Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1Luận văn thạc sĩ: Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 1 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001-2008 NGUYỄN ĐÌNH QUẢNG TÍNH TỐN SÀN, DẦM BTCT ỨNG LỰC TRƢỚC CĂNG SAU THEO TIÊU CHUẨN TCVN 5574: 2012 VÀ TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU EUROCODE2 1992-1-1 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỰNG & CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ: 60.58.02.08 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ THANH HUẤN HẢI PHÒNG: NĂM 2015 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng, dƣới giảng dạy giúp đỡ tận tình thầy cô giao, cán khoa đào tạo sau đại học, cố vấn hƣớng dẫn nhiệt tình thầy giao hƣớng dẫn khoa học với nỗ lực thân tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp cao học “ Tính tốn sàn, dầm bê tơng cốt thép ứng lực trƣớc căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2-1-1” Xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn PGT.TS Lê Thanh Hn tận tình, chu đáo hƣớng dẫn tơi thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhƣng khả thời gian hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc góp ý chân thành Giáo sƣ – Tiến sĩ bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn Tác giả luận văn Nguyễn Đình Quảng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hồn tồn tơi thực hiện, số liệu, kết luận văn trung thực chƣa có cơng bố cơng trình khoa học khác Tác giả luận văn Nguyễn Đình Quảng MỤC LỤC Danh mục …………………………………………………… Trang Bảng ký hiệu chữ viết tắt sử dụng luận văn ………… PHẦN MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài……………………………………………… 10 * Mục đích nghiên cứu………………………………………… 10 * Phƣơng pháp nghiên cứu………………………………………11 * Phạm vi nghiên cứu…………………………………………… 11 * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài…………………… 11 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƢỚC VÀ CÁC QUY ĐỊNH CHUNG: 1.1 Tổng quan bê tông cốt thép ứng lực trƣớc ……………………… 12 1.1.1 Công nghệ thiết kế bê tông ứng lực trƣớc: ………………… 13 1.1.2 Bê tông ứng lực căng trƣớc………………………………… 13 1.1.3 Bê tông ứng lực căng sau…………………………………… 14 1.2 Ứng dụng bê tơng ứng lực trƣớc ngồi nƣớc…………… 14 1.2.1 Ứng dụng kết cấu bê tông ứng lực trƣớc nƣớc …… 14 1.2.2 Ứng dụng kết cấu bê tông ứng lực trƣớc Việt Nam……… 15 1.2.3 Hiệu kinh tế kỹ thuật …………………………………… 15 1.3 Các quy định chung: ………………………………………………… 16 1.3.1 Tải trọng …………………………………………………… 16 1.3.2 Tổ hợp tải trọng …………………………………………… 17 1.3.3 Bê tông ……………………………………………………… 19 1.3.4 Cốt thép cƣờng độ cao ……………………………………… 20 1.3.5 Các vật liệu khác …………………………………………… 23 1.4 Yêu cầu cấu tạo dầm, sàn bê tông ứng lực trƣớc …………………… 23 1.4.1 Khoảng cách, lớp bảo vệ cốt thép …………………………… 28 1.4.2 Neo ………………………………………………………… 29 1.4.3 Nối chồng …………………………………………………… 30 1.4.4 Cơ cấu dẫn hƣớng …………………………………………… 