Slide bài giảng kết cấu bê tông cốt thép (bê tông 1) Hồ Hữu Chỉnh (cập nhật 2021) Chương 1 Khái niệm chung về bê tông cốt thép

a' KẾT CẤU BÊ TÔNG (CẤU KIỆN CƠ BẢN) x Rb RscA’s RbAb Ab ho h M A’s As a RsAs BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG b GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: chohuu@hcmut.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 5574:2018, Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép (thay TCVN 5574:2012) [2] EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2: Design of Concrete Structures - Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: chohuu@hcmut.edu.vn CÁC TIÊU CHUẨN ĐỌC THÊM [1] TCVN 2737:1995, Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế [2] TCVN 3118:1993, Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén [3] TCVN 1651-1:2008, Thép cốt cho bê tơng – Phần 1: Thép trịn trơn [4] TCVN 1651-2:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 2: Thép vằn [5] TCVN 9346:2012, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mịn mơi trường biển [6] QCVN 02:2009/BXD, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia Số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng [7] QCVN 06:2021/BXD, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia An toàn cháy cho nhà cơng trình BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: chohuu@hcmut.edu.vn Chương Khaùi niệm chung BTCT 1.1 Giới thiệu môn học 1.2 Khái niệm chung BTCT 1.3 Ưu, khuyết điểm BTCT 1.4 Phạm vi ứng dụng 1.5 Phương hướng phaùt triển Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_1 1.2 Khaùi niệm chung BTCT  Lịch sử loài người sử dụng nhiều chủng loại vật liệu xây dựng: ▪ Đá Dùng hàng ngàn năm ▪ Gỗ ▪ Thép Dùng 200 năm ▪ Bê tông  Các kiến trúc đô thị đại phần lớn sử dụng vật liệu thép bê tông ▪ Nhà ở, công sở, cầu đường, hệ thống cấp thoát nước ▪ Hệ thống phức hợp công trình hạ tầng góp phần giúp cho kinh tế giới phát triển mạnh mẽ thịnh vượng Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_2 1.2 Khaùi niệm chung BTCT (tt)  BTCT vật liệu composite ▪ Là vật liệu tạo thành phối hợp hai phần hay nhiều hơn, tầm vó mô tạo vật liệu hữu ích với tính chất tốt so với thành phần cấu thành riêng lẻ ▪ Bê tông (chịu nén tốt) + cốt thép (chịu nén+kéo tốt)  BTCT có thuộc tính ưu việt so với thành phần riêng lẻ Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_3 1.2.1 Cấu kiện BTCT chịu uốn (M) P L/3 P L/3 P L/3 khe nứt kéo Phá hoại dẽo (ít thép) L/3 P L/3 L/3 bêtông vỡ Phá hoại dòn (thừa thép) Đặt lượng cốt thép hợp lý vùng bê tông chịu kéo Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_4 1.2.2 Cấu kiện BTCT chịu nén (M+N) Cột chịu nén lệch tâm lớn ( M  ) Cột chịu nén lệch tâm bé ( N  ) Đặt lượng cốt thép hợp lý vùng bê tông chịu kéo bê tông chịu nén Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_5 1.2.3 Tại BTCT chịu lực ?  Do lực dính BT cốt thép  Không xảy phản ứng HH BT thép !!! =  BT bảo vệ cốt thép chống ăn mòn  BT cốt thép có hệ số giản nở nhiệt gần Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_6 Lực dính thép bê tông lneo Lực dính = lực bám XM (25%) + lực ma saùt (75%) N d td,TB = N/(pdlneo) td,max BTCT chịu lực chủ yếu nhờ lực ma sát bê tông cốt thép  lneo ≥ (25-40)d (không bị kéo tuột) Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_7 Sự ăn mòn thép bê tông Bê tông Cốt thép Độ ẩm, xâm nhập Oxy Clo - Tạo sản phẩm ăn mòn Hậu ăn mòn - Thể tích bị nỡ phồng xuyên qua bê tông - Mở rộng vết nứt xuyên qua khe nứt - Sự ăn mòn tiếp tục Lớp bê tông bảo vệ cốt