L ỜI CẢM Ơ N
I.2.4. Qui trỡnh thiết kế, thi cụng kết cấu bờ tụng cốt thộp ứ ng lực trước
Quy trỡnh thiết kế bằng phần mềm chuyờn dụng và quy trỡnh thi cụng kết cấu BTCT
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 15 Hỡnh I.2-6: Sơđồ qui trỡnh thiết kế, thi cụng kết cấu BTCT ƯLT
I.2.4.1. Quy trỡnh thiết kế bằng phần mềm chuyờn dụng
Quy trỡnh thiết kế bằng phần mềm chuyờn dụng hiện nay được cỏc kỹ sư thiết kế ứng dụng nhiều do tớnh chớnh xỏc, khả năng linh hoạt trong phõn tớch và lựa chọn giải phỏp kết cấu. Ngoài ra, cũn phương phỏp khung tương đương hay phương phỏp phõn phối mụ men được trỡnh bày chi tiết trong mục II.3 của chương II.
I.2.4.2. Quy trỡnh thi cụng kết cấu bờ tụng cốt thộp ứng lực trước
Quy trỡnh thi cụng kết cấu BTCT ƯLT như trờn Hỡnh I.2-6, trong đú quy định điều kiện
để nghiệm thu kết quả kộo căng là độ gión dài thực tế của cỏp thu được tại hiện trường khụng
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 16 I.2.5. Một số hỡnh ảnh mụ tả giai đoạn chớnh thi cụng sàn bờ tụng cốt thộp ứng lực trước
Lắp đặt thộp thường lớp dưới Gia cụng cỏp ƯLT & ống ghen Lắp đặt đế neo, hộc neo
Luồn cỏp dựứng lực Cuốn băng dớnh tại vị trớ nối ống gen Tạo Profile & lắp đặt ống thụng hơi
Kiểm tra Profile Nghiệm thu trước khi đổ bờ tụng Kộo căng cỏp dựứng lực
Đo độ gión dài thực tế của cỏp Kết thỳc quỏ trỡnh kộo căng cỏp ƯLT Cắt cỏp, bịt đầu neo, bơm vữa
Hỡnh I.2-7: Một số hỡnh ảnh thi cụng sàn BTCT ƯLT CSBD
Gia cụng cắt cỏp Kiểm tra bộđầu neo Nõng hạ cỏp ƯLT
Lắp đặt cỏp ƯLT Tạo profile cho cỏc tao cỏp Lắp đặt thộp gia cường đầu neo
Thỏo vỏn khuụn thành Lắp đặt đầu neo kộo Kộo căng cỏp theo quy trỡnh
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 17 I.3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CềN TỒN TẠI TRONG THIẾT KẾ, THI CễNG VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG SÀN Bấ TễNG CỐT THẫP ỨNG LỰC TRƯỚC TẠI VIỆT NAM
Trong xõy dựng dõn dụng và cụng nghiệp, cụng nghệ BTCT ƯLT là cụng nghệ tương
đối mới được chuyển giao vào Việt Nam và phỏt triển rộng rói khoảng hơn một thập kỷ trở lại
đõy. Tuy là cụng nghệ mới, đũi hỏi cần cú những kiến thức chuyờn sõu về thiết kế và trỡnh độ
cao về thi cụng, nhưng hiện nay vẫn chưa cú nhiều cỏc tài liệu hướng dẫn, quy định, chỉ dẫn kỹ
thuật liờn quan được ban hành. Vỡ vậy, việc ỏp dụng cụng nghệ này cũn nhiều vướng mắc, chưa đồng bộ trong cả khõu thiết kế và thi cụng. Ngoài ra, nhiều đơn vị thiết kế và thi cụng cũng chưa làm chủđược cụng nghệ nờn việc ỏp dụng cụng nghệ BTCT ƯLT tại Việt Nam trong cả khõu thiết kế và thi cụng cũn gặp một số tồn tại cần được khắc phục.
