Giáo trình Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép

Giáo trình Kết Cấu Bê Tông Cốt ThépKhoa xây dựng dân dụng & công nghiệp

Chỉång 1 MÅÍ ÂÁƯU. 1. BẢN CHẤT CỦA BÊ TƠNG CỐT THÉP: Bã täng cäút thẹp l váût liãûu xáy dỉûng phỉïc håüp do BT v cäút thẹp cng cäüng tạc chëu lỉûc: Bã täng l âạ nhán tảo âỉåüc chãú tảo tỉì cạc váût liãûu råìi ( Cạt, si, gi l cäút liãûu) v cháút kãút dênh (Xi màng hồûc cạc cháút do). Bã täng cäút thẹp: N ẹn täú t Kẹo kẹm Kẹo, nẹn täút Bã täng Cng phäúi håüp lm viãûc Cäút thẹp Âãø tháúy r nghéa kinh tãú k thût ca viãûc âàût cäút thẹp vo BT tảo nãn 1 kãút cáúu BTCT, lm thê nghiãûm âån gin sau: N ẹn Kẹo - ún mäüt dáưm bã täng ta tháúy dáưm bë phạ hoải khạ såïm do vãút nỉït xút hiãûn åí vng bã täng chëu kẹo. Trong khi âọ vng BT chëu nẹn ỉïng sút nẹn cn khạ bẹ so våïi kh nàng chëu nẹn ca BT. Nhỉ váûy kh nàng chëu lỉûc ca BT vng nẹn chỉa âỉåüc táûn dủng hãút gáy lng phê váût liãûu (M thỉåìng kh nàng chëu nẹn ca BT låïn hån tỉì 10-20 láưn kh nàng chëu kẹo ca nọ). Cng dáưm tỉång tỉû nhỉ váûy nhỉng nãúu âàût mäüt lỉåüng cäút thẹp thêch håü p vo vng bã täng chëu kẹo thç kh nàng chëu lỉûc ca dáưm tàng lãn ráút nhiãưu. Khi BT vng kẹo bë nỉït thç cäút thẹp s thay thãú BT tiãúp nháûn ton bäü ỉïng lỉûc trong vng kẹo, v dáưm váùn cn kh nàng chëu ti. Dáưm BTCT chè bë phạ hoải khi BT vng nẹn bë ẹp våỵ hồûc cäút thẹp chëu kẹo bë âỉït. N ẹn Kẹo Màûc khạc thẹp chëu kẹo v nẹn âãưu täút nãn cọ thãø âàût thẹp vo c vng chëu nẹn âãø tàng kh nàng chëu lỉûc ca vng nẹn , gim kêch thỉåïc tiãút diãûn hồûc âãø chëu cạc lỉûc kẹo xút hiãûn ngáùu nhiãn. Váûy thỉûc cháút bã täng cäút thẹp l mäüt váût liãûu xáy dỉûng häùn håüp m trong âọ bã täng v cäút thẹp â liãn kãút håüp l våïi nhau âãø cng lm viãûc trong mäüt kãút cáúu. Såí dé bã täng v cäút thẹp cọ thãø cng lm viãûc âỉåüc l do: - Lỉûc dênh bạm giỉỵa BT v cäút thẹp: Bã täng khi ninh kãút thç dênh chàût våïi cäút thẹp nãn ỉïng lỉûc cọ thãø truưn tỉì BT sang cäút thẹp v ngỉåüc lải. Lỉûc dênh cọ nghéa hng âáưu, nhåì âọ cọ thãø khai thạc hãút kh nàng chëu lỉûc ca cäút thẹp, hản chãú bãư räüng khe nỉït - Giỉỵa bã täng v thẹp khäng xy ra phn ỉïng họa hc cọ hải. Bã täng cọ âäü âàûc chàõc, bao bc bo vãû cäút thẹp khäng bë han rè v ngàn ngỉìa tạ c dủng cọ hải ca mäi trỉåìng âäúi våïi thẹp. - Bã täng v thẹp cọ hãû säú gin nåí nhiãût gáưn bàòng nhau (α ct = 1,2.10 -5 ; α b =10 -5 ∼1,5.10 -5 ). Nãn khi nhiãût âäü thay âäøi trong phảm vi thäng thỉåìng dỉåïi 100 0 C thç ỉïng sút ( ban âáưu ) xy ra trong váût liãûu khäng âạng kãø. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 1 Chỉång 1 2. PHÂN LOẠI BTCT: 2.1. Phân loại theo phương pháp chế tạo : a. Bê tơng cốt thép tồn khối (BTCT đổ tại chỗ): BTCT ton khäúi khi thi cäng ngỉåìi ta tiãún hnh ghẹp vạn khn, âàût cäút thẹp v âäø BT ngay tải vë trê thiãút kãú ca kãút cáúu. * Ỉu âiãøm: - Cạc cáúu kiãûn liãn kãút ton khäúi nãn kãút cáúu cọ âäü cỉïng låïn, chëu ti trng âäüng täút. - Cọ thãø chãú tảo cạc cáúu kiãûn theo hçnh dạng ty . * Nhỉåüc âiãøm: - Täún váût liãûu lm vạn khn, â giạo. - Thi cäng chëu nh hỉåíng thåìi tiãút. Trong thỉûc tãú biãûn phạp thi cäng ny l phäø biãún, ngỉåìi ta â cọ nhiãưu biãûn phạp hiãûu qu âãø khàõc phủc cạc nhỉåüc âiãøm trãn: Sỉí dủ ng vạn khn vản nàng bàòng kim loải, vạn khn trỉåüt, dng phủ gia âäng cỉïng nhanh, dng BT thỉång pháøm b. Bê tơng cốt thép lắp ghép: Theo phỉång phạp ny ngỉåìi ta phán kãút cáúu thnh cạc cáúu kiãûn riãng biãût