Tìm kiếm theo tiêu đề

Tìm kiếm Google

Quảng cáo

Quảng cáo

Hướng dẫn sử dụng thư viện

Hỗ trợ kĩ thuật

Liên hệ quảng cáo

  • (04) 66 745 632
  • 0166 286 0000
  • contact@bachkim.vn

Bài giảng BTCT ULT

Nhấn vào đây để tải về
Báo tài liệu có sai sót
Nhắn tin cho tác giả
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Đào Công Bình
Ngày gửi: 16h:13' 06-12-2017
Dung lượng: 6.4 MB
Số lượt tải: 1
Số lượt thích: 0 người
NỘI DUNG CHÍNH
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.1. Nội dung tính toán cơ bản
3.2. Tổn hao ứng suất trong kết cấu ứng lực trước
3.3. Phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước
3.4. Tính tổn hao trong căng sau theo ACI 318-08
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.1. Nội dung tính toán cơ bản
Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012, cấu kiện BTCT ƯLT cần được tính toán theo 2 nhóm TTGH:
+ Nhóm TTGH I: Khả năng chịu lực;
+ Nhóm TTGH II: Điều kiện làm việc bình thường.
Theo tiêu chuẩn ACI 318 (Mỹ), cấu kiện BTCT ƯLT
cần được tính toán theo 3 trạng thái:
+ Giai đoạn nén trước (prestress transfer) tương ứng với giai đoạn vừa buông cáp.
+ Giai đoạn làm việc bình thường (service load state - SLS) tương ứng với phạm vi thay đổi của tải trọng gây uốn: Po ≤ P ≤ Pser;
+ Trạng thái giới hạn về độ bền (ultimate load state - ULS), tương ứng với tải trọng gây uốn tới hạn (tải phá hoại): P = Pu
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.2. Tổn hao ứng suất trong kết cấu ứng lực trước
ƯS ban đầu trong BT sẽ giảm theo thời gian từ khi truyền ƯS do nhiều nguyên nhân. Hiện tượng này được gọi là “tổn hao ƯS”. Việc xác định chính xác độ lớn của tổn hao ƯS rất cần thiết khi thiết kế. Có nhiều nguyên nhân gây tổn hao ƯS. Có loại hao ƯS xảy ra ngay sau khi truyền ƯS, có loại hao ƯS xảy ra theo thời gian.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Phân loại các tổn hao ứng suất
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Tổn hao ứng suất do biến dạng đàn hồi
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Tổn hao ứng suất do ma sát
+ Ma sát tạo ra tại mặt giao tiếp thép ƯLT và bê tông trong quá trình căng thép ở kết cấu bê tông căng sau.
+ Không có tổn hao do ma sát trong kết cấu bê tông căng trước.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Tổn hao ứng suất do biến dạng neo
+ Biến dạng neo xảy ra ở đầu neo trong kết cấu bê tông căng sau.
+ Không co tổn hao do biến dạng neo trong kết cấu bê tông căng trước.
+ Thông thường thiết kế chọn: Δs = 6-8 mm
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các tổn hao ứng suất theo thời gian
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Tổn hao ứng suất trong các giai đoạn làm việc
 Giai đoạn nén trước (prestress transfer) tương ứng với giai đoạn vừa buông cáp, thường gồm:
+ Tổn thất do biến dạng đàn hồi của bê tông.
+ Tổn thất do biến dạng đầu neo (chỉ có ở căng sau).
+ Tổn thất do ma sát (chỉ có ở căng sau).
+ Một phần tổn thất do chùng ứng suất thép ULT.
+ Không có tổn thất do co ngot bê tông.
+ Không có tổn thất do từ biến bê tông.
 Giai đoạn làm việc bình thường (service load state - SLS) phải kể đến tất cả tổn thất ứng suất ngắn hạn và dài hạn của thép ứng lực trước trong tính toán độ bền.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Tỷ lệ tổn hao ứng suất cho phép
Khi thiết kế các cấu kiện bê tông ƯLT, người ta thường giả thiết tổng tổn hao ứng suất bằng một tỷ lệ phần trăm của ứng suất ban đầu. Vì hao ứng suất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất của bê tông và thép, phương pháp bảo dưỡng, độ lớn của ƯLT và phương pháp ƯLT nên rất khó xác định chính xác tổng tổn hao ứng suất. Có thể đưa ra một tỷ lệ điển hình của tổng tổn hao ứng suất trong điều kiện làm việc bình thường như sau:
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Trong và sau quá trình tạo ƯLT, một loạt các yếu tố có thể nảy sinh làm giảm độ lớn của ƯLT – gây mất mát ƯLT.
Tính toán mất mát ƯLT là một quá trình rất phức tạp, có liên quan đến rất nhiều yếu tố như thành phần và cường độ của bê tông, sự rão, chùng của thép ƯLT, các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và điều kiện sử dụng kết cấu, v.v. Mặc dù là một công việc khó khăn nhưng việc xác định một cách tương đối chính xác các mất mát ƯLT là rất quan trọng. Nếu mất mát ƯLT được xác định nhỏ hơn thực tế, độ lớn của ƯLT còn lại có thể không đủ để đảm bảo cho kết cấu có những tính năng mong muốn. Ngược lại, nếu mất mát ƯLT được xác định quá lớn so với thực tế, người ta phải tìm cách tăng độ lớn của ƯLT ban đầu đến mức không cần thiết.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các mất mát ƯLT trong công trình cầu
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.3. Phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước
Các quan niệm phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước:
• Quan niệm 1: xem bê tông ƯLT là vật liệu đàn hồi, tính toán theo ứng suất cho phép.
BT vốn là một vật liệu chịu nén tốt nhưng chịu kéo rất kém. Nếu như không phải chịu một ƯS kéo nào do đã bị nén trước thông qua việc kéo cốt thép, trong BT sẽ không xuất hiện vết nứt, như vậy BT sẽ biến đổi từ vật liệu dòn trở thành vật liệu đàn hổi. Với quan niệm này, khi BT được đặt vào trạng thái chịu nội lực và ngoại lực thì các ƯS kéo gây bởi ngoại lực sẽ bị triệt tiêu bởi các ƯS nén gây bởi ứng lực trước, nhờ vậy làm giảm thiểu hay tránh được sự xuất hiện của các vết nứt, và chừng nào các vết nứt chưa xuất hiện thì các ƯS, biến dạng và chuyển vị của BT khi chịu nội lực và ngoại lực có thể được xem xét riêng rẽ, do vậy có thể áp dụng được nguyên lý cộng tác dụng.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Xét một dầm đơn giản có A, I, được ứng lực trước bởi một thép ƯLT có trọng tâm (c.g.s) chạy dọc theo trọng tâm của tiết diện bê tông (c.g.c) và chịu một ngoại lực phân bố đều (q+g). Lực kéo trước F tác dụng vào thép ƯLT sẽ đặt lên trọng tâm tiết diện bê tông một lực nén tương ứng F, gây
ra một ứng suất nén trên suốt chiều cao dầm:
ƯS do ngoại lực (q+g) gây ra là:
ƯS tổng cộng trong BT tại một tiết diện bất kỳ:
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Vẫn xét dầm ở trên nhưng thép ƯLT được bố trí có một độ lệch tâm e tại giữa dầm, như vậy ƯLT gây thêm một mô men lệch tâm là F*e, lúc này ƯS tổng cộng trong BTtại một tiết diện bất kỳ là:
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Phân tích theo phương pháp ứng suất cho phép
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.3. Phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước
Các quan niệm phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước:
• Quan niệm 2: xem kết cấu ƯLT như là BTCT thông thường,với sự kết hợp bởi bê tông và cốt thép cường độ cao.
Quan niệm này coi bê tông ULT làm việc như BTCT thường với sự kết hợp giữa bê tông và thép cường độ cao, bê tông chịu nén và thép chịu kéo và gây ra một cặp ngẫu lực kháng lại mô men do tải trọng ngoài gây ra. Nếu sử dụng thép cường độ cao đơn thuần như thép thường thì khi bê tông xuất hiện vết nứt, thép vẫn chưa đạt đến cường độ. Nếu thép được kéo trước và neo vào bê tông thì sẽ có được sự biến dạng và ứng suất phù hợp với cả hai loại vật liệu.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Sự làm việc chịu uốn của cấu kiện bê tông ƯLT và BTCT
Dầm bê tông sử dụng thép cường độ cao
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
• Quan niệm 3: xem ƯLT như là một thành phần cân bằng với một phần tải trọng tác dụng lên kết cấu trong quá trình sử dụng
Phương pháp cân bằng tải trọng (load balancing concept).
