Xét một mặt bằng sàn (số lượng nhịp theo số liệu đề cho bên dưới). Trong mặt bằng sàn có bố trí lỗ mở lõi thang máy (kích thước và số lượng thang máy tùy chọn hợp lý). Chiều dày sàn được lựa chọn bằng 1/40~1/45 nhịp. Tiết diện cột sơ bộ chọn là 0.8m x 0.8m
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐH ĐÀ NẴNG KHOA XÂY DỰNG DD&CN - o0o - CHUYÊN ĐỀ MÔN HỌC BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC G.V.H.D : PGS.TS Trương Hồi Chính Thực : 1- Trương Văn Bằng 2- Diệp Như Bình 3- Phan Văn Việt 4- Trương Văn Yên Trà Vinh 10/2016 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Đề Bài: Xét mặt sàn (số lượng nhịp theo số liệu đề cho bên dưới) Trong mặt sàn có bố trí lỗ mở lõi thang máy (kích thước số lượng thang máy tùy chọn hợp lý) Chiều dày sàn lựa chọn 1/40~1/45 nhịp Tiết diện cột sơ chọn 0.8m x 0.8m Dùng phần mềm SAFE ADAPT FLOOR để tính tốn Sử dụng vật liệu: - Bê tơng có fc’ = 28 MPa Cường độ bê tông thời điểm căng cáp tạo ứng lực trước f’ci = 0,75 × 28MPa = 21 MPa - Cáp T15 khơng dính kết có đặc trưng sau: Diện tích danh định Aps = 140 mm2 = 1,4 cm2 Giới hạn bền fpu = 1860 MPa; Giới hạn chảy fpy = 1690 MPa Mô đun đàn hồi Eps = 2×105 MPa - Thiết bị tạo ứng lực trước với độ chuyển dịch neo cho phép 6mm - Chọn ứng suất căng trước fpi = 0,75fpu ; fpi=0,75 × 1860 = 1395 MPa Thỏa mãn theo yêu cầu Tiêu chuẩn ACI không lớn 0,94f py 0,8fpu - Cốt thép thường có fy= 400MPa Xác định nội lực theo phương pháp khung tương đương (EFM) phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Lập bảng so sánh mô men lực cắt tính theo phương pháp khung tương đương (EFM) phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) với tác dụng tải trọng tính tốn Tính tốn ứng suất bê tơng độ võng sàn có ứng lực trước tải trọng đứng tải trọng ngang (gió) tác dụng theo phương pháp khung tương đương phương pháp phần tử hữu hạn Lập bảng so sánh độ võng tính theo phương pháp khung tương đương (EFM) phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Số liệu Nhóm - Sàn theo phương X gồm nhịp nhịp 10 mét (Trục định vị A,B,C,D,E, F) - Sàn theo phương Y gồm nhịp nhịp 11 mét (TĐV 1,2,3,4,5) - Chiều cao tầng 3,6 mét - Có lỗ mở cho cầu thang máy phận kỹ thuật TĐV (B,C); (D,E) TĐV (3,4) - Tiêu chuẩn áp dụng là: Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-2008 Trang Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Bài làm Các thơng số cấu tạo sàn Y 11000 4400 2800 3300 4400 2800 4400 3300 2800 3300 44000 4400 11000 3300 2800 11000 11000 X 10000 10000 10000 10000 10000 50000 A B C D E Hình 1: Mặt sàn - Bê tơng có fc' 28MPa , Ec 4.700 fc' 4.700 28 24.870MPa Cường độ bê tông thời điểm căng cáp tạo ứng lực trước fci' 0,75 28MPa 21MPa - Cáp T15 khơng