Thiết kế sàn không dầm bê tông ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn eurocode 2

LVTS18 Thiết kế sàn không dầm bê tông ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode 2 Đăng ngày 04072011 04:10:00 PM 3096 Lượt xem 4098 lượt tải Giá : 0 VND Thiết kế sàn không dầm bê tông ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode 2 Hãng sản xuất : Unknown Đánh giá : 1 điểm 1 2 3 4 5

Bộ giáo dục và đào tạo bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội Vũ mạnh linh Thiết kế sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc căng sau theo tiêu chuẩn eurocode 2 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng & công nghiệp Hà nội 2011 Bộ giáo dục và đào tạo bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội Vũ mạnh linh Khoá: 2008 2011, lớp: CH2008x Thiết kế sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc căng sau theo tiêu chuẩn eurocode 2 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành: xây dựng dân dụng và công nghiệp Mã số: 60.58.20 ngời hớng dẫn khoa học: gs. Tskh. Nguyễn trâm Hà nội 2011 Lời cảm ơn Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại lớp cao học xây dựng 2008X, Khoa đào tạo trên đại học, Trờng Đại Học Kiến Trúc Hà Nội, dới sự giảng dạy của các thầy giáo trong khoa, sự giúp đỡ tận tình của Ban chủ nhiệm Khoa và cán bộ công nhân viên trong Khoa, sự cố vấn và hớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo hớng dẫn khoa học, cộng với sự nỗ lực của bản thân, tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học với đề tài: Thiết kế sànkhông dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode 2. Tôi xin chân thành cảm ơn các cấp lãnh đạo Trờng Đại Học Kiến Trúc Hà Nội, khoa đào tạo trên đại học và các thầy giáo cùng tập thể cán bộ công nhân viên trong trờng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trờng. Tôi đặc biệt cảm ơn thầy giáo GS. TSKH. Nguyễn Trâm Ngời đã có công lớn trong việc hớng dẫn khoa học, tận tình chỉ bảo tôi giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tác giả luận văn Vũ Mạnh Linh Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và cha từng có ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tác giả luận văn Vũ Mạnh Linh 1 Lời cảm ơn lời cam đoan Mục lục Trang 1 Bảng ký hiệu và chữ viết tắt sử dụng trong luận văn 4 Mở đầu 6 * Lý do nghiên cứu 6 * Mục đích nghiên cứu 6 * Phơng pháp nghiên cứu 6 * Phạm vi nghiên cứu 6 Chơng 1: tổng quan về sàn bê tông cốt thép ứng lực trớc và Các quy định chung 7 1.1 Tổng quan về sàn bê tông cốt thép ứng lực trớc 7 1.2 Các quy định chung 11 1.2.1 Tải trọng 11 1.2.2 Tổ hợp tải trọng 13 1.2.3 Bê tông 15 1.2.4 Cốt thép cờng độ cao 16 1.2.5 Các vật liệu khác 21 1.2.6 Khoảng cách, lớp bảo vệ cốt thép 22 1.2.7 Neo 23 1.2.8 Nối chồng 26 1.2.9 Cơ cấu dẫn hớng 27 1.2.10 Cơ cấu ứng suất trớc 28 Chơng 2: Quy trình thiết kế 30 2.1 Các phơng pháp xác định nội lực sàn phẳng 30 2.1.1 Phơng pháp trực tiếp 30 2.1.2 Phơng pháp khung tơng đơng 31 2 2.1.3 Phơng pháp đờng chảy dẻo 32 2.1.4 Phơng pháp phần tử hữu hạn 32 2.2 Xác định chiều dày sàn 33 2.2.1 Xác định theo điều kiện cắt thủng 33 2.2.2 Xác định theo điều kiện hạn chế độ võng 42 2.3 Lực ứng suất trớc 46 2.3.1 Lực ứng suất trớc 46 2.3.2 Lực ứng suất trớc tối đa 47 2.3.3 Giới hạn ứng suất trong bê tông 47 2.3.4 Tải trọng cân bằng 48 2.4 Xác định các tổn hao ứng suất 50 2.4.1 Tổn hao ứng suất do biến dạng tức thời của bê tông 50 2.4.2 Tổn hao ứng suất do co ngót của bê tông 50 2.4.3 Tổn hao ứng suất do chùng cốt thép 52 2.4.4 Tổn hao ứng suất do ma sát 56 2.4.5 Tổn hao ứng suất tại neo 57 2.