Luận văn thạc sĩ xây dựng QUI TRÌNH THI CÔNG sàn bê TÔNG ỨNG lực TRƯỚC CĂNG SAU có bám DÍNH

47 DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị Hình 1.1 Sơ đồ gây ứng suất trước trong cấu kiện bê tông chịu nén bằng cốt thép cường độ cao .... Trong những năm 1928-1929 kỹ sư nổi tiếng người Pháp E.

PHẠM VĂN CƯỜNG KHÓA: 2008-2011; LỚP CH08X

QUI TRÌNH THI CÔNG SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC

TRƯỚC CĂNG SAU CÓ BÁM DÍNH

LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

M· sè: 60.58.20

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRỊNH QUANG VINH

Hµ Néi - 2011

PHẠM VĂN CƯỜNG

QUI TRÌNH THI CÔNG SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC

TRƯỚC CĂNG SAU CÓ BÁM DÍNH

LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hµ Néi - 2011

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Hà nội, ngày tháng năm 2011

Tác giả

Phạm Văn Cường

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với TS Trịnh Quang Vinh đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và đưa ra nhiều ý kiến quý báu, cũng như tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu và động viên tác giả trong quá trình thực hiện luận văn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo, các cán bộ của khoa Sau đại học, khoa Xây dựng trường Đại học Kiến trúc Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chỉ dẫn trong quá trình học tập và nghiên cứu

Một lần nữa, tác giả xin chân thành cảm ơn!

Mục lục

Trang

Mục lục 1

Danh mục các bảng biểu 4

Danh mục hình vẽ đồ thị 5

Mở đầu 6

Mở đầu 6

• Tính cấp thiết của đề tài 6

• Mục đích nghiên cứu của đề tài 7

• Nội dung nghiên cứu của luận văn 8

• Giới hạn nghiên cứu 8

• Đối tượng nghiên cứu 8

• Phương pháp nghiên cứu 8

• í nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 9

Chương 1 - tổng quan về BÊ TÔNG ứng lực trước 10

1.1 Sơ lược lịch sử phát triển kết cấu bê tông ứng lực trước 10

1.2 Ứng dụng bê tông ứng lực trước ở Việt Nam 14

1.3 Khái niệm về bê tông ứng lực trước 16

1.4 Một số giải pháp thi công bê tông cốt thép ứng lực trước 18

1.4.1 Phương pháp căng trước 18

1.4.2 Phương pháp căng sau 19

1.4.2.1 Phương pháp căng ngoài kết cấu 20

1.4.2.2 Phương pháp căng sau dùng có bám dính 20

1.4.2.3 Phương pháp căng sau dùng cáp không bám dính 21

1.4.2.4 Phương pháp gây ứng lực trước không toàn phần 22

1.4.3 Một số công nghệ tạo ứng suất trước ngoài hai phương pháp căng trước và căng sau 22

1.4.3.1 Sử dụng xi măng trương nở tạo ứng suất trước trong bê tông 23

1.4.3.2 Dùng kích ép ngoài để tạo ứng suất 23

1.5 Vật liệu sử dụng cho bê tông ứng suất trước 23

1.5.1 Bê tông cường độ cao 23

1.5.2 Thép cường độ cao 24

1.5.3 Các vật liệu khác 25

1.5.3.1 Ống gen 25

1.5.3.2 Vữa phụt 27

1.5.3.3 Neo 27

1.6 Thiết bị sử dụng tạo ứng suất trước 30

Chương 2 – Cơ sở khoa học của qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính 34

2.1 Các quan niệm phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước 34

2.2 Các giai đoạn tính toán 35

2.3 Các phương pháp tính nội lực trong sàn 35

2.3.1 Phương pháp phân phối trực tiếp 35

2.3.2 Phương pháp phân khung tương đương 38

2.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn 41

2.4 Tính toán thiết kế sàn bê tông ứng lực trước 42

2.4.1 Giới thiệu chung 42

2.4.2 Thiết kế sàn phẳng bê tông ứng lực trước căng sau 43

2.5 Yêu cầu kỹ thuật khi thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính 43

2.5.1 Bảo quản vật liệu 44

2.5.2 Lắp đặt cáp ứng lực trước 45

2.5.3 Đổ bê tông 47

2.5.4 Kéo căng 47

2.5.4.1 An toàn 48

2.5.4.2 Qui trình kéo căng và đo lực kéo 49

2.5.5 Cáp ngắn 50

2.5.6 Sự cố trong kéo căng 50

2.5.7 Bơm vữa 53

2.5.8 Hoàn thiện 54

2.6 Yêu cầu kỹ thuật khi căng sau thép ứng lực trước 54

2.6.1 Bố trí thép căng 54

2.6.2 Neo cho thép ứng lực trước 54

2.6.3 Qui trình căng thép 55

2.7 Yêu cầu cấu tạo với kết cấu bê tông ứng lực trước 56

2.7.1 Bố trí cốt thép kéo căng 56

2.7.2 Bố trí neo ứng lực trước và bộ nối ứng lực trước 57

2.7.3 Bố trí cốt thép thường trong kết cấu bê tông ứng lực trước 57

Chương 3 – qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính 58

3.1 Cơ sở lập biện pháp và qui trình thi công 58

3.2 Chuẩn bị vật tư và thiết bị cho công trình 60

3.2.1 Chuẩn bị vật tư 60

3.2.2 Chuẩn bị thiết bị 61

3.3 Qui trình thi công 61

3.3.1 Công tác lắp đặt cáp 62

3.3.2 Công tác kéo cáp 70

3.3.3 Công tác bơm vữa 73

3.3.4 Thử vữa 75

3.3.5 Công tác an toàn 76

3.4 Các qui trình nghiệm thu 77

3.4.1 Qui trình nghiệm thu lắp đặt đường cáp 77

3.4.2 Qui trình nghiệm thu công tác kéo căng 78

3.4.3 Qui trình nghiệm thu công tác trộn vữa và bơm vữa 80

3.4.4 Qui trình nghiệm thu kết quả kéo căng 81

3.5 Phương pháp xử lý sự cố 83

3.5.1 Xử lý sự cố trong công tác lắp đặt 83

3.5.2 Xử lý sự cố trong công tác kéo căng 83

3.5.3 Xử lý sự cố trong công tác bơm vữa cho đường cáp 83

Kết luận và kiến nghị 85

1 Kết luận 85

2 Kiến nghị 86

3 Hướng nghiên cứu tiếp theo 86

Tài liệu tham khảo 87

DANH MụC CáC BảNG BIểU Bảng 1.1 Một số đặc tính của cáp ứng lực trước 25

Bảng 1.2 Một số tiết diện ống gen 26

Bảng 1.3 Một số đặc tính của vữa bơm 27

Bảng 1.4 Một số kích thước đầu neo sống 29

Bảng 1.5 Các thiết bị cần thiết đối với phương pháp căng sau có bám dính 30

Bảng 2.1 Giới hạn sai số theo phương thẳng đứng của tuyến cáp 47

DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị Hình 1.1 Sơ đồ gây ứng suất trước trong cấu kiện bê tông chịu nén bằng cốt thép cường độ cao 11

