tính toán bố trí cáp DUL
Trang 1Đ3.3.Nguyên tắc bố trí cốt thép DƯL
Trong dầm giản đơn
3.3.2.4 Xác định toạ độ các bó cáp DƯL trên mặt đứng
a Các hình thức bố trí cáp DƯL trên mặt đứng
- Tại mặt cắt giữa nhịp các bó cáp DƯL được đặt thẳng Tuy nhiên tại các mặt cắt gần gối để tăng cường khả năng chịu cắt trên mặt cắt nghiêng, đồng thời để đảm bảo có thể
bố trí được các đầu neo tại đầu dầm thì các bó cáp DƯL được kéo xiên lên
- Có thể chọn một trong hai hình thức bố trí cốt thép DƯL uốn xiên:
+ Các bó cáp DƯL được uốn xiên lên đầu dầm bằng đường gấp khúc Biện pháp này thường chỉ áp dụng đối với dầm kéo trước vì khi đó không bố trí đặt các ống ghen nên việc định vị các bó cáp DƯL theo đường cong là rất khó và phải bố trí rất nhiều kẹp định vị
+ Các bó cáp DƯL được uốn xiên và vuốt tròn bằng đường cong có bán kính R Biện pháp này thường áp dụng đối với dầm BTCT kéo trước khi đó các bó cáp DƯL
được căng trên bệ và dùng neo định vị ngang nhưng biện pháp này cũng có thể áp dụng đối với dầm BTCT kéo sau trên bêtông khi đó sẽ giảm được độ phức tạp khi
bố trí ống ghen và mất mát ứng suất do ma sát
+ Các bó cáp DƯL được uốn xiên theo đường cong parabol Biện pháp này chỉ
được áp dụng đối với dầm BTCT căng sau Nhược điểm chính của biện pháp này
là việc bố trí ống ghen sẽ phức tạp hơn biện pháp dùng đường cong tròn
b Bố trí cốt thép DƯL theo đường gấp khúc
- Trong dầm BTCT DƯL thi công theo công nghệ căng trước không sử dụng các ống ghen để định vị cho cốt thép DƯL nên các bó cốt thép DƯL thường được bố trí theo
đường gấp khúc
xu1>0,2L
>2m
Ltt L xu1>0,2L >2m
Hình: Sơ đồ bố trí cốt thép DƯL theo đường gấp khúc
- Số lượng điểm uốn của các bó cáp DƯL:
+ Đối với dầm có chiều dài L≤18m thường bố trí 2 điểm uốn
+ Đối với dầm có chiều dài L>18m thường bố trí 4 điểm uốn
- Vị trí của các điểm uốn:
+ Các điểm uốn được xác định căn cứ vào biểu đồ bao mômen trên cơ sở sau khi uốn cốt thép DƯL thì tại mặt cắt bắt đầu uốn cốt thép tính đến đầu dầm vẫn đảm bảo khả năng chịu lực
Trang 2+ Điểm uốn đầu tiên phải bố trí cách đầu dầm một đoạn là xu1≥0,2L
+ Các điểm uốn tiếp theo bố trí cách nhau tối thiểu là 2m để đảm bảo các bó cốt thép DƯL không gây ảnh hưởng đến nhau và thuận tiện trong quá trình thi công
c Bố trí các bó cáp DƯL theo đường thẳng vμ vuốt bằng đường cong tròn
- Sơ đồ bố trí:
y
O
x
θ
1
D
TD
TC
θ
R R
O'
- Mỗi bó cáp DƯL gồm 3 đoạn:
+ Đoạn 1: Đoạn xiên tại đầu dầm
+ Đoạn 2: Đoạn cong tròn nối tiếp giữa 2 đoạn thẳng
+ Đoạn 3: Đoạng thẳng nằm ngang
- Các yếu tố hình học của phương trình đường cáp:
+ Bán kính cung tròn: R=(3ữ20)m => thường chọn R = 10m
+ Góc uốn:
u
d neo x
y y
=
θ => = ⎜⎜⎝⎛ ư ⎟⎟⎠⎞
u
d neo
x
y y arctg
θ
+ Chiều dài đoạn tiếp tuyến:
2 θ
tg R
T = + Chiều dài đường cong tròn vuốt nối: K =R.θ
+ Chiều dài đường cáp tính từ mặt cắt L/2 đến đầu dầm:
T K x L x
2
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ư +
=
θ + Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm đầu:
θ
cos
T x
x TD = u ư + Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm cuối:
T x
