MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU
MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU
- Tóm tắt:
Hiện nay, nhiều phần mềm tính kết cấu dầm sàn bê tông cốt thép (BTCT) dự ứng lực căng sau được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam như SAFE, ADAPT, RAPT… Hầu hết các phần mềm do các công ty nước ngoài phát hành nên kết quả tính toán thường rất đáng tin cậy. Các phần mềm này luôn tính kết cấu trong cả 2 giai đoạn khi căng cáp (at transfer) và khi kết cấu làm việc sau cùng (final). Tuy nhiên, về khía cạnh mô hình hóa hình học kết cấu, các phần mềm nói trên thường chỉ được người dùng áp dụng như là một dạng hình học duy nhất. Điều này đôi khi là không phù hợp với thực tế thi công tại công trình.
- Giới thiệu về trình tự thi công dầm sàn dự ứng lực căng cáp sau cho nhà cao tầng:
Khi thi công nhà cao tầng, trình tự thi công dầm sàn nhà cao tầng thường theo các trình tự như sau:
- Thi công ván khuôn dầm sàn, bao gồm dàn giáo chống,
- Lắp đặt cốt thép thường (normal bars) và các bó cáp thép (tendons / strands)
- Đổ bê tông dầm sàn. Sau 24 giờ, thông thường cáp sẽ được kích nhẹ nhằm loại bỏ dính bám hoặc kẹt tắc giữa cáp thép và bê tông.
- Khi bê tông đạt cường độ tối thiểu khoãng 75% cường độ bê tông thiết kế, công tác căng cáp được tiến hành. Thông thường đối với kết cấu bê tông dự ứng lực, thiết kế thường qui định sử dụng bê tông phát triển cường độ nhanh. Do đó thời gian bê tông đạt cường độ theo yêu cầu khi căng cáp thường chỉ từ 03 đến 07 ngày. Như vậy, tại thời diểm căng cáp, hầu như không có kết cấu bên trên nào khác cùng tham gia làm việc phân phối lại nội lực cho toàn hệ khung (chỉ có thể có các đoạn cột tự do bên trên và không tham gia vào độ cứng chung của hệ dầm). Dầm chỉ làm việc như khung dầm trên các cột bên dưới.
- Phun vữa chèn (grouting) vào các ống bọc cáp (thường có theo yêu cầu thiết kế).
- Tiếp tục thi công tiếp theo dầm sàn các tầng trên
- Sự khác biệt giữa mô hình kết cấu khi căng cáp và khi dầm làm việc sau cùng:
Qua sự mô tả trình tự thi công như trên, mô hình kết cấu trong 2 giai đoạn như hình bên dưới đây:
Mô hình Kết Cấu Dầm Khi Căng Cáp
Mô hình Kết Cấu Dầm Sau Cùng
Chú thích về 2 mô hình:
- Mô hình 1 phản ánh đúng thực tế thi công thực tế tại công trường
- Tải trọng trong mỗi sơ đồ tính là khác nhau.
- Độ cứng đàn hồi (mo đun E) của dầm trong mỗi mô hình là khác nhau.
- Phân bố nội lực của dầm trong mô hình 2 khác với mô hình 1 do có kể đến độ cứng của các cột trên tham gia chống uốn.
- Nhận xét:
Việc tính toán chính xác kết cấu làm việc trong giai đoạn căng cáp giúp cho việc bố trí số lượng cáp hợp lý, tránh việc đặt cáp thép quá nhiều gây có hại cho kết cấu mà gây lãng phí không đáng có. Kết quả tính dầm dự ứng lực giai đoạn căng sau một cách chính xác giúp cho việc thiết kế dầm hợp lý phù hợp với trạng thái làm việc theo trạng thái ứng suất toàn phần hay ứng suất bán phần. Từ đó thuận tiện cho việc chuẩn hóa cách thức thi công cho các dầm cùng loại nhưng chịu tải trọng thiết kế khác nhau bằng cách điều chỉnh lượng cốt thép thường phù hợp với mỗi dầm.
- Kết luận:
Việc phân tích kết cấu dầm bê tông dự lực căng sau bằng 2 mô hình kết cấu riêng biệt là phù hợp lý thực tế công nghệ thi công hiện nay. Kết quả phân tích chính xác giúp kỹ sư thiết kế dễ dàng chọn lựa trạng thái kết cấu ứng suất bán phần cho dầm nhằm đạt hiệu quả tận dụng tối đa lượng cốt thép thường được dùng bố trí cấu tạo chống nứt cho các cấu kiện. Điều này là khuynh hướng thiết kế chủ yếu cho kết cấu bê tông dự ứng lực tại Việt Nam, nơi điều kiện nhiệt độ cao và nhiều nắng thường gây ra các vết nứt do bê tông co ngót khi ninh kết. Điều kiện khí hậu tại Việt Nam thường buộc kỹ sư thiết kế tăng lượng thép đặt cấu tạo nên việc sử dụng thép cấu tạo như thép chịu lực chính sẽ đem đến sự hiệu quả kinh tế và tiết kiệm cho công trình.
Xin trân trọng các ý kiến đóng góp.
TP HCM, ngày 19/11/2015
Th.s Ks. Lê Hoan Cường
Phần mềm liên quan: Dầm Dự Ứng Lực
Bài viết liên quan: Tính Dầm Bê Tông Dự Ứng Lực
Trở về- XEM XÉT CÁC QUI TRÌNH TÍNH CỐT THÉP CÁC CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP
- SAI LẦM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT. P.2
- VỀ LIÊN KẾT CHÂN CỘT THÉP
- SAI LẦM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT. P.3
- KINH NGHIỆM THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN
- MÓNG CỌC & ĐÀI CỨNG ? ĐÀI MỀM ?
- DÀNH CHO NGƯỜI BẮT ĐẦU NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN
- THIẾT KẾ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP & BÊ TÔNG CỐT THÉP
- KHE PHÂN CÁCH TRONG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG
- NHỮNG SAI LẦM CẦN TRÁNH TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
