
Cao hc: Xây Dng Dân Dng và Công Nghip Bài ging: Prof. Robert J. Frosch
Môn hc: K't C(u Bê Tông C,t Thép Nâng Cao Biên d/ch: PhD H1 H2u Ch3nh
Chương 12: KI9M SOÁT N=T TRONG BTCT CH?U UAN
Chương 12: KIM SOÁT NT TRONG BTCT CHU UN
12.1 KHÁI QUÁT:
KiBm soát nEt là mGt v(n ñI quan trng bKi hai lý do chính, thOm mP và ñG bIn.
ThE nh(t, các v't nEt rGng làm gim giá tr/ din mQo k't c(u và cũng có thB gây
cnh báo vUi công luVn rWng k't c(u hình như có v(n ñI. ThE hai, các v't nEt rGng
có thB gây cho ñG bIn công trình các v(n ñI không t,t. V't nEt cung c(p mGt con
ñưZng ñB không khí, nưUc, và clo ti'p xúc nhanh vUi c,t thép, mà có thB d]n ñ'n s
ăn mòn và làm hư h`ng k't c(u. ðB ch,ng ăn mòn, nhiIu kP sư ñã qui ñ/nh rõ lUp bê
tông bo v dày hơn mà c k't qu nghiên cEu và thc t' ñã kiBm chEng ñúng. Tuy
nhiên ñã phát hin rWng phương pháp thi't k' ch,ng nEt thông thưZng, thưZng ñưdc
xem như là phương pháp zffactor (MP), không thB thc hin ñưdc thi't k' vUi lUp
bo v dày hơn.
Các nghiên cEu ñã ñưdc thc hin ñB kho sát vai trò ch,ng nEt cia lUp bê tông bo
v và ñB cung c(p các công c kiBm soát nEt trong các k't c(u có lUp bo v dày
hơn. Frosch ñã phát triBn mGt phương pháp tính toán chiIu rGng nEt da trên hin
tưdng vVt lý. Ngoài ra, mGt phuơng pháp thi't k' ñI ngh/ mUi ñưdc trình bày mà r,t
cuGc d]n nh2ng thay ñji trong tiêu chuOn xây dng mUi ACI 318f99.
ðB áp dng ñúng phương pháp thi't k' mUi này, quan trng là bi't rõ cơ sK lý luVn
phát triBn phương pháp ñó cũng như các giUi hQn áp ñot trên nó. Ví d như trong
ACI 318f99 các ñiIu khon này không dành cho thi't k' k't c(u K các môi trưZng
khpc nghit hay thi't k' ch,ng th(m. q ñây trình bày các giUi hQn và cung c(p các
công c áp dng phương pháp thi't k' mUi cho các k't c(u chuyên dng. Ngoài ra,
vic kiBm soát nEt k't c(u dùng vVt liu gia cưZng mUi cũng ñưdc kho sát chi ti't.
12.2 CƠ S LÝ LUN:
ðB hiBu các giUi hQn cia phương pháp thi't k' hin hành (ACI 318f99), hãy xem xét
lQi cơ sK lý luVn cia nó. Như ñã nêu, nghiên cEu cia Frosch ñã phát triBn mGt
phương pháp tính xác ñ/nh chiIu rGng khe nEt da trên hin tưdng vVt lý. Tóm lưdc
mô hình vVt lý trình bày dưUi ñây:
Hình 1: Mô hình chiIu rGng khe nEt.
Như ñã trình bày K hình 1, chiIu rGng khe nEt tQi v/ trí thép có thB ñưdc tính như
sau:
csc
Sw ε= (12f1)

Cao hc: Xây Dng Dân Dng và Công Nghip Bài ging: Prof. Robert J. Frosch
Môn hc: K't C(u Bê Tông C,t Thép Nâng Cao Biên d/ch: PhD H1 H2u Ch3nh
Chương 12: KI9M SOÁT N=T TRONG BTCT CH?U UAN
vUi:
wc = chiIu rGng khe nEt εs = bi'n dQng thép = fs / Es
Sc = khong cách khe nEt fs = Eng su(t thép
Es = mô ñun ñàn h1i thép
12.2.1 BiBu ñ1 bi'n dQng: (ε)
ðB xác ñ/nh chiIu rGng khe nEt (wc) trên bI mot dwm, cwn loQi b` gradian bi'n dQng.
Trong hình 2, gradian bi'n dQng ñưdc trình bày vUi gi thi't rWng các mot phxng v]n
phxng sau khi bi'n dQng. ChiIu rGng khe nEt tính theo công thEc (12f1) có thB ñưdc
nhân vUi h s, khuy'ch ñQi (β) tính ñ'n gradian bi'n dQng. H s, β ñưdc tính bWng:
cd
ch
1
2
−
−
=
ε
ε
=β (12f2)
Hình 2: BiBu ñ1 bi'n dQng (ε).