31 1.4.5 Cơ cấu ứng suất trƣớc ……………………………………… 31 1.5 Nhận xét ………………………………………………………………32 CHƢƠNG II: QUY TRÌNH TÍNH TỐN THEO CÁC TIÊU CHUẨN 2.1 Quy trình tính tốn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574: 2012 ……… 33 2.1.1 Các phƣơng pháp xác định nội lực chuyển vị kết cấu dầm, sàn phẳng …………………………………………………………………… 33 2.1.1.1 Phƣơng pháp trực tiếp ……………………………………… 34 2.1.1.2 Phƣơng pháp khung tƣơng đƣơng ………………………… 36 2.1.1.3 Phƣơng pháp cân tải trọng …………………………… 37 2.1.1.4 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn …………………………… 38 2.1.2 Xác định chiều dày sàn …………………………………………… 39 2.1.2.1 Hệ dầm sàn phẳng ………………………………………… 39 2.1.2.2 Hệ sàn không dầm có mũ cột ……………………………… 40 2.1.2.3.Hệ sàn phẳng khơng dầm …………………………………… 40 2.1.3 Lực ứng suất trƣớc………………………………………………… 41 2.1.3.1 Lực ứng suất trƣớc ………………………………………… 41 2.1.3.2 Lực ứng suất trƣớc tối đa ………………………………… 42 2.1.3.3 Giới hạn ứng suất bê tông …………………………… 42 2.1.3.4 Tải trọng cân ………………………………………… 43 2.1.4 Xác định tổng hao ứng suất bê tông ứng lực trƣớc …… 43 2.1.4.1 Giá trị giới hạn ứng suất trƣớc ………………………… 43 2.1.4.2 Các tổn hao ứng suất cốt thép căng ………………… 43 2.1.4.2.1 Tổn hao chùng ứng suất cốt thép ……………… 43 2.1.4.2.2 Tổn hao chênh lệch nhiệt độ ………………………… 44 2.1.4.2.3 Tổn hao biến dạng neo đặt thiết bị căng ……… 45 2.1.4.2.4 Tổn hao ứng suất ma sát cốt thép với thành ống … 45 2.1.4.2.5 Tổn hao ứng suất cốt căng sau …………………… 45 2.1.4.2.6 Tổn hao từ biến bê tông ………………………… 45 2.1.4.2.7 Tổn hao ép cục bề mặt bê tông …………………… 45 2.1.4.2.8 Tổn hao ứng suất co ngót bê tơng …………………… 46 2.1.4.3 Tổng tổn hao ứng suất …………………………………… 46 2.1.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH TTGH ……………………… 47 2.1.5.1 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 47 2.1.5.2 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 52 2.2 Quy trình tính toán Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 1992-1-1 ……….56 2.2.1 Xác định chiều dày sàn …………………………………………… 56 2.2.1.1 Xác định chiều dày sàn theo điều kiện chọc thủng ………… 56 2.2.1.2 Xác định chiều dày sàn theo điều kiện chọc thủng ………… 63 2.2.2 Xác định tổng hao ứng suất bê tông ứng lực trƣớc …… 65 2.2.2.1 Tổn hao ứng suất biến dạng tức thời bê tông ……… 65 2.2.2.2 Tổn hao ứng suất co ngót bê tơng ……………………… 66 2.2.2.3 Tổn hao ứng suất chùng cốt thép ……………………… 66 2.2.2.4 Tổn hao ứng suất ma sát ……………………………… 67 2.2.2.5 Tổn hao ứng suất neo …………………………………… 67 2.2.3 Kiểm tra tiết diện theo TTGH TTGH2 ……………………… 67 2.2.3.1 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 67 2.2.3.2 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 69 2.3 Nhận xét …………………………………………………………… 70 CHƢƠNG III: VÍ DỤ TÍNH TỐN ………………………………… 72 3.1 Tính tốn sàn khơng dầm theo TCVN 5574 – 2012 ………………… 72 3.1.