Hình 1.2 Bản móng sử dụng bê tông ứng lực trước 12

Hình 1.3 Nhà cao tầng sử dụng hệ sàn phẳng bê tông ứng lực trước 12

Hình 1.4 Trường học sử dụng hệ sàn bê tông ứng lực trước 13

Hình 1.5 Bãi đỗ xe sử dụng hệ sàn bê tông ứng lực trước 13

Hình 1.6 Sơ đồ bố trí căng cáp trên mặt bằng dọc theo các trục ngang và dọc công trình 14

Hình 1.7 Cao ốc Đất Phương Nam sử dụng hệ dầm sàn bê tông ứng lực trước căng sau 15

Hình 1.8 Công trình Becamex tower sử dụng hệ dầm sàn bê tông ứng lực trước căng sau 16

Hình 1.9 Sơ đồ phương pháp căng trước 18

Hình 1.10 Sơ đồ phương pháp căng sau 19

Hình 1.11 Mặt bằng bố trí cáp ƯLT căng sau có bám dính 21

Hình 1.12 Mặt bằng bố trí cáp ƯLT căng sau không bám dính 22

Hình 1.13 Sơ đồ tạo ƯLT bằng kích ép ngoài 23

Hình 1.14 Hình dạng thép cường độ cao 24

Hình 1.15 Hình dạng một số ống gen 26

Hình 1.16 Hình dạng đầu neo sống 28

Hình 1.17 Hình dạng đầu neo chết 28

Hình 1.18 Hình dạng kích kéo 31

Hình 1.19 Hình dạng tang tở cáp 31

Hình 1.20 Hình dạng máy ép đầu neo chết 31

Hình 1.21 Hình dạng máy bơm thủy lực 32

Hình 1.22 Hình dạng máy bơm vữa 32

Hình 1.23 Hình dạng máy trộn vữa 33

Hình 1.24 Hình dạng đồng hồ đo áp lực 33

Hình 2.1 Sơ đồ dải cột và dải nhịp 37

Hình 2.2 Sơ đồ khung tương đương 39

Hình 2.3 Cột tương đương 40

Hình 3.1 Chi tiết lắp đặt đầu neo sống 63

Hình 3.2 Chi tiết đầu neo sống 63

Hình 3.3 Công tác gia công cáp 64

Hình 3.4 Chi tiết nối ống gen 65

Hình 3.5 Công tác lắp đặt cáp 66

Hình 3.6 Công tác lắp đặt cáp 67

Hình 3.7 Lắp đặt con kê cho đường cáp 68

Hình 3.8 Lắp đặt vòi bơm vữa cho đường cáp 68

Hình 3.9 Chi tiết vòi bơm vữa 69

Hình 3.10 Công tác đổ bê tông 69

Hình 3.11 Thứ tự kéo cáp trong đầu neo sống 71

Hình 3.12 Công tác kéo cáp 71

Hình 3.13 Hình ảnh vữa bơm 75

Mở đầu

• Tính cấp thiết của đề tài

Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố khác trong những năm qua

đã có những bước đột phá trong việc xây dựng các khu chung cư cao tầng và nhà làm việc Trong công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, sàn nhà là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn, chịu lực phức tạp và có cấu tạo rất đa dạng Khi công trình ít tầng thì giá thành chi phí cho sàn chiếm một tỷ lệ lớn Đối với nhà nhiều tầng, do công trình chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như cột, tường sẽ tăng song chi phí cho sàn vẫn chiếm tỷ

lệ cao Sở dĩ như vậy là do sàn có tác động trực tiếp đến các bộ phận chịu lực khác như cột, dầm, tường Sàn cũng có ảnh hưởng đến chiều cao tầng, đến khối lượng trát,

ốp lát

Theo con số thống kê của công ty VSL(Vorspann System Losinger) thì với công trình cao tầng khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn công trình Do vậy, việc nghiên cứu để giảm nhẹ trọng lượng sàn sẽ có ý nghĩa rất quan trọng Do sàn nhà chiếm một vị trí quan trọng như vậy nên ở các nước phát triển đã sử dụng nhiều loại sàn bê tông cốt thép ứng lực trước do có những ưu điểm

mà sàn bê tông cốt thép thường không có được Đó là:

- Ngoài các ưu điểm của bê tông ứng lực trước thì hệ sàn có một ưu điểm là cho phép có tỷ lệ/ chiều cao lớn hơn (chiều cao tầng nhỏ hơn) Chiều cao tầng phụ thuộc vào hệ kết cấu có dầm hay không có dầm Nếu hệ kết cấu sàn không có dầm với bước cột lớn thì chiều cao tầng có thể giảm và tính linh hoạt của không gian ở trong các căn hộ cũng như phòng làm việc sẽ cao hơn nhiều so với nhà có bước cột bé hoặc nhà có bước cột lớn nhưng lại có dầm Đặc biệt là những nhà có

sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm thì giải pháp sàn không dầm lại rất tiện lợi Việc tổ chức không gian ở và làm việc tính linh hoạt (có thể thay đổi trong tương lai)

- Để khắc phục yếu tố độ võng đối với bản sàn không dầm với bước cột lớn, biện pháp hiệu quả nhất là dùng bê tông dự ứng lực Hiện nay, công nghệ kéo căng bê tông dự ứng lực đã triển khai tương đối mạnh, đặc biệt trong lĩnh vực cầu đường

- Với 1 nhịp lớn, sàn bê tông ứng lực trước cần ít bê tông hơn

- Nếu phần lớn tải trọng do cốt thép ứng lực trước chịu, cốt thép không ứng lực trước có thể được đơn giản hoá và tiêu chuẩn hoá ở mức độ cao Hơn nữa, vật liệu cần cẩu lắp giảm do trọng lượng thép (không ứng lực trước và ứng lực trước) và

bê tông nhỏ hơn so với sàn bê tông cốt thép

- Sàn bê tông ứng lực trước khi cho phép tháo cốp pha sớm hơn

- Việc lắp ráp các cấu kiện đúc sẵn bằng bê tông ứng lực trước tránh được các liên kết phức tạp của các thanh cốt thép, do đó giảm đáng kể thời gian lắp dựng Sàn nhà xây dựng nhanh thì việc hoàn thiện có thể kết thúc sớm, đưa công trình vào khai thác sớm Thông thường với mặt bằng sản một tầng từ 1.000-2.000m2 thì cứ

10 ngày có thể thi công xong

- Có thể được áp dụng đồng thời với các công nghệ khác để tăng tiến độ ( Cốp pha leo, cốp pha bản, cút nối thép, cốp pha vách định hình )

Do sàn nhà chiếm một vị trí quan trọng như vậy nên ở các nước phát triển đó sử dụng nhiều loại sàn bê tông cốt thép ứng lực trước do có những ưu điểm mà sàn bê tông cốt thép thường không có được Việc thi công sàn bê tông cốt thép ứng lực trước ở các nước phát triển như Anh, Mỹ, Úc đã áp dụng rất rộng rãi và phổ biến ở Việt Nam việc thi công sàn bê tông ứng lực trước căn sau có bám dính cũng đó và

đang phát triển Nghiên cứu và đưa ra phương pháp hợp lý khi thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính tránh xảy ra các sự cố gây tổn thất đến tiền của, tăng tiến độ thi công là điều rất cần thiết Tác giả muốn thông qua đề tài này sẽ tìm hiểu rõ hơn phương pháp thi công sàn bê tông trước căng sau có bám dính, từ đó đưa

ra cách giải quyết hợp lý hơn

• Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính từ đó đề xuất qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính

• Nội dung nghiên cứu của luận văn

Nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm

- Tìm hiểu các quan điểm tính toán sàn bê tông ứng lực trước, cấu tạo cơ bản để từ

đó hiểu rõ qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính (giữa

• Giới hạn nghiên cứu

Luận văn chỉ nghiên cứu qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính của công trình thông qua:

- Qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính của hai nhà thầu nước ngoài VSL (Thụy Sỹ) và Freyssinet (Pháp), hai nhà thầu trong nước Viện Khoa học công nghệ xây dựng và Công ty Cổ phần Kỹ thuật Xây dựng Phú Mỹ

- Căn cứ vào các tiêu chuẩn nước ngoài: ACI 318-1999; UBC-1997; ASTM 1998; BS 4447-1973

416 Căn cứ vào các tiêu chuẩn trong nước: TCVN 3118-1993; TCVN 197-1995; TCVN 198-1985; TCVN 4453-1995; TCVN 5308-1991

• Đối tượng nghiên cứu

- Các công trình nhà cao tầng

• Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu về mặt lý thuyết;

- Thu thập số liệu thực tế của các công trình đã thi công của các nhà thầu trong và ngoài nước;

• í nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đưa ra qui trình thi công sàn bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính phù hợp với điều kiện thi công trong nước nhằm hạn chế tối đa các rủi ro có thể xảy ra trong quá trình thi công, ảnh hưởng đến tiến độ và tài chính của Chủ đầu tư

Chương 1 – tổng quan về bê tông ứng lực trước

1.1 Sơ lược lịch sử phát triển kết cấu bê tông ứng lực trước [2]

Nguyên lý gây ứng lực trước (ƯLT) đã được ứng dụng trong thực tế từ hàng trăm năm nay Khi chế tạo những thùng chứa chất lỏng như nước, rượu… hay khi làm trống, các thanh gỗ phẳng hoặc cong được ghép lại thật khít nhờ những đai bằng dây thừng hay bằng kim loại Khi xiết chặt các vành đai trong thành thùng xuất hiện các ứng lực nén vòng ngược chiều tác dụng với các ứng suất kéo gây ra do áp lực thủy tĩnh hay áp lực hơi Nhờ vậy trong thành thùng còn lại những ứng suất nén hoặc kéo vòng với giá trị nhỏ so với khả năng chịu nén, kéo của vật liệu đồng thời tạo nên sự khít chặt giữa các mảnh ghép thành thùng Kết quả thùng có thể chịu được áp lực lớn của chất lỏng bên trong mà không bị thấm hay rò rỉ

Nguyên lý này đã được P G Jackson (Mỹ) đưa vào áp dụng thành công cho vòm gạch, đá, bê tông từ năm 1886 Tiếp theo K.During (Đức) đã gây được ứng suất nén trong bản bê tông bằng việc căng trước cốt thép thường Tuy vậy phương pháp này không đem lại hiệu quả mong muốn vì chỉ một thời gian ngắn sau khi căng và bê tông đã đông cứng thì trong bê tông hầu như không còn ứng suất nén nữa Hiện tượng này được gọi là sự tổn hao ứng suất Khi dùng cốt thép thông thường có cường

độ thấp không vượt quá 1225 kg/cm2 và biến dạng (độ dãn dài tỷ đối) chỉ đạt tới giá trị bằng

ε=σ/E = 1225/2100000 = 0,0006 Với trị biến dạng này chỉ vừa đủ cân bằng các biến dạng theo hướng ngược chiều xảy ra trong quá trình trùng cốt thép, bê tông co ngót và từ biến khi kết cấu chịu tải hoặc do các nguyên nhân khác

Trong những năm 1928-1929 kỹ sư nổi tiếng người Pháp E.Freyssinet đã lần đầu tiên chứng minh được có thể và cần sử dụng loại thép có cường độ cao để nâng cao lực gây ứng suất trước trong bê tông lên tới trên 400 kG/cm2 mới có thể triệt tiêu

được toàn bộ các tổn hao ứng suất do các nguyên nhân xẩy ra trong quá trình thi công và sử dụng kết cấu Ông đã căng các sợi thép có giới hạn bền (trước thời điểm

bị kéo đứt) fu = 17000kG/cm2 và để gây ứng lực trước trong bê tông, ứng suất trong cốt căng đã đạt đến giá trị fp = 10000 kG/cm2 bằng 70-80% giới hạn bền (fu)

Trong trường hợp này biến dạng của thép căng sau đã bị trừ đi tổng các giá trị biến dạng do các tổn hao xẩy ra trong quá trình căng và chịu lực có thể lên tới 0,0008 (0,08%) vậy biến dạng còn lại trong cốt thép căng có giá trị: 0,005-0,0008 = 0,0042 tương ứng với ứng suất còn tồn tại trong cốt thép để gây ứng lực trước trong bê tông là:

