Tài liệu Luận văn thạc sĩ xây dựng Thiết kế sàn không dầm bê tông ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn eurocode 2

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o bé x©y dùng Tr­êng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi ------- Vò m¹nh linh ThiÕt kÕ sµn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc c¨ng sau theo tiªu chuÈn eurocode 2 LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Chuyªn ngµnh: X©y dùng d©n dông & c«ng nghiÖp Hµ néi – 2011 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o bé x©y dùng Tr­êng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi ------- Vò m¹nh linh Kho¸: 2008 – 2011, líp: CH2008x ThiÕt kÕ sµn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc c¨ng sau theo tiªu chuÈn eurocode 2 LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Chuyªn ngµnh: x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp M· sè: 60.58.20 ng­êi h­íng dÉn khoa häc: gs. Tskh. NguyÔn tr©m Hµ néi – 2011 Lêi c¶m ¬n Sau thêi gian häc tËp vµ nghiªn cøu t¹i líp cao häc x©y dùng 2008X, Khoa ®µo t¹o trªn ®¹i häc, Tr­êng §¹i Häc KiÕn Tróc Hµ Néi, d­íi sù gi¶ng d¹y cña c¸c thÇy gi¸o trong khoa, sù gióp ®ì tËn t×nh cña Ban chñ nhiÖm Khoa vµ c¸n bé c«ng nh©n viªn trong Khoa, sù cè vÊn vµ h­íng dÉn nhiÖt t×nh cña thÇy gi¸o h­íng dÉn khoa häc, céng víi sù nç lùc cña b¶n th©n, t«i ®· hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp cao häc víi ®Ò tµi: ThiÕt kÕ sµn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc c¨ng sau theo tiªu chuÈn Eurocode 2 . T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c cÊp l·nh ®¹o Tr­êng §¹i Häc KiÕn Tróc Hµ Néi, khoa ®µo t¹o trªn ®¹i häc vµ c¸c thÇy gi¸o cïng tËp thÓ c¸n bé c«ng nh©n viªn trong tr­êng ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho t«i trong qu¸ tr×nh häc tËp, nghiªn cøu t¹i tr­êng. T«i ®Æc biÖt c¶m ¬n thÇy gi¸o GS. TSKH. NguyÔn Tr©m – Ng­êi ®· cã c«ng lín trong viÖc h­íng dÉn khoa häc, tËn t×nh chØ b¶o t«i gióp t«i hoµn thµnh tèt luËn v¨n nµy. T¸c gi¶ luËn v¨n Vò M¹nh Linh Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i. C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch­a tõng cã ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh khoa häc nµo kh¸c. T¸c gi¶ luËn v¨n Vò M¹nh Linh 1 Lêi c¶m ¬n lêi cam ®oan Môc lôc...............................................................................................Trang 1 B¶ng ký hiÖu vµ ch÷ viÕt t¾t sö dông trong luËn v¨n ............................................4 Më ®Çu ..............................................................................................................6 * Lý do nghiªn cøu ...............................................................................................6 * Môc ®Ých nghiªn cøu .........................................................................................6 * Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu ...................................................................................6 * Ph¹m vi nghiªn cøu ...........................................................................................6 Ch­¬ng 1: tæng quan vÒ sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc vµ C¸c quy ®Þnh chung .............................................................7 1.1 Tæng quan vÒ sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc ...........................................7 1.2 C¸c quy ®Þnh chung ........................................................................................11 1.2.1 T¶i träng ......................................................................................................11 1.2.2 Tæ hîp t¶i träng ...........................................................................................13 1.2.3 Bª t«ng .........................................................................................................15 1.2.4 Cèt thÐp c­êng ®é cao .................................................................................16 1.2.5 C¸c vËt liÖu kh¸c .........................................................................................21 1.2.6 Kho¶ng c¸ch, líp b¶o vÖ cèt thÐp ................................................................22 1.2.7 Neo ..............................................................................................................23 1.2.8 Nèi chång ....................................................................................................26 1.2.9 C¬ cÊu dÉn h­íng ........................................................................................27 1.2.10 C¬ cÊu øng suÊt tr­íc ................................................................................28 Ch­¬ng 2: Quy tr×nh thiÕt kÕ ..............................................................30 2.1 C¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh néi lùc sµn ph¼ng ................................................30 2.1.1 Ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp ..................................................................................30 2.1.2 Ph­¬ng ph¸p khung t­¬ng ®­¬ng ................................................................31 2 2.1.3 Ph­¬ng ph¸p ®­êng ch¶y dÎo ......................................................................32 2.1.4 Ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n .....................................................................32 2.2 X¸c ®Þnh chiÒu dµy sµn...................................................................................33 2.2.1 X¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn c¾t thñng ...............................................................33 2.2.2 X¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn h¹n chÕ ®é vâng ...................................................42 2.3 Lùc øng suÊt tr­íc ..........................................................................................46 2.3.1 Lùc øng suÊt tr­íc .......................................................................................46 2.3.2 Lùc øng suÊt tr­íc tèi ®a .............................................................................47 2.3.3 Giíi h¹n øng suÊt trong bª t«ng ..................................................................47 2.3.4 T¶i träng c©n b»ng .......................................................................................48 2.4 X¸c ®Þnh c¸c tæn hao øng suÊt........................................................................50 2.4.1 Tæn hao øng suÊt do biÕn d¹ng tøc thêi cña bª t«ng ...................................50 2.4.2 Tæn hao øng suÊt do co ngãt cña bª t«ng ....................................................50 2.4.3 Tæn hao øng suÊt do chïng cèt thÐp ............................................................52 2.4.4 Tæn hao øng suÊt do ma s¸t .........................................................................56 2.4.5 Tæn hao øng suÊt t¹i neo..............................................................................57 2.5 KiÓm tra tiÕt diÖn theo TTGH 1 vµ TTGH 2 ..................................................58 2.5.1 KiÓm tra tiÕt diÖn theo TTGH 1...................................................................58 2.5.2 KiÓm tra tiÕt diÖn theo TTGH 2...................................................................65 Ch­¬ng 3: vÝ dô tÝnh to¸n ......................................................................69 3.1 X©y dùng s¬ ®å khèi vÒ quy tr×nh thiÕt kÕ .....................................................69 3.2 TÝnh to¸n víi sè liÖu cô thÓ ............................................................................70 3.2.1 C¸c th«ng sè chÝnh ......................................................................................70 3.2.2 Chän chiÒu dµy sµn vµ x¸c ®Þnh t¶i träng ...................................................70 3.2.3 X¸c ®inh néi lùc sµn ....................................................................................72 3.2.4 X¸c ®Þnh quü ®¹o c¸p vµ c¸c tæn hao øng suÊt............................................73 3.2.5 X¸c ®Þnh sè l­îng c¸p .................................................................................77 3.2.6 KiÓm tra tiÕt diÖn theo TTGH 1...................................................................78 3 3.2.7 KiÓm tra tiÕt diÖn theo TTGH 2...................................................................80 3.3 X©y dùng ch­¬ng tr×nh tÝnh tù ®éng hãa ........................................................82 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ ..............................................................................84 tµi liÖu tham kh¶o ....................................................................................86 4 B¶ng ký hiÖu vµ ch÷ viÕt t¾t sö dông trong luËn v¨n Ch÷ c¸i Latinh viÕt hoa A DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang Ac DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña bª t«ng Ap DiÖn