Các loại tổn thất ứng suất
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
CHƯƠNG
2
CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
NỘI DUNG CHƯƠNG
II.1
TRỊ SỐ ỨNG SUẤT TRONG CỐT THÉP và BÊ TÔNG (TCXDVN
356:2005) ........................................................................................................................ 2
II.1.1 Trị số ứng suất trước giới hạn σsp ................................................................. 2
II.1.2 Trị số ứng suất khống chế σcon ...................................................................... 2
II.1.3 Trị số ứng suất trong bê tông ( σbp ) .............................................................. 3
II.2
SỰ TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG CỐT THÉP ƯLT ................................ 4
II.2.1 Do biến dạng (từ biến) nhanh ban ñầu của bê tông ...................................... 4
II.2.2 Do ma sát của cốt thép với thành ống ( σ4 ) .................................................. 6
II.2.3 Biến dạng của neo và sự ép sát của tấm ñệm ( σ3 ) ....................................... 7
II.2.4 Do từ biến của bê tông ( σ9 ) ......................................................................... 8
II.2.5 Do chùng ứng suất trong cốt thép ( σ1 ) ......................................................... 8
II.2.6 Do co ngót của bê tông ( σ8 ) ........................................................................ 8
•
Các giai ñoạn làm việc của cấu kiện ƯST
(1) Giai ñoạn ban ñầu, bao gồm quá trình căng cốt thép và truyền ứng suất từ
thép ƯLT sang bê tông;
(2) giai ñoạn vận chuyển; và
(3) giai ñoạn sử dụng, bao gồm vận hành và ở trạng thái giới hạn.
•
Lực gây ƯST
Lực gây ƯST thay ñổi theo thời gian, ñược chia làm 3 giai ñoạn:
(1) Pj –lực căng ở kích (jacking force);
(2) Pi –lực ƯST ban ñầu (Initial prestress force), lực căng ở thời ñiểm buông
kích;
(3) Pe –lực căng tính toán (effective forced), lực ƯST sau khi trừ ñi các tổn hao
ứng suất.
•
Các loại tổn thất ứng suất
Tổn thất ứng suất trong cấu kiện bê tông ƯST ñược chia làm hai loại: tổn thất ñàn hồi
tức thời (bao gồm các tổn thất xảy ra trong quá trình chế tạo) và tổn thất ứng suất theo
thời gian , xảy ra trong quá trình sử dụng.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 1/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
II.1 TRỊ SỐ ỨNG SUẤT TRONG CỐT THÉP và BÊ TÔNG (TCXDVN
356:2005)
II.1.1
Trị số ứng suất trước giới hạn σsp
Trị số ứng suất cơ bản nhất của cốt thép ứng lực trước là trị số giới hạn ( σsp ) trong cốt
thép căng trước. Trị số này ñược lấy theo qui ñịnh của tiêu chuẩn thiết kế, với ñộ sai
lệch p:
σsp + p ≤ R s,ser
σsp − p ≥ 0,3R s,ser
Trong ñó, p –tính bằng MPa, ñược xác ñịnh như sau:
−
trong tr−êng hîp c¨ng b»ng ph−¬ng ph¸p c¬ häc: p = 0,05 σ sp ;
−
trong tr−êng hîp c¨ng b»ng ph−¬ng ph¸p nhiÖt ®iÖn vµ c¬ nhiÖt ®iÖn:
p = 30 +
360
l
víi l – chiÒu dµi thanh cèt thÐp c¨ng (kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mÐp ngoµi cña bÖ), mm.
II.1.2
Trị số ứng suất khống chế σcon
ðể kiểm tra ứng suất trong cốt thép ở thời ñiểm kết thúc việc căng trên bệ hoặc tại vị
trí ñặt lực khi căng trên bê tông, người ta ñưa vào khái niệm ứng suất khống chế.
