Dầm bê tông cốt thép dự ứng lực là gì năm 2024

Với hơn 12 năm kinh nghiệm trong ngành xây dựng, Hoàng Phú Anh chia sẻ: Kết cấu bê tông dự ứng lực là dạng kết cấu bê tông có sử dụng các sợi cáp bằng thép cường độ cao đặt trong lòng các cấu kiện bê tông theo một cách phù hợp sao cho khi các sợi cáp này được kéo căng thì sức căng trong các sợi cáp đó sẽ trở thành các lực có xu hướng chống lại các tác động của tải trọng tác.

Nguyên lý làm việc của bê tông tươi dự ứng lực

Thép trong bê tông là vật liệu tăng độ dẻo cho hỗn hợp bê tông. Cốt thép có cường độ cao, được kéo căng ra bằng máy kéo ứng suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định, được thiết kế trước, nằm trong giới hạn đàn hồi của nó, trước khi các kết cấu bê tông cốt thép này chịu tải. Lực căng cốt thép này làm cho kết cấu bê tông biến dạng ngược với biến dạng do tải trọng gây ra sau này khi kết cấu làm việc. Nhờ đó, kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước có thể chịu tải trọng lớn gần gấp đôi so với kết cấu này, khi không căng cốt thép ứng suất trước. (Khi chịu tải trọng bình thường, biến dạng do tải trọng gây ra chỉ đủ để triệt tiêu biến dạng do căng trước, kết cấu trở lại hình dạng ban đầu trước khi căng, giống như không hề chịu tải gì.)

Kết cấu thép trước khi đổ bê tông

Ở kết cấu bê tông cốt thép thông thường, thì cốt thép cùng với vật liệu bê tông chỉ thực sự làm việc (có ứng suất) khi có sự tác dụng của tải trọng. Còn ở kết bê tông ứng lực trước, trước khi đưa vào chịu tải thì kết cấu đã có trong nó một phần ứng suất ngược rồi. Cốt lõi của việc kết cấu bê tông ứng lực trước có khả năng chịu tải rất lớn là nhờ việc tạo ra các biến dạng ngược với khi làm việc bình thường. Việc sử dụng vật liệu cơ tính cao như: cốt thép cường độ cao, bê tông mác cao,… chỉ là điều kiện phụ trợ để tăng khả năng chịu tải của kết cấu bê tông ứng suất trước.

Lưu ý: Tại sao nên dùng thép kê trong quá trình đổ sàn bê tông?

Các ưu điểm của bê tông dự ứng lực trước

Bê tông ứng lực trước tiết kiệm được 15-30% khối lượng bê tông và 60-80% khối lượng cốt thép so với cấu kiện bê tông cốt thép thường, nhưng lại phải tăng chi phí cho bê tông cường độ cao, thép cường độ cao, neo và các thiết bị khác. Đối với cấu kiện nhịp lớn thì sử dụng bê tông ứng suất trước nói chung kinh tế hơn.

Kết cấu bê tông dự ứng lực bền chắc đến nỗi làm khó những người tháo dỡ các vị trí bê tông này

Còn nếu xét về độ cứng thì khung sàn bê tông ứng lực trước nhỏ hơn khung dầm sàn. Tuy nhiên, công nghệ dự ứng lực có thể được áp dụng đồng thời với các công nghê khác để tăng tiến độ (cốp pha leo, côp pha bản, cút nối thép, cốp pha vách định hình…) nên nhiều trường hợp việc tăng độ cứng của vách chịu lực để khắc phục việc giảm yếu độ cứng ngang vẫn được áp dụng ở nhiều nơi ( HK, AUS, Thái lan…..). Ngoài việc áp dụng cho các nhà cao tầng, công nghệ bê tông dự ứng lực tiền chế còn có thể áp dụng hiệu quả cho nhiều dạng công trình khác. Trên thực tế, công nghệ trên đã được áp dụng thành công cho các dự án khu công nghiệp và dân dụng.

Ở Việt Nam, công nghệ bê tông dự ứng lực đã được ứng dụng hiệu quả cho nhiều dự án nhà ở thương mại, dự án nhà máy công nghiệp. Bê tông dự ứng lực là một trong những loại mang nhiều ưu điểm và đang được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng.

