Giáo trình Bê tông cốt thép ứng lực trước

 tương đương và
phần tử hữu hạn đều có thể sử dụng trong thiết kế sàn bê tông ứng lực trước và đều
dựa trên quan niệm bê tông ứng lực trước là vật liệu đàn hồi.
 Phương pháp phân phối trực tiếp có phạm vi áp dụng hẹp hơn 2 phương pháp
còn lại và khó khăn trong việc tính toán bản sàn theo trạng thái giới hạn thứ 2 kiểm
tra võng và nứt).
 Phương pháp khung tương đương có phạm vi áp dụng rộng rãi hơn, có thể
xác định được tải trọng ở các giai đoạn làm việc và cho phép người thiết kế đánh
giá được độ võng của sàn một cách trực quan thông qua việc áp dụng các chương
trình máy tính.
Hiện nay, phương pháp phổ biến và hiệu quả để thiết kế sàn bê tông ứng lực
trước là phương pháp cân bằng tải trọng, sử dụng khung tương đương để phân phối
mô men do ứng lực trước và do các tải trọng tác dụng lên sàn.
 Quy trình thiết kế như sau:
1- Sơ bộ chọn chiều dày sàn.
Bảng 4.2. Độ dày tối thiểu của sàn bê tông ứng lực trước
Tải trọng Tỷ lệ nhịp/chiều dày sàn
Nhẹ 40 ÷ 48
Trung bình 34 ÷ 42
Nặng 28 ÷ 36
Trong tỷ lệ nhịp/chiều dày sàn thì nhịp là nhịp dài của ô sàn.
2- Xác định tải trọng cân bằng w
3- Chọn hình dạng cáp và tính toán lực ứng lực trước yêu cầu.
Hình dạng cáp càng gần với biểu đồ mô men do tải trọng ngoài gây ra càng tốt.
- Đối với sàn liên tục chịu tải phân bố đều, cáp có thể bố trí như sau:
Hình 4.5. Sơ đồ cáp đối với sàn liên tục
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 58
Lực ứng lực trước yêu cầu:
4.8)
Độ võng s trong công thức trên có thể là s
1
hoặc s
2
.
- Đối với bản công xôn:
Hình 4.6. Sơ đồ cáp đối với bản công xôn
Lực ứng lực trước yêu cầu:
4.9)
4- Tính toán các hao ứng lực trước .
 Chọn ứng suất căng ban đầu: 4.10)
 Tính các hao ứng lực trước:
+ Hao do ma sát.
+ Hao do biến dạng neo.
+ Hao do các nguyên nhân khác: do co ngót của bê tông, do từ biến của bê
tông, do sự chùng ứng suất trong thép
Sau khi tính toán các hao ứng lực trước f , tính được ứng lực trước hiệu quả:
4.11)
5- Tính số lượng cáp và bố trí cáp.
 Lực ứng lực trước của một cáp:
4.12)
 Lực căng yêu cầu cho dầm - bản rộng l:
4.13
 Số lượng cáp cần thiết:
4.14
Cáp ứng lực trước qua cột hoặc xung quanh mép cột góp phần lớn hơn vào khả
năng chịu tải so với thép ứng lực trước ở xa cột. Vì vậy nên bố trí khoảng 65 ÷ 75%
cáp cho dải cột, còn lại bố trí cho dải giữa.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 59
6- Kiểm tra các giai đoạn làm việc của sà n,khả năng chịu lực, võng, nứt.
Sử dụng khung tương đương để tính toán, kiểm tra sàn.
 Kiểm tra các giai đoạn làm việc của sàn:
Sàn được kiểm tra lúc buông neo và trong giai đoạn sử dụng. Trong các giai
đoạn làm việc của sàn, ứng suất trong bê tông không được vượt quá giá trị cho phép
trong phần 2.1.1.2.
Ứng suất trong bê tông:
4.15)
Trong đó:
 M- mô men do các trường hợp tải ứng với từng giai đoạn làm việc của sàn
gây ra.
 W- mô men kháng uốn của dầm - bản.
Lực ứng lực trước P sẽ gây ra tải trọng cân bằng:
4.16)
Hình 4.7. Tải trọng cân bằng
 Kiểm tra khả năng chịu lực của sàn:
a). Khả năng chịu uốn:
Coi vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, mô men do tải trọng tính toán gây
ra không được vượt quá mô men giới hạn.
