Góc Xây Dựng: sách kỹ thuật

Kết cấu bê tông dự ứng lực - Ngô Đăng Quang
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG GIAO THÔNG BỘ MÔN KẾT CẤU XÂY DỰNG BÀI GIẢNG KẾT CẤU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC Chủ biên Ngô Đăng Quang  TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG GIAO THÔNG BỘ MÔN KẾT CẤU XÂY DỰNG BÀI GIẢNG KẾT CẤU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC Chủ biên Ngô Đăng Quang  3 MỤC LỤC CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC .........................................  7 1.1  KHÁI NIỆM VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC  .................................................  7 1.2  CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA DỰ ỨNG LỰC  ....................................  10 1.3  CÁC KẾT CẤU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC ĐIỂN HÌNH  ............................  12 1.4  SO SÁNH BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC VỚI BÊ TÔNG CỐT THÉP  .............  16 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ DỰ ỨNG LỰC     ..............................................  19 2.1  THUẬT NGỮ  ...........................................................................................  19 2.1.1  Công nghệ  ............................................................................................................................  19 2.1.2  Dính bám  .............................................................................................................................  19 2.1.3  Vị trí của cốt dự ứng lực  ......................................................................................................  19 2.1.4  Cấp độ dự ứng lực  ...............................................................................................................  20 2.2  CÁC HỆ THỐNG DỰ ỨNG LỰC  .............................................................  21 2.2.1  Cốt dự ứng lực  .....................................................................................................................  21 2.2.2  Ống gen  ...............................................................................................................................  22 2.2.3  Neo  23 2.3  DỰ ỨNG LỰC CĂNG TRƯỚC................................................................  24 2.3.1  Các thao tác tạo dự ứng lực căng trước  ...............................................................................  24 2.3.2  Các cấu kiện dự ứng lực căng trước tiêu chuẩn  ...................................................................  25 2.4  DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU  .....................................................................  27 2.4.1  Các thao tác tạo dự ứng lực căng sau  ..................................................................................  27 2.4.2  Các hệ thống tạo dự ứng lực căng sau  .................................................................................  28 2.4.3  Bơm vữa cho các ống gen  ...................................................................................................  35 2.4.4  Quỹ đạo của cốt dự ứng lực căng sau cho kết cấu dầm  .......................................................  36 2.5  CÁC MẤT MÁT DỰ ỨNG LỰC  ...............................................................  40 2.5.1  Giới thiệu chung  ..................................................................................................................  40 2.5.2  Mất mát do ma sát  pF f ....................................................................................................  41 2.5.3  Mất mát do biến dạng neo và sự trượt của cáp dự ứng lực với các thiết bị neo  pA f ........  45 2.5.4  Mất mát do co ngắn đàn hồi  pES f ....................................................................................  46 2.5.5  Mất mát do co ngót  pSR f ..................................................................................................  47 2.5.6  Mất mát do từ biến  pCR f ..................................................................................................  