•
Gi¸ trÞ øng suÊt σ con 1 t−¬ng øng trong cèt thÐp c¨ng S ®−îc kiÓm so¸t sau khi
c¨ng trªn bÖ lÊy b»ng σ sp trõ ®i hao tæn do biÕn d¹ng neo ( σ3 ) vµ ma s¸t cña cèt
thÐp ( σ4 ) ;
•
Gi¸ trÞ øng suÊt trong cèt thÐp c¨ng S ®−îc khèng chÕ t¹i vÞ trÝ ®Æt lùc kÐo khi
c¨ng cèt thÐp trªn bª t«ng ®· r¾n ch¾c ®−îc lÊy t−¬ng øng b»ng σ con 2 , trong ®ã
c¸c gi¸ trÞ σ con 2 ®−îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o øng suÊt σ sp trong tiÕt diÖn
tÝnh to¸n. Khi ®ã σ con 2 ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:
P e0p ysp
P
σcon 2 = σsp − α
+
Ired
A red
Trong ñó, σsp -trị số ứng suất giới hạn (chưa kể ñến tổn hao ứng suất, (mục II.1.1))
P , e0p
– x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (8) vµ (9), trong ®ã c¸c gi¸ trÞ σ sp cã kÓ ®Õn nh÷ng
hao tæn øng suÊt thø nhÊt;
α = Es E b
Ared, Ired –diện tích và mô-men quán tính qui ñổi của tiết diện.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 2/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
øng lùc nÐn tr−íc P vµ ®é lÖch t©m cña nã e0 p so víi träng t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi ®−îc
x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc:
P = σsp A sp − σs As − σ′s A′s
e0p =
(8)
σsp Asp ysp + σ′s A′s y′s − σs A s ys
(9)
P
trong ®ã:
σ s vµ σ s′
– t−¬ng øng lµ øng suÊt trong cèt thÐp kh«ng c¨ng S vµ S ′ g©y nªn do co
ngãt vµ tõ biÕn trong bª t«ng;
y sp , y s , y ′s – t−¬ng øng lµ c¸c kho¶ng c¸ch tõ träng t©m tiÕt diÖn quy ®æi ®Õn c¸c ®iÓm
®Æt hîp lùc cña néi lùc trong cèt thÐp c¨ng S vµ kh«ng c¨ng S ′ (H×nh 1).
σ'sp A'sp
y'sp
y's
σ's A's
®−êng ®i qua träng t©m
e0p
ysp
ys
tiÕt diÖn quy ®æi
P
σsp Asp
σs As
Hình 2. 1 S¬ ®å lùc nÐn tr−íc trong cèt thÐp trªn tiÕt diÖn ngang cña cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp
Trong tr−êng hîp cèt thÐp c¨ng cã d¹ng cong, c¸c gi¸ trÞ σ sp cÇn nh©n víi cos θ (víi
θ vµ lµ gãc nghiªng cña trôc cèt thÐp víi trôc däc cÊu kiÖn (t¹i tiÕt diÖn ®ang xÐt).
II.1.3
Trị số ứng suất trong bê tông ( σbp )
§Ó biÕn d¹ng do tõ biÕn vµ hao tæn øng suÊt kh«ng qu¸ lín, øng suÊt nÐn tr−íc trong
bª t«ng σ bp trong giai ®o¹n nÐn tr−íc bª t«ng ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn: tû sè σ bp Rbp
kh«ng ®−îc v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho trong B¶ng 8 (TCXDVN 356:2005).
øng suÊt σ bp x¸c ®Þnh t¹i møc thí chÞu nÐn ngoµi cïng cña bª t«ng cã kÓ ®Õn hao tæn
theo môc 1 ®Õn 6 b¶ng 6 .
B¶ng 8 – Tû sè gi÷a øng suÊt nÐn trong bª t«ng σ bp ë giai ®o¹n nÐn tr−íc vµ
c−êng ®é cña bª t«ng Rbp khi b¾t ®Çu chÞu øng lùc tr−íc ( σ bp Rbp )
TØ sè σ bp Rbp kh«ng lín h¬n
Tr¹ng th¸i øng suÊt
cña tiÕt diÖn
Ph−¬ng ph¸p
c¨ng cèt thÐp
1. øng suÊt bÞ gi¶m hay kh«ng
®æi khi kÕt cÊu chÞu t¸c dông
cña ngo¹i lùc
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
khi nÐn
®óng t©m
khi nÐn
lÖch t©m
Trªn bÖ (c¨ng tr−íc)
0,85
0,95*
Trªn bª t«ng (c¨ng sau)
0,70
0,85
Trang 3/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
2. øng suÊt bÞ t¨ng khi kÕt cÊu
chÞu t¸c dông cña ngo¹i lùc
Trªn bÖ (c¨ng tr−íc)
Trªn bª t«ng (c¨ng sau)
0,65
0,60
0,70
0,65
Cường ñộ bê tông tại thời ñiểm nén trước, Rbp (ñược kiểm soát như ñối với cấp ñộ bền
chịu nén) chỉ ñịnh không nhỏ hơn 15.5MPa và 50% cấp ñộ bền chịu nén của bê tông.
