thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au thiet cau thieo tieu chuan chau au
THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU (EUROCODE) VÀ TIÊU CHUẨN ĐỨC (DIN) – CÁC TÁC ĐỘNG LÊN CẦU VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG – (trích từ Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học Việt-Đức “Những vấn đề tính toán thiết kế cầu”, Đại học giao thông vận tải , Hà Nội, 10/2006, http://bte.edu.vn/hoinghihoithao) GS.TS Carl-Alexander Graubner Người dịch: Ngô Văn Minh TS Holger Schmidt Diplom KS Andreas Greck Viện kết cấu bê tông Đại học Tổng hợp kỹ thuật Darmstadt GIỚI THIỆU Ở châu Âu, tiêu chuẩn liên quan đến việc phân tích thiết kế cầu bê tông nhanh chóng xem xét cấp độ quốc gia quốc tế Số lượng lớn tiêu chuẩn cần phải xem xét đến thiết kế cầu lý phải tổng kết tất tiêu chuẩn liên quan hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 101 “Các tác động lên cầu”[1] Bài báo tập trung trình bày tác động cầu đường ôtô theo tiêu chuẩn Đức châu Âu, đặc biệt số quy đinh DIN FB 101 [1] Cần ý rằng, việc thi công cầu bê tông, tiêu chuẩn quốc tế tác động Eurocode có hiệu lực với hướng dẫn áp dụng quốc gia Cần lưu ý thêm rằng, đơn giản hóa quy định tải trọng tổ hợp tải trọng tương ứng Do vậy, hướng dẫn kĩ thuật DINFB 101 [1] phần quan trọng việc áp dụng hệ tiêu chuẩn TRIẾT LÝ VỀ ĐỘ AN TOÀN Hệ số an toàn tải trọng TTGH cường độ thiết kế cầu Đức có giá trị hệ số áp dụng cho thiết kế kết cấu nhà cửa, riêng hệ số an toàn cho lún đất có khác biệt Một vấn đề quan trọng khác hướng dẫn áp dụng cho quốc gia tương ứng với cho tiêu chuẩn Eurocode – phần 3, hệ số an toàn cho hoạt tải cầu lấy γ Q = 1.5 , giốn kết cấu nhà cửa, chuẩn quốc tế Eurocode - phần lại đưa hệ số nhỏ γ Q = 1.35 Quy định Đức dựa việc sử dụng mô hình hoạt tải đơn giản hóa với tải trọng nhỏ tài liệu hướng dẫn áp dụng quốc gia Eurocode phần Giống công trình xây dựng thông thường, thiết kế TTGH sử dụng cần khảo sát số tổ hợp tải trọng khác Đó tổ hợp tải trọng thường xuyên bán thường xuyên Khác với thiết kế công trình xây dựng thông thường, thiết kế cầu cần xét đến tổ hợp tải trọng không thường xuyên Trong tần suất xuất tổ hợp tải trọng công trình xây dựng thông thường 50 năm tổ hợp tải trọng không thường xuyên cầu có chu kỳ lặp năm Khi thiết kế TTGH cường độ, tổ hợp tải trọng ứng với trường hợp thiết kế dài hạn ngắn hạn xác định tổng quát sau : E d = ∑ γ Gj ⋅ G kj "+" γ P ⋅ Pk "+" γ Q1 ⋅ Q k1 "+" ∑ γ Qi ⋅ ψ 0i ⋅ Q ki j≥1 (1) i >1 Trong công thức trên, hoạt tải Qk1 tác động tải trọng Qki tải trọng phụ thêm (ví dụ tải trọng gió hay nhiệt độ) Ứng với hệ số an toàn, hệ số tổ hợp ψ 0,i loại hoạt tải, thiết lập nhiều tổ hợp tải trọng Tuy nhiên, thực tế thiết kế, xác định tổ hợp tải trọng bất lợi tương đối đơn giản, số lượng tổ hợp