Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước - Chương 3: Các chỉ dẫn tính toán cơ bản - Trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM

Tóm tắt Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước - Chương 3: Các chỉ dẫn tính toán cơ bản - Trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM: ...õm 0.20 3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT  Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):  Tổn hao do trượt đầu neo (Anchorage slip - Wedge draw-in)  Khi cáp được căng (transfer), các nêm sẽ bị trượt 1 khoảng nhỏ trước khi kẹp chặt sợi cáp, đồng thời khối... hao do chùng ứng suất trong cáp xác định theo công thức: rP (3.10) (1000-hour relaxation) x (relaxation factor) x (the prestress force at transfer) 3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT  Tổn hao ứng suất trong các giai đoạn làm việc:  Giai đoạn nén trước (Prestress... e P q qe P bot P M M b b b MP M A W W 3 6 6 bot 4 6 6 1620 10 234.9 10 299.76 10 3.04MPa 0 35 10 40.83 10 40.83 10 Biểu đồ phân bố ứng suất giữa nhịp dầm 3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB  Ví dụ 3.2: Cho P o = 2000kN, e = 400mm. Tổng tổn hao ứng suất = 20%P o . X...

pdf52 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 20/02/2024 | Lượt xem: 190 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng Kết cấu bê tông ứng lực trước - Chương 3: Các chỉ dẫn tính toán cơ bản - Trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 3
CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.1 Nội dung tính toán cơ bản
3.2 Tổn hao ứng suất trong kết cấu ứng lực trước
3.3 Phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước theo
tải trọng cân bằng
ĐƯỜNG CONG P-D CỦA DẦM BTULT ĐIỂN HÌNH
3.1. NỘI DUNG TÍNH TOÁN CƠ BẢN
 Theo BS 8110:1997, cấu kiện BTULT cần được tính toán
theo 3 trạng thái:
 Trạng thái ban đầu (initial – transfer):
 Tương ứng với giai đoạn ngay sau khi cắt cáp ULT.
 Tải trọng tác dụng lên cấu kiện:
 Tải ULT
 Trọng lượng bản thân cấu kiện (SW)
 Trạng thái giới hạn điều kiện sử dụng (SLS):
 Tương ứng với phạm vi thay đổi của tải trọng gây
uốn P
o
≤ P ≤ P
ser
.
 Tải trọng tác dụng lên cấu kiện:
 Tải ULT
 Tổng tải = (SW) + (SDL) + (LL)
3.1. NỘI DUNG TÍNH TOÁN CƠ BẢN
 Trạng thái giới hạn về độ bền (ULS):
 Tương ứng với tải trọng gây uốn tới hạn P = P
u
.
 Tải trọng tác dụng lên cấu kiện:
 Tải ULT
 Tổng tải = (SW) + (SDL) + (LL)
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Tổn hao ứng suất:
 Ứng suất nén trong BT giảm theo thời gian từ khi
truyền ULT.
Hình 3.1. Dầm ở trạng thái ban đầu (initial)
Hình 3.2. Dầm ở trạng thái SLS
t ↑↑
P
t
< P
o
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Phân loại tổn hao ứng suất:
 PP căng sau (post-tension): gồm tất cả tổn hao.
 PP căng trước (pre-tension): không có tổn hao do ma
sát (friction) và trượt đầu neo (anchorage slip).
Losses of prestress
Short-term Long-term
Elastic 
shortening
Friction
Anchorage 
slip
Creep Shrinkage Relaxation
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses):
 Tổn hao do co ngắn đàn hồi (Elastic shortening-ES)
 Khi ULT được truyền cho BT -> cấu kiện co ngắn
lại -> cáp ULT cũng bị co ngắn -> tổn hao ứng suất
trong cáp.
 Xét cấu kiện chịu lực dọc trục gây bởi ULT:
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do biến dạng đàn hồi (Elastic shortening-ES) (tt)
 Giá trị co ngắn đơn vị:
 Tổn hao ứng suất trong thép:
Với E
ci
– Modul đàn hồi của BT tại thời điểm
truyền ứng suất trước (transfer) [Section 7 – BS
8110:1997 part 2]
co o
es
ci ci c
f P
E E A
(3.1)
ps o
ps es
ci c
E P
ES E
E A
(3.2)
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do biến dạng đàn hồi (Elastic shortening-ES) (tt)
 Khi cấu kiện chịu uốn được gây ULT:
 Ứng suất trong BT ở trọng tâm cáp ULT (CGS):
2
o o sw
co
P P e M e
f
A I I
(3.3)
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do biến dạng đàn hồi (Elastic shortening-ES) (tt)
 Đề xuất của BS 8110:1997:
 Giá trị tổn hao trong cáp ULT do biến dạng đàn
hồi:
co
ES
ci
f
0.5
E
(3.5)
Trong đó:
o f
co
- ứng suất trong BT ở trọng tâm cáp ULT tại
thời điểm truyền ứng suất trước (transfer)
o Hệ số 0.5 - xét đến tác động trung bình khi cáp
được căng một cách liên tục.
