Nội dung

Trường Đại học Giao thông Vận tải – Viện KH&CN XDGT Kết cấu Bê Tông F2 Prestressed Concrete Structures Giảng viên: Phạm Hoàng Kiên E-Mail: phamkien2003@gmail.com Phone : 0975-474-828 Giáo trình và Tài liệu tham khảo 1. Giáo trình  Kết cấu Bê tông – Bê tông dự ứng lực, TS. Ngô Đăng Quang (chủ biên), TS. Nguyễn Duy Tiến. 2. Tài liệu tham khảo  Kết cấu Bê tông cốt thép - Phần cấu kiện cơ bản, Phan Quang Minh (chủ biên), Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống, 2006.  Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông ACI 318-05, Viện Bê tông Hoa Kỳ.  National Programme On Technology Enhanced Learning, Prestressed Concrete Structures (Web Course)  1 Nội dung môn học 1. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 2. Chương 2: CÔNG NGHỆ DỰ ỨNG LỰC 3. Chương 3: CỐT DỰ ỨNG LỰC 4. Chương 4: ỨNG XỬ CHỊU LỰC CỦA KẾT CẤU BT DỰ ỨNG LỰC 5. Chương 5: TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG BT DO DỰ ỨNG LỰC 6. Chương 6: TÍNH TOÁN ỨNG XỬ CHỊU LỰC CỦA CÁC CẤU KIỆN BT DỰ ỨNG LỰC 7. Chương 7: THIẾT KẾ KHÁNG UỐN 8. Chương 8: THIẾT KẾ KHÁNG CẮT VÀ XOẮN 9. Chương 9: THIẾT KẾ CẤU TẠO CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 1. Khái niệm cơ bản về BT DƯL 2. Các khái niệm cơ bản về DƯL 3. Các KC BT DUWL điển hình 4. So sánh BT DUWL với BTCT  2 Khái niệm cơ bản về BT DƢL • Bê tông: cường độ cao và dẻo dai khi chịu nén; cường độ thấp và giòn khi chịu kéo nên => để cải thiện sự làm việc của nó, người ta thường sử dụng biện pháp nén trước những vùng bê tông sẽ chịu kéo dưới các tác động bên ngoài => tạo ra một dạng kết cấu bê tông mới – kết cấu bê tông dự ứng lực. • Kết cấu bê tông dự ứng lực là một dạng kết cấu bê tông, trong đó, bê tông đã được nén trước để cải thiện khả năng chịu lực. • Kéo trước cốt thép để tạo ra lực nén trước trong bê tông. Ứng suất trung bình (MPa) Khái niệm cơ bản về BT DƢL 6 5 4 3 2 1 N Ứng suất trung bình (MPa) 0 N 0,01 0,02 0,03 Biến dạng trung bình Cốt thép chảy Bê tông nứt 6 5 4 3 2 1 N 0 Ứng suất trung bình (MPa) (a)Cấu kiện bê tông không cốt thép cường độ chịu nén 35 Mpa cường độ chịu kéo 2 Mpa 0,01 Bê tông nứt 6 5 4 3 2 1 N 0 N 0,02 0,03 Biến dạng trung bình Cốt thép chảy N 0,01 (b) Cấu kiện bê tông cốt thép Cốt thép dọc cường độ 400MPa Hàm lượng 1.5% (120 kg thép/m3 BT) 0,02 0,03 Biến dạng trung bình (c) Cấu kiện bê tông dự ứng lực (40 kg/m3 hàm lượng cốt thép thường và 20 kg/m3 hàm lượng cốt thép cường độ cao)  3 Khái niệm cơ bản về BT DƢL • Các thử nghiệm về việc chế tạo bê tông dự ứng lực bằng cốt thép thường đã không thành công. • Năm 1928, Freyssinet bắt đầu sử dụng các sợi thép cường độ cao để nén bê tông • Hiện nay, hàng năm có khoảng hơn Eugene Freyssinet 600.000 tấn bê tông dự ứng lực được sử dụng trên toàn thế giới. • Trung bình trên toàn thế giới: 66% thép dự ứng lực được dùng trong xây dựng cầu; Ở các nước phát triển: 59% thép dự ứng lực được dùng trong xây dựng dân dụng và 26% được dùng trong xây dựng cầu. Khái niệm cơ bản về BT DƢL Dự ứng lực kéo sau Ống gen Bước 1: Đúc cấu kiện bê tông Cấu kiện co ngắn Kích Bước 2: Căng kéo cốt dự ứng lực bằng kích tỳ lên bê tông Neo Bước 3: Neo cốt dự ứng lực  4 Khái niệm cơ bản về BT DƢL Dự ứng lực kéo trước Cốt dự ứng lực đã được kéo trước Bệ Bước 1: Kéo căng cốt dự ứng lực trên bệ Bước 2: Đổ bê tông xung quanh cốt dự ứng lực đã được kéo căng Cắt cốt dự ứng lực Cấu kiện co ngắn Bước 3: Buông dự ứng lực và cắt cốt tạo ra sự co ngắn của cấu kiện bê tông Các khái niệm cơ bản về DƢL Biến dạng Bê tông cốt thép thƣờ ng Hợp lực Ứng suất Khi không có có ngoại lực 8 MPa Ngay trước khi nứt 0,0001 2 MPa -0,003 400 MPa Ngay trước khi phá hoại Bê tông dự ứng lực 1200 MPa P P Khi không có có ngoại lực 1240 MPa Ngay trước khi nứt 0,0001 2 MPa -0,003 1800 MPa Ngay trước khi phá hoại  5 Các kết cấu BT DƢL điển hình Không dự ứng lực 28:1 Dự ứng lực 45:1 Các tỷ số nhịp/chiều cao điển hình của bản một chiều dự ứng lực và không dự ứng lực Các kết cấu BT DƢL điển hình Dạng điển hình của cầu trên đường ô tô Thành lan can Dầm I dự ứng lực đúc sẵn Gối Dầm ngang tại L/3 Tim cầu Dầm chữ I Nhịp 25 m Bản mặt cầu 190 mm 2,5 m Lớp bê tông asphalt 75 mm 2,5 m  6 Các kết cấu BT DƢL điển hình Thi công đúc hẫng (đổ bê tông tại chỗ) cầu Vĩnh Tuy với kết cấu dầm hộp Thi công cầu Bãi cháy – Cầu dây văng bằng bê tông dự ứng lực Các kết cấu BT DƢL điển hình Kết cấu nhà đỗ xe điển hình  7 Các kết cấu BT DƢL điển hình Kết cấu chứa bằng bê tông dự ứng lực cho các nhà máy điện hạt nhân Các kết cấu BT DƢL điển hình Tháp CN cao 553 m và sân vận động SkyDome ở Toronto  8 Các kết cấu BT DƢL điển hình Giàn khoan dầu bằng bê tông dự ứng lực cho chiều sâu nước 330 m  9