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 72 3.1.2 Chọn chiều dày sàn ……………………………………… 73 3.1.3 Xác định nội lực Sơ đồ dải tính ………………………… 74 3.1.4 Tính tốn cốt thép …………………………………………… 74 3.1.5 Xác định tổn hao ứng suất ……………………………… 75 3.1.6 Tính tốn cấu kiện theo TTGH …………………………… 78 3.1.7 Tính tốn cấu kiện theo TTGH …………………………… 81 3.2 Tính tốn sàn khơng dầm theo Châu Âu Eurocode 1992-1-1 ……… 90 3.2.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 90 3.2.2 Chọn chiều dày sàn ………………………………………… 90 3.2.3 Xác định quỹ đạo cáp tổn hao ứng suất ……………… 92 3.2.4 Xác định số lƣợng cáp ……………………………………… 96 3.2.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH ……………………………… 96 3.2.6 Kiểm tra tiết diện theo TTGH ……………………………… 99 3.3 Tính tốn dầm theo TCVN 5574 – 2012 …………………………… 101 3.3.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 101 3.3.2 Chọn kích thƣớc tiết diện dầm, sàn ………………………… 101 3.3.3 Xác định tải trọng, nội lực …………………………………… 102 3.3.4 Xác định sơ số lƣợng cốt thép căng thép thƣờng ……… 103 3.3.5 Xác định tổn hao ứng suất ……………………………… 105 3.3.6 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 108 3.3.7 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 108 3.4 Tính tốn dầm theo Châu Âu Eurocode 1992-1-1 ………………… 116 3.4.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 116 3.4.2 Chọn kích thƣớc tiết diện dầm, sàn, tải trọng ……………… 116 3.4.3 Xác định quỹ đạo cáp tổn hao ứng suất ……………… 118 3.4.4 Xác định số lƣợng cáp ……………………………………… 122 3.4.5 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 123 3.4.6 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 124 3.5 Thống kê, so sánh nhận xét kết tính toán dầm, sàn ………… 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………… 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………… 130 BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG SỬ DỤNG LUẬN VĂN Chữ Latinh viết hoa A Diện tích tiết diện ngang Ac Diện tích tiết diện ngang bê tơng Ap Diện tích tiết diện cáp ứng lực trƣớc As Diện tiết tiết diện cốt thép thƣờng As, Diện tích tiết diện tối thiểu cốt thép Asw Diện tích tiết diện cốt thép chịu cắt D Đƣờng kính trục uốn cốt thép ( để uốn cốt thép) E Hệ tác động Ec môđun đàn hồi tiếp tuyến bê tơng Ecd mơđun đàn hồi tính tốn bê tông Ecm Môđun đàn hồi cát tuyến bê tơng Ep Mơđun đàn hồi tính tốn cốt thép ứng lực trƣớc Es Mơđun đàn hồi tính tốn thép EI Độ cứng uốn F Tác đô Fd Giá trị tính tốn tác động Fk Giá trị đặc trƣng tác động Gk Tác động thƣờng xuyên đặc trƣng I Mơmen qn tính tiết diện bê tơng L Chiều dài M Mơmen uốn MEd Giá trị tính tốn mơmen uốn N Lực dọc trục NEd Giá trị tính tốn lực dọc trục P Ứng lực trƣớc P0 Lực căng ban đầu đầu neo cáp Qk Tác động thay đổi đặc trƣng R Độ bền SLS Trạng thái giới hạn sử dụng ULS Trạng thái giới hạn độ bền ULT Ứng lực trƣớc V Lực cắt VEd Giá trị tính tốn lực cắt TTGH Trạng thái giới hạn TTGH Trạng thái giới hạn Chữ Latinh thường d Chiều dày sàn fck Cƣờng độ chịu nén đặc trƣng bê tơng fcd Cƣờng độ chịu nén tính tốn bê tông fp Cƣờng độ chịu kéo cáp ứng lực trƣớc fpk Cƣờng độ chịu kéo đặc trƣng cáp ứng lực trƣớc ft Cƣờng độ chịu kéo cốt thép ftk Cƣờng độ chịu kéo đặc trƣng cốt thép fy Cƣờng độ chảy dỏe cốt thép fyk Cƣờng độ chảy dẻo đặc trƣng cốt thép fywd Cƣờng độ chảy dẻo tính tốn cốt thép chịu cắt h Chiều cao i Bán kính quán tính k Hệ số l (l L ) chiều dài nhịp m Khối lƣợng r Bán kính 1/r Độ cong đoạn cấu kiện t Chiều dày t0 Tuổi bê tông thời điểm chất tải u Chu vi tiết diện ngang bê tơng có diện tích Ac x Chiều cao trục trung hòa z Tay đòn nội lực x, y, z Các tọa độ Chữ Hy Lạp thường Góc; tỷ số Góc; tỷ số; hệ số Hệ số riêng A Hệ số riêng cho tác động đặc biệt A Y Hệ số riêng cho bê tông F Hệ số riêng cho tác động F F,fat Hệ số riêng cho tác động gây mỏi F,fat Hệ số riêng cho mỏi bê tông G Hệ số riêng cho tác động thƣờng xuyên G M Hệ số riêng cho đặc trƣng vật liệu để tính đến tính chất khơng xác thân đặc trƣng vật liệu, sai số hình học mơ hình thiết kế P Hệ số riêng cho tác động phối hợp với ứng suất trƣớc p Q Hệ số riêng cho tác động thay đổi S Hệ số riêng cho cốt thép thép ứng suất trƣớc S,fat Hệ số riêng cho cốt thép cp N Ed 0,2f cd 1,78( N / mm ) Ac Vậy: VRd,c 0,12.x 2(100x0,19x 25)1 / 0,15x1,78 0,65( N / mm ) Chiều dài chu tuyến kiểm tra bản: U = (0,7 + x 0,45 ) x = 10,00 (m) Ứng suất tính tốn: VEd VEd 856000 0,31( N / mm ) ud 10000x 450 Vậy VRdc = 0,65 N/mm2 > VEd = 0,31 N/mm2 Vậy chiều cao dầm chọn đảm bảo điều kiện cắt thủng 3.4.3 Xác đinh quỹ đạo cáp tổn hao ứng suất: - Sơ đồ quỹ đạo cáp 800 400 400 02 01 4500 e 2250 f 2250 9000 g 2250 4500 Hình 3.8 Sơ đồ quỹ đạo cáp dầm - Xác định tổn hao ứng suất * Xác định tổn hao ứng suất biến dạng tức thời bê tông Xác định theo công thức: J. c ( t ) Pel E p E cm ( t ) Trong đó: Ep = 2x105 N/mm2 J = ½ ( lấy gần ½) 119 50 d 225 c 400 02 2250 03 b 50 02 a 225 01 01 50 400 800 Cƣờng độ bê tông tuổi 21 ngày ( thời điểm dự kiến bê tông đạt 75% cƣờng độ tiến hành căng cáp): f cd (t 21) cc (t ).f cd 1/ 28 1 / 28 cc exps 1 exp0,251 0,962 21 t ( Chọn s = 0,25 bê tơng có cấp độ bền CEM 32,5 R) fcd (t 21) cc (t ).fcd 0,9621x16,7 16,06( N / mm2 ) c (t ) fcd (t 21) Vậy: E cm (t 21) 16,06 / 16,7 3,1.104 3,06.104 ( N / mm2 ) 0, Tổn hao biến dạng tức thời bê tông: J.c ( t ) 0,5x16,06 Pel E p 2x105. 53( N / mm2 ) 3,06x10 E cm ( t ) Xác định tổn hao co ngót bê tơng Xác định theo công thức sau: cs E p p, c s r Trong đó: Ep ( t , t ).c, QP E cm Ep Ap A 1 (1 c z cp )1 0,8( t , t ) E cm A c Ic Ep = 2x105 N/mm2 cs 5x104 (mm) biến dạng co ngót dự tính Ecm = 3,1x104 (N/mm2) c,Qp 2,78( N / mm2 ) ( t, t ) Hệ số từ biến đƣợc xác định theo biểu đồ hình (3.5) 120 Hình 3.5 Biểu đồ xác định hệ số từ biến ( t, t ) Vậy: ( t, t ) 3,5 Z cp 450 15,2 40 177(mm) s 2 Ac = 1000 x 450 = 450000 mm2 bh 1000x 450 Ic 7594.x10 (mm ) 12 12 Giá trị tổn hao ứng suất bê tông: p,cs r 206( N / mm ) Xác định tổn hao ứng suất