Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Tiêu chuẩn thiết kế Cơng trình thuỷ lợi Tuyển tập Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Tập V Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Nhóm H Kết cấu bê tơng bê tơng cốt thép thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế Concrete and reinforced concrete structures engineering constructions - Design standard of hydraulic Tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy cơng, chịu tác dụng thường xun hay có chu kì môi trường nước Tiêu chuẩn không áp dụng kết cấu bê tông bê tông cốt thép cầu đường hầm giao thông ống đặt đất đắp đường ô tô đường sắt Quy định chung 1.1 Khi thiết kế kết cấu bê tông bê tơng cốt thép thủy cơng, ngồi việc thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn phải tuân theo yêu cầu tiêu chuẩn hành yêu cầu vật liệu, quy phạm thi công, điều kiện xây dựng đặc biệt vùng động đất, vùng đất lún sụt, yêu cầu bảo vệ kết cấu chống ăn mòn môi trường xâm thực 1.2 Khi thiết kế, cần ý đến loại kết cấu bê tông bê tông cốt thép (đổ chỗ, vừa lắp ghép vừa đổ chỗ, lắp ghép, kể ứng lực trước) để bảo đảm cơng nghiệp hố giới hố cơng tác xây dựng, giảm khối lượng vật liệu, giảm công lao động, rút ngắn thời gian hạ giá thành xây dựng 1.3 Việc lựa chọn kiểu kết cấu, kích thước chủ yếu cấu kiện kết cấu, hàm lượng cốt thép kết cấ bê tông cốt thép, phải dựa sở so sánh tiêu kinh tế kĩ thuật phương án Phương án chọn phải bảo đảm: chất lượng làm việc tối ưu, độ tin cậy, tính bền lâu tính kinh tế cơng trình 1.4 Kết cấu nứt mối nối cấu kiện lắp ghép phải bảo đảm truyền lực cách đáng tin cậy, bảo đảm độ bền thân cấu kiện vùng mối nối, liên kết bê tông đổ thêm mối nối với bê tông cấu kiện, độ cứng, tính khơng thấm nuớc (trong trường hợp cá biệt tính khơng cho đất thấm qua) tính bền lâu mối nối 1.5 Khi thiết kế loại kết cấu cơng trình thủy cơng mà chưa có kinh nghiệm thực tế thiết kế thi công điều kiện làm việc tĩnh động phức tạp kết cấu, đặc trưng trạng thái ứng suất biến dạng kết cấu xác định tính tốn với độ tin cậy cần thiết phải tiến hành nghiên cứu thực nghiệm 1.6 Trong đồ án thiết kế cần dự kiến biện pháp công nghệ cấu tạo nhằm nâng cao tính chống thấm bê tông giảm áp lực ngược như: đổ bê tơng có khả chống thấm cao phía mặt chịu áp lực mặt (đặc biệt vùng mực nước thay đổi); dùng chất phụ gia hoạt tính bề mặt (các phụ gia sinh khí, hoá dẻo v.v ), vật liệu cách nước cách nhiệt mặt ngồi kết cấu bê tơng phía mặt chịu áp lực mặt ngồi cơng trình nơi chịu kéo tải trọng sử dụng gây Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 1.7 Khi thiết kế cơng trình thủy cơng, cần dự kiến trình tự xây dựng, dự kiến hệ thống khe tạm thời, điều kiện gun kín, bảo đảm làm việc có hiệu kết cấu thời kì xây dựng sử dụng Các u cầu tính tốn 1.8 Khi thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, cần phải thỏa mãn u cầu tính tốn theo khả chịu lực Đối với trạng thái giới hạn nhóm thứ cần tính với tất tổ hợp tải trọng, lực tác dụng theo khả làm việc bình thường Đối với trạng thái giới hạn nhóm thứ hai cần tính với tổ hợp tải trọng lực tác dụng 1.9 Khi thiết kế kết cấu bê tơng phải tính: Theo khả chịu lực - cần tính độ bền, đồng thời kiểm tra độ ốn định vị trí hình dạng kết cấu; Theo hình thành khe nứt - cần tính theo chương tiêu chuẩn 1.10 Khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, phải tính: Theo khả chịu lực - cần tính độ bền, đồng thời kiểm tra độ ổn định vị trí hình dạng kết cấu độ bền mỏi kết cấu chịu tải trọng tác dụng lặp lại nhiều lần; Theo biến dạng - trường hợp độ chuyển vị hạn chế khả làm việc bình thường kết cấu thiết bị đặt nó; Theo hình thành khe nứt - trường hợp điều kiện sừ dụng bình thường cơng trình khơng cho phép hình thành khe nứt, theo độ mở rộng khe nứt 1.11 Khi kết cấu bê tông bê tông cốt thép đạt tới trạng thái giới hạn mà biểu thị nội lực, mặt cắt (đập trọng lực đập vòm, tường chống, dầy dầm tường, v.v ) phải tính kết cấu theo phương pháp học môi trường liên tục Trong trường hợp cần thiết, phải xét tới biến dạng không đàn hồi khe nứt bê tông Trường hợp đặc biệt, việc tính tốn kết cấu nêu phép tiến hành theo phương pháp sức bền vật liệu phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế loại cơng trình thủy lợi Đối với kết cấu bê tơng, ứng suất nén tĩnh với tải trọng tính tốn khơng vượt q cường độ tính tốn tương ứng bê tông; kết cấu bê tông cốt thép, ứng suất nén bê tông không vượt q cường độ tính tốn bê tơng chịu nén, nội lực kéo mặt cắt ứng suất bê tông vượt cường độ tính tốn nội lực cốt thép chịu hoàn toàn Nếu vùng chịu kéo bê tông khả làm việc, dẫn tới cấu kiện khả chịu tải cần lấy hệ số theo điều 1.15; 2.12; 2,17 tiêu chuẩn 1.12 Tải trọng tiêu chuẩn xác định tính tốn theo trêu chuẩn hành trường hợp cần thiết cần đưa vào kết nghiên cứu lí thuyết thực nghiệm Tổ hợp tải trọng lực tác dụng hệ số vượt tải lấy theo tiêu chuẩn: “Cơng trình thuỷ cơng sông Nguyên tắc để thiết kế” Hệ số vượt tải n lấy theo bảng Bảng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Trọng lượng thân cơng trình Trọng lượng thân cơng trình lớp áo đường áp lực thẳng đứng trọng lượng đất áp lực bên đất 1,05 (0,95) 1,2 (0,90) 1,1 (0,90) 1,2 1,2 1,00 áp lực bùn cát áp lực thuỷ tĩnh áp lực sóng áp lực nước thấm theo đường viền đất cơng trình khớp nối mặt cắt tính tốn kết cấu bê tơng bê tông cốt thép 1,10 (0,90) (áp lực đẩy ngược nước Lấy theo tiêu chuẩn tải áp lực thủy tĩnh nước ngầm lên lớp áo đường hầm trọng lực tác dụng Các tải trọng thẳng đứng nằm ngang máy làm việc đất, bốc dỡ vận chuyển tải trọng lượng người, trọng lượng hàng thiết bị thi công cố định đặt cơng trình -nt1,20 10 Chú thích: Hệ số vượt tải phương tiện chuyển động đường sắt đường ôtô cần lấy theo tiêu chuẩn thiết kế cầu Hệ số vượt tải áp lực cầu lấy theo tiêu chuẩn thiết kế đường hầm thuỷ công Hệ số vượt tải (n) phép lấy trọng 1ượng thân cơng trình áp lực thẳng đứng trọng lượng thân đất đắp trọng lượng khơng vượt q 20% trọng lượng tồn cơng trình,cũng tồn tải trọng đất sử dụng thơng số tính tốn đất xác định theo tiêu chuẩn thiết kế Các hệ số vượt tải ghi ngoặc đơn ứng với trường hợp dùng giá trị nhỏ dẫn tới trường hợp chất tải cơng trình bất lợi Khi tính kết cấu theo độ bền mỏi theo trạng thái giới hạn nhóm thứ hai, phải lấy hệ số vượt tải 1.13 Biến dạng kết cấu bê tông cốt thép cấu kiện (có xét tới tác động lâu dài tải trọng) không vượt trị số thiết kế quy định, xuất phát từ yêu cầu làm việc bình thường thiết bị máy móc Trong cơng trình thủy cơng, phép khơng tính tốn kết cấu cấu kiện theo biến dạng vận hành sử dụng cơng trình tương tti xác định độ cứng kết cấu cấu kiện đủ đảm bảo cho công trình làm việc bình thường 1.14 Khi tính tốn kết cấu lắp ghép chịu nội lực phát sinh nâng, vận chuyển lắp ráp, tải trọng trọng lượng thân cấu kiện lấy với hệ số động lực l,3 hệ số vượt tải trọng lượng thân l Khi có luận chứng xác đáng lấy hệ số động lực lớn l,3 không vượt 15 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 1.15 Trong tính tốn bê tơng bê tơng cốt thép thủy cơng (kể kết cấu tính theo điều l.11 tiêu chuẩn này) cần phải xét tới hệ số bảo đảm kn hệ số tổ hợp tải trọng nc tuỳ theo mức độ quan trọng, cấp cơng trình mức độ hậu tiến đến trạng thái giới hạn, hệ số kn lấy theo bảng 2, hệ số nc lấy theo bảng Bảng Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV 1,25 1,20 1,15 1,10 Bảng Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng đặc biệt Tổ hợp tải trọng thời kì thi cơng 1,00 0,90 0,95 1.16 Khi xác định áp lực đẩy ngược nước mặt cắt tính tốn kết cấu, cần phải ý đến điều kiện làm việc thực tế kết cắu thời kì sử dụng phải ý tới giải pháp kết cấu công nghệ (điều l.6 tiêu chuẩn này) nhằm nâng cao tính chống thấm bê tơng giảm áp lực ngược Trong cấu kiện kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công nước chịu áp lực tính theo điều 1.11 tiêu chuẩn này, áp lực ngược nước xem lực thể tích Trong cấu kiện lại, áp lực ngược xem lực kéo đặt mặt cắt tính tốn áp lực ngược nước xét đến tính tốn mặt cắt trùng vịi mạch ngừng đổ bê tơng mặt cắt liền khối 1.17 Khi tính độ bền cấu kiện chịu kéo tâm lệch tâm có biểu đồ ứng suất dấu tính tốn độ bền cấu kiện bê tông cốt thép theo mặt cắt nghiêng so với trục dọc tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép theo hình thành khe nứt, áp lực ngược nước phải lấy thay đổi theo quy luật đường thẳng