Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)

Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)Tính toán sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574 2012 và tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode211 (Luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001-2008 NGUYỄN ĐÌNH QUẢNG TÍNH TỐN SÀN, DẦM BTCT ỨNG LỰC TRƢỚC CĂNG SAU THEO TIÊU CHUẨN TCVN 5574: 2012 VÀ TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU EUROCODE2 1992-1-1 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỰNG & CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ: 60.58.02.08 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ THANH HUẤN HẢI PHÒNG: NĂM 2015 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng, dƣới giảng dạy giúp đỡ tận tình thầy cô giao, cán khoa đào tạo sau đại học, cố vấn hƣớng dẫn nhiệt tình thầy giao hƣớng dẫn khoa học với nỗ lực thân tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp cao học “ Tính tốn sàn, dầm bê tơng cốt thép ứng lực trƣớc căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2-1-1” Xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn PGT.TS Lê Thanh Hn tận tình, chu đáo hƣớng dẫn tơi thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhƣng khả thời gian hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc góp ý chân thành Giáo sƣ – Tiến sĩ bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn Tác giả luận văn Nguyễn Đình Quảng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hồn tồn tơi thực hiện, số liệu, kết luận văn trung thực chƣa có cơng bố cơng trình khoa học khác Tác giả luận văn Nguyễn Đình Quảng MỤC LỤC Danh mục …………………………………………………… Trang Bảng ký hiệu chữ viết tắt sử dụng luận văn ………… PHẦN MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài……………………………………………… 10 * Mục đích nghiên cứu………………………………………… 10 * Phƣơng pháp nghiên cứu………………………………………11 * Phạm vi nghiên cứu…………………………………………… 11 * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài…………………… 11 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƢỚC VÀ CÁC QUY ĐỊNH CHUNG: 1.1 Tổng quan bê tông cốt thép ứng lực trƣớc ……………………… 12 1.1.1 Công nghệ thiết kế bê tông ứng lực trƣớc: ………………… 13 1.1.2 Bê tông ứng lực căng trƣớc………………………………… 13 1.1.3 Bê tông ứng lực căng sau…………………………………… 14 1.2 Ứng dụng bê tơng ứng lực trƣớc ngồi nƣớc…………… 14 1.2.1 Ứng dụng kết cấu bê tông ứng lực trƣớc nƣớc …… 14 1.2.2 Ứng dụng kết cấu bê tông ứng lực trƣớc Việt Nam……… 15 1.2.3 Hiệu kinh tế kỹ thuật …………………………………… 15 1.3 Các quy định chung: ………………………………………………… 16 1.3.1 Tải trọng …………………………………………………… 16 1.3.2 Tổ hợp tải trọng …………………………………………… 17 1.3.3 Bê tông ……………………………………………………… 19 1.3.4 Cốt thép cƣờng độ cao ……………………………………… 20 1.3.5 Các vật liệu khác …………………………………………… 23 1.4 Yêu cầu cấu tạo dầm, sàn bê tông ứng lực trƣớc …………………… 23 1.4.1 Khoảng cách, lớp bảo vệ cốt thép …………………………… 28 1.4.2 Neo ………………………………………………………… 29 1.4.3 Nối chồng …………………………………………………… 30 1.4.4 Cơ cấu dẫn hƣớng …………………………………………… 31 1.4.5 Cơ cấu ứng suất trƣớc ……………………………………… 31 1.5 Nhận xét ………………………………………………………………32 CHƢƠNG II: QUY TRÌNH TÍNH TỐN THEO CÁC TIÊU CHUẨN 2.1 Quy trình tính tốn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574: 2012 ……… 33 2.1.1 Các phƣơng pháp xác định nội lực chuyển vị kết cấu dầm, sàn phẳng …………………………………………………………………… 33 2.1.1.1 Phƣơng pháp trực tiếp ……………………………………… 34 2.1.1.2 Phƣơng pháp khung tƣơng đƣơng ………………………… 36 2.1.1.3 Phƣơng pháp cân tải trọng …………………………… 37 2.1.1.4 