âãø cọ thãø chãú tảo sàơn åí nh mạy hay sán bi, räưi âem làõp ghẹp lải thnh kãút cáúu tải vë trê thiãút kãú. PP ny khàõc phủc âỉåüc pháưn no nhỉåüc âiãøm ca BT ton khäúi. * Ỉu âiãøm: - Cọ âiãưu kiãûn Cäng nghiãûp họa trong thi cäng xáy dỉûng. - Tiãút kiãûm váût liãûu lm vạn khn. - Rụt ngàõn thåìi gian thi cäng, âm bo cháút lỉåüng * Nhỉåüc âiãøm: - Cáưn cọ cạc phỉång tiãûn váûn chuøn, cáøu làõp. - Xỉí l cạc mäú i näúi phỉïc tảp. - Âäü cỉïng ca kãút cáúu khäng låïn. BTCT làõp ghẹp cọ hiãûu qu vãư sỉí dủng nhán lỉûc, phỉång tiãûn thi cäng v ngun váût liãûu khi lm täút cäng tạc tiãu chøn họa v âënh hçnh họa. c. Bê tơng cốt thép nửa lắp ghép: Theo PP nỉía làõp ghẹp, ngỉåìi ta tiãún hnh làõp ghẹp cạc cáúu kiãûn âỉåüc chãú tảo sàơn chỉa hon chènh, sau âọ âàût thãm cäút thẹp, ghẹp vạn khn v âäø BT tải chäø âãø hon chènh kãút cáúu. * Ỉu âiãøm: - Âäü cỉïng ca kãút cáúu låïn. - Gim khäúi lỉåüng vạn khn, cọ thãø loải b cäüt chäúng. * Nhỉåüc âiãøm: - Cáưn gii quút täút liãn kãút gỉỵ a BT c v måïi. - Täø chỉïc thi cäng phỉïc tảp. 2.2. Phân loại theo cốt thép : - Bã täng cọ cäút mãưm. (d<40mm, dãø ún). - Bã täng cọ cäút cỉïng (d>40mm, thẹp hçnh). KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 2 Chỉång 1 2.3. Phân loại theo trạng thái ứng suất: a. Bê tơng cốt thép thường: Khi chãú tảo cáúu kiãûn, cäút thẹp åí trảng thại khäng cọ ỉïng sút. Ngoi cạc näüi ỉïng sút do co ngọt v nhiãût âäü, trong BT v cäút thẹp chè xút hiãûn ỉïng sút khi cọ ti trng. b. Bê tơng cốt thép ứng lực trước: Khi chãú tảo cáúu kiãûn, cäút thẹp ban âáưu âỉåüc kẹo càng, liãn kãút chàût våïi BT, khi bng ra cäút thẹp co lải gáy nẹn trong BT. Nhåì cọ ỉïng sút nẹn trỉåïc trog BT, ngỉåìi ta cọ thãø khäng cho xút hiãûn vãút nỉït hồûc hản chãú bãư räüng khe nỉït. 2.4. Phân loại theo trọng lượng thể tích: Bã täng nàûng cọ γ ≥ 1800 kg/ m 3 (∼2500): S nghiãn cỉïu trong giạo trçnh. Bã täng nhẻ cọ γ < 1800 kg/ m 3 : Phỉång hỉåïng hiãûn nay. 3. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CUẢ BTCT 3.1. Ưu điểm: R tiãưn hån so våïi thẹp khi kãút cáúu cọ nhëp vỉìa v nh, cng chëu ti nhỉ nhau. Sỉí dủng váût liãûu âëa phỉång (cạt, si, âạ ) tiãút kiãûm thẹp. Chëu lỉûc täút hån kãút cáúu gäù v gảch âạ. Kãút cáúu BTCT chëu âỉåüc táút c cạc loải ti trng ténh, âäüng v âäüng âáút. Chëu lỉía täút hån gäù v thẹp. Bã täng bo vãû cho cäút thẹp khäng bë nung nọng såïm. Chè cáưn låïp bã täng dy 1,5∼2 cm â âãø trạnh háûu qu tai hải do nhỉỵng âạm chạy bçnh thỉåìng gáy ra. Tøi th ca cäng trçnh cao, chi phê bo dỉåỵng êt. BT cọ cỉåìng âäü tàng theo thåìi gian, chäúng chëu tạc âäüng ca mäi trỉåìng täút, cäút thẹp âỉåüc BT bao bc bo vãû khäng bë gè. Viãûc tảo dạng cho kãút cáúu thỉûc hiãûn dãù dng. Vỉỵa BT khi thi cäng åí dảng nho cọ thãø âäø vo cạc khn cọ hçnh dạng báút k, cäút thẹp â do âãø ún theo hçnh dảng ca kãút cáúu. 3.2. Nhược điểm : Trng lỉåüng bn thán låïn nãn gáy khọ khàn cho viãûc xáy dỉûng kãút cáúu cọ nhëp låïn bàòng BTCT thỉåìng. Khàõc phủc: Dng BT nhẻ, BTCT Ỉ LT, kãút cáúu v mng, Bã täng cäút thẹp dãù cọ khe nỉït åí vng kẹo khi chëu lỉûc. Våïi kãút cáúu BTCT cọ khe nỉït trong vng chëu kẹo l khọ trạnh khi, thäng thỉåìng thç bãư räüng khe nỉït khäng låïn làõm v êt nh hỉåíng âãún cháút lỉåüng sỉí dủng ca kãút cáúu. Tuy nhiãn trong thỉûc tãú cng cọ trỉåìng håüp cọ nhu cáưu phi ngàn ngỉìa hồûc hản chãú khe nỉït: kãút cáúu trong mäi trỉåìng xám thỉûc, cạc âỉåìng äúng hay bãø chỉïa cháút lng Âãø khàõc phủc: Tênh toạn hản chãú khe nỉït, sỉí dủng BTCT ỈLT Cạch ám v cạch nhiãût kẹm hån gäù v gảch âạ. Cọ thãø sỉí dủng kãút cáúu cọ läù räùng, kãút cáúu nhiãưu låïp, BT xäúp Thi cäng phỉïc tảp, khọ kiãøm tra cháút lỉåüng. Khàõc phủc: Bã täng cäút thẹp làõp ghẹp. Khọ gia cäú v sỉía chỉỵa. (Âọng âinh, âủc, ) . Thiãút kãú cáưn phi ph håüp u cáưu sỉí dủng hiãûn tải v dỉû kiãún phạt triãøn måí räüng, . KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 3 Chỉång 1 4. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA BÊ TƠNG CỐT THÉP Bã täng ngy nay âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong cạc ngnh xáy dỉûng v tråí thnh mäüt trong nhỉỵng váût liãûu xáy dủng ch úu. ( Váût liãûu ca thãú kè: 70∼80% bã täng cäút thẹp.) Bã täng cäút thẹp âỉåüc sỉí dủng räüng ri åí cạc nỉåïc Liãn xä 71%, M 58%, Phạp 79%, Âỉïc 64%. Xáy dỉûng cäng nghiãûp: Kãút cáúu chëu lỉûc nh 1 táưng v nhiãưu táưng, äúng khọi, bun ke, xi lä, mọng mạy, hnh lang váûn chuøn v.v Cäng trçnh cáúp thoạt nỉåïc Xáy dỉûng dán dủng: Xáy dỉûng cäng trçnh giao thäng: Cáưu, âỉåìng, t vẻt, áu tu, cáưu tu, v háưm xe âiãûn ngáưm Xáy dỉûng cäng trçnh thy låüi: Trảm båm, mạy dáùn nỉåïc, âáûp, thy âiãûn, Xáy dỉûng cäng trçnh qúc phng: Cäng sỉû kiãn cäú, doanh trải, Xáy dỉûng cäng trçnh thäng tin. 5. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: 1850: Lambot (Phạp) chãú tảo chiãúc tu bàòng lỉåïi sàõt ngoi trạt väi thy, Quạ trçnh phạt triãøn chia thnh 3 giai âoản: - Giai âoản phạt minh v m máùm trong thỉûc tiãùn, bäú trê cäút thẹp theo cm tênh. - Giai âoản nghiãn cỉïu lê lûn v sỉí dủng räüng ri (sau 1880), nghiãn cỉïu vãư cỉåìng âäü ca BT v cäút thẹp, lỉûc dênh giỉỵa BT v cäút thẹp, gii thêch sỉû lm viãûc chung giỉỵa chụng. - Giai âoản phạt triãøn hiãûn tải: XD cạc phỉång phạp tênh toạn theo ỉïng sút cho phẹp dỉûa trãn cå såí ca män SBVL, tênh theo giai âoản phạ hoải cọ xẹt âãún tênh biãún dảng do ca váût liãûu, tênh theo trảng thại giåïi hản. Nghiãn cỉïu v chãú tảo thnh cäng BTCT ỈLT ( Xem giạo trçnh bã täng cäút thẹ p _ Phảm sé Liãn, 7). Häüi nghë láưn thỉï 7 BTCT ỈLT ton thãú giåïi (26 nỉåïc) Tải New York cọ 102 âải biãøu X Häüi Ch Nghéa, hp hån 1 tưn. Â thỉåíng 3 hn chỉång Freisine: Mikhilop (Liãn Xä), Link (Mé), Lệnad (Âỉïc), Bã täng cỉåìng âäü cao: 1000,1500,2000,2500#. Thạp vä tuún Canada bàòng BTCT ỈLT cao 545m; Cáưu bn dáưm Nháût vỉåüt nhëp l=230m; Táúm âạy ca nh mạy âiãûn ngun tỉí (Âỉïc) 90*60*3m khäng cáưn khe lụn; Khoa Váût liãûu xáy dỉûng trỉåìng giao thäng Mascova: bã täng 3000#. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 4 Chỉång 2 TÊNH NÀNG CÅ L CA VÁÛT LIÃÛU. 1. BÊ TƠNG - Tênh nàng cå hc ca BT l chè cạc loải cỉåìng âäü v biãún dảng. - Tênh nàng váût l l chè tênh co ngọt, tỉì biãún, kh nàng chäúng tháúm, cạch nhiãût, ca BT. 1.1. Cường độ của Bê tơng: Cỉåìng âäü l chè tiãu cå hc quan trng, l mäüt âàûc trỉng cå bn ca BT, phn ạnh kh nàng chëu lỉûc ca váût liãûu. Thỉåìng càn cỉï vo cỉåìng âäü âãø phán biãût cạc loải bã täng. Cỉåìng âäü ca BT phủ thüc vo thnh pháưn v cáúu trục ca nọ. Âãø xạc âënh cỉåìng âäü ca BT phi lm cạc thê nghiãûm, thê nghiãûm phạ hoải máùu l phỉång phạp xạc âënh cỉåìng âäü mäüt cạch trỉûc tiãúp v dng phäø biãún. Ngoi ra cọ thãø dng cạc PP giạn tiãúp: siãu ám, ẹp lm viãn bi trãn bãư màût BT v cọ thãø thỉûc hiãûn trãn kãút cáúu. a Cường độ chịu nén: R n . Âãø xạc âënh cỉåìng âäü chëu nẹn ca BT thỉåìng ngỉåìi ta thê nghiãûm nẹn cạc máùu láûp phỉång cọ cảnh a=10, 15, 20 