THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC

ĐÂY LÀ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC CHI TIẾT NHẤT BAO GOOMG : + PHẦN I : KIẾN TRÚC + PHẦN II : TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC + PHẦN III : THIẾT KẾ SÀN PHẲNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC SỬ DỤNG CÁP KHÔNG DÍNH BÁM

MỤC LỤC

PHẦN I KIẾN TRÚC 3

I GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 4

II GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 5

1 Giải pháp mặt bằng 5

2 Giải pháp cấu tạo mặt bằng 5

PHẦN II TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SÀN BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC ( DƯL ) 16

I NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 17

1.1 ưu điểm của công nghệ bê tông dự ứng lực nói chung 17

1.2 Đối với sàn phẳng có sử dụng bê tông dự ứng lực 19

II NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 21

III GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 23

PHẦN III THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN PHẲNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC SỬ DỤNG CÁP KHÔNG DÍNH BÁM 29

I LỰA CHỌN SƠ BỘ CHIỀU DÀY SÀN, VẬT LIỆU SỬ DỤNG 31

1.1 Chiều dày sàn : 31

1.2 Kích thước cột : 31

1.3 Kích thước vách : 31

1.4 Kích thước tường thang máy : 31

1.5 Lựa chọn Vật liệu : 31

II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 32

III BỐ TRÍ CÁC DẢI TRUYỀN TẢI VÀ XÁC ĐỊNH MÔMEN CỦA DẢI 33

3.1 Bố trí các dải truyền tải 33

3.2.Kết quả tính nội lực 34

IV LỰA CHỌN HÌNH DẠNG CÁP 35

V TÍNH CÁC HAO ỨNG SUẤT CỦA CÁP DỰ ỨNG LỰC 35

5.1 Hao ứng suất do ma sát fpf : 35

5.2 Hao do ứng suất biến dạng trượt neo f : 36

5.3 Hao ứng suất do các nguyên nhân khác lấy bằng : 37

5.4.Tính toán độ lệch tâm của cáp 42

VI.TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CÁP VÀ BỐ TRÍ CÁP 43

6.1 Tính toán số lượng cáp 43

VII TÍNH TOÁN LƯỢNG CỐT THÉP THƯỜNG VÀ BỐ TRÍ 70

7.1 Tính toán lượng cốt thép thường, 70

7.2 Bố trí cốt thép thường 71

VIII KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA SÀN 72

8.1 Kiểm tra ứng suất trong sàn : 72

8.2 Kiểm tra khả năng chịu uốn : 86

8.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO TÍNH TOÁN KẾT CẤU : 126

PHẦN I

KIẾN TRÚC

NỘI DUNG :

- Thuyết minh kiến trúc

o Giới thiệu về công trình

I GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

CÔNG TRÌNH :

DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẢI TẠO, MỞ RỘNG ( GIAI ĐOẠN 2 )

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG

HẠNG MỤC : NHÀ ĐA NĂNG 9 TẦNG

Với mục tiêu là nâng cao chất lượng đào tạo và điều kiện học tập, giảng dạy của

giáo viên và học sinh Ban giám hiệu trường CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ

XÂY DỰNG đã quyết định đầu tư và Xây Dựng công trình NHÀ ĐA NĂNG 9

TẦNG thuộc dự án đầu tư Xây Dựng cải tạo, mở rộng giai đoạn 2

Công trình được Xây Dựng trên khu đất có tổng diện tích 2200 m2

với diện tích xây dựng của công trình là 858 m2

tương ứng với mật độ xây dựng là 40 % Ngoài ra với mục đích là tạo một điều kiện giảng dạy và học tập tốt nhất cho giảng viên và sinh

viên chính vì vậy xung quanh công trình được bố trí cây xanh và ghế đá với mật độ

tương đối cao để phục vụ cho quá trình vui chơi và học tập ngoài trời được thuận lợi

Công trình thuộc loại nhà cao tầng loại 1 gồm 9 tầng chưa kể tầng tum với tổng

chiều cao là + 36.400 m trong đó bao gồm :

