Tính toán dầm liên tục bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có tiết diện thay đổi

LVTS19 Tính toán dầm liên tục bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có tiết diện thay đổi Đăng ngày 04072011 04:11:00 PM 625 Lượt xem 1028 lượt tải Giá : 0 VND Tính toán dầm liên tục bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau có tiết diện thay đổi Hãng sản xuất : Unknown Đánh giá : 0 điểm 1 2 3 4 5

Bộ giáo dục và đào tạo bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội Hoàng xuân lộc tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi 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 Hoàng xuân lộc Khóa: 2008-2011 lớp ch2008x1 tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng & công nghiệp M số: 60.58.20 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS nguyễn tiến chơng Hà Nội 2011 Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện luận văn này, tác giả đ đợc ngời hớng dẫn khoa học là thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Chơng tận tình giúp đỡ, hớng dẫn cũng nh tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn của mình. Qua đây tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy. Tác giả cũng xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo, các cán bộ khoa đào tạo Sau Đại học thuộc trờng đại học Kiến Trúc Hà Nội, bộ môn Kết cấu bê tông cốt thép và gạch đá đ giúp đỡ, chỉ dẫn, tạo điều kiện trong quá trình học tập và nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình đ động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tác giả học tập và nghiên cứu Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những ngời bạn đ luôn nhiệt tình giúp đỡ tác giả hoàn thành tốt luận văn này Với khả năng và thời gian nghiên cứu có hạn, nội dung của luận văn không tránh khỏi còn có nhiều thiếu sót, tác giả rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2011 Tác giả luận văn Hoàng Xuân Lộc Lời cam đoan Tên tôi là: Hoàng Xuân Lộc Sinh ngày: 22 - 12 -1981 Quê quán: Tuân chính Vĩnh Tờng Vĩnh Phúc Nơi công tác: Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng- Bộ Xây dựng Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp cao học ngành Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp với đề tài: Tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất căng sau có tiết diện thay đổi là luận văn do cá nhân tôi thực hiện. Các kết quả tính toán của các mô hình tuân thủ tiêu chuẩn Xây Dựng hiện hành. Kết quả tính toán này không sao chép bất kỳ tài liệu nào khác Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2011 Tác giả luận văn Hoàng Xuân Lộc Mục lục Mở đầu 1 Đặt vấn đề 1 Mục đích nghiên cứu của đề tài 1 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 1 Nội dung nghiên cứu 2 Phơng pháp nghiên cứu 2 Chơng 1- tổng quan về kết cấu bê tông ứng suất trớc 3 1.1 Bản chất bê tông ứng suất trớc 3 1.2 Những u điểm và ứng dụng của bê tông ứng suất trớc 3 1.3 Lịch sử hình thành và phát triển bê tông ứng lực trớc trên thế giới 4 1.4 Tình hình sử dụng bê tông ứng lực trớc ở Việt Nam 8 1.5 Phân loại bê tông ứng suất trớc 9 1.6 Vật liệu sử dụng cho bê tông ứng suất trớc 11 1.6.1 Bê tông cờng độ cao 11 1.6.2 Thép cờng độ cao 12 1.7 Các hệ thống tạo ứng suất trớc 13 1.7.1 Thiết bị căng 13 1.7.2 Các phơng pháp căng 13 1.8 Các giai đoạn chịu tải của bê tông ứng suất trớc 14 1.8.1 Giai đoạn ban đầu 15 1.8.2 Giai đoạn