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn …………………………… 38 2.1.2 Xác định chiều dày sàn …………………………………………… 39 2.1.2.1 Hệ dầm sàn phẳng ………………………………………… 39 2.1.2.2 Hệ sàn không dầm có mũ cột ……………………………… 40 2.1.2.3.Hệ sàn phẳng khơng dầm …………………………………… 40 2.1.3 Lực ứng suất trƣớc………………………………………………… 41 2.1.3.1 Lực ứng suất trƣớc ………………………………………… 41 2.1.3.2 Lực ứng suất trƣớc tối đa ………………………………… 42 2.1.3.3 Giới hạn ứng suất bê tông …………………………… 42 2.1.3.4 Tải trọng cân ………………………………………… 43 2.1.4 Xác định tổng hao ứng suất bê tông ứng lực trƣớc …… 43 2.1.4.1 Giá trị giới hạn ứng suất trƣớc ………………………… 43 2.1.4.2 Các tổn hao ứng suất cốt thép căng ………………… 43 2.1.4.2.1 Tổn hao chùng ứng suất cốt thép ……………… 43 2.1.4.2.2 Tổn hao chênh lệch nhiệt độ ………………………… 44 2.1.4.2.3 Tổn hao biến dạng neo đặt thiết bị căng ……… 45 2.1.4.2.4 Tổn hao ứng suất ma sát cốt thép với thành ống … 45 2.1.4.2.5 Tổn hao ứng suất cốt căng sau …………………… 45 2.1.4.2.6 Tổn hao từ biến bê tông ………………………… 45 2.1.4.2.7 Tổn hao ép cục bề mặt bê tông …………………… 45 2.1.4.2.8 Tổn hao ứng suất co ngót bê tơng …………………… 46 2.1.4.3 Tổng tổn hao ứng suất …………………………………… 46 2.1.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH TTGH ……………………… 47 2.1.5.1 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 47 2.1.5.2 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 52 2.2 Quy trình tính toán Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 1992-1-1 ……….56 2.2.1 Xác định chiều dày sàn …………………………………………… 56 2.2.1.1 Xác định chiều dày sàn theo điều kiện chọc thủng ………… 56 2.2.1.2 Xác định chiều dày sàn theo điều kiện chọc thủng ………… 63 2.2.2 Xác định tổng hao ứng suất bê tông ứng lực trƣớc …… 65 2.2.2.1 Tổn hao ứng suất biến dạng tức thời bê tông ……… 65 2.2.2.2 Tổn hao ứng suất co ngót bê tơng ……………………… 66 2.2.2.3 Tổn hao ứng suất chùng cốt thép ……………………… 66 2.2.2.4 Tổn hao ứng suất ma sát ……………………………… 67 2.2.2.5 Tổn hao ứng suất neo …………………………………… 67 2.2.3 Kiểm tra tiết diện theo TTGH TTGH2 ……………………… 67 2.2.3.1 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 67 2.2.3.2 Kiểm tra tiết diện theo TTGH …………………………… 69 2.3 Nhận xét …………………………………………………………… 70 CHƢƠNG III: VÍ DỤ TÍNH TỐN ………………………………… 72 3.1 Tính tốn sàn khơng dầm theo TCVN 5574 – 2012 ………………… 72 3.1.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 72 3.1.2 Chọn chiều dày sàn ……………………………………… 73 3.1.3 Xác định nội lực Sơ đồ dải tính ………………………… 74 3.1.4 Tính tốn cốt thép …………………………………………… 74 3.1.5 Xác định tổn hao ứng suất ……………………………… 75 3.1.6 Tính tốn cấu kiện theo TTGH …………………………… 78 3.1.7 Tính tốn cấu kiện theo TTGH …………………………… 81 3.2 Tính tốn sàn khơng dầm theo Châu Âu Eurocode 1992-1-1 ……… 90 3.2.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 90 3.2.2 Chọn chiều dày sàn ………………………………………… 90 3.2.3 Xác định quỹ đạo cáp tổn hao ứng suất ……………… 92 3.2.4 Xác định số lƣợng cáp ……………………………………… 96 3.2.5 Kiểm tra tiết diện theo TTGH ……………………………… 96 3.2.6 Kiểm tra tiết diện theo TTGH ……………………………… 99 3.3 Tính tốn dầm theo TCVN 5574 – 2012 …………………………… 101 3.3.