phạm vi toàn chiều cao mặt cắt mặt cắt cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm chịu kéo lệch tâm có biểu đồ ứng suất hai dấu, tính với độ bền mà không xét tới làm việc bê tông vùng chịu kéo mặt cắt phải tính áp lực ngược nước phạm vi vùng chịu kéo mặt cắt dạng áp lực thủy tĩnh tồn phần phía mặt chịu kéo không xét phạm vi vùng chịu nén mặt cắt mặt cắt cấu kiện có biểu đồ ứng suất nén dấu khơng cần xét tới áp lực ngược nước Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Chiều cao vùng chịu nén bê tông mặt cắt xác đinh theo giả thiết tiết diện phẳng, đồng thời không xét tới làm việc bê tông chịu kéo cấu kiện khơng có khả chống nứt hình dạng biểu đồ ứng suất bê tơng vùng chịu nén mặt cắt lấy theo hình tam giác Đối với cấu kiện có hình dạng cắt phức tạp, cấu kiện có sử dụng biện pháp công nghệ cấu tạo, cầu kiện tính theo điều 1.11 tiêu chuẩn này, trị số áp lực ngược nước cần xác định sở kết nghiên cứu thực nghiệm tính tốn thấm Chú thích: Loại trạng thái ứng suất cấu kiện xác định theo giả thiết tiết diện phẳng không xét tới áp lực ngược nước 1.18 Khi xác định nội lực kết cấu bê tông cốt thép siêu tĩnh tác dụng nhiệt độ độ lún cua gối tựa xác định phản áp lực đất, độ cứng cấu kiện cần xác định có xét tới hình thành khe nứt từ biến bê tông l yêu cầu quy định điều 4.3.1 4.3.2 tiêu chuẩn Khi tính tốn sơ bộ, cho phép lấy độ cứng chịu uốn kéo cấu kiện khơng có khả chống nứt 0,4 trị số độ cứng chịu uốn kéo xác định theo mô đun đàn hồi ban đầu bê tông Chú thích: Các cấu kiện khơng có khả chống nứt cấu kiện tính theo độ mở rộng khe nứt, cấu kiện có khả chống nứt tính theo hình thành khe nứt 1.19 Cần tính tốn cấu kiện độ mỏi số chu kì thay đổi tải trọng lớn 2.106 suốt thời kì sử dụng cơng trình (phần nước chảy qua tổ máy thủy điện, cơng trình xả nước, đáy sân tiêu năng, kết cấu dỡ máy phát điện nhà máy thủy điện v.v ) 1.20 Khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước cơng trình thủy cơng, cần phải theo yêu cầu tiêu chuẩn hành kết cấu bê tông bê tông cốt thép cần xét đến hệ số tiêu chuẩn 1.21 Khi thiết kế kết cấu khối lớn ứng lực trước néo vào nền, với việc tính tốn, cần tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để xác định khả chịu tải phận néo, để xác định trị số chung ứng suất bê tông néo, quy định biện pháp bảo vệ néo khỏi bị ăn mòn Trong thiết kế cần dự kiến khả căng lại néo thay chúng khả tiến hành quan sát kiểm tra trạng thái néo bê tông Vật liệu dùng kết cấu bê tơng bê tơng cốt thép BÊ TƠNG 2.1 Bê tông dùng cho kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công phải thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn 2.2 Khi thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công, tuỳ thuộc vào loại kết cấu điều kiện làm việc chúng mà xác định đặc trưng yêu cầu bê tông - gọi mác thiết kế bê tông Trong thiết kế cần dự kiến sử dụng bê tơng nặng có mác thiết kế theo đặc tính sau đây: a Theo cường độ chịu nén dọc trục (cường độ khối lập phương) tức theo sức kháng nén dọc trục mẫu chuẩn - khối lập phương thử theo yêu cầu Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 tiêu chuẩn Đặc trưng đặc trưng phải nêu rõ thiết kế, trường hợp, sở tính tốn kết cấu Trong thiết kế cần phải dùng mác theo cường độ chịu nén (gọi tắt mác thiết kế) sau: M75, M100, M 150, M200, M250, M300 , M350, M400, M450, M 500, M600 b Theo cường độ chịu nén dọc trục tức theo sức kháng kéo dọc trục mẫu kiểm tra thử theo tiêu chuẩn Đặc trưng cần quy định trường hợp có ý nghĩa chủ đạo cần kiểm tra thi công; cụ thể chất lượng sử dụng kết cấu hoặcc cấu kiện định làm việc bê tông chịu kéo hay khơng cho phép hình thành khe nứt cấu kiện kết cấu Trong thiết kế cần phải dùng mác bẽ tông theo cường độ chịu kéo dọc trục sau đây: Kl0, K15, K20, K25, K30, K35 c Theo tính chống thấm tức theo áp lực nước lớn mà không quan sát thấy rò nước thừ mẫu theo tiêu chuẩn Đặc trưng quy định tuỳ thuộc vào gradien cột nước áp lực tính tỉ số cột nước lớn (tính mét) với chiều dầy kết cấu (tính mét) Trong thiết kế phải dùng mác bê tơng theo tính chống thấm sau đây: B2, B4, B6, B8, B10,B12.Trong kết cấu bê tông cốt thép chịu áp lực khơng có khả chống nứt kết cấu cơng