tÝch tiÕt diÖn c¸p øng lùc tr­íc As DiÖn tÝch tiÕt diÖn cèt thÐp th­êng As, min DiÖn tÝch tiÕt diÖn tèi thiÓu cèt thÐp Asw DiÖn tÝch tiÕt diÖn cèt thÐp chÞu c¾t D §­êng kÝnh ®é cong uèn cèt thÐp E HÖ qu¶ t¸c ®éng Ec M«®un ®µn håi tiÕp tuyÕn cña bª t«ng Ecd M«®un ®µn håi tÝnh to¸n cña bª t«ng Ecm M«®un ®µn håi c¸t tuyÕn cña bª t«ng Ep M«®un ®µn håi tÝnh to¸n cña cèt thÐp øng lùc tr­íc Es M«®un ®µn håi tÝnh to¸n cña cèt thÐp EI §é cøng uèn F T¸c ®éng Fd Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña t¸c ®éng Fk Gi¸ trÞ ®Æc tr­ng cña t¸c ®éng Gk T¸c ®éng th­êng xuyªn ®Æc tr­ng I M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn bª t«ng L ChiÒu dµi M M«men uèn MEd Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña m«men uèn N Lùc däc trôc NEd Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña lùc däc trôc P øng lùc tr­íc 5 Po Lùc c¨ng ban ®Çu t¹i ®Çu neo c¸p Qk T¸c ®éng thay ®æi ®Æc tr­ng R §é bÒn SLS Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông ULS Tr¹ng th¸i giíi h¹n ®é bÒn ¦LT øng lùc tr­íc V Lùc c¾t VEd Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña lùc c¾t TTGH 1 Tr¹ng th¸i giíi h¹n 1 TTGH 2 Tr¹ng th¸i giíi h¹n 2 Ch÷ c¸i Latinh th­êng d ChiÒu dµy sµn fck C­êng ®é chÞu nÐn ®Æc tr­ng cña bª t«ng fcd C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña bª t«ng fp C­êng ®é chÞu kÐo cña c¸p øng lùc tr­íc fpk C­êng ®é chÞu kÐo ®Æc tr­ng cña c¸p øng lùc tr­íc ft C­êng ®é chÞu kÐo cña cèt thÐp ftk C­êng ®é chÞu kÐo ®Æc tr­ng cña cèt thÐp fy C­êng ®é ch¶y dÎo cña cèt thÐp fyk C­êng ®é ch¶y dÎo ®Æc tr­ng cña cèt thÐp 6 Më ®Çu * Lý do nghiªn cøu Trong tiÕn tr×nh héi nhËp vµ ph¸t triÓn hiÖn nay, viÖc hiÓu biÕt tiªu chuÈn thiÕt kÕ cña c¸c n­íc tiªn tiÕn ®èi víi nh÷ng ng­êi lµm c«ng t¸c kü thuËt lµ cÇn thiÕt. Tiªu chuÈn ch©u ©u EN 1992 ThiÕt kÕ kÕt cÊu bª t«ng n»m trong bé tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu nhµ vµ c«ng tr×nh do tiÓu ban kü thuËt Ch©u ¢u so¹n th¶o vµ tiªu chuÈn ho¸ ®Ó ¸p dông cho c¸c n­íc thuéc Liªn minh Ch©u ¢u. HiÖn nay, sµn bª t«ng øng lùc tr­íc c¨ng sau ®­îc øng dông ngµy cµng phæ biÕn trong c¸c c«ng tr×nh x©y dùng. Trong tiªu chuÈn TCXDVN 356 : 2005 ®· ban hµnh chñ yÕu ®Ò cËp ®Õn thiÕt kÕ cÊu kiÖn dÇm bªt«ng øng lùc tr­íc. §Ò tµi ThiÕt kÕ sµn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc c¨ng sau theo tiªu chuÈn Eurocode 2 sÏ ®Ò cËp tæng quan vÒ tiªu chuÈn Eurocode vµ tr×nh tù thiÕt kÕ cô thÓ cho sµn kh«ng dÇm bªt«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc. * Môc ®Ých nghiªn cøu Nghiªn cøu c¸c quy ®Þnh vÒ vËt liÖu, t¶i träng vµ nguyªn lý cÊu t¹o ®èi víi kÕt cÊu bªt«ng cèt thÐp trong tiªu chuÈn Eurocode 2. Nghiªn cøu quy tr×nh thiÕt kÕ sµn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc theo tiªu chuÈn Eurocode 2. * Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu Nghiªn cøu tiªu chuÈn Eurocode 2 vµ c¸c tµi liÖu liªn quan. * Ph¹m vi nghiªn cøu Sµn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc c¨ng