+ Có 3 cầu thang bộ và 1 cầu thang máy Với 2 cầu thang bộ được bố trí ở hai

đầu hồi Trục 1, Trục 6 và 1 cầu thang bộ ở vị trí cùng với khu vực cầu thang

máy

+ có một khu vệ sinh tập chung với diện tích 50 m2

+ Toàn bộ công trình sử dụng cửa PANO gỗ đối với cửa đi và cửa sổ sử dụng

vách kính với diện tích lớn chính vì vậy việc chiếu sáng và thông gió tự nhiên

đạt được hiệu quả cao

II GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1 Giải pháp mặt bằng

Với việc thiết kế tầng 1 có sảnh trước và sảnh sau đã làm tăng tính thẩm mỹ và

tạo cho công trình vẻ bề thế khác lạ

Công trình được xây dựng với mục đích học tập nên tất yếu phải đạt yêu cầu về

công năng trong quá trình sử dụng

+ Đảm bảo sự yên tĩnh

+ Đảm bảo thông gió, chiếu sáng tự nhiên

+ Đảm bảo giao thông và phòng chống cháy nổ

Công trình có mặt bằng được bố trí theo kiểu đối xứng đồng thời có các khối

sảnh và hành lang được nhô ra ngoài đã phá đi sự đơn điệu trong kiến trúc và tạo

điều kiên thông gió chiếu sáng

2 Giải pháp cấu tạo mặt bằng

- 1 phòng máy bơm , 1 phòng KT điện

- 1 khu vệ sinh chung

- 1 Buồng cầu thang máy và 1 Bể nước mái

Mỗi tầng có 4 hành lang hướng ra cầu thang bộ với chiều rộng của mỗi hành

lang là 1.54 m và khoảng cách xa nhất đến cầu thang là 15 m với việc bố trí hành

lang, cầu thang như vậy đã đảm bảo khả năng thoát hiểm khi xảy ra sự cố trong quá

trình học tập và làm việc

MẶT BẰNG ĐỊNH VỊ

MẶT BẰNG TẦNG 1

MẶT BẰNG TẦNG 2

MẶT BẰNG TẦNG 3, 5, 7, 9

MẶT BẰNG TẦNG 4, 6, 8

MẶT ĐỨNG TRUC 1 - 6

MẶT ĐỨNG TRUC A - E

MẶT ĐỨNG TRUC A - E

MẶT ĐỨNG TRUC E - A

PHẦN II TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SÀN BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC ( DƯL )

NỘI DUNG :

o Những ưu điểm của công nghệ bê tông dự ứng lực

o Những hạn chế của công nghệ bê tông dự ứng lực

o Giải pháp khắc phục những hạn chế của công nghệ bê tông dự ứng lực

o So sánh 2 phương án dung cáp có dính bám và cáp không dính bám

Công nghệ thi công cáp dự ứng lực (DƯL) được coi là một phương pháp mới

trong xây dựng nhằm giảm thời gian thi công, tiết kiệm tiền bạc và phù hợp với những

công trình nhà cao tầng, cầu… với nhịp, khẩu độ lớn Tuy nhiên, nếu trong quá trình

thi công và quản lý vật liệu mà thiếu sự kiểm soát chất lượng chặt chẽ của các nhà thầu

thì sẽ gây nên những hiểm họa khôn lường đối với các công trình

I Những ưu điểm của công nghệ bê tông dự ứng lực

1.1 ưu điểm của công nghệ bê tông dự ứng lực nói chung

Bê tông dự ứng lực ( DƯL ) là sự kết hợp một cách tích cực, có chủ ý giữa bê

tông và cốt thép cường độ cao Trong kết cấu bê tông DƯL, người ta đặt vào một lực

nén trước tạo bởi việc kéo căng cốt thép, nhờ tính đàn hồi, cốt thép có su hướng co

ngắn lại và sẽ tạo nên lực nén trước, lực nén trước này gây nên ứng suất nén trước

trong bê tông và sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo do tải trọng sử dụng gây ra, do

vậy làm tăng khả năng chịu kéo của bê tông và làm hạn chế sự hình thành vết nứt Sự

kết hợp rất hiệu quả đó đã tận dụng được các tính chất đặc thù của hai loại vật liệu, đó

là trong khi cốt thép có tính đàn hồi và cường độ chịu kéo cao thì bê tông là loại vật

liệu dòn và có cường độ chịu kéo rất nhỏ so với cường độ chịu nén của nó

+ Độ an toàn :