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 101 3.3.2 Chọn kích thƣớc tiết diện dầm, sàn ………………………… 101 3.3.3 Xác định tải trọng, nội lực …………………………………… 102 3.3.4 Xác định sơ số lƣợng cốt thép căng thép thƣờng ……… 103 3.3.5 Xác định tổn hao ứng suất ……………………………… 105 3.3.6 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 108 3.3.7 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 108 3.4 Tính tốn dầm theo Châu Âu Eurocode 1992-1-1 ………………… 116 3.4.1 Số liệu ban đầu ……………………………………………… 116 3.4.2 Chọn kích thƣớc tiết diện dầm, sàn, tải trọng ……………… 116 3.4.3 Xác định quỹ đạo cáp tổn hao ứng suất ……………… 118 3.4.4 Xác định số lƣợng cáp ……………………………………… 122 3.4.5 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 123 3.4.6 Kiểm tra theo TTGH ……………………………………… 124 3.5 Thống kê, so sánh nhận xét kết tính toán dầm, sàn ………… 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………… 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………… 130 BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG SỬ DỤNG LUẬN VĂN Chữ Latinh viết hoa A Diện tích tiết diện ngang Ac Diện tích tiết diện ngang bê tơng Ap Diện tích tiết diện cáp ứng lực trƣớc As Diện tiết tiết diện cốt thép thƣờng As, Diện tích tiết diện tối thiểu cốt thép Asw Diện tích tiết diện cốt thép chịu cắt D Đƣờng kính trục uốn cốt thép ( để uốn cốt thép) E Hệ tác động Ec môđun đàn hồi tiếp tuyến bê tơng Ecd mơđun đàn hồi tính tốn bê tông Ecm Môđun đàn hồi cát tuyến bê tơng Ep Mơđun đàn hồi tính tốn cốt thép ứng lực trƣớc Es Mơđun đàn hồi tính tốn thép EI Độ cứng uốn F Tác đô Fd Giá trị tính tốn tác động Fk Giá trị đặc trƣng tác động Gk Tác động thƣờng xuyên đặc trƣng I Mơmen qn tính tiết diện bê tơng L Chiều dài M Mơmen uốn MEd Giá trị tính tốn mơmen uốn N Lực dọc trục NEd Giá trị tính tốn lực dọc trục P Ứng lực trƣớc P0 Lực căng ban đầu đầu neo cáp Qk Tác động thay đổi đặc trƣng R Độ bền SLS Trạng thái giới hạn sử dụng ULS Trạng thái giới hạn độ bền ULT Ứng lực trƣớc V Lực cắt VEd Giá trị tính tốn lực cắt TTGH Trạng thái giới hạn TTGH Trạng thái giới hạn Chữ Latinh thường d Chiều dày sàn fck Cƣờng độ chịu nén đặc trƣng bê tơng fcd Cƣờng độ chịu nén tính tốn bê tông fp Cƣờng độ chịu kéo cáp ứng lực trƣớc fpk Cƣờng độ chịu kéo đặc trƣng cáp ứng lực trƣớc ft Cƣờng độ chịu kéo cốt thép ftk Cƣờng độ chịu kéo đặc trƣng cốt thép fy Cƣờng độ chảy dỏe cốt thép fyk Cƣờng độ chảy dẻo đặc trƣng cốt thép fywd Cƣờng độ chảy dẻo tính tốn cốt thép chịu cắt h Chiều cao i Bán kính quán tính k Hệ số l (l L ) chiều dài nhịp m Khối lƣợng r Bán kính 1/r Độ cong đoạn cấu kiện t Chiều dày t0 Tuổi bê tông thời điểm chất tải u Chu vi tiết diện ngang bê tơng có diện tích Ac x Chiều cao trục trung hòa z Tay đòn nội lực x, y, z Các tọa độ Chữ Hy Lạp thường  Góc; tỷ số  Góc; tỷ số; hệ số  Hệ số riêng A Hệ số riêng cho tác động đặc biệt A Y Hệ số riêng cho bê tông F Hệ số riêng cho tác động F  F,fat Hệ số riêng cho tác động gây mỏi  F,fat Hệ số riêng cho mỏi bê tông G Hệ số riêng cho tác động thƣờng xuyên G M Hệ số riêng cho đặc trƣng vật liệu để tính đến tính chất khơng xác thân đặc trƣng vật liệu, sai số hình học mơ hình thiết kế P Hệ số riêng cho tác động phối hợp với ứng suất trƣớc p Q Hệ số riêng cho tác động thay đổi S Hệ số riêng cho cốt thép thép ứng suất trƣớc  S,fat Hệ số riêng cho cốt thép ... khoa học với nỗ lực thân tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp cao học “ Tính tốn sàn, dầm bê tông cốt thép ứng lực trƣớc căng sau theo tiêu chuẩn TCVN 5574: 2012 tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode2-1-1”... vi nghiên cứu Tính tốn khung bê tơng cốt thép ứng lực trƣớc căng sau nhà cao tầng theo tiêu chuẩn TCVN 5574: 2012 tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 1992-1-1, so sánh rút mặt mạnh yếu tiêu chuẩn * Ý nghĩa... VỀ TÔNG CỐT THÉP ỨNG LỰC TRƢỚC VÀ CÁC QUY ĐỊNH CHUNG: 1.1 Tổng quan bê tông cốt thép ứng lực trƣớc ……………………… 12 1.1.1 Công nghệ thiết kế bê tông ứng lực trƣớc: ………………… 13 1.1.2 Bê tông ứng lực