σ = E ε = 2100000 x 0,0042 = 8600 kG/cm2 (860 Mpa)

Kết quả thí nghiệm cho thấy ứng suất nén trước trong bê tông vẫn còn tồn tại với một giá trị đủ để cân bằng từng phần hay toàn bộ các ứng suất kéo trong kết cấu khi chịu tải

σc p

σc q

σt q

σc < b

σt < bt

Hình 1.1 Sơ đồ gây ứng suất trước trong cấu kiện bê tông chịu nén bằng cốt thép

cường độ cao [2]

Thành công trong việc gây ứng lực trước bằng việc sử dụng cốt thép cường độ cao

đã nhanh chóng đưa kết cấu bê tông ứng lực trước vào các công trình xây dựng Đến năm 1939 E.Freyssinet đã sáng chế ra công cụ căng thép bằng loại kích rỗng 2 thì

và bộ neo hình côn có độ tin cậy cao trong việc giữ hai hoặc một đầu cốt thép được căng không bị tuột đảm bảo cho sự truyền lực căng vào kết cấu trong quá trình thi công và sử dụng

Tại châu Âu kết cấu bê tông ứng lực trước phát triển nhanh chóng ở Pháp, Bỉ, Anh, Đức, Thụy Sỹ, Hà Lan Trong gần 500 cầu được xây dựng ở Đức từ năm 1949

đến 1953 đã có 350 cầu dùng bê tông ƯLT Tại Nga hiện nay các cấu kiện bê tông

đúc sẵn như tấm sàn từ 6m, dầm, giàn khẩu độ 18m trở lên đều qui định dùng bê tông ƯLT Tại Mỹ chú trọng ứng dụng bê tông ứng lực trước vào xây dựng các bể chứa nhiên liệu có dung tích từ 10000 m3 trở lên

Hình 1.2 Bản móng sử dụng bê tông ứng lực trước (tác giả sưu tầm)

Hình 1.3 Nhà cao tầng sử dụng hệ sàn phẳng bê tông ứng lực trước

(tác giả sưu tầm)

Hình 1.4 Trường học sử dụng hệ sàn bê tông ứng lực trước (tác giả sưu tầm)

Hình 1.5 Bãi đỗ xe sử dụng hệ sàn bê tông ứng lực trước (tác giả sưu tầm) Công nghệ căng cốt thép cũng được cải tiến, ngày một hiện đại Các kích thủy lực

có công suất lớn cho phép căng đồng thời hàng chục bện, bó cáp với lực căng từ 200 tấn đến 600 tấn có hành trình của kích từ 1,25m đến 1,5m Thậm chí cùng một lúc

có thể căng 2, 3 bệ với tổng lực căng tới 1200 tấn và 2400 tấn

Trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng, sử dụng bê tông ƯLT cho phép tăng kích thước lưới cột, hoặc giảm chiều dày sàn, khối lượng thép cũng giảm đáng kể Các ô sàn phẳng không dầm khẩu độ tới 15,6m mà chiều dày bê tông ƯLT đúc sẵn, mỗi tấm sàn phẳng có trọng lượng từ 300 tấn đến 800 tấn cũng được phổ biến ở châu Âu

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

A

6

BD

Hình 1.6 Sơ đồ bố trí căng cáp trên mặt bằng dọc theo các trục ngang và dọc công

trình [2]

Ở châu Á, nhất là các nước trong khu vực, các kết cấu bê tông ứng lực trước

được ứng dụng phổ biến một phần nhờ đã sản xuất được các loại thép cường độ cao, các loại cáp ƯLT, các loại neo và phụ kiện kèm theo phù hợp với các tiêu chuẩn tiên tiến có giá thành hợp lý như Trung Quốc Singapore, Thái Lan…

1.2 Ứng dụng kết cấu bê tông ứng lực trước ở Việt Nam [2]

Kết cấu bê tông ứng lực trước được nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam từ những năm 60 thế kỷ XX Cầu Phủ Lỗ và các kết cấu chịu lực nhà máy đóng tàu Bạch

Đằng là những công trình ứng dụng công nghệ bê tông ứng lực trước đầu tiên do các

đơn vị thiết kế trong nước thực hiện Tại miền Nam thời kỳ trước năm 1975 đã có những xưởng đúc dầm bê tông ứng lực trước Đặc biệt đã sử dụng bê tông ứng lực trước vào xây dựng 8 thủy đài có dung tích lớn tại Sài Gòn Các công trình này do các Công ty tư vấn thiết kế của pháp thiết kế và xây dựng

Từ những năm 80 thế kỷ trước đến nay công nghệ bê tông ứng lực trước đã phát triển ở Việt Nam khá nhanh chóng với trình độ tiên tiến thế giới Trước đây một vài

dự án nhà cao tầng ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh do các công ty nước ngoài thiết kế kết cấu sàn bê tông ứng lực trước căng sau Từ năm 1995 công trình Nhà

Điều Hành Đại học Quốc Gia Hà Nội được các đơn vị thiết kế, đơn vị thi công và giám sát trong nước thực hiện nó đánh dấu bước phát triển mới trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam

Năm 1998, Tổng công ty VINACONEX đã nhập công nghệ bê tông ứng lực trước tiền chế của nước Cộng Hoà Pháp để sản xuất dầm sàn nhẹ cho xây dựng nhà ở (hệ PPB) tại Nhà máy bê tông Xuân mai Sản phẩm này hiện nay đã được áp dụng rộng

rãi tại Hà Nội và đặc biệt đã phát triển để xây dựng trên 10.000 căn nhà sàn vượt lũ tại các tỉnh ĐBSCL Tương lai sẽ phát triển tại dự án nhà ở tái định cư công trình Thuỷ điện Sơn La

Năm 1999, Liên doanh VINAROSE (hợp tác giữa VINACONEX và hãng RONVEAUX - Vương quốc Bỉ) đã hợp tác triển khai công nghệ bê tông ứng lực trước tại Nhà máy bê tông và xây dựng Xuân Mai để sản xuất các cấu kiện vượt khẩu độ lớn bằng phương pháp căng kéo trước phục vụ cho xây dựng nhà ở dân dụng, nhà công nghiệp, sân vận động và đặc biệt sản xuất dầm cầu phục vụ cho giao thông Phạm vi áp dụng rất rộng rãi, giải quyết hầu hết các phương án xây dựng hiện đại mang tính công nghiệp cao

