KẾT CẤU BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC TRONG XÂY DỰNG

Bản chất của bê tông ứng lực trước

Có thể nhắc ý tưởng về bê tông ứng lực trước xuất hiện từ phổ biến thế kỳ trước, lúc người ta sử dụng các đai kim dòng bó nói quanh nói quẩn các thanh gỗ để cung cấp cỗ ván rượu.

kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực.jpg
  • Khi đai đươc kéo chặt, các thanh gỗ bị ép chặt vào nhau; và tạo ra ứng suất nén trước giữa chúng.
  • Ứng suất nén này sẽ khiến triệt tiêu ứng suất kéo vòng tác dụng lên thành lúc thùng đựng chất lỏng; do vậy thành quan tài rượu sẽ ko bị nứt tách. Trước lúc đưa vào sử dụng, cả đai kim dòng và các thanh gỗ đều đã đươc ứng lực trước.
  • Trong cấu kiện bê tông; ngươi ta đặt vào một lực nén trước tạo bởi việc kéo cốt thép rồi gắn chặt nó vào bê tông thông qua lực dính hoặc neo.
  • Nhờ tính đàn hồi, cốt thép sở hữu xu thế co lại tạo buộc phải lực nén trước; và gây ra ứng suất nén trước trong bê tông. Ứng suất nén này sẽ khiến cho triệt tiêu hay khiến cho giảm ứng suất kéo do chuyển vận trọng gây ra; do vậy làm cho nâng cao khả năng chịu kéo của cấu kiện bê tông và làm cho giảm thiểu sự vững mạnh của vết nứt
kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực-1.jpg
  • Ứng lực trước chính là việc tạo ra cho kết cấu một phương pháp sở hữu chủ ý những ứng suất lâm thời nhằm tăng cường sự khiến cho việc của vật liệu trong những điều kiện sử dụng khác nhau. Hay nói bí quyết khác trước khi cấu kiện chịu vận chuyển trọng sử dụng, thì cốt thép đã bị căng trước còn bê tông bị nén trước.
  • Trong cấu kiện bê tông cốt thép thường; những khe nứt thứ 1 ở bê tông xuất hiện khi ứng suất trong cốt thép chịu kéo mới chỉ đạt từ 200 đến 300 kG/cm2. Nếu tiêu dùng cốt thép cường độ cao, ứng suất trong cốt thép chịu kéo sở hữu thể đạt tới trị số 10000 đến 12000 kG/m2 hoặc to hơn; điều đấy khiến cho xuất hiện các khe nứt to vượt quá dừng cho phép.
  • Trong bê tông ứng lực trước, do sở hữu thể khống chế sự xuất hiện khe nứt bằng lực căng trước cần bắt buộc thiết và với thể dùng cốt thép cường độ cao.
  • Mặt khác để giảm được kích thước thiết diện và từ ấy giảm trọng lượng bản thân của cấu kiện, song song để nâng cao khả năng chịu ứng suất giao hội ở vùng neo bắt buộc bắt buộc dùng bê tông cường độ cao.
  • Bê tông ứng lực trước đã trở thành 1 sự hài hòa hoàn hảo giữa hai chiếc vật liệu hiện đại có cường độ cao.

So sánh bê tông ứng lực trước và bê tông cốt thép

Sự dị biệt lớn nhất giữa hai loại nguyên liệu trên chính là việc dùng nguyên liệu cường độ cao trong bê tông ứng lực trước. Sự xuất hiện của bê tông ứng lực trước có tính hơp lý, kinh tế va khả năng thích ứng cho các công trình đặc biệt; ko sở hữu nghĩa là sự phủ nhận của bê tông cốt thép.

Vì mỗi chiếc vật liệu có các ưu, khuyết điểm và pham vi áp dụng riêng của nó; sở hữu sự biểu thị trong ba khía cạnh

  • Độ an toàn
  • Tính kinh tế
  • Phạm vi áp dụng

Độ an toàn

Khi được ngoại hình theo các tiêu chuẩn hiện hành, kết cấu bê tông ứng lực trước sở hữu khả năng chịu vận chuyển giới hạn tương đương. Thậm chí còn cao hơn 1 chút so có bê tông cốt thép.

Các thí nghiệm cho thấy dầm bê tông cốt thép với độ võng đáng nhắc trước khi bị phá hoại; như vậy sẽ cho người sử dụng các cảnh báo rõ rệt trước khi kết cấu bị phá hoại.

Khả năng chịu chuyển vận trọng động, chuyên chở trọng lặp giữa hai dòng nguyên liệu là tương đương.