sau trong nhµ cao tÇng. 7 Ch­¬ng 1 : Tæng quan vÒ sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc vµ C¸c quy ®Þnh chung 1.1 Tæng quan vÒ sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr­íc lµ mét d¹ng kÕt cÊu ®Æc biÖt trong kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp ®· vµ ®ang ®­îc sö dông réng r·i trong x©y dùng nhµ vµ c«ng tr×nh. KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr­íc ®­îc thùc hiÖn theo 2 c«ng nghÖ kh¸c nhau tïy thuéc vµo ph­¬ng thøc s¶n xuÊt vµ thi c«ng. §ã lµ c«ng nghÖ c¨ng tr­íc vµ c«ng nghÖ c¨ng sau [2]. Tõ ®Çu nh÷ng n¨m 1990 trë l¹i ®©y, tr­íc yªu cÇu x©y dùng nhµ nhiÒu tÇng, nhµ nhÞp lín t¨ng m¹nh vµ do c«ng nghÖ n­íc ngoµi ®­îc ®­a vµo nhiÒu theo cïng víi vèn ®Çu t­ n­íc ngoµi, c«ng nghÖ øng lùc tr­íc ®· b¾t ®Çu ®­îc dïng trong kÕt cÊu nhµ cöa ë ViÖt Nam chñ yÕu lµ trong kÕt cÊu sµn, vµ cã xu h­íng trë nªn phæ biÕn h¬n [9]. KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr­íc ®­îc nghiªn cøu vµ øng dông ë ViÖt Nam kh¸ sím, tõ nh÷ng n¨m 60 thÕ kû XX. So víi kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp th­êng ­u ®iÓm næi bËt cña kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr­íc lµ [9]: - Lµm t¨ng ®é cøng cña kÕt cÊu, do vËy cho phÐp gi¶m ®­îc kÝch th­íc tiÕt diÖn, gi¶m ®­îc träng l­îng b¶n th©n kÕt cÊu vµ v­ît ®­îc c¸c khÈu ®é lín; - Cã kh¶ n¨ng khèng chÕ sù h×nh thµnh vÕt nøt vµ ®é vâng; - TiÕt kiÖm ®­îc vËt liÖu bªt«ng vµ cèt thÐp do viÖc sö dông vËt liÖu c­êng ®é cao. Trong kÕt cÊu c«ng tr×nh d©n dông, hÖ thèng sµn ®­îc quan t©m nhiÒu nhÊt khi ¸p dông c«ng nghÖ øng lùc tr­íc lµ do: sµn lµ bé phËn kÕt cÊu cã chi phÝ ®¸ng kÓ nhÊt, chiÕm kh«ng d­íi 50% tæng chi phÝ kÕt cÊu toµn c«ng tr×nh trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch sµn. ViÖc sö dông bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr­íc sÏ t¸c ®éng thuËn lîi vµo gi¸ thµnh c«ng tr×nh theo hai h­íng: 8 - Träng l­îng b¶n th©n sµn ®­îc gi¶m nhÑ. BÒ dµy sµn øng lùc tr­íc gi¶m xuèng cßn kho¶ng 50 – 80% bÒ dµy cña sµn bª t«ng cèt thÐp b×nh th­êng víi cïng kÝch th­íc nhÞp vµ ®iÒu kiÖn t¶i träng. Khèi l­îng cèt thÐp còng ®­îc gi¶m m¹nh nh­ng bï vµo ®ã gi¸ thµnh thÐp c­êng ®é cao rÊt lín (gÊp 3-4 lÇn thÐp x©y dùng b×nh th­êng) nªn chi phÝ vÒ cèt thÐp kh«ng thay ®æi bao nhiªu. Tuy vËy, viÖc gi¶m träng l­îng b¶n th©n sµn sÏ kÐo theo viÖc gi¶m khèi l­îng vËt t­ cho nhiÒu kÕt cÊu kh¸c nh­ cét, t­êng mãng, vµ ®¶m b¶o cã lîi cho kÕt cÊu nhµ ë vïng chÞu ®éng ®Êt do lùc ngang qu¸n tÝnh gi¶m cïng víi khèi l­îng sµn. - TiÕn ®é thi c«ng sµn t¨ng nhanh, do sö dông bª t«ng m¸c cao kÕt hîp víi phô gia. Mét sè c«ng tr×nh ®· ®­îc x©y dùng cho thÊy tiÕn ®é thi c«ng trung b×nh 7-10 ngµy/ tÇng cho diÖn tÝch x©y dùng 400-500m2/sµn. C«ng t¸c vµ khu«n kh¸ ®¬n gi¶n nhÊt lµ víi lo¹i sµn kh«ng dÇm, ®­îc sö dông chñ yÕu trong nhµ cao tÇng cã sµn øng lùc tr­íc. - Ngoµi ra viÖc më réng l­íi cét, gi¶m chiÒu cao tÇng nhµ vµ c¸c thiÕt bÞ, phô kiÖn phôc vô cho viÖc g©y øng lùc tr­íc