Quan niệm này coi ƯLT như một thành phần cân bằng với một phần tải trọng tác dụng lên cấu kiện trong quá trình sử dụng, tính toán theo phương pháp cân bằng tải trọng. Đây là phương pháp khá đơn giản và dễ sử dụng để tính toán, phân tích cấu kiện BT ƯLT. Cáp ƯLT được thay thế bằng các lực tương đương tác dụng vào bê tông. Cáp tạo ra một tải trọng ngược lên, nếu chọn hình dạng cáp và lực ƯLT phù hợp sẽ cân bằng được các tải trọng tác dụng lên kết cấu, do đó độ võng của kết cấu tại mọi điểm đều bằng 0.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Phân tích theo phương pháp cân bằng tải trọng
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Ví dụ lựa chọn hình dạng tuyến cáp
Sơ đồ tuyến cáp nào hợp lý ?
Dễ thi công, nhịp tốt, gối xấu;
Dễ thi công, nhịp xấu, gối tốt;
Khó thi công, nhịp và gối tốt;
Dùng phương pháp căng sau dễ thi công
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Xét một dầm đơn giản tiết diện chữ nhật có diện tích A, mômen quán tính I, được ƯLT bởi một thép ƯLT có trọng tâm (c.g.s - Center of Gravity of Steel) chạy dọc theo trọng tâm của tiết diện bê tông (c.g.c - Center of Gravity of Concrete) và chịu một ngoại lực phân bố đều. Lực kéo trước F tác dụng vào thép ƯLT sẽ đặt lên trọng tâm tiết diện bê tông một lực nén tương ứng F, và gây ra một ứng suất nén trên suốt chiều cao dầm:
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.4. Tính hao tổn ƯS trong cốt thép ƯLT theo TCVN 5574-2012
Hao tổn ƯS trong cốt thép ƯLT được chia làm hai loại, phụ thuộc vào sự hao tổn sảy ra trước, trong hay sau quá trình ép bê tông. Hao tổn xảy ra trước và trong quá trình ép bê tông được xem là hao tổn tức thời. Hao tổn xảy ra sau khi ép bê tông, phát triển dần theo thời gian,do đặc trưng biến dạng của bê tông và thép ƯLT theo thời gian, được xem là hao tổn chậm.
Nói chung, tổng hao tổn ƯLT nằm trong khoảng 15%-30% lượng ƯLT ban đầu. Việc xác định tổng giá trị ƯS hao tổn là một phần quan trọng trong việc thiết kế bê tông ƯLT. Mục 4.3.3 TCVN 5574-2012 quy định các giá trị hao tổn tính toán như sau:
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
- Khi căng trên bệ cần kể đến:
+ Những hao tổn thứ nhất: do biến dạng neo, do ma sát cốt thép với thiết bị nắn hướng, do chùng ƯS trong cốt thép, do thay đổi nhiệt độ, do biến dạng khuôn (khi căng cốt thép trên khuôn), do từ biến nhanh của bê tông.
+ Những hao tổn thứ hai: do co ngót và từ biến của bê tông.
- Khi căng trên bê tông cần kể đến:
+ Những hao tổn thứ nhất: do biến dạng neo, do ma sát cốt thép với thành ống đặt thép (cáp) hoặc với bề mặt bê tông của kết cấu.
+ Những hao tổn thứ hai: do chùng ƯS trong cốt thép, do co ngót và từ biến của bê tông, do nén cục bộ của các vòng cốt thép lên bề mặt bê tông, do biến dạng mối nối giữa các khối bê tông (đối với các kết cấu lắp ghép từ các khối).
Hao tổn ƯS trong cốt thép được xác định theo Bảng 6 nhưng tổng giá trị các hao tổn ƯS không được lấy nhỏ hơn 100 MPa.
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ nhất (hao tổn tức thời)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ hai (hao tổn tức chậm)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ hai (hao tổn tức chậm)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ hai (hao tổn tức chậm)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ hai (hao tổn tức chậm)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ hai (hao tổn tức chậm)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Các hao tổn thứ hai (hao tổn tức chậm)
Mục 4.3.3 TCVN 5574-2012 quy định tính toán các hao tổn như sau:
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Bảng 6 - Hao tổn ứng suất (TCVN 5574 - 2012)
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
3.5. Tính tổn hao trong căng sau theo ACI 318-08
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
Chương 3. CÁC CHỈ DẪN TÍNH TOÁN CƠ BẢN
 
Gửi ý kiến