4.17)
Hình 4.8. Khả năng chịu uốn của tiết diện chữ nhật
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 60
: hệ số phụ thuộc vào loại cáp ứng lực trước, có các giá trị
P =0.55 nếu (fpy/fpu ≥ 0.80
P =0.40 nếu (fpy/fpu ≥ 0.85
P =0.28 nếu (fpy/fpu ≥ 0.90
1 : hệ số phụ thuộc vào cường độ chịu nén của bê tông:
; ;
; ;
 Đối với cáp dính kết:
4.18)
 Nếu kể đến thép chịu nén (’ >0) thì
 Hàm lượng thép phải thoả mãn các điều kiện sau:
và
Nếu tiết diện thoả mãn điều kiện trên thì cường độ chịu uốn giới hạn được xác
định như sau:
+ Tiết diện chỉ có thép chịu kéo (cáp dính kết):
4.19)
+ Tiết diện hình chữ nhật có thép chịu nén:
- Nếu
thì
4.20)
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 61
- Nếu
thì ứng suất trong thép chịu nén nhỏ hơn f
y
, có thể bỏ qua hiệu quả của thép chịu nén
và có thể xác định mô men nứt theo (4.19).
 Đối với cáp không dính kết:
 Nếu tỷ lệ (nhịp/chiều cao tiết diện) ≤ 35, ứng suất phá hoại trong cáp:
4.21)
nhưng không được lớn hơn f
py
và (f
se
+ 400)
 Nếu tỷ lệ (nhịp/chiều cao tiết diện) > 35, ứng suất phá hoại trong cáp:
4.22
nhưng không được lớn hơn f
py
và (f
se
+200)
 Nếu hàm lượng thép vượt quá 0.36 1 , mô men giới hạn:
4.23)
b). Khả năng chịu cắt:
+ Điều kiện chịu cắt:
4.24)
Trong đó:
V- lực cắt
A
c
- diện tích tiết diện giới hạn bao quanh cột.
J
c
- mô men quán tính của tiết diện giới hạn bao quanh cột
M- tổng mô men truyền vào cột
α- hệ số truyền mô men do ứng suất cắt
4.25)
c- khoảng cách từ trục trung hoà tiết diện giới hạn đến điểm tính ứng suất
=0.75 là hệ số an toàn.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 62
- ứng suất cắt tới hạn.
4.26)
= 40 đối với cột giữa
= 30 đối với cột biên
= 20 đối với cột góc
b
0
- chu vi của tiết diện giới hạn
f
pc
- ứng suất nén do lực ứng lực trước hiệu quả gây ra ở tâm tiết diện
V
p
- thành phần thẳng đứng của ứng lực trước hiệu quả.
+ Đặc trưng của tiết diện chịu cắt:
Tiết diện chịu cắt được tính là phần tiết diện mở rộng ra một khoảng d/2 tính từ
mép cột.
Hình 4.9. Sơ đồ xác định tiết diện giới hạn
 Xét cột tiết diện hình chữ nhật:
Cột giữa:
4.27)
4.28)
Cột biên:
4.29)
4.30)
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 63
4.31)
Cột góc:
4.32)
4.33)
4.34)
c). Kiểm tra độ võng:
Độ võng được xác định từ khung tương đương và bỏ qua ảnh hưởng của góc
xoay vì khá nhỏ. Đối với sàn làm việc theo 2 phương, độ võng tại giữa ô sàn sẽ là
tổng độ võng theo từng phương.
Δ
e1
- là độ võng do tổng tải trọng theo phương l
1
.
Δ
e 2
- là độ võng do tổng tải trọng theo phương l
2
.
Δ
e
=Δ
e 1
+Δ
e 2
- là tổng độ võng do tổng tải trọng.
Δ
dh1
- độ võng do phần tĩnh tải không được cân bằng bởi lực ứng lực trước theo
phương l
1
.
Δ
dh 2
- độ võng do phần tĩnh tải không được cân bằng bởi lực ứng lực trước hoạt
tải theo phương l
2
.