Khó có thể nói rằng dạng kết cấu này có độ an toàn hơn dạng kết cấu khác Độ

an toàn của một kết cấu phụ thuộc vào việc thiết kế và xây dựng hơn là hình dạng của

nó Tuy nhiên đặc tính an toàn có tính thừa kế của bê tông DƯL cũng cần được nêu lên

ở đây Trong quá trình tạo DƯL cả bê tông và cốt DƯL đã được thử nghiệm, ở nhiều

kết cấu, trong quá trình tạo dự ứng lực cả bê tông và cốt DƯL đã phải chịu các ứng

suất lớn nhất trong cả cược đời chúng Do đó nếu vật liệu đã vượt qua quá trình tạo

DƯL, chúng có đủ khả năng để chịu tác động trong quá trình khai thác

Nếu được thiết kế phù hợp bởi các phương pháp thiết kế hiện nay, kết cấu bê

tông DƯL có khả năng chịu các vượt tải bằng hoặc cao hơn kết cấu bê tông cốt thép

thường với các thiết kế thông thường, chúng có độ võng lớn trước khi bị phá hoại Kết

cấu bê tông DƯL cũng có khả năng chịu tác động va chạm, tác động lặp tương tự như

kết cấu bê tông cốt thép thường khả năng chống rỉ của bê tông DƯL cao hơn bê tông

cốt thép thường do chúng ít bị nứt và chất lượng của bê tông được dùng trong kết cấu

bê tông DƯL cao hơn Tuy nhiên, nếu xuất hiện vết nứt, tác động của rỉ lên kết cấu bê

tông DƯL nghiêm trọng hơn so với kết cấu bê tông cốt thép thường Thép chịu ứng

suất cao trong các kết cấu bê tông DƯL nhạy với các tác động hỏa hoạn hơn cốt thép

thường

So với kết cấu bê tông cốt thép thường, kết cấu bê tông DƯL đòi hỏi phải cẩn

thận hơn trong thiết kế và Xây Dựng do vật liệu có cường độ cao hơn, mặt cắt nhỏ

hơn, kết cấu mảnh hơn v v

+ Tính kinh tế :

Dễ thấy rằng để chịu cùng một tải trọng bê tông DƯL sử dụng một khối lượng

bê tông và cốt thép ít hơn nhờ vật liệu có cường độ cao, do sử dụng được cấu kiện

thanh mảnh, giảm trọng lượng bản than, nên bê tông DƯL tiết kiệm được vật liệu cho

các bộ phận kết cấu khác như móng, cột v.v, với cấu kiện đúc sẵn điều đó làm giảm

chi phí vận chuyển và lắp đặt

Mặc dù có các lợi thế về kinh tế trên, kết cấu bê tông DƯL cũng không phải là

có thể được sủ dụng hợp lý cho mọi trường hợp trước hết việc sủ dụng vật liệu có

cường độ cao có đơn giá cao hơn Kết cấu bê tông DƯL đòi hỏi nhiều thiết bị và vật

liệu phụ trợ hơn như neo, ống gen, vữa bơm v.v, hệ thống ván khuôn cũng tốn kém

hơn do mặt cắt của của các cấu kiện DƯL thường phức tạp, trong thiết kế cũng như thi

công đòi hỏi trình độ nhân công cao, công tác giám sát thi công cũng cần thực hiện

chu đáo tỉ mỉ các chi phí bổ sung còn có thể phát sinh phụ thược vào kinh nghiệm của

kỹ sư và công nhân

Như vậy từ những vấn đề nêu trên có thể rút ra kết luận là kết cấu bê tông DƯL

sẽ là kinh tế khi áp dụng cho các kết cấu nhịp lớn, chịu tải trọng lớn và khi công trác

thiết kế và thi công được thực hiện bởi các kỹ sư và công nhân có kinh nghiệm kết

cấu này cũng được gọi là kinh tế khi được chế tạo ở dạng lắp ghép hoặc bán lắp ghép

1.2 Đối với sàn phẳng có sử dụng bê tông dự ứng lực

+ kiến trúc:

- Vì là sàn không dầm bản sàn tựa trực tiếp lên cột do đó mặt dưới phẳng nên

việc chiếu sáng và thông gió tốt hơn sàn có dầm

Tòa nhà Keangnam Hà Nội

- Khi dung sàn BTCT không dầm có DƯL trước sẽ giúp giảm chiều cao tầng so

với thi công bê tông cốt thép thường Khi giảm chiều cao tầng, sẽ giảm chi phí bê tông

cốt thép cho cột vách, tường xây và hoàn thiện, giảm chi phí móng do tải trọng nhẹ

hơn, giảm lực gió, động đất…

- Cáp DƯL có ứng lực căng rất cao kết hợp với sức chịu nén của bê tông tạo nên

trong kết cấu những biến dạng ngược khi chịu tải Nhờ đó các kết cấu này có thể chịu

được những tải trọng lớn hơn so với kết cấu bình thường và có khả năng vượt được

những nhịp hay khẩu độ lớn hơn kết cấu bê tông thông thường

- Trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn thì việc thoát nhiệt cũng thuận lợi hơn sàn có

dầm

- Ngoài ra sẽ tạo được sàn phẳng kiến trúc đẹp và rất thích hợp với các bức tường

ngăn di động việc phân chia không gian, chia phòng trên mặt sàn cũng trở lên linh hoạt

hơn dẫn đến giảm chi phí, tiết kiệm chi phí điều hòa

+ Kết cấu :

- Khi dùng sàn BTCT không dầm có DƯL trước sẽ làm tăng độ cứng của kết cấu,

do vậy cho phép giảm được kích thước tiết diện, giảm được trọng lượng bản thân kết

cấu, giảm được chiều cao kết cấu và vượt được các khẩu độ lớn

- Có khả năng khống chế sự hình thành vết nứt và độ võng

- Công nghệ thiết kế DƯL làm giảm lượng lớn thép thường bằng cách sử dụng

thép cường độ cao, thông thường sàn phẳng thay vì kết cấu sàn nhiều dầm và do đó

thời gian thi công nhanh hơn so với kết cấu sàn bê tông cốt thép thường truyền thống

Trong kết cấu công trình dân dụng, hệ thống sàn được quan tâm nhiều nhất khi

áp dụng công nghệ ứng lực trước là do : sàn là bộ phận kết cấu có chi phí đáng kể

nhất, chiếm không dưới 50% tổng chi phí kết cấu toàn công trình trên một đơn vị diện

tích sàn Việc sử dụng bê tông cốt thép ứng lực trước sẽ tác động thuận lợi vào giá

thành công trình theo hai hướng

Trọng lượng bản thân sàn được giảm nhẹ, bề dày sàn ứng lực trước giảm xuống

còn khoảng 50% – 80% bề dày của sàn bê tông cốt thép bình thường với cùng kích

thước nhịp và điều kiện tải trọng

Khối lượng cốt thép cũng được giảm nhưng bù vào đó giá thành thép cường độ

cao rất lớn ( gấp từ 3 – 4 lần thép xây dựng thường ) nên chi phí về cốt thép không

thay đổi bao nhiêu

Việc giảm trọng lượng bản thân sàn sẽ kéo theo việc giảm khối lượng vật tư

cho nhiều kết cấu khác như cột, tường móng và đảm bảo có lợi cho kết cấu nhà ở vùng

chiu động đất do lực ngang quán tính giảm với cùng khối lượng sàn

Tiến độ thi công tăng nhanh do sử dụng bê tông mác cao kết hợp với phụ gia

Một số công trình đã được xây dựng cho thấy tiến độ thi công trung bình 7 – 10 ngày /

tầng cho diện tích xây dựng 400 – 500 m2 / sàn Công tác ván khuôn khá đơn giản nhất

là với loại sàn không dầm được sử dụng chủ yếu trong nhà cao tầng có sàn ứng lực

trước

Ngoài ra việc mở rộng lưới cột, giảm chiều cao tầng nhà và các thiết bị, phụ

kiện phục vụ cho việc gây ứng lực trước ngày càng được hoàn thiện, gọn nhẹ và hiệu