12.2.2 Khong cách khe nEt: (S
c
)
Hình 3: Khong cách khe nEt tUi hQn.
Da trên k't qu cia Broms, khong cách khe nEt trưUc h't ph thuGc vào lUp bê
tông bo v lUn nh(t. ðoc bit, khong cách nEt lý thuy't nh` nh(t sy bWng khong
cách tz ñiBm mà tQi ñó khong cách nEt ñưdc xem xét ñ'n tâm c,t thép gwn diBm ñó
nh(t. Ngoài ra, khong cách nEt max bWng 2 lwn khong cách này. Như minh ha
trong hình 3, khong cách khe nEt tUi hQn có thB xy ra tQi hai v/ trí, và khong cách
nEt tính bWng:
∗
Ψ= dS
sc
(12f3)

Cao hc: Xây Dng Dân Dng và Công Nghip Bài ging: Prof. Robert J. Frosch
Môn hc: K't C(u Bê Tông C,t Thép Nâng Cao Biên d/ch: PhD H1 H2u Ch3nh
Chương 12: KI9M SOÁT N=T TRONG BTCT CH?U UAN
vUi:
S
c
= khong cách khe nEt
d
∗
= khong cách lUp bê tông bo v kiBm soát
Ψ
s
= h s, khong cách nEt
= 1,0 cho khong cách nEt nh` nh(t
= 1,5 cho khong cách nEt trung bình
= 2,0 cho khong cách nEt lUn nh(t
12.2.3 KiBm soát khe nEt:
Da trên mô hình vVt lý, phương trình tính chiIu rGng khe nEt max là :
4
s
d
E
f
2w
2
2
c
s
s
c
+β=
(12f4)
Phương trình này có thB xpp x'p lQi ñB tìm khong cách c,t thép cho phép max (s):
2
c
2
s
sc
d
f2
Ew
2s −
β
= (12f5)
vUi:
s
= khong cách c,t thép cho phép max w
c
= chiIu rGng khe nEt giUi hQn
E
s
= mô ñun ñàn h1i cia thép E
s
= mô ñun ñàn h1i cia thép
f
s
= Eng su(t cia thép d
c
= lUp bêtông bo v ñáy ño tz tâm thép th(p nh(t
VUi bI rGng nEt tUi hQn và Eng su(t thép cho trưUc, khong cách thép có thB ñưdc vy
như hàm s, cia lUp bê tông bo v. =ng su(t thép dùng trong phương trình (12f5)
tương Eng vUi Eng su(t thc cia thép mà ñiBn hình là Eng su(t do ti s~ dng gây
ra. MGt cách khác, Eng su(t bWng 60 % giUi hQn chy thép (f
y
) xem như tương Eng
vUi ti trng s~ dng.
H s, β thay ñji khi lUp bo v tăng. Da trên quan sát ñánh giá các ti't din thay
ñji lUp bo v, giá tr/ h s, β ≈ 1,0 + 0,08d
c
ñưdc xem như là tiên ñoán hdp lý.

Cao hc: Xây Dng Dân Dng và Công Nghip Bài ging: Prof. Robert J. Frosch
Môn hc: K't C(u Bê Tông C,t Thép Nâng Cao Biên d/ch: PhD H1 H2u Ch3nh
Chương 12: KI9M SOÁT N=T TRONG BTCT CH?U UAN
Hình 4: K't qu thi't k' nEt (thép có f
y
= 60 ksi).
Hình 4 K trên ñưdc vy cho thép có giUi hQn chy f
y
=
60 ksi (vUi f
s
= 36 ksi ; E
s
=
29000 ksi). Trong hình này, các ñưZng cong biBu diBn cho 2 bI rGng khe nEt w
c
khác nhau (0,016” và 0,021”). BI rGng nEt w
c
=
0,016” (=
0,4mm) tương Eng vUi giá
tr/ cho phép cia ACI 318f95 cho k't c(u trong nhà, trong khi w
c
=
0,021”(=
0,5mm)
tương Eng vUi 1/3 gia tăng giá tr/ cho phép. MGt s gia tăng 1/3 bI rGng nEt có thB
ch(p nhVn ñưdc do tính phân tán c, h2u cia bI rGng nEt và vì phương trình (12f5)
tính cho bI rGng nEt max.
