Luận văn thạc sĩ tính toán khả năng chống chọc thủng sàn phẳng bê tông ứng lực trước theo một số tiêu chuẩn thiết kế

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HỮU HÙNG

TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG
SÀN PHẲNG BÊ TƠNG ỨNG LỰC TRƯỚC THEO
MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

Đà Nẵng - Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HỮU HÙNG

TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG
SÀN PHẲNG BÊ TƠNG ỨNG LỰC TRƯỚC THEO
MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ
XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trương Hồi Chính

Đà Nẵng - Năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Hữu Hùng


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo - PGS.TS. Trương
Hồi Chính, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn giúp đỡ tơi trong suốt q trình
nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn đến q thầy, cơ giáo, các cán bộ trong Khoa Xây
dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã giúp tơi có
những kiến thức, kỹ năng cần thiết để hồn thành luận văn này.
Và sau cùng, tơi cảm ơn gia đình, người thân, đồng nghiệp đã động viên và tạo
điều kiện tốt nhất cho tơi trong q trình học tập và nghiên cứu.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Hữu Hùng


TĨM TẮT LUẬN VĂN

TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG SÀN PHẲNG BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƯỚC THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
Học viên: Nguyễn Hữu Hùng; Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình DD & CN
Mã số: 60.58.02.08; Khóa: K31; Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Giải pháp kết cấu sàn phẳng bê tông ứng lực trước đã và đang được sử dụng
phổ biến ở nhiều nước trên thế giới nhờ vào những ưu điểm của nó so với kết cấu sàn bê
tông cốt thép thông thường. Bản sàn phẳng bê tông ứng lực trước được kê trực tiếp lên
cột nên ngồi việc tính tốn bảo đảm khả năng chịu lực cịn phải nghiên cứu tính tốn
khả năng chống chọc thủng của sàn để bảo đảm không bị nén thủng dưới tác dụng của
tải trọng. Nghiên cứu này khái quát những ưu, nhược điểm của sàn phẳng bê tơng ứng
lực trước và nêu ra lý thuyết tính tốn hồn chỉnh khả năng chống chọc thủng sàn phẳng
bê tông ứng lực trước. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy những điểm khác biệt về tính
tốn khả năng chống chọc thủng khi tính tốn theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
5574:2012 và Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318M-08. Các giải pháp thiết kế và cấu tạo bản sàn
phẳng để bảo đảm sàn không bị chọc thủng cũng được đưa ra trong Luận văn. Toàn bộ
các kết quả nghiên cứu được và những kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo được
trình bày chi tiết trong phần kết luận và kiến nghị.
Từ khóa - sàn phẳng; bê tơng ứng lực trước; bê tông cốt thép; chống chọc thủng; tiêu
chuẩn thiết kế.
--------------------------------------------------------------------CALCULATING THE CAPABILITY OF PUNCHING SHEAR RESISTANCE
OF PRESTRESSED FLAT SLAB ACCORDING TO DESIGN STANDARDS
Abstract - The structural solutions of prestressed flat slab have been using in many
countries around the world because of its advantages compared to conventional
reinforced slab. Because prestressed flat slab is supported directly on the columns, in
addition to the usual design criteria, it must be studied to calculate the punching shear
resistance under the effect of the loads. This study presents the advantages and
disadvantages of prestressed flat slab and proposes a complete computational theory of
the punching shear resistance. The results of the study show the differences between
Vietnam Standard (according to the TCVN 5574: 2012 Code) and American Standard
(according to the ACI 318M-08 Code) in calculation of the punching shear resistance.

The design and detailing solutions of the prestressed flat slab that secure against
punching shear in slab were carried out in the thesis. All of the study results and
recommendations for further studies are detailed in the conclusions and
recommendations.
Key words - flat slab; prestressed concrete; reinforced concrete; punching shear
resistance; design standard.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 1
3. Dối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 1
4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 1
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC......... 3
1.1. TỔNG QUAN .......................................................................................................... 3
1.1.1. Giới thiệu về kết cấu bê tông ứng lực trước ................................................. 3
1.1.2. Sự hình thành, phát triển của kết cấu bê tông ứng lực trước ........................ 3
1.1.3. Phân loại kết cấu bê tông ứng lực trước ....................................................... 5
1.2. VẬT LIỆU CHỦ YẾU DÙNG TRONG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ............. 7
1.2.1. Bê tông cường độ cao ................................................................................... 7
1.2.2. Thép ứng lực trước ....................................................................................... 9
1.3.3. Các vật liệu khác ......................................................................................... 12
1.3. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC .............. 14
1.3.1. Ưu điểm so với kết cấu bê tông cốt thép thường ........................................ 14
1.3.2. Nhược điểm ................................................................................................ 15
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ....................................................................................... 15
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỐNG
CHỌC THỦNG SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC THEO TIÊU

CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5574:2012, TIÊU CHUẨN MỸ ACI 318M-08 ......... 16
2.1. TỔNG QUAN VỀ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ...................... 16
2.1.1. Sự làm việc của sàn phẳng bê tông ứng lực trước ...................................... 16
2.1.2. Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ứng lực trước ......................................... 19
2.1.3. Lý thuyết chọc thủng sàn ............................................................................ 20
2.2. TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ... 21
2.2.1. Các quan niệm phân tích kết cấu bê tơng ứng lực trước ............................ 21
2.2.2. Các giai đoạn chịu tải của sàn phẳng bê tông ứng lực trước [3] ................ 22
2.2.3. Chọn chiều dày bản sàn bê tông ứng lực trước .......................................... 24
2.2.4. Tải trọng cân bằng ...................................................................................... 24
2.2.5. Mơ hình cáp ứng lực trước ......................................................................... 25
2.2.6. Tổn hao ứng suất trong thép ứng lực trước ................................................ 27
2.2.7. Các phương pháp tính tốn nội lực sàn phẳng............................................ 29
2.2.8. Kiểm tra ứng suất trong bê tơng và bố trí cốt thép thường ......................... 34