I.3.1. Về thiết kế
Quy trỡnh thiết kế sàn BTCT ƯLT trong cỏc tiờu chuẩn đều chỉ ra cỏc bước thực hiện cụ thể, trong đú việc tớnh toỏn tổn hao ứng suất của cỏp là bước thực hiện quan trọng. Cỏc thiết kế sàn BTCT ƯLT hiện nay chủ yếu được thực hiện trờn cỏc phần mềm chuyờn dụng như
SAFE, Adapt floor Pro, v.v.. do đem lại hiệu quả cao trong phõn tớch kết cấu. Tuy nhiờn cỏc phần mềm này thường chỉ cho phộp khai bỏo thụng sốđầu vào để tớnh toỏn tổn hao ứng suất tức thời như tổn hao do ma sỏt, tụt neo, co ngắn đàn hồi của bờ tụng mà khụng cho phộp khai bỏo cỏc thụng số đầu vào để tớnh tổn hao ứng suất dài hạn. Cỏc kỹ sư thiết kế thường bằng kinh nghiệm của mỡnh, ước tớnh phần trăm tổn hao ứng suất dài hạn so với lực kộo cỏp và khai bỏo trực tiếp vào phần mềm. Việc thực hiện bằng kinh nghiệm này sẽ khụng xem xột được hết cỏc tỏc động vềđộẩm, nhiệt độ mụi trường xung quanh cụng trỡnh, chựng ứng suất cơ bản của cỏp, v.v.. nờn thường gõy ra cỏc sai số lớn về tổn hao ứng suất dài hạn và gõy ảnh hưởng đến
ứng suất trong bờ tụng trong quỏ trỡnh sử dụng. Việc khai bỏo vào phần mềm thiết kế hệ số ma sỏt giữa cỏp và ống lồng, hệ số đường cong của cỏp khụng đỳng chỉ dẫn trong tiờu chuẩn cú thể dẫn đến sự sai khỏc lớn về tổn hao ứng suất tức thời do ma sỏt. Khi đú thiết kế sẽđề ra độ
gión dài thiết kế yờu cầu của cỏp trong thi cụng khụng hợp lý và quỏ trỡnh thi cụng sẽ khụng thực hiện được yờu cầu này.
Cỏc thụng số đầu vào khỏc trong thiết kế như tớnh chất cơ lý của vật liệu, lực kộo cỏp, v.v.. thường được người thiết kế lựa chọn tiền định mà khụng xem xột đến sự ngẫu nhiờn của chỳng dẫn đến cỏc sai khỏc về tổn hao ứng suất, khi trong thực tế thi cụng, cỏc thụng số này mang tớnh biến động khỏc giỏ trị tiền định.
Quỏ trỡnh thiết kế kết cấu sàn BTCT ƯLT là quỏ trỡnh tớnh lặp nhằm tỡm ra cỏch bố trớ và xỏc định lực căng cỏp thớch hợp để cú thể đảm bảo cỏc yờu cầu đặt ra ban đầu. Ứng với mỗi một lựa chọn số lượng cỏp, sẽ cho một đỏp ỏn về chiều dày sàn khỏc nhau và ngược lại. Người thiết kế thường ớt quan tõm đến việc lựa chọn một đỏp ỏn tối ưu về số lượng cỏp và chiều dày sàn nhằm đảm bảo yếu tố kỹ thuật tốt nhất và giỏ thành hợp lý nhất.
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 18
Vỡ những lý do cũn tồn tại trờn, nghiờn cứu nhằm đỏnh giỏ tỏc động của một số thụng số ngẫu nhiờn tỏc động đến tổn hao ứng suất gõy ảnh hưởng đến ĐTC của thiết kế sàn BTCT
ƯLT là cần thiết. Ngoài ra, việc nghiờn cứu thiết kế sàn BTCT ƯLT nhằm đảm bảo yếu tố kỹ
thuật và kinh tế hợp lý cũng là vấn đề cần được quan tõm giải quyết.
