Slide bài giảng cấu tạo bê tông cốt thép ứng lực trước

Chng CU tạo bê tông cốt thép ứng lực tríc §1 Khái niệm Thực chất bê tơng cốt thép ứng lực trước - Là loại cấu kiện mà chế tạo người ta căng cốt thép, nhờ tính chất đàn hồi cốt thép, co lại gây nên lực nén trước vùng bê tông chịu kéo tác dụng tải trọng ưu, nhược điểm a Ưu điểm: - Cho phÐp sư dơng thÐp cờng độ cao - Tăng khả chống thấm - Tăng độ cứng kết cấu, cho phép cấu tạo kết cấu ợt nhịp lớn thanh: -Tiếtvkiệm thép + ThÐp tiÕt kiÖm tb 30% + Dïng thÐp cêng ®é cao tiÕt kiÖm 45% - TÝnh chèng mái kÕt cấu tăng (tăng khả chịu tảI Trọng lập lại)mở rộng khả Năng cấu tạo kết cấu lắp - Cho phÐp ghÐp b Nhược điểm: - Dễ mÊt an toàn tuột neo lực dính buông cốt thép đột - Thiết kế,ngột thi công phức tạp, thiết bị đặc biệt, giám sát kỹ thuật chặt - Gâychẽ Ư/s cục lớn vị trí neo - Có thể làm cho BT phía đối diện bị nøt §2 Phương pháp gây ứng lực trước Phương phỏp nhit in Dùng dòng điện làm nóng chảy dãn nở côt thép sau neo chặt vào bệ bê tông Cng trớc Phng phỏp cng c học Căng sau a Phương pháp căng trước (căng bệ) - Bước 1: Cố định đầu côt thép vào bệ, kéo cốt thép giai đoạn đàn hồi, cố định nốt đầu vào bệ - Bước 2: lắp đặt cốt thép thường #, ghép coppha đổ bê tông - Bước 3: chở BT đủ cường độ R0 = 80%Rb neo buông côt thép Phạm vi sử dụng: Cấu kiện thẳng (xà gồ, panen, sản xuất nhiều cấu kiện lúc)  Loại 6: Do co ngót BT σ co (kg/cm2) σco (kG/cm2) Mác BT ≤ 400 500 ≥ 600 Căng trước Căng sau 400 500 600 300 350 500  Loại 7: Do từ biến BT σ tb (kg/cm2): sau tg chịu nén lâu dài Đv BT nặng: Khi σ bH σ ≤ 0,6 ⇒ σ tb = 2000.k bH R0 R0   Khi σ bH > 0,6 ⇒ σ tb = 4000.k  σ bH − 0,3  R0  R0  K = 1: với BT đông cứng tự nhiên K = 0,85: BT dưỡng hộ nhiệt σbH : lấy σbH tính σtbn  Loại 8: Do BT bị CT vòng CT xoắn ốc ép lõm σ el (kg/cm2): D < 3: σel = 300 D ≥ 3: σel = Ghi chú: số trường hợp phải kể đến bd CT ép sát khối lắp ghép, chịu tải trọng động Các US hao chia làm hai nhóm: Nhóm 1: (σh1): giai đoạn chế tạo đến kết thúc việc ép BT Nhóm 2: (σh2): Tính từ ép xong BT Căng trước: σ h1 = σ neo + σ ms + σ ch + σ nh + σ tbn σ h = σ co + σ tb Căng sau: Khi tính: σ h1 = σ neo + σ ms σ h = σ co + σ tb + σ ch + σ el σ h1 + σ h = σ h ≥ 1000 kG cm §3 Cấu kiện chịu kéo tâm Cánh hạ dàn, thăng căng vòm, thàng đường ống dẫn có áp, thành bể trụ tròn I Các gđ TTUS σH =0 Giai đoạn I.1 Giai đoạn I.2 σH = σ0 −σms−σneo Căng cốt thép đến σHK bắt đầu đổ BT Giai đoạn I.3 Chờ BT