.3.1. Hệ số nền theo phương đứng ............................................................ 152
5.3.2. Hệ số nền theo phương ngang........................................................... 160
5.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH TƯƠNG TÁC GIỮA CỌC VÀ NỀN .........161
5.4.1. Phương pháp thay cọc và nền đất xung quanh cọc bằng một lò xo .. 161
5.4.2. Phương pháp thay đất nền xung quanh cọc bằng các lò xo .............. 163

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

5.5. THIẾT KẾ VÀ ÁP DỤNG ..........................................................167

PHẦN 2. THỰC HÀNH TÍNH TOÁN ............................................ 171
PHẦN 2.1
CHƯƠNG 6.

KIẾN TRÚC ....................................................... 171
TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH ................. 171

6.1. NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ............................................171
6.2. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG ............................................................171
6.3. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC ...........................................................172
6.3.1. Mặt bằng và phân khu chức năng ..................................................... 172
6.3.2. Mặt đứng ........................................................................................... 172
6.3.3. Hệ thống giao thông .......................................................................... 173
6.4. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ............................................................173
6.4.1. Hệ thống điện .................................................................................... 173
6.4.2. Hệ thống điện .................................................................................... 173
6.4.3. Hệ thống chiếu sáng ......................................................................... 173
6.4.4. Hệ thống thông gió ........................................................................... 174
6.4.5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy ....................................................... 174
6.4.6. Hệ thống chống sét ........................................................................... 174
6.4.7. Hệ thống hạ tầng kỹ thuật ................................................................ 174

PHẦN 2.2.

KẾT CẤU......................................................... 175

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

CHƯƠNG 7.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ............................. 175

1.1.

TỔNG QUAN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG ...................................175

1.2.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ............................................175

7.1.1. Kết cấu sàn ....................................................................................... 176
7.1.2. Kết cấu móng .................................................................................... 180

CHƯƠNG 8.

TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ .................... 182

8.1. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ..........................................................182
8.2. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG ............................................182
8.3. TỔ HP TẢI TRỌNG ..............................................................184
8.4. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG CHO CÔNG TRÌNH REETOWER ...................185
8.4.1. Tải trọng thường xuyên do các lớp cấu tạo sàn ................................. 185
8.4.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn .................................................................. 187
8.4.3. Tải trọng gió ...................................................................................... 187

CHƯƠNG 9.

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ........................... 189

PHƯƠNG ÁN 1: THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU ......189
9.1. LỜI MỞ ..............................................................................189
9.2. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ..............................................................190
9.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế ............................................................................ 190
9.2.2. Lựa chọn vật liệu ............................................................................... 190

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

9.2.3. Kích thước sơ bộ ................................................................................ 193
9.3. LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÁP .....................................................194
9.3.1. Lựa chọn tải trọng cân bằng của ứng lực trước trong sàn ................ 194
9.3.2. Xác định khoảng cách từ tâm cáp đến mép ngoài của sàn .............. 194
9.3.3. Xác định cao độ cáp và hình dạng cáp trong sàn ............................ 196
9.4. TÍNH ỨNG SUẤT HỮU HIỆU TRONG CÁP .....................................198
9.4.1. Chọn ứng suất trước ban đầu ............................................................. 198
9.4.2. Tính tổn hao ứng suất ........................................................................ 199
9.4.3. Tính ứng suất hữu hiệu trong cáp ...................................................... 203
9.5. XÁC ĐỊNH SỐ LƯNG VÀ BỐ TRÍ CÁP ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG SÀNù .203
9.6. SƠ ĐỒ TÍNH KIỂM TRA ỨNG SUẤT TRONG SÀN ............................205

9.6.1. Các giả thiết tính toán cho sàn ......................................................... 205
9.6.2. Sơ đồ khung tương đương .................................................................. 206
9.6.3. Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng .................................... 210
9.6.4. Kết quả nội lực .................................................................................. 215
9.7. KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA BÊ TÔNG .........................................216
9.7.1. Tại giai đoạn truyền ứng lực trước (lúc buông neo) ........................... 216
9.7.2. Giai đoạn sử dụng ............................................................................. 217
9.8. TÍNH TOÁN CỐT THÉP THƯỜNG GIA CƯỜNG ................................222
9.9. KIỂM TRA NỨT ....................................................................223
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

