Thi công cốt thép dự ứng lực (nxb xây dựng 2010) đặng đình minh, 121 trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP H ổ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG Đ Ặ N G ĐÌNH M INH THI CĨNG CƠT thép Dự ÚNG LỤ1C m M (GIA CÔNG VÀ LẮP ĐẶT CỐT THÉP Dự ÚNG Lựũ) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI - 2010 LỜI NÓI ĐẦU T h i công lắp đ ặ t cốt thép d ự ứng lực ứng d ụ n g nhiều công trinh giao thông cơng trình xay d ự n g cơng nghiệp H iện n a y, ngồi cơng trìn h nói trên, người ta ứ ng d ụ n g cho kết cấu sàn, k h u n g cơng trìn h xây d ự n g d â n dụng việc ứng d ụ n g g ầ n n h p h ổ biến rộng rãi T ập sách "Thi công cốt thép d ự ứng lực" (Gia công lắp đ ặ t cốt thép d ự ứ ng lực) m ột tài liệu cóp n h ậ t - biến dịch sắ p xếp n h ằ m p h ụ c vụ y cầu tỉm hiểu q u í độc giả quan tâ m lĩn h vực T ài liệu c h ỉ trọng vê biện p h p thi công - Cách g ia công lắp đ ặ t cốt thép d ự ứng lực T ài liệu biên soạn theo yêu cầu K hoa X â y d ự n g trường Đ ại học Kiến trúc th n h p h ố H C h í M in h (thuộc Bộ X â y dựng) T i liệu rấ t có ích cho cá n h â n đơn vị dang tim hiểu đ a n g thi công bêtông cốt thép d ự ứng lực, đồng thời củng tài liệu th a m khảo cho sin h viên g iả n g viên th i công n g n h xây d ỉù ig , ngành cầu đường, th ủ y lợi sở đ a n g g ia công c h ế tạo cấu kiện bê tông cốt thép tiền chế Tác giả c h i có công biên dịch, xếp hiệu chỉnh lại tà i liệu nước ngồi Q trìn h thự c chắn kh ô n g trá n h khỏi sai sót M ong độc giả góp ỷ p h ê bin h đ ế tái tốt (N hà x u ấ t X â y d ự n g - Lê Đại H n h , H Nội) Tác giả PH Ẩ N VẬT LIỆU LÀM CỐT THÉP ■ ■ Dự ÚNG Lực ■ ■ So với bêtơng cốt thép thơng thường bêrơng cốt thép dự ứng lực có diện tích mặt cắt cấu kiện nhỏ hơn, trọng lượng nhẹ, độ cứng lớn, khả kháng nứt cao, bền, tiêu hao vật tư Tuy nhiên đê thi công kết cấu bêtông dư ứng lực, yêu cầu phải có vật liệu đặc biệt (thép cường độ cao) phải có thiết bị chuyên dùng, công cụ đặc biột công nghệ riêng biệt có tính đặc thù Do giá thành thành phẩm oũng cao Đối với kết cấu cơng trình có kháu độ gián cách (cột, tường ) lớn tải trọng lớn, việc ứng dụng kết cấu bêtơng cốt thép dự ứng lực điều tất yếu phổ biến Vì góp phần làm giảm tiêu hao vật tư thời nâng cao tính nâng kỹ thuật kết cấu làm tăng hiệu kinh tế Hiện việc ứng dụng m ang lại nhiều hiệu thiết thực nhiều mặt Tuỳ theo mức độ yêu cầu chịu lực mà phân ra: Bêtông dự ứng lực tồn phần bêtóng dư ứng lực phận Bêtơng dự ứng lực tồn phần kết cấu bctơng inằ m ép biên tác dụng tải trọng, vị trí bêtơng dự ứng lực không xảy ứng suất kéo Bêtông dự ứng lực toàn phần ứng dụng cho cấu kiện yêu cầu không xuất vết nứt Bêtông dự ứng lực phận kết cấu bêtông tác dụng tải trọng cho phép xuất ứng suất kéo vết nứt số vị trí định Tính tổng hợp bêtông dự ứng lực phận tương đối tốt, chi phí thấp nên ứng dụng nhiều Theo phương pháp gia công thực hiện, người ta có thẻ chia ba dạng sau: Bêtơng dự ứng lực tiền chế (đúc sẵn) Bêtông dự ứng lực đổ chỗ Bêtông dự ứng lực theo ỉớp Theo phương pháp tạo ứng lực, người ta chia Bêtông