2.3. CƠ SỞ TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG SÀN PHẲNG BÊ
TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5574:2012 .. 35
2.4. CƠ SỞ TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG CỦA SÀN PHẲNG
BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC THEO TIÊU CHUẨN MỸ ACI 318M-08................ 36
2.4.1. Xác định tiết diện tới hạn ............................................................................ 36
2.4.2. Khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng bê tông ứng lực trước ............ 38
2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ....................................................................................... 45
CHƯƠNG 3. VÍ DỤ TÍNH TỐN ............................................................................. 46
3.1. SƠ ĐỒ - SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ........................................................................... 46
3.1.1. Sơ đồ mặt bằng ........................................................................................... 46
3.1.2. Các thơng số chính đầu vào ........................................................................ 47
3.1.3. Chọn tiết diện cột ........................................................................................ 48
3.2. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG SÀN PHẲNG BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƯỚC THEO TIÊU CHUẨN TCVN 5574:2012 ................................... 48

3.2.1. Kiểm tra chọc thủng sàn phẳng đối với cột giữa ........................................ 49
3.2.2. Kiểm tra chọc thủng sàn phẳng đối với cột biên ........................................ 49
3.2.3. Kiểm tra chọc thủng sàn phẳng đối với cột góc ......................................... 49
3.2.4. Nhận xét ...................................................................................................... 50
3.3. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG SÀN PHẲNG BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƯỚC THEO TIÊU CHUẨN MỸ ACI 318M-08 ............................. 51
3.3.1. Quỹ đạo cáp và hao ứng suất ...................................................................... 51
3.3.2. Tải trọng cân bằng ...................................................................................... 52
3.3.3. Tính tốn mơ men thứ cấp M2 do tải trọng cân bằng gây ra ...................... 53
3.3.4. Tính tốn mơ men do tải trọng tính tốn gây ra ......................................... 54
3.3.5. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn phẳng bê tông ứng lực trước ....... 55
3.3.6. Nhận xét ...................................................................................................... 60
3.4. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG CHỌC THỦNG SÀN PHẲNG BÊ TÔNG
ỨNG LỰC TRƯỚC SỬ DỤNG PHẦN MỀM SAFE V12.3.2 .................................... 61
3.4.1. Khai báo vật liệu, tiết diện cấu kiện ........................................................... 61
3.4.2. Gán tải trọng và bố trí cáp ứng lực trước.................................................... 65
3.4.3. Phân tích và kiểm tra chọc thủng sàn phẳng bê tông ứng lực trước ........... 68
3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ....................................................................................... 69
3.5.1. So sánh kết quả tính tốn ............................................................................ 69
3.5.2. Nhận xét kết quả tính tốn .......................................................................... 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 71
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 72
QUYẾT DỊNH GIAO DỀ TAI (BẢN SAO)


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU
CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
BTCTbê tông cốt thép
PTHHphần tử hữu hạn
ƯLTứng lực trước

CÁC KÝ HIỆU:
Adiện tích tiết diện
Acdiện tích tiết diện ngang của bê tơng
Apsdiện tích tiết diện ngang của cốt thép ƯLT
Asdiện tích tiết diện ngang của cốt thép thường
bchiều rộng của tiết diện ngang
b0chu vi của tiết diện tính tốn quy ước
dchiều cao làm việc của sàn
eđộ lệch tâm của cáp ƯLT
Ecmô đun đàn hồi của bê tông
Epsmô đun đàn hồi của cốt thép ƯLT
Fbtkhả năng chống chọc thủng của bản sàn phẳng
Fcttải trọng gây nên sự phá hoại theo kiểu chọc thủng
fc’cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông ở 28 ngày tuổi
fci’cường độ chịu nén của bê tông tại thời điểm truyền lực
ftcường độ chịu kéo của bê tơng
fpcứng suất nén trung bình của bê tơng do lực nén trước gây ra
fpeứng suất hiệu quả của thép ƯLT
fpugiới hạn bền của thép ƯLT
fpygiới hạn chảy của thép ƯLT
fpiứng suất căng ban đầu của thép ƯLT
fycường độ của thép thường
f, δứng suất
hschiều dày sàn
Imơ men qn tính
l,Lchiều dài hoặc nhịp
Mmô men uốn
Nlực dọc trục
Plực căng trước hiệu quả
P0lực căng ban đầu

Rbtcường độ chịu kéo của bê tông theo Tiêu chuẩn TCVN 5574:2012
Vlực cắt
Vpthành phần thẳng đứng của lực nén trước hiệu quả
Zb, Ztmơ men qn tính tĩnh của tiết diện tại thớ trên và dưới
wbtải trọng cân bằng phân bố đều
øhệ số giảm độ bền
γhệ số truyền mô men


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu
bảng
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
3.1.
3.2.

3.3.

Tên bảng

Quy định cấp độ bền của bê tông đối với kết cấu ứng
lực trước
Độ bền tối thiểu của thép thanh ứng lực trước
Độ bền tối thiểu của thép sợi ứng lực trước
Các loại cáp phổ biến trên thị trường
Tổng tổn hao ứng suất cho phương pháp căng trước
và căng sau
Hệ số phân phối mô men âm và mô men dương
Tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho
các ô bản ở giữa
Tỷ lệ % mô men âm phân chia cho dải trên cột cho
các ô bản biên
Ứng suất cho phép của bê tông theo ACI 318M-08
Đặc trưng của tiết diện tới hạn theo các trường hợp
Hình 2.22
Số liệu bề rộng và chiều cao khung tương đương
Bảng so sánh kết quả tính tốn khả năng chọc thủng
sàn phẳng bê tơng ứng lực trước theo các tiêu chuẩn
với thông số hs = 22 cm, B30, fpc = 14 kG/cm2
So sánh các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống
chọc thủng sàn phẳng bê tông ứng lực trước

Trang
9
10
11
12
29
30
31

32
35
45
47
69

70


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, ẢNH
Số hiệu hình
1.1.