chùng cốt thép: Xác định theo công thức sau: t 0,75(1) 5 pr 5,39.1000.e 6,7 ( ) 10 pi 1000 Trong đó: 1000 0,7 ( Lấy 70% tỷ lệ ứng suất ban đầu căng, giá trị t =500000 giờ, tính cho giá trị dài hạn cuối tổn thất ứng suất trƣớc chùng cốt thép 121 pi 0,7.f p 0,7x1456 1020( N / mm ) pi f pk 1020 0,56 1820 Giá trị tổn hao ứng suất chùng cốt thép: pr 5,39x 0,7.x 2,7813,752 ( 500000 0,33 ) x10 x1020 13,88( N / mm2 ) 1000 Xác định tổn thất ma sát: Xác định theo công thức sau: (x) max (1 e ( kx) ) Trong đó: Pmax 217 1550 Ap 0,14 Xác định theo công thức sau: p max (x) max (1 e ( kx) ) Trong đó: Pmax 217 1550 Ap 0,14 Xác định theo công thức sau: p max (x) max (1 e ( kx) ) Trong đó: p max Pmax 217 1550 Ap 0,14 : Hệ số ma sát căng ống lồng 0,19 : chiều dài đoạn ống từ điểm đặt ứng lực trƣớc tới điểm tính tốn xét Ta có 27,8M Ta có: 1 4. 4.3 Khoảng cách lớn từ trục cáp đến trục trung hòa dải sản là: Đối với cáp nằm dƣới ( song song trục A-E): + Tại gối tựa: e1 450 14 25 20 176mm 17,6cm 2 122 e1 + Tại nhịp: 450 14 25 20 176mm 17,6cm 2 Dựa vào sơ đồ ta có giá trị góc xoay sau: 1 tg1 17,6 0,0782rad 225 tg1 17,6 0,0782rad 225 3 22 2.0,0782 0,1564rad Vậy có: 1x.0,0782 4x.0,0782 4x.0,1564 1,406rad Giá trị tổn hao ứng suất ma sát là: (x) 1550(1 2,7810,19(1, 4060,005.27,8) ) 284,5( N / mm ) *tổn hao ứng suất biến dạng neo: Giá trị tổn hao ứng suất neo xác định theo công thức sau: P E p pn A L p Trong đó: Ep = 2x105 kN/mm2 2mm - tính cho đầu neo L = 27800 pn P0 E p 2x10 x 14,38( N / mm ) A L 27800 p 3.4.4 Xác đinh số lƣợng cáp: Xác định tải trọng cân bằng: Wbl = 0,8Gk = 08 x 14,34 = 11,472kN/m2 Lực căng thực tế đơn vị chiều rộng Wbl L2 11,472x 78,2 Pbl 1138(kN) 8.e 8x 0,077 Lực căng hiệu dụng cáp: Pe f p A p pl A p 123(kN) 123 Với pl - tổng tổn hao ứng suất: Số lƣợng cáp tính cho đơn vị chiều rộng bản: n Ppl Pe 1138 9,3 chọn 10 cáp 123 3.4.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH * Kiểm tra khả chịu cắt: - Lực cắt tính tốn lớn nhất: VEd 175,6(kN) Khả chịu cắt bê tông: VRd,c 0,12k(1001f ck )1/ k1cp b w d Với:s 1/ VRd,c (0,035k / f ck k1cp )b w d 200 200 2 1,44 d 450 k 1 1 0,19% k1 0,15 s fck = 25 N/mm2 bw = 3000 mm, d = 450mm cp 2,78 0,2f cd 0,2x16,7 3,34( N / mm2 ) Thay vào công thức ta có: VRd,c 0,12x 2(100x0,19%x 25)1/ 0,15x 2,78 3000x 450 562(kN) Vậy: VRd,c = 562 kN > VEd = 175,6 kN Đủ khả chịu cắt Kiểm tra khả chịu uốn: Khả chịu uốn đƣợc kiểm tra với trƣờng hợp tiết diện có cốt thép vùng nén: Cơng thức kiểm tra: 124 M Ed M Rd 0,567.f ck bzx f sc.AS (d a ' ) Trong đó: Mơmen tính tốn lớn nhất: MEd = fck = 25 N/mm2; fsc = 280 N/mm2; d = 2450 mm; a‟‟ = 20 +6 = 26mm x f p,eff A p 0,567.f ck b As = 1810 mm2 10x885x140 29mm 0,45d 0,45x 450 180mm 0,567 x 25x3000 Trong đó: fp,eff – ứng suất hiệu cáp, trừ toàn tổn hao ứng suất.l1 f p, eff f p (el p, c s r pr (x) pn ) f p,eff 1456 571 885( N / mm ) zd x 29 450 435,5(mm) 2 M Ed 0,567x 25x3000x 435,5x 29 280.1810(450 26' ) 764(kNm) MRd =764 kNm > MEd =756kNm Đủ khả chịu uốn: 3.4.