Loading

Jan
28

Losing stress of cable in prestressed structures

Share

INTRODUCTION

Kết cấu bêtông dự ứng lực (DƯL) ngày càng trở nên phổ biến trong công tác thiết kế và thi công các công trình cầu và công trình dân dụng. Việc xác định mất mát ứng suất trong kết cấu bêtông DƯL lại luôn là vấn đề quan tâm đối với các nhà nghiên cứu ở khắp mọi nơi trên thế giới. Bởi lẽ sự tổn hao ứng suất trong kết cấu bêtông DƯL rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vật liệu bêtông – cốt thép DƯL, điều kiện môi trường, quá trình dưỡng hộ, thời gian, phương pháp chế tạo thi công… Vì vậy, việc tìm ra giải pháp để hạn chế phần nào các mất mát ứng suất là vấn đề hết sức quan trọng đối với công tác thiết kế cũng như thi công. Để đạt được điều này thì cần phải có những có những nghiên cứu nhất định về mất mát ứng suất trong kết cấu bêtông DƯL.

Việc thiết kế lực căng kéo lớn hay nhỏ có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của cốt thép DƯL. Lực căng kéo càng cao thì DƯL càng lớn và tính kháng nứt của cấu kiện càng lớn. Tuy nhiên, khi cốt thép DƯL ở trạng thái ứng lực quá cao thì cấu kiện cũng dễ tiếp bị nứt và phá hoại, và thường bị phá hoại trước khi xuất hiện các dấu hiệu cảnh báo rõ rệt. Như vậy, cốt thép DƯL trong trạng thái ứng lực quá lớn là một điều nguy hiểm.

Mặt khác lực căng cốt thép DƯL quá lớn sẽ tạo độ vồng ngược cho phía đối diện và rất dễ gây ra nứt cho vùng chịu nén. Ngược lại nếu DƯL trong giai đoạn kéo căng bị tổn thất quá lớn thì DƯL làm việc trong cấu kiện có giá trị càng thấp và do đó sẽ có nguy cơ không an toàn cao cho kết cấu.

Do vậy, khi thiết kế không chỉ đơn thuần xác định lực kéo căng lớn hay nhỏ mà cần phải xem xét đến giá trị tổn thất DƯL khi kéo để chọn một giá trị thích hợp.

I. CÁC MẤT MÁT ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU BÊTÔNG DỰ ỨNG LỰC

Trong kết cấu bêtông DƯL, sau khi bêtông cốt thép được nén trước bằng các bó thép, có nhiều yếu tố phát sinh làm giảm hiệu quả của lực căng trước. Một vài mất mát xuất hiện hầu như tức thời trong khi nhiều loại khác phát triển theo thời gian và thậm chí phải mất nhiều năm mới kết thúc.

Các mất mát tức thời: xảy ra ngay sau khi kéo căng cáp và truyền DƯL vào bêtông.

  • Do trượt thép trong neo (DfpA);

  • Do nén đàn hồi (hay co ngắn) của bêtông (DfpES);

  • Ma sát giữa bó cáp và thành ống (DfpF);

Các mất mát ứng suất theo thời gian:

  • Do co ngót của bêtông (DfpSH);

  • Do từ biến của bêtông (DfpCR);

  • Do chùng bó cốt thép (DfpR);

Tổng ứng suất mất mát (DfpT) là tích luỹ của các mất mát xuất hiện tại các giai đoạn tải trọng khác nhau suốt tuổi thọ của công trình. Tổng mất mát ứng suất phụ thuộc vào phương pháp căng cốt thép. Đó là phương pháp căng trước hoặc phương pháp căng sau.

II. CÁC GIAI ĐOẠN TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT

Khi xác định các trị số các mất mát cần xét đến phương pháp chế tạo kết cấu bằng cách kéo căng cốt thép trước khi hay sau khi đổ bêtông. Cũng phải xét đến giai đoạn muốn kiểm toán ứng suất là giai đoạn chế tạo ở thời điểm truyền DƯL nén vào bêtông hay là giai đoạn sử dụng kết cấu.

Trong mỗi giai đoạn làm việc khác nhau của cấu kiện được DƯL, các mất mát dự ứng suất trong cốt thép phải được tính sao cho bất lợi nhất, phản ánh mọi tổ hợp các mất mát có thể xảy ra, có xét tới công nghệ chế tạo và lắp ráp kết cấu.

Nói chung, phân chia ra làm 2 nhóm:

  • Nhóm các mất mát tức thời: xảy ra ngay khi kéo căng cáp và truyền DƯL nén vào bêtông.

  • Nhóm các mất mát xảy ra theo thời gian.

III. PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ MẤT MÁT ỨNG SUẤT

Share

BẠN ĐỂ LẠI LỜI NHẮN NHÉ ?