Chương 5 : NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

Chia sẻ: Tân Trường Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

178
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của việc tạo dự ứng lực (DƯL) nhằm điều chỉnh trị số ứng suất kéo trong bêtông bằng cách tạo ra ứng suất nén trước trong nó, nhờ đó mà kiểm soát được khả năng chống nứt của kết cấu. Nguyên tắc chung của các biện pháp tạo DƯL là tìm cách nào đó tạo ra ứng suất kéo trong các cốt thép cường độ cao rồi sau đó lợi dụng tính dính bám của các cốt thép đó với bêtông hoặc dùng mấu neo để truyền DƯL kéo trong cốt thép vào bêtông tạo thành dự ứng...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 5 : NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

Chöông 5 : NGUYEÂN LYÙ TÍNH TOAÙN CAÀU DAÀM BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP DÖÏ ÖÙNG LÖÏC 5.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ DAÀM DÖÏ ÖÙNG LÖÏC : 5.1.1 Caùc phöông phaùp taïo döï öùng löïc trong keát caáu : Muïc ñích cuûa vieäc taïo döï öùng löïc (DÖL) nhaèm ñieàu chænh trò soá öùng suaát keùo trong beâtoâng baèng caùch taïo ra öùng suaát neùn tröôùc trong noù, nhôø ñoù maø kieåm soaùt ñöôïc khaû naêng choáng nöùt cuûa keát caáu. Nguyeân taéc chung cuûa caùc bieän phaùp taïo DÖL laø tìm caùch naøo ñoù taïo ra öùng suaát keùo trong caùc coát theùp cöôøng ñoä cao roài sau ñoù lôïi duïng tính dính baùm cuûa caùc coát theùp ñoù vôùi beâtoâng hoaëc duøng maáu neo ñeå truyeàn DÖL keùo trong coát theùp vaøo beâtoâng taïo thaønh döï öùng löïc neùn trong beâtoâng. Coù hai bieän phaùp cô baûn ñeå taïo DÖL, caû hai ñeàu ñoøi hoûi heä thoáng thieát bò ñoàng boä : beä caêng caùp, maáu neo, kích, coát theùp cöôøng ñoä cao, thieát bò phuï trôï vaø caùc buôùc coâng ngheä ñoàng boä. 1- Keùo caêng coát theùp tröôùc khi ñoå beâtoâng ( keùo treân beä ) : Quaù trình coâng ngheä ñöôïc giôùi thieäu treân hình 5.1.
Hình 5.1 Sô ñoà beä coát theùp tröôùc khi ñoå beâtoâng 2- Keùo caêng coát theùp sau khi ñoå beâtoâng ( keùo treân beâtoâng ) : Hình 5.2 Sô ñoà keùo caêng coát theùp sau khi ñoå beâtoâng
Öu ñieåm : khoâng caàn beä caêng coá ñònh vaø caùc neo taïm thôøi. Caùc coát theùp cöôøng ñoä cao coù theå ñaët thaúng hay theo baát kyø ñöôøng cong naøo tuøy theo döï kieán cuûa ngöôøi thieát keá nhaèm muïc ñích trieät tieâu öùng suaát keùo trong beâtoâng. Kích thöôùc, troïng löôïng khoái laép gheùp khoâng bò haïn cheá do chuyeân chôû. Phöông phaùp naøy ñaëc bieät coù yù nghóa khi xaây döïng caùc caàu BTCT DÖL nhòp lôùn. Caùc coát theùp döï öùng löïc coù theå ñöôïc keùo caêng vaøi laàn tuyø theo yeâu caàu coâng ngheä, cuõng coù theå thaùo ra moät soá coát theùp döï öùng löïc neáu chuùng chæ laø caùc coát theùp phuïc vuï thi coâng. ÔÛ moät soá caàu, vieäc taïo DÖL theo phöông ngang caàu n cuõng thöïc hieân theo phöông phaùp keùo sau. Khuyeát ñieåm : khoâng ñaûm baûo tính dính baùm toát giöõa coát theùp DÖL vaø beâtoâng, khoù kieåm tra chaát löôïng vöõa phun giöõa oáng chöùa coát theùp vaø coát theùp DÖL sau khi ñaõ keùo caêng coát theùp. 3- Sô löôïc veà BTCT döï öùng löïc ngoaøi :
5.1.2 Caùc sô ñoà taïo öùng suaát tröôùc : 1- Daàm coù coát theùp döï öùng ñöôïc keùo caêng tröôùc treân beä : 5.3 Caùc sô ñoà ñaët coát theùp döï öùng löïc trong daàm keùo caêng tröôùc khi ñoå beâtoâng
Hình 5.4 Maët caét ngang keát caáu nhòp caàu oâtoâ daøi 33m Hình 5.5 Boá trí coát theùp döï öùng löïc
Hình 5.6 Boá trí coát theùp thöôøng trong daàm Caàn löu yù raèng, kieåu keát caáu nhòp khoâng coù daàm ngang qua nhieàu naêm khai thaùc ñaõ boäc loä nhieàu nhöôïc ñieåm nhö : bò rung, xuaát hieän nhieàu veát nöùt maët caàu. Theo Tieâu chuaån thieát keá môùi 22 TCN 272-05, neân coù ít nhaát ba daàm ngang treân moãi nhòp. Hieän nay, kieåu daàm ñònh hình naøy thöôøng khoâng ñöôïc aùp duïng trong caùc döï aùn caàu môùi.