x TC = u +
- Phương trình đoạn 1:
+ Phương trình tổng quát: y = ax + b
+ Hệ số a:
u
neo d x
y y
+ Hệ số b: b=y neo
Trang 3=> Phương trình đoạn 1: neo
u
neo d
y x x
y y
- Phương trình đoạn 2: y=Rư R2ư x TC ưx 2 +y d
) (
- Phương trình đoạn 3: y= y d
Trong đó:
+ xu: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí điểm uốn
+ xTD: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm đầu
+ xTC: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm cuối
+ R: Bán kính đường cong tròn vuốt nối
+ T: Chiều dài đoạn tiếp tuyến
+ θ : Góc uốn
+ yd: Khoảng cách từ đáy dầm đến tim bó cáp tại mặt cắt giữa nhịp
+ yneo: Khoảng cách từ đáy dầm đến vị trí điểm neo tại đầu dầm
+ aneo: Khoảng cách từ mép trên của dầm đến vị trí điểm neo tại đầu dầm
+ Ld: Chiều dài đường cáp từ đầu dầm đến mặt cắt L/2
+ x: Khoảng cách từ đầu dầm đến mặt cắt bất kì
+ y: Khoảng cách từ đáy dầm đến tim bó cáp tại mặt cắt bất kì
- Khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp DƯL đến đáy dầm tại mặt cắt bất kì:
. i o
d
y a y
A
=∑ Trong đó:
+ yi: Khoảng cách từ bó cáp thứ i đến đáy dầm
+ ai: Diện tích bó cáp thứ i
+ Ad: Tổng diện tích các bó cáp DƯL
d Bố trí cốt thép DƯL theo đường cong Parabol
- Sơ đồ bố trí:
y
O
x
1
2
Đường cong Parabol
Đường thẳng
Hình: Bố trí cốt thép DƯL theo đường cong parabol
- Mỗi bó cáp DƯL gồm 2 đoạn:
+ Đoạn 1: Đoạn cong parabol tại đầu dầm
+ Đoạn 2: Đoạng thẳng nằm ngang
- Phương trình đoạn 1:
Trang 4+ Phương trình tổng quát: y = ax2 + bx + c
3
neo d
u
a
x
ư
=
3
d neo
u
b
x
ư
=
=> Phương trình đoạn 1: 2
2
neo
- Phương trình đoạn 2: y= y d với x≥ x u
Trong đó:
+ xu: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí điểm uốn
+ yd: Khoảng cách từ đáy dầm đến tim bó cáp tại mặt cắt giữa nhịp
+ yneo: Khoảng cách từ đáy dầm đến vị trí điểm neo tại đầu dầm
+ aneo: Khoảng cách từ mép trên của dầm đến vị trí điểm neo tại đầu dầm
+ Ld: Chiều dài đường cáp từ đầu dầm đến mặt cắt L/2
+ x: Khoảng cách từ đầu dầm đến mặt cắt bất kì
+ y: Khoảng cách từ đáy dầm đến tim bó cáp tại mặt cắt bất kì
- Góc uốn của bó cáp tính từ đầu neo đến mặt cắt đang xét:
2
θ = = ư + ư => θ =arctgθ
- Chiều dài của bó cáp tính từ điểm neo đến mặt cắt đang xét:
+ Để xác định chiều dài của đường cáp DƯL tính từ đầu neo đến mặt cắt x bất kì thì ta phải tính theo phương pháp gần đúng
+ Chia khoảng cách x thành n khoảng bằng nhau, nếu số khoảng chia n càng nhiều thì kết quả tính sẽ càng chính xác, thông thường ta nên chia x thành 100 khoảng, khi đó chiều dài mỗi khoảng chia là: x x
n
Δ = + Xác định tung độ của bó cáp tại các điểm chia:
y1= f x( ); y2 = f x( ư Δ ;x) y3 = f x( ư Δ ; 2 x) y n = f x( ư ư Δ[n 1] x)
+ Xác định hiệu tung độ các bó cáp tại các điểm lân cận nhau:
Δ =y1 y2ưy1; Δy2 =y3ưy2; Δ =y3 y4ư ; y3 Δy(nư1) = y nưy(nư1)
+ Tính chiều dài đường cáp trên từng khoảng chia:
l
l
l
+ Tổng chiều dài đường cáp tính từ đầu neo đến mặt cắt đang xét là:
( 1)
1
n
i
ư
=
= ∑Δ
Trang 5- Khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp DƯL đến đáy dầm tại mặt cắt bất kì:
. i o
d
y a y
A