trung gian 16 1.8.3 Giai đoạn cuối cùng 16 1.9 Tổn hao ứng suất trớc 17 1.9.1 Bản chất của sự tổn hao ứng suất trớc 17 1.9.2 Tổn hao do chùng ứng suất trong cốt thép 18 1.9.3 Tổn hao do co ngót của bê tông 20 1.9.4 Tổn hao do từ biến của bê tông 21 1.9.5 Tổn hao ứng suất do ma sát 22 1.9.6 Tổn hao ứng suất do dịch chuyển neo 23 1.9.7 Các ớc tính tổng quát cho tổn hao ứng suất trớc 24 1.10 So sánh bê tông ứng suất trớc và bê tông cốt thép thờng 25 1.11 Phơng pháp tính bê tông ứng suất trớc 27 Chơng 2 tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi 28 2.1 Trạng thái ứng suất của cấu kiện bê tông ứng suất trớc 28 2.1.1 Các giả thiết cơ bản 28 2.1.2 ứng suất trong bê tông 28 2.1.3 ứng suất trong thép ứng suất trớc 32 2.1.4 ảnh hởng của tải trọng đến ứng suất kéo trong thép ứng suất trớc 32 2.1.5 Sự thay đổi ứng suất trong thép dính kết và không dính kết 33 2.1.6 Mô men nứt 35 2.1.7 Mô men giới hạn 36 2.2 Tính toán và bố trí cáp trong dầm liên tục có tiết diện thay đổi 39 2.2.1 Giới thiệu chung về dầm liên tục ứng suất trớc 39 2.2.2 Phân tích sự làm việc của dầm liên tục ứng suất trớc theo lý thyết đàn hồi 42 2.3 Chuyển dịch đồng dạng và tuyến cáp thích dụng 50 2.3.1 Chuyển dịch đồng dạng 50 2.3.2 Tuyến cáp thích dụng 51 2.4 Bố trí cáp ứng suất trớc sử dụng đờng hợp lực C-line 53 2.4.1 Bố trí cáp ứng suất trớc trong dầm đơn giản 53 2.4.2 Bố trí cáp ứng suất trớc trong dầm liên tục 55 2.4.3 Vết nứt và cờng độ giới hạn 57 2.5 Phơng pháp cân bằng tải trọng 59 2.5.1 Khái niệm chung 59 2.5.2 Phơng pháp cân bằng tải trọng áp dụng cho dầm liên tục 62 Chơng 3 - ví dụ tính toán 65 Kết luận và kiến nghị 79 Kết luận 79 Kiến nghị và hớng nghiên cứu tiếp theo 80 Tài liệu tham khảo 81 DANH MụC CáC BảNG BIểU Bảng 1.1 Phân loại bê tông ứng suất trớc 10 Bảng 1.2 Đề xuất ứng suất cho phép theo tiêu chuẩn ACI 318-2002 11 Bảng 1.3 Độ lớn tổng tổn hao ứng suất trớc cho hệ căng trớc và căng sau tính bằng % lực ứng suất trớc 25 Bảng 1.4. Giới hạn tổn hao ứng suất lớn nhất (ACI- ASCE) 25 Bảng 1.5 So sánh bê tông ứng suất trớc và bê tông cốt thép 26 DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị Hình 2.1 Cặp ngẫu lực C-T 29 Hình 2.2 Phân bố ứng suất tại các tiết diện khác nhau trên dầm 30 Hình 2.3 Sự làm việc của dầm bê tông ứng suất trớc 31 Hình 2.4 Phân bố ứng suất theo lý thuyết đàn hồi 31 Hình 2.5 ảnh hởng của ứng suất trớc và tải trọng đến góc xoay của dầm 33 Hình 2.6 Biểu đồ ứng suất do mô men nứt gây ra trên tiết diện 36 Hình 2.7 Mô men giới hạn 37 Hình 2.8 So sánh khả năng chịu tải của dầm đơn giản và dầm liên tục 39 Hình 2.9 Bố trí cáp trong dầm liên tục ứng suất trớc toàn phần 40 Hình 2.10 Dầm liên tục ứng suất trớc từng phần 41 Hình 2.11 Dầm đơn giản ứng suất trớc 43 Hình 2.12 Mô men trong dầm liên tục 44 Hình 2.13 Tính toán mô men do ứng suất trớc 45 Hình 2.14 Liên hệ vi phân giữa các thành phần nội lực và tải phân bố 46 Hình 2.15 Tải trọng do ứng suất trớc tác dụng lên dầm có tiết diện không đổi 48 Hình 2.16 Tải trọng do ứng suất trớc tác dụng lên dầm có tiết diện thay đổi theo nhịp 48 Hình 2.17 Tải trọng do ứng suất trớc tác dụng lên dầm có tiết diện thay đổi có dạng tuyến tính 49 Hình 2.18 Chuyển dịch đồng dạng 50 Hình 2.19 Tuyến cáp thích dụng 52 Hình 2.20 Vùng giới hạn cho tuyến cáp 54 Hình 2.21 Các vùng giới hạn không hợp lý 55 Hình 2.22 Vùng giới hạn của đờng hợp lực 56 Hình 2.23 Các giai đoạn làm