KẾT CẤU BÊTÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC
BÀI 2
VẬT LIỆU VÀ CẤU TẠO BÊTÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC
2.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU
Các loại vật liệu:
- Căng trước: Bêtông, cốt thép thường, cốt thép căng

- Căng sau: Bêtông, cốt thép thường, cốt thép căng, ống gen, neo,
vữa bơm
2

Ống gen đặt bó cốt thép căng

Thi công sàn BTƯST căng sau

3

Thiết bị neo cốt thép căng

4
Freyssnet F. (1928) chỉ ra sự cần thiết phải sử dụng vật liệu cường độ cao đối với
BTUST.

- Giảm trọng lượng bản thân kết cấu Æ làm cho kết cấu có thể vượt được nhịp
lớn hơn.

- Giảm được giá trị tổn hao ứng suất trước do biến dạng đàn hồi, co ngót và từ
biến của bêtông.

- Làm chậm sự xuất hiện vết nứt trong kết cấu, giảm được độ dài truyền ứng
suất trướ
c;

- Có lợi cho việc bố trí neo.
7

Quy định về sử dụng bêtông trong các tiêu chuẩn:

Theo Tiêu chuẩn ACI :
55MPa28
÷
.

Theo Tiêu chuẩn Anh (BS):
+ Căng trước yêu cầu không thấp hơn
a40MP
, 9

Ý nghĩa của công trình nghiên cứu của Freyssnet:

Nghiên cứu của Freyssnet là “Điểm xuất phát” của quá trình đưa kết cấu bêtông
ứng suất trước từ nghiên cứu vào ứng dụng thực tế và đồng thời gắn liền việc nghiên
cứu kết cấu bêtông ứng suất trước với nghiên cứu vật liệu.
10
2.2 BÊTÔNG
2.2.1 Phân loại
Tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 quy định về sử dụng làm kết cấu chịu lực các loại
bêtông sau:
- Bêtông nặng có khối lượng thể tích trung bình
3
12
2.2.2 Cường độ bêtông
1) Độ bền nén
2) Độ bền kéo
3) Cấp độ bền
Cấp độ bền chịu nén của bêtông: ký hiệu bằng chữ B, là giá trị trung
bình thống kê của độ bền chịu nén tức thời, tính bằng đơn vị MPa, với
xác suất đảm bảo không dưới 95%, xác định trên các mẫu thử khối
vuông kích thước tiêu chuẩn (150 mm x 150 mm x 150 mm) được chế
tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28
ngày.
Cấp độ bền chịu kéo của bêtông: ký hiệu bằng chữ Bt, là giá trị trung
bình thống kê của độ bền chịu kéo tức thời, tính bằng đơn vị MPa, với
xác suất đảm bảo không dưới 95%, xác định trên các mẫu kéo tiêu
chuẩn được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí
nghiệm kéo ở tuổi 28 ngày. 13
Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén và độ bền chịu nén tức thời của bêtông được
xác định theo công thức:
()
1,64ν1RB
m
−=

đường kính:
≤ 5 mm
B20
≥ 6 mm
B30
K-7 và K-19 B30
2. Thép thanh không có neo, có đường kính:
+ từ 10 mm đến 18
mm, nhóm:
CIV, A-IV B15
A-V B20
A-VI và AT-VII B30
+ ≥ 20 mm, nhóm:
CIV, A-IV B20
A-V B25
A-VI và AT-VII B3015
4) Độ bền của bêtông khi chịu lực theo hai hoặc ba trục

Hình ảnh về độ bền của bêtông chịu lực theo hai trục 1
σ


lgn/lg28RR
28n
=

(2.6)
Trong đó:

n
R
là độ bền nén của bêtông ở tuổi n ngày;
28
R
là độ bền nén của bêtông ở tuổi 28 ngày;
lg là hàm số logarit.
Bảng 2.2 : Sự phát triển cường độ của bêtông theo thời gian (CEB/FIP)
Tuổi bêtông 3 7 28 90 360
Ximăng pooclăng 0,40 0,65 1,00 1,20 1,35
Ximăng đóng rắn nhanh 0,50 0,75 1,00 1,15 1,20

18
2.2.3 Biến dạng
1) Quan hệ ứng suất - biến dạng

Quan hệ ứng suất – biến dạng của bêtông

pl
ε

ε

b
σ

b
ε

0

1
α

0
α
α

20
0ε0b
ε
σ
tgαE
=
∂
∂
==

b
EνtgαE
b1

bt
ν
là hệ số biến dạng đàn hồi của bêtông khi kéo.

21
3) Hệ số nở ngang và môđun biến dạng trượt

Hệ số nở ngang (hệ số Poisson) của bêtông có giá trị thay đổi trong khoảng
21,011,0
÷

và thường nằm trong khoảng
20,015,0
÷
[14]. Trong tính toán thường sử dụng giá trị
0,20 đối với trường hợp chịu nén theo một hoặc hai trục, giá trị 0,18 đối với trường
hợp kéo theo một hoặc hai trục và giá trị
20,018,0
÷
đối với trường hợp cả kéo và nén.
Tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 quy định giá trị của hệ số nở ngang là 0,2 cho mọi
trường hợp.
Môđun biến dạng trượt của bêtông:
()
b
0,4E0,42E
ν12
E
G
b

Loại bêtông
[
]
C/10α
05
bt
−

Bêtông nặng, bêtông hạt nhỏ và bêtông
cốt liệu nhỏ loại đặc chắc
1
Bêtông nhẹ dùng cốt liệu nhỏ loại rỗng 0,7
Bêtông tổ ong và bêtông rỗng 0,8 23
5) Từ biến

Đường cong đặc trưng biến dạng do từ biến của bêtông

25
Hệ số từ biến :
el
cr
b
ε
ε
=
ϕ

Trong đó:

cr
ε
là biến dạng từ biến của bêtông;

el
ε
là biến dạng đàn hồi của bêtông;
Suất từ biến :
()
()
0σ
b
0cr
0b
σ
tt,ε
tt,C