9.10. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC .............................................224
9.11. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA SÀN ................................227
9.12. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CHO SÀN ...............................................233
9.13. TRIỂN KHAI BẢN VẼ ............................................................238
PHƯƠNG ÁN 2: THIẾT KẾ SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP KHÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
..............................................................................................239
9.14. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ............................................................239
9.14.1. Tiêu chuẩn thiết kế .......................................................................... 239
9.14.2. Vật liêu ............................................................................................ 239
9.14.3. Tải trọng tác dụng lên sàn .............................................................. 239
9.14.4. Sơ bộ tiết diện sàn .......................................................................... 239

9.15. SƠ ĐỒ TÍNH .......................................................................239
9.15.1. Các trường hợp tải trọng ................................................................. 242
9.15.2. Xác định nội lực .............................................................................. 244
9.15.3. Tính cốt thép ................................................................................... 246
9.15.4. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn ........................................ 249
9.15.5. Kiểm tra độ võng của sàn ............................................................... 251
9.16. SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .............................258

CHƯƠNG 10.

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 2 ....... 262

10.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ............................................................262
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

10.2. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ...............................................................263
10.3. CÁC TRƯỜNG HP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HP NỘI LỰC ....................266
10.3.1. Các trường hợp tải trọng ................................................................. 266
10.3.2. Tổ hợp tải trọng............................................................................... 269
10.4. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG ...................................................269
10.5. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT ....................................................275
10.5.1. Nguyên tắc tính toán cốt thép dọc .................................................. 275

10.5.2. Kết quả tính toán cốt thép dọc trong cột ........................................ 279
10.5.3. Cơ sở tính toán cốt thép ngang ....................................................... 281
10.5.4. Kết quả tính toán cốt ngang ............................................................ 282
10.6. TRIỂN KHAI BẢN VẼ ............................................................284
10.7. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ CỦA CÔNG TRÌNH ..................................285

CHƯƠNG 11.

NỀN MÓNG ..................................................... 286

11.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ..........................................287
11.1.1. Địa tầng ........................................................................................... 287
11.1.2. Đánh giá tính chất của đất nền ....................................................... 288
11.1.3. Đánh giá điều kiện thủy văn ............................................................ 291
11.1.4. Lựa chọn giải pháp móng................................................................ 291
11.2. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN ..............................291
11.2.1. Tải trọng tính toán ........................................................................... 292
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

11.2.2. Tải trọng tiêu chuẩn......................................................................... 292
11.3. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN ...................................................293
PHƯƠNG ÁN 1: CỌC BÊTÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN ..............................295

11.4. THIẾT KẾ MÓNG A2 VÀ D2 (TẠI CỘT BIÊN KHUNG TRỤC 2) ..........295
11.4.1. Cấu tạo cọc và đài cọc .................................................................... 295
11.4.2. Tính toán sức chịu tải của cọc ......................................................... 297
11.4.3. Xác định số lượng cọc trong đài ...................................................... 303
11.4.4. Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc ................................................ 304
11.4.5. Kiểm tra nền dưới đáy móng khối quy ước ...................................... 306
11.4.6. Kiểm tra lún móng khối quy ước ...................................................... 309
11.4.7. Kiểm tra khả năng chịu lực của đài cọc .......................................... 313
11.4.8. Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển ........................................ 316
11.5. THIẾT KẾ MÓNG B2 và C2 (TẠI CỘT GIỮA CỦA KHUNG TRỤC 2) .....318
11.5.1. Cấu tạo cọc và đài cọc .................................................................... 318
11.5.2. Sức chịu tải của cọc ........................................................................ 318
11.5.3. Xác định số lượng cọc trong đài ...................................................... 318
11.5.4. Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc ................................................ 319
11.5.5. Kiểm tra nền dưới đáy móng khối quy ước ...................................... 321
11.5.6. Kiểm tra lún cho móng khối quy ước ............................................... 324
11.5.7. Kiểm tra lún lệch giữa 2 móng cột giữa và móng cột biên ............. 326
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

10


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

11.5.8. Kiểm tra móng cọc với cặp nội lực còn lại ...................................... 332
11.5.9. Tính toán và bố trí thép cho đài cọc ............................................... 333
11.5.10. Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển và cẩu lắp ..................... 336