tải trọng liên quan giảm đáng kể Bảng trình bày tập hợp tổ hợp hoạt tải hệ số tổ hợp tương ứng cho TTGH cường độ Loại QTS,k qUDL,k qfk1) Tk QFW,k QLk Qtk Ghi a 1.0 1.0 1.0 00.8 trường hợp thông thường b 0.75 0.5 0.4 1.0 Thiết kế cho gối đỡ + kết cấu phần c 1.0 1.0 0.3 Nhóm e 0.75 0.4 0/0.8 1.0 1.0 Chủ yếu cho thiết kế gối kết cấu phần trên, cho kết cấu phần Nhóm f 1.0 thiết kế dầm hẫng theo phương ngang cầu Nhóm xoắn + uốn ngang; Thiết kế cho gối + cột 1) Sử dụng giá trị triết giảm qfk = 2.5 kN/m2 nhóm 1, giá trị đầy đủ qfk =5.0 kN/m2 nhóm Bảng : Tổ hợp hệ số tổ hợp tải trọng hoạt tải TTGH cường độ Khi thiết kê trường hợp cố, sử dụng hệ số tổ hợp có giá trị nhỏ (ψ ψ ) để thiết kế TTGH cường độ : E dA = ∑ γ GAj ⋅ G kj "+" γ PA ⋅ Pk "+" A d "+" ψ11 ⋅ Q k1 "+" ∑ ψ 2i ⋅ Q ki j≥1 (2) i >1 Các tổ hợp tải trọng TTGH sử dụng gồm có : a) Tổ hợp tải trọng E d = ∑ G kj "+" Pk "+" Q k1 "+" ∑ ψ 0i ⋅ Q ki j≥1 (3) i >1 b) Tổ hợp tải trọng thường xuyên E d = ∑ G kj "+" Pk "+" ψ 11 ⋅ Q k1 "+" ∑ ψ 2i ⋅ Q ki j≥1 (4) i >1 c) Tổ hợp tải trọng bán thường xuyên E d = ∑ G kj "+" Pk "+" ∑ ψ 2i ⋅ Q ki j≥1 (5) i >1 d) Tổ hợp tải trọng không thường xuyên E d = ∑ G kj "+" Pk "+" ψ'1 ⋅Q k1 "+" ∑ ψ1i ⋅ Q ki j≥1 (6) i >1 Tổ hợp tải trọng không thường xuyên lấy theo DIN FB 102 [2] quy định phụ thêm thiết kế cầu bê tông Bảng đưa tập hợp đầy đủ tổ hợp hoạt tải hệ số tổ hợp tương ứng cho TTGH sử dụng Cần ý so với tiêu chuẩn hành Đức số lượng tổ hợp tải trọng cho TTGH sử dụng tăng lên đáng kể đa dạng mức độ dự ứng lực Tổ hợp tải trọng không thường xuyên Tổ hợp tải trọng thường xuyên Tổ hợp tải trọng bánthường xuyên Loại QTS,k a 0.8 b qUDL, QFW, qfk Tk 0.8 0.8 0.6 Hoạt tải tải trọng chủ yếu 0.75 0.4 0.4 0.8 Nhiệt độ tải trọng chủ yếu c 0.8 0.8 0.5 Hoạt tải tải trọng chủ yếu, giảm tải trọng gió d 0.75 0.4 0.6 Tải trọng gió tải trọng chủ yếu e 0.75 0.4 0.4 0.4 ví dụ : giới hạn bề rộng vết nứt f 0.2 0.2 0.2 0.6 g 0.2 0.2 0.5 h 0.2 0.2 0.5 k k Ghi ví dụ : Kiểm toán tượng giảm nén “decompression” 1) Sử dụng giá trị chiết giảm qfk =2.5 kN/m2 cho nhóm Bảng : Tổ hợp tải trọng Nhóm với tải trọng khác hệ số tổ hợp TTGH sử dụng TĨNH TẢI Các giá trị đặc trưng tĩnh tải phải xác định theo DIN FB 101 [1] DIN 1055phần [10] Cần lưu ý theo DIN FB 101- phụ lục C2.3, cần phải xét đến biến thiên giá trị giá trị tiêu chuẩn, giá trị có lợi hay bất lợi tĩnh tải gây ảnh hưởng đến kết phân tích vị trí khác kết cấu Cụ thể, tải trọng có lợi phải nhân với hệ số 0.95 phần tải trọng bất lợi phải nhân với hệ số 1.05 Tuy nhiên, quy định không áp dụng cho dầm liên tục có phần hẫng, trường hợp áp dụng giá trị tĩnh tải thiết kế cho tất nhịp Chuyển vị lún bất lợi cần phải xét tĩnh tải trường hợp thiết kế tương ứng Trong thiết kế cầu, hệ số an toàn tải trọng trường hợp lấy 1.0 cho TTGH cường