Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước - Chương 1: Khái niệm chung - Trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM

KẾT CẤU BÊ TƠNG ỨNG LỰC TRƯỚC
BÀI GIẢNG MƠN HỌC
THS. HUỲNH THẾ VĨ
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Tên: .
MSSV: 
Lớp: 
ThS. HUỲNH THẾ VĨ
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BÀI GIẢNG MƠN HỌC
THƠNG TIN GIẢNG VIÊN GIẢNG DẠY
 Thơng tin Cán bộ giảng dạy:
 Họ và tên: ThS. HUỲNH THẾ VĨ
 Năm sinh: 1988
 Quê quán: Đức Phổ - Quảng Ngãi
 Quá trình học tập & đào tạo:
• Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, 2006-2011, tốt 
nghiệp Kỹ sư năm 2011, chương trình “Kỹ sư tài năng”
• Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, 2011-2013, tốt 
nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật năm 2013.
 Chứng chỉ hành nghề hoạt động xây dựng:
• Số BXD-00027041, hạng I được Bộ Xây Dựng cấp ngày 
27.12.2018
 Liên hệ:
• Fanpage: Dạy xây dựng HTV.
• Website: www.dayxaydunghtv.com
• Bộ mơn Kết cấu cơng trình, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, 
Trường Đại học GTVT TP.HCM.
MỤC ĐÍCH MƠN HỌC
 Nhằm giúp sinh viên:
Cĩ kiến thức về phương án thiết kế sử dụng kết cấu
BTULT và trường hợp áp dụng trong thực tế.
Biết được vật liệu và các thiết bị dùng trong kết cấu
BTULT.
Nắm được trình tự thiết kế và thi cơng kết cấu BTULT.
Tính tốn được các bài tốn thiết kế cơ bản khi dùng
BTULT.
PHẠM VI MƠN HỌC
Nghiên cứu và thiết kế kết cấu BTULT căng sau (post-
tension), sử dụng cáp dính kết (bond tendon) theo tiêu
chuẩn BS 8110:1997.
Áp dụng cho cơng trình dân dụng và cơng nghiệp.
NỘI DUNG MƠN HỌC
Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG
Chương 2: VẬT LIỆU VÀ CẤU TẠO
Chương 3: CÁC CHỈ DẪN TÍNH TỐN CƠ BẢN
Chương 4: KIỂM TRA ỨNG SUẤT THEO BS 8110:1997
Chương 5: TÍNH TỐN CHỊU UỐN THEO BS 8110:1997
Chương 6: TÍNH TỐN CHỊU CẮT THEO BS 8110:1997
Chương 7: TÍNH TỐN ĐỘ VÕNG THEO BS 8110:1997
Chương 8: THIẾT KẾ SÀN BTULT HAI PHƯƠNG CĂNG SAU 
THEO BS 8110:1997
HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ MƠN HỌC
Hình thức Trọng số
Kiểm tra giữa kỳ 30%
Kiểm tra cuối kỳ 70%
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] BS 8110:1997 : Structural use of concrete - Part 1,2.
[2] Technical Report No. 43: Post-tensioned concrete 
floors – Design Handbook.
[3] Design of prestressed concrete structures, T.Y. Lin & 
Ned H. Burns
[4] Prestressed concrete structures, Amlan K Sengupta 
& Devdas Menon
[5] ACI 318-08: Building code requirements for 
structural concrete
[6] Phan Quang Minh, Sàn phẳng bê tơng ứng lực trước 
căng sau, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2010.
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: SHP Plaza (2015)
Địa điểm: Hải Phòng
Phương án: Dầm sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Wilton Tower (2015)
Địa điểm: Q.Bình Thạnh – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Sunrise City View (2015) 
Địa điểm: Q.7 – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: The Prince Residence (2013) 
Địa điểm: Q.Phú Nhuận – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Pearl Plaza (2011) 
Địa điểm: Q. Bình Thạnh – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: PARK AVENUE (2015) 
Địa điểm: Q. 11 – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: THE BOTANICA (2015) 
Địa điểm: Q. TÂN BÌNH – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: SADORA APARTMENT (2015) 
Địa điểm: Q. 2 – TP.HCM
Phương án: Dầm sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Lim Tower 2 (2014) 
Địa điểm: Q. 3 – TP.HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Dragon HaLong Bay (2016) 
Địa điểm: TP. Hạ Long, Quảng Ninh
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Luxury Apartment Saigon 
(2016)
Địa điểm: Q.1 – TP HCM
Phương án: Sàn DUL
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU BTULT
Project: Liberty central Da Nang Hotel (2016)
Địa điểm: Q.Sơn Trà – Đà Nẵng
Phương án: Sàn DUL
Chương 1
KHÁI NIỆM CHUNG
1.1 Khái niệm cơ sở
1.2 Sự ra đời của bê tông cốt thép ứng lực trước
1.3 Hiệu quả của ứng lực trước
1.4 Phân loại BTCT ứng lực trước
1.5 Các phương pháp gây ứng lực trước
1.1. Khái niệm cơ sở
Khuyết điểm của BTCT thường:
 Không thể tránh được sự xuất hiện vết nứt khi tải
trọng q đáng kể.
