Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước: Chương 3 - PGS.TS. Nguyễn Minh Long

Bài giảng này thuộc chương 3 của môn học Kết cấu Bê tông Ứng suất Trước, tập trung vào phân tích và thiết kế cấu kiện chịu uốn theo ứng suất cho phép. Nội dung bao gồm các phương pháp phân tích, đặc trưng tiết diện, các giai đoạn làm việc, điều kiện khống chế ứng suất, biểu đồ Magnel, tối ưu hóa tiết diện, mô-men gây nứt và vùng neo của cấu kiện (căng trước và căng sau).

Bài giảng này dành cho sinh viên và kỹ sư xây dựng quan tâm đến thiết kế kết cấu bê tông ứng suất trước, đặc biệt là các cấu kiện chịu uốn. Nó cung cấp kiến thức nền tảng và các công cụ phân tích cần thiết để thiết kế các cấu kiện này một cách an toàn và hiệu quả.

Chương 3 trình bày chi tiết về phân tích và thiết kế cấu kiện bê tông ứng suất trước chịu uốn dựa trên phương pháp ứng suất cho phép.

1. **Phương pháp phân tích**: Trình bày ba phương pháp phân tích cấu kiện BT ƯST, bao gồm xem vật liệu đàn hồi, tương tự BTCT (lực nén do bê tông, lực kéo do cáp), và dùng lý thuyết dầm đàn hồi để kiểm tra khả năng chịu lực.

2. **Các đặc trưng tiết diện**: Đưa ra các đặc trưng hình học và cơ học quan trọng của tiết diện cấu kiện, bao gồm diện tích, mô-men quán tính, khoảng cách từ thớ đến tâm, bán kính quán tính và các thông số liên quan đến vùng lõi.

3. **Các giai đoạn làm việc**: Phân tích ứng suất trong bê tông ở các giai đoạn chịu lực khác nhau, từ khi chỉ chịu lực căng trước ban đầu đến khi chịu thêm tải trọng ngoài (tĩnh tải và hoạt tải). Các công thức tính ứng suất được trình bày rõ ràng, kèm theo quy ước dấu.

4. **Điều kiện khống chế ứng suất**: Thiết lập các bất đẳng thức để đảm bảo ứng suất trong bê tông không vượt quá giới hạn cho phép ở các giai đoạn khác nhau, từ đó đảm bảo an toàn và khả năng làm việc của cấu kiện.

5. **Vùng neo cấu kiện**: Nghiên cứu chi tiết về vùng neo của cấu kiện căng trước và căng sau, bao gồm chiều dài chuyển tiếp, chiều dài làm việc, ứng suất trong vùng neo và các biện pháp thiết kế để đảm bảo neo hiệu quả, tránh nứt và phá hoại bê tông. Đề xuất bố trí cốt thép phù hợp để tăng cường khả năng chịu lực của vùng neo.