48 2.5.7  Mất mát do chùng của cốt dự ứng lực  pR f .......................................................................  49 2.5.8  Ví dụ về tính toán mất mát dự ứng lực do ma sát và biến dạng neo...................................  50 2.6  BÀI TẬP  53 CHƯƠNG 3  CỐT DỰ ỨNG LỰC ....................................................................  55 3.1  CÁC DẠNG CỐT THÉP ..........................................................................  55 3.2  QUAN HỆ ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG CỦA CỐT THÉP  ..........................  58  4 3.3  SỰ CHÙNG CỦA THÉP DỰ ỨNG LỰC  ..................................................  60 3.4  CÁC ĐẶC TÍNH MỎI CỦA CỐT THÉP  ....................................................  63 3.5  CÁC ĐẶC TÍNH NHIỆT CỦA CỐT THÉP  ................................................  65 3.6  CÁC ĐẶC TÍNH DÍNH BÁM CỦA CỐT THÉP  .........................................  65 CHƯƠNG 4 ỨNG XỬ CHỊU LỰC CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC  ........  68 4.1  ỨNG XỬ CHỊU UỐN ...............................................................................  68 4.2  ỨNG XỬ CHỊU CẮT  ................................................................................  70 4.3  ỨNG XỬ CHỊU XOẮN  ..............................................................................  72 4.4  ỨNG XỬ CHỊU KÉO  ................................................................................  74 CHƯƠNG 5  TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG BÊ TÔNG DO DỰ ỨNG LỰC  ...  75 5.1  GIỚI THIỆU CHUNG  ...............................................................................  75 5.2  TÁC ĐỘNG CỦA DỰ ỨNG LỰC LÊN BÊ TÔNG  ....................................  75 5.3  NỘI LỰC TRONG BÊ TÔNG CỦA DẦM TĨNH ĐỊNH DO DỰ ỨNG LỰC  .  78 5.4  NỘI LỰC TRONG BÊ TÔNG CỦA DẦM SIÊU TĨNH DO DỰ ỨNG LỰC  .  81 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN ỨNG XỬ CHỊU LỰC CỦA CÁC CẤU KIỆN BÊ TÔNG DỰ  ỨNG LỰC  88 6.1  CẤU KIỆN CHỊU LỰC DỌC  ....................................................................  88 6.1.1  Giới thiệu  .............................................................................................................................  88 6.1.2  Các điều kiện tương thích về biến dạng  ..............................................................................  88 6.1.3  Các điều kiện cân bằng  ........................................................................................................  90 6.1.4  Tính toán ứng xử của cấu kiện chịu lực dọc trục.................................................................  90 6.1.5  Xem xét các tác động dài hạn  ..............................................................................................  96 6.1.6  Tính toán ứng xử dài hạn của cấu kiện C  ............................................................................  97 6.1.7  So sánh các ứng xử ngắn hạn và dài hạn  ...........................................................................  100 6.1.8  Ứng xử đàn hồi trước khi bê tông nứt  ...............................................................................  101 6.1.9  Ví dụ tính toán ứng xử đàn hồi chưa nứt  ...........................................................................  103 6.2  CẤU KIỆN CHỊU UỐN  ...........................................................................  106 6.2.1  Giới thiệu  ...........................................................................................................................  106 6.2.2  Các điều kiện tương thích  ..................................................................................................  107 6.2.3  Các điều kiện cân bằng  ......................................................................................................  108 6.2.4  Tính toán ứng xử chịu uốn ................................................................................................  109 6.2.5  Tính toán ứng xử dài hạn  ...................................................................................................  