trình biển khơng chịu áp lực, khơng có khả chống nứt, mác thiết kế bê tơng theo tính chống thấm khơng thấp B4 2.3 Đối với cơng trình bê tơng khối lớn có khối lượng bê tơng triệu m3, thiết kế phép định trị số sức kháng tiêu chuẩn trung gian bê tông, dùng trị số có ưu việt so với cách phân mác theo cờnh độ chịu nén quy định điều 2.2 tiêu chuẩn 2.4 Trong thiết kế, cần đề yêu cầu bổ sung, xác định nghiên cứu thực nghiệm bê tông kết cấu thủy công về: Suất dãn giới hạn; Độ bền chống tác dụng xâm thực nước; khơng có tác dụng qua lại có hại chất kiềm xi măng với cốt liệu Khả chống mài mịn nước chảy có mang bùn cát đáy bùn cát, lơ lửng; Độ bền chống khí thực; Tác dụng hố học vật phẩm khác đặt cơng trình thủy cơng; Sự toả nhiệt bê tông đông cứng 2.5 Thời hạn đông cứng (tuổi) bê tông ứng với mác thiết kế cường độ chịu nén, chịu kéo dọc trục tính chống thấm, kết cấu cơng trình thuỷ cơng sơng lấy 90 ngày, cịn kết cấu lắp ghép đổ liền khối biển kết cấu lắp ghép cơng trình vận tải sông lấy 28 ngày Nếu biết thời hạn thực tế mà kết cấu chịu tải, phương pháp thi công, điều kiện đông cứng bê tông, loại chất lượng xi măng sử dụng, phép xác định mác thiết kế bê tông tuổi khác Đối với kết cấu lắp ghép, kể kết cấu ứng lực trước, cường độ xuất xưởng bê tông phải lấy không nhỏ 70% cường độ mác thiết kế tương ứng 2.6 Đối với cấu kiện bê tông cốt thép làm bê tông nặng chịu tải lặp lại nhiều lần kết cấu bê tông cốt thép chịu nén kết cấu kiểu cầu cạn bờ đặt cọc, cọc ống, v v ) phải dùng mác thiết kế bê tông không thấp M200 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 2.7 Đối với cấu kiện bê tông cốt thép ứng lực trước phải lấy mác thiết kế bê tông theo cường độ chịu nén: Không M.200 - kết eấu có cốt thép thanh; Khơng M.250 - kết cấu có sợi cốt thép cường độ cao; Không M.400 - kết cấu đặt vào đầt cách đóng rung 2.8 Để làm liền khối mối nối cấu kiện kết cấu lắp ghép, mà quy trình sử dụng phải chịu tác dụng nước xâm thực, phải dùng bê lơng có mác thiết kế có độ chống thấm không thầp mác cấu kiện kết với 2.9 Cần dự kiến sử dụng rộng rãi chất phụ gia hoạt tính bề mặt, kể tro thải nhà máy nhiệt điện làm chất phụ gia phân tán (rất mịn) khác thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn tương ứng sản xuất bê tơng vữa 2.10 Nếu lí kinh tế - kĩ thuật mà việc làm giảm tải trọng trọng lượng thân kết cấu hợp lí phép dùng bê tơng cốt liệu rơng có mác thiết kế lấy theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép" Các đặc trưng tiêu chuẩn tính tốn bê tông 2.11 trị số cường độ tiêu chuẩn tính tốn bê tơng phụ thuộc vào mác thiết kế theo cường độ chịu nén chịu kéo dọc trục lấy theo bảng Bảng Loại c|ờng độ bê tông Kg/ cm2 Mác C|ờng độ tiêu chuẩn; c|ờng độ tính thiết kế tốn trạng thái giới hạn bê tông nặng n Nén dọc trục (c|ờng độ lăng trụ) R TC RH Kéo dọc trục Rk TC Rk M75 M100 M150 M200 M250 M300 M350 M400 M450 M500 M600 45 60 85 115 145 170 200 225 255 280 340 5,8 7,2 9,5 11,5 13 15 16,5 18 19 20 22 K10 K15 - 7,8 11,7 H C|ờng độ tính tốn trạng thái giới hạn nhóm Nén dọc trục (c|ờng độ lăng trụ) Rn Theo c|ờng độ chịu nén 35 45 70 90 110 135 155 175 195 215 245 Theo c|ờng độ chịu nén - Kéo dọc trụ Rk 3,8 4,8 6,3 7,5 8,8 10 11 12 12,8 13,5 14,5 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 4.6 Khi tính tốn kết cấu bê tơng cốt thép theo biến dạng xác định nội lực cấu kiện kết cấu siêu tính, biến dạng (độ vơng góc xoay) cấu kiện tính tốn theo cơng thức môn học Khi tải trọng tác dụng ngắn hạn, độ cứng cấu kiện Bk cần xác định theo công thức: Đối với cấu kiện đoạn có khả chống nứt: Bk=0,8 Eb It.