2- Daàm coù coát theùp döï öùng ñöôïc keùo caêng sau treân beâtoâng : Hình 5.7 Boá trí coát theùp döï öùng löïc trong daàm I 33m
Hình 5.8 Boá trí coát theùp döï öùng löïc daàm T 33m (söû duïng 7 boù 12,7mm)
3- Coát theùp döï öùng löïc ngang trong daàm giaûn ñôn : Hình 5.9 Boá trí coát theùp döï öùng löïc ngang caàu 4- Coát theùp thöôøng trong daàm döï öùng löïc : Töông töï nguyeân taéc aùp duïng cho daàm BTCT thöôøng, nhöng khoâng coù coát theùp chuû vaø coát theùp xieân thöôøng ( ñaõ coù coát theùp DÖL ). Ñaëc bieät, caàn phaûi coù caùc coát theùp chòu öùng löïc cuïc boä, ñöôïc boá trí ôû khu vöïc ñaàu daàm beân döôùi caùc maáu neo. Thöôøng coù caùc kieåu caàu vôùi maët caét lieân hôïp bao goàm phaàn daàm chuû DÖL daïng I hay chöõ T ñöôïc cheá taïo saûn xuaát trong nhaø maùy vaø phaàn baûn ñuùc beâtoâng taïi choã treân caùc daàm chuû ñoù.
Hình 5.12 Maët caét keát caáu nhòp lieân hôïp goàm daàm I laép gheùp vaø baûn ñuùc beâtoâng taïi choã
5.2 VAÄT LIEÄU VAØ THIEÁT BÒ CHO DAÀM DÖL : 5.2.1 Caùc loaïi coát theùp döï öùng löïc : 1- Sôïi ñôn cöôøng ñoä cao : Caùc sôïi coát theùp cöôøng ñoä cao troøn nhaün hoaëc coù gôø ñöôøng kính 3÷ 5mm ñöôïc ñaët phaân boá ñeàu trong keát caáu nhòp baûn DÖL. Chuùng ñöôïc keùo caêng tröôùc khi ñoå beâtoâng. Caùch boá trí nhö vaäy coøn goïi laø ñaët coát theùp kieåu daây ñaøn. Vieäc truyeàn DÖL töø coát theùp vaøo beâtoâng nhôø löïc dính baùm ñuû lôùn maø khoâng caàn laøm maáu neo ôû ñaàu sôïi coát theùp. 2- Boù caùc sôïi xoaén cöôøng ñoä cao ( tao caùp ) : Boù goàm caùc sôïi xoaén laïi thaønh boù bảy hoaëc nhieàu sôïi. Loaïi boù xoaén bảy sôïi ñöôïc duøng roäng raõi nhaát ( coøn goïi laø tao caùp bảy sôïi xoaén ). Moãi tao caùp coù moät sôïi loõi thaúng ôû giöõa, caùc sôïi ngoaøi coù ñöôøng kính gioáng nhau xeáp thaønh moät hay hai lôùp. Ñöôøng kính sôïi ngoaøi baèng 1,5÷ 5mm, rieâng sôïi loõi coù ñöôøng kính lôùn hôn 10%. Böôùc xoaén toái öu cho moãi sôïi ngoaøi baèng 12÷ 15 laàn ñöôøng kính danh ñònh cuûa caû boù sôïi. Öu ñieåm cuûa tao xoaén bảy sôïi laø dính baùm toát vôùi beâtoâng, deã uoán deã cuoän thaønh cuoän lôùn ñeå vaän chuyeån vaø do ñoù coù chieàu daøi lôùn, ñöôïc cheá