PHƯƠNG ÁN 2: CỌC KHOAN NHỒI ...................................................338
11.6. THIẾT KẾ MÓNG A2 VÀ D2 (TẠI CỘT BIÊN KHUNG TRỤC 2) ..........338
11.6.1. Cấu tạo cọc và đài cọc .................................................................... 338
11.6.2. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi ....................................... 340
11.6.3. Xác định số lượng cọc ..................................................................... 347
11.6.4. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc ......................................................... 348
11.6.5. Kiểm tra nền dưới đáy móng khối quy ước ...................................... 349
11.6.6. Kiểm tra độ lún móng khối ước ....................................................... 352
11.6.7. Kiểm tra khả năng chịu lực của đài cọc .......................................... 356
11.7. THIẾT KẾ MÓNG B2 VÀ C2 (TẠI CỘT GIỮA KHUNG TRỤC 2) ...........359
11.7.1. Cấu tạo cọc và đài cọc .................................................................... 359
11.7.2. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi ....................................... 359
11.7.3. Xác định số lượng cọc ..................................................................... 359
11.7.4. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc ......................................................... 361
11.7.5. Kiểm tra nền dưới đáy móng khối quy ước ...................................... 363
11.7.6. Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước .......................................... 366
11.7.7. Kiểm tra độ lún lệch giữa các móng ............................................... 368
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

11.7.8. Kiểm tra khả năng chịu lực của đài móng ....................................... 376
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG .......................................................381

CHƯƠNG 12.

TÍNH TOÁN ẢNH HƯỞNG CỦA ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG

SÀN TÁC DÙNG VÀO KHUNG TRỤC 2......................................... 385
12.1. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN ...................................................385
12.2. SƠ ĐỒ TÍNH .......................................................................385
12.3. CÁC TRƯỜNG HP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG ................385
12.3.1. Xác định tải trong do căng cáp tác dụng vào khung ....................... 386
12.3.2. Các sơ đồ tải trọng tác dụng vào khung.......................................... 388
12.4. TỔ HP TẢI TRỌNG .............................................................391
12.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG ...................................................392
12.6. TÍNH TOÁN LẠI CỐT THÉP TRONG CỘT CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA
ỨNG LỰC TRƯỚC ........................................................................393
12.7. SO SÁNH VỚI TRƯỜNG HP KHÔNG XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA ỨNG
LỰC TRƯỚC ...............................................................................396
12.8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................400

CHƯƠNG 13.

TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA KHUNG TRỤC

2 THEO MÔ HÌNH ĐỒNG THỜI NỀN MÓNG VÀ CÔNG TRÌNH ............. 401
13.1. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN ...................................................402
13.2. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ............................................................402
13.2.1. Nhắc lại kết quả đã tính toán và thiết kế trong khung trục 2 ......... 402
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

12

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

13.2.2. Tính toán cường độ của đất nền dưới đáy sàn tầng hầm ................ 403
13.2.3. Xác định hệ số nền ......................................................................... 404
Xác định hệ số nền của đất dưới giằng móng và sàn tầng hầm ................ 404
13.2.4. Tải trọng tác dụng vào khung .......................................................... 405
13.3. MÔ HÌNH ĐỒNG THỜI KHÔNG KỂ ĐẾN GIẰNG MÓNG VÀ SÀN TẦNG
HẦM .......................................................................................405
13.3.1. Sơ đồ tính ........................................................................................ 405
13.3.2. So sánh và kết luận ......................................................................... 407
13.4. MÔ HÌNH ĐỒNG THỜI CÓ XÉT ĐẾN GIẰNG MÓNG .......................411
13.4.1. Sơ đồ tính ........................................................................................ 411
13.4.2. So sánh và kết luận ......................................................................... 412
13.5. MÔ HÌNH ĐỒNG THỜI CÓ XÉT ĐẾN TẦNG HẦM ..........................413
13.5.1. Sơ đồ tính ........................................................................................ 413
13.5.2. So sánh và kết luận ......................................................................... 414
13.6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................415

PHẦN 2.3
CHƯƠNG 14.

THI CÔNG ......................................................... 416
THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI ................................ 416

14.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ ..............................................................416
14.2. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ .........................................................416

14.3. CHỌN THIẾT BỊ CƠ GIỚI PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC THI CÔNG .........416
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

14.4. TRÌNH TỰ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI ....................................418

CHƯƠNG 15.