Δ
dh
=Δ
dh1
+ Δ
dh2
- tổng độ võng do phần tĩnh tải không được cân bằng bởi lực
ứng lực trước .
Độ võng tổng cộng:
Δ=Δ
e
+ FΔ
dh
4.35)
Với F là hệ số độ võng dài hạn
4.4. Mô hình cáp trong phương pháp cân bằng tải trọng
Như đã trình bày ở 4.1.3.2, tải trọng cân bằng thụ thuộc vào quỹ đạo bố trí cáp.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 64
Với trường hợp cân bằng tải trọng cho dầm liên tục, tải trọng cân bằng được
trình bày ở hình 4.10.
Hình 4.10. Mô hình cáp và tải trọng cân bằng trong tính toán
Tuy nhiên, trong thực tế, cáp không thể bố trí tại gối B như mô hình tính toán
trên hình 4.10. mà phải như hình 4.11. Do đó, tải trọng cân bằng có sự sai số giữa
mô hình tính toán và mô hình thực tế.
Hình 4.11. Mô hình cáp trong thực tế
Phương pháp phần tử hữu hạn có thể dễ dàng mô hình được tải trọng cân bằng
tương ứng theo quỹ đạo cáp.
4.5. Thiết kế sàn bê tông ứng lực trước với lưới cột ngẫu nhiên
Đối với mặt bằng sàn có lưới cột ngẫu nhiên thì không thể áp dụng phương
pháp phân phối trực tiếp và phương pháp khung tương đương. Trong trường hợp
này, cần xét đến sự làm việc tổng thể của toàn bộ sàn và áp dụng phương pháp pháp
phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ của các phần mềm thiết kế để tính toán.
Do việc mô hình hoá cáp trong phương pháp pháp phần tử hữu hạn là rất khó
khăn, nhất là việc tính toán, phân tích phải trải qua các giai đoạn làm việc khác nhau
của kết cấu nên luận văn sử dụng phương pháp cân bằng tải trọng như đã trình bày
trong phần 4.4.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 65
Các tải trọng cân bằng được quy về tải phân bố trên 1m
2
của sàn. Sàn được chia
thành các dải có bề rộng tuỳ thuộc vào quy định của người thiết kế. Tuỳ thuộc vào
hình dạng cáp, lực ứng lực trước sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác dụng lên sàn
hướng xuống hoặc hướng lên, tải cân bằng có giá trị:
 Tại nhịp, lực hướng lên: 4.36)
 Tại đầu cột, lực hướng xuống: 4.37)
Trong đó:
P- lực ứng lực trước
s- độ lệch tâm của cáp ở nhịp
e
2
- độ vồng của cáp tại đầu cột
b
d
- bề rộng dải
l- khoảng cách giữa 2 điểm uốn của cáp.
Hình 4.12. Tải trọng cân bằng
Hình 4.13. Tải trọng cân bằng trong sàn do lực ứng lực trước gây ra
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 66
4.5.1. Quy trình thiết kế
Quy trình thiết kế về cơ bản vẫn theo các bước của phương pháp cân bằng tải
trọng và được bổ sung thêm một số bước để phù hợp với việc tính toán theo phương
pháp pháp phần tử hữu hạn.
Bước 1- Tính toán sơ bộ chiều dày sàn, loại vật liệu sử dụng, có thể tham khảo
theo bảng 4.2
Bước 2- Xác định tải trọng cân bằng. Tải trọng cân bằng thường chọn vào
khoảng 0,8 ÷ 1 lần trọng lượng bản thân sàn.
Bước 3- Tính toán các hao ứng suất.
Bước 4- Xác định hình dạng cáp, tính toán lực ứng lực trước yêu cầu, tính số
lượng cáp cần thiết.
Coi tải trọng cân bằng là tải trọng hướng lên, phân bố trên 1m
2
của sàn. Tải
trọng này sẽ gây ra mô men M trong các dải sàn. Việc xác định các mô men này
được thực hiện bằng cách sử dụng các phần mềm tính toán sàn. Căn cứ vào biểu đồ
mô men để bố trí cáp. Với lưới cột ngẫu nhiên, việc bố trí cáp có thể phải tiến hành
nhiều lần để tìm ra cách bố trí thích hợp.
