Tài liệu Lv tính toán sàn ứng lực trước căng sau

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 tr−íc vμ C¸c quy ®Þnh chung............................................................. 7 1.1 Tæng quan vÒ sμn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc ........................................... 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 c−êng ®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 h−íng ........................................................................................ 27 1.2.10 C¬ cÊu øng suÊt tr−íc ................................................................................ 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 tr−íc .......................................................................................... 46 2.3.1 Lùc øng suÊt tr−íc ....................................................................................... 46 2.3.2 Lùc øng suÊt tr−íc 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 l−îng 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 tr−íc As DiÖn tÝch tiÕt diÖn cèt thÐp th−êng 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 tr−íc 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 tr−ng cña t¸c ®éng Gk T¸c ®éng th−êng xuyªn ®Æc tr−ng 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 tr−íc 5 Po Lùc c¨ng ban ®Çu t¹i ®Çu neo c¸p Qk T¸c ®éng thay ®æi ®Æc tr−ng R §é bÒn SLS Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông ULS Tr¹ng th¸i giíi h¹n ®é bÒn ¦LT øng lùc tr−íc 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 th−êng d ChiÒu dμy sμn fck C−êng ®é chÞu nÐn ®Æc tr−ng cña bª t«ng fcd C−êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña bª t«ng fp C−êng ®é chÞu kÐo cña c¸p øng lùc tr−íc fpk C−êng ®é chÞu kÐo ®Æc tr−ng cña c¸p øng lùc tr−íc ft C−êng ®é chÞu kÐo cña cèt thÐp ftk C−êng ®é chÞu kÐo ®Æc tr−ng cña cèt thÐp fy C−êng ®é ch¶y dÎo cña cèt thÐp fyk C−êng ®é ch¶y dÎo ®Æc tr−ng 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 n−íc tiªn tiÕn ®èi víi nh÷ng ng−êi 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 n−íc thuéc Liªn minh Ch©u ¢u. HiÖn nay, sμn bª t«ng øng lùc tr−íc 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 tr−íc. §Ò tμi ThiÕt kÕ sμn kh«ng dÇm bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc 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 tr−íc. * 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 tr−íc 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 tr−íc c¨ng sau trong nhμ cao tÇng. 7 Ch−¬ng 1 : Tæng quan vÒ sμn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc vμ C¸c quy ®Þnh chung 1.1 Tæng quan vÒ sμn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr−íc 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 tr−íc ®−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 tr−íc vμ c«ng nghÖ c¨ng sau [2]. Tõ ®Çu nh÷ng n¨m 1990 trë l¹i ®©y, tr−íc yªu cÇu x©y dùng nhμ nhiÒu tÇng, nhμ nhÞp lín t¨ng m¹nh vμ do c«ng nghÖ n−íc ngoμi ®−îc ®−a vμo nhiÒu theo cïng víi vèn ®Çu