THI CÔNG BÊ TÔNG TOÀN KHỐI ............................ 435

15.1. KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH THI CÔNG ...........................................435
15.2. CÔNG TÁC CỐP PHA ............................................................435
15.2.1. Yêu cầu kỹ thuật chung ................................................................... 435
15.2.2. Yêu cầu khi lắp dựng cốp pha dàn giáo .......................................... 436
15.2.3. Nguyên lý thiết kế cốp pha ............................................................. 436
15.2.4. Lựa chọn loại cốp pha ..................................................................... 437
15.2.5. Công tác cốp pha đài cọc................................................................ 440
15.2.6. Công tác cốp pha sàn ..................................................................... 444
15.2.7. Công tác cốp pha cột ...................................................................... 451
15.3. CÔNG TÁC CỐT THÉP...........................................................456
15.3.1. Yêu cầu kỹ thuật chung ................................................................... 456
15.3.2. Cắt và uốn cốt thép ......................................................................... 456
15.3.3. Hàn cốt thép .................................................................................... 458

15.3.4. Nối buộc .......................................................................................... 459
15.3.5. Thay đổi cốt thép trên công trường ................................................. 459
15.3.6. Vận chuyển cốt thép ........................................................................ 459
15.3.7. Lắp đặt cốt thép .............................................................................. 461
15.3.8. Kiểm tra và nghiệm thu cốt thép .................................................... 463
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

14


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

15.4. CÔNG TÁC BÊ TÔNG TOÀN KHỐI .............................................464
15.5. QUY TRÌNH THI CÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC CHO SÀN .......................468
15.6. CHỌN MÁY THI CÔNG BÊTÔNG TOÀN KHỐI ...............................472
15.6.1. Chọn cần trục tháp .......................................................................... 472
15.6.2. Chọn máy vận thăng ....................................................................... 473
15.6.3. Chọn máy bơm bê tông ................................................................... 475
15.6.4. Chọn máy đầm bê tông................................................................... 476
15.6.5. Chọn thiết bị thi công sàn ứng lực trước căng sau .......................... 477

CHƯƠNG 16.

AN TOÀN LAO ĐỘNG .......................................... 479

16.1. TỔNG QUAN .......................................................................479
16.2. AN TOÀN TRONG THI CÔNG CỐP PHA VÀ DÀN GIÁO ....................479

16.3. AN TOÀN LAO ĐỘNG KHI THI CÔNG CỐT THÉP ...........................480
16.4. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG THI CÔNG BÊTÔNG .........................481
16.5. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG KÉO CÁP ......................................483

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHÓA

15


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

TÀI LIỆU THAM KHẢO
I.
1.

TIẾNG VIỆT
Bộ Xây dựng (2007), TCXDVN 356 : 2005 Kết cấu bê tông và bê tông cốt

thép – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội.
2.

Bộ Xây dựng (2007), TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động – Tiêu

chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội.
3.

Bộ Xây dựng (2007), TCXD 198 : 1997Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt

thép toàn khối.
4.

Bộ Xây dựng (1998), TCXD205 : 1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

5.

Bộ Xây dựng (1997), TCXD195 : 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan

nhồi.
6.

Bộ Xây dựng (2004), TCXDVN 326 : 2004 Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi

công và nghiệm thu.
7.

Bộ Xây dựng (1998), TCXD206 : 1998 Cọc khoan nhồi – Yêu cầu chất

lượng thi công.
8.

Bộ Xây dựng (1995), TCVN4453 : 1995 Kết cấu bê tông và bê tông cốt

thép toàn khối - Quy phạm nghiệm thu và thi công.
9.

Bộ Xây dựng (2008), Cấu tạo bê tông cốt thép, NXB Xây dựng.