Cho đến nay nhiều nhà cao tầng, các công trình công nghiệp, công trình công cộng đã và đang được các đơn vị thiết kế, xây dựng trong nước ứng dụng công nghệ

bê tông ứng lực trước ngày càng có hiệu quả:

+ Trung tâm thương mại Hằng Hải quốc tế 21 tầng trong đó có 2 tầng hầm với tổng diện tích sàn trên 10000m2

+ Hệ khung công son có độ vươn 8m và 12m đỡ khán đài cung thể thao tổng hợp Quần Ngựa Hà Nội, chung cư cao tầng 27 Huỳnh Thúc Kháng…

Hình 1.7 Cao ốc Đất Phương Nam sử dụng hệ dầm sàn bê tông ứng lực trước căng

sau (tác giả sưu tầm)

Hình 1.8 Công trình Becamex tower sử dụng hệ dầm sàn bê tông ứng lực trước căng

sau (tác giả sưu tầm)

Có thể nói hệ sàn bê tông ứng lực trước đã và đang là một nhu cầu không thể thiếu trong xây dựng các nhà nhiều tầng tại các đô thị và thành phố trong nước 1.3 Khái niệm bê tông ứng lực trước [3]

Bê tông ứng lực trước (BTƯLT) là bê tông, trong đó thông qua lực nén trước để tạo ra và phân bố một lượng ứng suất bên trong phù hợp nhằm cân bằng với một lượng mong muốn ứng suất do tải trọng ngoài gây ra Với các cấu kiện BTƯLT, ứng suất thường được tạo ra bằng cách kéo thép cường độ cao

Bê tông thường có cường độ chịu kéo rất nhỏ so với cường độ chịu nén Đó là nhân tố dẫn đến việc xuất hiện một loại vật liệu hỗn hợp là “bê tông cốt thép” (BTCT)

Việc xuất hiện sớm của các vết nứt trong BTCT do biến dạng không tương thích giữa thép và bê tông là điểm khởi đầu cho việc xuất hiện một loại vật liệu mới là “bê tông ứng suất trước” Việc tạo ra một ứng suất nén cố định cho một vật liệu chịu nén tốt nhưng chịu kéo kém như bê tông sẽ làm tăng đáng kể khả năng chịu kéo vì ứng suất kéo xảy ra sau khi ứng suất nén đã bị vô hiệu Sự khác nhau cơ bản giữa BTCT

và bê tông ƯLT là ở chỗ trong khi BTCT chỉ là sự kết hợp đơn thuần giữa bê tông và

cốt thép để chúng cùng làm việc một cách bị động thì bê tông ƯLT là sự kết hợp một cách tích cực, có chủ ý giữa bê tông cường độ cao và cốt thép cường độ cao Trong cấu kiện bê tông ƯLT, người ta đặt vào một lực nén trước tạo bởi việc kéo cốt thép, nhờ tính đàn hồi, cốt thép có xu hướng co 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 phát triển của 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 thép có tính đàn hồi

và cường độ chịu kéo cao thì bê tông là vật liệu dòn và có cường độ chịu kéo rất nhỏ

so với cường độ chịu nén của nó Như vậy ứng lực trước chính là việc tạo ra cho kết cấu một cách có chủ ý các ứng suất tạm thời nhằm tăng cường sự làm việc của vật liệu trong các điều kiện sử dụng khác nhau Chính vì vậy bê tông ƯLT đã trở thành một sự kết hợp lý tưởng giữa hai loại vật liệu hiện đại có cường độ cao

So với BTCT thường, BTCT ứng suất trước có các ưu điểm cơ bản sau:

- Cần thiết và có thể dùng được thép cường độ cao

Ứng suất trong thép thông thường giảm từ 100 đến 240Mpa như vậy để phần ứng suất bị mất đi chỉ là một phần nhỏ của ứng suất ban đầu thì ứng suất ban đầu của thép phải rất cao, vào khoảng 1200 đến 2000Mpa Để đạt được điều này thì việc sử dụng thép cường độ cao là thích hợp nhất

Cần phải sử dụng bê tông cường độ cao trong BTCT ƯLT vì loại vật liệu này có khả năng chịu kéo, chịu cắt, chịu uốn cao và sức chịu tải cao Bê tông cường độ cao

ít xảy ra vết nứt do co ngót, có mô đun đàn hồi cao hơn, biến dạng do từ biến ít hơn,

do đó ứng suất trước trong thép sẽ bị mất ít hơn Việc sử dụng bê tông cường độ cao

sẽ làm giảm kích thước tiết diện ngang của cấu kiện Việc giảm trọng lượng của cấu kiện, vượt nhịp lớn hơn sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật

- Có khả năng chống nứt cao hơn (do đó khả năng chống thấm tốt hơn) Dùng BTCT ƯLT, người ta có thể tạo ra các cấu kiện không xuất hiện các khe nứt trong vùng bê tông chịu kéo hoặc hạn chế sự phát triển bề rộng của khe nứt khi chịu tải trọng sử dụng

- Có độ cứng lớn hơn (do đó có độ võng và biến dạng bé hơn)

N Dưới tác dụng của lực N, cốt thép được kéo trong giới hạn đàn hồi và sẽ giãn dài

ra một đoạn, tương ứng với các ứng suất xuất hiện trong cốt thép Khi đó, đầu còn lại của cốt thép được cố định nốt vào bệ Đổ bê tông, đợi cho bê tông đông cứng và

đạt cường độ cần thiết thì buông cốt thép Như một lò so bị kéo căng, các cốt thép này có xu hướng co ngắn lại và thông qua lực dính giữa thép và bê tông, cấu kiện sẽ

bị nén với giá trị bằng lực N đã dùng khi kéo cốt thép

Ưu điểm của phương pháp căng trước là có thể phân bố lực nén đều đặn trong cấu kiện

Nhược điểm của phương pháp này là phải lắp đặt bệ tỳ phức tạp

nhất định thì tiến hành căng cốt thép với ứng suất quy định Sau khi căng xong, cốt thép ƯLT được neo chặt vào đầu cấu kiện, thông qua các neo đó, cấu kiện sẽ bị nén bằng lực đã dùng khi kéo căng cốt thép Trong phương pháp căng sau, kết cấu BTCT

ƯLT được chia làm 2 loại: kết cấu bê tông ƯLT dùng cáp dính kết và kết cấu bê tông ƯLT dùng cáp không dính kết Loại kết cấu bê tông ƯLT dùng cáp dính kết, khi thi công phải đặt sẵn ống gen để luồn cáp, sau khi kéo căng cốt thép, tiến hành bơm phụt vữa xi măng mác cao để chèn lấp khe hở giữa cáp thép và ống gen Đầu cáp thép được neo chặt bằng nêm vào bê tông và trở thành các điểm tựa truyền lực nén vào bê tông