ES ps ES ps psP ES A E A (3.4)
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do ma sát (Friction loss-FL)
 Trong quá trình căng cáp, tổn hao do ma sát gây ra
bởi:
 Ma sát giữa cáp và ống do sự thay đổi dạng đường
cong của cáp (curvature friction).
 Ma sát giữa cáp và ống do sự dao động của cáp khi
thi công (wobble friction).
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do ma sát (Friction loss-FL) (tt)
 Tổn hao ma sát càng lớn khi khoảng cách từ đầu căng
càng lớn.
Hình 3.3. Giá trị lực nén trước sau khi căng cáp
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do ma sát (Friction loss-FL) (tt)
 Theo BS 8110:1997, giá trị lực căng trong cáp ULT tại
khoảng cách x từ đầu căng:
( kx )
x oP P e (3.6)
Trong đó:
o P
o
- lực căng ban đầu tại đầu kích
o m - hệ số ma sát do sự thay đổi dạng đường cong của
cáp (curvature friction coefficient).
o a - góc chuyển hướng trong cáp từ đầu kích đến điểm
tính toán (rad).
o k - hệ số ma sát do sự dao động của cáp khi thi công
(rad/m) (wobble friction coefficient).
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do ma sát (Friction loss-FL) (tt)
 Giá trị hệ số ma sát m và k theo BS 8110:1997:
• k – phụ thuộc vào cáp, ống gen, khoảng cách giữa
các gối đỡ, thông thường k ≥ 0.0033 (rad/m).
k 0.004 0.0048( rad / m )
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do ma sát (Friction loss-FL) (tt)
• m - phụ thuộc vào loại cáp và điều kiệân tiếp xúc giữa
cáp và ống gen.
• Trong trường hợp cáp hoặc ống gen bị rỉ nặng, giá trị
m cần lấy cao hơn giá trị trong bảng trên.
Loại và dạng tiếp xúc m
Cáp rỉ nhẹ (lightly-rusted strand) trong ống 
thép rỉ nhẹ
0.30
Cáp rỉ nhẹ trong ống mạ kẽm (galvanized 
duct)
0.25
Cáp sáng (bright strand) trong ống mạ kẽm 0.20
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do trượt đầu neo (Anchorage slip - Wedge
draw-in)
 Khi cáp được căng (transfer), các nêm sẽ bị trượt 1
khoảng nhỏ trước khi kẹp chặt sợi cáp, đồng thời
khối neo (anchorage block) cũng dịch chuyển trước
khi đông cứng trong bê tông.
Sự dịch chuyển này làm giảm ứng suất căng ban
đầu trong cáp.
l
set
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao ngắn hạn (short-term losses) (tt):
 Tổn hao do trượt đầu neo (Anchorage slip - Wedge
draw-in) (tt)
 Tổng độ dịch chuyển neo phụ thuộc vào hệ thống
neo.
 Thông thường, thiết kế chọn D = 6-8 mm.
 Tổn hao do trượt đầu neo chỉ xảy ra ở cấu kiện
căng sau.
Hệ thống neo Độ dịch chuyển neo D
Freyssinet 4-6 mm
Magnel 8 mm
Dywidag 1 mm
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses):
 Tổn hao do từ biến của bê tông (Creep of Concrete-CR)
 Biến dạng phát triển theo thời gian trong khi tải
trọng không đổi (tải dài hạn).
 Đề xuất của BS 8110:1997:
 Giá trị tổn hao trong cáp ULT do từ biến:
co co
cc
c c
f f
E E
(3.8)
cr ps cc ps psP CR A E A (3.7)
Trong đó:
o F – hệ số từ biến, phụ thuộc vào bề dày tiết
diện ngang hữu hiệu, độ ẩm tương đối và tuổi
của tải trọng.
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do từ biến của bê tông (Creep of Concrete-CR) (tt)
 Cách xác định hệ số từ biến f:
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do từ biến của bê tông (Creep of Concrete-CR) (tt)
 Từ biến xảy ra sau khi cấu kiện đã được truyền ULT.