10. Nguyễn Trung Hòa (2008), Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép theo Quy phạm Hoa
Kỳ, NXB Xây dựng.
11. TG Sullơ W (1997), Kết cấu nhà cao tầng, NXB Xây dựng.
12. TG Drodov P.F (1997, Cấu tạo và tính toán hệ kết cấu chịu lực và các cấu
kiện nhà cao tầng, NXB Khoa học Kỹ thuật.
13. Ngố Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2008), Kết cấu bê tông cốt thép 1
(Phần cấu kiện cơ bản), NXB Khoa học Kỹ thuật.
14. Ngố Thế Phong, Trịnh Kim Đạm (2008), Kết cấu bê tông cốt thép 2 (Phần
kết cấu nhà cửa), NXB Khoa học Kỹ thuật.
15. Bộ Xây dựng, Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép
chịu động đất theo TCXDVN 375 : 2006, NXB Xây dựng.
GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

16


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

16. Nguyễn Đình Cống (2008), Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép
theo TCXDVN 356 -2005 (tập 1 và tập 2), NXB Xây dựng Hà Nội.
17. Lê Bá Huế (2009), Khung bê tông cốt thép toàn khối, NXB Khoa học và Kỹ
thuật.
18. Vũ Mạnh Hùng (2008), Sổ tay thực hành Kết cấu Công trình, NXB Xây
dựng.
19. Trần Văn Việt (2009), Cẩm nang dùng cho Kỹ sư Địa kỹ thuật, NXB Xây
dựng Hà Nội.
20. Nguyễn Văn Quảng (2007), Nền móng Nhà cao tầng, NXB Khoa học Kỹ

thuật.
21. Vũ Công Ngữ (1998), Thiết kế và tính toán móng nông, NXB Trường Đại học
Xây dựng Hà Nội.
22. Đặng Tỉnh (2002), Phương pháp phần tử hữu hạn tính toán khung và móng
công trình làm việc đồng thời với nền, NXB Khoa học Kỹ thuật.
23. Châu Ngọc n (2005), Cơ học đất, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
24. Châu Ngọc n (2005), Nền móng, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
25. Trần Quang Hộ (2008), Ứng xử của đất và cơ học đất tới hạn, NXB Đại học
Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
26. Lê Văn Kiểm (2010), Thi công đất và nền móng, NXB Đại học Quốc gia TP.
Hồ Chí Minh.
27. Lê Văn Kiểm (2009), Thiết kế thi công, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí
Minh.
28. Lê Văn Kiểm (2009), Album thi công xây dựng, NXB Đại học Quốc gia TP.
Hồ Chí Minh.
29. Đỗ Đình Đức (2004), Kỹ thuật thi công (tập 1), NXB Xây Dựng.
30. Viện khoa học công nghệ (2008), Thi công cọc Khoan Nhồi, NXB Xây dựng.

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

17


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

II.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

TIẾNG ANH

31. American Concrete Institute (2008), Building Code Requirements for
Structural Concrete (ACI 318M-08) and Commentary.
32. Concrete society – Technical Report No 43 (1994), Post – tensioned
Concrete Floors – Design Handbook 1st Ed.
33. Post-Tensioning Institute (2006), Post-Tensioning Manual 6th Ed.
34. Robert Park, William L. Gamble (2000), Reinforced Concrete Slabs 2nd Ed.
35. Sami Khan Martin Williams (1995), Post – Tensioned Concrete Floors.
36. Biòan O. Aalami (1999), Design Fundamentals of Post – tensioned Concrete
Floors , Post-Tensioning Institute.
37. Biòan O. Aalami (2008), Deflection Concrete Floors Systems for
Serviceability, Technical Note - Adapt.
38. Bungale S. Taranath, Mc Graw Hill (1988), Structural Analysis and Design of
Tall Buildings.
39. The Institution of Structural Enginners (2006), Manual for the design of
concrete building structures to Eurocode 2.
40. VSL Prestressing (Aust) Pty Ltd (2002), VSL Construction Systems.
III.

PHẦN MỀM

41. Phầm mềm Sap 2000 version 10.
42. Phần mềm Adapt PT version 8.0.
43. Phần mềm Adapt Builder version 3.1.
44. Phần mềm Autocad 2007.