I.3.2. Về thi cụng và khai thỏc sử dụng
Quỏ trỡnh thi cụng và khai thỏc sử dụng phải tuõn thủ chỉ dẫn kỹ thuật và cỏc yờu cầu thiết kếđó đề ra. Tuy nhiờn, việc thi cụng và khai thỏc sử dụng kết cấu BTCT ƯLT hiện nay cũn một số vấn đề tồn tại cụ thể như sau:
- Quỏ trỡnh tạo quỹđạo cỏp bằng cỏc con kờ cú thể cú nhiều sai sút kỹ thuật như con kờ khụng đảm bảo độ cao, hai lớp thộp thường trờn và dưới khụng đảm bảo cao độ dẫn đến độ
vừng lớn nhất của cỏp bị khống chế và sai khỏc với thiết kế qui định. Cỏc sai sút này khụng những gõy ảnh hưởng đến tổn hao ứng suất do ma sỏt mà cũn gõy ảnh hưởng trực tiếp đến
ứng suất trong bờ tụng do mụ men lệch tõm của cỏp gõy ra.
- Lực kộo cỏp được lựa chọn là một giỏ trị cố định. Tuy nhiờn lực kộo cỏp này được thực hiện ở cụng trường phụ thuộc vào thiết bị thi cụng, tay nghề cụng nhõn vận hành thiết bị
kộo căng. Khi thiết bị kộo căng khụng được kiểm định chớnh xỏc hay tay nghề cụng nhõn cũn hạn chế thỡ lực kộo cỏp tại cụng trường sẽ cú sự sai khỏc với thiết kế đó đề ra, gõy ảnh hưởng lớn đến lực kộo cũn lại của cỏp sau tổn hao ứng suất và ứng suất trong bờ tụng sẽ sai khỏc so với thiết kế ban đầu.
- Hiện tượng cỏp bị gỉ khụng được làm sạch trước khi thi cụng hay ống lồng cú tiết diện quỏ nhỏ so với yờu cầu cũng gõy ảnh hưởng đến hệ số ma sỏt giữa cỏp và ống lồng, quỏ trỡnh kộo căng cú thể sẽ khụng thực hiện được để đảm bảo độ gión dài thực tế đỏp ứng yờu cầu thiết kếđó đề ra.
- Khai thỏc sử dụng khụng đỳng mục đớch ban đầu của thiết kế cú thể gõy ra cỏc sự cố. Trong thực tế cú rất nhiều cụng trỡnh chuyển đổi cụng năng trong quỏ trỡnh sử dụng như từ
chung cư sang văn phũng và ngược lại, v.v.. làm thay đổi tải trọng tỏc động so với thiết kế ban
đầu, gõy nguy hiểm đến cụng trỡnh. Khi một cụng trỡnh ban đầu được thiết kế với yếu tố mụi trường địa phương (vớ dụ nhiệt độ 250C, độẩm 70%), trường hợp thay đổi cụng năng dẫn đến cụng trỡnh luụn chịu tỏc động của nhiệt độ cao hơn hay cụng trỡnh luụn sử dụng điều hoà liờn tục trong ngày và trong nhiều năm thỡ độẩm trong phũng sẽ rất thấp. Tỏc động nhiệt hay sự sai khỏc về độ ẩm xung quanh sàn BTCT ƯLT sẽ làm thay đổi tổn hao ứng suất dài hạn của cỏp và do đú, ứng suất thực tế trong bờ tụng sẽ thay đổi lớn so với thiết kế ban đầu.
Vỡ những lý do tồn tại trờn, nghiờn cứu nhằm đỏnh giỏ tỏc động của một số thụng số
ngẫu nhiờn trong quỏ trỡnh thi cụng, khai thỏc và sử dụng tỏc động đến tổn hao ứng suất gõy
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 19 I.4. NHIỆM VỤĐẶT RA CHO LUẬN ÁN
Qua trỡnh bày túm tắt một số kết quả nghiờn cứu đó được cụng bố trong và ngoài nước
ở mục I.1 cho thấy, cỏc nghiờn cứu ngoài nước về ĐTC kết cấu ƯLT chủ yếu tập trung trong lĩnh vực dầm cầu, lũ phản ứng hạt nhõn. Cỏc nghiờn cứu vềĐTC kết cấu sàn ƯLT cũn ớt cụng bố hơn so với lĩnh vực cầu. Cỏc nghiờn cứu, cơ bản đều đỏnh giỏ ảnh hưởng của cỏc yếu tố
ngẫu nhiờn như tớnh chất vật liệu, kớch thước hỡnh học, tải trọng, hay lực kộo cỏp (trỡnh độ thi cụng) đến ĐTC của cụng trỡnh khi xem xột bài toỏn bền ở trạng thỏi giới hạn cực hạn hay bài toỏn nứt, vừng ở trạng thỏi giới hạn sử dụng. Một số nghiờn cứu cũng đề cập đến ĐTC và tối
ưu hoỏ thiết kếđểđảm bảo chi phớ hợp lý với một mức độ an toàn cho trước.