II.2 SỰ TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG CỐT THÉP ƯLT
Sơ ñồ các loại tổn thất ứng suất:
Các loại
tổn thất
Tổn thất
tức thời
Co ngắn
ñàn hồi
Ma sát
Tổn thất
theo thời gian
Biến dạng
neo
Từ biến
Co ngót
Chùng ứng
suất
Hình 2. 2 Sơ ñồ các loại tổn thất ứng suất
II.2.1
Do biến dạng (từ biến) nhanh ban ñầu của bê tông1
•
Trong phương pháp căng trước, ứng suất hao này xảy ra ngay sau khi buông cốt
thép ñể ép bê tông.
•
Với phương pháp căng sau, nếu cốt thép căng chỉ gồm một sợi, không xảy ra tổn
thất ứng suất trong cốt thép do bê tông bị co ngắn ngay lúc căng. Nếu có nhiều
sợi ñược căng theo trình tự (không ñồng thời), tổn thất ứng suất trong các cốt
thép ñã căng xảy ra khi căng các cốt thép tiếp theo;
Tổn thất ứng suất do co ngắn nhanh ban ñầu của bê tông, ñược tính theo giả thiết
tương thích về biến dạng của vật liệu. Tức là biến dạng trong cốt thép sẽ bằng với biến
dạng của bê tông tại vị trí cốt thép ƯLT.
Hình 2. 3 Biến dạng của bê tông và thép ƯLT
Gọi Pj là lực căng thép ƯST khi bắt ñầu truyền ứng suất cho bê tông. Và P’ –là lực
căng trong thép ƯST sau khi xảy ra tổn hao do co ngắn ñàn hồi của bê tông ( ∆P ) :
P ' = Pj − ∆P
1
Elastic shortening
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 4/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
ứng suất trong bê tông tại vị trí thép ƯLT:
σb =
P ' ( P 'e ) × e P ' e2 A
+
= 1 +
A
I
A
I
(e –ñộ lệch tâm của thép ƯLT)
Biến dạng của bê tông tại vị trí thép ƯLT =
σb
= ñộ giảm biến dạng của thép ƯLT
Eb
Do ñó, tổn hao ứng suất trong thép ƯLT:
σ
∆P = Asp b
Eb
∆P = α
E s = A sp × ( ασb ) hay
A sp
e2 A
P '× 1 +
A
I
Do ñó, ứng suất còn lại sau khi trừ ñi tổn thất do co ngắn ñàn hồi của bê tông:
Pj
P ' = Pj − ∆P =
1+ α
A sp e 2 A
1 +
A
I
Công thức trên ñể tính tổn thất do co ngắn ñàn hồi của bê tông cho trường hợp căng
trước. Trong trường hợp căng sau không trình tự ñược tính trên một nửa tỷ số mô ñun
ñàn hồi của bê tông:
P ' = Pj − ∆P =
Pj
Asp e 2 A
1 + 0.5α
1 +
A
I
Theo TCXDVN 356:2005, tổn hao do co ngắn ñàn hồi của bê tông ñược xác ñịnh theo
công thức:
ðiều kiện dưỡng hộ
Căng trước
a) §èi víi bª t«ng ®ãng
r¾n tù nhiªn
40
σ bp
R bp
khi
σ bp
Rbp
Căng
sau
≤α
σ bp
σ bp
>α
− α khi
40α + 85β
R
R bp
bp
trong ®ã
α
vµ
β
– hÖ sè, lÊy nh− sau:
α = 0,25 + 0,025 R bp , nh−ng kh«ng lín h¬n 0,8;
β = 5,25 – 0,185 R bp , nh−ng kh«ng lín h¬n 2,5 vµ kh«ng nhá h¬n 1,1;
σ bp – ®−îc x¸c ®Þnh t¹i møc träng t©m cèt thÐp däc S , cã kÓ ®Õn hao tæn theo
môc 1 ®Õn 5 trong b¶ng 6 trong tiªu chuÈn nµy.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 5/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
b) §èi víi bª t«ng ®−îc Hao tæn tÝnh theo c«ng thøc ë môc a cña b¶ng nµy, sau ®ã nh©n víi hÖ sè 0,85.