IFrameDo hạn chế được vết nứt và tiêu dùng bê tông chất lượng cao bắt buộc khả năng chống ăn mòn cả bê tông ứng lực trước là cao hơn bê tông cốt thép, nhưng 1 khi đã xuất hiện vết nứt thì công đoạn ăn mòn cốt thép trong bê tông ứng lực trước sẽ diễn biến nhanh hơn.

Thép cường độ cao nhạy cảm mang nhiệt độ lớn hơn so có cốt thép thường phải bê tông ứng lực trước có khả năng chịu lửa giảm thiểu hơn; bên cạnh đó do cáp ứng lực trước thường được bố trí theo dạng cong bắt buộc tại một số vị trí trên cấu kiện; bê tông ứng lực trước sở hữu điểm mạnh hơn về lớp bê tông bảo vệ.

Do mang cường độ nguyên liệu cao hơn, thiết diện thon hơn. Kết cấu bê tông ứng lực trước đòi hỏi nên được lưu ý nhiều hơn trong các khâu thiết kế; thi công và lắp dựng.

Tuổi thọ của kết cấu bê tông ứng lực trước ko kém cạnh so mang bê tông cốt thép.

Tính kinh tế

Để chịu được cùng 1 vận chuyển trọng; bê tông ứng lực trước tiêu dùng một khối lượng bê tông; và thép ít hơn do sử dụng được cấu kiện thanh mảnh; giảm trọng lượng bản thân cần bê tông ứng lực trước tằn tiện được vật liệu cho các bộ phận kết cấu khác như; móng, cột,…với cấu kiện đúc sẵn điều đấy khiến cho giảm giá thành vận chuyển và lắp dựng.

Tuy nhiên vật liệu cường độ cao sẽ mang tầm giá đơn vị cao hơn; mặt khác bê tông ứng lực trước lại tiêu dùng phổ biến vật dụng chuyên dụng như; neo, cáp, vữa,…việc gia công, sản xuất cốp pha phức tạp hơn.

Chi tổn phí thiết kế, giám sát thi công; giá thành nhân lực cho một tổ chức khối lượng công tác cũng cao hơn. Tùy thuộc vào kinh nghiệm, trình độ của nhà thầu mà khối lượng công tác phát sinh cũng mang thể rộng rãi hơn

Nói chung bê tông ứng lực trước tỏ ra sở hữu hiệu quả kinh tế hơn cho kết cấu nhịp lớn; chịu vận chuyển trọng nặng, các cấu kiện điển hình được thi công hàng loạt ; và cấu kiện đúc sẵn hoặc kết cấu liên hợp.

Phạm vi áp dụng

Nhờ việc sử dụng nguyên liệu cường độ cao; bê tông ứng lực trước phù hợp sở hữu kết cấu nhịp lớn, chịu vận chuyển trọng nặng. Do sở hữu thể dùng thiết diện thon cần kết cấu bê tông đáp ứng được những bắt buộc mỹ quan.

IFrameBê tông ứng lực trước cũng ưa thích sở hữu cấu kiện đúc sẵn hơn do mang trọng lượng nhỏ hơn.

Phân loại bê tông ứng lực trước

Có nhiều phương pháp phân dòng bê tông ứng lực trước ; tùy thuộc vào đặc điểm kiểu dáng và bí quyết thi công.

Phân dòng theo thời điểm căng cốt thép tạo ứng lực trước

Theo thời điểm căng cốt thép tạo ứng lực trước người ta phân thành

  • Phương pháp căng trước
  • Phương pháp căng sau

Với bí quyết căng trước; hệ thống tạo ứng lực trước bao gồm hai khối neo đặt bí quyết nhau 1 khoảng nào đó. Thép ứng lực trước được căng giữa hai khối neo này trước lúc đổ bê tông; lực căng được tạo bởi các kích thủy lực. Sau lúc bê tông đủ cường độ; những áp lực kích được thả ra, truyền ứng lực trước cho bê tông.

Với phương pháp căng sau, thép ứng lực trước được đặt sẵn trong cấu kiện lúc bê tông đạt đủ cường độ thép được căng và neo vào đầu cuối của cấu kiện.

Phân cái theo vị trí xếp đặt cáp ứng lực trước

Theo vị trí sắp xếp cáp ứng lực trước người ta phân thành:

  • Phương pháp căng trong
  • Phương pháp căng ngoài

Phương pháp căng trong là bí quyết căng trước thép nằm trong bê tông như đã đề cập ở trên.

Khi thép ứng lực trước nằm bên không tính cấu kiện, ta có cách căng ngoài.