Tên hình
Hạn chế ứng suất kéo trên tiết diện bê tông bằng lực
nén trước P

Trang
3

1.2.

Khu căn hộ, khách sạn FLC Sea Tower sử dụng hệ sàn
phẳng bê tông ứng lực trước

5

1.3.

Các giai đoạn của phương pháp căng trước

6

1.4.

Các giai đoạn của phương pháp căng sau

6

1.5.

Cốt thép ứng lực trước (cáp 7 sợi)

11

1.6.

Hình dạng cáp ứng lực trước

11

1.7.

Ống gen trịn và gen dẹt

12

1.8.

Hình dạng máy bơm thủy lực

13

1.9.

Vữa cường độ cao, độ dẻo lớn

14

2.1.

Các dạng sàn bê tông ứng lực trước

16

2.2.

So sánh sự làm việc của các loại bản

17

2.3.

Sự phân bố của mô men uốn M1 theo phương L2

18

2.4.

Mô men dải trên cột và dải giữa nhịp của sàn phẳng

18

2.5.

Dầm đơn giản bê tông ứng lực trước

19

2.6.

Mô men do ứng lực trước trong dầm liên tục

20

2.7.

Sàn phẳng bị phá hoại do chọc thủng

21

2.8.

Tải trọng cân bằng trong dầm liên tục

24

2.9.

Mơ hình cáp trong tính tốn

26

2.10.

Quỹ đạo cáp thực tế và tải trọng cân bằng trong dầm
liên tục

26

2.11.

Sơ đồ dải trên cột và dải giữa nhịp

31

2.12.

Khung tương đương

32

2.13.

Tháp nén thủng theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012

36

2.14.

Diện tích tính tốn và tiết diện tới hạn với “wide-beam
shear”

37

2.15.

Tháp chọc thủng theo tiêu chuẩn ACI 318M-08

37

2.16.

Diện tích tính toán và tiết diện tới hạn với “two-way
shear”

38

2.17.

Quy định thiết kế và bố trí thép đai trong sàn

40

2.18.

Sự truyền mơ men và lực cắt

41

Số hiệu hình

Tên hình

Trang

2.19.

Tham số b1, b2

42

2.20.

Mối quan hệ của các tham số trong công thức (2.21) và
(2.22)

42

2.21.

Sự phân bố ứng suất ở cột giữa, cột biên và cột góc

43

2.22.

Kích thước tiết diện tới hạn

44

3.1.

Mặt bằng sàn

46

3.2.

Sơ đồ khung tương đương

47

3.3.
3.4.

Chi tiết hai đáy tháp nén thủng cột giữa theo TCVN
5574:2012
Biểu đồ quan hệ giữa lực cắt với chiều dày sàn và
cường độ bê tông

48
50

3.5.

Quỹ đạo cáp theo phương Y

51

3.6.

Quỹ đạo cáp theo phương X

51

3.7.

Biểu đồ mô men do tải trọng cân bằng tác dụng lên dải
bề rộng 1m

53

3.8.

Biểu đồ mô men do tải trọng cân bằng tác dụng lên dải
bề rộng 1m

54

3.9.

Biểu đồ mơ men do tải trọng tính tốn tác dụng lên dải
bề rộng 1m

54

3.10.

Biểu đồ mơ men do tải trọng tính tốn tác dụng lên dải
bề rộng 1m

55

3.11.

Tiết diện tính tốn chọc thủng tại cột giữa

55

3.12.

Tiết diện tính tốn chọc thủng tại cột biên

57

3.13.

Tiết diện tính tốn chọc thủng tại cột góc

59

Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất cắt với chiều dày sàn
3.14.

(hs) , cường độ bê tông (fc’) và tải trọng cân bằng do
fpc gây ra

61

3.15.

Khai báo các thông số bê tông cường độ cao

62

3.16.

Khai báo các thông số cáp ứng lực trước

62

3.17.

Khai báo các thông số sàn phẳng bê tơng ứng lực trước

63

3.18.

Mơ hình sàn phẳng trong phần mềm SAFE V12.3.2

63

3.19.

Khai báo các thông số cáp đơn 7 sợi

64

3.20.

Khai báo các trường hợp tải trọng

64

3.21.

Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra chọc thủng sàn

64


Số hiệu hình

Tên hình

Trang

3.22.

Gán tải trọng cho sàn

65

3.23.

Quỹ đạo cáp theo phương X

65

3.24.

Quỹ đạo cáp theo phương Y

66

3.25.

Gán ứng suất căng cáp và hao ứng suất

66

3.26.

Chia sàn thành các dải trên cột và dải giữa nhịp

67

3.27.

Mặt bằng bố trí cáp ứng lực trước

67

3.28.

Mơ hình 3D sàn phẳng bê tơng ứng lực trước

68

3.29.

Kiểm tra chọc thủng sàn phẳng bê tông ứng lực trước

68

3.30.