113 6.2.6  Ứng xử đàn hồi trước khi nứt  ............................................................................................  116 6.2.7  Ví dụ tính toán ứng xử trong giai đoạn đàn hồi chưa nứt  ..................................................  120 6.2.8  Tính toán độ vồng và độ võng  ...........................................................................................  125 6.2.9  Ví dụ tính toán độ vồng và độ võng  ..................................................................................  128 6.2.10  Xem xét đến quá trình thi công – Kết cấu liên hợp ..................................................  132 6.2.11  Tính toán biến dạng do co ngót và thay đổi nhiệt độ không đều  ..............................  139 6.2.12  Đánh giá khả năng chịu mỏi  .....................................................................................  144 6.2.13  Các cấu kiện dự ứng lực không dính bám  .................................................................  146 6.2.14  Ví dụ tính toán dầm bê tông dự ứng lực không dính bám  ........................................  148  5 6.3  BÀI TẬP  153 CHƯƠNG 7  THIẾT KẾ KHÁNG UỐN   ..........................................................  160 7.1  GIỚI THIỆU  ...........................................................................................  160 7.2  CÁC CHỈ DẪN THIẾT KẾ TỔNG QUÁT  ................................................  160 7.3  ỨNG SUẤT CHO PHÉP TRONG CỐT DỰ ỨNG LỰC  ..........................  161 7.4  ỨNG SUẤT CHO PHÉP TRONG BÊ TÔNG..........................................  163 7.5  TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT TRONG BÊ TÔNG  .........................................  166 7.6  VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT TRONG BÊ TÔNG  .........................  171 7.7  KHỐNG CHẾ NỨT  ................................................................................  175 7.8  TÍNH TOÁN ĐỘ VỒNG VÀ ĐỘ VÕNG  ..................................................  176 7.9  MÔ MEN KHÁNG  ..................................................................................  176 7.9.1  Xác định ứng suất trong cốt dự ứng lực theo Tiêu chuẩn ACI 318-05 .............................  178 7.9.2  Xác định ứng suất trong cốt dự ứng lực và chiều cao vùng bê tông chịu nén theo Tiêu  chuẩn 22 TCN 272-05  .......................................................................................................  181 7.9.3  Mô men kháng  ...................................................................................................................  185 7.10  YÊU CẦU VỀ TÍNH DẺO  .......................................................................  185 7.11  QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ  ..........................................................................  187 7.12  CÁC XEM XÉT BỔ SUNG CHO KẾT CẤU LIÊN HỢP  ..........................  195 7.13  VÍ DỤ THIẾT KẾ DẦM SÀN CHỮ T KÉP ( )  ......................................  199 7.14  VÍ DỤ THIẾT KẾ BẢN SÀN MỘT CHIỀU DỰ ỨNG LỰC KÉO SAU  ......  205 CHƯƠNG 8  THIẾT KẾ KHÁNG CẮT VÀ XOẮN  ...........................................  215 8.1  GIỚI THIỆU CHUNG  .............................................................................  215 8.2  THIẾT KẾ KHÁNG CẮT  ........................................................................  215 8.2.1  Sức kháng cắt của bê tông trong các cấu kiện bê tông dự ứng lực  ....................................  215 8.2.2  Ví dụ về tính toán lực cắt gây nứt nghiêng  ........................................................................  218 8.2.3  Thiết kế kháng cắt theo mô hình của Tiêu chuẩn ACI 318-05  ..........................................  221 8.2.4  Thiết kế kháng cắt theo mô hình của Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05  ....................................  223 8.2.5  Ví dụ thiết kế kháng cắt theo mô hình của Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05  ...........................  