t− n−íc ngoμi, c«ng nghÖ øng lùc tr−íc ®· b¾t ®Çu ®−îc dïng trong kÕt cÊu nhμ cöa ë ViÖt Nam chñ yÕu lμ trong kÕt cÊu sμn, vμ cã xu h−íng trë nªn phæ biÕn h¬n [9]. KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr−íc ®−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 th−êng −u ®iÓm næi bËt cña kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr−íc lμ [9]: - Lμm t¨ng ®é cøng cña kÕt cÊu, do vËy cho phÐp gi¶m ®−îc kÝch th−íc tiÕt diÖn, gi¶m ®−îc träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu vμ v−ît ®−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 c−êng ®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 tr−íc lμ do: sμn lμ bé phËn kÕt cÊu cã chi phÝ ®¸ng kÓ nhÊt, chiÕm kh«ng d−íi 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 tr−íc sÏ t¸c ®éng thuËn lîi vμo gi¸ thμnh c«ng tr×nh theo hai h−íng: 8 - Träng l−îng b¶n th©n sμn ®−îc gi¶m nhÑ. BÒ dμy sμn øng lùc tr−íc gi¶m xuèng cßn kho¶ng 50 – 80% bÒ dμy cña sμn bª t«ng cèt thÐp b×nh th−êng víi cïng kÝch th−íc nhÞp vμ ®iÒu kiÖn t¶i träng. Khèi l−îng cèt thÐp còng ®−îc gi¶m m¹nh nh−ng bï vμo ®ã gi¸ thμnh thÐp c−êng ®é cao rÊt lín (gÊp 3-4 lÇn thÐp x©y dùng b×nh th−êng) nªn chi phÝ vÒ cèt thÐp kh«ng thay ®æi bao nhiªu. Tuy vËy, viÖc gi¶m träng l−îng b¶n th©n sμn sÏ kÐo theo viÖc gi¶m khèi l−îng vËt t− cho nhiÒu kÕt cÊu kh¸c nh− cét, t−êng 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 l−îng 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 tr−íc. - Ngoμi ra viÖc më réng l−íi cét, gi¶m chiÒu cao tÇng nhμ vμ c¸c thiÕt bÞ, phô kiÖn phôc vô cho viÖc g©y øng lùc tr−íc 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 tr−íc. Tuy nhiªn sö dông kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tr−íc 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 tr−íc trong sμn: - C¸c sμn bª t«ng øng lùc tr−íc ë ViÖt Nam hiÖn nay th−êng 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 th−êng vμ cèt thÐp øng lùc tr−íc còng nh− c¸c thiÕt bÞ neo. §Ó ®¶m b¶o cho c¸c c¸p øng lùc tr−íc ph¸t huy tèt kh¶ n¨ng chÞu lùc, chóng ®−îc bè trÝ theo c¸c ®−êng d¶i c¸p ®Þnh tr−íc trªn mÆt b»ng vμ trªn mÆt c¾t sμn. - C¸p øng lùc tr−íc ®−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 tr−íc ®−îc ®¸nh dÊu trªn v¸n khu«n. Sau ®ã tiÕn hμnh ®æ t«ng ®· ®¹t ®−îc c−êng ®é cÇn thiÕt theo yªu cÇu cña thiÕt kÕ. ViÖc c¨ng c¸p ®−îc tiÕn hμnh theo hai b−íc : b−íc mét t¹o lùc c¨ng xÊp xØ b»ng 50% lùc c¨ng quy ®Þnh, b−íc hai t¹o ®ñ lùc c¨ng. B−íc hai chØ ®−îc tiÕn hμnh sau khi ®· kÕt thóc b−íc mét cho toμn sμn. - C«ng nghÖ c¨ng sau ®−îc thùc hiÖn viÖc c¨ng cèt thÐp g©y øng lùc tr−íc trong kÕt cÊu chØ sau khi bª t«ng ®æ t¹i chç ®¹t c−êng ®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 n−íc dïng c«ng nghÖ bª t«ng øng lùc tr−íc 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¶ s−u tÇm) Hμ Néi (T¸c gi¶ s−u tÇm) 11 H×nh 1.3 §Çu neo cè ®Þnh (T¸c gi¶ s−u tÇm) H×nh 1.4 §Çu neo ®éng (T¸c gi¶ s−u tÇm) 1.2 C¸c quy ®Þnh chung 1.2.1 T¶i träng [4] T¶i träng ®Æc tr−ng: 