d−ìng hé nhiÖt
Ví dụ tính toán
II.2.2
Do ma sát của cốt thép với thành ống2 ( σ4 )
Tổn thất này chỉ xảy ra ñối với cấu kiện căng sau. Tùy theo thiết kế mà ống có thể ñặt
thẳng hay theo dạng cong. Do ñó, khi căng sợi thép dạng cong sẽ xảy ra sự tổn hao
ứng suất do ma sát giữa thép ƯLT và bê tông xung quanh ống. Giá trị tổn hao này bao
gồm:
•
Do ảnh hưởng uốn cong, phụ thuộc vào hình dạng thép ƯLT dọc theo chiều dài
dầm;
•
Do ảnh hưởng của dung sai, phụ thuộc vào ñộ lệch cục bộ của cáp
Hình 2. 4 Thép ƯLT trong dầm liên tục
1
σ4 = σsp 1 − ωχ+δθ
e
Trong ñó, e –cơ số logarit tự nhiên;
δ , ω -hệ số xác ñịnh theo bảng 7;
χ -chiều dài tính từ thiết bị căng ñến tiết diện tính toán, m;
θ -góc chuyển hướng của trục cốt thép , rad;
σsp -ñược lấy không kể ñến tổn hao ứng suất.
B¶ng 7 – C¸c hÖ sè ®Ó x¸c ®Þnh hao tæn øng suÊt do ma s¸t cèt thÐp
èng r·nh hay bÒ mÆt tiÕp
xóc
1. Lo¹i èng r·nh
– cã bÒ mÆt kim lo¹i
– cã bÒ mÆt bª t«ng t¹o bëi
khu«n b»ng lâi cøng
2
ω
C¸c hÖ sè ®Ó x¸c ®Þnh hao tæn do ma s¸t cèt thÐp
δ khi cèt thÐp lµ
bã thÐp hay sîi thÐp
thanh cã gê
0,0030
0,35
0,40
0
0,55
0,65
Friction
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 6/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
– cã bÒ mÆt bª t«ng t¹o bëi
khu«n b»ng lâi mÒm
2. BÒ mÆt bª t«ng
0,0015
0
0,55
0,55
0,65
0,65
Hình 2. 5 Thay ñổi ứng suất trong Thép ƯLT do ma sát
Ví dụ tính toán
II.2.3
Biến dạng của neo và sự ép sát của tấm ñệm3 ( σ3 )
Khi cốt thép ƯLT truyền ứng suất cho bê tông, do biến dạng của các vòng ñệm bị ép,
các ñầu neo bị ép cục bộ. ðộ lớn của biến dạng neo, phụ thuộc vào dạng neo. Sau ñây
là giá trị ñộ lớn của sự trượt của một số loại neo thường dùng:
σ3 =
∆l
Esp
L
Trong ñó, ∆l -biến dạng trượt của neo; L -chiều dài cốt thép ƯLT.
3
Anchorage Slip
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 7/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
II.2.4
Do từ biến của bê tông4 ( σ9 )
Từ biến của bê tông là hiện tượng biến dạng tăng theo thời gian dưới tác dụng của tải
trọng không ñổi. Hao tổn do từ biến của bê tông xảy ra sau một quá trình chịu nén lâu
dài:
σ9 = 150 α ×
σbp
khi σ bp Rbp ≤ 0,75 ;
R bp
σ bp
σ9 = 300 α
− 0, 375 khi σ bp R bp > 0,75
R
bp
Trong ®ã:
σ bp – lÊy nh− ë môc II.2.1;
α – hÖ sè, lÊy nh− sau:
+ víi bª t«ng ®ãng r¾n tù nhiªn, lÊy α = 1;
+ víi bª t«ng ®−îc d−ìng hé nhiÖt trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt khÝ
quyÓn, lÊy α = 0,85.
II.2.5
Do chùng ứng suất trong cốt thép5 ( σ1 )
Chùng ứng suất trong cốt thép là hiện tượng ứng suất trong cốt thép ƯLT giảm dần
theo thời gian khi biến dạng không ñổi.
σ sp
R s,ser
− 0,1 σ sp
•
ðối với thép sợi: 0,22
•
ðối với thép thanh: 0,1σ sp − 20
ë ®©y: σsp (MPa), ®−îc lÊy kh«ng kÓ ®Õn hao tæn øng suÊt.