việc của dầm bê tông cốt thép chịu uốn 60 Hình 2.24 Cân bằng tải trọng cho dầm đơn giản 62 Hình 2.25 Cân bằng cho dầm công -son 63 Hình 3.1 Mặt bằng kết cấu tầng 65 Hình 3.2 Sơ đồ tính toán dầm B2 65 Hình 3.3 Biểu đồ mô men gây bởi tĩnh tải 68 Hình 3.4 Biểu đồ bao mô men trong dầm 68 Hình 3.5 Tĩnh tải tác dụng lên dầm 68 Hình 3.6 Hình dạng cáp theo lý thuyết 69 Hình 3.7 Bố trí cáp theo thực tế 69 Hình 3.8 Xác định tải trọng tơng đơng 70 Hình 3.9 Biểu đồ mô men gây bởi ứng suất trớc 71 Hình 3.10 Biểu đồ mô men gây bởi ứng suất trớc sau khi tăng cáp nhịp BC 72 Hình 3.11 Biểu đồ mô men thứ cấp 72 Hình 3.12 Biểu đồ mô men do tải trọng tính toán 74 Hình 3.13 Bố trí cốt thép trong dầm 79 1 Mở đầu: Đặt vấn đề Sự phát triển của công nghệ ứng lực trớc với độ tin cậy cao là yếu tố kỹ thuật quan trọng nhất làm cho kết cấu bê tông cạnh tranh thắng lợi trong các lĩnh vực xây dựng mà trớc đó kết cấu thép chiếm u thế nh công trình cầu vợt khẩu độ lớn, công trình nhà có lới cột tha, không gian rộng, các công trình có tải trọng lớn Trên thế giới công nghệ bê tông ứng lực trớc đang đợc phát triển mạnh và ngày càng đợc hoàn thiện. Nó trở thành một công cụ hữu hiệu để tạo đợc những giải pháp kết cấu thoả mn đợc yêu cầu thẩm mỹ và kỹ thuật cao, hiệu quả về mặt kinh tế và áp dụng trong phạm vi rộng ri. Vì vậy, tác giả chọn đề tài luận văn Tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi làm nội dung nghiên cứu. Hớng nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ về vấn đề tính toán và bố trí cáp ứng suất trớc trong dầm liên tục có tiết diện thay đổi. Mục đích nghiên cứu của đề tài Tìm hiểu sự làm việc của kết cấu bêtông ứng suất trớc. Nghiên cứu chuyên sâu về dầm liên tục ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi trong việc tính toán và bố trí cáp để đạt đợc hiệu quả cao nhất khi chịu tải trọng bên ngoài. Nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hởng của số lợng cáp, cách bố trí cáp trong trờng hợp dầm có tiết diên thay đổi đến nội lực trong dầm Đối tợng và phạm vi nghiên cứu Các tiêu chuẩn hiện hành và các chỉ dẫn trong tính toán kết cấu bê tông ứng suất trớc căng sau. [...]... pháp tính toán thiết kế dầm liên tục b tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi Ví dụ tính toán áp dụng cho kết cấu thực tế Phơng pháp nghiên cứu Tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi theo các tiêu chuẩn hiện h nh Xây dựng các quy trình tính toán cụ thể cho từng trờng hợp 3 Chơng I: Tổng quan về kết cấu bê tông ứng suất trớc 1.1 Bản chất bê tông ứng suất...2 Hồ sơ thiết kế các nh cao tầng có hệ thống dầm bê tông cốt thép ứng suất trớc nghiên cứu các công trình đ xây dựng v đang trong giai đoạn thiết kế Đối tợng nghiên cứu l cấu kiện dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi Nội dung nghiên cứu Tìm hiểu về ứng dụng của dầm liên tục b tông ứng suất trớc trong kết cấu công trình tại Việt Nam v trên thế... của bê tông ứng suất trớc [7] Bê tông ứng suất trớc có những u điểm lớn so với các dạng kết cấu xây dựng khác nh bê tông cốt thép v thép nh sau: - Cấu kiện bê tông ứng suất trớc có khả năng chịu uốn cao hơn dới tác dụng của tải trọng l m việc so với cấu kiện có cùng chiều d i Do có độ cứng lớn hơn nên có độ võng v biến dạng nhỏ hơn - Việc sử dụng bê tông v thép cờng độ cao trong cấu kiện bê tông ứng. .. vị do từ biến của b tông sau khi căng t ng y Với u = Cu E c (1.15) Ec