Về cỏc nghiờn cứu trong nước, đó cú nhiều cụng bố liờn quan đến ĐTC của cụng trỡnh trong cỏc lĩnh vực giao thụng, thuỷ lợi, cụng trỡnh biển và cụng trỡnh xõy dựng núi chung nhưng hầu như chưa thấy một nghiờn cứu hoàn chỉnh nào vềĐTC của cụng trỡnh kết cấu BTCT ƯLT.
Về thiết kế, thi cụng và khai thỏc sử dụng sàn BTCT ƯLT tại Việt Nam cũn một số vấn
đề tồn tại như trỡnh bày trong I.3. Do đú, nghiờn cứu nhằm đỏnh giỏ tỏc động của một số thụng số ngẫu nhiờn tỏc động đến tổn hao ứng suất gõy ảnh hưởng đến ĐTC của thiết kế sàn BTCT
ƯLT là cần thiết. Đồng thời, việc nghiờn cứu thiết kế sàn BTCT ƯLT nhằm đảm bảo yếu tố kỹ
thuật và kinh tế hợp lý cũng là vấn đề cần được quan tõm giải quyết.
Vỡ vậy, vấn đề đặt ra cho luận ỏn là nghiờn cứu sự ảnh hưởng của tổn hao ứng suất
đến ĐTC cụng trỡnh BTCT ƯLT, cụ thể là sàn BTCT ƯLT CSBD là cần thiết. Cỏc thụng số ngẫu nhiờn cú ảnh hưởng đến ĐTC của kết cấu sàn BTCT ƯLT CSBD được thu thập trong điều kiện thiết kế, thi cụng của Việt Nam. Đặc biệt yếu tố thi cụng cú tớnh chất đặc thự trong điều kiện nhõn lực địa phương và mỏy múc thiết bịđược kiểm định tại cỏc phũng thớ nghiệm trờn lónh thổ
Việt Nam.
Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu
Nghiờn cứu một số thụng số tỏc động đến tổn hao ứng suất trong cỏc tao cỏp như hệ
số ma sỏt giữa cỏp và ống lồng, hệ số biến đổi đường cong của cỏp, độ tụt neo, cường độ và mụ đun đàn hồi thực tế của vật liệu, thụng số về điều kiện khớ hậu và nhiệt độ mụi trường, chựng ứng suất cơ bản của cỏp, yếu tố thi cụng, v.v.. gõy ảnh hưởng đến ĐTC của sàn BTCT
ƯLT CSBD được thiết kế, thi cụng tại Việt Nam theo tiờu chớ kiểm soỏt vết nứt.
Phương phỏp nghiờn cứu
1. Kết hợp nghiờn cứu lý thuyết và thực tế. Trờn cơ sở lý thuyết về kết cấu BTCT ƯLT cỏc tiờu chuẩn của một số nước, nghiờn cứu sựảnh hưởng của một số loại gõy tổn hao ứng suất. Xõy dựng chương trỡnh tớnh toỏn để khảo sỏt đỏnh giỏ tổn hao ứng suất.
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 20
2. Khảo sỏt, đỏnh giỏ cỏc thụng số ngẫu nhiờn tỏc động đến tổn hao ứng suất gõy ảnh hưởng đến ĐTC của sàn BTCT ƯLT CSBD thụng qua cỏc số liệu thu thập thực tế từ cỏc phũng thớ nghiệm và trờn cụng trường thi cụng do nghiờn cứu sinh và đồng nghiệp trực tiếp thực hiện.