II.2.6
Do co ngót của bê tông6 ( σ8 )
Do co ngót của bê tông trong cấu kiện ƯLT, làm cho cốt thép ƯLT co ngắn lại và gây
ra tổn thất ứng suất. Co ngót của bê tông, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như từ
biến, tỷ lệ khối lượng/ bề mặt, ñộ ẩm, thời gian kết thúc bảo dưỡng tới khi tác dụng
ƯLT. Với bê tông nặng, σ8 ñược lấy như sau:
Cấp ñộ bền của bê tông
a) B35 vµ thÊp h¬n
b) B40
c) B45 vµ lín h¬n
4
Creep of Concrete
5
Relaxaion of Steel
6
Shrinkage of Concrete
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Bª t«ng ®ãng
r¾n tù nhiªn
Bª t«ng ®−îc d−ìng hé
nhiÖt trong ®iÒu kiÖn ¸p
suÊt
khÝ quyÓn
Kh«ng phô thuéc ®iÒu kiÖn
®ãng r¾n cña
bª t«ng
40
50
60
35
40
50
30
35
40
Trang 8/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
Các loại hao tổn ứng suất theo TCXDVN 356:2005
−
−
Khi c¨ng trªn bÖ cÇn kÓ ®Õn:
•
Nh÷ng hao tæn thø nhÊt: do biÕn d¹ng neo, do ma s¸t cèt thÐp víi thiÕt bÞ
n¾n h−íng, do chïng øng suÊt trong cèt thÐp, do thay ®æi nhiÖt ®é, do biÕn
d¹ng khu«n (khi c¨ng cèt thÐp trªn khu«n), do tõ biÕn nhanh cña bª t«ng;
•
Nh÷ng hao tæn thø hai: do co ngãt vµ tõ biÕn cña bª t«ng.
Khi c¨ng trªn bª t«ng cÇn kÓ ®Õn:
•
Nh÷ng hao tæn thø nhÊt: do biÕn d¹ng neo, do ma s¸t cèt thÐp víi thµnh
èng ®Æt thÐp (c¸p) hoÆc víi bÒ mÆt bª t«ng cña kÕt cÊu.
•
Nh÷ng hao tæn thø hai: do chïng øng suÊt trong cèt thÐp, do co ngãt vµ tõ
biÕn cña bª t«ng, do nÐn côc bé cña c¸c vßng cèt thÐp lªn bÒ mÆt bª t«ng,
do biÕn d¹ng mèi nèi gi÷a c¸c khèi bª t«ng (®èi víi c¸c kÕt cÊu l¾p ghÐp tõ
c¸c khèi).
Hao tæn øng suÊt trong cèt thÐp ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 6 nh−ng tæng gi¸ trÞ c¸c hao tæn øng
suÊt kh«ng ®−îc lÊy nhá h¬n 100 MPa.
B¶ng 6 – Hao tæn øng suÊt (theo TCXDVN 356:2005)
C¸c yÕu tè g©y hao tæn
øng suÊt tr−íc trong cèt
thÐp
Gi¸ trÞ hao tæn øng suÊt, MPa
khi c¨ng trªn bÖ
khi c¨ng trªn bª t«ng
A. Nh÷ng hao tæn thø nhÊt
1. Chïng øng suÊt trong cèt
thÐp
• khi c¨ng b»ng ph−¬ng
ph¸p c¬ häc
σ
0,22 sp − 0,1 σ sp
R s,ser
0,1σ sp − 20
–
a) ®èi víi thÐp sîi
0,05σ sp
–
b) ®èi víi thÐp thanh
0,03σ sp
–
a) ®èi víi thÐp sîi
b) ®èi víi thÐp thanh
–
• khi c¨ng b»ng ph−¬ng
ph¸p nhiÖt ®iÖn hay c¬
nhiÖt ®iÖn
ë ®©y:
σ sp
, MPa, ®−îc lÊy kh«ng kÓ
®Õn hao tæn øng suÊt. NÕu gi¸ trÞ hao
tæn tÝnh ®−îc mang dÊu “trõ” th× lÊy
gi¸ trÞ b»ng 0.