độ Liên quan đến giá trị cần xem xét cần phải lựa chọn chuyển vị chuyển vị dự đoán Chuyển vị và/hoặc chuyển vị xoay móng xuất tác dụng tải trọng tĩnh đặt lên đất gọi chuyển vị (probable movement) Giới hạn chuyển vị và/hoặc chuyển vị xoay xảy ảnh hưởng yếu tố không xác định tính dựa việc dự đoán chuyển vị đất gọi chuyển vị dự đoán đất Theo DIN 1072, chuyển vị đất thường tính TTGH sử dụng TTGH cường độ tác dụng tải trọng thường xuyên, chuyển vị dự đoán đất xét đến trường hợp đặc biệt Hướng dẫn kỹ thuật DIN FB 102 quy định sử dụng chuyển vị dự đoán đất lớn thiết kế TTGH cường độ Tuy nhiên, ứng suất phép xác định tương ứng với ứng xử vật liệu nứt độ cứng cấu kiện giảm đáng kể Trong TTGH sử dụng, cần phải xét đến ứng suất thứ cấp sinh chuyển vị dự kiến đất ([2], II – 2.3.4 trang (110)) TẢI TRỌNG GIAO THÔNG Quy đinh hoạt tải theo Eurocode phần áp dụng tương lai gần Do có mô hình tải trọng mô hình tải trọng mỏi áp dụng tính toán Trong tài liệu hướng dẫn áp dụng tương ứng Đức, mô hình tải trọng đơn giản hóa nhiều Những quy định nằm hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 101 “ Các tác động lên cầu” Cần lưu ý tất giá trị tải trọng bao gồm hệ số tải trọng động Hình đưa so sánh mô hình tải trọng mô hình tải trọng mỏi cầu ôtô theo hướng dẫn DIN FB 101 theo tiêu chuẩn DIN 1072 Trong thiết kế thông thường, mô hình tải trọng (LM1) sử dụng để kiểm toán TTGH cường độ TTGH sử dụng bao trùm hầu hết tác động gây ôtô xe nặng Mô hình tải trọng (LM2) tương đương với trục xe đơn chủ yếu sử dụng để kiểm toán cục Mô hình cần phải áp dụng để bổ sung cho mô hình tải trọng (LM1) Mô hình tải trọng (FLM3) sử dụng để kiểm toán TTGH mỏi Mô hình tải trọng Trục đôi với tải trọng cụ thể LM DIN FB 101 Trục xe đơn để kiểm toán cục LM 19.2 to Xe đơn với trục FLM 48 to Xe trục DIN 1072 Các tải trọng rải bên Hình : Các mô hình tải trọng (LM) mô hình tải trọng mỏi (FLM 3) cho cầu ôtô Khi thiết kế mặt cắt ngang, cần đặt hoạt tải rải kN/m2 lên lề đường xe đạp cầu đường ([1], IV-5.3.2) Khi tổ hợp với tải trọng giao thông khác, sử dụng giá trị chiết giảm 2.5 kN/m2 Các tác động lên kết cấu lực phanh khởi động phụ thuộc vào chiều dài cầu L ( [1], IV-4.4.1) Ngoài quy định này, hướng dẫn DIN FB 101 quy định lực ly tâm áp dụng cho cầu có bán kính cong lớn ([1], IV-4.4.2) Các lực ly tâm tác dụng theo đường tim gối áp dụng thiết kế gối cầu kết cấu phần CÁC TẢI TRỌNG ĐẶC BIỆT Kết cấu phần cầu phải thiết kế để chịu lực va xô xe ([1], IV-4.7.2.1) Theo lực tập trung có giá trị MN theo chiều dòng xe lực tập trung có giá trị 500 kN vuông góc với chiều dòng xe đặt cao độ 1.25m cách mặt đất Không cần thiết phải xét đồng thời hai tải trọng Đối với trường hợp tải trọng đặc biệt mặt cầu, phải tổ hợp tải trọng đặc biệt với tổ hợp tải trọng bán thường xuyên tải trọng