dính kết, có đặc trưng sau: Diện tích danh định Aps 140mm2 = 1,4cm2 Giới hạn bền f pu 1860MPa Trang F Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Giới hạn chảy f py 1690MPa Mô đun đàn hồi E ps 2.105 MPa - Thiết bị tạo ứng lực trước với độ chuyển dịch neo cho phép 6mm - Chọn ứng suất căng trước f pi 0,75 f pu 0,75 1860 1395MPa thỏa mãn theo yêu cầu tiêu chuẩn ACI không lớn 0,94 f py 0,8 f pu - Cốt thép thường có f y 400MPa - Chiều cao tầng 3,6 m - Nhịp sàn theo phương trục X: L x = 10m - Nhịp sàn theo phương trục X: Ly = 11m - Nhịp trung bình: L=(10+11)/2 = 10,5m - Chọn chiều dày h L 40 45 h x 10,5 = (0,2652 ÷ 0,233) m 40 45 Chọn h = 0,25 m Xác định tải trọng tác dụng lên sàn Ta có: = 25 KN/m3 + Bê tơng có + Chiều dày sàn h = 0,25 m - Trọng lượng thân sàn: wl = .h = 25 x 0,25 = 6,25 KN/m2 - Tĩnh tải phụ thêm (tiêu chuẩn) gạch lát + vữa lát + vách ngăn trần: 2,5kN/m2 - Tổng tĩnh tải tiêu chuẩn : WD = 6,25 + 2,5 = 8,75 KN/m2 - Hoạt tải sử dụng tiêu chuẩn WL= kN/m2 - Tổng tải trọng tiêu chuẩn (hoạt tải + tĩnh tải): WW = WD + WL = 8,75 + 2,0 = 10,75 kN/m2 - Tải trọng tính tốn tồn phần: Wu = 1,2 WD + 1,6 W L = 1,2 x 8,75 + 1,6 x 2,0 = 13,7 kN/m2 Tính tốn nội lực chịu tải trọng theo phương pháp khung tương đương Trang Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước 3.1 Tính dải theo phương X Y 11000 4400 2800 3300 4400 2800 4400 2800 3300 2800 3300 44000 4400 11000 3300 5500 11000 11000 5500 X 10000 10000 10000 10000 10000 50000 B C D E F 3600 250 3600 A 10000 10000 10000 10000 10000 50000 A B C D E Hình 2: Sơ đồ khung tương đương trục (phương X) 3.1.1 Xác định đặc trưng khung trục 2: Trang F Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Trong khung tương đương, sàn khơng dầm, tồn phần mô men sàn cạnh cột dầm - truyền thông qua lực xoắn Để mô tả phản ứng kết cấu truyền mô men sàn cột uốn xoắn, giả thiết cột có cánh tay đòn phía cột Cánh tay đòn truyền mô men từ sàn vào cột thông qua xoắn Cột phía cột phía sàn với cánh tay đòn coi 3600 cấu kiện, gọi cột tương đương 3600 250 Cánh tay đòn 5500 5500 Hình 3: Sơ đồ cột tương đương - Độ cứng chống uốn cột phía sàn xét tính theo cơng thức Kc Ec I c H c 2h Trong đó: Cột tiết diện (800x800)mm Ec mơ đun đàn hồi bê tông, Ec 24.870MPa 24.870.000 KN/m2 I c mơ men qn tính tiết diện cột vuông: b.h3 0,8x0,83 Ic = 34,13 10-3 (m4) 12 12 H c chiều cao cột : 3,6 m h chiều dày bản: h = 250mm = 0,25 m Ec I c 24,87 106 34,13 103 Kc = = 1.095.242,7 KN/m H c 2h 3,6 0, 25 - Độ cứng xoắn tính theo cơng thức Kt Trong đó: Trang EcsC l2 (1 c2 / l2 )3 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Ecs mô đun đàn hồi bê tông bản, Ecs Ec 24.870MPa 24.870.000kN / m2 x x3 y 0, 25 0, 253 0,8 C 1 0,63 1 0,63 3,346.103 