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH * Kiểm tra chống nứt dầm: M Ed,s M cr Với MEd,s = 73,5 kNm, mômen lớn tải trọng tiêu chuẩn gây h bh M cr P e f ctm - mômen kháng nứt tiết diện 6 f ctm 0,3.f ck2 / 0,3x 252 / 2,56 450 e 14 25 20 176mm 2 P = 885 kN Giá trị Mcr = 222 kNm > MEd,s = 73,5 kNm Đảm bảo 125 Kết luận chung: Dầm đảm bảo cƣờng độ khả chống nứt * Kiểm tra độ võng - Độ võng ngắn hạn: Xác định theo công thức sau: Với: y1 5(q w )L4 384.E cm I q = 10,455 kN/m2 – tổng tải trọng tiêu chuẩn w = 0,8 x Gk = 0,8 x 8,955 = 7,164 kN/m2 – tải trọng cân Ec = 3,1x 104 N/mm2 bh 3000 * 450 I 227 x108 (mm ) 12 12 Giá trị độ võng ngắn hạn: y1 = 3,99 mm 5(q w )L4 y2 384.E c,eff I - Độ võng dài hạn: Với: f cd (t 21) cc (t ).f cd 1/ 28 1 / 28 cc exps 1 exp0,251 0,962 21 t ( Chọn s = 0,25 bê tơng có cấp độ bền CEM 32,5 R) fcd (t 21) cc (t ).fcd 0,9621x16,7 16,06( N / mm2 ) c (t ) fcd (t 21) E cm (t 21) f cd (t 21) / f c E c 16,06 /16,7 3,1.10 3,06.10 N / mm2 0, 0, (, t 21) 3,5 ( tra theo biểu đồ thực nghiệm) E c,eff E c ( t 21 ) 3,06x10 0,68x10 N / mm (, t 21 ) 3,5 Giá trị độ võng dài hạn: y2 = 18,2mm Độ võng toàn phần: Y = y1 + y2 = 22,19 mm Độ võng giới hạn: y L 37,5(mm) 240 Nhƣ sàn đảm bảo giới hạn độ 126 3.5 Thống kê, so sánh nhận xét kết tính tốn dầm, sàn BẢNG SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TỐN SÀN TCVN TC EN-2 Lấy TCVN 5574:2012 làm chuẩn (%) Cốt thép Tƣơng tự - 12a300 - 12a300 - 14 bó cáp T15 - 14 bó cáp T15 Tổn hao chùng cốt 79,61 13,88 -82,56 thép Tổn hao biến dạng 21,91 21,91 Tƣơng tự neo Tổn hao ma sát 27,33 87,80 +325,18 Tổn hao từ biến bê 140 53 -62,14 tông Tổn hao co ngót bê 40 154 +285 tơng Độ võng 0,827 cm 1,736cm -209 Tổn tổn hao ứng suất 339,19 357,73 BẢNG SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TỐN DẦM „ TCVN 5574:2012 Cốt thép TC EN-2 Lấy TCVN làm chuẩn (%) - 3214 - 3214 -10 sợi cáp -10 sợi cáp Tƣơng tự 79,61 13,88 -82,56 10,95 14,39 Tƣơng tự 132,55 284,5 +114,6 140 53 -62,14 40 177 +415 Độ võng 1,16 cm 2,219 191 Tổn tổn hao ứng suất 406,55 571,77 Momen kháng nứt 55,37 222 Tổn hao chùng cốt 13,88thép Tổn hao biến dạng neo Tổn hao ma sát Tổn hao từ biến bê tông Tổn hao co ngót bê tơng 127 +400 Nhận xét: - Về cốt thép theo tính tốn hai tiêu chuẩn khơng có khác biệt, nhƣ - Về tổn hao ứng suất: Các tổn hao ứng suất hai tiêu chuẩn có nhiều khác biệt kết tính tốn Nhƣng tổng tổn hao ứng suất hai tiêu chuẩn chênh nhiều 128 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận Từ kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận văn rút kết luận sau khác biệt hai tiêu chuẩn thiết kế bê tơng cốt thép nói chung kết cấu bê tơng ứng lực nói riêng Trong phạm vi đề tài xét tới nội dung bê tông ứng lực trƣớc hai tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn Châu âu code EN 