3- Boù caùc sôïi song song cöôøng ñoä cao : Nhöõng naêm l990, ôû mieàn Baéc nöôùc ta thöôøng duøng loaïi boù coù 20÷ 24 sôïi coát theùp troøn Φ 5mm xeáp song song thaønh moät lôùp bao quanh moät loõi theùp kieåu loø xo ñaõ uoán saün töø sôïi theùp nhoû coù ñöôøng kính 1,5÷ 2,5mm. Böôùc cuûa loø xo thöôøng laø 3cm treân ñoaïn thaúng vaø 1cm treân ñoaïn cong. Nhieäm vuï cuûa loõi loø xo laø ñaûm baûo vò trí chính xaùc cuûa caùc sôïi trong boù, loã roãng beân trong loø xo ñaûm baûo khaû naêng bôm vöõa hoaëc ñoå beâtoâng laáp kín loøng oáng chöùa coát theùp döï öùng löïc. Caùc sôïi theùp cöôøng ñoä cao ñöôïc buoäc chaët, cöù caùch 1÷ 2m laïi buoäc moät ñoaïn daøi 10÷ 20cm. Rieâng ôû ñoaïn gaàn neo 1m thì phaûi caùch 20cm buoäc moät choã. Hình 5.13 Caùc loaïi coát theùp DÖL
4- Thanh coát theùp cöôøng ñoä cao : Caùc thanh coát theùp cöôøng ñoä cao coù theå troøn nhaün hoaëc coù gôø. Ñeå keùo caêng chuùng caàn phaûi duøng loaïi kích ñaëc bieät hoaëc duøng phöông phaùp nhieät ñieän. Coù theå duøng caùc thanh naøy laøm coát ñai DÖL hoaëc coát theùp DÖL ngang caàu ñeå noái caùc khoái daàm laép gheùp vôùi nhau. Khi laøm coát ñai DÖL, caùc thanh naøy caàn phaûi ñöôïc ñaët thaúng ñöùng hoaëc nghieâng goùc 75÷ 80o Chuùng ñöôïc phuû moät lôùp bitum vaø ñöôïc quaán baêng giaáy ôû ngoaøi ñeå khoâng bò dính baùm vôùi beâtoâng, roài môùi ñaët vaøo trong vaùn khuoân. Moät ñaàu thanh coù theå laøm saün theo daïng muõ buloâng, ñaàu kia coù ren raêng vaø baét eâ-cu, coù theå duøng caùc loaïi kích rieâng nhoû vaø ñaëc bieät ñeå keùo caêng. Ñöôøng kính caùc thanh coát theùp cöôøng ñoä cao thöôøng töø
5- Caàu baûn döï öùng löïc : Caùc caàu baûn DÖL nhòp giaûn ñôn thöôøng laø daïng laép gheùp töø caùc khoái nguyeân daøi vôùi moái noái doïc caàu. Moãi khoái thöôøng coù beà roäng khoaûng 100 cm ñeå thuaän tieän gheùp thaønh caùc beà roäng caàu khaùc nhau. Chieàu cao moãi khoái choïn trong khoaûng H = L/30 - L/25. Coát theùp DÖL thöôøng ñöôïc boá trí theo kieåu coát theùp daây ñaøn nghóa laø goàm nhieàu sôïi ñôn coù gôø hoaëc tao caùp ( boù xoaén baûy sôïi ) rieâng reõ ñaët song song thaønh moät haøng gaàn bieân döôùi maët caét. Neáu soá sôïi quaù nhieàu thì coù theå theâm moät haøng nöõa phía treân. Sau khi laép gheùp caùc khoái baûn caïnh nhau, thöïc hieän caùc moái noái doïc caàu daïng choát hoaëc daïng noái cöùng, cuõng coù theå boá trí theâm caùc sôïi caùp DÖL keùo sau theo höôùng ngang caàu. Hieän nay, ñang phaùt trieån nhieàu daïng daàm baûn DÖL coù chieàu daøi 8÷ 20m, chieàu cao baûn töø 25÷ 65cm. Ví duï ôû Vieät Nam coù caàu Phoá Môùi - Laøo Cai coù chieàu daøi daàm baûn L = 20m, maët caét ngang caàu goàm 10 baûn, moãi baûn roäng 100cm, chieàu cao baûn 65cm,
Hình 5.14 Maët caét ngang ñieån hình daàm baûn DÖL 15m