Ưu điểm của phương pháp căng sau là không cần bệ tỳ riêng, có thể dễ dàng thi công kéo căng thép tại vị trí kết cấu tại công trình như thân xi lô, ống khói, dầm, sàn

1.4.2.1 Phương pháp căng ngoài kết cấu [2]

Phương pháp này sử dụng cho các kết cấu chịu kéo như thành bể chứa, tháp chứa với việc căng thép liên tục theo vòng xoắn ốc, trong gia cường, sửa chữa kết cấu, kể cả những kết cấu đặc biệt như tháp vô tuyến truyền hình

Hệ thống vì kèo Hội trường Ba Đình trước đây được xây dựng bằng bê tông cốt thép có khẩu độ 21m từ thập kỷ 60 thế kỷ trước Do quá trình tăng tải mái khi sửa chữa, chống thấm nên các thanh chịu kéo bị nứt hàng loạt Nhằm khắc phục việc phát triển vế nứt đã tiến hành gây ứng lực nén ngoài cho các thanh chéo và thanh cánh hạ Việc gây ứng lực nén trong bê tông được tiến hành theo các bước:

- Xác định lực căng cần thiết sao cho đủ để không cho các vết nứt phát triển và mở rộng Bằng tính toán với nhiều sơ đồ tải trọng trong đó có các lực nén sau, để lựa chọn phương án tối trong trình tự căng mà không ảnh hưởng đến biến dạng của cả

- Tiến hành có trình tự căng cho toàn bộ vì kèo

- Kiểm tra kết quả gây ứng lực trước trong thời gian 3 tháng sau xử lý trước khi có quyết định đưa công trình vào sử dụng

- Kết quả phương án gia cường vì kèo bằng phương án căng ngoài hoàn toàn đạt

được mục đích Trên toàn bộ hệ thống vì kèo trong thời gian sử dụng sau này không hề xuất hiện vết nứt

1.4.2.2 Phương pháp căng sau dùng cáp có bám dính [2]

Đặc điểm của phương pháp này là từ 3 đến 5 bện cáp phải luồn vào trong ống thép

có đủ độ cứng để khi đầm và đổ bê tông cũng như khi bê tông co ngót và đông cứng ống không bị biến dạng Sau khi căng, ống phải nhồi vữa thật đầy không để lọt khoảng không Phương pháp này thích hợp cho các dầm chiều cao lớn Trong sàn

phẳng việc tập trung cáp vào ống dễ gây sự truyền lực cục bộ, trong sàn rất cần gây ứng lực trước cho dải bản bên đầu cột

Hình 1.11 Mặt bằng bố trí cápULT căng sau có bám dính (tác giả sưu tầm) 1.4.2.3 Phương pháp căng sau dùng cáp không bám dính [2]

Cáp không bám dính thường là cáp 7 sợi có vỏ nhựa mềm cho mỗi bện Cáp được luồn sẵn trong môi trường chống rỉ là loại mỡ không bị ô xi hóa (mỡ trung tính) Loại cáp này rất thuận tiện cho việc gây ứng lực đều trên diện rộng của các loại sàn Việc

bố trí cáp tương tự như bố trí cốt thép thường trong sàn Có thể bố trí rời rạc hay chập

đôi từng 2 bện cáp làm một

Hình 1.12 Mặt bằng bố trí cáp ƯLT căng sau không bám dính (tác giả sưu tầm) 1.4.2.4 Phương pháp gây ứng lực trước không toàn phần [2]

Khi thiết kế các kết cấu bê tông có khẩu độ lớn hay chịu tải trọng sử dụng lớn nhưng tác động không thường xuyên, việc phải tính toán với các tổ hợp nội lực bất lợi thường phải bố trí với số lượng lớn cốt thép ứng lực trước Kết quả là sau khi truyền ứng lực trước mà kết cấu mới chịu một phần tải trọng tính toán sẽ xảy ra hiện tượng kết cấu có độ vồng lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình sử dụng Cho nên thay vì

đưa vào toàn bộ cốt thép ƯLT vào kết cấu, ta có thể đưa một lượng thép thường không căng vào cùng chịu lực Sử dụng phương pháp gây ứng lực trước không toàn phần cho một số kết cấu như hệ dầm công son đỡ khán đài Cung Thể thao tổng hợp Quần Ngựa và hệ dầm mái khẩu độ 27m ở Hà Nội trong thời gian qua đã mang lại kết quả nhất định

1.4.3 Một số công nghệ tạo ứng suất trước ngoài hai phương pháp căng trước và căng sau [3]

Ngoài 2 phương pháp căng trước và căng sau, trong BTCT ứng suất trước còn sử dụng một số phương pháp sau

1.4.3.1 Sử dụng xi măng nở tạo ứng suất trước trong bê tông

Theo phương pháp này, trong quá trình ninh kết và phát triển cường độ, xi măng

nở làm tăng thể tích, các cốt thép trong bê tông sẽ ngăn cản sự dãn nở của xi măng, kết quả là trong bê tông có một lực nén khoảng 600-700Mpa

Người ta có thể sử dụng loại xi măng đặc biệt cho sự trương nở này Song, thực tế cũng có thể biến xi măng Pooclăng thông thường thành loại xi măng đặc biệt này bằng cách trộn thêm phụ gia aluminat và thạch cao Loại xi măng trương nở tự tạo ứng suất trước này dùng để chế tạo các kết cấu như bể chứa, cầu tàu, cọc, dầm, panen mái che cho nhà công nghiệp Phương pháp này còn gọi là phương pháp hoá học để tạo ƯLT

1.4.3.2 Dùng kích ép ngoài để tạo ứng suất trước:

Khác với 2 phương pháp căng trước và căng sau, kích đặt ở 2 đầu kết cấu không dùng để kéo căng cốt thép ra mà dùng để ép chặt cấu kiện bê tông lại, cáp hoặc cốt thép được neo vào các gối tựa Sau khi bỏ kích ra, tạo ra trường ƯLT luôn được duy trì trong kết cấu

Hình 1.13 Sơ đồ tạo ứng ƯLT bằng kích ép ngoài [3]

1 – Cấu kiện BTCT ƯLT; 2 – Kích; 3 – Bệ tỳ 1.5 Vật liệu sử dụng cho bê tông ứng suất trước [3]