giao thông thiết kế kết cấu phần ([1], IV, phụ lục C.2.1.2) Trên xe đạp có lan can cứng, cần xét trục đơn có tải trọng Qk =160 kN/trục vị trí lan can cầu ([1], IV-4.7.3.1) Phía lan can cứng, cần xét tải trọng bánh xe nặng 40 KN với diện tích đặt lực 20cm x 20cm Trường hợp sử dụng thiết bị phòng hộ mềm, cần xét tải trọng trục đặt phía thiết bị phòng hộ 1m, lan can bố trí rìa kết cấu phần Gờ chắn (lề đường) cần thiết kế chịu lực ngang 100 kN lực thẳng đứng 120kN, phân bố chiều dài 0.5 m Hệ thống chống va xe phải thiết kế chịu lực ngang 100 kN lực thẳng đứng 80 kN, tải trọng phân bố chiều dài 0.5m CÁC TÁC ĐỘNG KHÁC Khi thiết kế cầu bê tông, cần xét đến tải trọng nhiệt độ theo quy định chương V hướng dẫn DIN FB 101 Khi thiết kế TTGH cường độ, xét đến ảnh hưởng tải trọng nhiệt độ đảm bảo giải tỏa ứng suất nội sinh Khi đó, cần xét ứng suất sinh nhiệt độ TTGH sử dụng thiết kế chuyển vị gối cầu Nói chung, cần phải tách biệt thay đổi nhiệt độ (TN) toàn chiều cao cấu kiện chênh lệch nhiệt độ tuyến tính (TM) theo chiều cao cấu kiện Về bản, cần phải phân biệt dạng kết cấu phần ( thép, liên hợp, bê tông) dạng mặt cắt ngang ( dầm hộp, dầm T, bản) So với DIN 1072 [12], độ chênh lệch nhiệt độ tăng lên đáng kể, đặc biệt dầm T Mỗi giá trị tiêu chuẩn phải nhân với hệ số tổ hợp tương ứng thiết kế TTGH sử dụng Việc xác định chi tiết tải trọng gió theo Eurocode phần 2.4 yêu cầu tính toán phức tạp, liên quan đến số lượng lớn thông số ảnh hưởng Đối với công trình cầu, tính toán áp lực gió thiết kế đơn giản dựa theo hướng dẫn áp dụng Đức cho Eurocode phần 3, xét đến chiều cao cầu tính từ mặt đất kích thước cầu Khi cầu có bố trí tường chắn tiếng ồn cần phân biệt tải trọng gió tác dụng tải trọng giao thông tải trọng gió tác dụng đồng thời với tải trọng giao thông Giá trị tải trọng gió sử dụng thiết kế cầu theo quy đinh DIN FB 101 trình bày Bảng : Khi xe cộ tường chắn Khi có xe cộ và/hoặc tường chắn ồn ồn b/d ≤ 0,5 b/d = 4,0 b/d ≥ 5,0 b/d ≤ 0,5 b/d = 4,0 b/d ≥ 5,0 ze ≤ 20 m 3,50 1,90 1,90 2,90 1,55 1,20 20 m < ze ≤ 50 m 4,30 2,30 2,30 3,55 1,90 1,50 50 m < ze ≤ 100 m 5,00 2,70 2,70 4,10 2,25 1,70 Bảng : Tải trọng gió tiêu chuẩn wk [kN/m2] theo hướng dẫn DIN FB 101 Hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 101 mục C.2.1.1 quy định diện tích chắn gió hữu hiệu tải trọng giao thông tác dụng đồng thời cầu Trong trường hợp phải giả thiết diện tích chắn gió hữu hiệu xe cộ cao m, khác với quy định DIN 1072 Do vậy, diện tích chắn gió hữu hiệu theo DIN FB 101 nhỏ theo quy định DIN 1072 Bên cạnh đó, DIN FB 101 phụ lục C quy định đặc biệt hệ số tổ hợp tổ hợp tải trọng gió tải giao thông Trong giai đoạn thi công, tải trọng gió theo Eurocode chiết giảm cách nhân với hệ số 0.67 (từ trước tới dùng hệ số 0.7 theo DIN 1072) DIN FB 101 không quy định