đạt R0: σch σnh Buông ULT  gây nén cho BT sau chịu kéo  nHσb Giai đoạn I.4 N01 : Lực nén tương ứng lúc US BT = σb σb = N 01 Abq N01 n N 01 N 01 = ( σ − σ h1 ) AH − σ tbn AS − σ tbn AH Với σh1 không kể đến σtbn Abq = Ab + nHFH + nsAS Giai đoạn I.5 Theo thời gian xuất σco σtb n σ H = σ − σ h − nH σ b1 Giai đoạn I.6 Đặt tải gây US kéo cho cốt ULT, tải tăng đến mà US nén trước BT bị triệt tiêu N02 N 02 σ H = σ0 −σ h (ngoạ i tải) Giai on I.7 ng vi lỳc: σ bt = σ k Giai đoạn II Ứng vơi lúc Bt bị nứt, toàn lực kéo cốt thép chịu C Nnøt RRbt,se r Giai đoạn III Tải tăng khe nứt mở rông σH = RH ; σS = RS (TTGH theo cường độ) Được lấy làm sở để tính tốn: khơng cho phép nứt – GĐI Theo bề rộng khe nứt – GĐII Rbt,se R +2n Rbt,ser r N nøt  Đối với cấu kiện căng sau: Giai đoạn I.1 Luồn cốt thép vào rãnh, chưa căng, đổ BT, chờ đạt R0 Giai đoạn I.4 - căng σb = N 01 Abq N 01 = ( σ − σ h1 ) AH σH =0 σb Từ giai đoạn I5 cấu kiện căng trước σ H = σ − ( σ neo + σ ms ) − nH σ b σ h1 σb II Tính tốn cấu kiện chịu kéo tâm Trong giai đọan sử dụng As  Tính theo cường độ N ≤ mH RH AH + Rs Ast mH : H/s đk làm việc thép cường độ cao Kể đến kn σH > RH (bảng 8.4) N R HA H As R s A st  Tính khơng cho phép nứt Đk cường độ: N ≤ N crc = ( σ − σ h ) AH + 2nH Rbt , ser AH + Rbt , ser Ab + σ s As − σ sh As R bt,ser (σ s − σ sh ) Ast Ncrc (σ − σ h + 2nH Rbt , ser ) AH Trong đó: σ s As = 2ns Rbt ,ser As ⇒ N ≤ N crc = Rbt ,ser ( Ab + 2nH AH + 2ns As ) + ( σ − σ h ) AH − σ sh As N ≤ N crc = Rbt , ser ( Ab + 2nH AH + 2ns As ) + N 02 N 02 = ( σ − σ h ) AH − σ sh As σ sh = σ tbn + σ tb + σ co Nhờ ULT bê tông mà kn chịu lực td tăng lên  Tính theo mở rộng khe nứt Điều kiện: acrc = ψ s acrc ≤ acrc , gh σs lcrc Es σs: độ tăng US trước côt thép kể từ nén trước bê tông bị triệt tiêu đến lúc KC chịu tải trọng tiêu chuẩn N c − N 02 σs = As + AH ψs: tải trọng t/d ngắn hạn: ψ s = − 0,7 ψs: tải trọng t/d dài hạn: N bn N c − N 02 ψ s = − 0,35 N bn N c − N 02 Νbn: k/n chịu kéo bê tơng trước hình thành khe nứt Νbn = Rbt, serA lcrc = N c − N 02 − Rbt , ser ( ns As + nH AH ) τS  Tính theo khép kín khe nứt acrc ( gh ) ≤ acrc , gh Đk thỏa mãn TD đồng thời thỏa mãn ĐK * σ 02 + σ s ≤ kRbt , ser σ 02 = σ − σ h N C − N 02 σs = As + AH K= 0.65 : thép sợi 0.8 : thép * Tại thớ miền chịu kéo Ck cần phải tồn US nén trước σb ≥ 10kG/cm2 Trong giai đọan chế tạo (SGK) §3 Cấu kiện chịu uốn I Các gđ TTUS, BD Giai đoạn I1 Giai đoạn I2 Giai đoạn I3 Đổ BT chờ đạt