Biểu đồ khả năng chống chọc thủng sàn phẳng bê tông
ƯLT theo TCVN 5574:2012, ACI 318M-08 và SAFE
V12.3.2 với các thông số hs=22cm, B30 và fpc = 14
kG/cm2

69


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, giải pháp kết cấu sàn phẳng bê tông ƯLT đã và đang được sử dụng
phổ biến ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt cho các cơng trình nhà cao tầng và các
cơng trình cơng cộng…
Kết cấu sàn phẳng bê tơng ƯLT là loại sàn không dầm. Bản sàn được kê trực tiếp
lên cột nên ngồi việc tính tốn đảm bảo khả năng chịu lực cịn phải tính tốn kiểm tra
khả năng chống chọc thủng của sàn để sàn không bị nén thủng dưới tác dụng của tải
trọng.
Vấn đề xây dựng quy trình tính tốn khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng bê

tơng ƯLT tùy thuộc vào quan niệm tính tốn của từng tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5574:2012 có đề cập đến việc tính tốn khả năng chống chọc thủng của sàn, tuy
nhiên cịn có những điểm khác biệt so với tiêu chuẩn nước ngồi. Chính vì vậy, đề tài
“Tính tốn khả năng chống chọc thủng sàn phẳng bê tông ứng lực trước theo một số
tiêu chuẩn thiết kế” là đề tài cần nghiên cứu để so sánh quan niệm cũng như kết quả
tính tốn theo từng Tiêu chuẩn, giúp người thiết kế hiểu rõ hơn về vấn đề này.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Tính tốn khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng bê tông ƯLT theo các tiêu
chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012, Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318M-08
và sử dụng phần mềm SAFE V12.3.2 fđể so sánh với các kết quả tính tốn, sau đó đưa
ra nhận xét và kiến nghị.
3. Dối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
Khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng bê tông ƯLT.
- Phạm vi nghiên cứu:
Tính tốn và so sánh khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng bê tông ƯLT
theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574 :2012 và tiêu chuẩn Mỹ ACI 318M-08.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết;
Nghiên cứu các tiêu chuẩn ;
Áp du ̣ng tính toán ;
So sánh, đánh giá.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Sàn phẳng bê tông ƯLT với nhiều ưu điểm nên đã được sử dụng nhiều trong


2

cơng trình nhà cao tầng và cơng trình cơng cộng. Dựa vào kết quả nghiên cứu sẽ giúp
người thiết kế có cái nhìn tổng quan về khả năng chống chọc thủng của bản sàn phẳng

bê tơng ƯLT khi tính tốn theo các tiêu chuẩn thiết kế. Từ đó rút ra các kết luận và
kiến nghị khi thiết kế kết cấu sàn phẳng bê tơng ƯLT.
6. Cấu trúc của luận văn
Tồn bộ Luận văn được trình bày trong 3 chương. Ngồi phần “Mở đầu” trình
bày tổng quan về đề tài nghiên cứu thì nội dung chính của Luận văn được trình bày từ
Chương 1 đến Chương 3 và phần Kết luận, kiến nghị.
Chương 1. “Tổng quan về kết cấu bê tông ứng lực trước”, trình bày khái quát về
sự hình thành và phát triển của bê tông ƯLT trên thế giới và Việt Nam; Phân tích các
ưu, nhược điểm của kết cấu bê tông ƯLT so với bê tông cốt thép thường là những nội
dung chính của chương.
Chương 2. “Cơ sở lý thuyết về tính tốn khả năng chống chọc thủng sàn phẳng
bê tông ứng lực trước theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012, tiêu chuẩn Mỹ
ACI 318M-08”, trình bày về lý thuyết tính tốn khả năng chống chọc thủng sàn phẳng
bê tông ƯLT theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 và tiêu chuẩn Mỹ ACI
318M-08, làm cơ sở để thực hiện ví dụ tính tốn trong Chương 3.
Chương 3. “Ví dụ tính tốn”, tác giả đưa ra ví dụ tính tốn với sơ đồ mặt bằng
sàn, các thơng số đầu vào như vật liệu, tải trọng tác dụng, chọn chiều dày sàn và tiết
diện cột. Từ cơ sở lý thuyết Chương 2, tiến hành tính tốn khả năng chống chọc thủng
sàn phẳng bê tơng ƯLT tại các vị trí cột khác nhau theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
5574:2012, tiêu chuẩn Mỹ ACI 318M-08 và sử dụng phần mềm SAFE V12.3.2 để so
sánh, nhận xét các kết quả tính tốn đạt được. Trên cơ sở phân tích các điểm khác biệt
giữa tiêu chuẩn Việt Nam và Mỹ, tác giả đã đưa ra kết luận và kiến nghị cho các
nghiên cứu tiếp theo để đảm bảo hơn khả năng chống chọc thủng sàn phẳng bê tông
ứng lực trước khi thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574 :2012.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

1.1. TỔNG QUAN
1.1.1. Giới thiệu về kết cấu bê tông ứng lực trước
BTCT là sự kết hợp đơn thuần giữa bê tông và cốt thép để chúng cùng làm việc
một cách bị động. Việc xuất hiện sớm các vết nứt trong kết cấu BTCT do sự biến dạng
khơng tương thích giữa thép và bê tông là một trong những lý do ứng dụng loại vật
liệu mới là bê tông ƯLT. Bê tơng ƯLT là sự kết hợp một cách tích cực, có chủ ý giữa
bê tơng và cốt thép. Trong cấu kiện bê tông ƯLT, ƯLT thường được tạo ra bởi việc
kéo các sợi cáp bằng thép cường độ cao đặt trong lịng các cấu kiện bê tơng theo một
cách phù hợp, rồi gắn chặt cáp vào bê tông thông qua lực dính hoặc neo. Nhờ tính đàn
hồi, cáp có xu hướng co lại tạo nên lực nén trước P và gây ra ứng suất nén trước trong
bê tông. Ứng suất nén này sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo do tải trọng sử dụng
gây ra. Nhờ vậy mà ta có thể làm các cấu kiện đó có độ cứng tốt hơn, vượt được nhịp
xa hơn trong khi lại chỉ cần dùng lượng cốt thép ít hơn, kích thước cấu kiện nhỏ hơn
các cấu kiện BTCT bình thường.