m4 y 0,8 l2 kích thước nhịp theo phương vng góc khung = 11m c2 kích thước tiết diện cột theo phương vng góc khung = 0,8m Kt EcsC = l2 (1 c2 / l2 )3 24,87 106 3,346 103 = 85.394,34 KN/m 11 (1 0,8 / 11)3 - Độ cứng tương đương cột tính theo cơng thức 1 1 1 1 Kec 79.217,85kN m / rad K Kt 1.095.242,7 85.394,34 c - Hệ số độ cứng cột, tỷ số độ cứng tương đương độ cứng cột kc K ec 79.217,85 0,042 Ec I c 24.870.000 0,8 0,83 H 2 3,6 12 c - Độ cứng dầm khung tương đương tính theo cơng thức Ks Ecs I s l1 c1 / Trong đó: Ecs mơ đun đàn hồi bê tông bản, Ecs Ec 24.870MPa 24.870.000kN / m2 I s mơ men qn tính tiết diện bản, b.h3 11x0, 253 Is = 14,32 10-3 (m4) 12 12 l1 kích thước nhịp khung = 10 m c1 kích thước tiết diện cột theo phương khung = 0,8m Ecs I s 24,87 106 14,32 103 Ks = = 148.391 KN/m l1 c1 / 10 0,8 / - Hệ số độ cứng bản, tỷ số độ cứng tương đương dầm độ cứng ks Ks 148.391 = 1.041 Ecs I s 24.870.000 11 0, 253 l1 10 12 Trang Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước 3.1.2 Tính tốn nội lực khung: - Tiết diện tính tốn dầm khung: D = 11 x 0,25 m - Tiết diện tính tốn cột khung: C = 0,8 x 0,8 m - Mô duyn đàn hồi tương ứng cột: K ec E 79.217,85 25 10 = =904.112,96 KN/m2 Etd n.K c 1.095.242,7 3600 3600 150,7 150,7 150,7 150,7 150,7 150,7 Xây dựng mơ hình khung hình 10000 10000 10000 10000 10000 Hình 4: Mơ hình khung tương đương trục Hình 5: Biểu đồ mơ men (kN.m) biểu đồ lực cắt (kN) khung tương đương Phân phối mơ men tính theo phương pháp khung tương đương cho dải đầu cột dải nhịp theo tỷ lệ sau: Mô men âm Dải đầu cột Dải nhịp 75% 25% Trang Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Mô men dương 55% 45% Bảng 1.1: Nội lực tính theo phương pháp khung tương đương: Mơmen tải trọng tính tốn Nhịp Mơmen tổng Phương Mặt gối tựa Giữa nhịp Mặt gối tựa cộng Mo pháp tính trái (kN.m) phải (kN.m) tốn (kN.m) (kN.m) Nhịp A-B EFM -898,65 618,41 -1242,45 1838,74 Nhịp B-C EFM -1242,45 613,58 -1229,16 1849,39 Nhịp C-D EFM -1229,16 613,58 -1225,16 1840,74 Nhịp D-E EFM -1229,16 613,58 -1221,16 1838,74 Nhịp E-F EFM -1242,45 618,41 -1198,21 1838,74 Kết tính tốn lực cắt khung Lực cắt tải trọng tính tốn Nhịp Lực cắt tổng Phương pháp Mặt gối tựa Giữa nhịp Mặt gối tựa cộng Q tính tốn trái (kN) phải (kN) (kN) (kN) Nhịp A-B EFM -731,07 739,92 1470,99 Nhịp B-C EFM -734,69 736,29 1470,99 Nhịp C-D EFM -735,49 735,49 1470,99 Nhịp D-E EFM -736,29 734,69 1470,99 Nhịp E-F EFM -739,92 731,07 1470,99 Trang Chun đề: Bê tơng ứng lực trước 3.2 Tính dải theo phương Y Y 5000 5000 11000 4400 2800 3300 4400 2800 3300 2800 3300 44000 4400 11000 3300 11000 11000 X 10000 10000 10000 10000 10000 50000 B C D E F 3600 250 3600 A 11000 11000 11000 11000 44000 Hình 6: Sơ đồ khung tương đương