quả, cũng góp phần quan trọng vào sự thành công của sàn bê tông ứng lực tước

Tuy nhiên sử dụng kết cấu bê tông ứng lực trước nói chung và công nghệ căng

sau nói riêng đề đòi hỏi các nhà tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát, nhà thầu xây dựng cần

có những kiến thức và khinh nghiệm nhất định mới đem lại hiệu quả mong muốn

Đặc biệt với thiết kế chịu động đất, hệ sàn còn đóng vai trò rất quan trọng trong

sự làm việc tổng thể của kết cấu chịu động đất, chúng làm việc như những tấm cứng

ngang tiếp nhận các lực quán tính sang hệ kết cấu thẳng đứng và đảm bảo cho các kết

cấu này cùng nhau làm việc khi chịu tác động của động đất thao phương ngang

II Những hạn chế của công nghệ bê tông dự ứng lực

- Về điều kiện năng lực các đơn vị thi công do mới phát triển gần đây chưa có

nhiều nhà thầu chuyên nghiệp có thâm niên chứng minh đảm bảo chất lượng tuổi thọ

lâu dài

- Về năng lực nhân sự thiết kế và thi công trực tiếp chưa có yêu cầu phải được

đào tạo bài bản để được cấp chứng chỉ như các nước tiên tiến khác

- Về thiết kế chưa có tiêu chuẩn Việt Nam hoàn thiện mà chủ yếu áp dụng các

tiêu chuẩn nước ngoài như AS, BS, ACI, EC2 Chưa có chuẩn đánh giá hệ neo, bất cứ

hệ thống nào cũng có thể được sử dụng hoàn toàn phụ thuộc đề xuất của nhà thầu do

đó giá thành là lựa chọn hàng đầu Quy trình thi công kiểm soát chất lượng hoàn toàn

phụ thuộc vào nhà thầu làm cáp DƯL

Ngoài ra, thực trạng cạnh tranh giữa các nhà thầu hoàn toàn trên cơ sở giá thành

trong khi thị trường chưa có nhiều hiểu biết về kiểm soát chất lượng công nghệ làm

cho vấn đề chất lượng thiết kế và thi công càng bị buông lỏng Tình trạng nhà thầu tự

làm, tự mua, đơn vị nào cung cấp giá thấp hơn thì thắng thầu, dẫn đến có nhiều công

trình chất lượng kém Nguy cơ những sự cố tương tự trong ngành cầu trước đây hoàn

toàn có thể xảy ra với lĩnh vực nhà cao tầng nếu không có biện pháp quản lý chất

lượng thích đáng Có thể kể đến một số công trình thi công DƯL cầu chất lượng thấp

như: Sập cầu Rào năm 1988 do đứt cáp DƯL Dự án nâng cấp làm mới 148 cầu yếu

trên QL1A vốn JICA, trong đó có rất nhiều cầu dưới 20 năm phải làm mới, nguyên

nhân do rỉ cáp dự ứng lực giảm khả năng chịu lực Cầu Thị Nại (Bình Định), khánh

thành năm 2006 nhưng đứt cáp DƯL ngày 19/11/2011 phải hạn chế tải trọng xe trên

15 tấn qua cầu trong thời gian sửa chữa… Nguyên nhân được xác định là thiếu sự

kiểm soát chất lượng chặt chẽ của các nhà thầu khi họ tự mua các vật tư thiết bị, tự thi

công cáp, khoán xuống đội Tất cả đều phụ thuộc vào ý thức người công nhân

Nhìn chung, trong xây dựng chúng ta đã có khâu quản lý chất lượng rất tốt Tuy

nhiên với dạng kết cấu này, thì việc làm quen và kinh nghiệm chưa nhiều, vì dù sao,

trong xây dựng, thì kinh nghiệm đóng vai trò rất lớn Có thể là do chúng ta chưa hiểu

biết tường tận, chưa nắm vững được kỹ thuật và khâu thiết kế còn yếu

Như vậy, vấn đề đặt ra, làm sao để có thể nâng cao việc kiểm soát nhằm ứng

dụng hiệu quả dự ứng lực giảm giá thành đầu tư đồng thời kiểm soát được chất lượng

tuổi thọ lâu dài của kết cấu, tránh tình trạng công trình vừa xong đã bị xảy ra sự cố gây

hoang mang, lo sợ cho người sử dụng

III Giải pháp khắc phục những hạn chế của công nghệ bê tông dự ứng lực

Đây là cả một vấn đề tổng thể cần phải giải quyết tất cả các yếu tố đó là: Trước

hết cần thay đổi cách nhìn nhận vấn đề trong cộng đồng xây dựng, DƯL là hệ thống

chịu lực chính yếu của kết cấu cần đặc biệt kiểm soát chất lượng bởi nhà thầu chuyên

nghiệp, tránh thái độ coi đây là công nghệ đơn giản thông thường ai cũng có thể làm