1.5.1 Bê tông cường độ cao

Bê tông ứng suất trước yêu cầu sử dụng bê tông đạt cường độ chịu nén cao trong thời gian ngắn với cường độ chịu kéo tương đối cao hơn so với bê tông thông thường, độ co ngót thấp, tính từ biến thấp nhất và giá trị mô đun đàn hồi lớn Theo tiêu chuẩn Ấn Độ IS:1343-1980, cường độ chịu nén của khối lập phương tại 28 ngày tuổi là 40Mpa đối với cấu kiện căng trước và 30Mpa đối với cấu kiện căng sau Theo tiêu chuẩn ACI318, bê tông đạt cường độ chịu nén tại 28 ngày tuổi từ 27.58 đến 68.95 Mpa

1.5.2 Thép cường độ cao

Thép ứng suất trước có thể là sợi, cáp hoặc thanh thép hợp kim

- Thép sợi sử dụng cho bê tông ƯLT nói chung tuân theo tiêu chuẩn ASTM A421 Sợi thép được quấn thành cuộn và được cắt và lắp ở nhà máy hay tại hiện trường Trước khi thi công, sợi thép cần được vệ sinh bề mặt để tăng lực dính kết với bê tông

- Cáp ứng suất trước phổ biến nhất là loại cáp 7 sợi, có cường độ chịu kéo tới hạn fpu là 1720Mpa và 1860Mpa, kết dính hoặc không kết dính

Hiện nay, ngoài loại cáp đơn 7 sợi còn có loại cáp bao gồm nhiều cáp đơn kết hợp với nhau Loại cáp này có ưu điểm là mỏng, nhẹ và dẻo

- Thép thanh sử dụng cho bê tông ƯLT tuân theo tiêu chuẩn ASTM A-322 và A29, với yêu cầu có ứng suất phá hoại đạt tới 90% cường độ giới hạn Mặc dù cường

độ giới hạn thực tế thường đạt tới 1100 MPa, nhưng giá trị tiêu chuẩn nhỏ nhất thường lấy là 1000 MPa Hầu hết các tiêu chuẩn thường đưa ra giới hạn chảy nhỏ nhất là 896 Mpa mặc dù giá trị thực tế còn cao hơn Độ dãn dài nhỏ nhất tại lúc phá hoại ở vị trí chiều dài bằng 20 lần đường kính là 4%, với độ giảm nhỏ nhất của tiết diện tại lúc phá hoại là 25%

Hình 1.14 Hình dạng thép cường độ cao [3]

1952.5

Cường độ chịu kéo

Tải trọng phá hoại nhỏ nhất

- Ống gen bằng các loại ống kim loại, ống tròn trơn có bề dày 2-4mm

Yêu cầu ống gen là phải chống thấm tốt để giữ cho nước xi măng không thấm vào ống trong quá trình đổ bê tông và bảo vệ cáp, ống phải bền không bị hư hỏng biến dạng trong quá trình thi công Tuy nhiên, ống lại phải mềm để đặt cong theo thiết kế

và ma sát giữa ống gen với cáp không được quá lớn

H×nh 1.15 H×nh d¹ng mét sè èng gen (t¸c gi¶ s­u tÇm)

B¶ng 1.2 Mét sè tiÕt diÖn èng gen (t¸c gi¶ s­u tÇm)

1.5.3.2 Vữa phụt

Sau khi căng cáp và neo, cần lấp đầy kẽ hở trong ống gen bằng vữa xi măng Vữa

được phụt vào ống gen dưới áp lực 6atm Cường độ vữa sau 7 ngày ít nhất phải đạt 2000Mpa

Bảng 1.3 Một số đặc tính của vữa bơm (tác giả sưu tầm)

1.5.3.3 Neo

Neo được thiết kế để cố định cáp ở cả hai đầu cáp Đối với cáp không dài lắm (dưới 30m), có thể bố trí một đầu neo cố định và một đầu neo công tác Khi cáp quá dài thì bố trí neo công tác tạo ƯLT ở cả hai đầu để tránh tổn hao ứng suất do ma sát Cấu tạo neo đơn giản, cáp cần phải dài quá đầu neo một đoạn và sẽ được cắt ngắn sau khi truyền lực ứng suất Hiện nay neo công tác được sử dụng phổ biến nhất là hệ neo Freyssinet dùng nêm hình côn để kẹp chặt sợi cáp Neo bao gồm bản đệm bằng thép có lỗ để cáp luồn qua, nêm hình côn và lò xo để tránh ứng suất cục bộ trong bê tông vùng neo Nêm hình côn sẽ tự động dịch chuyển về phía bản đệm để khoá cáp

và có tác dụng như một bộ phận truyền ứng suất tự động Neo được chế tạo để thuận lợi cho việc đo độ dãn dài của cáp và gia tải ƯLT

H×nh 1.16 H×nh d¹ng ®Çu neo sèng (t¸c gi¶ s­u tÇm)

H×nh 1.17 H×nh d¹ng ®Çu neo chÕt (t¸c gi¶ s­u tÇm)

Bảng 1.4 Một số kích thước đầu neo sống (tác giả sưu tầm)

1.6 Thiết bị sử dụng tạo ứng suất trước [3]

Hệ thống tạo ƯLT bao gồm hai khối neo đặt cách nhau một khoảng cách nào đó, thép ƯLT được căng giữa hai khối neo này trước khi đổ bê tông, lực căng được tạo bởi các kích thuỷ lực hoặc kích vít lớn

Các thiết bị cần thiết đối với phương pháp căng sau bao gồm:

Bảng 1.5 Các thiết bị cần thiết đối với phương pháp căng sau có bám dính (tác giả

9 Đồng hồ đo áp lực với độ chính xác cấp 1,5 Cái

11 Thước dây các loại: 5m, 10m, 30m, Cái

H×nh 1.18 H×nh d¹ng kÝch kÐo (t¸c gi¶ s­u tÇm)

H×nh 1.19 H×nh d¹ng tang të c¸p (t¸c gi¶ s­u tÇm)

H×nh 1.20 H×nh d¹ng m¸y Ðp ®Çu neo chÕt (t¸c gi¶ s­u tÇm)

H×nh 1.21 H×nh d¹ng m¸y b¬m thñy lùc (t¸c gi¶ s­u tÇm)

H×nh 1.22 H×nh d¹ng m¸y b¬m v÷a (t¸c gi¶ s­u tÇm)

Hình 1.23 Hình dạng máy trộn vữa (tác giả sưu tầm)

Hình 1.24 Hình dạng đồng hồ đo áp lực (tác giả sưu tầm)