trục D (phương Y) 3.2.1 Xác định đặc trưng khung trục D: Trong khung tương đương, sàn khơng dầm, tồn phần mơ men sàn cạnh cột dầm - truyền thông qua lực xoắn Để mô tả phản ứng Trang Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước 3600 63,05 63,1 3600 62,1 62,1 62,1 62,1 81,1 63,05 Kết tính tốn nội lực khung sau: 10000 10000 10000 10000 10000 Hình 16: Biểu đồ Mơ men khung tương đương giai đoạn sử dụng Kiểm tra ứng suất kéo bê tông gối tựa - Mô men mép trái cột trục B M net M net V C 62,110 0,33 532,39 498, 24kN m - Mô men chống uốn sàn: S b.h2 11 0, 252 0,1145m3 6 - Ứng suất kéo bê tông gối tựa ft P M P2 498, 24 / 1000 63,1/ 1000 3,18 1,19MPa A W A 0,1145 11 0, 25 Ứng suất kéo cho phép: 0,5 fc' 0,5 28 2,64MPa Như ft 0,5 fc' , đảm bảo yêu cầu - Ứng suất kéo bê tông nhịp ft P M P2 265,09 / 1000 63,1/ 1000 3,18 0,84MPa A W A 0,1145 11 0, 25 Ứng suất kéo cho phép khơng bố trí thép thường: 0,17 fc' 0,17 28 0,9MPa Như ft 0,17 f c' , khơng phải bố trí cốt thép thường chịu kéo Trang 22 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Mô men giai đoạn sử dụng Ứng suất kéo lớn giai đoạn sử dụng Nhịp Mặt gối Giữa nhịp Mặt gối Mặt gối Giữa nhịp Mặt gối tựa trái (kN.m) tựa phải tựa trái (MPa) tựa phải (kN.m) (MPa) (kN.m) (MPa) A-B (Nhịp biên) -513,67 265,09 -532,38 1,04 -0,84 1,19 B-C (Nhịp giữa) -515,64 259,00 -518,84 1,06 -0,90 1,08 C-D(Nhịp giữa) -517,21 259,00 -517,21 1,07 -0,90 1,07 D-E (Nhịp giữa) -518,82 259,00 -515,64 1,08 -0,90 1,06 E-F (Nhịp biên) -532,38 265,09 -513,67 1,19 -0,84 1,04 Độ võng Hình 17: Biểu đồ độ võng khung trục X Nhịp AB (nhịp biên) Nhịp BC (nhịp giữa) Nhịp CD (nhịp giữa) Nhịp DE (nhịp giữa) Nhịp EF (nhịp biên) 1,37 1,56 1,57 1,11 1,57 Độ võng (mm) Thiết kế cáp ứng lực trước, tính tốn ứng suất bê tơng độ võng sàn theo phương pháp khung tương đương cho dải trục Y 7.1 Quỹ đạo cáp ứng lực trước hao ứng suất: Hình 18: Quỹ đạo cáp ứng lực trước theo phương Y Trang 23 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Tại nhịp biên: a1 125 30 125 30 142,5mm Tại nhịp giữa: a2 a3 250 30 75 145mm Các hao ứng suất: - Tổn hao ma sát: lấy gần 2,5%/10m Do chiều dài >30m nên cần phải kéo cáp phía (2 đầu neo sống), chiều dài ½ = 22m Như tổn hao ứng suất ma sát là: 2,5% 22 /10 1395MPa 76,7MPa Độ giãn dài cáp kéo: pm E (1395 1395 76,7) 22.000 149, 2mm 200.000 L - Tổn hao dịch chuyển đầu neo sống buông cáp, độ dịch chuyển = 6mm E 200.000 54,54MPa 22.000 Ứng suất trung bình cáp bng neo: f pm (1395 1395 76,7) 54,54 1302,11MPa - Các hao khác Hao co ngắn đàn hồi uốn bê tông: 1% Hao từ biến bê tơng: 5% Hao co ngót bê tông: 6% Hao chùng ứng suất thép: 8% Tổng cộng: 20% 1302,11 260,4MPa Ứng suất hiệu dụng cáp: f pe 1302,11 260,4 1041,7 MPa