 Giá trị f
co
trong công thức (3.8) được xác định với tải
trọng dài hạn.
 Nên chọn bê tông cường độ cao (HSC) để giảm tổn hao
ứng suất do từ biến.
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do co ngót của bê tông (Shrinkage of Concrete-SH)
 Sự co ngót trong bê tông xảy ra khi độ ẩm thấp (low
humidity).
 Bê tông co ngót thép ULT co ngắn lại, từ đó gây
ra sự tổn hao ứng suất.
 Đề xuất của BS 8110:1997:
 Giá trị tổn hao trong cáp ULT do co ngót:
sh ps sh ps psP SH A E A (3.9)
Trong đó:
o e
sh
– biến dạng do co ngót, phụ thuộc vào bề
dày tiết diện ngang hữu hiệu và độ ẩm tương
đối.
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do co ngót của bê tông (Shrinkage of Concrete-SH) (tt)
 Cách xác định biến dạng do co ngót e
sh
:
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do chùng ứng suất (Relaxation of the tendons)
 Sự chùng ứng suất trong cáp được định nghĩa là sự
giảm ứng suất theo thời gian trong khi biến dạng
không đổi.
Sự chùng ứng suất làm giảm lực căng trước trong
cáp.
 Giá trị chùng ứng suất phụ thuộc vào loại cáp, lực
căng ban đầu (at transfer) và nhiệt độ.
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do chùng ứng suất (Relaxation of the tendons) (tt)
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Các tổn hao dài hạn (long-term losses) (tt):
 Tổn hao do chùng ứng suất (Relaxation of the tendons) (tt)
 The BS 8110:1997, tổn hao do chùng ứng suất trong
cáp xác định theo công thức:
rP
(3.10)
(1000-hour relaxation) x (relaxation factor)
x (the prestress force at transfer)
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Tổn hao ứng suất trong các giai đoạn làm việc:
 Giai đoạn nén trước (Prestress transfer)
 Tổn hao do biến dạng đàn hồi (ES).
 Tổn hao do trượt đầu neo (chỉ có ở căng sau).
 Tổn hao do ma sát (FL) (chỉ có ở căng sau).
 Không có tổn hao do chùng ứng suất trong cáp ULT
(RE).
 Không có tổn hao do co ngót bê tông (SH).
 Không có tổn hao do từ biến bê tông (CR).
 Giai đoạn làm việc bình thường (ULS - SLS)
 Xét đến tất cả tổn hao ngắn hạn và dài hạn trong
tính toán.
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Tỉ lệ tổn hao ứng suất
 Trên thực tế rất khó xác định chính xác tổng tổn hao
ứng suất trong cáp, bởi nó phụ thuộc vào quá nhiều yếu
tố như:
 Đặc tính của bê tông và cáp ULT.
 Điều kiện độ ẩm và bảo dưỡng.
 Độ lớn của ứng suất căng ban đầu.
 Thời gian tác dụng ULT.
 Phương pháp ULT,...
Khi thiết kế, thường giả thiết tổng tổn hao ứng suất
bằng một tỉ lệ % của ứng suất căng ban đầu.
3.2. TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU ULT
 Tỉ lệ tổn hao ứng suất (tt)
 Tỉ lệ điển hình của tổng tổn hao ứng suất trong điều
kiện làm việc bình thường như bảng sau:
Type of
losses
Pre-tension
(%)
Post-tension
(%)
Short-term 10 10
Long-term 15 10
Total 25 20
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Cáp ULT được thay thế bằng lực tương đương, ngược
hướng và cân bằng với một phần tải trọng tác dụng lên
kết cấu. Lực này được gọi là tải trọng cân bằng (TTCB)
 TTCB (balanced load) phụ thuộc vào quỹ đạo cáp và
biểu đồ momen do tải trọng tác dụng.
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Lựa chọn tải trọng cân bằng w
bal
:
 Đáp ứng được yêu cầu về ứng suất nén trung bình
của bê tông trong giai đoạn sử dụng:
 Thông thường, với kết cấu căng sau (post-tension):
 Trong sàn: w
bal
= 80 – 100% TLBT sàn.
 Trong dầm: w
bal
= 90 – 100% TLBT dầm.
e
av
g
P
0.7 2.5 MPa
A
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Ví dụ 3.1: Cho dầm ứng suất trước có quỹ đạo cáp và tải
trọng tác dụng như hình sau:
Biết rằng lực căng ban đầu P
o
= 1620kN.
Độ lệch tâm e = 145mm. Bỏ qua các tổn hao ứng suất.
Các hệ số vượt tải, hệ số tổ hợp lấy bằng 1,0.