Hình 1.1. Hạn chế ứng suất kéo trên tiết diện bê tơng bằng lực nén trước P
1.1.2. Sự hình thành, phát triển của kết cấu bê tông ứng lực trước
Nguyên lý tạo ƯLT đã được ứng dụng trong thực tế từ nhiều thế kỷ trước, khi
con người chế tạo những thùng chứa chất lỏng như nước, rượu…. hay khi làm trống,
các thanh gỗ phẳng hoặc cong được ghép lại thật khít nhờ những đai bằng dây thừng
hay bằng kim loại. Khi xiết chặt các đai ở thành thùng, xuất hiện các ứng lực nén vòng
ngược 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 thùng có thể chịu được áp lực lớn của chất lỏng bên
trong mà không bị thấm hay rò rỉ.


4

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 bê tông khi thi công sàn nhà bằng
phương pháp cuốn vòm. Vào năm 1888, C.E.W. Doehring, người Đức, cũng đã nhận
được bằng sáng chế nhờ vào việc tạo nên lực kéo trước vào kim loại đặt trong bê tông
trước khi chất tải lên sàn. Tuy vậy phương pháp này khơng đem lại hiệu quả mong
muốn vì chỉ một thời gian ngắn sau khi căng và bê tơng đã đơng cứng thì trong bê tơng
hầu như khơng còn ứng suất nén nữa. Hiện tượng này được gọi là sự tổn hao ứng suất
do co ngót và từ biến của bê tông.
Trong những năm 1928 - 1929, sự phát triển của bê tông ƯLT hiện đại thực sự
được khởi đầu khi E. Freyssinet, người Pháp sử dụng các sợi thép có cường độ cao để
nâng cao lực gây ứng suất trước trong bê tông lên tới trên 400 kG/cm2 mới có thể triệt
tiêu được tồn bộ các tổn hao ứng suất do các nguyên nhân xảy ra trong q trình thi
cơng và sử dụng kết cấu. 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 bê tông đạt đủ cường độ, sợi thép được cắt khỏi neo và sẽ gây nên
ƯLT trong các cấu kiện đó.
Thành cơng trong việc tạo ƯLT bằng việc sử dụng cốt thép cường độ cao đã
nhanh chóng đưa kết cấu bê tơng ƯLT vào các cơng trình xây dựng. Đến năm 1939, E.
Freyssinet đã sáng chế ra cơng cụ căng thép bằng loại kích rỗng 2 thì và bộ neo hình
cơn có độ tin cậy cao trong việc giữ hai hoặc một đầu cốt thép được căng không bị tuột
đảm bảo cho sự truyền lực căng vào kết cấu trong q trình thi cơng và sử dụng. Từ
năm 1945, trong bối cảnh sau chiến tranh thế giới lần thứ hai và sự khan hiếm của thép
xây dựng ở Châu Âu, với đặc điểm sử dụng ít thép hơn, bê tơng ƯLT đã trở thành một
vật liệu xây dựng đóng vai trị quan trọng. Trong gần 500 cầu được xây dựng ở Đức từ
năm 1949 đến 1953 đã có 350 cầu dùng bê tơng ƯLT. Tại Mỹ chú trọng ứng dụng bê
tông ƯLT vào xây dựng các bể chứa nhiên liệu có dung tích từ 10.000 m3 trở lên.
Trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng, sử dụng bê tơng ƯLT cho phép tăng kích
thước lưới cột, giảm chiều cao tầng, giảm thời gian thi công, khối lượng thép cũng
giảm đáng kể. Các kết cấu bê tông ƯLT được ứng dụng phổ biến một phần nhờ đã sản

xuất được các loại thép cường độ cao, các loại cáp ƯLT, các loại neo và phụ kiện kèm
theo phù hợp với các tiêu chuẩn tiên tiến, có giá thành hợp lý như Trung Quốc,
Singapore, Thái Lan….
Ở Việt Nam từ những năm 60 thế kỷ XX, cầu Phủ Lỗ và các kết cấu chịu lực nhà
máy đóng tàu Bạch Đằng là những cơng trình ứng dụng cơng nghệ bê tông ƯLT đầu


5

tiên do các đơn vị thiết kế trong nước thực hiện. Tại miền Nam thời kỳ trước năm
1975 đã có những xưởng đúc dầm bê tông ƯLT. Đặc biệt đã sử dụng bê tông ƯLT vào
xây dựng 8 thủy đài có dung tích lớn tại Sài Gịn. Các cơng trình này do các Công ty
tư vấn thiết kế của Pháp thiết kế và xây dựng.
Từ những năm 80 thế kỷ trước đến nay công nghệ bê tông ƯLT đã phát triển ở
Việt Nam khá nhanh chóng với trình độ tiên tiến thế giới. Trước đây một vài dự án nhà
cao tầng ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh do các cơng ty nước ngồi thiết kế kết cấu
sàn bê tơng ƯLT căng sau. Từ năm 1995 cơng trình Nhà Điều hành Đại học Quốc Gia
Hà Nội được các đơn vị thiết kế, đơn vị thi công và giám sát trong nước thực hiện nó
đánh dấu bước phát triển mới trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam.
Có thể nói hệ sàn bê tơng ƯLT đã và đang là một nhu cầu không thể thiếu trong
xây dựng các nhà nhiều tầng tại các đô thị và thành phố trong nước.