CHƯƠNG 2 CƠ Sở KHOA HọC CủA qui trình thi công SàN BÊ TÔNG ứng lực trước căng sau có bám dính

2.1 Các quan niệm phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước [3]

Trong tính toán cấu kiện ƯLT, có hai tiêu chuẩn có thể sử dụng phổ biến nhất thế giới là tiêu chuẩn ACI cho xây dựng dân dụng và tiêu chuẩn AASHTO cho cầu

đường Ngoài ra, ở nhiều quốc gia cũng xây dựng những tiêu chuẩn tính toán riêng cho mình Tuy nhiên dù sử dụng tiêu chuẩn nào thì cấu kiện bê tông ƯLT vẫn được tính toán dựa trên ba quan niệm cơ bản sau đây:

- Quan niệm thứ nhất:

Quan niệm này coi bê tông ứng lực trước như vật liệu đàn hồi, tính toán theo ứng suất cho phép Bê tông là vật liệu chịu nén tốt, chịu kéo kém Nếu không phải chịu ứng suất kéo do đã được nén trước thông qua việc kéo trước cốt thép, trong bê tông sẽ không bị xuất hiện vết nứt, như vậy có thể xem như bê tông ứng lực trước là vật liệu

đàn hồi Với quan niệm này, khi bê tông đặt vào trạng thái chịu lực thì ứng suất kéo gây ra do tải trọng ngoại sẽ bị triệt tiêu bởi ứng suất nén trước, nhờ vậy sẽ hạn chế

được bề rộng vết nứt và khi vết nứt chưa xuất hiện thì có thể sử dụng các phương pháp của lý thuyết đàn hồi để tính toán

- Quan niệm thứ hai:

Quan niệm này coi bê tông ứng lực trước làm việc như BTCT thường với sự kết hợp giữa bê tông và thép cường độ cao, bê tông chịu nén và thép chịu kéo và gây ra một cặp ngẫu lực kháng lại mô men do tải trọng ngoài gây ra Nếu sử dụng thép cường độ cao đơn thuần như thép thường thì khi bê tông xuất hiện vết nứt, thép vẫn chưa đạt

đến cường độ Nếu thép được kéo trước và neo vào bê tông thì sẽ có được sự biến dạng và ứng suất phù hợp với cả hai loại vật liệu

- Quan niệm thứ ba:

Quan niệm này coi ứng lực trước như là một thành phần cân bằng với một phần tải trọng tác dụng lên cấu kiện trong qua trình sử dụng, tính toán theo phương pháp cân bằng tải trong Đây là phương pháp khá đơn giản và dễ sử dụng để tính toán, phân tích

cấu kiện bê tông ứng lực trước Cáp ứng lực trước được thay thế bằng các lực tương

đương tác dụng vào bê tông Cáp tạo ra một tải trọng ngược lên, nếu chọn hình dạng cáp và lực ứng lực trước phù hợp sẽ cân bằng được các tải trong tác dụng lên sàn, do

đó độ võng của sàn tại mọi điểm đều bằng 0

2.2 Các giai đoạn tính toán

Có 2 giai đoạn tính toán: giai đoạn đầu và giai đoạn cuối

- Giai đoạn đầu:

Giai đoạn đầu chỉ có tải bản thân: sau khi dựng ván khuôn, thi công công tác thép , công tác định vị mặt đường quỹ đạo cáp (tendon profile) và cuối cùng là thi công đổ

bê tông toàn khối Thời điểm kéo cáp là sau khi bê tông đạt tới 80 % về cường độ, cường độ này là f'ci = 80%f'c hoặc f'ci=t/(α+β.t)*f'c (khoảng 15 ngày) Có thể dùng phụ gia để khoảng 3 ngày là đạt cường độ có thể tiến hành căng cáp Như vậy cần phải kiểm tra chỉ cho tải trọng bản thân và tải cân băng của cáp theo phương pháp cộng tác dụng

- Giai đoạn cuối:

Là giai đoạn sử dụng, xem như bê tông đạt 28 ngày , tháo ván khuôn và đưa vào sử dụng Lúc này có LIVE LOAD và SUP LOAD và kiểm tra với f'c ( 28 ngày ) điều này

có xét đến tổn hao ứng suất (loss stress) và chú ý rằng Pjack >Pi >Pf (có thể tưởng tượng lực kéo cáp do jack là lực ép cọc Pmax => Ptk = Pmax/2.5 giống cọc)

Giai đoạn giới hạn là giai đoạn U-Stage lúc đó Mtotal = 1.4 (deal+sub) +1.7 live+ Msc(momen phụ) + Mearthquake (trường hợp lấy theo ACI)

dễ sử dụng và đơn giản Tuy nhiên phạm vi sử dụng hơi bị hạn chế

Phương pháp phân phối trực tiếp theo tiêu chuẩn ACI:

Để đảm bảo khả năng chịu uốn của sàn ở trạng thái giới hạn đủ để chịu được mô men âm và mô men dương do tải trọng bất lợi nhất gây ra, tiêu chuẩn ACI đưa ra các

điều kiện sau:

+ Phải có ít nhất 3 nhịp liên tục theo mỗi phương

+ Các nhịp phải đều nhau Theo từng phương, các nhịp kề nhau không được chênh nhau quá 1/3 chiều dài nhịp lớn hơn

+ Tất cả các tải trọng đều là tải trọng đứng, hoạt tải phải là tải trọng phân bố đều và nhỏ hơn 2 lần tĩnh tải

+ Các ô sàn phải là hình chữ nhật, tỷ lệ nhịp dài và nhịp ngắn không được vượt quá

l2 bề rộng dầm – bản

ln chiều dài thông thủy của nhịp, được tính là khoảng cách giữa hai mặt trong của gối tựa (cột, mũ cột hoặc vách) nhưng không được nhỏ hơn 0,65l1

(l1 khoảng cách hai tâm gối tựa)

b Phân phối mô men cho các ô bản

+ Đối với các nhịp trong, mô men M0 được phân phối 65% cho mô men âm và 35% cho mô men dương Giá trị này xấp xỉ như dầm ngàm 2 đầu chịu tải trọng phân

bố dựa trên giả thiết góc xoay của các điểm liên kết phía trong là không đáng kể Tiết diện tới hạn đối với mô men âm là tiết diện tại vị trí mặt gối tựa (cột, tường,

mũ cột) của bản sàn Với cột tròn, tiết diện tới hạn đối với mô men âm nằm tại vị trí cạnh hình vuông tương đương