Lực căng hiệu dụng cáp: Pe Aps f pe 140 1041,7 /1000 145,8kN 6.2 Tải trọng cân bằng: Chọn tải trọng cân bằng: wb 0,8 (Trọng lượng sàn) wb 0,8 25 0,25 5,0kN / m2 Lực nén tổng cộng lên bề rộng bước khung Fe wb B.L2 10 112 5307kN 8.e 0,1425 Số cáp ứng lực trước cho bước khung n Fe 5307 36.4 cáp Pe 145,8 Trang 24 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Chọn 37 cáp Ứng suất nén trung bình bê tông lực nén trước gây giai đoạn sử dụng: 37 145,8 1000 2,15MPa 250 10000 Giá trị lớn 1,4MPa lực nén cần thiết để chống nứt chống thấm f pc Tải trọng cân nhịp biên 1-2 4-5 phạm vi bề rộng bước khung: 8Pe 37 145,8 0,1425 50,8kN / m L2 112 Tải trọng không cân bằng: qbal qnet 10,75 10 50,8 56,7kN / m Tải trọng cân nhịp 2-3, 3-4 phạm vi bề rộng bước khung: 8Pe 37 145,8 0,145 51,7kN / m L2 112 Tải trọng không cân bằng: qbal qnet 10,75 10 51,7 55,8kN / m 7.3 Tải trọng gió: Giả định cơng trình gồm 15 tầng, tầng cao 3,6m xây dựng TP Đà Nẵng, vùng gió IIB Giá trị thành phần tĩnh tải trọng gió tác dụng vào mặt sàn xác định theo công thức: Pjtt W0tc k.c. S j Giá trị thành phần động tải trọng gió tác dụng vào mặt bằn g sàn xác định theo công thức: Wp ( ji ) M j i i y ji Kết tính tốn lập thành bảng sau Trang 25 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước BẢNG XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG GIĨ Vùng gió IIB W0 = Địa hình B 0,95 c= 1,4 εi = α= 0,09 B= 50 ξi = 1,613 γ= 1,2 ν= 0,677 ψi = 0,02745 f1 = H= 3,6 β= Tầng 10 11 12 13 14 15 Σ Cao độ Z (m) Hệ số k (z) 3,6 7,2 10,8 14,4 18 21,6 25,2 28,8 32,4 36 39,6 43,2 46,8 50,4 54 0,824 0,933 1,013 1,07 1,11 1,144 1,177 1,209 1,234 1,256 1,278 1,299 1,321 1,342 1,356 0,6643 Áp lực Wi Wtt i 1,096 1,241 1,347 1,423 1,476 1,522 1,565 1,608 1,641 1,67 1,7 1,728 1,757 1,785 1,803 1,315 1,489 1,616 1,708 1,771 1,826 1,878 1,93 1,969 2,004 2,04 2,074 2,108 2,142 2,164 Diện tích Si 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 90 Tải trọng tĩnh WT (KN) 236,72 268,03 291,01 307,39 318,88 328,65 338,13 347,32 354,5 360,82 367,14 373,18 379,5 385,53 194,78 4851,6 0,055 Khối lượng Chuyển vị Chuẩn hóa H.số ALĐ Mj yji yji δj 5971 0,00022 0,01 0,517 5971 0,00067 0,031 0,508 5971 0,00131 0,061 0,490 5971 0,00226 0,106 0,479 5971 0,00344 0,161 0,471 5971 0,00425 0,198 0,463 5971 0,0061 0,285 0,456 5971 0,00775 0,362 0,452 5971 0,00841 0,393 0,447 5971 0,01013 0,473 0,446 5971 0,0116 0,542 0,439 5971 0,01502 0,701 0,435 5971 0,01721 0,803 0,431 5971 0,01705 0,796 0,428 2985,5 0,02142 0,426 TT động Wp(ji) Wtt p(ji) WFj yjiWFj y2 jiMj 82,854 92,125 96,482 99,75 101,66 102,91 104,29 106,17 107,39 108,93 109,2 109,98 110,79 111,75 56,211 0,829 2,856 5,885 10,574 16,368 20,376 29,724 38,435 42,206 51,525 