KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC Bài 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC?
1> Kết cấu bêtông ứng suất trước là thuật ngữ dùng để chỉ kết cấu, cấu kiện hay sản phẩm bêtông cốt thép mà trong quá trình chế tạo người ta tạo ra theo tính toán ứng suất kéo trước trong toàn bộ hoặc một phần cốt thép và ứng suất nén trong toàn bộ hoặc một phần bêtông. 2> Kết cấu bêtông ứng suất trước là kết cấu bêtông mà trước khi đưa kết cấu vào sử dụng người ta gây ứng suất nén trước cho bêtông sao cho có thể triệt tiêu toàn bộ hay một phần ứng suất kéo do tải trọng sau này gây ra nhằm mục đích loại trừ khả năng xuất hiện các vết nứt trong kết cấu.
3> ỨNG SUẤT TRƯỚC,
ỨNG LỰC TRƯỚC HAY
DỰ ỨNG LỰC?
2. ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA KẾT CẤU BTƯST SO VỚI
KẾT CẤU BTCT
A. ƯU ĐIỂM: 1) Khả năng chịu uốn cao 2) Khả năng chịu cắt cao 3) Độ cứng lớn 4) Nhẹ, mảnh mai 5) Khả năng chống thấm, chống ăn mòn cao 6) Độ bền mỏi cao 7) Độ bền chịu lửa cao 8) Sử dụng ít vật liệu thép và BT B. NHƯỢC ĐIỂM: 1) Thiết kế phức tạp 2) Sử dụng vật liệu cường độ cao 3) Sử dụng thiết bị riêng 4) Yêu cấu quản lý chất lượng cao
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1) Thế giới:
- 1886: Jackson P.H. (Mỹ): Nguyên lý ƯST - 1896 : Mandl (Áo) : Khái niệm triệt tiêu ƯS kéo trong BT - 1906 : Koenen M. (Đức): Thí nghiêm dầm phát hiện tổn hao - 1908 : Steiner C.R. (Mỹ): Giảm tổn hao bằng kéo lại - 1923 : Emperger F. (Áo): Quấn dây căng làm ống BT - 1925 : Dill R.H. (Mỹ): Đề xuất BTƯST không bám dính - 1928 : Freyssnet F. (Pháp): Sử dụng vật liệu cường độ cao - 1938: CN căng trước nhờ vào sự bám dính BT & CThép - 1939: Freyssnet F. (Pháp): nghiên cứu thành công neo côn - 1940:Magnel G. : Nghiên cứu thành công neo khối. - 1950: Thành lập FIP.
2) Việt Nam:
- TRƯỚC 1990: DẦM BTƯST (CẦU PHÙ LỖ, CẦU THĂNG LONG) - SAU 1990 : DẦM BTƯST, ĐÚC HẪNG, (CẦU PHÚ LƯƠNG,CẦU
A) XÂY DỰNG CẦU: GIANH…), ĐÚC ĐẨY (CẦU MẸT…) B) XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP - Trước 1996: Nghiên cứu công nghệ thích hợp cho cấu kiện nhỏ - Từ 1996 đến nay:
+ Căng sau: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hiện đại: Bám dính và không bám dính : Dự án P01-96: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ BTƯST cho sàn nhà và sillô”.
+ Căng trước: BT Xuân Mai, Phan Vũ, Sơn Trường… + Căng ngoài: Sửa chữa công trình.
Hệ thhống silô BTƯST máy Xim măng Bút Sơn
của Nhà
Hà Nội Nhà điề ều hành Đ Đại học Q Quốc gia
4. PHÂN 1) BT N LOẠI K TƯST CĂ KẾT CẤU ĂNG TRƯ U BÊTÔN ƯỚC VÀ NG ỨNG À BTƯST G SUẤT T CĂNG S TRƯỚC SAU
PH ƯƠNG P PHÁP CĂ ĂNG TRƯ ƯỚC
PHƯƠNG P G PHÁP C CĂNG SA AU
2) BT
TƯST CÓ Ó BÁM D DÍNH VÀ À BTƯST T KHÔNG G BÁM D DÍNH
Cốt thé p căng có (không b
) ám dính)
ó vỏ bọc ( N VÀ BT 3) BT TƯST TR RONG TI IẾT DIỆN TƯST NG GOÀI TIẾ ẾT DIỆNN
Ứng su uất trước ngoài tiế t diện bêt tông
TƯST TO phần: Tri g toàn phầ OÀN PHẦ iệt tiêu ho ần: Khôn ẦN VÀ B oàn toàn ng triệt ti BTƯST K ứng suất êu hoàn t KHÔNG T t kéo tron toàn ứng HẦN TOÀN PH g ng bê tôn o trong bê g suất kéo êtông.