1992-1-1 có khác biệt: a) Nguyên lý phƣơng pháp tính tốn kết cấu bê tơng ứng lực trƣớc hai tiêu chuẩn đƣợc tiến hành theo lý thuyết hai trạng thái giới hạn: trạng thái giới hạn thứ cƣờng độ (bền) ổn định; trạng thái giới hạn thứ nứt Về giống b) Đối với bê tông ứng lực trƣớc việc xác định tổn hao ứng suất theo ứng suất theo công nghệ căng trƣớc hay cơng nghệ căng sau có ý nghĩa quan trọng cho việc xác định khả chịu lực kết cấu sau gây ứng suất sử dụng kết cấu Tính tổn hao ứng suất từ biến tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2 tính tốn chi tiết cho nhiều trƣờng hợp cụ thể, theo thời gian sử dụng mà tiêu chuẩn Việt Nam 5574:2012 chƣa đề cập c) Khi tính tốn biến dạng kết khác biệt nhiều hai tiêu chuẩn, dùng mô hình khác Tiêu chuẩn Việt Nam xét đến làm việc bê tơng vết nứt, cịn tiêu chuẩn Châu Âu chủ yếu xét giai đoạn đàn hồi bê tơng d) Về tính tốn kết cấu theo tiêu chuẩn Châu âu nói chung việc lấy hệ số vƣợt tải lớn nhiều so với tiêu chuẩn Việt Nam ( Tiêu chuẩn Châu âu lấy hệ số vƣợt tải cho tĩnh tải 1,5 hoạt tải 1,35 Tiêu chuẩn Việt Nam hệ ố vƣợt tải cho tĩnh tải 1,2 hoạt tải 1,1) kết tính tốn cuối có giá trị khác e) Ở Việt Nam xây dựng chƣa ban hành thức tiêu chuẩn riêng tiêu chuẩn thiết kế riêng cho kết cấu bê tông ứng lực trƣớc Nhƣng việc sử dụng tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 với tƣ liệu khác ( ) qua thực tế tính tốn sử dụng cơng trình bê tơng ứng lực trƣớc cho 129 thấy độ an toàn, độ tin cậy kết cấu bê tơng nói chung bê tơng ứng lực trƣớc nói riêng đảm bảo yêu cầu trạng thái giới hạn, phù hợp với điều kiện xây dựng Việt Nam * Kiến nghị: a) Kết cấu bê tông ứng lực trƣớc thực đƣợc sử dụng rộng rãi xây dựng nhà công trình Việt Nam mang lại hiệu kinh tế rõ rệt Tuy nhiên chƣa có tiêu chuẩn thiết kế riêng biệt cho kết cấu bê tông ứng lực trƣớc nên nhà thiết kế xây dựng ngần ngại ngành xây dựng dân dụng công nghiệp so với ngành giao thông Bởi đến lúc cần có tiêu chuẩn riêng cho tồn ngành b) Cần có thêm nhiều nghiên cứu lý thuyết nhƣ thực nghiệm tác động môi trƣờng xâm thực kết cấu bê tông thƣờng nhƣ bê tông ứng lực trƣớc, cơng trình đƣợc xây dựng vùng ven biển nƣớc ta 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, nhà xuất xây dựng, Hà Nội Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode EN 1992-1-1 – thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, nhà xuất xây dựng, Hà Nội PGS.TS Lê Thanh HUấn, TS Nguyễn Hữu Việt, THS Nguyễn Tất Tâm, kết cấu bê tông ứng lực trƣớc căng sau nhà nhiều tầng, nhà xuất xây dựng, Hà Nội PGS.TS Phan Quang Minh, sàn phẳng bê tông ứng lực trƣớc căng sau Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội PGS.TS Phan Quang Minh, GS.TS Ngô Thế Phong, kết cấu bê tông cốt thép thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu, nhà xuất xây dựng, Hà Nội Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam ( TCXDVN 356:2005), kết cấu bê