Hình 1.2. Khu căn hộ, khách sạn FLC Sea Tower sử dụng hệ sàn phẳng
bê tông ứng lực trước
1.1.3. Phân loại kết cấu bê tông ứng lực trước
Phân loại bê tông ƯLT tùy thuộc vào đặc điểm thiết kế và phương pháp thi công.
a. Theo thời điểm căng cốt thép tạo ứng lực trước
- Bê tông ƯLT căng trước: Cốt thép ƯLT được kéo căng ra trước trên bệ khuôn
đúc bê tông trước khi chế tạo kết cấu bê tơng (như căng dây đàn). Sau đó kết cấu bê
tơng được đúc bình thường với cốt thép ƯLT như kết cấu BTCT thông thường. Đến

khi bê tông đạt đến một giá trị cường độ nhất định để có thể giữ được ƯLT, thì tiến
hành cắt cốt thép rời ra khỏi bệ căng. Do tính đàn hồi cao của cốt thép, nó có xu hướng
biến dạng co lại dọc theo trục của cốt thép. Nhờ lực bám dính giữa bê tơng và cốt thép
ƯLT, biến dạng này được chuyển hóa thành biến dạng vồng ngược của kết cấu bê tông
so với phương biến dạng khi kết cấu bê tông chịu tải trọng. Phương pháp này tạo kết


6

cấu ƯLT nhờ lực bám dính giữa bê tơng và cốt thép, và được gọi là phương pháp căng
trước vì cốt thép được căng trước cả khi kết cấu bê tơng được hình thành và đạt tới
cường độ thiết kế. Phương pháp này, cần có một bệ căng cố định nên thích hợp cho
việc chế tạo các kết cấu bê tông ƯLT đúc sẵn trong các nhà máy bê tông đúc sẵn.

Hình 1.3. Các giai đoạn của phương pháp căng trước
Ưu điểm của phương pháp căng trước là có thể phân bố lực nén đều đặn trong
cấu kiện dựa trên lực bán dính trên suốt chiều dài cốt thép nên ít có rủi ro do tổn hao
ƯLT.
Nhược điểm của phương pháp này là phải lắp đặt bệ tỳ phức tạp.
- Bê tông ƯLT căng sau: Phương pháp này thường sử dụng cho kết cấu bê tông
đổ tại chỗ. Trước hết đặt thép ƯLT và cốt thép thông thường rồi đổ bê tông. Khi bê
tông đạt đến cường độ nhất định thì tiến hành căng cốt thép với ứng suất quy định. Sau
khi căng xong, cốt thép ƯLT được neo chặt vào đầu cấu kiện, thơng qua các neo đó,
cấu kiện sẽ bị nén bằng lực đã dùng khi kéo căng cốt thép.

Hình 1.4. Các giai đoạn của phương pháp căng sau


7

b. Theo vị trí bố trí cáp ứng lực trước
Người ta phân thành phương pháp căng trong và căng ngoài. Phương pháp căng
trong là cách căng trước thép ƯLT nằm trong bê tông như đã đề cập tới ở trên. Khi
thép ƯLT nằm bên ngồi cấu kiện, ta có phương pháp căng ngồi. Ngồi ra, có thể tạo
lực ƯLT bởi các tác nhân khác bên ngồi cấu kiện, ví dụ như đối với các kết cấu siêu
tĩnh như dầm liên tục, khung, vòm…, bằng cách chuyển vị cưỡng bức gối tựa có thể
tạo nên ứng suất trước nhằm điều chỉnh hợp lý sự phân bố nội lực trong kết cấu.
c. Theo mức độ hạn chế ứng suất kéo trong cấu kiện ở giai đoạn sử dụng
Người ta phân thành ứng lực toàn phần và ứng lực một phần. Ứng lực toàn phần
nghĩa là cấu kiện được thiết kế sao cho không xuất hiện ứng suất kéo khi chịu tải trọng
sử dụng. Nếu dưới tác dụng của tải trọng sử dụng, sau khi ƯLT vẫn có ứng suất kéo
được khống chế trong cấu kiện, người ta gọi đó là ứng lực một phần.
d. Theo việc đặt cáp ứng lực trước trong cấu kiện
Người ta phân thành ứng lực thẳng và ứng lực vịng. Đối với các cấu kiện có
dạng thẳng như dầm, sàn… tuy rằng bản thân các sợi cáp được đặt theo hình parabol
nhưng chúng khơng bị uốn cong trên mặt bằng, vì vậy được gọi là ứng lực thẳng. Đối
với các kết cấu có tiết diện dạng trịn như silô, bể chứa…, các cáp ƯLT được đặt theo
chu vi của cấu kiện, do vậy được gọi là ứng lực vịng.
1.2. VẬT LIỆU CHỦ YẾU DÙNG TRONG BÊ TƠNG ỨNG LỰC TRƯỚC
1.2.1. Bê tông cường độ cao
Bê tông dùng trong cấu kiện bê tông ƯLT là bê tông nặng. Việc lựa chọn cấp độ
bền bê tông phụ thuộc vào dạng, loại và đường kính của cốt thép căng, cũng như phụ
thuộc vào việc có dùng neo hay khơng dùng neo.
Ngồi ra việc lựa chọn cấp độ bền bê tơng cịn phụ thuộc vào cường độ mà nó
cần phải có khi bắt đầu gây ƯLT, cũng như vào loại tải trọng tác dụng lên cấu kiện.
Thông thường, với kết cấu nhịp lớn dầm, dàn... nên dùng bê tơng có cấp độ bền B40
hoặc B45, cịn đối với kết cấu có nhịp thông thường như panen, xà gỗ... nên dùng bê
tông B30 hoặc B35. Theo tiêu chuẩn ACI 318M-08, bê tông đạt cường độ chịu nén tại
28 ngày tuổi từ 27,58 đến 68,95 MPa.
a. Đặc tính u cầu của bê tơng ứng lực trước

Bê tông dùng trong kết cấu bê tông ƯLT phải có chất lượng cao, với các đặc tính
u cầu cơ bản như sau:
1. Cường độ cao với tỷ số X/N thấp.
2. Bền vững môi trường sử dụng, độ thấm nước nhỏ, lượng xi măng tối thiểu và
phương pháp chế tạo, dưỡng hộ tốt.