228 8.3  THIẾT KẾ KHÁNG XOẮN  .....................................................................  234 8.3.1  Tính toán mô men xoắn gây nứt  ........................................................................................  234 8.3.2  Ví dụ tính toán ứng xử chịu xoắn trước khi nứt  ................................................................  235 8.3.3  Phương pháp thiết kế cấu kiện chịu xoắn, cắt và uốn đồng thời  .......................................  236 8.3.4  Ví dụ thiết kế dầm chịu xoắn, cắt và uốn đồng thời  ..........................................................  237 CHƯƠNG 9  THIẾT KẾ CẤU TẠO  .................................................................  242 9.1  BỐ TRÍ CỐT DỰ ỨNG LỰC TRÊN MẶT CẮT NGANG  .........................  242 9.1.1  Chiều dày lớp bê tông bảo vệ  ............................................................................................  242 9.1.2  Khoảng cách giữa các cốt dự ứng lực................................................................................  243 9.2  KIỀM CHẾ CỐT DỰ ỨNG LỰC  .............................................................  245 9.3  CÁC XEM XÉT ĐẶC BIỆT CHO VÙNG NEO  ........................................  248 9.3.1  Khái niệm về vùng neo  ......................................................................................................  248 9.3.2  Vùng neo của các cấu kiện dự ứng lực kéo sau  .................................................................  249  6 9.3.3  Tính toán khả năng chịu lực của vùng cục bộ  ...................................................................  249 9.3.4  Xem xét vùng neo trung gian  ............................................................................................  251 9.3.5  Vùng neo của các cấu kiện dự ứng lực kéo trước  ..............................................................  253 9.4  TRIỂN KHAI CỐT DỰ ỨNG LỰC  ..........................................................  254 TÀI LIỆU THAM KHẢO  .........................................................................................  256 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 7 CHƯƠNG 1  TỔNG  QUAN  VỀ  BÊ  TÔNG  DỰ  ỨNG LỰC 1.1  KHÁI NIỆM VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC Bê tông có cường độ cao và dẻo dai khi chịu nén nhưng lại có cường độ thấp và giòn khi  chịu kéo nên, để cải thiện sự làm việc của nó, người ta thường sử dụng biện pháp nén trước  những vùng bê tông sẽ chịu kéo dưới các tác động bên ngoài. Việc nén trước bê tông như vậy  đã tạo ra một dạng kết cấu bê tông mới  –  kết cấu bê tông dự ứng lực. Như vậy, kết cấu bê  tông dự ứng lực là một dạng kết cấu bê tông, trong đó, bê tông đã được nén trước để cải thiện  khả năng chịu lực. Phương pháp dự ứng lực phổ biến nhất hiện nay là kéo trước cốt thép để  tạo ra lực nén trước trong bê tông. Tài liệu này cũng sẽ chỉ tập trung cho kết cấu bê tông được  dự ứng lực bằng cách kéo căng cốt thép. Nếu một cấu kiện chịu kéo được làm chỉ từ bê tông có cường độ chịu nén bằng 35 MPa thì  bê  tông sẽ bị nứt và phá hoại khi ứng suất kéo đạt đến giá trị của cường độ chịu kéo, khoảng  2 MPa (xem  Hình 1.1a). Cường độ chịu kéo của bê tông có giá trị thấp và thường không ổn  định. Ngoài ra, biến dạng ứng với khi bê tông nứt cũng rất nhỏ. Do đó, sự phá hoại thường là  rất đột ngột – phá hoại giòn.  Nếu cấu kiện trên được tăng cường bằng các thanh cốt dọc thích hợp thì khả năng chịu kéo  của nó sẽ được cải thiện. Ví dụ, khi cốt thép dọc có cường độ 400 MPa và hàm lượng khoảng  1,5% (tương đương với 120 kg thép/m 3 bê tông) thì ứng xử chịu lực của cấu kiện có thể đạt  được như trên  Hình 1.1b. Thay cho việc bị phá hoại khi các vết nứt hình thành, cấu kiện có  thể tiếp tục chịu lực cho đến khi cốt thép đi qua mặt cắt ngang bị chảy. Do cần phải có một  năng lượng lớn (năng lượng ở đây là công và bằng diện tích phần nằm dưới đường cong quan  hệ ứng suất  –  biến dạng) để phá hoại cấu kiện nên, có thể nói rằng, cấu kiện là dai và  dẻo.  