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

18


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

PHẦN 1

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN

LỜI MỞ ĐẦU
Từ sau những năm 1995 trở lại đây, các kết cấu bằng bê tông ứng lực trước được
ứng dụng ngày càng phổ biến trong xây dựng nhà nhiều tầng ở Việt Nam như
sàn, dầm bê tông ứng lực trước, cọc ly tâm ứng lực trước, móng bè ứng suất
trước..vv.
Tuy nhiên hiện nay tại Việt Nam chưa có tiêu chuẩn về thiết kế cấu kiện bê tông
ứng lực trước và các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành TCXDVN 356:2005 chỉ đề cập
đến một phần nhỏ về tính toán tổn hao ứng suất trước, hơn nữa các tài liệu hướng
dẫn và sách tham khảo về lónh vực này còn rất ít và chưa đáp ứng được yêu cầu
tính toán thực hành. Do đó việc thiết kế tính toán cho các cấu kiện này gặp nhiều
khó khăn.
Để phục vụ cho tính toán trong đồ án tốt nghiệp, giáo viên hướng dẫn yêu cầu
sinh viên phải nghiên cứu đầy đủ lý thuyết tính toán sàn bê tông ứng lực trước
căng sau và đưa vào một phần riêng trong đồ án tốt nghiệp “cơ sở phương pháp
luận” để làm cơ sở cho quá trình nghiên cứu và thực hành tính toán:


Tính toán cho giải pháp sàn bê tông ứng suất trước căng sau.



Phân tích ảnh hưởng của ứng lực trước đến thành phần kết cấu không ứng

lực trước trong kết cấu nhà cao tầng.


Tính toán kết cấu khung sàn không dầm với mô hình kết cấu đơn giản

“mô hình khung tương đương”.
Qua việc tìm hiểu 2 tiêu chuẩn được áp dụng phổ biến hiện nay ở các nước trên
thế giới là tiêu chuẩn ACI 318M-08 và tiêu chuẩn Eurocode 2. Sinh viên nhận thấy
tiêu chuẩn ACI 318M-08 quy định rõ ràng và đầy đủ hơn, gần gũi và có tính thực

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

19


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

hành cao. Do đó sinh viên chọn tiêu chuẩn ACI 318 để làm cơ sở nghiên cứu lý
thuyết cho phần “cơ sở phương pháp luận”.
Tất cả các công thức, những yêu cấu cấu tạo trong phần này đều dựa vào tiêu
chuẩn hiện hành của Mỹ, tiêu chuẩn ACI 318M-08 và được sinh viên trích dẫn cụ
thể.
Tóm tắt nội dung chính của phần cơ sở phương pháp luận

Phần cơ sở phương pháp luận gồm 4 chương, nội dung mỗi chương gồm:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
Trong chương này, sinh viên giới thiệu chung về công nghệ bê tông ứng lực trước,
so sánh ưu nhược điểm so với bê tông cốt thép thông thường, các quy trình và
thiết bị thi công ứng lực trước. Tài liêu tham khảo cho chương này chủ yếu là
quyển VSL Prestressing (Aust) Pty Ltd (2002), VSL Construction Systems.[40].
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾCẤU KIỆN BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU
Trong chương này, sinh viên “tạm dịch” lại hầu như toàn bộ chương 5 của quyển
sách về ứng lực trước nổi tiếng “Post – tensioning Manual 6th Ed” do hội bê tông
ứng lực trước Hoa Kỳ PTI (Post-Tensioning Institute)phát hành[33].
Nội dung của chương này nói về bản chất của bê tông ứng lực trước, các giai
đoạn làm việc, các mô hình phân tích cấu kiện bê tông ứng lực trước.Trong
chương này sẽ trả lời các câu hỏi mà một nhà thiết kế bê tông ứng lực trước cần
phải biết như là:
Làm sao để mô hình ảnh hưởng của cáp vào kết cấu? Thế nào là thành phần thứ
cấp, sơ cấp? Tại sao khi tính toán ảnh hưởng của cáp ở giai đoạn cực hạn chỉ xét
đến ảnh hưởng của thành phần thứ cấp?...