đ (62) Đối với đoạn khơng có khả chống nứt cấu kiện tính theo độ mở rộng khe nứt: (63) Trong đó: a - Hệ số xét tới làm việc bê tông giứa khe nứt, lấy theo phụ lục tiêu chuẩn Khi xác định biến dạng cấu kiện tính tốn mỏi, lấy hệ số a = l; x - Chiều cao vùng chịu nén mặt cắt sau hình thành khe nứt, xác định với biểu đồ ứng suất hình tam giác vùng chịu nén Khi tính tốn kết cấu đàn hồi, cấu kiện có tiết diện hình chữ nhật có cạnh nhỏ lớn lm hàm lượng cốt thép < 0,008, phép xác định độ cứng cấu kiện theo công thức: (63) Chú thích: 1) Trị số a đồ thị số 2, phép dùng cấu kiện có cốt thép cấu kiện có mặt cắt hình chữ T có cánh nằm vùng chịu nén 2) Trên đồ thị đến phụ lục 2, trị số a cho tải trọng tác dụng ngắn hạn Khi tải a trọng tác dụng dài hạn, cần xác định theo công thức a.d vùng nằm đường cong a = 0,4 tương ứng với trị số a = 0,4 4.7 Khi tải trọng tác dụng dài hạn, độ cúng B kết cấu cần xác định theo công thức: (65) Trong đó: q - Tải trọng tác dụng dài hạn; p - Tải trọng tác dụng ngắn hạn; - Hệ số giảm độ cứng lấy sau: Đối với mặt cắt chữ T có cánh nằm vùng chịu nén = l ,5; vùng chịu kéo = 2,5 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Đối với mặt cắt chừ nhật, I, hình hộp mặt cắt tương tự = 2: Tính cấn kiện kết cấu bê tông bê tông cốt thép chịu tác dụng nhiệt độ độ ẩm 5.1 Phải xét đến tác dụng nhiệt độ trường hợp sau đây: a Khi tính tốn khả chịu lực kết cấu bê tông theo điều 3.l tiêu chuẩn này, tính tốn khả chống nứt kết cấu bê tông trường hợp mà phá hoại độ liền khối kết cấu làm thay đổi sơ đồ làm việc tĩnh lực, gây tác động ngoại lực phụ làm tăng áp lực ngược nước; b Khi tính tốn khả chịu lực kết cấu bê tông cốt thép siêu tĩnh, tính tốn kết cấu bê tơng cốt thép theo hình thành khe nứt trường hợp nêu điều 4.l tiêu chuẩn này; c Khi xác định biến dạng chuyển vị phận cơng trình để định kết cấu khe nhiệt - co ngót lớp lèn chống thấm; d Khi định chế độ cần thiết theo điều kiện xây dựnh sử dụng cơng trình bê tơng Chú thích: Được phép khơng tính tốn tác động nhiệt độ kết cấu thành móng mà chuyển vị tự đảm bảo Khi tính tốn kết cấu bê tơng, phép đưa tác động củanhiệt độ vào tổ hợp tải trọng lực tác dụng có luận chứng thích đáng 5.2 Khi tính tốn kết cấu chịu tác dụng nhiệt độ phải xét đến: a Sự thay đổi nhiệt độ khơng khí hên nước hồ chứa b Sự thay đổi nhiệt độ cơng trình; c Sự khuếch tán trừ lượng nhiệt ban đầu kết cấu (hoặc làm nóng kết cấu nhiệt độ bê tơng đổ thấp nhiệt độ khơng khí) d Sự toả nhiệt bê tông; e Chênh lệch nhiệt độ phần cơng trình kề f Sự thay đổi trạng thái kết cấu từ nhiệt độ lấp khe thi công tới nhiệt độ khai thác trung bình; g ảnh hưởng biện pháp nhân tạo nhằm điều chỉnh chế độ nhiệt kết cấu (làm lạnh khối bê tông nước chảy hệ thống ống, bằnh lớp nước phủ, làm nóng bê tơng nước, máy tạo nhiệt, làm nóng mặt điện ) 5.3 Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm khơng khí bên ngồi, phải lấy theo số liệu quan trắc khí tượng vùng xây dựng Khi khơng có số liệu quan trắc nhiệt độ độ ẩm khơng khí bên ngồi, phải lấy theo tài liệu thức quan khí tượng cơng bố Nhiệt độ nước hồ chứa phải xác định sở tính tốn riêng theo cơng trình tương tự 5.4 Khi tính tốn kết cấu chịu tác dụng độ ẩm, phép khơng xét đến co ngót bê tông, kết cấu đặt nước, tiếp xúc với nước đắp đất lên trên, áp dụng phương pháp chống khô bê tơng thời kì xây dựng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Đối với kết cấu đặt nước tiếp xúc với nước, cần xét tới ảnh hưởng trương nở bê tông theo số liệu nghiên cứu riêng 5.5 Trị số đặc trưng vật lí nhiệt độ - độ ẩm bê tơng cần thiết để tính tốn kết cấu tác dụng nhiệt độ độ ẩm, đặc trưng toả nhiệt bê tông tông đông cứng điều kiện đoạn nhiệt lấy theo hảng l phụ lục tiêu chuẩn 5.6 Trường nhiệt độ độ ẩm kết cấu tính theo phương pháp vật lí xây dựng, kết hợp sử dụng quy định trình ổn định 5.7 Nội lực, úng suầt chuyển vị kết cấu bê tông bê tông cốt thép tác dụng nhiệt độ độ ẩm, cần xác định theo điều 11, l 18, 4.6 4.7 tiêu chuẩn Đối với cơng trình cấp I, đặc trưng biến dạng bê tông để xét mô đun đàn hồi biến đổi theo thời hạn từ biến bê tông phải xác định nghiên cứu thực nghiệm, lấy theo cơng trình tùơng tự 5.8 Các kết cấu bê tông bê tông cốt thép chịu tác dụng nhiệt độ độ ầm theo hình thành khe nứt tính theo cơng thức: (66) Trong đó: (t) ứng suất bê tơng thời điểm xét có từ biến gh (t) - Suất dẫn giới hạn eủa bê tông lấy theo bảng 19 E(t) - Mô đun đàn hồi bê tông (KG/cm2) tuổi t (ngày) xác định theo cơng thức: (67) Trong đó: a - hệ số lấy theo bảng 20 Bảng 19 M150, M200 0,7 M250 0,8 M 300 lớn 0,9 Chú thích: Khi tính tốn cơng trình cấp I, trị số snất dẫn giới hạn Của bê tơng cần xác hóa theo kết nghiên cứu thựcnghiệm Bảng 20 Mác bê M tông 75 M 100 M 150 M 200 M 250 M 300 M 350 M 400 M 450 M 500 M 600 