Tuy nhiên, độ cứng của cấu kiện sẽ bị giảm đáng kể sau khi nứt. Nếu cấu kiện có chứa cốt thép thường với hàm lượng khoảng 40 kg/m 3 và cốt thép cường  độ cao với hàm lượng khoảng 20 kg/m 3 được kéo trước để tạo ra lực nén trước trong bê tông  thì ứng xử chịu lực của cấu kiện này có thể đạt được như trên  Hình 1.1c. Dự ứng lực nén làm  tăng đáng kể khả năng chống nứt cho bê tông và, qua đó, tạo ra một cấu kiện dai và cứng hơn  so với các cấu kiện không có dự ứng lực. Người sáng tạo ra bê tông dự ứng lực ứng dụng là Eugene Freyssinet, một kỹ sư người  Pháp. Ông là người năm 1928 đã bắt đầu sử dụng các sợi thép cường độ cao để nén bê tông.  Các thử nghiệm trước đó về việc chế tạo bê tông dự ứng lực bằng cốt thép cường độ thường  đã không thành công. Nguyên nhân là, sau khi được nén trước, bê tông tiếp tục co ngắn lại  theo thời gian do từ biến và co ngót. Tổng hợp từ biến và co ngót có thể phát sinh một biến  dạng co khoảng 1‰. Cốt thép thường, do có cường độ thấp nên, không thể được kéo để tạo  dự ứng lực với biến dạng giãn lớn hơn 1,5‰. Như vậy, trong các lần thử ban đầu để tạo dự  CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 8 ứng lực trong bê tông, 2/3 dự ứng lực trong cốt thép đã bị mất do từ biến và co ngót. Ngược  lại, các sợi thép cường độ cao có thể được kéo đến biến dạng bằng khoảng 7‰ khi tạo dự ứng  lực và, ngay cả khi bị mất đi 1‰ , vẫn còn lại 6/7 dự ứng lực.  Hình 1.1  Sự làm việc của các cấu kiện bê tông không cốt thép, bê tông cốt thép và bê tông dự ứng lực  chịu kéo đúng tâm  Để giảm mất mát do từ biến và co ngót và để có thể tạo ra dự ứng lực nén ở mức cao,  Freyssinet khuyên không chỉ nên dùng cốt thép cường độ cao mà cả bê tông cường độ cao. Ứng suất trung bình (MPa)  1  2  3  4  5  6  0,01  0,02   0,03  Biến dạng trung bình  (a) Cấu kiện bê tông không cốt thép   Ứng suất trung bình (MPa)  1  2  3  4  5  6  0,01  0,02   0,03  Biến dạng trung bình  (b) Cấu kiện bê tông cốt thép  Ứng suất trung bình (MPa)  0,01  0,02   0,03  Biến dạng trung bình  1  2  3  4  5  6  (c) Cấu kiện bê tông dự ứng lực  0 0 0 N  N N  N N  N Cốt thép chảy  Bê  tông  nứt  Cốt thép chảy  Bê  tông  nứt   CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 9 Hình 1.2  Eugene Freyssinet, người phát minh ra bê tông dự ứng lực ứng dụng Sau công trình  đầu tiên của Freyssinet, bê tông dự ứng lực được sử dụng ngày càng rộng  rãi ở khắp nơi trên thế giới. Ở nước ta, hầu hết các công trình cầu lớn được xây dựng trong  thời gian vừa qua đều sử dụng bê tông dự ứng lực. Hai phương pháp tạo dự ứng lực khác nhau đã được phát triển là phương pháp dự ứng lực  kéo sau và phương pháp dự ứng lực kéo trước.  Hình 1.3  minh hoạ phương pháp tạo dự ứng  lực kéo sau, trong đó, cốt thép sẽ được kéo căng và neo vào bê tông sau khi bê tông đã được  đúc và đạt đến một cường độ nhất định. Đây chính là phương pháp đã được Freyssinet sử  dụng.  Hình 1.3  Dự ứng lực kéo sau Hình 1.4 minh hoạ phương pháp dự ứng lực kéo trước, theo đó, cốt thép được căng trên bệ  trước khi đổ bê tông. Sau khi bê tông đạt đến cường độ mong muốn, cốt thép sẽ được cắt khỏi  bệ  và,  thông  qua  lực  dính  bám,  tạo  ra  lực  nén  trong  bê  tông.  Một  kỹ  sư  người  Đức  là  E.  Hoyer đã phát triển phương pháp dự ứng lực kéo trước thành một kỹ thuật ứng dụng vào năm  1938. Bước 1: Đúc cấu kiện bê tông  Kích  Sự co ngắn Neo  Bước 2: Căng kéo cốt dự ứng lực bằng kích tỳ lên bê tông  Bước 3: Neo cốt dự ứng lực  Ống gen   CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 10 Hình 1.4  Dự ứng lực kéo trước Từ những nghiên cứu đầu tiên này, bê tông dự ứng lực đã phát triển thành một ngành công  nghiệp có doanh thu rất lớn. Hiện nay, hàng năm có hơn 600.000 tấn bê tông dự ứng lực được sử dụng trên toàn thế giới. Theo thống kê, trung bình trên toàn thế giới có khoảng 66% thép  dự ứng lực được dùng trong xây dựng cầu và số còn lại được sử dụng cho công trình xây  dựng dân dụng và các mục đích khác. Tuy nhiên, ở các nước phát triển như Bắc  Mỹ, châu  Âu, quan hệ này lại ngược lại, khoảng 59% thép dự ứng lực kéo sau được dùng trong xây  dựng dân dụng và khoảng 26% được dùng trong xây dựng cầu.  1.2  CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA DỰ ỨNG LỰC Nguyên lý cơ bản của bê tông cốt thép, cho cả bê tông dự ứng lực  và bê tông không dự  ứng  lực,  là  cốt  thép  được  đặt  vào  những  vị  trí  của  kết  cấu  nơi  ứng  suất  kéo  sẽ  phát  sinh.  