Ngoài ra có thể tạo ứng lực trước bởi các tác nhân khác bên bên cạnh cấu kiện; ví như đối sở hữu những kết cấu siêu tĩnh như dầm liên tục, khung, vòm,…. bằng cách chuyển vị cưỡng dâm gối tựa với thể tạo buộc phải ứng suất trước nhằm điều chỉnh thông minh sự phân bố nội lực trong kết cấu.

Phân mẫu theo mức độ giảm thiểu ứng suất kéo trong cấu kiện

Theo chừng độ hạn chế ứng suất kéo trong cấu kiện trong quá trình sử dụng, ngưởi ta phân thành:

  • Ứng lực toàn phần
  • Ứng lực 1 phần

Ứng lực toàn phần tức thị cấu kiện được kiểu dáng sao cho ko xuất hiện lực kéo lúc chịu tải trọng sử dụng.

Nếu dưới tác dụng của chuyên chở trọng sử dụng; sau khi ứng lực trước vẫn mang ứng suất kéo được khống chế trong cấu kiện; người ta gọi ấy là ứng lực một phần.

Phân dòng theo lực dính giữa bê tông và cáp

Theo lực dính giữa bê tông và cáp người ta phân thành:

  • Cáp ứng lực trước dính kết ( bonded )
  • Cáp ứng lực trước ko dính kết ( unbonded )

Cáp ứng lực trước dính kết là chiếc cáp sở hữu sự bám dính sở hữu bê tông bên cạnh dọc theo chiều dài của nó.

Cáp ko dính kết bắt buộc được bảo vệ khỏi sự ăn mòn bằng các lớp mạ hoặc bởi 1 lớp bôi trót lọt chống dính; nó thường được bọc bởi ống chất dẻo để giảm thiểu sự bám dính có bê tông xunh quanh.

Phân mẫu theo việc đặt cáp ứng lực trước trong cấu kiện

Theo việc đặt cáp ứng lực trước trong cấu kiện người ta phân thành:

IFrameỨng lực trước thẳng

  • Ứng lực trước vòng

Đối sở hữu những cấu kiện sở hữu dạng thẳng như dầm, sàn,….. tuy các sợi cáp được đặt theo hình parapol nhưng chúng không bị uốn cong trên mặt bằng, do đó được gọi là ứng lực thẳng

Đối mang các kết cấu với tiết diện dạng tròn như silo, bể chứa,….;các cáp ứng lực trước được đặt theo chu vi của cấu kiện do đó được gọi là ứng lực vòng.

Các chỉ dẫn về cấu tạo sở hữu kết cấu bê tông ứng lực trước

Vật liệu cho bê tông ứng lực trước

Bê tông

  • Bê tông dùng trong cấu kiện bê tông ứng lực trước thường là bê tông nặng.
  • Việc lựa mua cấp độ bền của bê tông phụ thuộc vào dạng; mẫu và đường kính cốt thép căng cũng như phụ thuộc vào việc néo cốt thép căng.
  • Ví dụ giả dụ sử dụng sợi thép có đường kính ko lớn hơn Ø5 thì cấp độ bền của bê tông lấy nhỏ hơn B20; ví như sợi thép sở hữu đường kính không nhỏ hơn Ø6 thì cấp độ bền của bê tông lấy ko nhỏ hơn B30
  • Ngoài ra việc lựa mua cấp độ bền của bê tông còn phụ thuộc vào cường độ mà nó cần phải có lúc khởi đầu gây ứng lực trước; cũng như vào cái vận tải trọng tác dụng lên cấu kiện.
  • Thông thường có kết cấu nhịp lớn như dầm, dàn,… cần tiêu dùng bê tông mang cấp độ bền không nhỏ hơn B30.
  • Quy định sử dụng cấp độ bền của bê tông đối sở hữu kết cấu bê tông ứng lực trước được lấy theo bảng dưới.
kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực-5.jpg
  • Trong cấu kiện bê tông ứng lực trước nên tiêu dùng thép cường độ cao để tạo ra lực căng trước lớn; vì trong quá trình chế tạo và sử dụng, một phần ứng suất căng ban sơ bị mất đi. Tốt nhất là tiêu dùng sợi thép cường độ cao mang đường kính Ø3-Ø8.
  • Khi số lượng sợi thép rộng rãi buộc phải tiêu dùng cáp. Cáp bảy sợi được dùng rất phổ biến; được cung cấp từ sáu sơi thép xoắn quanh quéo 1 sợi thẳng ở giữa. Cáp bảy sợi thường được chế tạo từ sơi thép Ø5 hoặc Ø6. Khi buộc phải thiết với thể ghép các cáp bảy sợi vào một ông rãnh để tạo lực căng lớn hơn.
kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực-6.jpg