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Hệ số a 14 17 23 28 34 40 46 52 58 64 75 5.9 Khi thiết kế kết cấu chịu tác dụng nhiệt độ độ ẩm cần phải dự kiến giải pháp cấu tạo biện pháp công nghệ a) giải pháp cấu tạo: Chọn kết cấu hợp lí điều kiện thiên nhiên cho Các kết cấu cách hợp lí theo khe nhiệt độ - co ngót cố định tạm thời; Làm lớp cách nhiệt mặt ngồi bê tơng b) Các biện pháp cơng nghệ: Hạ thấp toả nhiệt bê tông cách: sử dụng xi măng toả nhiệt thấp, giảm lượng xi măng cách sử dụng chất phụ gia sinh khí hố dẻo, bê tơng đá hộc tro thải v.v ; Phân tán tối đa nhiệt lượng ban đầu phân tán toả nhiệt cách phối hợp có lợi chiều cao tầng đổ bê tông khoảng thời gian lần đổ tầng, mà bảo đảm cường độ thi cơng cơng trình; Điều chỉnh nhiệt độ vùa bê tơng, cách làm nóng làm lạnh nhân tạo thành phần vữa Điều chỉnh chế độ nhiệt ẩm bề mặt khối bê tông lớn để chống dao động đột ngột môi trường mùa lạnh; giữ trạng thái ẩm mùa nóng lớp cách nhiệt thường xuyên hay tạm thời lớp cách nhiệt ẩm, tưới nước, làm lều phủ có điều hịa khí hậu v.v áp dụng biện pháp làm lạnh khối đổ bê tơng hệ thống ống nước; Nâng cao tính đồng bê tông để bảo đảm cho bê tơng có độ dãn cao, nâng cao giới hạn cường độ chịu kéo dọc trục; Làm liên kết cấu siêu tĩnh làm liền khối kết cấu lớn nhiệt độ bê tông gần nhiệt độ nhỏ bê tơng khai thác cơng trình Chỉ cho phép đặt cốt thép chịu nội lực nhiệt độ co ngot giải pháp kết cấu biện pháp công nghệ khác không bảo đảm khả chịu lực, không bảo đảm liền khối cần thiết cơng trình theo điều kiện khai thác Các yêu cầu cấu tạo Các khe cố định tạm thời 6.1 Để ngăn ngừa hình thành khe nứt, giảm bớt độ mở rộng khe nứt cơng trình bê tơng bê tông cốt thép liền khối, cần phải dự kiến khe lún khe nhiệt độ - co ngót cồ định, khe thi công tạm thời Các khe cố định phải bảo đảm khả chỉnh vị tương hỗ phần cơng trình thời gian thi công thời gian sử dụng Các khe thi công tạm thời phải bảo đảm: Giảm ứng suất nhiệt, co ngót bê tơng, q trình xây dựng cơng trình; Giảm nội lực phần cơng trình lún khơng gây thời kì thi công; Giữ cường độ thi công công trình; Thống hóa kết cấu cốt thép, ván khuôn, cầu kiện lắp ghép, v.v Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 6.2 Các khe cố định công trình cắt qua tồn cơng trình, hay cắt qua mặt có dao động nhiệt độ lớn Khoảng cách giúa khe cố định tạm thời quy định tuỳ theo điều kiện khí hậu địa chất; đặc điểm kết cẩu cơng trình, trình tự thi cơng, v.v phần cơng trình khối lớn đổ chỗ cơng trình nùa lắp ghép, nửa đổ chỗ, chịu dao động nhiệt độ lớn chuyển vị khó khăn, liên kết với đá với bê tông phần bên cơng trình, khoảng cách khe nhiệt độ - co ngót, xác định tính tốn theo chương 5, tiêu chuẩn Khoảng cách khe cố định cơng trình bê tơng đá, nên khơng lớn 30m 6.3 Trong đồ án thiết kế kết cấu vừa lắp ghép vừa đổ chỗ, phải dự kiến biện pháp bảo đảm liên kết chắn, theo mặt tiếp xúc, làm liền khối kết cấu 6.4 Để giảm ứng suất nhiệt độ - co ngót, ảnh hưởng lún không nền, phép bố trí khe mở rộng tạm thời Sau nlúệt độ cân độ lún ổn định, khe đổ bê tông (đổ bê tông chèn khối làm liền khối) Đặt cốt dọc ngang 6.5 Khoảng cách nội gia cốt thép theo chiều cao chiều rộng mặt cắt phải bảo đảm làm việc đồng thời cốt thép với bê tông, đảm bảo đổ đầm vữa bê tông thuận lợi Khoảng cách nội giửa cốt thép kết cấu khối nhỏ phải lấy theo tiêu chuẩn thiết kế "Kết cấu bê tông bê tông cốt thép" Trong kết cấu bê tông cốt thép khối lớn, khoảng cách nội cốt thép chịu lực theo chiều rộng mặt cắt, xác định theo cỡ cốt liệu bê tông không nhỏ 2,5d 6.6 Khi tính tốn theo độ mở rộng khe nứt, cho tường bê tông cốt thép , khối lớn có chiều cao mặt cắt lớn 60cm, hàm lượng cốt thép = 0,008, phép bố trí cốt thép phân tán theo mặt cắt cấu kiện, có luận chứng thích đáng để giảm chiều rộng khe nứt lớn theo chiều cao mặt cắt nêu đặt thép không làm tăng lượng cốt thép 6.7 Khi trị số độ mở khe nứt cho phép an 0,1mm, tất cốt thép khơng thể bố trí hai hàng, phép bố trí có đường kính nhỏ hàng thứ (hàng bên ngoài), hàng thứ 2, đặt có đường kính lớn xác định từ điều kiện bảo đảm tổng diện tích mặt cắt cần thiết theo tính tốn cường độ Đồng thời, đường kính hàng thứ thứ hai không khác 40% 6.8 Phải