=∑ Trong đó:
+ yi: Khoảng cách từ bó cáp thứ i đến đáy dầm
+ ai: Diện tích bó cáp thứ i
+ Ad: Tổng diện tích các bó cáp DƯL
3.3.3 Bố trí cốt thép DƯL trên mặt bằng của dầm
- Để có thể uốn xiên được các bó cáp DƯL trên mặt đứng thì các bó cáp DƯL phải được uốn xiên về tim dầm trên mặt bằng Hình thức uốn cáp chủ yếu là bằng các đường thẳng nối tiếp bằng đường cong tròn
- Sơ đồ bố trí:
z
x
R
O'
θ
TC1
TD2
5
4 3
2 1
R
- Mỗi bó cáp DƯL gồm 5 đoạn:
+ Đoạn 1: Đoạn thẳng nằm nằm đúng tim dầm
+ Đoạn 2: Đoạn cong tròn nối tiếp giữa 2 đoạn thẳng
+ Đoạn 3: Đoạng thẳng xiên chuyển hướng
+ Đoạn 4: Đoạn cong tròn nối tiếp giữa 2 đoạn thẳng
+ Đoạn 5: Đoạng thẳng nằm lệch tim dầm
- Các yếu tố hình học của phương trình đường cáp:
+ Bán kính cung tròn: R=(3ữ20)m => thường chọn R = 10m
+ Góc uốn:
1
u
d x x
z tg
ư
=
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ư
=
1
u
d
x x
z arctg
θ
+ Chiều dài đoạn tiếp tuyến:
2 θ
tg R
T =
Trang 6+ Chiều dài đường cong tròn vuốt nối: K =R.θ
+ Chiều dài đường cáp tính từ mặt cắt L/2 đến đầu dầm:
T K x
L x x x
u
2
1 2
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ư +
ư +
=
θ + Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm đầu 1:
T x
x TD1= u1ư + Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm cuối 1:
θ
cos 1
x TC = u + + Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm đầu 2:
θ
cos 2
x TD = u ư + Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm cuối 2:
T x
x TC2 = u2 +
- Phương trình đoạn 1: z=0
- Phương trình đoạn 2: ( ) ⎥⎦⎤
⎢⎣
±
1 2
TD
x x R R z
Trong phương trình trên lấy dấu (+) nếu bó cáp ở bên phải trục tim dầm và lấy dấu (-) nếu bó cáp ở bên trái trục tim dầm
- Phương trình đoạn 3:
+ Phương trình tổng quát: z = ax + b
+ Hệ số a:
1
u
d x x
z a
ư
=
+ Hệ số b:
1 2
1
u u
d u x x
z x b
ư
ư
=
=> Phương trình đoạn 3: ( 1)
1 2
u u
d
x x x x
z
ư
=
⎢⎣
2 2
x x R R z
z d ∓ TC Trong phương trình trên lấy dấu (-) nếu bó cáp ở bên phải trục tim dầm và lấy dấu (+) nếu bó cáp ở bên trái trục tim dầm
- Phương trình đoạn 5: z=z d
Trong đó:
+ xu1: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí điểm uốn 1
+ xu2: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí điểm uốn 2
+ xTD1: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm đầu 1
+ xTC1: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm cuối 1
+ xTD2: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm đầu 2
+ xTC2: Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí tiếp điểm cuối 2
Trang 7+ R: Bán kính đường cong tròn vuốt nối
+ T: Chiều dài đoạn tiếp tuyến
+ θ : Góc uốn
+ zd: khoảng cách từ bó cáp đến trục tim dầm tại mặt cắt giữa nhịp
+ Ld: Chiều dài đường cáp từ đầu dầm đến mặt cắt L/2
+ x: Khoảng cách từ đầu dầm đến mặt cắt bất kì
+ z: Khoảng cách từ trục tim dầm đến tim bó cáp tại mặt cắt bất kì
- Khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp DƯL đến đáy dầm tại mặt cắt bất kì:
. i o
d
z a z
A
= ∑ Trong đó:
+ zi: Khoảng cách từ bó cáp thứ i đến trục tim dầm
+ ai: Diện tích bó cáp thứ i
+ Ad: Tổng diện tích các bó cáp DƯL