Các nguyên liệu khác

  • Ngoài những nguyên liệu chính là bê tông và thép cường độ cao; còn với các vật liệu phụ khác được dùng cho bê tông ứng lực trước căng sau
  • Với dòng cáp ứng lực trước dính kết, buộc phải nên với ống gen tạo lỗ đặt cáp. Ống gen mang thể được chế tạo bằng tôn mạ kẽm hoặc bằng chất dẻo; ống được sẵn trong cấu kiện trước khi đổ bê tông. Ống buộc phải bảo đảm độ bền, không bị hư hại trong khi thi công; đảm bảo kín và không có phản ứng với thép và bê tông.
  • Sau khi hoàn tất việc căng cáp, vữa xi măng với một cấp phối quy định; được bơm vào từ đầu neo chuẩn y các ống đặt sẵn có sức ép 0,3-0,5 MPa. Vữa bơm có tác dụng tạo sự kết dính và chống ăn mòn cho cáp. Vừa phải chảy dẻo, ít co ngót. Thành phần của vữa bơm gồm xi măng pooclang thường; hoặc xi măng đông kết nhanh, trộn sở hữu nước sở hữu tỷ lệ theo trọng lượng là 0,33; và một số phụ gia như Flowcable, Pozzolith,…trong 1 số trường hợp cá biệt có thể dùng thêm cát mịn cho vữa bơm
  • Với dòng cáp ứng lực trước không kết dính; cáp được bọc bởi vỏ bọc chất dẻo tổng hợp hoặc lớp giấy đặc biệt. Lớp vỏ bọc cần bảo đảm tính năng cơ học trong khoảng nhiệt độ từ -20 tới 70 độ C; nên mang đủ độ bền cần thiết để ko bị hư hại trong lúc chuyên chở; lắp dựng và kéo căng, có khả năng chống thấm rẻ và ko gây ăn mòn cho bê tông, thép và các vật liệu chén khác. Việc lồng cáp vào vỏ bọc , việc xử lý tại những vị trí nối cần được tiến hành cẩn thận; hạn chế cho cáp tiếp xúc mang vữa bê tông, gây ăn mòn cáp.
  • Vữa sử dụng để lấp những khe thi công; những mối nối của cấu kiện lắp ghép để khiến cho lớp bào vệ cốt thép; và bảo vệ những neo, cần với mác từ 15Mpa trở lên.

Bố trí cốt thép

Trong cấu kiện bê tông ứng lực trước, việc bố trí cốt thép đóng một vai trò vô cùng quan trọng.

  • Với cấu kiện chịu kéo trung tâm, thép ULT buộc phải bố trí đối xứng sở hữu trung tâm của tiết diện để với thể tạo ra ứng suất nén đều cho bê tông.
  • Với cấu kiện chịu uốn, hiệu quả của việc sắp xếp thép ULT phụ thuộc hơi nhiều vào quỹ đạo của thép theo trục dầm. Nên sắp xếp quỹ đạo thép ULT tuân theo dạng của biểu đồ momen do chuyên chở trọng tiêu dùng gây ra.
  • Tại các chỗ uốn cong của cốt thép ULT, nên đặt thêm những cốt thép phụ để gia cường.
kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực-7.jpg
kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực-8.jpg
  • Trong tiết diện ngang, nên lưu ý đến việc bố trí khoảng phương pháp giữa những cốt thép và lớp bê tông bảo vệ. Trong bí quyết căng trước, việc cấu tạo tương ự như đối có bê tông cốt thép thường.
  • Trong phương pháp căng sau, trường hợp cốt thép ULT được đặt trong rãnh thì chiều dày lớp bê tông bảo vệ nói từ mặt ngoại trừ cấu kiện đến mặt trong rãnh lấy ko nhỏ hơn 20mm và không nhỏ hơn đường kính rãnh; còn lúc đường kính rãnh lớn hơn 32mm thì lấy ít nhất bằng đường kính rãnh.
  • Khi trong rãnh đặt một số bó hoặc thanh cốt thép thì lớp bảo vệ lấy không nhỏ hơn 80mm đối mang những thành bên; không nhỏ hơn 60mm và nhỏ hơn một nửa chiều rộng rãnh đối sở hữu các mặt đáy.
  • Khoảng bí quyết giữa các rãnh ko được nhỏ hơn đường kính rãnh; và ko nhỏ hơn 50mm, song song phải sắm sao cho việc căng cốt thép được dễ dàng; tránh phá hoại cục bộ lúc buông cốt thép.
kết-cấu-bê-tông-dự-ưng-lực-9.jpg
CATEGORIES
Share This

COMMENTS

Wordpress (0)
Disqus (0 )