hệ số chiết giảm tương ứng Theo hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 102, thông thường không cần xét đến tải trọng băng tuyết Tuy nhiên, cần phải xét đến tải trọng băng tuyết giai đoạn thi công ([1], IV-4.10.3) TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 7.1 Tổng quan Các kiểm toán thiết kế cần phải tiến hành TTGH sử dụng trình bày mục 4.4 hướng dẫn DIN FB 102 “Cầu bê tông” [2] Cụ thể bao gồm : - Kiểm toán giới hạn ứng suất - Kiểm toán hiệu ứng giảm nén mặt cắt ngang - Kiểm toán lượng cốt thép tối thiểu để tránh vết nứt rộng đơn lẻ - Kiểm toán giới hạn bề rộng vết nứt - Kiểm toán giới hạn độ võng - Kiểm toán giới hạn dao động (không yêu cầu với cầu ô tô bê tông thông thường) Mỗi kiểm toán lại phải tiến hành với tổ hợp tải trọng khác Để phân loại trường hợp thiết kế, phân nhóm cầu từ A đến E đượ thiết lập để quy định tổ hợp tải trọng quan trọng cho việc kiếm toán giảm nén mặt cắt ngang kiểm toán bề rộng vết nứt (xem Bảng 4) Tổ hợp tải trọng để kiểm toán Phân nhóm Hiện tượng giảm nén Bề rộng vết nứt wk [mm] A không thường xuyên 0,2 B thường xuyên không thường xuyên C bán thường xuyên thường xuyên D - thường xuyên E - bán thường xuyên Bảng 4: 0,3 Các tổ hợp tải trọng bề rộng vết nứt tối đa wk ([2], II-4.4.0.3) Việc kiểm toán TTGH sử dụng phụ thuộc tương đối nhạy cảm vào mức độ thay đổi dự ứng lực (ví dụ ma sát cốt thép dự ứng lực) Do đó, cần sử dụng giá trị tiêu chuẩn dự ứng lực, cụ thể giá trị giới hạn dự ứng lực (Psup / Pinf) tính toán TTGH sử dụng, thay giá trị trung bình Pm,t 7.2 Giới hạn ứng suất ([2], II-4.4.1) Theo hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 102, cần trì ứng suất bê tông thép phạm vi giới hạn để đảm bảo khả phục vụ độ bền cấu kiện Khác với kết cấu không dự ứng lực xây dựng dân dụng thông thường, thiết kế cầu phải kiểm toán giới hạn ứng suất Việc kiểm toán ứng suất nén bê tông ứng suất cốt thép dự ứng lực thực ứng với giá trị trung bình dự ứng lực (tức bỏ qua mức độ phân tán dự ứng lực) Khi kiểm toán ứng suất cốt thép, phait xét đến giá trị tiêu chuẩn dự ứng lực Tại vùng không tiến hành tăng cường (ví dụ tăng thêm chiều dày lớp bê tông bảo vệ vùng chịu nén bọc vùng chịu nén cốt thép đai), ứng suất nén bê tông tác dụng tổ hợp tải trọng không thường xuyên lực dự ứng trung bình phải giới hạn để đảm bảo không xuất vết nứt dọc (II-4.4.1.2, trang 103) σ c ,non − frequent ≤ 0.6 f ck (7) Ứng suất kéo cốt thép cần giới hạn để đảm bảo không xảy biến dạng dẻo TTGH sử dụng Theo đó, ứng suất kéo cốt thép không vượt giá trị sau tác dụng tổ hợp tải trọng không thường xuyên (II.4.4.1.3 (105)) : σ s ,non − frequent ≤ 0.8 f yk (8) Do tướng nứt gây ăn mòn cốt thép chịu lực, giá trị trung bình ứng suất kéo cốt thép dự ứng lực tác dụng của tổ hợp tải trọng bán thường xuyên cần