Bê tông dự ứng lực là gì ?

Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, còn gọi là kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước, hay bê tông tiền áp, hoặc bê tông dự ứng lực là kết cấu bê tông cốt thép sử dụng sự kết hợp ứng lực căng rất cao của cốt thép ứng suất trước và sức chịu nén của bê tông để tạo nên trong kết cấu những biến dạng ngược với khi chịu tải, ở ngay trước khi chịu tải. Nhờ đó những kết cấu bê tông này có khả năng chịu tải trọng lớn hơn kết cấu bê tông thông thường, hoặc vượt được những nhịp hay khẩu độ lớn hơn kết cấu bê tông cốt thép thông thường.

Theo nhiều chuyên gia xây dựng, ứng dụng của công nghệ bê tông dự ứng lực trong xây dựng dân dụng và công nghiệp là lựa chọn thích hợp cho những đô thị hiện đại trên thế giới. Chuyên gia Amold Van Acker (Bỉ) cho biết: Bê tông dự ứng lực được dùng phổ biến từ lâu ở châu Âu. Sử dụng bê tông dự ứng lực tiết kiệm và giảm giá thành công trình, mang lại chất lượng cao cho công trình xây dựng. Thêm vào đó là yếu tố rút ngắn thời gian, đẩy nhanh tốc độ thi công và đảm bảo tính mỹ thuật, kỹ thuật, chất lượng của công trình. Đây là giải pháp tối ưu trong cuộc cách mạng xây dựng.

Bản chất bê tông là vật liệu chịu nén tốt chịu kéo kém, đối với các cấu kiện chịu uốn và chịu kéo, bê tông cốt thép truyền thống sử dụng cốt thép thường để chịu ứng suất kéo, bê tông chịu ứng suất nén, từ đó hình thành các cấu kiện bê tông cốt thép truyền thống. Khi tải trọng hoặc khẩu độ tăng lên moment uốn và ứng suất kéo sẽ tăng đòi hỏi tăng kích thước tiết diện cấu kiện bê tông cốt thép. Kèm theo đó là các vấn đề về trọng lượng bản thân, yêu cầu của kiến trúc thẩm mỹ… Để giải quyết vấn đề này từ giữa thế kỷ trước các kỹ sư đã đưa giải pháp dự ứng lực cho bê tông nhằm điều chỉnh biểu đồ ứng suất trên tiết diện cấu kiện. Ứng suất trước trong bê tông được tạo thành bằng cách kéo căng các bó cáp dự ứng lực cường độ cao đặt bên trong (hoặc bên ngoài) cấu kiện bê tông. Cáp dự ứng lực tương đương với tải trọng ngược hướng với tải trọng tác dụng giảm moment uốn và ứng suất kéo trên tiết diện cấu kiện. Về lý thuyết có thể thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép dự ứng lực mà vật liệu bê tông chỉ chịu nén và hoàn toàn không chịu kéo.

Các loại bê tông dự ứng lực

Hiện nay có 2 loại chính là bê tông dự ứng lực căng trước và căng sau. Hai loại này được phân biệt dễ dàng như dưới đây.

Bê tông dự ứng lực căng trước được đúc tại nhà máy (hoặc bãi đúc), đợi cho đủ cường độ, kéo cáp dự ứng lực. Khi cần sử dụng thì chở tới công trường, lắp ghép vào. Ưu điểm: chất lượng tốt (nhất là khi được đúc ở nhà máy và được sản xuất hàng loạt), thi công gần như là lắp ghép nên tiến độ nhanh hơn.

Khuyết điểm: Khi cần sử dụng cần vận chuyển đến công trình rồi lắp đặt theo thiết kế nên khá bất tiện (nhất là với các cấu kiện lớn như dầm cầu), chi phí vận chuyển cao, mối nối cần kiểm tra kỹ.

Bê tông dự ứng lực căng sau được đúc tại hiện trường (có đặt cáp sẵn khi đi thép), chờ đủ cường độ thì kéo cáp.

Ưu điểm: Không mất thời gia và chi phí vận chuyển.