B¶ng 6 – Hao tæn øng suÊt (tiÕp theo)
C¸c yÕu tè g©y hao tæn
Gi¸ trÞ hao tæn øng suÊt, MPa
øng suÊt tr−íc trong cèt
khi c¨ng trªn bÖ
thÐp
khi c¨ng trªn bª t«ng
§èi víi bª t«ng cÊp tõ B15 ®Õn B40:
2. Chªnh lÖch nhiÖt ®é
–
gi÷a cèt thÐp c¨ng trong
1,25 ∆t
vïng bÞ nung nãng vµ
§èi víi bª t«ng cÊp B45 vµ lín h¬n:
thiÕt bÞ nhËn lùc c¨ng khi
–
1,0 ∆t
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 9/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
bª t«ng bÞ nãng
trong ®ã: ∆t – chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a
cèt thÐp ®−îc nung nãng vµ bÖ c¨ng cè
®Þnh (ngoµi vïng nung nãng) nhËn lùc
c¨ng, oC. Khi thiÕu sè liÖu chÝnh x¸c lÊy
∆t = 65oC.
Khi c¨ng cèt thÐp trong qu¸ tr×nh gia nhiÖt
tíi trÞ sè ®ñ ®Ó bï cho hao tæn øng suÊt do
chªnh lÖch nhiÖt ®é, th× hao tæn øng suÊt
do chªnh lÖch nhiÖt ®é lÊy b»ng 0.
3. BiÕn d¹ng cña neo ®Æt
ë thiÕt bÞ c¨ng
∆l
Es
l
∆l1 + ∆l2
Es
l
trong ®ã: ∆l – biÕn d¹ng cña c¸c vßng trong ®ã: ∆l1 – biÕn d¹ng
®Öm bÞ Ðp, c¸c ®Çu neo bÞ Ðp côc bé, lÊy cña ªcu hay c¸c b¶n ®Öm gi÷a
b»ng 2 mm; khi cã sù tr−ît gi÷a c¸c thanh c¸c neo vµ bª t«ng, lÊy b»ng
cèt thÐp trong thiÕt bÞ kÑp dïng nhiÒu lÇn, 1 mm;
∆l x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
∆l2 – biÕn d¹ng cña neo
∆l = 1,25 + 0,15 d
h×nh cèc, ªcu neo, lÊy b»ng 1
víi d – ®−êng kÝnh thanh cèt thÐp, mm; mm.
l – chiÒu dµi cèt thÐp c¨ng (kho¶ng c¸ch l – chiÒu dµi cèt thÐp c¨ng
gi÷a mÐp ngoµi cña c¸c gèi trªn bÖ cña (mét sîi), hoÆc cÊu kiÖn, mm.
khu«n hoÆc thiÕt bÞ), mm.
Khi c¨ng b»ng nhiÖt ®iÖn, hao tæn do biÕn
d¹ng neo kh«ng kÓ ®Õn trong tÝnh to¸n v×
chóng ®· ®−îc kÓ ®Õn khi x¸c ®Þnh ®é gi·n
dµi toµn phÇn cña cèt thÐp
B¶ng 6 – Hao tæn øng suÊt (tiÕp theo)
C¸c yÕu tè g©y hao tæn
øng suÊt trong cèt thÐp
4. Ma s¸t cña cèt thÐp
a) víi thµnh èng r·nh
hay bÒ mÆt bª t«ng
Gi¸ trÞ hao tæn øng suÊt, MPa
khi c¨ng trªn bÖ
khi c¨ng trªn bª t«ng
σ sp 1 −
1
e ωχ +δθ
trong ®ã: e – c¬ sè l«garit tù
nhiªn;
δ , ω – hÖ sè, x¸c ®Þnh theo
b¶ng 7;
χ – chiÒu dµi tÝnh tõ thiÕt bÞ
c¨ng ®Õn tiÕt diÖn tÝnh to¸n, m;
θ – tæng gãc chuyÓn h−íng
cña trôc cèt thÐp, radian;
σ sp – ®−îc lÊy kh«ng kÓ ®Õn
hao tæn øng suÊt.
b) víi thiÕt bÞ n¾n h−íng
σ sp 1 −
1
eδθ
trong ®ã: e – c¬ sè l«garit tù nhiªn;
δ – hÖ sè, lÊy b»ng 0,25;
θ – tæng gãc chuyÓn h−íng cña trôc cèt
thÐp, radian;
σ sp – ®−îc lÊy kh«ng kÓ ®Õn hao tæn
øng suÊt.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 10/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
5. BiÕn d¹ng cña khu«n
thÐp khi chÕ t¹o kÕt cÊu
bª t«ng cèt thÐp øng lùc
tr−íc
η
∆l
l
Es
trong ®ã: η – hÖ sè, lÊy b»ng:
+
η=
–
n −1
, khi c¨ng cèt thÐp b»ng
2n
kÝch;
+η
=
n −1
, khi c¨ng cèt thÐp b»ng
4n
ph−¬ng ph¸p c¬ nhiÖt ®iÖn sö dông
m¸y têi (50% lùc do t¶i träng cña vËt
nÆng).
