Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép-Gạch đá: Chương 5 - Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kết cấu bê tông cốt thép-Gạch đá" Chương 5 - Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Thực chất của bê tông cốt thép ứng lực trước; Các phương pháp gây ứng lực trước; Các chỉ dẫn về cấu tạo;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép-Gạch đá: Chương 5 - Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước

Chương 5 Kết cấu BTCT ứng lực trước
§1. Thực chất của BTCT ứng lực trước 1.1. Thí nghiệm: Ứng lực trước Thực chất là tạo lực nén trước trong bê tông để tạo ra các hiệu ứng (mô men uốn, ứng suất, độ võng) ngược dấu với các hiệu ứng do tải trọng gây ra.
Hiệu quả của việc dùng thép ứng suất trước - Kiểm soát ứng suất trong bê tông: Bê tông được nén trước sao cho ứng suất kéo do tải trọng gây ra bị giảm hoặc triệt tiêu. - Tạo ra một tải trọng tương đương có độ lớn theo thiết kế, gây ra những hiệu ứng ngược lại với những hiệu ứng do tải trọng - Là trường hợp đặc biệt của bê tông cốt thép, trong đó sử dụng cốt thép cường độ cao đã bị gây biến dạng trước, cùng làm việc hiệu quả với bê tông cường độ cao.
5.2. Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng a. Ưu điểm: - Kinh tế - vì dùng thép ứng suất trước cường độ cao và bê tông cường độ cao một cách hiệu quả. - Có khả năng chịu tải lớn hơn và vượt nhịp lớn hơn so với kết cấu bê tông cốt thép thông thường. - Cấu kiện bê tông ứng suất trước chịu cắt tốt hơn, do cốt thép ƯST đặt nghiêng và gây ra ứng suất nén trong dầm, làm giảm ứng suất kéo chính nghiêng. - Dưới tác dụng của hoạt tải, bể rộng khe nứt trong cấu kiện là nhỏ, thậm chí cấu kiện có thể được thiết kế không nứt. - Độ võng của cấu kiện nhỏ, thậm chí bằng không dưới tác dụng của hoạt tải. - Việc tính toán kết cấu bê tông ứng suất trước rất đơn giản, như việc tính toán kết cấu bê tông thông thường.
b. Nhược điểm - Yêu cầu thiết kế, thi công chế tạo, lắp dựng, giám sát cao. - Việc gây ứng suất nén trước trong một số vùng của kết cấu bêtông có thể gây ra ứng suất kéo tại các vùng khác. Chính ứng suất kéo này có thể gây nứt cho kết cấu. Khi thiết kế cần phải có sự tính toán để loại trừ khả năng bêtông bị nứt do các ứng suất này gây ra. - Khả năng chịu lửa của Bêtông CT ứng lực trước kém hơn so với bêtông cốt thép thường. Do thép cường độ cao nhạy cảm với nhiệt độ lớn hơn so với thép thường. - Việc sử dụng cốt thép và bêtông cường độ cao trong một số điều kiện gặp khó khăn. - Cốt thép ứng lực trước bị ăn mòn nhanh hơn cốt thép thường khi chịu tác dụng của môi trường. - Yêu cầu cao về an toàn lao động khi thi công.
5.3. Các phương pháp gây ứng lực trước a. Phương pháp căng trước (căng trên bệ): Cốt thép căng được kéo trên 2 bệ trước khi đổ bê tông. - Các bước thực hiện: - Đặt cốt thép thường, lắp ván khuôn; - Căng thép trên 2 đầu bệ; - Tháo ván khuôn; - Tháo ván khuôn; - Cắt thép căng; - Phương pháp khuôn chuỗi Lực truyền sang bê tông chủ yếu thông qua lực dính giữa bê tông và cốt thép, trên suốt chiều dài thép ứng suất trước. Để tăng diện tích bám dính, cốt thép ứng suất trước thường có dạng nhiều sợi thép đường kính nhỏ, độc lập, hoặc các thanh thép có gờ.