Mục đớch của nghiờn cứu
1. Đỏnh giỏ ảnh hưởng của một số tổn hao ứng suất đến ĐTC của sàn BTCT ƯLT CSBD.
2. Đỏnh giỏ cỏc yếu tố tỏc động đến tổn hao ứng suất gõy ảnh hưởng đến ĐTC của sàn BTCT ƯLT CSBD, gắn với bài toỏn kinh tế.
3. Kiến nghị việc lựa chọn thiết kế hiệu quả gắn với bài toỏn vềĐTC cho trước.
Nhiệm vụ cần thực hiện
1. Trờn cơ sở cỏc tiờu chuẩn đang được ỏp dụng tại Việt Nam, tiến hành phõn tớch
đỏnh giỏ để lựa chọn tiờu chuẩn phục vụ cho nghiờn cứu.
2. Cần phải xõy dựng được hàm cụng năng bao gồm cỏc thụng số về vật liệu, điều kiện thi cụng và mụi trường đểđỏnh giỏ được ảnh hưởng của cỏc tổn hao ứng suất đến sàn BTCT ƯLT CSBD theo tiờu chớ yờu cầu của tiờu chuẩn.
3. Nghiờn cứu lựa chọn phương phỏp xử lý số liệu thống kờ thu thập từ thực tế phục vụ
cho việc tớnh toỏn ĐTC.
4. Xõy dựng thuật toỏn và chương trỡnh để tớnh toỏn và khảo sỏt đỏnh giỏ ảnh hưởng của cỏc tổn hao ứng suất đến ĐTC của sàn BTCT ƯLT CSBD.
5. Đề xuất một số kiến nghị và giải phỏp nhằm nõng cao ĐTC trong cụng tỏc thiết kế và thi cụng sàn BTCT ƯLT tại Việt Nam.
Cấu trỳc luận ỏn
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
CHƯƠNG II: NGHIấN CỨU LỰA CHỌN TIấU CHUẨN TÍNH TOÁN VÀ TÍNH ỨNG SUẤT TRONG Bấ TễNG CHO TRƯỜNG HỢP THIẾT KẾ TỔNG QUÁT
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG HÀM CễNG NĂNG THEO TIấU CHÍ KIỂM SOÁT VẾT NỨT SÀN Bấ TễNG CỐT THẫP ỨNG LỰC TRƯỚC VÀ NHẬN DẠNG CÁC BIẾN NGẪU NHIấN QUA CÁC SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRèNH TÍNH ĐỘ TIN CẬY VÀ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỔN HAO ỨNG SUẤT ĐẾN ĐỘ TIN CẬY SÀN Bấ TễNG CỐT THẫP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU Cể BÁM DÍNH
NCS. Nguyễn Chớ Hiếu - Viện Khoa học Cụng nghệ Xõy dựng Trang 21 CHƯƠNG II: NGHIấN CỨU LỰA CHỌN TIấU CHUẨN TÍNH TOÁN VÀ TÍNH ỨNG SUẤT TRONG Bấ TễNG CHO TRƯỜNG HỢP THIẾT KẾ TỔNG QUÁT
Để lựa chọn tiờu chuẩn tớnh toỏn, mục II.1 trỡnh bày lý thuyết tớnh toỏn tổn hao ứng suất theo một số tiờu chuẩn đang được ứng dụng tại Việt Nam. Trờn cơ sở phần lý thuyết đó trỡnh bày, mục II.2 luận ỏn tiến hành tớnh toỏn tổn hao ứng suất theo cỏc tiờu chuẩn và so sỏnh thụng qua vớ dụ cụ thểđểđưa ra quan điểm lựa chọn tiờu chuẩn tớnh toỏn.
II.1. Lí THUYẾT TÍNH TOÁN TỔN HAO ỨNG SUẤT THEO MỘT SỐ TIấU CHUẨN ĐANG