59,189 77,093 88,968 88,953 56,211 589,2 0,597 5,738 22,218 67,09 154,774 234,087 484,994 782,464 922,215 1335,886 1754,065 2934,155 3850,155 3783,321 2985,5 19317,3 2,6438 8,1957 16,127 28,024 42,565 52,347 75,347 95,704 103,9 125,05 143,29 185,33 212,29 210,44 132,19 3,17252 9,83483 19,3524 33,6288 51,0777 62,816 90,417 114,845 124,68 150,06 171,951 222,394 254,754 252,533 158,626 1720,1 Nhận thấy giá trị tải trọng gió vào sàn tầng 13 lớn nhất, ta dùng tải trọng để tính tốn cho khung Tải trọng ngang truyền vào khung tương đương: Pw 10 (379,5 254,75) 126,85kN 50 Phần gió đẩy: P1 0,8 126,85 72, 48kN 1, Phần gió hút: P2 0,6 126,85 54,36kN 1, 7.4 Xác định nội lực khung tương đương: Tính tốn khung tương đương giai đoạn sử dụng, chịu tác dụng phần tải trọng không cân tải trọng gió Sơ đồ tính khung tương đương q net q net q net q net p2 3600 137 p1 3600 tương tự sơ đồ tính tải trọng tính tốn mục 3.2 3300 11000 11000 4400 11000 3300 11000 Hình 19: Sơ đồ tính tải trọng khung trục Y Trang 26 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước 3600 54,36 3600 56,7 51,7 43,6 51,7 51,7 72,48 56,7 Kết tính tốn nội lực khung sau: 3300 11000 11000 4400 3300 11000 11000 Hình 20: Biểu đồ mơ men khung trục Y Kiểm tra ứng suất kéo bê tông gối tựa - Mô men mép trái cột trục M net M net V C 55,8 10,0 0,33 566, 41 535,72kN m - Mô men chống uốn sàn: S b.h2 10,0 0, 252 0,10417m3 6 - Ứng suất kéo bê tông gối tựa ft P M P2 535,72 / 1000 54,76 / 1000 3,5 1,66MPa A W A 0,10417 10,0 0, 25 Ứng suất kéo cho phép: 0,5 fc' 0,5 28 2,64MPa Như ft 0,5 fc' , đảm bảo yêu cầu - Ứng suất kéo bê tông nhịp ft P M P2 288, 41/ 1000 54,76 / 1000 3,5 0,71MPa A W A 0,10417 10,0 0, 25 Ứng suất kéo cho phép khơng bố trí thép thường: 0,17 fc' 0,17 28 0,9MPa Như ft 0,17 f c' , khơng phải bố trí cốt thép thường chịu kéo Trang 27 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Mô men giai đoạn sử dụng Ứng suất kéo lớn giai đoạn sử dụng Nhịp Mặt gối Giữa nhịp Mặt gối Mặt gối Giữa Mặt gối tựa trái (kN.m) tựa phải tựa trái nhịp tựa phải (kN.m) (MPa) (MPa) (MPa) (kN.m) 1-2 (Nhịp biên) -560,94 288,41 -566,41 1,61 -0,71 1,66 2-3 (Nhịp giữa) -521,11 260,92 -520,98 1,23 -0,97 1,23 3-4 (Nhịp giữa) -576,84 288,54 -561,24 1,76 -0,70 1,62 4-5 (Nhịp biên) -482,53 231,75 -481,77 0,86 -1,25 0,85 Độ võng Hình 21: Biểu đồ độ võng khung trục Y Nhịp 1-2 (nhịp Độ võng (mm) biên) Nhịp 2-3 (nhịp giữa) Nhịp 3-4 (nhịp giữa) Nhịp 4-5 (nhịp biên) 1,96 1,62 1,1 1,92 Tính tốn nội lực giai đoạn sử dụng theo phương pháp phần tử hữu hạn Sử dụng phần mềm SAFE, mơ hình toàn mặt sàn cột tầng tầng Vẽ dải theo phương X (layer A) phương Y (layer B), dải đầu cột gọi column strip (ký hiệu CS), dải nhịp gọi middle strip (ký