thép phải đủ dày, phụ thuộc tính chất môi trường bên ( TCVN 9346:2012) Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_8 1.3 Ưu khuyết điểm BTCT Ưu điểm BTCT ➢ Sử dụng vật liệu địa phương: cát, đá, sạn, sỏi (ngoại trừ thép cement) ➢ Khả chịu lực lớn so với KC gạch đá, gỗ (đặc biệt khả chịu mômen lớn) ➢ Có thể chịu tải trọng động kể động đất nổ ➢ Bền vững theo thời gian, chi phí bảo dưỡng thấp ➢ Khả chống cháy tốt ➢ Có thể tạo dáng theo yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_9 1.3 Ưu khuyết điểm BTCT (tt) Khuyết điểm BTCT ➢ Trọng lượng thân lớn (1800-2500 kG/m3)  khó làm kết cấu chịu lực nhịp lớn Sử dụng bê tông nhẹ, bê tông ứng lực, kết cấu vỏ mỏng ➢ Cách âm cách nhiệt Sử dụng kết cấu BTCT có lỗ rỗng ➢ Công tác thi công phức tạp, thời gian kéo dài Sử dụng kết cấu BTCT lắp ghép (đúc sẳn) ➢ Dễ xuất khe nứt gây hại chất lượng thẩm mỹ Sử dụng kết cấu ứng lực, tính TTGH : an ≤ [an] ,…dùng cốt sợi, … Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_10 1.4 Phạm vi ứng dụng  Xây dựng dân dụng-công nghiệp  Xây dựng giao thông-thủy lợi  Xây dựng đặc biệt: - công trình quốc phòng - nhà máy điện nguyên tử Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_11 1.5 Phương hướng phát triển  Nghiên cứu loại vật liệu bê tông mới:  Bê tông cường độ cực cao ( ≥ 80 MPa)  Bê tông HPFRCC (ví dụ bê tông chịu uốn ECC)  Sử dụng thiết bị thí nghiệm đại: sensor đặc biệt, PTN kết cấu lớn,…  Phát triển phương pháp phân tích tính toán nội lực thiết kế kết cấu BTCT Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_12 Đặc tính bê tông chịu uốn (ECC) Multiple Cracking ECC Tensile stress 1st Crack Strain hardening Strain Softening PVA-ECC bending test by Prof Victor C Li Properties of ECC Concrete FRC Tensile strain Chương 1: Khái niệm chung BTCT • Multiple cracking effect • Max tensile strain eult > 2% trang I_13 TN kết cấu lớn (structural testing) Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_14 TN với sensor FOS Kết cấu quan trắc Hệ thống DA (tại chỗ) Sensors FOS (nhiều loại) Hệ thống truyền thông (ví dụ đường điện thoại) Lưu trữ liệu (đóa cứng hay đóa CD) Xử lý liệu (tự động máy tính) Chẩn đoán Chương 1: Khái niệm chung BTCT Truy xuất liệu (và định) trang I_15 Thiết Kế Sức Bền (Strength Design) tương đương với TCVN 5574:2018 Mu - momen tính tốn Mn - momen danh nghĩa f - HS giảm sức bền Dùng phân tích ĐHTT để tính tóan nội lực BTCT Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_16 Thiết Kế Dẻo (Plastic Design) dùng cho thiết kế sàn BTCT Mo =wul2/8 Dùng phân tích dẻo để tính tóan nội lực BTCT Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_17 Thiết Kế dựa chuyển vị (Displacement based Design - DBD) - Phát triển từ 1990, cho kết cấu BTCT chống động đất - Sự hư hỏng công trình lieân quan trực tiếp đến biến dạng Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I_18 ... nén [3] TCVN 16 51- 1:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 1: Thép trịn trơn [4] TCVN 16 51- 2:2008, Thép cốt cho bê tơng – Phần 2: Thép vằn [5] TCVN 9346:2 012 , Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Yêu...TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 5574:2 018 , Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép (thay TCVN 5574:2 012 ) [2] EN 19 92 -1- 1:2004, Eurocode 2: Design of Concrete Structures - Part 1- 1: General Rules and... Giới thiệu môn học 1. 2 Khái niệm chung BTCT 1. 3 Ưu, khuyết điểm BTCT 1. 4 Phạm vi ứng dụng 1. 5 Phương hướng phaùt triển Chương 1: Khái niệm chung BTCT trang I _1 1.2 Khaùi niệm chung BTCT  Lịch