4) BT Toàn p Không 5) BT Kết cấ TƯST VÀ ấu liên À LIÊN H hợp BT HỢP BTƯ TƯST – ƯST-BTC BTCT = CT = Kết cấ
ấu bán
lắp ghé
ép.
CỐT THÉ ÉP
G PHÁP PHÁP C PHƯƠNG HƯƠNG CĂNG C Ơ HỌC
5. CÁC P 1) PH
Kích kéo c K căng bó cố ốt thép
Kíc ch kéo că ăng tao th hép đơn
Th hi công ứn ng suất tr rước cho sillô
Thi công s T sàn BTƯS ST căng s sau
CÁC BƯỚỚC CƠ BẢẢN KÉOO CĂNG CCỐT THHÉP
2) PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐIỆN 3) PHƯƠNG PHÁP CƠ NHIỆT ĐIỆN
4) PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
O CỐT T
THÉP C
CĂNG
6. NEO 1) TR
RƯỜNG H
HỢP KHÔ
ÔNG DÙN
T BỊ NEO
G THIẾT
ứng suất t trong cố ốt thép căăng truyề ền hết vàoo bêtông
hiều dài k ọi là độ dà kể từ đầu ài đoạn tr u mút để ruyền ứn ng suất.
Ch gọ
Độ dài truyền lP :
σ
sp
λ
d
l
ω
+
=
p
p
p
R
bp
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
p λ,ω
p
⎛ ⎜ ⎜ ⎝ Trong đó:
d là đường kính cốt thép; Các hệ số được cho trong bảng sau :
Các hệ số để xác định độ dài đoạn truyền ứng suất
Loại và nhóm thép Các hệ số
Đường kính (mm)
pω
pλ
0,25 10
phụ đường 1. Thép thanh có gờ (tất cả các nhóm)
Không thuộc kính
2. Thép sợi có gờ nhóm Bp-II
3. Tao thép xoắn K – 7
K – 19 1,40 1,40 1,40 1,00 1,10 1,25 1,40 1,00 40 50 60 25 25 30 40 25
5 4 3 15 12 9 6 14
2) TRƯỜNG HỢP DÙNG THIẾT BỊ NEO
NEO MIKHAILOV
NEEO CÔN (NEO FRREYSSN NET)
NEO K KẸP (NEEO VSL)
NEO
O CỐ ĐĐỊNH
7. PHÂN TÍCH THANH BÊTÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC 1) GIAI ĐOẠN CHẾ TẠO
ỨNG SUẤT TRONG CỐT THÉP SAU KHI TRUYỀN ƯST: σ
ασ
σ
−
=
con2
sp
bp
s
∆σ
σ
ασ
=
=
sp
bp
bp
E E
b
ỨNG SUẤT TRONG BÊTÔNG SAU KHI TRUYỀN ƯST:
con2
σ
σ
∆σ
=
−
=
bp
bp1
bp
σA sp A
2) GIAI ĐOẠN CHỊU TẢI
Aσ
∆σ
N
+
+
=
CẤU KIỆN KHÔNG NỨT: ( σ
) A
sp
sp
bt
sp
TẢI TRỌNG NỨT: αA
R
2
N
AR
+
=
+
sp
crc
bt,ser
bt,ser
σA sp
sp
Nguyễn Tiến Chương : Kết cấu bêtông ứng suất trước. Nhà XB
8. TÀI LIỆU HỌC TẬP [1]
Xây dựng, Hà Nội, 2010.
Nguyễn Tiến Chương (chủ biên): Kết cấu bêtông ứng suất
[2]
trước – Chỉ dẫn thiết kế theo TCXDVN 356 : 2005. Nhà XB Xây
dựng, Hà Nội, 2010.
[3] Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống : Kết
cấu bê tông cốt thép. Nhà XB KHKT, Hà Nội, 2006.
[4] TCXDVN 356 : 2005 : Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
NXB Xây dựng, Hà Nội, 2005.