dự ứng lực căng trước Bêtông dự ứng lực căng sau Bêtơng dư ứng lực căng sau cịn chia làm hai loại Bêtông dự úng lực căng sau có dính kết Bêtơng d ímg lực căng sau khơng có dính kết §1 CỐT THÉP DÙNG CHO BÊTÔNG CỐT THÉP D ự ỨNG L ự c Cốt thép dùng cho bêtông (cốt thép) dư ứng lực có nhiều loại: Thép sợi Thép Cáp thép Các sợi cốt phi kim loại Trong loại trên, thép sợi cáp thép dùng nhiều / Thép sợi Các loại sợi thép thường dùng là: C FR P (Carbon fibre reìnfored plastic) GFRP (Glass fibrc reiníored plastic) Sau giới thiệu số thép sợi dùng làm cốt thép dự ứng lực a) Sợi thép kéo nguội Sợi thép kéo nguội sợi thép sau kéo nguội đem dùng trực tiếp m khơng cần qua xử lý Đường kính cuộn thép dường kính quấn thép máy kéo sợi thép Thép sản xuất có dạng xoắn trịn khơng có độ giãn dài tốt Loại thép ứng suất dư (residual stress), giới hạn chảy thấp, độ giãn dài nhỏ Loại lhép sợi kéo nguội thường dùng làm cốt thép cho khối bêtông tà vẹt, bêtông ống nước áp lực, cột điện Đường kính thép: l,5m Quá trình ram triệt tiêu ứng suất dư q trình nguội tạo Các tính khác nàng cao như: giới hạn chảy, môđun đàn hổi Đồng thời dễ nắn thẳng hơn, dễ thi công Loại thép sử dụng tương đối nhiều Thường có đường kính: % đầu tương kính kéo ơh (K = /180° đương với số % cong R (MPa) 200mm) < cường độ kháng WLR WNR WLR WNR (mm) (%) < < kéo danh nghĩa 1470 1200 1250 1570 1380 1330 8,00 1670 1770 1X6Ơ 1470 1570 1670 1770 1470 1470 1560 1640 1290 1380 1470 1560 1290 1410 1500 1580 1250 1330 1410 1500 1250 9,00 1570 1380 1330 4,00 5,00 6,00 7,00 10,00 1470 12,00 1290 Với quy cách 15 \5 20 20 25 25 30 3s 1250 10 60 1,0 4,5 70 2,0 80 4,5 12 Úng lưc giãn dài phi tỷ lệ quy định p ,2 có giá trị khơng nhó 8 % cường độ kháng kéo danh nghĩa thép sợi có độ chùng thấp W L R khơng nhỏ 85% cường độ kháng kéo danh nghĩa thép sợi có độ chùng thơng thường (WNR) M ôđun đàn hồi (2,05 ± , 1) X 105 MPa - không điểu kiện để giao nhận hàng Bảng 04 Tính học thép có khấc - đốt khử ứng lực Tính chùng ứng lực Tổng giãn Số lần uốn cong uhg lực giàn dài dài lực Cường Đường Úng lực ban đầu Tỷ suất chùng sau phi tỷ lệ quy định CƯC đai kính độ kháng 1000 % Bán tương đương L ần/ kéo ơh a p0,2 (MPa)< (Lo = danh > kính với số % cường /180° 200mm) nghĩa d„ (MPa) cong R độ kháng kéo < (%) (mm) < (mm) danh nghĩa WLR WNR WLR WNR < 5,0 1570 1380 1330 1670 1770 1860 1470 1570 1670 1770 1470 1560 1640 1290 1380 1470 1560 1410 1500 1580 1250 1330 1410 1500 Với quy cách 15 3,5 60 15 4,5 70 2,5 80 4,5 12 20 WLR: Wire of lovv relaxation WNR: Wire of normal relaxation G iá trị ứng lực giãn dài phi tỷ lệ quy định p 0,2 không nhỏ 80% cường độ kháng kéo danh nghĩa thép sợi chùng W LR không nhỏ 35% cường độ kháng kéo danh nghĩa thép sợi có độ chùng thông thường W N R Cáp thép C áp thép tập hợp nhiều sợi thép nguội xoắn bện lại m áy giống dây cáp thép treo buộc (cáp thép dự ứng lực khơng có lõi), chúng khử ứng suất phương pháp ram (Tempering) Dưới mặt cắt cấu tạo số cáp dự ứng lực a) C áp thép sợi X b) C áp thép sợi X c) C áp thép sợi X d) Cáp thép kéo qua lỗ khuôn b) D) Đ ường kính danh nghĩa cáp c) d) H ình 04 c'Úp thép dự ứng lực A) Kích thước đo đường kính cáp K chịu kéo cáp lớn, cáp thép mềm dễ lắp đặt, dễ luồn dễ kéo Cáp thép có nhiều loại: Bện sợi, bện sợi, bện sợi Theo mức độ gia công cấu tạo mà phân loại: Cáp bện từ sợi thép trơn bình thường C áp bện từ sợi thép có gai - gờ - ngấn - khấc - đốt C áp bện kéo q ua khuôn C áp thép bện hai sợi có đường kính nhỏ Sau ta tìm hiểu tính thơr.g số m ột số cáp sợi, sợi Bảng 05 Kích thước dung sai cáp x Đường kính danh nghĩa Loại cáp Sai số cho A cáp phép (m.m) A (m.m) Diện tích mặt Trọng lượng cắt cáp Sn đơn vị rủa tham khảo cáp, thím (m.m2) khảo (kg/m) 37,7 0,245 cáp D sợi thép d (mm) (mm) X3 8,6 4,00 7,46 X 31 8,7 4,04 7,54 + 0,20 38,5 0,302 10,80 5,0 9,33 -0,10 58,9 0,462 12,90 6,0 1,20 84,8 0,665 (sợi có khấc đốt) 10 Đường kính Đường kính Kích thước Bang 06 Kích thước dung sai cáp I X Loại cáp 1X Đường kính danh nghĩa D (m.m) Sai số đường kính cho phép (m m) Diện tích mặt cất cáp tham khảo s„ (m nr) Trọng lượng đơn vị cáp tham khảo , (kg/m) 9,5 + 0,30 54,8 0,430 11,1 -0,15 74,2 0,582 98,7 0,775 12,7 15,2 + 0,40 140 1,101 15,7 - 0.20 150 1,178 190 1,500 12 0,890 165 1,295 223 1,750 17,8 1X (kéo qua lỗ khuôn) 12,7 + 0,40 15,2 - 0.20 18,0 Gia tăng đường kính sợi lõi d thêm (%) < 2,5 Háng 07 Tính nàng học cùa cáp thép lx Tổng giãn Tính chùng ứng lực Đ.kính Cường Lực cực đại Lực giãn dài lực Phụ tải ban dài plii tỷ lệ cực đại Loại cáp danh Tỷ suất độ đáu tương cùa cá sợi quy định (L„> chùng sau nghĩa danh cáp Fh (kN) đương với Fp0,2(kN) 400m.m) 1000 % D cáp nghĩa b số % lực (%) (,m.m) (MPa) danh nghĩa Khơng nhó < cực đại (%) Không lớn 8,60 lx 10,80 12.90 X 31 (Có khấc đốt) 8,70 1720 65,3 58,8 1860 70,6 63,5 1960 73,9 66,5 1720 102 91,8 1860 10 99,0 1960 115 104 1720 147 132 1860 150 143 1960 166 150 1570 59.7 53,7 1720 66.2 59,6 1860 71,6 64,4 Với quy cách 3,5 60 1,0 70 2,5 80 4,5 11 Lực giãn dài phi tỷ lệ quy định khổng nhỏ 90% lực cực đại danh nghĩa cúa cáp thép Bảng 08 Tính học cáp thép x Tổng giãn Tính chùng ứng lưc Đ.kính Cường Lực cực đại Lực giãn dài lực Phụ tải ban dài phi tỷ lệ cực đại Loại cáp danh Tỷ suất độ đầu tương sợi quy định (L0 > chùng sau danh cáp Fb (kN) nghĩa đương với Fp0,2(kN) 500m.m) 1000 9f D cáp nghĩa h số % lực (%) (MPa) (m.m) danh nghĩa Không nhỏ < cực đại (%) Không lớn 1720 170 153 1860 184 166 1960 193 174 1720 241 217 1860 260 234 1960 274 247 1770 258 232 1860 279 251 1720 327 294 1860 353 318 12,70 1860 208 187 15,20 1820 300 270 18,00 1720 384 346 12,70 15,20 lx Với quy cách 60 1,0 70 2,5 80 4,5 3,5 15,70 17,80 ỉ X7 (JKéo qua lỗ) Lực giãn dài phi tỷ l ệ F p0.2k hô ng nhỏ 90% lực cực đại danh nghĩa cáp thép M ôđun đàn hồi cáp thép (1,95 ± 0,1) Io MPa không dùng làm điều kiện giao nhận hàng T hép tỉnh chê có ren Thép dùng làm thép dự ứng b J_ |A lực có ren thường thép gai Người ta nPTỊPlỊf1rỊFrỊR~í dùng thép gai gân ngang để R irỉlM A y M L chế tạo thép chuyên dụng có '■M 'A ren dùng cho cốt thép dự ứng lực Mặt cắt cấu tạo thể hình 05 12 H ình 05: Thanh ihép tạo ren