Đồng thời cũng nên tránh thái độ coi đây là một công nghệ quá phức tạp làm đánh mất

cơ hội có thêm một giải pháp giảm giá thành xây dựng nâng cao hiệu quả đầu tư

Về quản lý nhà nước nên coi đây là một ngành nghề kinh doanh có điều kiện

đòi hỏi một năng lực kinh nghiệm nhất định trên các khía cạnh: năng lực thiết kế, năng

lực máy móc thiết bị, nhân lực, tài chính, và quan trọng hệ thống neo cáp dự ứng lực

phải là hệ thống được khuyến nghị bởi các tổ chức dự ứng lực có uy tín như Ủy ban dự

ứng lực quốc tế, Ủy ban châu âu về chấp thuận kỹ thuật, hoặc hệ thống phải được thí

nghiệm chứng minh tuổi thọ lâu dài nâng cao hiểu biết làm chủ công nghệ trong việc

thiết kế Việc nhầm lẫn trong thiết kế do vấn đề ngôn ngữ trong khi sử dụng các tiêu

chuẩn thiết kế nước ngoài cũng như hiểu sai bản chất yêu cầu công nghệ mà chúng ta

gặp phải khá thường xuyên Do đó chúng ta cần có sự đầu tư biên soạn đồng bộ tiêu

chuẩn bằng tiếng Việt, nên lựa chọn sử dụng đồng bộ một tiêu chuẩn nước ngoài biên

soạn sang tiếng Việt có chọn lọc phù hợp với điều kiện Việt Nam

Nên sử dụng hình thức đấu thầu thiết kế và lắp đặt cho hạng mục đặc biệt này

khi mà chất lượng của sản phẩm cuối cùng phụ thuộc vào cả một quy trình khép kín từ

hệ thống vật tư vật liệu cho đến thiết kế và thi công lắp đặt Tốt nhất là lựa chọn đơn vị

có năng lực thiết kế và thi công đồng thời là đơn vị phát triển hệ thống neo cáp dự ứng

lực

+ So sánh giữa 2 hệ thống cáp có dính bám và không dính bám :

Các sàn bê tông ứng lực ở trên thế giới cũng như ở việt nam hiện nay thường

dùng phương pháp căng sau ( post – tension ) có hoặc không dính kết

+ Đối với hệ thống cáp không dính bám :

- Lực từ cáp truyền vào thông qua các đầu neo, và do đó nếu đầu neo bị tuột thì

tác dụng của cáp coi như không còn và công trình có thể bị sập đồng thời lượng thép

thường trong sàn tương đối lớn để kiểm soát vấn đề nứt

- Các sợi cáp có thể được tiếp tục kéo căng vào bất kỳ lúc nào trong suốt thời

gian sử dụng sau này ( với điều kiện chưa cắt đi đoạn cáp thừa ra khỏi đầu neo )

- Cáp không dính bám linh hoạt hơn trong sửa chữa, một đường cáp hỏng có thể

dế dàng rút tao cáp ra thay thế và căng lại việc thay thế cũng lợi hơn về ứng suất do

tổn hao nhỏ hơn so với cáp thi công từ đầu

- Khả năng chống xâm thực của cáp phụ thuộc nhiều vào yếu tố độ bền của vỏ

bọc nhựa HDPE và lớp mỡ bên trong vỏ bọc

+ Đối với hệ thống cáp không dính bám :