phải giới hạn Giá trị trung bình dự ứng suất xét đến mát ứng suất theo thời gian cần phải nhỏ (II-4.4.1.4 (1) *P) : σ p∞ ,quasi − permanent ≤ 0.65 f pk (9) Việc kiểm toán ứng suất kéo cốt thép dự ứng lực cốt thép dự ứng lực cốt thép dự ứng lực không dính bám không cần thiết đảm bảo thay chúng 10 7.3 Kiểm toán giảm nén ([2], II-4.4.2.1) Kiểm toán giảm nén mặt cắt ngang phải thực cấu kiện thuộc phân nhóm A đến C để đảm bảo độ bền kết cấu cầu tùy thuộc vào điều kiện môi trường mức độ tiếp xúc với môi trường khác chủ đầu tư định Hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 102 quy định : giai đoạn thi công trạng thái hoàn thiện, không phép xuất ứng suất kéo phía mặt cắt bố trí cốt thép dự ứng lực tác dụng tổ hợp tải trọng bất lợi (II-4.4.2.1(106)) Khi phải sử dụng giá trị tiêu chuẩn giới hạn dự ứng lực Ở phía mặt cắt cách xa cốt thép dự ứng lực, cần kiểm toán bề rộng vết nứt theo mục 7.4 báo đủ 100mm dduct 100mm σc ≤ EC 2, phần Hình 2: Hướng dẫn DIN FB 102 TTGH giảm nén theo tiêu chuẩn Eurocode 2, phần theo Hướng dẫn DIN FB 102 Trong hầu hết trường hợp, việc kiểm toán giảm nén đóng vai trò định việc xác định mức độ dự ứng lực cần thiết Do vậy, cần kiểm toán điều kiện thiết kế sơ để xác định diện tích cốt thép dự ứng cần thiết mặt cắt ngang [11] 7.4 Giới hạn độ mở rộng vết nứt 11 Để đảm bào khả sử dụng độ bền công trình, cần giới hạn giá trị danh định độ mở rộng vết nứt cho phép wk =0.2 mm (xem bảng 4) với cầu bê tông thuộc phân nhóm từ A đến C Với kết cấu cầu bêtông cốt thép thuộc phân nhóm E hay kết cấu cầu thuộc phân nhóm C bố trí dự ứng lực ngoài, giới hạn cho phép độ mở rộng vết nứt lấy wk = 0.3mm đủ ([2], II-4.4.0.3 (103)) Khi kiểm toán độ mở rộng vết nứt cấu kiện có kết hợp sử dụng cốt thép dự ứng lực cốt thép dự ứng lực có dính bám (phương pháp thi công hỗn hợp), cần phải xem cấu kiện cấu kiện bố trí dự ứng lực có dính bám Nguyên lý thiết kế việc giới hạn mở rộng vết nứt theo DIN FB 102 [2] theo DIN V ENV 1992-2 [9] phân biệt rõ ràng giai đoạn xuất vết nứt giai đoạn hình thành vết nứt ổn định Ngoài ra, hướng dẫn có xét đến phân bố lại ứng suất trạng thái dính bám khác thép bêtông Để đảm bảo không xuất vết nứt lớn đơn lẻ khống chế chuyển vị ứng suất nội tại, thường không xét đến tính toán, kết cấu cầu bê tông cần bố trí lượng cốt thép tối thiểu phụ thêm sát bề mặt ([2], II-4.4.2.2) Ứng suất ứng với trạng thái xuất vết nứt cấu kiện giá trị ứng suất gây khống chế chuyển vị và/hoặc tải trọng vượt tải trọng gây nứt Khi ứng suất vượt cường độ chịu kéo bê tông phần lực kéo giải phóng truyền sang cốt thép mà không làm vi phạm đến độ mở rộng vết nứt cho phép Đối với cấu kiện bêtông dự ứng lực, cần bố trí lượng cốt thép tối thiểu khu vực kết cấu mà ứng suất bêtông gây tổ hợp tải trọng lực dự ứng lực tiêu chuẩn lớn -1 N/mm2 Lượng cốt thép tối thiểu tính vào lượng cốt thép chịu lực yêu cầu Ngoài quy định DIN 1045 -1, hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 102 quy định: đường kính cốt thép phải ≥ 10mm khoảng cách cốt thép không nên lớn 200 mm (II-4.4.2.2 (105) P) Để tính toán độ mở rộng vết nứt cuối wk, cần xác định ứng suất cốt thép σs lượng tăng ứng suất Δσp phạm vi vết nứt xét đến trạng thái dính bám khác cốt thép thường cốt thép dự ứng lực Khác với trạng thái xuất vết nứt đầu tiên, giá trị Act lấy toàn diện tích chịu kéo mặt cắt ngang trạng thái 12 chưa nứt, để tính toán bề rộng vết nứt cuối cần lấy diện tích chịu kéo có hiệu Ac,eff Công thức theo hướng dẫn DIN FB 102 sau : ds = 3,6 ⋅ w k ⋅ eff ρ p ⋅ E s σ s − 0,4 ⋅ (10) f ctm (1 + α e ⋅ eff ρ p ) eff ρ p Ứng với độ mở rộng vết nứt giới hạn (tương ứng với 0.2mm hay 0.3mm) diện tích cốt thép cho trước, đường kính cốt thép lớn phụ thuộc vào cường độ chịu kéo bê tông fctm ứng suất cốt thép σs trạng thái nứt Thay cho việc tính trực tiếp bề rộng vết nứt, tiến hành kiểm toán điều kiện mà không cần tính toán Theo phương pháp này, đường kính cốt thép hay khoảng cách cốt thép giới hạn tùy thuộc vào ứng suất cốt thép σs Ứng suất cốt thép phải tính toán xét đến trạng thái dính bám khác cốt thép thường cốt thép dự ứng lực Bảng giá trị giới hạn đường kính cốt thép khoảng cách cốt thép trình bày hướng dẫn DIN FB 102 [2] 7.5 Giới hạn độ võng Độ võng cấu kiện không phép ảnh hưởng đến tính khai thác đến vẻ bề cấu kiện đặt cạnh Mục II-4.4.3 hướng dẫn DIN FB 102 đề cập đến độ võng cấu kiện theo phương thẳng đứng chịu uốn Độ võng xác định với tổ hợp tải trọng bán thường xuyên, sử dụng giá trị trung bình dự ứng lực xét đến mát theo thời gian co ngót từ biến Các đặc trưng vật liệu lấy giá trị trung bình tính toán phải xét đến ảnh hưởng tượng giảm độ cứng nứt Độ võng cho phép cầu bêtông không trình bày DIN FB 101 DIN FB 102 vậy, cần phải thỏa thuận với chủ đầu tư Phụ lục 4, chương II DIN FB 102 hướng dẫn phương pháp tính gần độ võng, có xét đến vùng mặt cắt nứt chưa nứt kết cấu Các đặc trưng quan trọng bêtông tính toán giá trị độ võng môđun đàn hồi cường độ chịu kéo bê tông Khi tính toán phải xem xét cụ thểgiá trị mô đun đàn hồi, phụ thuộc vào mức độ hydrat hóa (cp [2], II-4.4.3.2 (102)) Ảnh hưởng từ biến xét đến cách sử dụng mô đun đàn hồi có thiệu, tính toán dựa mô đun đàn hồi tiếp tuyến Ec0 hệ số từ biến ϕ Phương pháp 13 xác định độ võng co ngót gây xem Phụ lục A Chương II Hướng dán DIN FB 102 [2] KẾT LUẬN Các tiêu chuẩn thiết kế cầu ngày sử dụng khái niệm độ an toàn phần cho phép thiết kế cầu bê tông tỉ mỉ mặt kĩ thuật mặt khác đảm bảo tính kinh tế Bài báo đề cập đến tác động cầu đường theo Eurocode Hướng dẫn kĩ thuật DIN FB 101 tương ứng, sử dụng thiết kế cầu Đức Sự khác biệt hai