 Lực ứng lực trước yêu cầu cho dả i:
4.38)
Khi có trốn cột trong lưới cột khá đều đặn, vẫn tồn tại các dải trên cột và dải
giữa nhịp. M là mô men do tải cân bằng gây ra trên các dải sàn.
 Số lượng cáp cần thiết:
4.39)
Bước 5 - Vào sơ đồ tính toán với các tải trọng: hoạt tải, tĩnh tải, tải ứng lực
trước sau khi đ ã kể đến các hao ứng suất). Các tải trọng được quy về tải phân bố
trên m
2
.Tải trọng cân bằng do lực ứng lực trước gây ra được tính theo công thức
4.36) và (4.37)
Bước 6- Phân tích sàn với các tải trọng (sử dụng phần mềm tính toán sàn).
Bước 7- Kiểm tra sàn ứng với các giai đoạn làm việc, kiểm tra khả năng chịu
lực và độ võng. Sử dụng các công thức tính toán từ ( 4.15) đến (4.35)
- Tại các giai đoạn làm việc của sàn:
Ứng suất trong bê tông:
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 67
Trong đó:
M- mô men do các trường hợp tải ứng với từng giai đoạn làm việc của sàn gây
ra. Mô men này được tính tại vị trí mép cột. ứng với giai đoạn buông neo thì M là
mô men do lực ứng lực trước sau khi hao ma sát và buông neo và trọng lư ợng bản
thân sàn gây ra. ứng với giai đoạn sử dụng thì M là mô men do lực ứng lực trước
hiệu quả sau khi hao ứng suất và các tải trọng tĩnh tải, hoạt tải gây ra.
P: lực ứng lực trước ứng với từng giai đoạn làm việc của sàn.
- Kiểm tra khả năng chịu lực:
+ Khả năng chịu uốn:
M
f
- mô men tại mép cột hoặc mô men tại giữa nhịp.
M
u
- mô men giới hạn được tính theo các công thức từ (4.18) đến 4.23)
+ Khả năng chịu cắt:
- ứng suất cắt tại mép cột
- ứng suất cắt tới hạn
và được tính toán theo các công thức từ (4.24) đến (4.34)
- Kiểm tra độ võng:
Δ = Δ
e
+ FΔ
dh
Trong đó:
Δ
e
- độ võng tức thời do tổng tải trọng gây ra.
Δ
dh
- độ võng tức thời do tải trọng dài hạn gây ra là độ võng do phần tĩnh tải
không được cân bằng bởi lực ứng lực trước gây ra.
F- hệ số độ võng dài hạn
Với kết cấu bê tông ứng lực trước, lực nén trước ảnh hưởng đến cả nội lực tính
toán, do vậy quy trình thiết kế thường phải thực hiện theo một quy trình lặp.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 68
Chương 5 THÍ DỤ TÍNH TOÁN
Thí dụ như sau:
Sàn phẳng bê tông ứng lực trước căng sau với mặt bằng như trên hình 5.1 được
thiết kế theo tiêu chuẩn ACI 318 -2002. Tính theo phương pháp pháp phần tử hữu
hạn.
Hình 5.1. Mặt bằng sàn.
5.1. Vật liệu
- Bê tông M350 f’
c
=22.75MPa.
- Cáp ứng lực trước không kết dính loại T15, đường kính d=15.24mm, đặt trong
ống nhựa φ20.
f
pu
=1860MPa A
p
=140mm
2
E
ps
=2.10
5
MPa.
-Thép thường AIII: f
y
=400MPa
5.2. Tiết diện các cấu kiện
 Chiều dày sàn .
 Kích thước cột 1,2x1,2 (m)
 Kích thước mũ cột 1,4x1,4x0,15 m
 Kích thước dầm biên 30x70 (cm
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 69
5.3. Tải trọng tác dụng lên sàn
Bảng 5.1. Các tải trọng tác dụng lên sàn
Các lớp sàn
Chiều dày
mm)
g
kG/m
3
Trạng thái tiêu
chuẩn kG/m
2
Gạch Ceramic 300x300 loại 1 10 1800 18
Lớp vữa lót XM 50# 40 1800 72
Sàn bê tông cốt thép 330 2500 825
Lớp vữa trát trần XM 50# 15 1800 27
Tổng tĩnh tải 942
Hoạt tải 200
Tải ứng lực trước cân bằng: w = 0.9×TLBT = 0.9 825=743kG/m
2
.