l môđun đ n hồi của b tông; Cu l hệ số từ biến cực hạn fsi : ƯS nén trong bê tông tại thớ đi qua tâm thép ứng lực trớc ngay sau khi cắt cáp As : diện tích tiết diện thép ứng lực trớc t: thời gian (tính bằng ng y) sau khi truyền tải v o b tông 1.9.5 Tổn hao ứng suất do ma sát Trong trờng hợp cấu kiện căng sau, thép ứng suất trớc đợc... đúc bê tông Khi bê tông căng cốt căng trớc đạt đủ cờng độ áp lực kích đợc thả ứng suất thép trớc đợc truyền cho bê tông bởi lực dính Cấu kiện bê tông đợc đúc kết hợp với đặt các sợi Phơng pháp căng sau thép cờng độ cao trong ống Khi bê tông đạt đủ cờng độ, sợi thép đợc căng bởi kích v đợc neo bằng nêm hay đai ốc .Lực đợc truyền cho bê tông bởi các neo v khi cáp đợc uốn cong Phơng pháp Dựa v o vị căng. .. động Bê tông ứng lực trớc l sự kết hợp chủ động, tích cực giữa bê tông cờng độ cao v cốt thép cờng độ cao Phơng pháp ứng lực trớc bê tông đợc thực hiện bằng cách đặt v o kết cấu một lực nén trớc bởi việc kéo cốt thép Nhờ tính đ n hồi của cốt thép có xu hớng co lại v sẽ tạo nên một lực nén trớc Lực nén trớc n y sẽ gây ra ứng suất nén trớc trong bê tông, ứng suất nén trớc sẽ triệt tiêu hay l m giảm ứng. .. loại bê tông ứng suất trớc [7] Bê tông ứng suất đợc phân loại tuỳ thuộc phơng pháp tạo ứng suất trớc, phơng pháp thi công, đặc điểm thiết kế Có thể phân loại bê tông ứng suất trớc theo bảng sau 10 Bảng 1.1 Phân loại bê tông ứng suất trớc Phân loại bê tông ứng suất Cơ sở phân trớc theo loại phơng pháp Đặc điểm bê tông ứng suất trớc theo từng phân loại tạo ứng suất trớc Dựa v o Thép ứng suất trớc đợc căng. .. Bê tông cốt thép thờng Dùng thép cờng độ thấp AI, Dùng bê tông cờng độ cao từ 28- AII 55 MPa trở lên (Đối với mẫu lăng Dùng bê tông mác thấp trụ) To n bộ tiết diện đều tham gia chịu lực Chỉ một phần tiết diện ở một Đặt cáp theo tiết diện đờng cong phía đờng trung hòa chịu lực cũng có tác dụng tham gia chịu lực cắt Khả năng chịu lực Cùng một tiết diện bê tông thờng chịu tải trọng l m việc Nén trớc bê. .. những thép ứng suất trớc đó đợc căng lần lợt thì ứng suất trớc đợc áp dụng từ từ cho bê tông, sự co ngắn của bê tông tăng lên mỗi khi cáp đợc căng chặt ngợc lại với nó, v tổn hao ứng suất trong bê tông do co ngắn đ n hồi khác với trong thép ứng suất trớc Thép ứng suất trớc đợc căng ban đầu sẽ chịu lợng tổn hao lớn nhất do co ngắn của bê tông gây bởi các thép ứng suất trớc khác đợc căng muộn hơn Thép ứng. .. tông ứng suất trớc [7] Bê tông l vật liệu có cờng độ chịu kéo rất nhỏ so với cờng độ chịu nén của nó Cốt thép l vật liệu có cờng độ chịu kéo rất cao Do đó, để tăng khả năng chịu kéo cho bê tông ngời ta đ sử dụng hỗn hợp bê tông cốt thép, trong đó kết hợp khả năng chịu kéo của cốt thép v khả năng chịu nén của bê tông Tuy vậy, bê tông cốt thép chỉ l sự kết hợp thuần giữa bê tông v cốt thép để chúng cùng . tính toán thiết kế dầm liên tục b tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi. Ví dụ tính toán áp dụng cho kết cấu thực tế. Phơng pháp nghiên cứu Tính toán dầm liên tục bê tông ứng. 1.11 Phơng pháp tính bê tông ứng suất trớc 27 Chơng 2 tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi 28 2.1 Trạng thái ứng suất của cấu kiện bê tông ứng suất trớc. luận văn Tính toán dầm liên tục bê tông ứng suất trớc căng sau có tiết diện thay đổi làm nội dung nghiên cứu. Hớng nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ về vấn đề tính toán và bố trí cáp ứng suất