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH 1 và TTGH 2 58 2.5.1 Kiểm tra tiết diện theo TTGH 1 58 2.5.2 Kiểm tra tiết diện theo TTGH 2 65 Chơng 3: ví dụ tính toán 69 3.1 Xây dựng sơ đồ khối về quy trình thiết kế 69 3.2 Tính toán với số liệu cụ thể 70 3.2.1 Các thông số chính 70 3.2.2 Chọn chiều dày sàn và xác định tải trọng 70 3.2.3 Xác đinh nội lực sàn 72 3.2.4 Xác định quỹ đạo cáp và các tổn hao ứng suất 73 3.2.5 Xác định số lợng cáp 77 3.2.6 Kiểm tra tiết diện theo TTGH 1 78 3 3.2.7 Kiểm tra tiết diện theo TTGH 2 80 3.3 Xây dựng chơng trình tính tự động hóa 82 Kết luận và kiến nghị 84 tài liệu tham khảo 86 4 Bảng ký hiệu và chữ viết tắt sử dụng trong luận văn Chữ cái Latinh viết hoa A Diện tích tiết diện ngang A c Diện tích tiết diện ngang của bê tông A p Diện tích tiết diện cáp ứng lực trớc A s Diện tích tiết diện cốt thép thờng A s, min Diện tích tiết diện tối thiểu cốt thép A sw Diện tích tiết diện cốt thép chịu cắt D Đờng kính độ cong uốn cốt thép E Hệ quả tác động E c Môđun đàn hồi tiếp tuyến của bê tông E cd Môđun đàn hồi tính toán của bê tông E cm Môđun đàn hồi cát tuyến của bê tông E p Môđun đàn hồi tính toán của cốt thép ứng lực trớc E s Môđun đàn hồi tính toán của cốt thép EI Độ cứng uốn F Tác động F d Giá trị tính toán của tác động F k Giá trị đặc trng của tác động G k Tác động thờng xuyên đặc trng I Mômen quán tính của tiết diện bê tông L Chiều dài M Mômen uốn M Ed Giá trị tính toán của mômen uốn N Lực dọc trục N Ed Giá trị tính toán của lực dọc trục P ứng lực trớc 5 P o Lực căng ban đầu tại đầu neo cáp Q k Tác động thay đổi đặc trng R Độ bền SLS Trạng thái giới hạn sử dụng ULS Trạng thái giới hạn độ bền ƯLT ứng lực trớc V Lực cắt V Ed Giá trị tính toán của lực cắt TTGH 1 Trạng thái giới hạn 1 TTGH 2 Trạng thái giới hạn 2 Chữ cái Latinh thờng d Chiều dày sàn f ck Cờng độ chịu nén đặc trng của bê tông f cd Cờng độ chịu nén tính toán của bê tông f p Cờng độ chịu kéo của cáp ứng lực trớc f pk Cờng độ chịu kéo đặc trng của cáp ứng lực trớc f t Cờng độ chịu kéo của cốt thép f tk Cờng độ chịu kéo đặc trng của cốt thép f y Cờng độ chảy dẻo của cốt thép f yk Cờng độ chảy dẻo đặc trng của cốt thép 6 Mở đầu * Lý do nghiên cứu Trong tiến trình hội nhập và phát triển hiện nay, việc hiểu biết tiêu chuẩn thiết kế của các nớc tiên tiến đối với những ngời làm công tác kỹ thuật là cần thiết. Tiêu chuẩn châu âu EN 1992 Thiết kế kết cấu bê tông nằm trong bộ tiêu chuẩn thiết kế kết cấu nhà và công trình do tiểu ban kỹ thuật Châu Âu soạn thảo và tiêu chuẩn hoá để áp dụng cho các nớc thuộc Liên minh Châu Âu. Hiện nay, sàn bê tông ứng lực trớc căng sau đợc ứng dụng ngày càng phổ biến trong các công trình xây dựng. Trong tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 đã ban hành chủ yếu đề cập đến thiết kế cấu kiện dầm bêtông ứng lực trớc. Đề tài Thiết kế sàn không dầm bêtông cốt thép ứng lực trớc căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode 2sẽ đề cập tổng quan về tiêu chuẩn Eurocode và trình tự thiết kế cụ thể cho sàn không dầm bêtông cốt thép ứng lực trớc. * Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu các quy định về vật liệu, tải trọng và nguyên lý cấu tạo đối với kết cấu bêtông cốt thép trong tiêu chuẩn Eurocode 2. Nghiên cứu quy trình thiết kế sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc theo tiêu chuẩn Eurocode 2. * Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tiêu chuẩn Eurocode 2 và các tài liệu liên quan. * Phạm vi nghiên cứu Sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc căng sau trong nhà cao tầng. [...]