kéo dài cốt thép dọc chịu kéo nén mặt cắt thẳng góc nghiêng so với trục dọc cấu kiện, mà mặt cắt đó, theo tính tốn, khơng địi hỏi phải đặt thép quy định tiêu chuẩn thiết “ Kết cấu bê tông bê tông cốt thép" 6.9 Tại góc lõm hợp cấu kiện bê tơng cốt thép, phải dự kiền đặt vào vùng chịu kéo cốt thép bổ sung dạng đoạn ngắn chúng hàn với cốt thép kéo dài phía kể từ đính góc lõm đoạn không nhỏ 0,3 chiều cao Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 cấu kiện Diện tích mặt cắt đoạn ngắn phải 20% diện tích mặt cắt cốt thép chịu lực Cốt thép chịu lực liên kết góc cấu kiện phải néo chắn vào vùng chịu nén (bằng cách hàn với cốt thép chịu nén) Nếu cốt thép chịu lực không kéo dài vào vùng chịu nén cần phải đặt cốt ngang nứt để chịu nén (hình9)các nội l có khuynh hướng làm tách vùng chịu kéo khởi vùng chịu nén (hình 9) Hình Sơ đồ đặt thép vùng chịu kéo góc lõm liên kết cấu kiện bê tông cốt thép 6.10 Cốt thép phân bố cấu kiện làm việc theo hướng, phải định với số lượng không lớn 15% diện tích cốt thép chịu lực Trong dầm, cần đặt cốt thép phân bổ phía gần với mặt kết cấu 6.11 Khi sử dụng biện pháp hàn để liên kết cốt thép cần phải tuân thủ yêu cầu tiêu chuẩn tương ứng cốt thép hàn chi tiết đặt sẵn kết cấu bê tông cốt thép,.cũng yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế "Kết cấu bê tông bê tông cốt thép” 6.12 Các mối nối cốt thép chịu kéo không đặt chỗ nội lực lớn Trong kết cấu tính mỏi thường mặt cắt không nối nửa số cốt thép chịu kéo Không cho phép dùng mối nối chồng (khơng hàn có hàn) cốt thép chịu kéo kết cấu 6.13 Khi thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép có bọc thép đường dẫn nước vào tuabin phải bảo đảm làm việc đồng thời cốt thép thép; chiều dầy vỏ thép nên lấy tối thiểu theo điều kiện lắp ráp vận chuyển 6.14 Cốt thép kết cấu bê tông cốt thép nên ưu tiên dùng kết cấu cốt thép như: dàn cốt thép, bó cốt thép, khung lưới thép hàn Nên dùng khung cốt thép không gian (khối cốt thép), panen cốt thép có phần tồn cốt thép chịu lực kết cấu Cần sử dụng tới mức tối đa cốt thép lắp ráp kết cấu cốt thép làm cốt thép tính tốn cấu kiện bê tơng cốt thép 6.15 Khi định kiểu kết cấu cốt thép phải xét tới phương pháp thi công đă chấp nhận phải bảo đảm khả chuyển đổ bê tông giới khả đầm, bảo dưỡng bê tông cẩn thận Cho phép dùng khung cốt thép hàn chịu tải, có cốt thép chịu lực để chịu tải thi công (do trọng lượng bê tơng đổ, máy móc thi công, máy vận chuyển v.v ) trường hợp tính tốn kinh tế kĩ thuật chứng minh việc dùng khung cốt thép hợp lí so với việc dùng cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép Không cho phép tăng diện tích mặt cắt cốt thép tính theo tải trọng thời kì sử dụng đê chịu tải trọng thời gian thi công 6.16 Chiều dầy lớp bê tông bảo vệ phải đảm bảo: Không nhỏ 30mm, cốt thép chịu lực 20mm cốt thép phân bố cốt đai dầm có chiều cao tới 1m, cột có cạnh ngắn tới 1m Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Không nhỏ 60mm không nhỏ đường kính cốt thép chịu lực phân bố kết cấu khối lớn có cạnh nhỏ mặt cắt lớn 1m Chiều dầy lớp bê tông bảo vệ kết cấu bê tông cốt thép cơng trình thuỷ cơng biển phải lấy không nhỏ hơn: 70mm - cốt thép chịu lực dạng sợi làm thành bó; 50mm - cốt thép chịu lực; 30mm - cốt thép phân bố cốt đai; Đối với cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép gia cơng nhà máy có mác thiết kế lớn 200, chiều dày lớp bê tông bảo vệ lấy giảm 10mm so với trị số nói Trường hợp kết cấu bê tơng cốt thép đặt môi trường xâm thực chiều dầy lớp bảo vệ phải xác định theo quy định riêng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Phụ lục Các đặc trưng bê tơng để tính tốn kết cấu chịu tác dụng nhiệt độ độ ẩm Bảng - Đặc trưng nhiệt độ độ ẩm vật lí bê tông Các loại đặc trưng nhiệt độ độ ẩm vật lí bê tơng Kí hiệuTrị số Hệ số dãn nở dài 1.10-5 1/độ Hệ số dãn nở nhiệt Trong thời kì xây dựng 1,70 Trong thời kì sử dụng Tỉ nhiệt C 0,24 kg.