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

20


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

Chương này sẽ cung cấp đầy đủ các kiến thức về nguyên lý tính toán kết cấu bê

tông ứng lực trước.
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
CĂNG SAU
Chương 3, sinh viên sẽ đi sâu vào quy trình tính toán thực hành sàn bê tông ứng
lực trước căng sau như lựa chọn vật liệu, chọn cao độ cáp, tính toán tổn hao ứng
suất, tính toán thành phần thứ cấp, kiểm tra ứng suất của bê tông trong từng giai
đoạn, kiểm tra chọc thủng của sàn, tính toán kiểm tra độ võng của sàn phẳng bê
tông ứng lực trước. Tất cả các công thức tính toán đều dựa vào tiêu chuẩn hiện
hành của Mỹ (tiêu chuẩn ACI 318M-08), các công thức sử dụng hay cấu tạo các
chỉ dẫn thực hành tính toán đều được sinh viên trích dẫn cụ thể trong tiêu chuẩn.
Cuối cùng là sinh viên xây dựng quy trình cho việc tính toán cho sàn bê tông ứng
lực trước căng sau. Quy trình áp dụng khi giải kết cấu sàn bê tông ứng lực trước
bằng phương pháp giải thủ công, trong trường hợp với sự giúp đỡ của phần mềm
chuyên dụng như Adapt hay Ram, Safe… thì có sự thay đổ i trình tự tính toán để
cho phù hợp.
Tài liệu tham khảo để viết cho chương này, chủ yếu dựa vào tiêu chuẩn
ACI 318M-08 [31] và 2 quyển “Post tensioned Concrete Floors –Design Handbook
1st Ed” cuûa Concrete society – Technical Report No 43[32] và quyển“Post –
Tensioned Concrete Floors” của Sami Khan Martin Williams[35].
CHƯƠNG 4: LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG
THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
Trong kết cấu nhà cao tầng thường thì chỉ có sàn và dầm là sử dụng bê tông ứng
lực trước, còn các kết cấu đứng như cột và vách thì sử dụng kết cấu bê tông cốt
thép thường. Tải trọng ứng lực trước là một dạng tải trọng đặc biệt luôn luôn tồn
tại trong kết cấu và ít hay nhiều vẫn có ảnh hưởng đến các kết cấu khác như cột

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

và vách. Tuy nhiên trong thực tế thì ít người xem xét đến vấn đề này và thường
được bỏ qua.
Do đó trong chương này sinh viên đề cập đến vấn đề xem xét ả nh hưởng của ứng
lực trước trong kết cấu ứng lực trước đến kết cấu không ứng lực trước trong tính
toán kết cấu nhà cao tầng. Đồng thời xây dựng phương pháp xem xét ảnh hưởng
của chúng vào kết cấu khi tính toán cho khung.
Ngoài các nội dung nghiên cứu ở trên, trong phần này sinh viên cũng đã nghiên
cứu lý thuyết tính toán kết cấu bằng mô hình đồng thời nền móng và khung:
CHƯƠNG 5 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỰ LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI GIỮA CÔNG
TRÌNH VỚI NỀN VÀ MÓNG
Trong chương này, sinh viên đề cập đến các phương pháp mô hình đồng thời, ưu
nhược điểm của các mô hình đồng thời, phạm vi áp dụng. Đồng thời sinh viên
cũng đã chọn lọc và đưa vào một số công thức tính hệ số nền khá tin cậy hiện
nay.
Do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức và trình độ ngoại ngữ của sinh viên
còn hạn chế. Do đó trong phần này sẽ có nhiều vấn đề chưa được giải quyết
và còn nhiều sai sót, mong quý thầy cô xem xét.

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

22

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
Năm 1886, P.H.Jackson, 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.
Vào năm 1888, C.W.Doehring, người Đức, cũng đã nhận bằng sáng chế nhờ vào
việc tạo nên lực kéo vào kim loại đặt trong bêtông trước khi chất tải cho bản sàn.
Những sáng chế kể trên đã không đạt được thành công do việc ứng lực trước
trong cốt thép sớm bị mất mát do sự co ngót và từ biến của bê tông.
Năm 1908, C.R. Steiner, người Mỹ, đã đề xuất việc gia cường các sợi 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 sử dụng các thanh 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 đai ốc, tuy nhiên phương pháp này đã không
được áp dụng vì những lý do kinh tế.
Năm 1928, sự phát triển của bêtông ứng lực trước hiện đại thực sự được khởi đầu
bởi E. Freyssinet, người Pháp, với việc sử dụng các sợi thép ứng lực trước 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 bêtông đủ cường độ, sợi thép được cắt khỏi neo và sẽ gây
ra ứng lực trước trong các cấu kiện đó.