8

3. Co ngót và từ biến thấp nhất bằng cách giới hạn hàm lượng xi măng, sử dụng
các loại phụ gia khống siêu mịn và phụ gia hóa học.
4. Tính cơng tác tốt, có thể thi cơng bằng nhiều phương pháp khác nhau.
Nói chung:
- Bê tơng căng sau có cường độ nén tối thiểu ở 28 ngày:
- Bê tông căng trước có cường độ nén tối thiểu 28 ngày:

.

- Bê tơng ở giai đoạn nén trước (transfer) có cường độ tối thiểu 25 MPa.
b. Ứng suất cho phép trong bê tông theo tiêu chuẩn ACI 318M - 08
Ứng suất cho phép trong bê tông được quy định và khống chế tùy theo từng tiêu
chuẩn. Theo tiêu chuẩn ACI 318M-08 được quy định như sau:
- Ứng suất trong bê tông ngay sau khi truyền lực ƯLT (trước khi xảy ra tổn hao
ứng suất) không được vượt quá các giá trị sau:
+ Ứng suất nén lớn nhất: 0,60fci’
+ Ứng suất kéo tại hai đầu mút của cấu kiện có gối tựa đơn giản: 0,5
+ Ứng suất kéo tại các vị trí khác: 0,25
Nếu ứng suất kéo vượt quá các giá trị trên thì cần bố trí thêm thép chịu kéo (thép
thường hoặc thép ƯLT) vào vùng chịu kéo để chịu tổng lực kéo trong bê tơng được
tính tốn với giả thiết tiết diện không bị nứt.

- Ứng suất ứng với tải trọng làm việc (sau khi đã xảy ra tổn hao ứng suất)
+ Ứng suất nén lớn nhất do tải trọng dài hạn: 0,45fc’
+ Ứng suất nén lớn nhất do tổng tải trọng: 0,60fc’
+ Ứng suất kéo lớn nhất với tiết diện không cho phép nứt: 0,5
+ Ứng suất kéo lớn nhất với tiết diện cho phép nứt:
Ứng suất có thể vượt quá ứng suất cho phép nếu phân tích và kiểm tra chứng tỏ
được kết cấu không bị hư hỏng.
c. Mô đun đàn hồi của bê tông
Đặc trưng ứng suất - biến dạng của bê tông khi chịu nén không phải là tuyến tính
nhưng với tải trọng khơng vượt q 30% cường độ phá hoại thì có thể giả thiết biến
dạng là tuyến tính. Cần xác định đặc tính biến dạng của bê tông dưới tác dụng cảu tải
trọng ngắn hạn và tải trọng dài hạn để xác định cường độ chịu uốn và mơ đun đàn hồi,
từ đó tính tốn độ võng của cấu kiện ƯLT. Mô đun đàn hồi của bê tông tăng lên cùng


9

với cường độ chịu nén trung bình của bê tơng nhưng với tốc độ chậm hơn. Theo tiêu
chuẩn ACI 318M-08, mô đun đàn hồi của bê tông:

(MPa).

Bảng 1.1. Quy định cấp độ bền của bê tông đối với kết cấu ứng lực trước [10]
Loại và nhóm cốt thép căng

Cấp độ bền của bê tơng
khơng thấp hơn

1. Thép sợi nhóm:
B-II (có neo)

B20

Bp-II (khơng có neo) có Nhỏ hơn hoặc bằng 5mm
đường kính:
Lớn hơn hoặc bằng 6mm

B20

K-7 và K-19

B30

B20

2. Thép thanh khơng có neo và có đường kính:
CIV, A-IV
+ Từ 10mm đến 18mm,
A-V
nhóm
A-VI và AT-VII
+ Lớn hơn hoặc bằng
20mm, nhóm

B15
B20
B30

CIV, A-IV

B20

A-V

B25

A-VI và AT-VII

B30

Theo tiêu chuẩn ACI 318M-08, bê tơng ƯLT có cường độ nén mẫu lăng trụ ở 28
ngày tuổi 28 - 55MPa; Với cường độ như vậy, bê tơng sẽ có sự co ngót nhỏ, đặc tính
từ biến nhỏ và có mô đun đàn hồi cao, giảm lượng hao tổn ứng suất trong thép ƯLT.
1.2.2. Thép ứng lực trước
Trong cấu kiện bê tông ƯLT cần dùng thép cường độ cao, bởi vì trong quá trình
chế tạo và sử dụng một phần ứng suất căng ban đầu bị mất đi. Tốt nhất là dùng sợi
thép cường độ cao.
a. Phân loại thép ứng lực trước
Theo TCVN 5574:2012, các loại thép sợi tròn, thép thanh dùng làm cốt thép bê
tông ƯLT bao gồm:
- Thép thanh nhóm A-V (A-V, Aт-V, Aт-VK, Aт-VCK), A-VI (A-VI, Aт-VI,
Aт-VIK) và Aт-VII;
- Thép sợi kéo nguội: Trịn trơn B-II, có gờ nhóm Bp-II;
- Thép cáp: Loại 7 sợi K-7, loại 19 sợi K-19;
- Cho phép sử dụng thép thanh nhóm CIV, A-IV (A-IV, AT-IV, AT-IVC, ATIVK) và A-IIIB làm cốt thép căng.