tiêu chuẩn trình bày cụ thể Lượng cốt thép cần thiết cầu bê tông dự ứng lực, thiết kế dựa theo hệ tiêu chuẩn mới, chủ yếu xác định TTGH sử dụng, đặc biệt kiểm toán giảm nén tác dụng tổ hợp tải trọng tương ứng Do đó, báo trình bày quy định liên quan đến tính khai thác cầu bêtông, quy định Eurocode 2, phần DIN FB 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] DIN-Fachbericht 101: Einwirkungen auf Brücken, Auflage, Ausgabe 3/2003 [2] DIN-Fachbericht 102: Betonbrücken, Auflage, Ausgabe 3/2003 [3] DIN 1045-1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Bemessung und Konstruktion, Ausgabe 7/2001 [4] DIN 4227, Teil 1: Bauteile aus Normalbeton mit beschränkter oder voller Vorspannung, Ausgabe 7/1988 [5] DIN 1072: Straßen- und Wegbrücken; Lastannahmen, Ausgabe 12/1985 [6] DIN V ENV 1991-1: Eurocode 1: Grundlagen der Tragwerksplanung und Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1: Grundlagen der Tragwerksplanung, Ausgabe 12/1995 [7] DIN V ENV 1991-3: Eurocode 1: Grundlagen der Tragwerksplanung und Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 3: Verkehrslasten auf Brücken, einschließlich der „Richtlinie zur Anwendung von DIN V ENV 1991-3“, Ausgabe 08/1996 [8] DIN V ENV 1992-1-1: Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken; Grundlagen und Anwendungsregeln für den Hochbau, Ausgabe 06/1992 [9] DIN V ENV 1992-2: Eurocode 2: Planung von Stahlbeton und Spannbetontragwerken – Teil 2: Betonbrücken, einschließlich der „Richtlinie zur Anwendung von DIN V ENV 1992-2”, Ausgabe 10/1997 [10] DIN 1055-1: Einwirkungen auf Tragwerke, Teil 1: Wichten und Flächenlasten von Baustoffen, Bauteilen und Lagerstoffen, Ausgabe 04/2002 14 [11] Graubner, C.-A.; Six, M.: Spannbetonbau In Stahlbeton aktuell, Ausgabe 2006, Beuth Verlag [12] Hochreither, H.: Bemessungsregeln für teilweise vorgespannte, biegebeanspruchte Betonkonstruktionen – Begründung und Auswirkung Dissertation, TU München, 1982 [13] König, G.; Tue, N.: Grundlagen der Bemessungshilfen für die Rissbreitenbeschränkung im Stahlbeton und Spannbeton Heft 466 des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton Berlin: Beuth Verlag GmbH 1989 15 ... ENV 1992-2”, Ausgabe 10/1997 [10] DIN 1055 -1: Einwirkungen auf Tragwerke, Teil 1: Wichten und Flächenlasten von Baustoffen, Bauteilen und Lagerstoffen, Ausgabe 04/2002 14 [11] Graubner, C.-A.;... DIN-Fachbericht 101: Einwirkungen auf Brücken, Auflage, Ausgabe 3/2003 [2] DIN-Fachbericht 102: Betonbrücken, Auflage, Ausgabe 3/2003 [3] DIN 1045-1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton,... Konstruktion, Ausgabe 7/2001 [4] DIN 4227, Teil 1: Bauteile aus Normalbeton mit beschränkter oder voller Vorspannung, Ausgabe 7/1988 [5] DIN 1072: Straßen- und Wegbrücken; Lastannahmen, Ausgabe 12/1985