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 tr−ng 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 f. Gi¸ trÞ t¶i träng dïng ®Ó thiÕt kÕ sÏ lμ: T¶i träng thiÕt kÕ = T¶i träng ®Æc tr−ng  hÖ sè riªng f (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 th−êng 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 tr−êng 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 th−êng TÊt c¶ c¸c tr−êng hîp tÝnh to¸n xuyªn 1,0 T¶i träng t¹m thêi 1,0 T¸c ®éng bÊt lîi ®Ó chØ tr−êng 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 tr−êng 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 th−êng 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  - C¸c tæ hîp t¶i träng khi tÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n vÒ c−êng ®é: Tæ hîp c¬ b¶n dïng cho tr−êng 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 th−êng xuyªn hÖ sè tæ hîp  Khi chØ cã mét lo¹i t¶i träng t¹m thêi  Khi cã nhiÒu h¬n mét lo¹i t¶i träng t¹m thêi th× ®èi víi t¶i träng t¹m thêi chÝnh lÊy cßn c¸c t¶i träng t¹m thêi kÌm theo ®−îc nh©n víi hÖ sè   Cã thÓ biÓu thÞ gi¸ trÞ tæ hîp cña néi lùc nh− sau : Ed   j 1 G, j Gk , j   Q ,1Qk ,1   i 1  o ,i Qk ,i (1-2) 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 trong c¸c tæ hîp t¶i träng [4]    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 l−îng 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 l−îng ph−¬ng tiÖn < 160kN B¶ng 1.4 HÖ sè ftrong c¸c tæ hîp t¶i träng tÝnh theo TTGH 1 [4] Tr−êng hîp tÝnh to¸n T¶i träng T¶i träng th−êng xuyªn t¹m thêi T¶i träng Gk Qk giã BÊt lîi Cã lîi BÊt lîi Cã lîi a) T¶i träng th−êng xuyªn + mét t¶i träng 1,35 1,00 1,5 0 - 1,35 1,00 - - 1,5 t¹m thêi b) T¶i träng th−êng xuyªn + giã    c) T¶i träng th−êng xuyªn + mét t¶i träng 1,35 1,00 1,5 0 Víi  t¹m thêi (chÝnh) + giã d) T¶i träng th−êng xuyªn + mét t¶i träng 1,35 1,00    0 1,5 t¹m thêi + giã (chÝnh) Tæ hîp bÊt th−êng, dïng cho tr−êng hîp thiÕt kÕ bÊt th−êng: Ed   Gk . j  Ad  ( 1.1hoÆc 2.1 )Q k.i   2.i Q k .i j 1 (1-3) i 1 Tæ hîp ®éng ®Êt, t−¬ng øng víi tr−êng hîp thiÕt kÕ chèng ®éng ®Êt: Ed   Gk . j  Ad  ( 1.1hoÆc 2.1 )Q k.i   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 tr−ng, sö dông cho c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n kh«ng phôc håi: Ed   Gk . j  Q k.1   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   1.1Q k.1   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   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 th−êng 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 th−êng 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] C−êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng ®ù¬c x¸c ®Þnh víi mÉu tiªu chuÈn h×nh trô: D = 150mm, h = 300mm. C−êng ®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 c−êng ®é nh− vËy, bª t«ng sÏ cã biÕn d¹ng co ngãt nhá, ®Æc tr−ng 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 c−êng ®é chÞu nÐn ®Æc tr−ng 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 c−êng ®é cao [1] Thanh c¨ng øng suÊt tr−íc 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 tr−íc 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, c−êng ®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 tr−ng; c¸c gi¸ trÞ nμy cã ký hiÖu t−¬ng øng lμ fpk, fp0,1k vμ uk. Thanh c¨ng øng suÊt tr−íc 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 tr−íc khi kÐo nguéi. 