hiệu MS) Phương án bố trí cáp ứng lực trước tương tự thiết kế phần khung tương đương, với số lượng cáp bố trí 70% qua dải đầu cột 30% qua dải nhịp (phương án bố trí cáp khơng đều) Tải trọng gió quy thành lực phân bố biên sàn Trang 28 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Hình 22: Sơ đồ tính sàn theo phương pháp phần tử hữu hạn (dùng phần mềm SAFE) Hình 23: Mặt góc sàn bố trí cáp (phương án khơng đều) Hình 24: Quỹ đạo (profile) cáp theo phương X Trang 29 Chun đề: Bê tơng ứng lực trước Hình 25: Quỹ đạo (profile) cáp theo phương Y Hình 26: Tải trọng gió theo phương X Hình 27: Tải trọng gió theo phương Y Trang 30 Chun đề: Bê tơng ứng lực trước Hình 28: Biểu đồ ứng suất phương X mặt sàn Hình 29: Biểu đồ ứng suất phương X mặt sàn Trang 31 Chuyên đề: Bê tơng ứng lực trước Hình 30: Biểu đồ ứng suất phương Y mặt sàn Hình 29: Biểu đồ ứng suất phương Y mặt sàn Trang 32 Chun đề: Bê tơng ứng lực trước Hình 30: Biểu đồ độ võng sàn Kết ứng suất kéo theo phương X: Ứng suất kéo lớn giai đoạn sử dụng Nhịp Gối tựa trái Giữa nhịp Gối tựa phải (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) Nhịp A-B (Nhịp biên) 1,30 -1,13 1,41 Nhịp B-C (Nhịp giữa) 1,36 -1,13 1,77 Nhịp C-D (Nhịp giữa) 1,37 -1,13 1,71 Nhịp D-E (Nhịp giữa) 1,42 -1,22 1,25 Nhịp E-F (Nhịp biên) 1,28 -1,11 -1,30 Kết ứng suất kéo theo phương Y: Ứng suất kéo lớn giai đoạn sử dụng Nhịp Gối tựa trái Giữa nhịp Gối tựa phải (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) Nhịp 1-2 (Nhịp biên) 1,71 0,43 2,30 Nhịp 2-3 (Nhịp giữa) 1,80 0,85 1,88 Nhịp 3-4 (Nhịp giữa) 2,75 -0,67 1,77 Nhịp 4-5 (Nhịp giữa) 1,29 -1,36 0,91 Trang 33 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước Kết độ võng đầu cột theo phương X: Độ võng (mm) Nhịp A-B Nhịp B-C Nhịp B-C Nhịp B-C Nhịp B-C (Nhịp biên) (Nhịp giữa) (Nhịp giữa) (Nhịp giữa) (Nhịp giữa) 1,06 1,11 1,28 0.94 1,27 So sánh với độ võng cho phép sàn 1 l 10.000 20,8mm 480 480 ta nhận thấy độ võng lớn sàn nhỏ nhiều so với độ võng cho phép, kết luận sàn đảm bảo yêu cầu biến dạng Kết độ võng đầu cột theo phương Y: Độ võng (mm) Nhịp A-B Nhịp B-C Nhịp B-C Nhịp B-C (Nhịp biên) (Nhịp giữa) (Nhịp giữa) (Nhịp giữa) 1,49 1,22 0,94 1,51 So sánh với độ võng cho phép sàn 1 l 11.000 22,92mm , kết luận sàn đảm bảo yêu cầu biến dạng 480 480 So sánh kết ứng suất độ võng giai đoạn sử dụng tính theo phương pháp khung tương đương phương pháp phần tử hữu hạn 9.1 So sánh kết ứng suất kéo mặt gối mặt nhịp trục X (đơn vị MPa) Nhịp Nhịp AB Nhịp BC Nhịp CD Nhịp DE Nhịp E-F Phương pháp tính tốn EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % Ứng suất kéo mặt mặt tiết diện giai đoạn sử dụng Mặt gối tựa trái Giữa nghịp Mặt gối tựa phải 1,04 1,3 2,0% 1,06 1,36 22,05% 1,07 