10

- Trong các kết cấu có chiều dài khơng lớn hơn 12m nên ưu tiên sử dụng cốt thép

thanh nhóm AT-VII, AT-VI và AT-V. Để làm cốt thép căng cho kết cấu bê tơng ƯLT
làm từ bê tơng nhẹ có cấp B7,5 đến B12,5, nên sử dụng các loại thép thanh sau đây:
CIV, A-IV (A-IV, AT-IV, AT-IVC, AT-IVK) và A-IIIB.
- Để làm cốt thép căng cho kết cấu chịu áp lực hơi, chất lỏng và vật liệu rời nên
dùng các loại thép sau đây:
+ Thép sợi nhóm B-II, Bp-I và thép cáp K-7 và K-19;
+ Thép thanh nhóm A-V, A-VI và AT-VII;
+ Thép thanh nhóm CIV, A-IV (A-IV, Aт-IV, Aт-IVK, Aт-IVC).
Trong các kết cấu trên cũng cho phép sử dụng thép nhóm A-IIIв.
Để làm cốt thép căng trong các kết cấu làm việc trong môi trường xâm thực
mạnh nên ưu tiên dùng thép nhóm CIV, A-IV, cũng như các loại thép nhóm Aт-VIK,
Aт-VK, Aт-VCK và Aт-IVK.
b. Đặc tính u cầu của thép ứng lực trước
1. Cường độ kéo cao.
2. Độ dẻo lớn, ít bị ăn mịn.
3. Dễ uốn, tại các điểm uốn (harping point) và gần vùng neo.
4. Lực dính bám với bê tông cao, đặc biệt cho kết cấu căng trước.
5. Sự chùng ứng suất thấp, để giảm hao tổn ứng suất trong thép.
c. Ứng suất cho phép trong thép ƯLT theo ACI 318M-08
- Ứng suất ban đầu khi căng thép ƯLT:
- Ứng suất ngay sau khi cắt thép ƯLT (transfer)
- Ứng suất tại đầu neo sau khi cắt thép ƯLT:
Bảng 1.2. Độ bền tối thiểu của thép thanh ứng lực trước [10]
Nhóm thép thanh

Giới hạn chảy, MPa

Giới hạn bền, MPa

C-IV, A-IV (cán nóng)

≥ 590

≥ 900

A-V (cán nóng)

≥ 788

≥ 1000

A-VI (cán nóng)

≥ 980

≥ 1250

AT-VII

≥ 1175

≥ 1400


11

Bảng 1.3. Độ bền tối thiểu của thép sợi ứng lực trước [10]
Nhóm thép sợi

Bp-II

K-7 (cáp 7 sợi)
K-19 (cáp 19 sợi)

Giới hạn chảy, MPa

Giới hạn bền, MPa

≥ 1500

≥ 1780

≥ 1400

≥ 1670

≥ 1300

≥ 1570

≥ 1200

≥ 1470

≥ 1500

≥ 1770

≥ 1400

≥ 1670

≥ 1500

≥ 1770

- Hiện nay, ở Việt Nam thường sử dụng cáp 7 sợi sản xuất theo tiêu chuẩn
ASTM A-416 (Mỹ) với hai loại cáp có giới hạn bền nhỏ nhất là 1720MPa và
1860Mpa, có cấu tạo như sau:
+ Sợi thép có cường độ cao (wires): Có đường kính từ 2,5 - 8mm, bề mặt
có thể có gờ hoặc khơng;
+ Sợi cáp (Strands): Gồm nhiều sợi thép bện xoắn lại với nhau. Thường
có loại 2 sợi, 3 sợi và 7 sợi. Cáp 7 sợi (đường kính sợi 3mm - 5mm) sử dụng phổ biến
nhất, được chế tạo từ 6 sợi thép xoắn quanh một sợi thẳng ở giữa);

Hình 1.5. Cốt thép ứng lực trước (cáp 7 sợi)

Hình 1.6. Hình dạng cáp ứng lực trước
+ Bó cáp (Tendons): Gồm nhiều sợi cáp bó chung với nhau nhằm tạo được lực căng
lớn, thường được dùng cho cấu kiện căng sau.


12

Bảng 1.4. Các loại cáp phổ biến trên thị trường
Tiêu chuẩn

EN 10183
BS 5896
ASTM A416

Đường kính

Diện tích

Lực kéo đứt

danh định
(mm)

danh định
(mm2)

nhỏ nhất
(kN)

12,9

100

186

16

150

265

15,7

150

265

12,7

98,71

183,7

15,24

140

260,7

1.3.3. Các vật liệu khác
Ngồi vật liệu chính là bê tơng và cốt thép có cường độ cao, cịn có những vật
liệu khác được sử dụng cho bê tông ƯLT căng sau.
- Với loại cáp bám dính (với bê tơng): Cần phải có ống gen tạo lỗ đặt cáp và
được đặt vào cấu kiện trước khi đổ bê tông. Ống gen được làm từ các tấm thép mạ
màu dày 0.30mm, với gờ xoắn hình ốc. Chiều dài của mỗi ống gen từ 4m - 6m. Sau
khi hoàn thành việc căng cáp, vữa bê tông với cấp phối nhất định được bơm từ đầu neo
thông qua ống đặt sẵn. Vữa bơm có tác dụng dính kết và bảo vệ chống ăn mịn cho
cáp;

Hình 1.7. Ống gen trịn và gen dẹt
- Với loại cáp khơng bám dính (với bê tơng): Cáp được bọc với vỏ bọc bằng chất
dẻo tổng hợp (HDPE);
- Chân chống đường cáp: Các chân chống cho đường cáp phải được làm bằng

thép, thông thường đường cáp nằm dầm được làm bằng thanh thép có đường kính
12mm. Thanh đỡ đường cáp được cố định với thép đai của dầm bằng kẽm buộc, vị trí
thanh chống đặt ở chiều cao khác nhau, được thể hiện trong bản vẽ cao độ đường cáp;
- Ống nối ống gen: Ống nối ống gen được làm bằng nhựa hoặc bằng ống gen có