R0 Giai đoạn I4 Buông CT xuất σtbn σ H = σ − ( σ ms + σ n + σ nh + σ ch + σ tbn ) − nH σ b σ 'H = σ '0 −( σ 'ms +σ 'n +σ 'nh +σ 'ch +σ 'tbn ) − nH σ 'b , σH =0 A'H AH σH =0 , ' σHK =σ0' −σn' −σms σHK =σ0 −σn −σms , ' −σ ' −σ ' σH =σHK ch nh σH =σHK −σch −σnh σ '0 −σ 'h1 −n' H σ 'b σ − σ h1 − nH σ b σb σ 'H = σ '0 −σ 'h −n'H σ 'b1 Giai đoạn I5 Chờ đặt tải xuất σco σtb (giai đoạn trước đặt tải) σ 'b1 σ b1 σ H = σ − σ h − nH σ b1 Giai đoạn I6 Đặt tải: σH tăng dần; σ’H giảm dần σb1 =  σH = σ0 - σh σ0 −σ h Giai đoạn Ia - Ứng với lúc mà σbt = Rbt Lúc BT sửa nứt νk = 0,5 GĐ làm sở cho tính tốn khơng cho phép nứt Mtu = Mcrc Muốn không nứt M ≤ Mcrc P ≤ Pcrc σ H = σ − σ h + 2nH Rbt , ser + Giai đoạn II: P σH  Miền kéo: σ H < RH σ s < Rs Miền nén: σb < R b σH < R’H σs < R’s Giai đoạn III TTGH phá hoại KC, P  Pgh  M = Mgh Miền kéo: σ H = RH σ s = Rs Miền nén: R 'H −mt ( σ '0 −σ 'h ) Pgh σ’b = Rb Rb σ’H = R’H – mt(σ’0 – σ’h) σ’s < R’s  TTGH, sở để TT theo cường độ TD thăng góc Nếu P  KC bị phá hoại σH = R H σs = R s Pgh Đối với CK căng sau: I1  I4 I5 trở CK cng trc Tính toán theo cờng độ tiết diện th¼ng gãc b'f σH' A'H a' =0⇒ h'f As , AH R sc A's Mgh AH m*HR HA H As a aH R s As a ĐK cường độ h h0 ∑M x Rb b ∑ M ≤ M gh x  = Rbbx h0 −  + Rb ( b' f −b ) h' f 2  h'   h0 − f    + Rsc A's ( h0 − a') + σ 'H A'H ( h0 − a ' H )  Xác định chiều cao x ∑ x = ⇒ Rs As + m*H RH AH = Rbbx + Rb (b' f −b ) h' f + Rsc A's +σ 'H A'H a'H A'H A's Sơ đồ US * õy: ' H = R 'H −mH ( σ '0 −σ 'h ) = 4000 − 1,1( σ '0 −σ 'H ) mH*: h/s kể đến k/n RH > σHch quy ước mH* = mH − ( mH − 1) ξ ξR x ξ R ∈ BT , CT h0 mH: xđ CK chịu kéo (bảng SGK) ξ=  ĐK hạn chế Để xảy phá hoại dẻo: ξ ≤ ξ R ; x ≤ ξ R h0 Để σsc = Rsc  x ≥ 2a’ Đối với TDCN tính TD chữ T có h’f = TÝnh toán theo cờng độ tiết diện nghiêng (SGK) II Tính toán theo cờng độ giai đoạn chế tạo (SGK) ... Khái niệm Thực chất bê tông cốt thép ứng lực trước - Là loại cấu kiện mà chế tạo người ta căng cốt thép, nhờ tính chất đàn hồi cốt thép, co lại gây nên lực nén trước vùng bê tông chịu kéo tác dụng... vi sử dụng: Cấu kiện thẳng (xà gồ, panen, sản xuất nhiều cấu kiện lúc) b Phương pháp căng sau -Bước 1: - Lắp đặt cốt thép thường - Lắp đặt rãnh có đặt cốt thép ứng lực trước - Đổ bê tông - Bước... côt thép vào bệ, kéo cốt thép giai đoạn đàn hồi, cố định nốt đầu vào bệ - Bước 2: lắp đặt cốt thép thường #, ghép coppha đổ bê tông - Bước 3: chở BT đủ cường độ R0 = 80%Rb neo buông côt thép