5.4. Tính hao ứng suất
Chọn ứng suất căng ban đầu:
Ta lấy
- Hao ứng suất do ma sát: Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát:
- Hao ứng suất do biến dạng neo:
+ Sau khi thả neo, cho phép neo biến dạng 6mm:
+ Ứng suất trung bình sau khi hao ma sát và biến dạng neo:
- Hao ứng suất do các nguyên nhân khác lấy bằng :18%f
2
=18%ì1299.62=234(MPa)
- Ứng suất hiệu quả: f
se
=f
2
-18%f
2
=1299.62-234=1065.62(MPa)
5.5. Hình dạng cáp
Căn cứ vào biểu đồ mô men do tải trọng cân bằng gây ra để bố trí cáp. Việc xác
định mô men này được thực hiện bằng chương trình SAFE 8.08
Hình 5.2. Hình dạng cáp dải CSX1, CSX5
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 70
Hình 5.3. Hình dạng cáp dải CSX2, CSX4, MSX1, MSX4, MSX2, MSX3
Hình 5.4. Hình dạng cáp dải CSX3
Hình 5.5. Hình dạng cáp dải CSY1, CSY5
Hình 5.6. Hình dạng cáp dải CSY2, CSY4, MSY1, MSY4, MSY2, MSY3
Hình 5.7. Hình dạng cáp dải CSY3
- Lớp bảo vệ: 30mm.
- Cáp uốn cách tâm cột 0.1L
+ Đối với nhịp 9m: 0.1ì9=0.9 (m
+ Đối với nhịp 8.5m: 0.1ì8.5=0.85 (m)
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 71
+ Đối với nhịp 17.5m: 0.1ì17.5=1.75 (m
+ Đối với nhịp 17m: 0.1ì17=1.7 (m
- Cáp lệch tâm lớn nhất tại giữa nhịp.
Theo phương X:
-Độ lệch tâm của cáp tại nhịp:
-Độ lệch tâm của cáp ở đầu cột:
-Độ lệch tâm tương đương của cáp:
Theo phương Y:
- Độ lệch tâm của cáp tại nhịp:
- Độ lệch tâm của cáp ở đầu cột:
- Độ lệch tâm tương đương của cáp:
- Lực ứng lực trước yêu cầu cho dải:
M: Mô men do tải cân bằng gây ra
- Lực ứng lực trước của 1 cáp:
- Số lượng cáp cần thiết:
Kết quả lập thành bảng.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 72
Bảng 5.2. Tính toán số lượng cáp cần thiết
Tên dải
Độ lệch tâm
của cáp
mm)
M do tải
cân bằng
kGm
Bề rộng
dải
m
P
yc
kN)
P1cáp
kN) Số cáp
CSX2 và CSX4 167.5 64956.25 4.375 3877.99 149.2 38
CSX3 167.5 55218.15 4.5 3296.61 149.2 42
CSX1 và CSX5 230 16207 2.125 704.65 149.2 5
MSX2 và MSX3 167.5 5636 4.5 336.48 149.2 3
MSX1 và MSX4 167.5 20505 4.25 1224.18 149.2 8
CSY1 và CSY5 177.5 13741 2.25 774.14 149.2 5
MSY1 và MSY4 177.5 23066 4.5 1299.49 149.2 8
CSY2 và CSY4 177.5 68688.5 4.375 3869.77 149.2 38
CSY3 177.5 33795.5 4.25 1903.97 149.2 42
MSY2 và MSY3 177.5 5325 4.25 300.00 149.2 3
5.6. Kiểm tra ứng suất trong sàn
5.6.1. Lúc buông neo
Lúc buông neo, sàn chịu tác dụng của các lực gồm:
+ Lực ứng lực trước,
+ Trọng lượng bản thân sàn.