Khuyết điểm: Chất lượng cần kiểm soát kỹ, dễ gặp sự cố khi kéo cáp (tuột neo, đứt cáp, nổ dầm… ), sự cố khó xử lý, tốc độ thi công chậm hơn căng trước vì phải chờ bêtông đủ cường độ mới kéo cáp được.

Những ưu điểm của bê tông dự ứng lực

Ứng dụng rộng rãi

Công nghệ bê tông dự ứng căng trước được ứng dụng trong nhiều dạng công trình khác nhau: xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng. Tuy nhiên, việc thi công ở những công trình lớn, nhà cao tầng của các chủ đầu tư hay dự án nước ngoài là chủ yếu. Đây là một trong những ưu điểm đầu tiên của công nghệ này.

Tiết kiệm thời gian

Trong thi công, bê tông dự ứng lực cần ít bê tông nhưng vẫn đảm bảo đàn hồi và độ ứng tốt hơn bê tông truyền thống. Do vậy, việc tháo dỡ cốp pha sẽ diễn ra sớm hơn. Chính điều này đã thúc đẩy công trình ngày càng được đẩy nhanh tiến độ và kết thúc dự án sớm là điều hoàn toàn có thể xảy ra. Rất nhiều công trình lớn trên thế giới, đặc biệt châu Âu thống kê thì đến 70% đều vượt tiến độ khi áp dụng công nghệ này.

Tiết kiệm nguyên liệu, chi phí rẻ

Bê tông ứng lực căng trước có khả năng vượt nhịp lên đến 20m.Do vậy, việc thi công với bê tông ứng lực trước luôn rẻ hơn bê tông truyền thống. Đặc biệt, việc công nghệ tạo được nhiều không gian dùng hơn khi sử dụng cùng một lượng nguyên liệu đã tiết kiệm chi phí tối đa. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ này còn tiết kiệm chi phí không sử dụng ván khuôn sàn trong thi công.

Độ cứng khung sàn cao gấp nhiều lần bê tông truyền thống

Bê tông dự ứng lực tiết kiệm nguyên liệu khối lượng cốt thép lên đến 80% nhưng lại tăng chi phí bê tông cường độ cao, neo, thép cường độ cao và nhiều thiết bị khác. Khi kết cấu lớn thì độ cứng khung sàn bê tông ứng lực nhỏ hươn đầm. Do vậy, độ cứng của bê tông dự ứng lực so với bê tông truyền thống thì cao hơn rất nhiều.

Chúng tôi vừa chia sẻ về bê tông dự ứng lực và những ưu điểm của nó khi áp dụng trong xây dựng. Hy vọng bạn đọc sẽ có những thông tin bổ ích từ bài viết.

Bê tông cốt thép dự ứng lực là gì?

Bê tông dự ứng lực là dạng kết cấu bê tông được sử dụng các sợi cáp bằng thép có cường độ cao. Và được đặt bên trong lòng các kết cấu kiện bê tông sao cho phù hợp để các sợi cáp đó sẽ thành các lực có xu hướng chống lại những tác động của tải trọng tác dụng vào.

Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực là gì?

Cọc bê tông dự ứng lực hay cọc bê tông ly tâm dự ứng lực là loại cọc được sản xuất trên dây chuyền, bảo dưỡng trên dây chuyền và thực hiện hoàn toàn trong nhà máy. Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực có hai loại hình dạng: cọc tròn và cọc vuông, mác bê tông ly tâm từ 500 trở lên.

Dầm bê tông cốt thép là gì?

Dầm bê tông cốt thép hay còn được gọi tắt là BTCT là loại cấu kiện được tạo bởi bê tông và cốt thép thường có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật. Cũng có chức năng như những loại dầm khác, dầm bê tông cốt thép chịu uốn rất tốt. Ngoài ra, loại dầm này có thể chịu nén nhưng chức năng chịu uốn vẫn tốt hơn so với chịu nén.

PC bar là gì?

Thép dự ứng lực (PC BAR) được biết đến là loại thép hợp kim hay còn gọi là mangan-silic dự ứng lực. Loại thép này có đặc điểm đó là có dạng cuộn không đều, là thép cán nóng, có mặt cắt ngang hình tròn và thường được sử dụng để làm cốt bê tông dự ứng lực.