 Trọng lượng bản thân rất lớn (g >> p)
1.1. Khái niệm cơ sở
 Bản chất của BTULT:
 Ý tưởng ban đầu
Hình 1.1. Nguyên lý chế tạo thùng rượu
Principle of prestressing applied to wooden barrel construction 
1.1. Khái niệm cơ sở
 Bản chất của BTULT (tt):
 Bê tông chịu kéo kém  tạo ra ứng suất nén trước ban
đầu để giảm ứng suất kéo do tải trọng gây ra ở giai
đoạn sử dụng.
1.2. Sự ra đời của BTULT
 Bê tông
 Bê tông cốt thép
 Bê tông cốt thép ứng lực trước (BTCT ULT)
 Lịch sử phát triển:
 1886: Jackson (Mỹ) nhận bằng sáng chế nhờ việc buột
chặt các sợi dây thép vào bê tông khi thi công sàn.
 1888: Doehring (Đức) nhận bằng sáng chế nhờ việc tạo
nên lực kéo trước vào kim loại đặt trong BT trước khi chất
tải.
 1928: Freyssinet (Pháp) ứng dụng sợi thép cường độ cao
UST trong kết cấu BT và phát triển công nghệ chế tạo
BTCT ULT. Ông được xem là “cha đẻ của BTCT ULT”.
1.2. Sự ra đời của BTULT
 Lịch sử phát triển (tt):
 1938: Hoyer (Đức) phát triển phương pháp căng trước
(pre-tension method).
 1940: Magnel (Bỉ) phát triển phương pháp căng sau (post-
tension method).
 1952: International Federation for Prestressing (FIP) được
thành lập ở Châu Âu.
 1954: Precast/ Prestressed Concrete Institute (PCI) được
thành lập ở Mỹ.
1.2. Sự ra đời của BTULT
 Tiến trình phát triển của VLXD:
VL chịu nén
Đá, gạch
BT cường độ cao
(HSC)
VL chịu kéo
Tre, dây thừng
Thép thanh, 
thép sợi
BT thường 
(NSC)
BTCT thường
Phối hợp thụ động
Phối hợp chủ động
BTCT ULT
Cap cường độ 
cao (HSS)
1.3. Hiệu quả của ứng lực trước
Hiệu quả kỹ thuật:
 Làm nén trước và giảm ứng suất kéo trong cấu kiện bê
tông.
 Kiểm soát, hạn chế độ võng và vết nứt trong cấu kiện
bê tông.
 Tăng bước cột công trình.
 Giảm chiều cao tiết diện.
 Giảm trọng lượng kết cấu.
 Giảm khối lượng cốt thép dọc gia cường.
1.3. Hiệu quả của ứng lực trước
Hiệu quả kinh tế:
 Thi công nhanh, đơn giản.
 Hoàn thiện nhanh, giảm được chi phí hoàn thiện.
 Giảm tối đa chiều cao mỗi tầng -> Giảm chiều cao
công trình.
1.3. Hiệu quả của ứng lực trước
Hiệu quả kinh tế (tt):
 Bố trí linh hoạt cho mặt bằng sử dụng.
 Thay đổi công năng sử dụng dễ dàng.
 Giảm chi phí phần thô kết cấu với nhịp từ 8m trở lên.
1.4. Phân loại BTCT ULT
 Tùy thuộc đặc điểm thiết kế và PP thi công.
 Theo thời điểm căng cáp ULT:
 PP căng trước.
 PP căng sau.
 Theo vị trí bố trí cáp ULT:
 PP căng trong.
 PP căng ngoài.
 Theo hình dạng cấu kiện ULT:
 Ứng lực thẳng.
 Ứng lực vòng.
 Theo mức độ hạn chế ứng suất kéo trong cấu kiện:
 ACI: loại U – loại T – loại C.
 BS 8110-1997: loại 1 – loại 2 – loại 3.
1.5. Các phương pháp gây ứng lực trước
 Phương pháp căng trước:
i, Trước khi căng cáp DUL
ii, Sau khi căng cáp DUL
Hình 1.2. Sơ đồ phương pháp căng trước
Cáp DUL được căng trước khi đổ bê tông.
1
2 3
4
B
6 5
B1
1.5. Các phương pháp gây ứng lực trước
 Phương pháp căng sau:
i, Bố trí ống chờ và đổ bê tông cho cấu kiện
ii, Trong quá trình căng cáp DUL
iii, Sau khi căng cáp DUL
Hình 1.3. Sơ đồ phương pháp căng sau
3
4
2 1