-Lực ứng lực trước : P = n×Acap×f2
Trong đó:
n - Số cáp
A- Diện tích 1 cáp; A
cap
=140mm
2
f
2
- Ứng suất sau khi hao ma sát và buông neo; f
2
=1299.62MPa
Tuỳ thuộc vào hình dạng cáp, lực ứng lực trước sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác
dụng lên sàn hướng xuống hoặc hướng lên, tải cân bằng có giá trị:
+ Tại nhịp, lực hướng lên:
+ Tại đầu cột, lực hướng xuống:
Trong đó:
b
d
- bề rộng dải.
l - khoảng cách giữa 2 điểm uốn của cáp.
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 73
Giá trị của tải cân bằng được lập thành bảng.
Bảng 5.3. Tải trọng cân bằng do lực ứng lực trước sau khi buông neo gây ra
Tên dải Số cáp
F
kN)
b
d
m
Vị trí
l
m
w
kG/m
2
CSX2 và CSX4 38 6913.98 4.375
nhịp AC, CE 17.5 691.48
trục C 3.5 12209.24
CSX3 42 7641.77 4.5
nhịp AB, DE 9 2809.32
nhịp BD 17 1081.19
trục B, D 2.6 24039.67
CSX1 và CSX5 5 909.73 2.125
nhịp AB, DE 9 708.23
nhịp BC, CD 8.5 1090.27
trục B, D 1.75 13270.87
trục C 1.7 13723.23
MSX2 và MSX3 3 545.84 4.5
nhịp AC,CE 17.5 53.07
trục C 3.5 937.11
MSX1 và MSX4 8 1455.57 4.25
nhịp AC, CE 17.5 149.86
trục C 3.5 2645.97
CSY1 và CSY5 5 909.73 2.25
nhịp 12, 45 8.5 794.66
nhịp 23, 34 9 918.47
trục 2, 4 1.75 10295.43
trục 3 1.8 9564.06
MSY1 và MSY4 8 1455.57 4.5
nhịp 13, 35 17.5 149.98
trục 3 3.5 2068.04
CSY2 và CSY4 38 6913.98 4.375
nhịp 13, 35 17.5 949.49
trục 3 3.5 9887.11
CSY3 42 7641.77 4.25
nhịp 12, 45 8.5 3533.91
nhịp 24 18 1021.12
trục 2, 4 2.65 20486.50
MSY2 và MSY3 3 545.84 4.25
nhịp 13,35 17.5 59.55
trục 3 3.5 821.13
Ứng suất cho phép:
+ Ứng suất nén: 0.6f’
ci
Lúc buông neo, cường độ bê tông: f’
ci
=0.8f’
c
=0.8ì22.75=18.2MPa)
→0.6f’
ci
=0.6ì18.2=10.92 (MPa)
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 74
+ Ứng suất kéo:
Tại đầu cột:
Tại nhịp:
Ứng suất trong bê tông:
5.6.2. Trong giai đoạn sử dụng
Trong giai đoạn sử dụng, sàn chịu tác dụng của các lực: lực ứng lực trước, tĩnh
tải, hoạt tải.
-Lực ứng lực trước: P = n×A
cap
×f
se
Trong đó:
n - Số cáp
A
cap
- Diện tích 1 cáp; A
cap
=140mm
2
f
se
- Ứng suất hiệu quả sau khi hao ứng suất; f
se
=1065.62 MPa
Tuỳ thuộc vào hình dạng cáp, lực ứng lực trước sẽ gây ra tải trọng cân bằng tác
dụng lên sàn hướng xuống hoặc hướng lên, tải cân bằng có giá trị:
+ Tại nhịp, lực hướng lên:
+ Tại đầu cột, lực hướng xuống:
Trong đó:
b
d
- bề rộng dải.
l - khoảng cách giữa 2 điểm uốn của cáp.
Giá trị của tải cân bằng được lập thành bảng b ảng 5.1).