tông bê tông cốt thep – tiêu chuẩn thiết kế, nhà xuất xây dựng, Hà Nội Lê Thanh Huấn – Võ Văn Thảo – Vƣơng Ngọc Lƣu – Đỗ Trƣờng Gian, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ mã số RD-14: Hướng dẫn thiết kế sàn phẳng bê tông ứng lực trước lưới cột mở rộng nhà cao tầng Bộ xây dựng.2005 ( Vụ khoa học công nghệ xây dựng – Bộ Xây dựng) Bài giảng học phần bê tông cốt thép ứng lực trƣớc trƣờng đại học mỏ địa chất biên soạn Tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN 2737-1995) Tải trọng tác động tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội 131 TRÍCH DẪN TÀI LIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ( theo ý kiến phản biện hội đồng ) Chƣơng I Chƣơng I: Tác giả sử dụng tài liệu “PGS.TS Lê Thanh Huấn, TS Nguyễn Hữu Việt, THS Nguyễn Tất Tâm, kết cấu bê tông ứng lực trước căng sau nhà nhiều tầng, nhà xuất xây dựng, Hà Nội” Ngoài phần cấu tạo dầm sàn bê tông ứng lực trƣớc có tham khảo thêm tài liệu “Bài giảng học phần bê tông cốt thép ứng lực trước trường đại học mỏ địa chất biên soạn” “ Luận án thạc sỹ thiết kế sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode2 – tác giả Vũ Mạnh Linh – trường đại học kiến trúc” Chƣơng II a) Phần tính tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam Tồn cơng thức phƣơng pháp tính tốn đƣợc lấy theo tài liệu sau: (theo ý kiến phản biện 2) Tác giả sử dụng tài liệu: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, nhà xuất xây dựng, Hà Nội tài liệu “PGS.TS Lê Thanh Huấn, TS Nguyễn Hữu Việt, THS Nguyễn Tất Tâm, kết cấu bê tông ứng lực trước căng sau nhà nhiều tầng, nhà xuất xây dựng, Hà Nội” b) Phần tính tốn theo tiêu chuẩn châu âu Eurocode EN 1992-1-1 Tác giả sử dụng tài liệu “ Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode EN 1992-1-1 – thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, nhà xuất xây dựng, Hà Nội” Trong phần tính tốn sàn khơng dầm theo tiêu chuẩn châu âu – tác giả có tham khảo thêm“ Luận án thạc sỹ thiết kế sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode2 – tác giả Vũ Mạnh Linh – trường đại học kiến trúc” c) Ngồi tác giả cịn sử dụng thêm số tài liệu theo danh mục “ Tài liệu tham khảo” 132 133 ... 1. 1 Tổng quan bê tông cốt thép ứng lực trƣớc ……………………… 12 1. 1 .1 Công nghệ thiết kế bê tông ứng lực trƣớc: ………………… 13 1. 1.2 Bê tông ứng lực căng trƣớc………………………………… 13 1. 1.3 Bê tông ứng lực căng. .. học với nỗ lực thân tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp cao học “ Tính tốn sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trƣớc căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574: 2 012 tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2- 1- 1” Xin chân... (DYF) 15 ,2 12 ,7 Các giả thiết tính tốn Fpk (N/mm2) Fp0,1k (N/mm2) P0 kN Pmax kN 16 70 17 70 17 70 2860 17 00 18 20 18 60 14 20 15 00 15 00 15 80 14 50 15 45 15 80 17 7 12 5 202 14 2 2 91 229 15 9 16 7 11 8 19 1 13 4