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

23


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

Bêtông ứng lực trước thực sự được sử dụng rông rãi bởi độ tin cậy và tính kinh tế
của nó, kể từ khi phương pháp ứng lực trước bằng các thiết bị neo được phát
minh.
Năm 1939, Freyssinet đã phát triển các neo có dạng nêm hình côn và các kích
thủy lực hai chiều, vừa kéo cột thép, vừa đẩy các dạng nêm hình côn lồng vào
nhau tạo nên một kiểu neo rất chắc chắn.
Năm 1940, giáo sư người Bỉ G.Magnel cũng đã sáng 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 chiến tranh thế giới thứ hai và sự khan hiếm thép
xây dựng ở Châu Âu, với đặc điểm là sử dụng ít thép hơn, bêtông ứng lực trước
đã trở thành một vật liệu xây dựng đóng vai trò quan trọng.
Từ đó cho đến nay, cùng với quá trình không ngừng được nghiên cứu và phát
triển, bê tông ứng lực trước đã được các kỹ sư thiết kế, các nhà xâ y dựng công
nhận là một giải pháp hoàn toàn tin cậy, an toàn, kinh tế và được ứng dụng trọng
rãi trong xây dựng.
1.2. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
Bê tông ứng lực trước (BTƯLT) là bê tông, trong đó thông qua lực nén để tạo ra
và phân bố một lượng ứng suất bên trong phù hợp nhằm cân bằng với một lượng
mong muốn ứng suất do tải trọng ngoài gây ra. Với các cấu kiện BTƯLT, ứng suất
thường được tạo ra bằng cách kéo thép cường độ cao.
Bê tông thường có cường độ kéo rất nhỏ so với cường độ chịu nén. Đó là nhân tố

dẫn đến việc xuất hiện một loại vật liệu hỗn hợp là “bê tông cốt thép” (BTCT).
Việc xuất hiện sớm các vết nứt trong BTCT do biến dạng không tương thích giữa
thép và bê tông là điểm khởi đầu cho việc xuất hiện một loại vật liệu mới là “bê
tông ứng suất trước”. Việc tạo ra một ứng suất nén cố định cho một vật liệu chịu

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA

24


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHOÁ 2006-2011

nén tốt nhưng chịu kéo kém như bê tông sẽ làm tăng đáng kể khả năng chịu kéo
vì ứng suất kéo xảy ra khi ứng suất nén đã bị vộ hiệu hóa.
Sự khác nhau cơ bản giữa BTCT và bê tông ƯLT là ở chỗ trong khi BTCT chỉ là sự
kết hợp đơn thuần giữa bê tông và cốt thép để chúng cùng làm việc một cách bị
động thì bê tông ƯLT là sự kết hợp một cách tích cực, có chủ ý giữa bê tông
cường độ cao và cốt thép cường độ cao.
Trong cấu kiện bê tông ƯLT, người ta đặt vào một lực nén trước tạo bởi việc kéo
cốt thép, nhờ tính đàn hồi, cốt thép có xu hướng co lại và sẽ tạo ra lực nén trước,
lực nén trước này gây ra ứng suất nén trước trong bê tông và sẽ triệt tiêu hay làm
giảm ứng suất kéo do tải trọng sử dụng gây ra, do vậy làm tăng khả năng chịu
kéo của bê tông và làm hạn chế sự phát triển vết nứt. Sự kết hợp rất hiệu quả đó
đã tận dụng được các tính chất đặc thù của hai loại vật liệu, đó là trong khi thép
có tính đàn hồi và cường độ chị kéo cao thì bê tông là vật liệu dòn và có cường
độ chiu kéo rất nhỏ so với cường độ chịu nén của nó. Như vậy ứng lực trước chính
là việc tạo ra cho kết cấu một cách chủ ý các ứng suất tạm thời nhằm tăng cường

sự làm việc của vật liệu trong các điều kiện sử dụng khác nhau. Chính vì vậy bê
tông ƯLT đã trở thành một sự kết hợp lý tưởng giữa hai loại vật liệu hiện đại có
cường độ cao.
1.3. SO SÁNH BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC VÀ BÊTÔNG CỐT THÉP
Sự khác biệt lớn nhất giữa hai loai vật liệu trên chính là khả năng sử dụng vật
liệu cường độ cao trong bê tông ƯLT. Sự xuất hiện bêtông ƯLT - với tính hợp lý,
kinh tế và khả năng thích ứng cho các công trình đặc biệt, không có ý nghóa là
sự phủ nhận BTCT, mỗi loại vật liệu có những ưu, khuyết điểm và phạm vi áp
dụng riêng của nó, thể hiện trong các khía cạnh sau:

GVHD: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH NGHÓA

25