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 11/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
B¶ng 6 – Hao tæn øng suÊt (tiÕp theo)
C¸c yÕu tè g©y hao tæn
øng suÊt trong cèt thÐp
Gi¸ trÞ hao tæn øng suÊt, MPa
khi c¨ng trªn bÖ
khi c¨ng trªn bª t«ng
n – sè nhãm cèt thÐp ®−îc c¨ng kh«ng ®ång
thêi.
∆l – ®é dÞch l¹i gÇn nhau cña c¸c gèi trªn bÖ
theo ph−¬ng t¸c dông cña lùc P , ®−îc x¸c ®Þnh
tõ tÝnh to¸n biÕn d¹ng khu«n.
l – kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mÐp ngoµi cña c¸c
gèi trªn bÖ c¨ng.
Khi thiÕu c¸c sè liÖu vÒ c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ
kÕt cÊu khu«n, hao tæn do biÕn d¹ng khu«n lÊy
b»ng 30 MPa.
Khi c¨ng b»ng nhiÖt ®iÖn, hao tæn do biÕn d¹ng
khu«n trong tÝnh to¸n kh«ng kÓ ®Õn v× chóng ®·
®−îc kÓ ®Õn khi x¸c ®Þnh ®é gi·n dµi toµn phÇn
cña cèt thÐp.
6. Tõ biÕn nhanh cña bª
t«ng
a) §èi víi bª t«ng ®ãng
r¾n tù nhiªn
40
σ bp
R bp
khi
σ bp
Rbp
≤α
σ bp
σ bp
>α
− α khi
40α + 85β
R
R bp
bp
trong ®ã
α
α
vµ
β
– hÖ sè, lÊy nh− sau:
= 0,25 + 0,025 R bp , nh−ng kh«ng lín h¬n
0,8;
β = 5,25 – 0,185 R bp , nh−ng kh«ng lín h¬n
2,5 vµ kh«ng nhá h¬n 1,1;
σ bp
– ®−îc x¸c ®Þnh t¹i møc träng t©m cèt
thÐp däc S vµ S ′ , cã kÓ ®Õn hao tæn theo môc
1 ®Õn 5 trong b¶ng nµy.
§èi víi bª t«ng nhÑ, khi c−êng ®é t¹i thêi ®iÓm
b¾t ®Çu g©y øng lùc tr−íc b»ng 11 MPa hay nhá
h¬n th× thay hÖ sè 40 thµnh 60.
b) §èi víi bª t«ng ®−îc Hao tæn tÝnh theo c«ng thøc ë môc 6a cña b¶ng
d−ìng hé nhiÖt
nµy, sau ®ã nh©n víi hÖ sè 0,85.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 12/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
B¶ng 6 – Hao tæn øng suÊt (tiÕp theo)
C¸c yÕu tè g©y hao tæn
øng suÊt trong cèt thÐp
Gi¸ trÞ hao tæn øng suÊt, MPa
khi c¨ng trªn bÖ
khi c¨ng trªn bª t«ng
B. Nh÷ng hao tæn thø hai
7. Chïng øng suÊt trong cèt
thÐp
a) §èi víi thÐp sîi
–
b) §èi víi thÐp thanh
–
σ
0,22 sp − 0,1 σ sp
R s,ser
0,1σ sp − 20
8. Co ngãt cña bª t«ng (xem Bª t«ng ®ãng
r¾n tù nhiªn
®iÒu 4.3.4)
Bª t«ng
nÆng
Bª t«ng
h¹t nhá
a) B35 vµ thÊp h¬n
b) B40
c) B45 vµ lín h¬n
d) nhãm A
e) nhãm B
f) nhãm C
Bª t«ng g) lo¹i ®Æc ch¾c
nhÑ cã
cèt liÖu h) lo¹i cã lç rçng
nhá
9. Tõ biÕn cña bª t«ng (xem
®iÒu 4.3.4)
a) §èi víi bª t«ng nÆng vµ bª
t«ng nhÑ cã cèt liÖu nhá ®Æc
ch¾c.