Hãy xác định biểu đồ phân bố ứng suất tại giữa nhịp dầm.
e oP P 1620kN
- Lực căng hữu hiệu lên dầm:
- Tải trọng tiêu chuẩn q:
Bước 1: Chuẩn bị số liệu
32
q 45kN / m
- Tiết diện ngang dầm:
b 500mm
h 700mm
- Độ lệch tâm giữa tiết diện bê tơng (CGC) và tiết diện cáp (CGS):
e 145mm
- Nhịp dầm:
L 7.3m
2 2
6 3
b
b h 500 700
W 40.83 10 mm
6 6
- Momen kháng uốn của tiết diện ngang Wb:
- Diện tích tiết diện ngang Ab:
Bước 2: Xác định đặc trưng hình học mặt cắt ngang dầm
33
4 2
bA b h 500 700 35 10 mm
Bước 3: Quy đổi cáp ULT sang TTCB
- Momen cân bằng:
P eM P e 1620 0.145 234.9kNm
- Momen giữa nhịp do tải trọng q gây ra:
Bước 4: Vẽ biểu đồ momen của dầm
34
2 2
q
q L 45 7.3
M 299.76kNm
8 8
- Momen giữa nhịp do tải trọng cân bằng gây ra:
PM 234.9kNm
- Quy ước: Kéo (+), Nén (-)
Bước 5: Xác định ứng suất tại giữa nhịp dầm:
35
- Ứng suất thớ trên tại giữa nhịp:
e P q
qe P
top P M M
b b b
MP M
A W W
3 6 6
top 4 6 6
1620 10 234.9 10 299.76 10
6.22MPa 0
35 10 40.83 10 40.83 10
- Ứng suất thớ dưới tại giữa nhịp:
e P q
qe P
bot P M M
b b b
MP M
A W W
3 6 6
bot 4 6 6
1620 10 234.9 10 299.76 10
3.04MPa 0
35 10 40.83 10 40.83 10
Biểu đồ phân bố ứng suất 
giữa nhịp dầm
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Ví dụ 3.2:
Cho P
o
= 2000kN, e = 400mm. Tổng tổn hao ứng suất = 20%P
o
.
Xem bê tông không nứt khi làm việc. Các hệ số vượt tải, hệ số tổ
hợp lấy bằng 1,0.
Hãy xác định biểu đồ phân bố ứng suất tại giữa nhịp dầm.
e o oP P 0.2P 1600kN
- Lực căng hữu hiệu lên dầm:
- Tải trọng tiêu chuẩn q:
Bước 1: Chuẩn bị số liệu
37
q 70kN / m
- Tiết diện ngang dầm:
b 600mm
h 1000mm
- Độ lệch tâm giữa tiết diện bê tơng (CGC) và tiết diện cáp (CGS):
e 400mm
- Nhịp dầm:
L 10m
2 2
6 3
b
b h 600 1000
W 100 10 mm
6 6
- Momen kháng uốn của tiết diện ngang Wb:
- Diện tích tiết diện ngang Ab:
Bước 2: Xác định đặc trưng hình học mặt cắt ngang dầm
38
4 2
bA b h 600 1000 60 10 mm
Bước 3: Quy đổi cáp ULT sang TTCB
- Tải trọng cân bằng:
e
2 2
8 P e 8 1600 0.4
w 51.2kN / m
L 10
- Momen giữa nhịp do tải trọng q gây ra:
Bước 4: Vẽ biểu đồ momen của dầm
39
2 2
q
q L 70 10
M 875kNm
8 8
- Momen giữa nhịp do tải trọng cân bằng gây ra:
2 2
w
w L 51.2 10
M 640kNm
8 8
- Quy ước: Kéo (+), Nén (-)
Bước 5: Xác định ứng suất tại giữa nhịp dầm:
40
- Ứng suất thớ trên tại giữa nhịp:
e P q
qe w
top P M M
b b b
MP M
A W W
3 6 6
top 4 6 6
1600 10 640 10 875 10
5.02MPa 0
60 10 100 10 100 10
- Ứng suất thớ dưới tại giữa nhịp:
e w q
qe w
bot P M M
b b b
MP M
A W W
3 6 6
bot 4 6 6
1600 10 640 10 875 10
0.32MPa 0
60 10 100 10 100 10
Biểu đồ phân bố ứng suất 
giữa nhịp dầm
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Ví dụ 3.3:
Các hệ số vượt tải, hệ số tổ hợp lấy bằng 1,0.