Ứng suất cho phép:
+ Ứng suất nén lớn nhất: 0.6f
c
’=0.6ì22.75=13.65 (MPa)
+ Ứng suất kéo:
Tại đầu cột:
Tại nhịp:
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 75
Bảng 5.4. Tải trọng cân bằng do lực ứng lực trước gây ra
Tên dải Số cáp
F
kN)
b
d
m
Vị trí
l w
m kG/m
2
CSX2 và CSX4 38 5669.10 4.375
nhịp AC, CE 17.5 566.98
trục C 3.5 10010.93
CSX3 42 6265.85 4.5
nhịp AB, DE 9 2303.49
nhịp BD 17 886.52
trục B, D 2.6 19711.27
CSX1 và CSX5 5 745.93 2.125
nhịp AB, DE 9 580.71
nhịp BC, CD 8.5 893.97
trục B, D 1.75 10881.42
trục C 1.7 11252.32
MSX2 và MSX3 3 447.56 4.5
nhịp AC,CE 17.5 43.52
trục C 3.5 768.38
MSX1 và MSX4 8 1193.49 4.25
nhịp AC, CE 17.5 122.87
trục C 3.5 2169.55
CSY1 và CSY5 5 745.93 2.25
nhịp 12, 45 8.5 651.58
nhịp 23, 34 9 753.10
trục 2, 4 1.75 8441.71
trục 3 1.8 7842.03
MSY1 và MSY4 8 1193.49 4.5
nhịp 13, 35 17.5 122.98
trục 3 3.5 1695.68
CSY2 và CSY4 38 5669.10 4.375
nhịp 13, 35 17.5 778.53
trục 3 3.5 8106.91
CSY3 42 6265.85 4.25
nhịp 12, 45 8.5 2897.62
nhịp 24 18 837.27
trục 2, 4 2.65 16797.85
MSY2 và MSY3 3 447.56 4.25
nhịp 13,35 17.5 48.83
trục 3 3.5 673.29
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 76
5.6.3. Đặt cốt thép thường
Với những vị trí có ứng suất vượt quá ứng suất cho phép cần đặt thêm thép
thường:
f
c
: ứng suất nén
f
t
: ứng suất kéo
: đối với tiết diện giữa nhịp.
: đối với tiết diện trên cột.
: chiều dày mũ cột.
+ Lực kéo:
+ Diện tích thép yêu cầu:
5.6.4. Kiểm tra khả năng chịu lực
Tải trọng tác dụng: tĩnh tải và hoạt tải tính toán. Theo ACI 318 - 2002, hệ số
vượt tải của tĩnh tải là 1.2, của hoạt tải là 1.6.
- Kiểm tra khả năng chịu uốn:
Đối với nhịp có tỷ lệ (nhịp/chiều cao tiết diện)≤35, ứng suất phá hoại trong cáp:
Nhưng không được lớn hơn f
py
=1670MPa và f
se
+400)=1065,62+400=1465,62
MPa)
Đối với nhịp có tỷ lệ nhịp/chiều cao tiết diện) >35, ứng suất phá hoại trong
cáp:
Nhưng không được lớn hơn f
py
= 1670 MPa và f
se
+ 200) =1065,62+200 =
1265,62 MPa)
+ Điều kiện chịu uốn:
M
f
: mô men tại mép cột hoặc mô men tại giữa nhịp.
+ Mô men giới hạn:
Bộ môn kỹ thuật xây dựng Trang 77
Với
- Kiểm tra khả năng chịu cắt:
+ Điều kiện chịu cắt:
Các đặc trưng của tiết diện chịu cắt của kết cấu được tính theo công thức từ
4.29) đến (4.36)
+ Cột góc: c =0.4467m; A
c
= 0.7896 m
2
; J
c
= 0.1522 m
4
+ Cột biên: c = 0.4316m; A
c
=1.1648 m
2
; J
c
= 0.2262 m
4
+ Cột giữa: c = 0.74 m; A
c
=1.6576 m
2
; J
c
= 0.6105 m
4
+ Cột giữa biên: c = 0.74 m; A
c
=1.1648 m
2
; J
c
= 0.4915 m
4
Kết quả được lập thành bảng (xem phụ lục.
5.6.5. Kiểm tra độ võng
Độ võng dài hạn:
Δ=Δ
e
+ FΔ
dh
với F = 2
Thoả mãn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. PGS. Phan Quang Minh, [2007], Thiết kế sàn Bê tông ứng lực trước. Đại
học Xây dựng Hà Nội.
[2]. PGS. TS. Hồ Hữu Chỉnh, [2009], Bê tông cốt thép ứng lực trước, Đại học
Bách khoa Hồ Chí Minh.
[3]. Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam [2005], TCXDVN 356:2005, Kết cấu bê
tông và bê tông cốt thép, Tiêu chuẩn thiết kế.