- Lực từ các bó cáp được truyền lên kết cấu thông qua đầu neo và cả lực dính

giữa cáp và bê tông suốt theo chiều dài của cáp Do vậy nếu đầu neo có sự cố thì công

trình vẫn không bị ảnh hưởng nhiều

- Tổng lực truyền từ cáp đến kết cấu có thể tương đối lớn

- cần ít thép thường hơn hệ thống cáp không dính bám

- Việc bảo vệ sợi cáp được đảm bảo nhờ lượng vữa xi măng bơm vào lấp ống

ghen sau này

+ Phương pháp tạo ứng lực trước trong sàn

Sau khi ván khuôn sàn được lắp dựng và kiểm tra theo đúng vị trí thiết kế, tiến

hành đặt cốt thép thường và cốt thép ứng lực trước cũng như các thiết bị neo Để đảm

bảo cho các cáp ứng lực trước phát huy tốt khả năng chịu lực chúng được bố trí theo

các đường dải cáp định trước trên mặt bằng và trên mặt cắt sàn

Cáp ứng lực trước được luồn trong các ống ghen polyetilen sau khi đã được bọc

mỡ chống ăn mòn hoặc luồn trong các ống ghen dẹt bằng kim loại mỏng, một đầu

được neo cố định đầu kia nối với neo tạo ứng lực Vị trí chính xác của cáp dự ứng lực

trước được đánh dấu trên ván khuôn Sau đó tiến hành đổ bê tông với cấp độ bền theo

yêu cầu của thiết kế việc căng cáp được tiến hành theo hai bước :

+ Bước một tạo lực căng xấp xỉ bằng 50% lực căng quy định + Bước hai tọa đủ lực căng theo yêu cầu thiết kế bước hai chỉ được tiến hành sau khi đã kết thúc bước một cho toàn sàn

Công nghệ căng sau được thực hiện việc căng cốt thép gây ứng lực trước trong

kết cấu chỉ sau khi bê tông đổ tại chỗ đạt cường độ ít nhất 80% cấp độ bền thiết kế

Điểm tỳ của thiết bị căng nằm ngay trên cạnh hay trên mặt kết cấu nên dược gọi là

căng trên bê tông Để đảm bảo cho việc căng cốt thép được thuận lợi, cốt căng phải

được luồn trong rãnh hoặc các ống chuyên dụng

- Các bước thi công chính của hệ thống cáp có dính bám :

1 Lắp đặt cốp pha sàn

2 đánh dấu vị trí của các neo sống trên ván thành của cố pha sàn

3 lắp đặt các neo sống cố định vào ván thành của cốp pha sàn

4 lắp đặt lớp thép dưới của sàn

5 Ống ghen được đặt vào vị trí với chiều dài được cắt theo chiều dài thiết kế

6 Đặt các sợi cáp cường độ cao vào trong các ống ghen với chiều dài được

cắt theo thiết kế Đầu neo chết được tạo hình theo thiết kế

7 Lắp đặt các ống bơm vữa, ống thông hơi, vào ống ghen và kê các bó cáp

lên các con kê chân chó bằng thép sao cho hình dạng của bó cáp đúng theo

như hình dạng của thiết kế

8 Lắp đặt lớp thép trên của sàn ở các vị trí cần thiết (thường là trên đầu cột

và chu vi sàn )

9 Đổ bê tông sàn với sự cẩn thận cao sao cho không làm hư hại các bó cáp

10 Bảo dưỡng bê tông đạt yêu cầu theo quy định để cho phép căng kéo cáp

11 Tháo ván thành của cốp pha sàn

12 Tháo bát neo và nêm được đặt vào vị trí cuối của bó cáp

13 Đánh dấu các sợi cáp trong bó để có cơ sở đo độ giãn dài sau này

14 Căng kéo cáp và đo độ dãn dài thực tế so với độ dãn dài tính toán

15 Cắt đoạn cáp thừa

16 Bịt đầu neo và tháo cốp pha đáy ( như vẫn giữ lại một số cây chống

trùng với vị trí các cây chống chống sàn tầng kế trên phòng trường hợp sàn

bị chọc thủng khi thi công các tầng trên )

17 Bơm vữa không co ngót và lấp đầy ống ghen và đầu neo

- Các bước thi công chính của hệ thống cáp không dính bám :