17 - §èi víi cuén c¸p øng suÊt tr−íc, sau khi th¸o cuén sîi c¸p hay bã c¸p, ®é cong lín nhÊt cña c¸p ph¶i phï hîp víi EN 10138, trõ nh÷ng quy ®Þnh ®· nÕu trong tμi liÖu cña tæ chøc phª chuÈn kü thuËt Ch©u ¢u. - C¸c ®Æc tr−ng c¬ lý cña thÐp øng suÊt tr−íc ®−îc nªu trong tiªu chuÈn EN 10138 hoÆc c¸c tμi liÖu cña tæ chøc phª chuÈn kü thuËt Ch©u ¢u. - C¸c thanh c¨ng øng suÊt tr−íc (sîi, bã c¸p vμ thanh thÐp) ph¶i ®−îc ph©n lo¹i theo: §é bÒn, biÓu thÞ øng suÊt (fp0,1k) t¹i biÕn d¹ng d− 0,1% vμ gi¸ trÞ tû sè cña c−êng ®é chÞu kÐo vμ c−êng ®é t¹i biÕn d¹ng d− 0,1%, (fp / fp0,1k), vμ ®é gi·n dμi t¶i träng lín nhÊt (uk). - Khèi l−îng thùc tÕ cña c¸c thanh c¨ng øng suÊt tr−íc so víi khèi l−îng danh nghÜa kh«ng ®−îc sai kh¸c nhiÒu h¬n giíi h¹n ®−îc quy ®Þnh trong EN 10138 hoÆc trong tμi liÖu cña tæ chøc phª chuÈn kü thuËt Ch©u ¢u. Trong tiªu chuÈn nμy x¸c ®Þnh ba lo¹i chïng cèt thÐp: Lo¹i 1: sîi hoÆc bã c¸p - ®é chïng th«ng th−êng; Lo¹i 2: sîi hoÆc bã c¸p - ®é chïng thÊp; Lo¹i 3: c¸c thanh thÐp c¸n nãng vμ thanh thÐp ®· qua xö lý. §é bÒn øng suÊt t¹i biÕn d¹ng d− 0,1% (fp0,1k) vμ gi¸ trÞ c−êng ®é chÞu kÐo quy ®Þnh (fpk) ®−îc x¸c ®Þnh nh− lμ gi¸ trÞ ®Æc tr−ng cña lùc t¹i biÕn d¹ng cßn d− 0,1% vμ lùc kÐo däc trôc ®Æc tr−ng lín nhÊt chia cho diÖn tÝch danh nghÜa tiÕt diÖn ngang. C¸c ®Æc tr−ng dÎo Thanh c¨ng øng suÊt tr−íc ph¶i cã ®ñ tÝnh dÎo nh− ®· quy ®Þnh trong EN 10138. 18 Cã thÓ gi¶ thiÕt thanh c¨ng øng suÊt tr−íc cã ®ñ tÝnh dÎo th«ng qua ®é gi·n dμi nÕu nã ®¹t ®−îc gi¸ trÞ ®é gi·n dμi t¹i lùc lín nhÊt theo quy ®Þnh ®· nÕu trong EN 10138. C¸c biÓu ®å øng suÊt – biÕn d¹ng ®èi víi c¸c thanh c¨ng øng suÊt tr−íc dùa trªn c¸c sè liÖu cña s¶n phÈm ph¶i ®−îc nhμ s¶n xuÊt chuÈn bÞ vμ vÏ trong phô lôc cña chøng chØ kÌm theo. Cã thÓ gi¶ thiÕt thanh c¨ng øng suÊt tr−íc cã ®ñ tÝnh dÎo th«ng qua kÐo thanh c¨ng nÕu fp / fp0,1k  k. Gi¸ trÞ k kiÕn nghÞ lÊy b»ng 1. B¶ng 1.6 C¸c th«ng sè chÝnh cña c¸p ¦LT [16] D fpk fp0,1k Po Pmax (mm) (N/mm2) (N/mm2) kN kN Th«ng th−êng 15,2 1670 1420 177 167 (STD) 12,5 1770 1500 125 118 §Æc biÖt 15,7 1770 1500 202 191 (SUP) 12,9 2860 1580 142 134 C−êng ®é cao 18,0 1700 1450 291 275 (DYF) 15,2 1820 1545 229 217 12,7 1860 1580 159 150 Lo¹i c¸p trong ®ã: fpk – c−êng ®é chÞu kÐo ®Æc tr−ng cña c¸p; fp0,1k – c−êng ®é chÞu kÐo ®Æc tr−ng cña c¸p t¹i biÕn d¹ng d− 0,1%; Po – lùc c¨ng tr−íc t¹i neo; Pmax – lùc c¨ng tr−íc tèi ®a. C¸c gi¶ thiÕt tÝnh to¸n Ph©n tÝch kÕt cÊu ®−îc thùc hiÖn trªn c¬ së diÖn tÝch danh nghÜa cña tiÕt diÖn ngang thanh c¨ng øng suÊt tr−íc vμ c¸c gi¸ trÞ ®Æc tr−ng fp0,1k, fpk vμ uk. Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña m«®un ®μn håi Ep cã thÓ gi¶ thiÕt b»ng 205 GPa ®èi víi sîi thÐp vμ thanh thÐp. Phô thuéc vμo quy tr×nh chÕ t¹o, gi¸ trÞ thùc tÕ 19 cã thÓ n»m trong ph¹m vi 195 ®Õn 210GPa. C¸c chøng chØ kÌm theo s¶n phÈm hμng hãa cã thÓ ®−a ra gi¸ trÞ thÝch hîp. Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña m«®un ®μn håi Ep cã thÓ gi¶ thiÕt b»ng 195GPa ®èi víi c¸p. Phô thuéc vμo quy tr×nh chÕ t¹o, gi¸ trÞ thùc tÕ cã thÓ n»m trong ph¹m vi 185 ®Õn 205GPa. C¸c chøng chØ kÌm theo cã thÓ ®−a ra gi¸ trÞ thÝch hîp. Khèi l−îng thÓ tÝch trung b×nh cña thanh c¨ng øng suÊt tr−íc, dïng cho môc ®Ých thiÕt kÕ cã thÓ lÊy b»ng 7580kg/m3. C¸c gi¸ trÞ nªu trªn cã thÓ gi¶ thiÕt lμ ®óng trong ph¹m vi nhiÖt ®é gi÷a -400C vμ +1000C ®èi víi thanh c¨ng øng suÊt tr−íc n»m trong kÕt cÊu ®· hoμn chØnh. Gi¸ trÞ tÝnh to¸n ®èi víi øng suÊt trong thÐp fpd ®−îc lÊy b»ng fp0,1k/s. §Ó thiÕt kÕ tiÕt diÖn ngang, cã thÓ ¸p dông c¸c gi¶ thiÕt sau ®©y ThiÕt kÕ dùa trªn quan hÖ øng suÊt - biÕn d¹ng n»m trong giíi h¹n ®μn håi. Gi¸ trÞ biÕn d¹ng giíi h¹n kiÕn nghÞ lμ: ud = 0,02, fp0,1k/ fpk = 0,9 (1-9) Thanh c¨ng øng suÊt tr−íc trong èng lång C¸c thanh c¨ng øng suÊt tr−íc trong èng lång (vÝ dô nh− thanh c¨ng b¸m dÝnh trong èng lång, thanh c¨ng kh«ng b¸m dÝnh ...) ph¶i ®−îc b¶o vÖ chèng ¨n mßn mét c¸ch ®Çy ®ñ vμ th−êng xuyªn. C¸c thanh c¨ng øng suÊt tr−íc trong èng lång ph¶i ®−îc b¶o vÖ ®Çy ®ñ ®Ó chèng l¹i ¶nh h−ëng cña ch¸y. Trong cÊu kiÖn bª t«ng ¦LT cÇn dïng thÐp c−êng ®é cao ®Ó t¹o ra lùc c¨ng tr−íc lín v× trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o vμ sö dông, mét phÇn øng suÊt c¨ng ban ®Çu bÞ mÊt ®i. Trong cÊu kiÖn ®¬n gi¶n, chiu lùc nhá nªn dïng sîi thÐp c−êng ®é cao víi ®−êng kÝnh 3-8. Khi sè l−îng sîi thÐp nhiÒu nªn sö dông bã c¸p. Trong thùc tÕ th−êng dïng c¸p 7 sîi, ®−îc chÕ t¹o tõ 6 sîi thÐp xo¾n quanh mét sîi th¼ng ë chÝnh gi÷a. C¸p 7 sîi th−êng ®−îc chÕ t¹o tõ sîi thÐp 20 5 hoÆc 6. Trong nh÷ng cÊu kiÖn chÞu lùc lín cã thÓ ghÐp c¸c c¸p 7 sîi vμo mét èng r·nh ®Ó t¹o lùc lín h¬n. HiÖn nay ë ViÖt Nam th−êng sö dông c¸p 7 sîi s¶n xuÊt theo tiªu chuÈn ASTM A-416 (Mü) víi hai lo¹i c¸p cã c−êng ®é giíi h¹n nhá nhÊt lμ 1720 MPa vμ 1860 MPa. Bè trÝ c¸c thanh c¨ng øng suÊt tr−íc vμ èng lång: Kho¶ng c¸ch c¸c èng lång hoÆc c¸c thanh c¨ng theo ph−¬ng ph¸p c¨ng tr−íc ph¶i ®¶m b¶o ®¸p øng ®−îc yªu cÇu ®æ, ®Çm bª t«ng vμ ph¶i ®¶m b¶o ph¸t huy ®Çy ®ñ kh¶ n¨ng b¸m dÝnh gi÷a bª t«ng vμ c¸c thanh c¨ng. Kho¶ng c¸ch th«ng thñy theo chiÒu ngang vμ chiÒu ®øng cña c¸c thanh c¨ng ®¬n theo ph−¬ng ph¸p c¨ng tr−íc ph¶i ®¶m b¶o tu©n theo c¸c kho¶ng c¸ch trªn h×nh 1.2. Cã thÓ sö dông c¸c c¸ch bè trÝ kh¸c, miÔn lμ c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm chøng minh ®−îc sù lμm viÖc ë tr¹ng th¸i giíi h¹n tháa m·n vÒ: - Bª t«ng chÞu nÐn t¹i neo; - Sù ph¸ vì bª t«ng; - Neo cña c¸c thanh c¨ng theo ph−¬ng ph¸p c¨ng tr−íc; - §æ bª t«ng gi÷a c¸c thanh c¨ng. VÊn ®Ò ®é bÒn l©u vμ nguy c¬ ¨n mßn cña thanh c¨ng t¹i ®Çu c¸c cÊu kiÖn còng cÇn ph¶i ®−îc xem xÐt. H×nh 1.5 Kho¶ng c¸ch th«ng thñy tèi thiÓu trong thanh c¨ng tr−íc [13] ( lμ ®−êng kÝnh thanh c¨ng vμ d kÝch cì lín nhÊt cña cèt liÖu)