Trong bê tông dự ứng lực, cốt thép cường độ cao sẽ được sử dụng và được kéo căng trước khi  ngoại lực tác dụng. Lực kéo ban đầu trong cốt thép này  sẽ gây ra lực nén trong bê tông xung  quanh và tạo ra khả năng chống nứt lớn hơn cho bê tông. Hình 1.5 so sánh ứng xử của dầm một bê tông cốt thép thường (không dự ứng lực) với một  dầm bê tông dự ứng lực. Ở dầm bê tông cốt thép thường, trong cả bê tông và cốt thép không  có biến dạng và ứng suất trước khi ngoại lực tác dụng. Do bê tông có cường độ chịu kéo nhỏ  nên, trước bê tông khi nứt, mô men uốn và, do đó, ứng suất kéo  trong cốt thép cũng như ứng  suất nén trong bê tông là rất nhỏ. Sau khi vết nứt hình thành, ứng suất kéo trong cốt thép sẽ  tăng lên đáng kể và sẽ tiếp tục tăng khi tải trọng tăng. Tại thời điểm phá hoại, mô men uốn sẽ  được chịu bởi ứng suất kéo lớn trong cốt thép và ứng suất nén lớn trong bê tông. Cốt dự ứng lực đã được căng trước  Bệ  Bước 1: Kéo căng cốt dự ứng lực trên bệ  Bước 2: Đổ bê tông xung quanh cốt dự ứng lực đã được kéo căng  Bước 3: Buông dự ứng lực và cắt cốt tạo ra sự co ngắn của cấu kiện bê tông  Cắt cốt dự ứng lực  Cấu kiện co ngắn    CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 11 Hình 1.5  Ứng xử của dầm bê tông dự ứng lực và không dự ứng lực  Trong khi đó, dự ứng lực sẽ tạo ra một hệ thống ứng suất tự cân bằng trong kết cấu bê  tông. Các ứng suất tự cân bằng này bao gồm ứng suất kéo trong cốt dự ứng lực, sinh ra lực  kéo  P , và ứng suất nén cân bằng với nó ở trong bê tông, sinh ra lực nén cũng có độ lớn bằng  P . Có thể thấy rằng, do hai lực này triệt tiêu  nhau nên, đối với các kết cấu tĩnh định, dự ứng  lực không gây ra lực dọc hay mômen uốn. Mặc dù không có lực dọc và mô men uốn nhưng  cấu kiện vẫn bị co ngắn và uốn cong do dự ứng lực. Do bê tông đã có ứng suất nén trước khi  chịu lực nên cấu kiện có thể chịu  được các tải trọng lớn trước khi ứng suất ở thớ dưới của bê  tông đạt đến cường độ chịu kéo, nghĩa là khả năng chống nứt của cấu kiện được tăng lên.  Cũng như ở các kết cấu bê tông khác, tại thời điểm phá hoại, mô men sẽ được chịu bởi ứng  suất kéo lớn trong cốt thép và ứng suất nén lớn trong bê tông. Cốt thép không dự ứng lực sẽ biến dạng chỉ khi bê tông xung quanh biến dạng nên cốt  thép này chỉ có thể có biến dạng lớn khi bê tông xung quanh đã bị nứt. Cốt thép không dự  ứng lực được coi như chịu biến dạng một cách thụ động. Ngược lại, biến dạng trong cốt thép  Khi không có có ngoại lực  Ngay trước khi nứt 0,0001  2 MPa 8 MPa Ngay trước khi phá hoại -0,003 400 MPa 2 Mw  Khi không có có ngoại lực  Ngay trước khi nứt Ngay trước khi phá hoại 1200 MPa 1240 MPa 2 MPa P  P -0,003 1800 MPa 2 Mw  0 M  0 M  Bê tông cốt thép không dự ứng lực   Bê tông dự ứng lực Biến dạng    Ứng suất  Hợp lực  0,0001  CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC 12 dự ứng lực lớn hơn nhiều so với biến dạng của bê tông xung quanh, do đó, cốt thép dự ứng  lực có thể có ứng suất kéo lớn trước khi bê tông bị nứt. Bằng việc tạo dự ứng lực trong cốt  thép, người thiết kế có thể điều chỉnh một cách chủ động ứng suất trong cốt thép và biến dạng  của kết cấu.  Hiện nay, bê tông cường độ cao đã được nghiên cứu chế tạo thành công ở nhiều nơi trên  thế  giới  cũng  như  ở  Việt  Nam.  Cũng  như  bê  tông  thường,  bê  tông  cường  độ  cao  cũng  có  cường độ chịu kéo nhỏ hơn rất nhiều so với cường độ chịu nén. Việc sử dụng bê tông cường  độ cao trong các kết cấu bê tông cốt thép thường không mang lại các lợi thế đặc biệt nào.  Ngược lại, thép cường độ cao cũng không thể được sử dụng hợp lý trong các kết  cấu bê tông  cốt thép thường do bê tông sẽ bị nứt rất nhiều trước khi cốt thép có thể được khai thác hết khả  năng chịu lực. Dự ứng lực, do đó, là một trong những giải pháp có hiệu quả nhất để khai thác  các lợi thế của bê tông cường độ cao và thép cường độ cao. 1.3  CÁC KẾT CẤU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC ĐIỂN HÌNH