1,37 21,89% 1,08 1,42 23,94% 1,19 1,28 7,0% -0,84 -1,13 25,66% -0,9 -1,13 20,35% -0,9 -1,13 20,35% -0,9 -1,22 26,22% -0,84 -1,11 24,32% 1,19 1,41 15,6% 1,08 1,67 35,32% 1,07 1,71 37,42% 1,06 1,25 15,2% 1,04 1,3 20,0% Trang 34 Chuyên đề: Bê tông ứng lực trước 9.2 So sánh kết ứng suất kéo mặt gối mặt nhịp trục Y (đơn vị MPa) Phương pháp tính tốn Nhịp Nhịp 1-2 Nhịp 2-3 Nhịp 3-4 Nhịp 4-5 EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % EFM FEM Tỷ lệ sai khác % Ứng suất kéo mặt mặt tiết diện giai đoạn sử dụng Mặt gối tựa trái Mặt gối tựa phải Mặt nhịp (kN.m) (kN.m) (kN.m) 1,61 -0,71 1,66 1,71 -0,43 2,3 5,8% 39,4% 27,8% 1,23 -0,97 1,23 1,8 -0,85 1,88 31,7% 12,37% 34,57% 1,76 -0,7 1,62 2,75 -0,67 1,77 36,0% 4,3% 8,5% 0,86 -1,25 0,85 1,29 -1,36 0,91 33,3% 8,0% 6,6% 9.3 So sánh kết độ võng dải đầu cột theo phương trục X (đơn vị mm) Phương pháp tính tốn Độ võng giãi đầu cột Nhịp A-B (mm) Nhịp B-C (mm) Nhịp C-D (mm) Nhịp D-E (mm) Nhịp E-F (mm) 1,37 1,06 1,56 1,11 1,57 1,28 1,11 0,94 1,57 1,27 22,6% 28,8% 18,47% 15,3% 19,1% EFM FEM Tỷ lệ sai khác % 9.4 So sánh kết độ võng dải đầu cột theo phương trục Y (đơn vị mm) Phương pháp tính tốn EFM FEM Tỷ lệ sai khác % Nhịp 1-2 (mm) Độ võng giãi đầu cột Nhịp 2-3 (mm) Nhịp 3-4 (mm) Nhịp 4-5 (mm) 1,96 1,49 1,62 1,22 1,1 0,94 1,92 1,51 24,0% 24,7% 14,54% 21,4% KẾT LUẬN CHUNG VỀ ĐỘ VÕNG: Sau tính tốn so sánh hai phương pháp nhận thấy: - Cả hai phương pháp có độ võng thõa mãn điều kiện độ võng cho phép - Tỷ lệ sai khác độ võng phương pháp khung tương đương phương pháp phần tử hữu hạn có sai lệch khơng q 30% Trang 35 Chun đề: Bê tông ứng lực trước TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tài liệu giảng môn học “bê tông ứng lực trước”, PGS TS Trương Hồi Chính, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Tiêu chuẩn ACI 318 – 2000 (Tiêu chuẩn Mỹ) Phan Quang Minh – “Sàn phẳng bê tông ứng lực trước căng sau” , Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Lê Thanh Huấn – “Kết cấu bê tong ứng lực trước căng sau nhà nhiều tầng”, Nhà xuất Xây dựng Hà Nội Trang 36 ... -6 ,8% -1 229,16 -1 015,2 -1 1,6% -1 242,45 -1 028,3 -1 1,6% -8 ,9% 613,58 717,1 -5 ,6% 613,58 701,4 -4 ,8% 613,58 639,3 -1 ,4% 618,41 802,9 -1 0,0% -8 ,7% -1 229,16 -1 082,9 -7 ,9% -1 225,16 -1 010,5 -1 1,7% -1 221,16... (kN.m) -1 397,19 -1 129,3 -1 0,9% -1 379,28 848,05 -7 ,3% 691,96 -1 491,5 4,6% -1 381,03 -1 002,3 -1 8,2% -5 95,29 627,7 3,1% 396,88 -8 20,9 -2 7,0% -5 55,17 -5 22,4 -7 ,5% -1 252,87 393,05 0,4% 594,73 -5 98,4... A-B EFM -8 98,65 618,41 -1 242,45 1838,74 Nhịp B-C EFM -1 242,45 613,58 -1 229,16 1849,39 Nhịp C-D EFM -1 229,16 613,58 -1 225,16 1840,74 Nhịp D-E EFM -1 229,16 613,58 -1 221,16 1838,74 Nhịp E-F EFM -1 242,45