Yêu cầu:
1. Thiết kế tiết diện dầm (b, h, e) sao cho độ võng dự kiến của
dầm ~ 0 (sai số ± 5%) với các giả thiết:
a, Bê tông không nứt khi làm việc.
b, Tổng tổn hao ứng suất = 20%P
o
.
c, Độ vồng giữa dầm sau khi căng cáp < 3mm.
2. Xác định biểu đồ phân bố ứng suất tại tiết diện đầu dầm và
giữa dầm.
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT:
 Quỹ đạo cáp lý tưởng trong cấu kiện liên tục chịu tải
phân bố đều:
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT (tt):
 Quỹ đạo cáp lý tưởng trong cấu kiện liên tục chịu tải
phân bố đều và tải tập trung:
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT (tt):
 Quỹ đạo cáp trong thực tế thiết kế của cấu kiện siêu
tĩnh:
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT (tt):
 Momen thứ cấp (secondary moment):
 Momen sơ cấp (primary moment) là nội lực phát sinh
trực tiếp của lực căng trước với độ lệch tâm e giữa
CGC và CGS.
 Momen thứ cấp (secondary moment) là nội lực xảy ra
do quá trình căng cáp làm cho cấu kiện ULT bị thay
đổi hình dạng của nó (shorten, bend) .
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT (tt):
 Momen thứ cấp (secondary moment) (tt):
 Xét dầm đơn giản BTULT:
Hình 3.6. Dầm đơn giản BTULT
Momen thứ cấp không xảy ra trong hệ tĩnh định.
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT (tt):
 Momen thứ cấp (secondary moment) (tt):
 Xét dầm liên tục BTULT:
Momen thứ cấp xảy ra trong hệ siêu tĩnh, là nội lực
không mong muốn và bất lợi cho kết cấu ULT.
2
1 3
4
5
Primary moment
Secondary moment
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT THEO TTCB
 Ví dụ 3.4: Xác định momen sơ cấp và momen thứ cấp
của dầm ULT có bố trí cáp như sau:
• Dầm có tiết diện (500x600)mm, bố trí 1 đường cáp
ST13x5.
• Cáp sử dụng loại ASTM A416 Gr1860.
• Ứng suất căng ban đầu f
po
= 75%f
pu
.
• Tổng tổn hao ứng suất lấy bằng 20%f
po
.
• Lớp bê tông bảo vệ cáp c = 50mm.
- Cường độ kéo đứt của cáp: fpu = 1860 MPa
- Ứng suất căng ban đầu của cáp: fpo = 0.75*fpu = 1395 MPa
- Ứng suất căng hữu hiệu của cáp:
- Diện tích tiết diện ngang của cáp:
- Lực căng hữu hiệu của cáp: Pe = fpe*Aps = 550.80 kN
Bước 2: Xác định cao độ cáp tại các điểm uốn (tính từ đáy dầm)
- Xác định khoảng cách a tại giữa nhịp dầm:
Bước 1: Chuẩn bị số liệu
49
pe po pof f 0.2 f 1395 0.2 1395 1116MPa
2
ps 1psA n A 5 98.71 493.55mm
300 550
a 50 375mm
2
- Tải trọng cân bằng:
Bước 4: Biểu đồ momen do cáp ULT Mw(kNm)
Bước 3: Quy đổi cáp sang TTCB
50
e
e 2 2
8 P a 8 550.8 0.375
w 7.344( kN / m )
L 15
- Độ lệch tâm giữa CGC và CGS tại các gối tựa:
- Tại gối biên: M1_B = Pe*e1 = 550.8*0 = 0 kNm
- Tại gối giữa: M1_G = Pe*e2 = 550.8*0.25 = 137.7 kNm
Bước 6: Xác định momen thứ cấp Msec (thay đổi tuyến tính giữa các gối tựa)
- Tại gối biên: Msec_B = Mw_B – M1_B = 0 – 0 = 0
- Tại gối giữa: Msec_G = Mw_G – M1_G = 206 – 137.7 = 68.3 kNm
Bước 5: Xác định momen sơ cấp M1 do căng cáp
51
1
2
e 0
e 550 300 250mm
3.3. PHÂN TÍCH KẾT CẤU BTULT
 Sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh ULT (tt):
 Momen thứ cấp (secondary moment) (tt):
 Khi tính toán theo trạng thái SLS, không cần xét đến
ảnh hưởng của momen thứ cấp.
 Khi tính toán theo trạng thái ULS, momen thứ cấp
cần được xét đến với hệ số vượt tải bằng 1.0

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_ket_cau_be_tong_ung_luc_truoc_chuong_3_cac_chi_dan.pdf