b. Phương pháp căng sau (căng trên bê tông): Cốt thép căng được kéo sau khi bê tông đã đóng rắn và đã đạt một cường độ thiết kế nhất định. - Các bước thực hiện: - Thép được luồn trong ống gen trước khi đổ BT; - BT đạt đến cường độ thiết kế tiến hành căng thép; - Bơm vữa bê tông vào ống gen để chống ăn mòn cốt thép và tăng bám dính BT và CT, hoặc bơm mỡ; c. Các phương pháp khác: Ống gen có CT - Dùng kích - Cốt thép căng bên ngoài Dầm Cốt thép căng ngoài
5.4. Các chỉ dẫn về cấu tạo 5.4.1. Vật liệu a. Bê tông - Sử dụng bê tông có trọng lượng riêng từ 2200-2500kg/m3. - Đối với BT ƯLT cần sử dụng bê tông có cấp độ bền và Mác sau: + Cấp độ bền theo cường độ nén: B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60; + Cấp độ bền theo cường độ kéo: Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2; + Mác theo khả năng chống thấm: ̉̉ W2; W4; W6; W8; W10; W12; - Tuổi của bê tông để xác định cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc trục được chỉ định trong kết cấu đến khi nó bắt đầu chịu tải trong thiết kế lấy tuổi của bê tông là 28 ngày.
- Đối với các cấu kiện tự ứng lực làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, có bố trí cốt thép căng, cấp độ bền của bê tông tùy theo loại và nhóm cốt thép căng, đường kính cốt thép căng và các thiết bị neo, lấy không nhỏ hơn các giá tri trong bảng sau: Loại và nhóm cốt thép căng Cấp độ bền của BT không thấp hơn 1. Thép sợi nhóm B-II (có neo) B20 Bp-II (không có neo) có đường kính: ≤5mm B20 >6mm B30 K-7 và K-19 B30 1. Thép thanh không có neo, có đường kính: + từ 10mm-18mm, nhóm CIV, A-IV B15 A-V B20 A-VI và AT-VII B30 + ≥20mm, nhóm CIV, A-IV B20 A-V B25 A-VI và AT-VII B30
b. Cốt thép Trong cấu kiện bêtông ứng lực trước cần dùng thép cường độ cao để tao ra lực căng trước lớn vì một phần lực căng này sẽ bị mất đi trong quá trình chế tạo và sử dụng. - Thép thanh nhóm A-V (A-V, AT-V, AT-VK, AT-VCK), A-VI (A-VI, AT-VI, AT-VIK) và AT-VII; - Thép sợi nhóm B-II, Bp-II; - Thép cáp nhóm K-7 và K-19. b. Cốt thép Mỡ chống gỉ Vỏ nhựa cáp Sợi thép
Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn và cường độ chịu kéo tính toán theo TTGH2 của cốt thép Nhóm Cấp độ Đường kính Giá trị và, Rsn ,Rs,ser thép sợi bền (mm) (MPa) Bp-I - 3; 4; 5 490 B-II 1500 3 1500 1400 4; 5 1400 Nhóm thép thanh Giá trị và , Rsn ,Rs,ser 1300 6 1300 (MPa) 1200 7 1200 C-IV, A-IV 590 1100 8 1100 A-V 788 Bp-II 1500 3 1500 A-VI 980 1400 4; 5 1400 AT-VII 1175 1200 6 1200 A-IIIB 540 1100 7 1100 1000 8 1000 K-7 1500 6; 9; 12 1500 1400 15 1400 K-19 1500 14 1500
5.4.2. Đặc điểm cấu tạo - Với cấu kiện chịu kéo đúng tâm nên bố trí thép ứng lực trước đối xứng theo trong tâm tiết diện để có thể tạo ra các ứng suất nén đều cho bêtông. - Với cấu kiện chịu uốn nên bố trí thép ứng lực trước theo dạng của biểu đồ mômen do tải trọng sử dụng gây ra. - Tại các chỗ uốn cong của cốt thép ƯLT cần đặt thêm các cốt thép phụ để gia cường. - Trong phương pháp căng trước, việc cấu tao tương tự như cốt thép thường. - Trong phương pháp căng sau, chiều dày lớp bêtông bảo vệ tính từ mặt ngoài cấu kiện đến mặt ống rãnh phải lớn hơn hoặc bằng 40mm và bê rộng b của rãnh. - Khoảng cách thông thủy giữa các rãnh không nhỏ hơn đường kính rãnh và 50mm, đồng thời phải chọn sao cho việc căng cốt thép được dể dàng và không bị phá hoại cục bộ khi buông cốt thép.
- Chiều dày lớp bảo vệ ở đầu mút các cấu kiện ƯLT (dọc theo chiều dài đoạn truyền ứng suất) phải thỏa mãn lớn hơn: + Với thép nhóm CIV, A-IV, A-IIIB: ≥(2d,40mm) + Với thép nhóm A-V, A-VI, AT-VII: ≥ (3d, 40mm) + Với sợi cáp: ≥ (2d, 30mm)