12.3 PHƯƠNG PHÁP THI!T K! C"A FROSCH
:
Da trên vic xem xét tz mô hình vVt lý, Frosch ñã ñI ngh/ mGt ñưZng cong thi't k'
ñơn gin ñưdc vy trong hình 4 ñB tính khong cách thép max theo công thEc (12f6)
dưUi ñây:
s
s
c
s
12
3
d
212s α≤
α
−α=
(12f6)
vUi:
c
s
s
f
36 γ=α
d
c
= chiIu dày lUp bo v ño tz thU ch/u kéo ngoài cùng ñ'n tâm c,t thép gwn nh(t
(
inch
).
s = khong cách c,t thép max (
inch
). α
s
= h s, gia cưZng.
γ
c
= h s, lUp phi c,t thép.
= 1,0 cho c,t thép thưZng.
≥ 1,5 cho c,t thép phi epoxy
f
s
= Eng su(t tính toán tQi ti s~ dng, l(y bWng 0,6f
y
(
ksi
).

Cao hc: Xây Dng Dân Dng và Công Nghip Bài ging: Prof. Robert J. Frosch
Môn hc: K't C(u Bê Tông C,t Thép Nâng Cao Biên d/ch: PhD H1 H2u Ch3nh
Chương 12: KI9M SOÁT N=T TRONG BTCT CH?U UAN
12.4 PHƯƠNG PHÁP THI!T K! C"A TIÊU CHU'N ACI 318)99
:
Phương pháp Frosch ñI ngh/ K trên ñã ñưdc ACI s~a ñji tz dQng công thEc g,c ban
ñwu và tQo ra phương trình thi't k' trong tiêu chuOn ACI 318f99 như sau (xem phwn
10.6.4):
≤−=
s
c
s
f
36
12c5,2
f
540
s
(12f7)
vUi:
s = khong cách tâmfñ'nftâm c,t thép ch/u kéo khi u,n gwn thU ch/u kéo ngoài cùng
nh(t (
inch
),
khi ch3 có mGt thanh thép gwn thU ch/u kéo ngoài cùng nh(t, s là chiIu rGng cia
mot ch/u kéo ngoài cùng.
f
s
= Eng su(t tính toán tQi ti s~ dng, l(y bWng 0,6f
y
(
ksi
).
c
c
= chiIu dày thc lUp bê tông tz mot gwn nh(t ch/u kéo ñ'n mot thép kéo ch/u u,n
(
inch
).
Phương trình (12f7) cia ACI 318f99 quan tâm ñ'n chiIu dày bo v thc (c
c
) hơn là
chiIu dày bo v ñ'n tâm thép (d
c
). DQng s~a ñji này có mGt chút thVn trng (
an
toàn
) hơn phương pháp ñI ngh/ cia Frosch. ðưZng cong thi't k' ACI ñưdc vy trong
hình 4 vUi c
c
ñưdc bi'n ñji tz kích thưUc d
c
xét trưZng hdp dùng c,t thép #8 (ñưZng
kính
d
b
=
1”)
ñB so sánh. Có thB th(y rWng phương trình thi't k' này mô t hdp lý
khong cách thép cho mGt loQt chiIu dày bê tông bo v trong lúc v]n gi2 bI rGng
khe nEt trong miIn giá tr/ cho phép ñã bàn luVn K trên ([w
c
]
=
0,4f0,5 mm).
Hai gi thuy't chính ñưdc dùng cho phương pháp cia Frosch và phương pháp ACI.
Nh2ng gi thi't này có thB xác nhVn giUi hQn cia hai phương pháp trong mGt s, Eng
dng thi't k'. ðwu tiên,
kim soát nt ñưc da trên b rng khe nt xp xĩ 0,016”
(0,4mm) t(i m)t ñáy d+m
. Xét ñG phân tán hin h2u trong nEt (chú ý rWng phQm vi
phân tán cia bI rGng khe nEt ñ'n 50%, w
c,thc
= (0,5f1,5)w
c,tính
), c cVn trên và cVn
dưUi nên là các giá tr/ bI rGng khe nEt ngưZi s~ dng mong mu,n. Do ñó như ch3 th/
trong tiêu chuOn xây dng, nh2ng phương pháp này không thB áp dng cho các k't
c(u làm vic K các môi trưZng khpc nghit hay các k't c(u ñưdc thi't k' ñB ch,ng
th(m.
ThE hai,
kho,ng cách thép da trên mô ñun ñàn h0i v2t li4u ch5u kéo b6ng 29000
ksi mà tương ng v:i v2t li4u thép
. Do ñó, các ñiIu khon cia ACI không thB áp
dng cho các k't c(u dùng vVt liu ch/u kéo có mô ñun ñàn h1i khác vUi thép. Thc
ra, t(t c các k't qu thí nghim nhWm xác ñ/nh ñG chính xác và kh năng Eng dng
cia công thEc bI rGng khe nEt theo phương trình (12f4) ñIu thc hin vUi vVt liu
thép.