ngµy cµng ®­îc hoµn thiÖn, gän nhÑ vµ hiÖu qua, còng ®ãng gãp nhiÒu phÇn quan träng vµo sù thµnh c«ng cña sµn bª bª t«ng øng lùc tr­íc. Tuy nhiªn sö dông kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr­íc nãi chung vµ c«ng nghÖ c¨ng sau nãi riªng ®Òu ®ßi hái c¸c nhµ t­ vÊn thiÕt kÕ, t­ vÊn gi¸m s¸t, nhµ thÇu x©y dùng cÇn cã nh÷ng kiÕn thøc vµ kinh nghiÖm nhÊt ®Þnh míi ®em l¹i hiÖu qu¶ mong muèn. §Æc biÖt víi thiÕt kÕ chÞu ®éng ®Êt, hÖ sµn ®ãng vai trß rÊt quan träng trong sù lµm viÖc tæng thÓ cña kÕt cÊu chÞu ®éng ®Êt. Chóng lµm viÖc nh­ nh÷ng tÊm cøng ngang, tiÕp nhËn c¸c lùc qu¸n tÝnh sang hÖ kÕt cÊu th¼ng ®øng vµ b¶o ®¶m cho c¸c hÖ kÕt cÊu nµy cïng nhau lµm viÖc khi chÞu t¸c ®éng cña ®éng ®Êt theo ph­¬ng ngang [5]. 9 Ph­¬ng ph¸p t¹o øng lùc tr­íc trong sµn: - C¸c sµn bª t«ng øng lùc tr­íc ë ViÖt Nam hiÖn nay th­êng dïng ph­¬ng ph¸p c¨ng sau (post – tension) cã hoÆc kh«ng dÝnh kÕt. - Sau khi v¸n khu«n sµn ®­îc l¾p dùng vµ kiÓm tra theo ®óng vÞ trÝ thiÕt kÕ, tiÕn hµnh ®Æt cèt thÐp th­êng vµ cèt thÐp øng lùc tr­íc còng nh­ c¸c thiÕt bÞ neo. §Ó ®¶m b¶o cho c¸c c¸p øng lùc tr­íc ph¸t huy tèt kh¶ n¨ng chÞu lùc, chóng ®­îc bè trÝ theo c¸c ®­êng d¶i c¸p ®Þnh tr­íc trªn mÆt b»ng vµ trªn mÆt c¾t sµn. - C¸p øng lùc tr­íc ®­îc luån trong c¸c èng ghen polyetilen sau khi ®· ®­îc bäc mì chèng ¨n mßn hoÆc luån trong c¸c èng ghen dÑt b»ng kim lo¹i máng, mét ®Çu ®­îc neo cè ®Þnh ®Çu kia nèi víi neo t¹o øng lùc. VÞ trÝ chÝnh x¸c cña c¸p øng lùc tr­íc ®­îc ®¸nh dÊu trªn v¸n khu«n. Sau ®ã tiÕn hµnh ®æ t«ng ®· ®¹t ®­îc c­êng ®é cÇn thiÕt theo yªu cÇu cña thiÕt kÕ. ViÖc c¨ng c¸p ®­îc tiÕn hµnh theo hai b­íc : b­íc mét t¹o lùc c¨ng xÊp xØ b»ng 50% lùc c¨ng quy ®Þnh, b­íc hai t¹o ®ñ lùc c¨ng. B­íc hai chØ ®­îc tiÕn hµnh sau khi ®· kÕt thóc b­íc mét cho toµn sµn. - C«ng nghÖ c¨ng sau ®­îc thùc hiÖn viÖc c¨ng cèt thÐp g©y øng lùc tr­íc trong kÕt cÊu chØ sau khi bª t«ng ®æ t¹i chç ®¹t c­êng ®é Ýt nhÊt 80% cÊp ®é bÒn thiÕt kÕ. §iÓm tú cña thiÕt bÞ c¨ng n»m ngay trªn c¹nh hay trªn mÆt kÕt cÊu nªn cßn ®­îc gäi lµ c¨ng trªn bª t«ng. §Ó ®¶m b¶o cho viÖc c¨ng cèt thÐp ®­îc thuËn lîi, cèt c¨ng ph¶i ®­îc luån trong r·nh hoÆc c¸c lo¹i èng chuyªn dông. Cho ®Õn nay nhiÒu c«ng tr×nh cao tÇng, c¸c c«ng tr×nh c«ng nghiÖp, c«ng tr×nh c«ng céng ®· vµ ®ang ®­îc c¸c ®¬n vÞ thiÕt kÕ, x©y dùng trong n­íc dïng c«ng nghÖ bª t«ng øng lùc tr­íc ngµy cµng cã hiÖu qu¶. 10 H×nh 1.1 Tßa nhµ Keangnam H×nh 1.2 Tßa nhµ 165 §éi CÊn Hµ Néi (T¸c gi¶ s­u tÇm) Hµ Néi (T¸c gi¶ s­u tÇm) 11 H×nh 1.3 §Çu neo cè ®Þnh (T¸c gi¶ s­u tÇm) H×nh 1.4 §Çu neo ®éng (T¸c gi¶ s­u tÇm) 1.2 C¸c quy ®Þnh chung 1.2.1 T¶i träng [4] T¶i träng ®Æc tr­ng: t¶i träng t¸c ®éng lªn kÕt cÊu cã thÓ cã nh÷ng gi¸ trÞ lín bÐ kh¸c nhau, cã thÓ t×m ®­îc gi¸ trÞ trung b×nh cña chóng. T¶i träng ®Æc tr­ng lµ gi¸ trÞ t¶i träng xuÊt hiÖn trªn kÕt cÊu víi x¸c suÊt ®¶m b¶o 95%. TÝnh to¸n trong lý thuyÕt tr¹ng th¸i giíi h¹n ph¶i kÓ ®Õn nh÷ng sai lÖch cã thÓ x¶y ra trong thiÕt kÕ b»ng c¸ch ®­a vµo hÖ sè an toµn riªng ®èi víi t¶i träng γf. Gi¸ trÞ t¶i träng dïng ®Ó thiÕt kÕ sÏ lµ: T¶i träng thiÕt kÕ = T¶i träng ®Æc tr­ng × hÖ sè riªng γf (1-1) 12 B¶ng 1.1 HÖ sè riªng ®èi víi t¶i träng khi tÝnh theo TTGH thø nhÊt [4] Dïng khi T¶i träng T¶i träng T¶i träng th­êng xuyªn t¹m thêi chÝnh t¹m thêi chÝnh Gk Qk,1 Qk,i BÊt lîi Cã lîi BÊt lîi Cã lîi BÊt lîi Cã lîi a) KiÓm tra æn ®Þnh tÜnh häc 1,10 0,90 1,50 0 1,50 0 1,35 1,00 1,50 0 1,50 0 1,35 1,15 1,5 0 1,5 0 cña kÕt cÊu b) ThiÕt kÕ c¸c cÊu kiÖn cña kÕt cÊu (kh«ng kÓ t¸c ®éng cña ®Êt) c) TÝnh to¸n cïng mét lóc c¶ hai tr­êng hîp a vµ b B¶ng 1.2 HÖ sè riªng ®èi víi t¶i träng khi tÝnh theo TTGH thø hai [4] Dïng cho T¶i träng th­êng TÊt c¶ c¸c tr­êng hîp tÝnh to¸n xuyªn 1,0 T¶i träng t¹m thêi 1,0 T¸c ®éng bÊt lîi ®Ó chØ tr­êng hîp t¶i träng g©y bÊt lîi cho kÕt cÊu, tøc lµ lµm cho néi lùc cña kÕt cÊu t¨ng lªn. T¸c ®éng cã lîi ®Ó chØ tr­êng hîp t¶i träng kh«ng g©y bÊt lîi cho kÕt cÊu, tøc lµ lµm cho néi lùc cña kÕt cÊu gi¶m ®i. 13 1.2.2 Tæ hîp t¶i träng [4] T¶i träng th­êng xuyªn cïng víi c¸c t¶i träng t¹m thêi ph¶i ®­îc tæ hîp víi nhau ®Ó t×m ®­îc néi lùc lín nhÊt dïng ®Ó thiÕt kÕ. Khi tæ hîp t¶i träng, ngoµi hÖ sè riªng ®èi víi t¶i träng cßn cÇn cã thªm hÖ sè tæ hîp ψ. - C¸c tæ hîp t¶i träng khi tÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n vÒ c­êng ®é: Tæ hîp c¬ b¶n dïng cho tr­êng hîp thiÕt kÕ ng¾n h¹n hoÆc dµi h¹n Trong tæ hîp c¬ b¶n nµy, hÖ sè tæ hîp ®­îc lÊy nh­ sau: §èi víi t¶i träng th­êng xuyªn hÖ sè tæ hîp ψ = 1,0. Khi chØ cã mét lo¹i t¶i träng t¹m thêi ψ = 1,0. Khi cã nhiÒu h¬n mét lo¹i t¶i träng t¹m thêi th× ®èi víi t¶i träng t¹m thêi chÝnh lÊy ψ = 1,0 cßn c¸c t¶i träng t¹m thêi kÌm theo ®­îc nh©n víi hÖ sè ψο. Cã thÓ biÓu thÞ gi¸ trÞ tæ hîp cña néi lùc nh­ sau : Ed = ∑γ j ≥1 G, j Gk , j + γ Q ,1Qk ,1 + ∑γ i ≥1 (1-2) ψ o ,i Qk ,i Q ,i DÊu "+" trong biÓu thøc cã nghÜa lµ tæ hîp víi. DÊu ∑ lµ chØ c¸c t¶i träng t­¬ng tù cïng t¸c ®éng. B¶ng 1.3 C¸c gi¸ trÞ cña hÖ sè ψ trong c¸c tæ hîp t¶i träng [4] ψο ψ1 ψ2 Lo¹i A : Nhµ ë, biÖt thù 0,7 0,5 0,3 Lo¹i B : V¨n phßng 0,7 0,5 0,3 Lo¹i C : Phßng häp 0,7 0,7 0,7 Lo¹i D : Cöa hµng 0,7 0,7 0,6 Lo¹i E : Kho tµng 1,0 0,9 0,8 Lo¹i F : DiÖn tÝch giao th«ng, träng l­îng 0,7 0,7 0,6 T¶i träng T¶i träng trong nhµ, theo lo¹i 14 ph­¬ng tiÖn < 30kN Lo¹i G : DiÖn tÝch giao th«ng, 30kN < träng 0,7 0,5 0,3 Lo¹i H : M¸i 0,7 0 0 T¶i träng giã t¸c ®éng lªn nhµ cöa 0,5 0,2 0 l­îng ph­¬ng tiÖn < 160kN B¶ng 1.4 HÖ sè γf trong c¸c tæ hîp t¶i träng tÝnh theo TTGH 1 [4] Tr­êng hîp tÝnh to¸n T¶i träng T¶i träng th­êng xuyªn t¹m thêi T¶i träng Gk Qk giã BÊt lîi Cã lîi BÊt lîi Cã lîi a) T¶i träng th­êng xuyªn + mét t¶i träng 1,35 1,00 1,5 0 - 1,35 1,00 - - 1,5 t¹m thêi b) T¶i träng th­êng xuyªn + giã ψ0 × 1,5 c) T¶i träng th­êng xuyªn + mét t¶i träng 1,35 1,00 1,5 0 Víi ψ0 = 0,5 t¹m thêi (chÝnh) + giã d) T¶i träng th­êng xuyªn + mét t¶i träng 1,35 1,00 ψ0 × 1,5 0 1,5 t¹m thêi + giã (chÝnh) Tæ hîp bÊt th­êng, dïng cho tr­êng hîp thiÕt