Bª t«ng ®−îc d−ìng hé nhiÖt
trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt
khÝ quyÓn
40
35
50
40
60
50
Hao tæn ®−îc x¸c ®Þnh theo môc 8a, b
trong b¶ng nµy vµ nh©n víi hÖ sè1,3
Hao tæn ®−îc x¸c ®Þnh theo môc 8a
trong b¶ng nµy vµ nh©n víi hÖ sè1,5
Hao tæn ®−îc x¸c ®Þnh theo môc 8a
trong b¶ng nµy nh− ®èi víi bª t«ng nÆng ®ãng
r¾n tù nhiªn
50
45
70
(xem chó gi¶i cho môc 1
trong b¶ng nµy)
Kh«ng phô thuéc ®iÒu kiÖn
®ãng r¾n cña
bª t«ng
30
35
40
40
60
50
40
40
50
150 α σ bp Rbp khi σ bp Rbp ≤ 0,75 ;
300 α (σ bp R bp − 0,375) khi σ bp R bp > 0,75 ,
trong ®ã:
σ bp
– lÊy nh− ë môc 6 trong b¶ng nµy;
α – hÖ sè, lÊy nh− sau:
+ víi bª t«ng ®ãng r¾n tù nhiªn, lÊy α = 1;
+ víi bª t«ng ®−îc d−ìng hé nhiÖt trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt khÝ quyÓn, lÊy
0,85.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
α
=
Trang 13/14
Chương 2: CÁC LOẠI TỔN THẤT ỨNG SUẤT
B¶ng 6 – Hao tæn øng suÊt (kÕt thóc)
C¸c yÕu tè g©y hao tæn
øng suÊt trong cèt thÐp
b) Bª t«ng h¹t
nhá
Gi¸ trÞ hao tæn øng suÊt, MPa
khi c¨ng trªn bÖ
khi c¨ng trªn bª t«ng
nhãm A
Hao tæn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc ë môc 9a trong b¶ng nµy, sau ®ã nh©n
kÕt qu¶ víi hÖ sè 1,3
nhãm B
Hao tæn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc ë môc 9a trong b¶ng nµy, sau ®ã nh©n
kÕt qu¶ víi hÖ sè 1,5
nhãm C
Hao tæn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc ë môc 9a trong b¶ng nµy
khi α = 0,85
c) Bª t«ng nhÑ dïng cèt liÖu nhá Hao tæn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc ë môc 9a trong b¶ng nµy, sau ®ã nh©n
rçng
kÕt qu¶ víi hÖ sè 1,2
10. Ðp côc bé bÒ mÆt bª t«ng do cèt
thÐp cã d¹ng ®ai xo¾n hay d¹ng ®ai
trßn (khi kÕt cÊu cã ®−êng kÝnh nhá
h¬n 3 m)
–
11. BiÕn d¹ng nÐn do khe nèi gi÷a
c¸c blèc (®èi víi kÕt cÊu l¾p ghÐp
tõ c¸c blèc).
–
70 – 0,22
trong ®ã:
d ext
d ext – ®−êng kÝnh
ngoµi cña kÕt cÊu, cm
n
∆l
Es
l
trong ®ã: n – sè l−îng khe nèi
gi÷a kÕt cÊu vµ thiÕt bÞ kh¸c theo
chiÒu dµi cña cèt thÐp c¨ng;
∆l
– biÕn d¹ng Ðp s¸t t¹i mçi khe:
+ víi khe ®−îc nhåi bª t«ng, lÊy
∆l
= 0,3 mm;
+ víi khe ghÐp trùc tiÕp, lÊy
∆l
= 0,5 mm;
l – chiÒu dµi cèt thÐp c¨ng, mm.
Ghi chó:
1. Hao tæn øng suÊt trong cèt thÐp c¨ng
S′
®−îc x¸c ®Þnh gièng nh− trong cèt thÐp
S;
2. §èi víi kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp tù øng lùc, hao tæn do co ngãt vµ tõ biÕn cña bª t«ng ®−îc x¸c ®Þnh theo sè liÖu thùc
nghiÖm.
3. Ký hiÖu cÊp ®é bÒn cña bª t«ng xem ®iÒu 5.1.1.
Giaûng vieân: ThS. Leâ Ñöùc Hieån
Trang 14/14
- Xem thêm -