1 Các sợ cáp có vỏ bọc sẽ được cắt chính xác theo chiều dài thiết kế và sau

đó lắp đặt sẵn các neo chết

2 Lắp đặt cốp pha sàn

3 đánh dấu vị trí của các neo sống trên ván thành của cố pha sàn

4 lắp đặt các neo sống cố định vào ván thành của cốp pha sàn

5 lắp đặt lớp thép dưới của sàn

6 Kê các sợi cáp lên các con kê chân chó bằng thép sao cho hình dạng của

bó cáp đúng theo như hình dạng của thiết kế

7 Lắp đặt lớp thép trên của sàn ở các vị trí cần thiết (thường là trên đầu cột

và chu vi sàn )

8 Đổ bê tông sàn với sự cẩn thận cao sao cho không làm hư hại các bó cáp

9 Bảo dưỡng bê tông đạt yêu cầu theo quy định để cho phép căng kéo cáp

10 Tháo ván thành của cốp pha sàn

11 Tháo bát neo và nêm được đặt vào vị trí cuối của bó cáp

12 Đánh dấu các sợi cáp trong bó để có cơ sở đo độ giãn dài sau này

13 Căng kéo cáp và đo độ dãn dài thực tế so với độ dãn dài tính toán

14 Cắt đoạn thừa của cáp

15 Tháo cốp pha đáy ( như vẫn giữ lại một số cây chống trùng với vị trí

các cây chống chống sàn tầng kế trên phòng trường hợp sàn bị chọc thủng

khi thi công các tầng trên )

16 Đổ vữa không co ngót lấp các đầu neo

Ghi chú :

Các công việc có gạch chân thuộc về trách nhiệm của nhà thầu phụ thi công

cáp, các công việc còn lại thuộc về trách nhiệm của nhà thầu chính

Cho đến nay nhiều công trình cao tầng, các công trình công nghiệp, công trình

công cộng đã và đang được các đơn vị thiết kế, Xây dựng trong nước dùng công nghệ

bê tông ứng lực trước ngày càng hiệu quả

I LỰA CHỌN SƠ BỘ CHIỀU DÀY SÀN, VẬT LIỆU SỬ DỤNG

II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

(mm)

TL riêng (kG/m3)

TT tiêu chuẩn ( kG/m2)

III BỐ TRÍ CÁC DẢI TRUYỀN TẢI VÀ XÁC ĐỊNH MÔMEN CỦA DẢI

3.1 Bố trí các dải truyền tải

M (Tấn.m)

Bề rộng dải (m)

DẢI THEO PHƯƠNG X

IV LỰA CHỌN HÌNH DẠNG CÁP

Do sàn liên tục và chịu tải trọng phân bố đều nên cáp có thể bố trí nhƣ sau :

V TÍNH CÁC HAO ỨNG SUẤT CỦA CÁP DỰ ỨNG LỰC

Chọn ứng suất căng ban đầu :

+ μ : là hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc trƣng của bề mặt cáp và ống gen,

ở đây ta sử dụng cáp không bám dính loại tao 7 sợi nên ta có thể lấy μ = 0.1

+ α : tổng góc thay đổi giữa hai đầu cáp tính bằng radian

α = 0.0055 (radian)

+ K : là hệ số ma sát lắc trên đơn vị chiều dài cáp phụ thuộc vào hệ số

ma sát μ và độ cứng của ống gen luồn cáp có thể lấy 0,003/m

+ x : là chiều dài cáp

Theo quy định khi chiều dài cáp > 36 (m) thì phải tiến hành căng

2 đầu nhƣ vậy chiều dài cáp lớn nhất khi căng 1 đầu là cáp CSX1A dài 31.18 (m)

Thay các giá trị trên vào ta có :

fpf = 1488 (0.1 0.0055 + 0.003 31.18) = 140(MPa)

5.2 Hao do ứng suất biến dạng trƣợt neo f :

Sau khi thả neo, cho phép neo biến dạng 6mm

f2 = fpi – fp - f = 1488 – 140 – 38.5 = 1309.5 (MPa)

5.3 Hao ứng suất do các nguyên nhân khác lấy bằng :

21% f2 = 21% 1309.5 = 275 (MPa) Ứng lực trước hiệu quả :

fse = f2 - 21% f2 = 1309.5 – 275 = 1034.5 (MPa) = 1034.5 (KN)

Cáp theo phương X

Cáp theo phương Y