... sàn bê tông cốt thép ứng lực trước và Các quy định chung 1.1 Tổng quan về sàn bê tông cốt thép ứng lực trước Kết cấu bê tông ứng lực trước là một dạng kết cấu đặc biệt trong kết cấu bê tông cốt thép đã và đang được sử dụng rộng rãi trong xây dựng nhà và công trình Kết cấu bê tông ứng lực trước được thực hiện theo 2 công nghệ khác nhau tùy thuộc vào phương thức sản xuất và thi công Đó là công nghệ căng. .. của động đất theo phương ngang [5] 9 Phương pháp tạo ứng lực trước trong sàn: - Các sàn bê tông ứng lực trước ở Việt Nam hiện nay thường dùng phương pháp căng sau (post tension) có hoặc không dính kết - 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... độ cần thiết 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 tạo đủ lực căng 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... 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 qua, cũng đóng góp nhiều phần quan trọng vào sự thành công của sàn bê bê tông ứng lực trước Tuy nhiên sử dụng kết cấu bê tông ứng lực trước nói chung và công nghệ căng sau. .. tải trọng đặc biệt 1 .2. 3 Bê tông [4] Cường độ chịu nén của bê tông đựơc xác định với mẫu tiêu chuẩn hình trụ: D = 150mm, h = 300mm Cường độ của mẫu bê tông là ứng suất ứng với lực nén N làm mẫu bị phá hoại: fc N (N/mm2) Ac trong đó: Ac Diện tích ngang của mẫu; N Lực nén phá hoại (1-8) 16 Tiêu chuẩn EC -2 quy định cấp bền của bê tông không nhỏ hơn C30/37 Với cường độ như vậy, bê tông sẽ có biến dạng... cao 18,0 1700 1450 29 1 27 5 (DYF) 15 ,2 1 820 1545 22 9 21 7 12, 7 1860 1580 159 150 trong đó: fpk cường độ chịu kéo đặc trưng của cáp; fp0,1k cường độ chịu kéo đặc trưng của cáp tại biến dạng dư 0,1%; Po lực căng trước tại neo; Pmax lực căng trước tối đa Các giả thiết tính toán Phân tích kết cấu được thực hiện trên cơ sở diện tích danh nghĩa của tiết diện ngang thanh căng ứng suất trước và các giá trị... được việc đổ bê tông và phát huy đầy đủ khả năng bám dính giữa bê tông và các thanh căng Các yêu cầu đối với ống lồng theo phương pháp căng sau: - Có thể đổ bê tông một cách an toàn, không gây hư hỏng ống lồng; - Bê tông có thể chịu được các lực do các phần cong của ống lồng gây ra trong quá trình căng và sau khi căng; - Vữa nhồi không rò rỉ vào trong ống lồng khác trong quá trình bơm vữa; - Không bó các... lực tập trung gây ra phải được tính toán bằng mô hình giàn ảo hoặc bằng mô hình thích hợp khác Có thể giả thiết lực ứng suất trước phân tán theo góc 2xem hình sau, bắt đầu tại cơ cấu neo, trong đó có thể giả thiết bằng arc tan 2/ 3 Hình 1.7 Sự phân tán ứng suất trước [13] (A thanh căng, = arc tan (2/ 3) = 33,70) Neo bộ nối dùng cho thanh căng ứng suất trước Các cơ cấu neo sử dụng cho các thanh căng theo. .. mãn về: - Bê tông chịu nén tại neo; - Sự phá vỡ bê tông; - Neo của các thanh căng theo phương pháp căng trước; - Đổ bê tông giữa các thanh căng Vấn đề độ bền lâu và nguy cơ ăn mòn của thanh căng tại đầu các cấu kiện cũng cần phải được xem xét Hình 1.5 Khoảng cách thông thủy tối thiểu trong thanh căng trước [13] ( là đường kính thanh căng và d kích cỡ lớn nhất của cốt liệu) 21 Bó các thanh căng không được... phụ lục của chứng chỉ kèm theo Có thể giả thiết thanh căng ứng suất trước có đủ tính dẻo thông qua kéo thanh căng nếu fp / fp0,1k k Giá trị k kiến nghị lấy bằng 1 Bảng 1.6 Các thông số chính của cáp ƯLT [16] Loại cáp D fpk fp0,1k Po Pmax (mm) (N/mm2) (N/mm2) kN kN Thông thường 15 ,2 1670 1 420 177 167 (STD) 12, 5 1770 1500 125 118 Đặc biệt 15,7 1770 1500 20 2 191 (SUP) 12, 9 28 60 1580 1 42 134 Cường độ . TCXDVN 356 : 20 05 đã ban hành chủ yếu đề cập đến thiết kế cấu kiện dầm b tông ứng lực trớc. Đề tài Thiết kế sàn không dầm b tông cốt thép ứng lực trớc căng sau theo tiêu chuẩn Eurocode 2sẽ đề cập. hạn 32 2 .2 Xác định chiều dày sàn 33 2. 2.1 Xác định theo điều kiện cắt thủng 33 2. 2 .2 Xác định theo điều kiện hạn chế độ võng 42 2.3 Lực ứng suất trớc 46 2. 3.1 Lực ứng suất trớc 46 2. 3 .2 Lực ứng. kết cấu b tông cốt thép trong tiêu chuẩn Eurocode 2. Nghiên cứu quy trình thiết kế sàn không dầm bê tông cốt thép ứng lực trớc theo tiêu chuẩn Eurocode 2. * Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tiêu