cm, hay khäúi làng trủ âạy vng, khäúi trủ trn. Cỉåìng âäü nẹn ca máùu: h ≥ 2d d h = 4a Bn nẹn N P M á ùu a a N P a a a F R n = Bã täng thỉåìng cọ R n =100 ÷ 600 kg/cm 2 . Cỉåìng âäü khäúi vng (kê hiãûu R) âãø xạc âënh mạc BT vãư chëu nẹn a a 4a b Cường độ chịu kéo: R k . a ( = 10cm ) Máùu chëu kẹo trung tám. R k = N F P . b 4h P Máùu chëu kẹo khi ún. a = b (= 15cm) R k = 3.5M b h 2 . Trong âọ: N P , M: Lỉûc kẹo v mämen ún lm phạ hoải máùu. Bã täng thỉåìng cọ R K = 10÷40 kg/cm 2 . c Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của BT: * Thnh pháưn v cạch chãú tảo BT: Âáy l nhán täú quút âënh âãún cỉåìng âäü BT. - Cháút lỉåüng v säú lỉåüng xi màng. - Âäü cỉïng, âäü sảch, cáúp phäúi ca cäút liãûu. - Tè lãû N/X. - Cháút lỉåüng ca viãûc träün vỉỵa BT, âáưm v bo dỉåỵng BT. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 1 Chỉång 2 Cạc úu täú ny âãưu nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT nhỉng mỉïc âäü cọ khạc nhau. Thê dủ tè lãû N/X nh hỉåíng låïn âãún R n cn âäü sảch ca cäút liãûu nh hỉåíng nhiãưu âãún R K * Thåìi gian (tøi ca BT): Cỉåìng âäü ca bã täng tàng theo thåìi gian, lục âáưu tàng nhanh sau tàng cháûm dáưn. Cỉåìng âäü bã täng tàng theo thåìi gian âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: Cäng thỉïc ca Sec (1926): t t 28 R t R 28 R R t =R 1 +(R 10 - R 1 )lgt. Cäng thỉïc ca Nga (1935), (Skrantaep): (våïi t = 7-300 ngy) R t = R 28 . lgt lg28 ≈ 0,7 R 28 .lgt. Trong âọ: R 1 , R 10 , R 28 , R t , l cỉåìng âäü ca bã täng tỉång ỉïng våïi tøi 1, 10, 28 v t ngy. (Cäng thỉïc ca Sec, khạ ph håüp våïi thỉûc tãú nhỉng báút tiãûn vç phi xạc âënh cỉåìng âäü bã täng åí tøi 1 ngy v 10 ngy; cäng thỉïc Nga cho kãút qu ph håüp våïi thỉûc tãú khi tøi bã täng ≥ 7 ngy bàòng xi màng Porland v dỉåỵng häü trong âiãưu kiãûn bçnh thỉåìng). * Âiãưu kiãûn thê nghiãûm: Lỉûc ma sạt giỉỵa bn nẹn v máùu thỉí nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT khi nẹn. Khi bë nẹn ngoi biãún dảng theo phỉång lỉûc tạc dủng, máùu cn nåí ngang. Chênh sỉû nåí ngang quạ mỉïc lm cho BT bë phạ våỵ do ỉïng sút kẹo (kh nàng chëu kẹo ca BT kẹm hån chëu nẹn nhiãưu láưn). Biãún dảng ngang âãưu Bäi trån Thåüp 2: Khäng cọ ma sạt (2) Thåüp 1: Cọ ma sạt trãn màût tiãúp xục Biãún dảng ngang khän g âãưu Kãú t qu cho tháúy trỉåìng håüp 1 máùu cọ cỉåìng âäü låïn hån: R (1) > R (2) . Gii thêch: Trỉåìng håüp (1): Lỉûc ma sạt trãn màût tiãúp xục giỉỵa bn nẹn v máùu thỉí cọ tạc dủng nhỉ mäüt vnh âai cn tråí sỉû nåí ngang ca BT khi máùu thỉí chëu nẹn. Cng xa màût tiãúp xục thç nh hỉåíng ca lỉûc ma sạt cng gim nãn máùu bë phạ hoải theo nhỉỵng âỉåìng nỉït dảng 2 hçnh chọp. Trỉåìng håüp (2): Khäng cọ lỉûc ma sạt nãn BT tỉû do nåí ngang khi chëu nẹn v ỉïng sút kẹo ngang phán bäú khạ âäưng âãưu trãn chiãưu cao máùu nãn cạc vãút nỉït theo phỉång âỉïng v gáưn song song nhau. (Khi thê nghiãûm khäng âỉåüc phẹp bäi dáưu ) Kêch thỉåïc máùu thỉí cng nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT: Máùu kêch thỉåïc nh chëu nh hỉåíng c a lỉûc ma sạt låïn nãn cọ cỉåìng âäü låïn hån máùu thỉí cọ kêch thỉåïc låïn. Do váûy khi thê nghiãûm cạc máùu thỉí cọ kêch thỉåïc khạc våïi máùu thỉí tiãu chøn (150*150*150) thç phi qui vãư cỉåìng âäü máùu thỉí tiãu chøn bàòng cạch nhán thãm våïi hãû säú qui âäøi. Máùu làng trủ cọ cỉåìng âäü bẹ hån máùu khäúi vng cọ cng kêch thỉåïc âạy R lt = (0.7-0.8)R Täúc âäü gia ti khi thê nghiãûm cng nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü ca máùu: Khi täúc âäü gia ti cháûm cỉåìng âäü âảt khong 0.85 trë säú thäng thỉåìng v khi gia ti nhanh cỉåìng âäü ca máùu cọ thãø tàng 1.2-1.4 láưn. Khi thê nghiãûm phi tn theo quy trçnh TN, thỉåìng våïi täúc âäü 2kg/cm 2 -s. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 2 Chỉång 2 * Âiãưu kiãûn dỉåỵng häü: Mäi trỉåìng cọ nhiãût âäü v âäü áøm låïn thç thåìi gian ninh kãút ca BT cọ thãø rụt ngàõn âi ráút nhiãưu. Nãúu dỉåỵng häü BT bàòng håi nỉåïc nọng thç cỉåìng âäü tàng nhanh trong vi ngy âáưu nhỉng BT s dn hån v cọ cỉåìng âäü cúi cng thỉåìng tháúp hån so våïi BT dỉåỵng häü trong âiãưu kiãûn tiãu chøn. 1.2. Mác Bê tơng: L trë säú ca cạc âàûc trỉng cå bn vãư cháút lỉåüng ca BT. Ty theo tênh cháút v nhiãûm vủ ca kãút cáúu m quy âënh mạc theo cạc âàûc trỉng khạc nhau. a Mác theo cường độ chịu nén: Kê hiãûu M Mạc theo cỉåìng âäü chëu nẹn l chè tiãu cå bn nháút âäúi våïi mi loải BT v kãút cáúu. Mạc theo cỉåìng âäü chëu nẹn l con säú láúy bàòng cỉåìng âäü chëu nẹn trung bçnh (tênh theo âån vë KG/cm 2 ) ca cạc máùu thỉí khäúi vng cảnh 15 cm, tøi 28 ngy, âỉåüc dỉåỵng häü v thê nghiãûm theo âiãưu kiãûn tiãu chøn (t 0 ≈20 0 C, W ≥ 90%). M l âải lỉåüng khäng thỉï ngun. Quy phảm qui âënh mạc chëu nẹn ca BT theo cáúp sau: Bã täng nàûng: M100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600. Bã täng nhẻ: M50, 75, 100, 150, 200, 250, 300. (Khi chn mạc BT theo cáúp qui âënh âãø dãù dng sỉí dủng cạc säú liãûu vãư thnh pháưn v cạc âàûc trỉng cå l âỉåüc láûp sàơn) Bã täng cäút thẹp phi dng BT cọ M ≥ 150. b Mác theo cường độ chịu kéo: Kê hiãûu K. Cạc kãút cáúu cọ u cáưu chäúng nỉït BT cn âỉåüc chn theo chè tiãu chëu kẹo. Mạc theo cỉåìng âäü chëu kẹo l con säú láúy bàòng cỉåìng âäü chëu kẹo trung bçnh (tênh theo âån vë KG/cm 2 ) ca cạc máùu thỉí tiãu chøn. Quy phảm qui âënh mạc chëu kẹo theo cáúp sau: Bã täng nàûng: K10, 15, 20, 25, 30, 40. Bã täng nhẻ: K10, 15, 20, 25, 30. c Mác theo khả năng chống thấm: Kê hiãûu T. Mạc theo kh nàng chäúng tháúm l con säú láúy bàòng ạp sút låïn nháút (tênh bàòng atm) m máùu chëu âỉåüc âãø nỉåïc khäng tháúm qua. Cáúp chäúng tháúm ca BT: T2, T4, T8, T10, T12. T cáưn quy âënh cho cạc kãút cáúu cọ u cáưu chäúng tháúm hồûc âäü chàõc chàõc ca BT nhỉ cạc cäng trçnh thy låüi, thy âiãûn 1.3. Biến dạng của Bê tơng: a Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn: Thê nghiãûm nẹn máùu thỉí hçnh làng trủ våïi täúc âäü tàng ti tỉì tỉì ta láûp âỉåüc âäư thë giỉỵa ỉïng sút v biãún dảng nhỉ hçnh v. Khi σ cn nh âäư thë êt cong nhỉng khi σ↑ thç cong nhiãưu. N ε b ε d ε âh KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 3 Chỉång 2 ε b O R n (2) D A σ b1 α 0 (1) α ε ch ε b1 ε d σ ε âh ε d -Âiãøm D ỉïng våïi lục máùu bë phạ hoải: ỉïng sút âảt R n v biãún dảng cỉûc âải ε ch . -Nãúu khi σ b âảt âãún σ b1 < R n ta gim ti tỉì tỉì thç âỉåüc âỉåìng gim ti khäng trng våïi âỉåìng tàng ti, biãún dảng ca BT khäng phủc häưi hon ton, khi σ b = 0 váùn cn ε d . Tỉïc l biãún dảng ton pháưn ca BT gäưm 2 pháưn: Mäüt pháưn cọ thãø khäi phủc gi l biãún dảng ân häưi ε âh , mäüt pháưn khäng thãø khäi phủc lải âỉåüc gi l biãún dảng do ε d : ε b = ε âh + ε d . Do váûy BT l váût liãûu ân häưi-do. Täúc âäüü gia ti khạc nhau thç cạc âỉåìng biãøu diãùn quan hãû σ - ε khạc nhau. ε b v 3 v 1 v 2 σ b ε b ε d ε âh σ Tênh cháút ân häưi ca BT âỉåüc âàûc trỉng båíi mäâun ân häưi ban âáưu E b . Mäâun biãún dảng do ca BT E b ’ l mäüt giạ trë thay âäøi. Quan hãû giỉỵa E b v E b ’ âỉåüc rụt ra tỉì quan hãû σ-ε trãn. σ b = E b . ε âh ; σ b = E b ’.( ε âh + ε d ) = E b ’. ε b . E b ’= ε ε âh b E b = νE b våïi ν= ε ε âh b l hãû säú ân häưi. Khi σ bẹ biãún dảng ch úu l ân häưi, (ν ≈1) Khi σ låïn biãún dảng do tàng lãn ν gim dáưn (v 1 =0,2 hay 0,15). Biãún dảng giåïi hản khi nẹn trung tám ≈ 0,002. Biãún dảng giåïi hản khi ún ≈ 0,0035. E b thay âäøi theo mạc BT (cọ bng tra). Khi chëu kẹo cng cọ biãún dảng ân häưi v biãún dảng do: E bk ’= ν k E b . Biãún dảng cỉûc hản khi kẹo khạ bẹ ≈ 0,00015. Thê nghiãûm cho tháúy khi BT chëu kẹo sàõp nỉït thç ν k ≈ 0,5 nãn ε ch = R E k b 05. = 2R E k b . Mäâun chäúng càõt: G= E b 21()+ µ ≈ 0,4 E b våïi µ=0,2 l hãû säú Posson. b Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: Hiện tượng từ biến của BT. Thê nghiãûm nẹn máùu âãún (σ b , ε b ) räưi giỉỵ ti trong thåìi gian di, dỉåïi tạc dủng ca ti trng di hản, biãún dảng ca BT tiãúp tủc tàng theo thåìi gian, måïi âáưu tàng nhanh sau tàng cháûm dáưn. Pháưn biãún dảng do tàng lãn do ti trng tạc dủng di hản gi l biãún dảng tỉì biãún. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 4 Chỉång 2 Hiãûn tỉåüng biãún dảng do tàng theo thåìi gian trong khi ỉïng sút khäng âäøi gi l hiãûn tỉåüng tỉì biãún ca BT. ε b N N ε tb t ε 2 ε 1 ε ε ε 1 ε 2 0 σ b σ Nhỉ váûy biãún dảng do ban âáưu cng l mäüt pháưn ca tỉì biãún (biãún dảng tỉì biãún nhanh). Khi σ b nh thç ε tb cọ giåïi hản, cn khi σ b gáưn âảt âãún R n thç ε tb tàng khäng ngỉìng v máùu bë phạ hoải. Cạc nhán täú nh hỉåíng âãún biãún dảng tỉì biãún: - ỈÏng sút trong BT låïn → biãún dảng tỉì biãún låïn. - Tøi BT lục âàût ti låïn → biãún dảng tỉì biãún bẹ. - Âäü áøm W mäi trỉåìng låïn → biãún dảng tỉì biãún bẹ. - Tè lãû N/X låïn, âäü cỉïng cäüt liãûu bẹ → biãún dảng tỉì biãún låïn. - Cng tè lãû N/X nhỉng lỉåüng X tàng → biãún dảng tỉì biãún tàng. Cọ thãø biãøu diãùn tỉì biãún qua mäüt trong hai chè tiãu sau: - Âàûc trỉng tỉì biãún: ϕ = ε tb / ε âh . Khäng thỉï ngun. - Sút tỉì biãún: c= ε tb / σ b (cm 2 /KG). Cạc chè tiãu ϕ, c âãưu tàng theo thåìi gian, v âảt âãún giåïi hản äøn âënh l ϕ 0 , c 0 . * Tạc hải ca hiãûn tỉåüng tỉì biãún: - Lm tàng âäü vng ca cáúu kiãûn. - Lm tàng âäü ún dc ca cáúu kiãûn chëu nẹn. - Måí räüng khe nỉït trong BT. - Gáy máút mạt ỉïng sút trong cäút thẹp ỉïng lỉûc trỉåïc. ε b σ b c Biến dạng do tải trọng lặp lại: Nãúu ti trng tạc dủng lãn kãút cáúu làûp âi làûp lải nhiãưu láưn (Âàût vo räưi dåỵ ra nhiãưu láưn) thç biãún dảng do s âỉåüc têch ly dáưn: gáy hiãûn tỉåüng mi cho kãút cáúu . d Biến dạng do co ngót: Co ngọt l hiãûn tỉåüng BT gim thãø têch khi ninh kãút trong khäng khê (Nãúu ninh kãút trong nỉåïc BT cọ thãø nåí ra chụt êt). Hiãûn tỉåüng co ngọt xy ra liãn quan âãún sỉû biãún âäøi l họa ca xi màng, cháút keo sinh ra trong quạ trçnh thy họa xi màng cọ thãø têch < thãø têch cháút sinh ra nọ, do nỉåïc bay håi v.v Biãún dảng co ngọt ch úu trong giai âoản âäng cỉïng âáưu tiãn, sau cháûm dáưn. Co ngọt phán bäú trãn bãư màût láùn chiãưu sáu, sỉû co ngọt åí bãư màût nhiãưu hån bãn trong. Mỉïc âäü co ngọt khi âäng cỉïng trong khäng khê (2-4).10 -4 , trong nỉåïc nåí ra =1/5-1/2 mỉïc âäü co Cạc nhán täú nh hỉåíng âãún biãún dảng co ngọt: - Säú lỉåüng v loải XM: lỉåüng XM ↑ → co ngọt ↑, XM cọ hoảt tênh cao → co ngọt ↑. - Tè lãû N/X tàng → co ngọt tàng. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 5 Chỉång 2 - Cạt nh hảt, cäút liãûu räùng → co ngọt tàng. - Cháút phủ gia lm BT ninh kãút nhanh → co ngọt tàng. - BT chỉng háúp åí nhiãût âäü cao thç co ngọt êt hån. Co ngọt l mäüt hiãûn tỉåüng cọ hải: - Lm thay âäøi hçnh dảng v kêch thỉåïc cáúu kiãûn. - Gáy ra khe nỉït trãn bãư màût BT (Vç co ngọt khäng âãưu åí trãn bãư màût v chiãưu sáu bãn trong co ngọt êt cn tråí biãún dảng co ngọt bãn ngoi lm cho låïp BT ny chëu kẹo → gáy nỉït), lm thay âäøi cáúu trục ca BT, gim kh nàng chëu lỉûc v tøi th ca cäng trçnh. Cạc biãûn phạp khàõc phủc: - Chn thnh pháưn cäút liãûu håüp l, hản chãú lỉåü ng nỉåïc träün, tè lãû N/X håüp l. - Âáưm chàõc BT, bo dỉåỵng BT thỉåìng xun áøm trong giai âoản âáưu. - Cạc biãûn phạp cáúu tảo nhỉ bäú trê khe co dn, âàût cäút thẹp cáúu tảo åí nhỉỵng nåi cáưn thiãút âãø chëu ỉïng sút do co ngọt gáy ra, v.v 2. CỐT THÉP: 2.1. u cầu đối với cốt thép dùng trong BTCT: - Âm bo cỉåìng âäü theo thiãút kãú. - Phi cọ tênh do cáưn thiãút. - Phi dênh kãút täút v cng chëu lỉûc âỉåüc våïi BT trong mi giai âoản lm viãûc ca kãút cáúu. - Dãù gia cäng: dãù ún, càõt, v hn âỉåüc - Táûn dủng âỉåüc triãût âãø kh nàng chëu lỉûc ca cäút thẹp khi kãút cáúu bë phạ hoải. - Tiãút kiãûm thẹp v täún êt sỉïc LÂ. 2.2. Một số tính chất cơ bản của cốt thép: ε σ ch σ âh σ b σ 0 ε d Biãøu âäư ỉïng sút-biãún dảng: Âãø xạc âënh cỉåìng âäü ca cäút thẹp ngỉåìi ta thỉåìng tiãún hnh thê nghiãûm kẹo cạc máùu thẹp v v biãøu âäư ỉïng sút-biãún dảng: Trãn biãøu âäư cọ pháưn thàóng ỉïng våïi giai âoản ân häưi, pháưn cong v nàòm ngang ỉïng våïi giai âoản cọ biãún dảng do. Âoản nàòm ngang âỉåüc gi l thãưm chy (thẹp åí trảng thại chy do). Nãúu kẹo thẹp trong giai âoản ân häưi räưi gim ti thç âỉåìng gim ti tråí vãư theo âỉåìng tàng ti âãún gäúc ta âäü. Nãúu kẹo thẹp âãún giai âoản cọ biãún dả ng do räưi gim ti thç biãøu âäư khäng vãư theo âỉåìng c m song song våïi âoản biãưu diãùn giai âoản ân häưi v cọ mäüt biãún dảng dỉ l ε d . V nãúu kẹo máùu thẹp ny láưn nỉỵa thç cọ giai âoản ân häưi låïn hån, vng cọ biãún dảng do gim. Càn cỉï theo biãøu âäư trãn, ngỉåìi ta qui âënh 3 giåïi hản sau: - Giåïi hản bãưn: L ỉïng sút låïn nháút thẹp chëu âỉåüc trỉåïc khi bë âỉït. - Giåïi hản ân häưi: L ỉïng sút åí cúi giai âoản ân häưi. - Giåïi hản chy: L ỉïng sút åí âáưu giai âoản chy do. KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 6 [...]... 19 14 6 Theo tiãu chøn Nga: AI, AII, AII, AIV, AV l thẹp cạn nọng; A-IIB, A-IIIB l thẹp kẹo ngüi Cọ nỉåïc âàût tãn thẹp theo giåïi hản chy hồûc âàût theo giåïi hản bãưn, v.v 3 BÊ TƠNG CỐT THÉP 3.1 Lực dính giữa Bê tơng và cốt thép: Såí dé giỉỵa BT v cäút thẹp cọ thãø cng cäüng tạc chëu lỉûc âỉåüc l nhåì lỉûc dênh giỉỵa chụng a Các nhân tố tạo nên lực dính: - Lỉûc ma sạt do bãư màût gäư ghãư ca cäút... chäúng xám thỉûc Cáưn gii quút tha âạng mäúi quan hãû giỉỵa hai pháưn trãn nhàòm âm bo: Âäü an ton ca kãút cáúu v tiãút kiãûm váût liãûu, ph håüp våïi âiãưu kiãûn thi cäng 1 NGUN LÝ TÍNH TỐN KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP Khi Kãút cáúu BTCT ra âåìi thç män Sỉïc Bãưn Váût Liãûu â phạt triãøn tỉång âäúi hon chènh nãn ngỉåìi ta â váûn dủng l thuút ny vo tênh toạn Kãút cáúu BTCT Âọ l phỉång phạp ỉïng sút cho... Neo bàòng cạch hn cạc thẹp neo åí âáưu: 2d 3,25d 4d d d 3.4 Uốn cốt thép: 4d 10m Tải chäù cäút thẹp bë ún cong, cäút thẹp khi chëu lỉûc s ẹp củc bäü vo BT v gáy ỉïng sút táûp trung tải âọ âãø phán bäú lỉûc nẹn ca cäút thẹp ra (Tiãút diãûn räüng hån) âãưu hån Cäút thẹp âỉåüc ún cong våïi bạn kênh cong r ≥ 10d F F F r ≥10d F 3.5 Nối cốt thép: d Cäút thẹp cọ thãø näúi våïi nhau bàòng hn hay büc a Nối... VỀ CẤU TẠO: BTCT l váût liãûu häùn håüp sỉû lm viãûc phỉïc tảp Âãø âån gin tênh toạn ngỉåìi ta âỉa ra mäüt säú gi thuút âãø xạc âënh näüi lỉûc hồûc tênh toạn tiãút diãûn, cọ nhỉỵng gi thuút khäng hon ton ph håüp våïi thỉûc tãú lm viãûc Vç váûy khi bäú trê cäút thẹp cáưn tn th cạc quy âënh cáúu tảo nhàòm phạt huy hãút kh nàng chëu lỉûc ca váût liãûu, trạnh cạc phạ hoải củc bäü 3.1 Khung và lưới cốt thép: ... Büc ∗ Büc Vạn khn Thanh näúi ngang (1-3 thanh/m) 2 Lỉåïi cäút thẹp : Cọ thãø büc hồûc hn lỉåïi phàóng hồûc cün nhỉng âm bo mäùi cün G ≤ 500 kg âãø ph håüp cáưn cáøu thiãúu nhi khi thi cäng 3.2 Cốt chịu lực và cốt cấu tạo: Trong giạo trçnh, tỉìng loải cáúu kiãûn cå bn âãưu cọ qui âënh v hỉåïng dáùn củ thãø vãư tạc dủng, u cáưu v cạch bäú trê thẹp, vç váûy åí âáy chè trçnh by mäüt säú khại niãûm cå bn:... hon chènh biãøu âäư lỉûc dênh (ω < 1) R Cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: τmax= n m Trong âọ: m l hãû säú phủ thüc bãư màût cäút thẹp: thẹp cọ gåì m=2÷3,5; thẹp trån m=3,6÷6 3.2 Ảnh hưởng của cốt thép đến co ngót và từ biến của Bê tơng: a Ảnh hưởng đến co ngót: Do sỉû dênh kãút giỉỵa bã täng v cäút thẹp m cäút thẹp cn tråí biãún dảng co ngọt ca BT Kãút qu cäút thẹp bë nẹn lải cn BT bë kẹo ra *Xẹt hai máùu thỉí... gäúi cäút m chëu M+ thç a ≥ 100 âãø tiãûn âäø BT; Tải nåi cọ M > thç: a ≤ 200 khi chiãưu dy bn h ≤ 150, a ≤ 1.5h khi chiãưu dy bn h > 150, Tải nåi cọ M< thç täúi thiãøu phi cọ 3 thanh/1m di bn b Cốt thép phân bố (cấu tạo): Âàût vng gọc cäút chëu lỉûc (Nàòm bãn trong cäút thẹp chëu lỉûc) âãø tảo thnh lỉåïi Cọ d=4÷8; a=20÷30 cm (a khäng quạ 350) âàût theo cáúu tảo c≤15 khi d≤10 c Tạc dủng: giỉỵ vë trê cäút... âai thỉåìng dng: φ ≥ 6mm âäúi våïi h < 800; φ ≥ 8mm âäúi våïi h ≥ 800 c .Cốt xiên: Dng âãø chëu lỉûc càõt Q hồûc cọ lục chè âãø âỉa cäút dc lãn chëu M(-) åí trãn KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP 2 Chỉång 4 Thỉåìng l cäút dc ún lãn våïi gọc nghiãng α: - 450 khi h ≤ 800 - 600 khi h > 800 - 300 khi dáưm tháúp v bn α d Cốt dọc cấu tạo: Khi dáưm cọ chiãưu cao låïn h > 700 thç trãn khong cạch Cäút giạ... tênh toạn cäút âai v cäút xiãn Âiãưu kiãûn (4 - 42) s âỉåüc tha mn bàòng mäüt säú biãûn phạp cáúu tảo v khi cáưn thiẹt cọ thãø dng âãø tênh toạn (M låïn) 5.4 Tính tốn cốt đai khi khơng dùng cốt xiên: a Điều kiện cường độ khi khơng dùng cốt xiên: Khi khäng dng cäút xiãn, âiãưu kiãûn (4-41) tråí thnh: Q ≤ Qb+Σ.Râ.Fâ (4 - 44) Vç âai tỉång âäúi dy v âãưu trãn TD âang xẹt nãn: R F R n.f qâ = ad d = ad d...Chỉång 2 2.3 Phân loại cốt thép: a Phân loại theo độ cứng: - Cäút mãưm: d ≤ 40mm, cọ thãø ún âỉåüc (Tiãút diãûn vng, trn cọ thãø trån hồûc cọ gåì) - Cäút cỉïng: d >40 mm, thẹp hçnh I, L,[ ( Cạc cäút cỉïng ny cọ thãø chëu lỉûc . âàût tãn thẹp theo giåïi hản chy hồûc âàût theo giåïi hản bãưn, v.v 3. BÊ TƠNG CỐT THÉP 3.1. Lực dính giữa Bê tơng và cốt thép: Såí dé giỉỵa BT v cäút thẹp cọ thãø cng cäüng tạc chëu lỉûc âỉåüc. cáúu v tiãút kiãûm váût liãûu, ph håüp våïi âiãưu kiãûn thi cäng. 1. NGUN LÝ TÍNH TỐN KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP Khi Kãút cáúu BTCT ra âåìi thç män Sỉïc Bãưn Váût Liãûu â phạt triãøn tỉång âäúi. cáúu tảo åí nhỉỵng nåi cáưn thiãút âãø chëu ỉïng sút do co ngọt gáy ra, v.v 2. CỐT THÉP: 2.1. u cầu đối với cốt thép dùng trong BTCT: - Âm bo cỉåìng âäü theo thiãút kãú. - Phi cọ tênh do cáưn