5.2.2 Moät soá maáu neo kieåu Nga : Maáu neo coù nhieäm vuï truyeàn löïc töø ñaàu coát theùp DÖL vaøo beâtoâng ñeå taïo ra DÖL neùn trong beâtoâng. Coù nhieàu kieåu maáu neo phuø hôïp vôùi töøng kieåu coát theùp vaø phuø hôïp vôùi kieåu kích ñöôïc duøng. 1- Neo quaû chaùm : Trong daàm keùo tröôùc thöôøng duøng caùc neo ngaàm hình quaû chaùm cho caùc boù sôïi song song nhö hình 5.16. Neo goàm moät loõi theùp troøn ñöôïc haøn vaøo moät taám ngaên coù xeû raõnh ñeå luoàn caùc sôïi coát theùp qua raênh ñoù. Caùc sôïi coát theùp ñöôïc buoäc giöõ chaët ôû hai ñaàu thanh loõi. Ñaàu thanh loõi coù caùc maáu giöõ sôïi coát theùp lieân tuïc ñi qua neo ; vì vaäy, neáu moät neo chöa ñuû truyeàn löïc thì coù theå ñaët hai neo lieân tieáp nhau. Neo quaû chaùm ñöôïc duøng trong caùc boù coù soá löôïng sôïi song song töø l6÷ 56 sôïi. Vôùi boù 24 sôïi 5mm thöôøng coù ñöôøng kính baûn ngaên 80mm, daøy 8÷ 10 mm, ñöôøng kính thanh loõi 14mm, chieàu daøi thanh loõi 270 mm.
Hình 5.16 Neo quaû chaùm
2- Neo hình choùp cuït kieåu Nga : Ñeå neo caùc ñaàu boù sôïi song song khi keùo caêng treân beâtoâng thì coù theå duøng maáu neo hình choùp cuït (H.5.17). Voû neo baèng theùp coù khoeùt loã thuûng hình choùp cuït coù ren raêng phuø hôïp vôùi kích thöôùc loã thuûng ôû voû neo. Caùc ñaàu sôïi coát theùp ñöôïc luoàn qua loã thuûng ôû voû neo vaø sau khi ñaõ keùo caêng xong baèng loaïi kích hai taùc duïng thì ñoùng loõi neo vaøo ñeå giöõ sôïi theùp coá ñònh trong voû neo. Vì beà maët loõi neo coù ren raêng neân taùc duïng neâm chaët taêng leân. Trong loõi neo coù khoan loã doïc ñeå noái vôùi voøi maùy ñeå bôm vöõa XM laáp loøng oáng chöùa boù caùp DÖL. Maáu neo hình choùp cuït cuõng coøn ñöôïc duøng laøm maáu neo taïm thôøi ñeå keùo caêng caùc coát theùp treân beä. Sau khi coát theùp ñaõ truyeàn löïc neùn vaøo beâtoâng daàm thì
Hình 5.17 Neo hình choùp cuït 3- Neo toå ong kieåu Nga : Caùc ñaàu sôïi coát theùp coù theå ñöôïc cheøn cho to ra roài loàng vaøo caùc loã chôø saün treân maáu neo toå ong. Coù theå laøm neo kieåu lieàn khoái hoaëc kieåu laép gheùp coá ñònh (H.5.18). Neo kieåu lieàn khoái daïng hình truï theùp vôùi nhieàu loã khoan ñeå luoàn caùc sôïi coát theùp. Treân beà maët beân trong cuûa voû neo hình truï ñöôïc ren raêng ñeå baét giöõ vaøo ñaàu kích. Kieåu neo laép gheùp coá ñònh thöôøng ñöôïc ñaët ôû ñaàu boù phía ñoái dieän vôùi kích. Maáu neo naøy goàm caùc taäp baûn theùp. Khi gheùp caùc taäp laïi seõ taïo ra caùc loã ñeå luoàn sôïi coát theùp.
Hình 5.18 Maáu neo kieåu toå ong a) Maáu neo kieåu lieàn khoái; b) Maáu neo kieåu laép gheùp