kÕ bÊt th­êng: Ed = ∑ Gk . j + Ad + (ψ 1.1hoÆcψ 2.1 )Q k.i + ∑ψ 2.i Q k .i j ≥1 (1-3) i ≥1 Tæ hîp ®éng ®Êt, t­¬ng øng víi tr­êng hîp thiÕt kÕ chèng ®éng ®Êt: Ed = ∑ Gk . j + Ad + (ψ 1.1hoÆcψ 2.1 )Q k.i + ∑ψ 2.i Q k .i j ≥1 i ≥1 (1-4) 15 - C¸c tæ hîp khi tÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông: Tæ hîp ®Æc tr­ng, sö dông cho c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n kh«ng phôc håi: Ed = ∑ Gk . j + Q k.1 + ∑ψ 2.i Q k .i j ≥1 (1-5) i ≥1 Tæ hîp ng¾n h¹n, sö dông cho c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n cã phôc håi: Ed = ∑ Gk . j + ψ 1.1Q k.1 + ∑ψ 2.i Q k .i j ≥1 (1-6) i ≥1 Tæ hîp dµi h¹n, sö dông ®Ó tÝnh hiÖu øng dµi h¹n vµ biÓu hiÖn bÒ ngoµi cña kÕt cÊu nh­ nøt, vâng Ed = ∑ Gk . j + ∑ψ 2.i Q k .i (1-7) TCVN 2737 – 1995 quy ®Þnh tæ hîp t¶i träng gåm cã tæ hîp c¬ b¶n vµ tæ hîp ®Æc biÖt [11]: - Tæ hîp c¬ b¶n gåm c¸c t¶i träng th­êng xuyªn, t¶i träng t¹m thêi dµi h¹n vµ t¹m thêi ng¾n h¹n; - Tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt gåm c¸c t¶i träng th­êng xuyªn, t¶i träng t¹m thêi dµi h¹n, t¶i träng t¹m thêi ng¾n h¹n cã thÓ x¶y ra vµ mét trong c¸c t¶i träng ®Æc biÖt. 1.2.3 Bª t«ng [4] C­êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng ®ù¬c x¸c ®Þnh víi mÉu tiªu chuÈn h×nh trô: D = 150mm, h = 300mm. C­êng ®é cña mÉu bª t«ng lµ øng suÊt øng víi lùc nÐn N lµm mÉu bÞ ph¸ ho¹i: fc = N (N/mm2) Ac trong ®ã: Ac – DiÖn tÝch ngang cña mÉu; N – Lùc nÐn ph¸ ho¹i. (1-8) 16 Tiªu chuÈn EC-2 quy ®Þnh cÊp bÒn cña bª t«ng kh«ng nhá h¬n C30/37. Víi c­êng ®é nh­ vËy, bª t«ng sÏ cã biÕn d¹ng co ngãt nhá, ®Æc tr­ng tõ biÕn nhá vµ m« ®un ®µn håi cao, lµm gi¶m hao tæn øng suÊt trong cèt thÐp. B¶ng 1.5 Gi¸ trÞ Ec vµ fck cña bª t«ng dïng cho kÕt cÊu ¦LT [16] CÊp C30/37 C35/45 C40/50 C50/60 fck (N/mm2) 30 35 40 50 Ec (kN/mm2) 32 33,5 35 37 C¸c gi¸ trÞ trung b×nh cña mÉu nÐn h×nh trô theo EC – 2 cã thÓ chuyÓn ®æi thµnh mÉu l¨ng trô theo TCXDVN 356 : 2005 nh­ sau: vÝ dô víi m¸c C30/37, 30 lµ c­êng ®é chÞu nÐn ®Æc tr­ng fck cña mÉu h×nh trô tuæi 28 ngµy, 37 lµ cña mÉu lËp ph­¬ng, gÇn ®óng ta cã hÖ sè chuyÓn ®æi gi÷a hai lo¹i mÉu lµ 37 : 30 = 1,23 [7]. 1.2.4 Cèt thÐp c­êng ®é cao [1] Thanh c¨ng øng suÊt tr­íc ph¶i cã møc ®é nh¹y thÊp vµ cã thÓ chÊp nhËn ®­îc ®èi víi ¨n mßn øng suÊt. Møc ®é nh¹y ®èi víi ¨n mßn øng suÊt ®­îc xem nh­ lµ thÊp vµ cã thÓ chÊp nhËn ®­îc nÕu thanh c¨ng øng suÊt tr­íc phï hîp víi tiªu chÝ ®· quy ®Þnh trong tiªu chuÈn EN 10080 hoÆc trong tµi liÖu cña tæ chøc phª chuÈn kü thuËt Ch©u ¢u. §èi víi thÐp phï hîp víi tiªu chuÈn nµy, c­êng ®é chÞu kÐo, øng suÊt t¹i biÕn d¹ng d­ 0,1% vµ ®é gi·n dµi t­¬ng øng víi t¶i träng lín nhÊt ®­îc quy ®Þnh trong c¸c ®iÒu kho¶n vÒ gi¸ trÞ ®Æc tr­ng; c¸c gi¸ trÞ nµy cã ký hiÖu t­¬ng øng lµ fpk, fp0,1k vµ εuk. Thanh c¨ng øng suÊt tr­íc ph¶i ®­îc ph©n lo¹i vÒ chïng cèt thÐp - Kh«ng ®­îc cã mèi hµn trong sîi thÐp vµ thanh thÐp. C¸c sîi thÐp riªng biÖt trong bã c¸p cã thÓ thùc hiÖn c¸c mèi hµn so le chØ tr­íc khi kÐo nguéi.