độ Hệ số dẫn nhiệt độ a Thứ nguyên 2,20 Kcalo m.giờ độ Kcálo 4.10-3 Hệ số toả nhiệt từ mặt thống bê tơng khơng khí M2/giờ n 20,00 Kcalo m2.giờ độ Kcalo m2.giờ độ Kcalo m2.giờ độ Kcalo m2.giờ độ 6-10 Vào bên khe rỗng Các giếng lị Có nước bao bọc Hệ số co ngót dài a 3.10-2 Hệ số tương nở dài Khi bê tông hút ẩm Khi bê tông tiếp xúc trực tiếp với nước mm/ mm g/g c.ng atr.n 3.10 5.10-3 -6 -2 mm/ mm g/g mm/ mm g/g Hệ số khuếch tán ẩm ah.a 5.10 Hệ số bốc ẩm từ b.h 2.10-4 m2/giờ mặt thống bê tơng khơng khí m /giờ Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Bảng 2- Đặc trưng toả nhiệt bê tông Độ toả nhiệt bê tơng tính Kcalo Xi măng Mác xi Xi măng Poóc lăng M500 M400 M300 70 60 50 80 70 60 92 82 70 95 85 72 Xi măng Poóc lăng puzơlan M400 M300 50 42 63 55 77 65 80 67 Xi măng Poóc lăng - xỉ M400 M300 50 42 63 55 77 65 80 67 Chú thích: Với cơng trình cấp I tiến hành tính tốn đặc trưng toả nhiệt bê tơng bảng 2,cần làm xác định xác theo kết nghiên cứu thực nghiệm Phụ lục Các ký hiệu bảng chữ Nội lực tải trọng lực tác dụng bên mặt cắt ngang cấu kiện M- Mô mên uốn; N - Lực dọc; Q - Lực cắt Các đặc trưng vật liệu Rn RnII - Cường độ chịu nén dọc trục tính tốn bê tơng tương ứng với trạng thái giới hạn nhóm thứ thứ hai , Rk RkII - Cường độ chịu kéo dọc trục tính tốn bê tơng tương ứng với trạng thái giới hạn nhóm thứ thứ hai Ra - Cường độ chịu kéo tính tốn trạng thái giới hạn nhóm thứ của: a) Cốt thép dọc b) Cốt thép ngang – tính mặt cắt nghiêng chịu tác dụng mô men uốn Rađ - Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép ngang, trạng thái giới hạn nhóm thứ nhất, tính tốn mặt cát nghiêng chịu tác dụng lực cắt Ran - Cường độ chịu nén tính tốn cốt thép trạng thái giới hạn nhóm thứ nhất; RaII- Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép, trạng thái giới hạn nhóm thứ hai Eb - Mơ đun đàn hồi ban đầu bê tông chịu nén kéo; Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Ean- Mô đun đàn hồi cốt thép; Tỉ số mô đun đàn hồi cốt thép Ea bê tông Eb Các đặc trưng vị trí cết dọc mặt cắt ngang cấu kiện A Kí hiệu cốt thép a Đối với cấu kiện chịu uốn - đặt vùng chịu kéo tác dụng ngoại lực; b Đối với cấu kiện chịu nén đặt vùng chịu kéo tác dụng ngoại lực, cạnh chịu nén nhỏ mặt cắt; c Đối với cấu kiện chịu kéo lệch tâm - đặt cạnh gần so với điểm đặt lực dọc; d Đối với cấu kiện chịu kéo tâm - toàn cốt thép mặt cắt ngang; A' Kí hiệu cốt thép dọc a Đối với cấu kiện chịu uốn - đặt vùng chịu nén tác dụng ngoại lực; b Đối với cấu kiện chịu nén - đặt vùng chịu nén tác dụng ngoại lực, cạnh chịu lực lớn mặt cắt c Đố vớicác cấu kiện chịu kéo lệch tâm - đặt cạnh xa so với điểm đặt lực dọc bên Các đặc trưng hình học b - Bề rộng mặt chữ nhật, bề rộng bụng mặt cắt chữ T, hoàc chữ I h - Chiều cao mặt cắt hình chữ nhật, chữ T chữ I; a a' - Khoảng cách tương ứng từ hợp lực cốt thép A A' tới cạnh gần mặt cắt; h0 h'0 - Chiều cao làm việc mặt cắt (ho= h - a; h'0 = h - a'); x- Chiều cao vùng chịu nén mặt cắt (bê tông); - Chiều cao tương đối vùng chịu nén bê tông; e0 - Độ lệch tâm lực dọc N trọng tâm mặt cắt tính đổi; e e’- Khoảng cách tương ứng từ điểm đặt lực dọc N tới hợp lực cốt thép A A'; d - Đường kính danh nghĩa cốt thép; F- Diện tích tồn bê tơng mặt cắt ngang; Fb- Diện tích mặt cắt vùng chịu nén bê tông; Ft.đ- Diện tích mặt cắt ngang tính đối cấu kiện It.đ - Mơ men qn tính mặt cắt ngang tính đổi cấu kiện, trọng tâm mặt cắt W k Wn - Mô men kháng tương ứng mép chịu kéo chịu nén; Fa- Diện tích mặt cắt cốt thép dọc A; Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 F’a – Diện tích mặt cắt cốt thép dọc A'; Sb Mô men tĩnh diện tích vùng bê tơng chịu nén mặt cắt điểm đặt hợp lực cốt thép A; Savà S’a - Tương ứng mô men tĩnh tồn diện tích mặt cắt cốt thép dọc A A',đối với điểm đặt hợp lực tương ứng cốt thép A A' ... Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 ảnh hưởng tác dụng lâu dài tải trọng tới khả chịu lực kết cấu theo tiêu chuẩn thiết kế "Kết cấu bê tông bê tông cốt thép" phải lấy hệ số tính tốn cho tiêu chuẩn. .. cắt, xác định vật liệu đàn hồi Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 Đối với mặt cắt có hình dạng phức tạp hơn, khác với số liệu nêu phụ lục 1, cần phải xác định WT theo tiêu chuẩn thiết kế "Kết... độ khối lập phương) tức theo sức kháng nén dọc trục mẫu chuẩn - khối lập phương thử theo yêu cầu Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4116:1985 tiêu chuẩn Đặc trưng đặc trưng phải nêu rõ thiết kế, trường