GIÁO TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP pdf

CÁC LÝ DO ĐỂ BÊTÔNG VÀ CỐT THÉP CÓ THỂ CÙNG CỘNG TÁC CHỊU LỰC  Nhờ có lực dính mà có thể truyền lực qua lại giữa bêtông và cốt thép, khai thác cường độ cốt thép, hạn chế bề rộng khe

Trang 1

GIÁO TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP

Trang 2

CHƯƠNG 1

KHÁI NIỆM CHUNG

1

Trang 3

Đặc trưng Bêtông Cốt thép

Khả năng chịu kéo kém tốt

Khả năng chịu nén tốt tốt,

Khả năng chịu cắt trung bình tốt

Độ bền tốt dễ bị ăn mòn

Trang 4

Chương 1 KHÁI NIỆM CHUNG

3

Khe nứt Thớ chịu kéo

Thớ chịu nén

Lớp trung hòa

Tải trọng P0

1

b

Khe nứt Thớ chịu kéo 1 Cốt thép dọc

Lớp trung hòa

Miền chịu nén 1

Trang 5

 Đặt cốt thép vào vùng nén để tăng khả năng chịu lực và giảm kích thước tiết diện

nén cùng bêtông Sức chịu nén của cốt thép cũng tốt bằng sức chịu kéo

CỘT BÊTÔNG CỐT THÉP

Trang 6

5

1.1.2 CÁC LÝ DO ĐỂ BÊTÔNG VÀ CỐT THÉP

CÓ THỂ CÙNG CỘNG TÁC CHỊU LỰC

 Nhờ có lực dính mà có thể truyền lực qua lại giữa bêtông và cốt thép, khai thác cường độ cốt thép, hạn chế bề rộng khe nứt

 Giữa BT và CT không xảy ra phản ứng hóa học

 Hệ số giãn nở nhiệt của BT và CT gần bằng nhau.

Trang 7

BTCT LẮP GHÉP

BTCT TOÀN KHỐI

BTCT BÁN LẮP GHÉP

Trang 8

7

1.2 PHÂN LOẠI BTCTTHEO TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT

KHI CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG BTCT

Trang 10

9 1.3 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHẠM VI SỬ

DỤNG

 Khả năng chiụ lực lớn (so với gỗ, gạch đá), chịu tốt các tải trọng động

 Bền vững, bảo dưỡng ít tốn kém

 Chịu lửa tốt

 Có khả năng tạo ra các hình dáng kết cấu khác nhau, đáp ứng yêu cầu đa dạng của kiến trúc

Trang 11

1.3.2 NHƯỢC ĐIỂM

 Dễ có khe nứt tại vùng kéo

 khắc phục bằng cách dùng BTCT ứng lực trước, có biện pháp tính toán và thi công hợp lý để hạn chế khe nứt, bảo đảm điều kiện sử dụng bình thường

 Cách âm, cách nhiệt kém

 khắc phục bằng cách sử dụng kết cấu có lỗ rỗng

 Thi công BTCT toàn khối tương đối phức tạp

 Trọng lượng bản thân lớn, khó làm kết cấu nhịp lớn  khắc phục bằng cách dùng BTCT ứng lực trước, kết cấu vỏ mỏng …

Trang 12

CHƯƠNG 2

TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU

11

Trang 13

2.1 BÊTÔNG

 Cường độ là đặc trưng cơ bản của bêtông, phản ánh khả năng chịu lực của nó

a THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN

F N

Rn 

Trang 14

CHƯƠNG 2 TÍNH CHẤT CƠ LÝ

CỦA VẬT LIỆU

 Thí nghiệm kéo

 Thí nghiệm uốn

Thông thường, Rk =10  40 kG/cm2

F

N

Rk  k

2 k

bh

M 5 , 3 W

M





Trang 15

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM MẪU BÊTÔNG

Trang 16

CỦA VẬT LIỆU

15

Thí nghiệm nén chẻ để tìm cường độ chịu kéo

Cylindrical splitting test

Thí nghiệm nén mẫu hình trụ

Trang 17

 Thành phần bêtông

 Chất lượng của việc nhào trộn, độ đầm chắc của hỗn hợp bêtông khi đổ khuôn và điều kiện bảo dưỡng

 Sự tăng cường độ

bêtông theo thời gian

Rt = 0,7R28lgt

 Điều kiện thí nghiệm

Trang 18

CỦA VẬT LIỆU

Trang 19

 Co ngót là hiện tượng BT giảm thể tích khi khô cứng trong không khí, do sự biến đổi lý hóa của quá trình thủy hóa ximăng, do nước bay hơi …

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến co ngót :

 Độ ẩm

 Xi măng, cốt liệu

Biện pháp hạn chế co ngót :

 Chọn thành phần BT thích hợp, đầm chặt, giữ ẩm

 Dùng khe co giãn

 Đặt cốt thép cấu tạo

Trang 20

CHƯƠNG 2 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU

 Hệ số giãn nở vì nhiệt trung bình của bêtông:

b=110-5 /độ C

c BIẾN DẠNG DO TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NGẮN HẠN

hồi hoàn toàn, nó là vật liệu đàn hồi - dẻo

Trang 21

Môđun đàn hồi ban đầu E b

 Khi bêtông chịu nén, trong giai đoạn đàn hồi :

Eb = tg0 =

Ví dụ :trong điều kiện khô cứng tự nhiên, bêtông M200 có Eb= 2,40105 kG/cm2 <-> B15 có E b = 2310 3 MPa

bêtông M250 có Eb= 2,65105 kG/cm2

<-> B20 có E b = 2710 3 Mpa (E b =tra phụ lục 3)

dh

b





Trang 22

CỦA VẬT LIỆU

21

2.2 CỐT THÉP

2.2.1 PHÂN LOẠI CỐT THÉP DÙNG TRONG BTCT

Thép hợp kim thấp THEO CÁCH GIA CÔNG CHẾ TẠO

Cốt thép cán nóng Sợi thép kéo nguội

THEO HÌNH THỨC MẶT NGOÀI

Cốt thép tròn trơn Cốt thép có gờ Thép hình L,C, I

Trang 23

có gân (gờ) CII, CIII, CIV

thép

tròn

trơn

CI

Trang 24

CỦA VẬT LIỆU

THÉP

a BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT-BIẾN DẠNG

Độ dãn dài cực hạn của thép

ch đh

B

CĐ tính tóan Giá trị để tính

của thép

Sự làm việc của thép

khi chịu kéo

Giới hạn đàn hồi và giới hạn chảy

quy ước

Thép rắn

Trang 25

 Cốt thép rắn : có giới hạn chảy không rõ ràng và ch  b ,…

c ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

 Thép bị nung nóng : thay đổi cấu trúc kim loại, giảm cường độ, môđun đàn hồi Khi để nguội trở lại thì cường độ không được hồi phục hoàn toàn

 Khi chịu lạnh quá mức (dưới -300C) , thép trở nên giòn

 Hệ số giãn nở vì nhiệt của thép t = 1 10-5 /độ C

Trang 26

CỦA VẬT LIỆU

AI, AII, AIII, AIV (tương đương với các nhóm CI, CII, CIII, CIV) ; AV, AVI (TCXDVN 356:2005 sử dụng cách phân loại này)

Theo giới hạn chảy : FeE220, FeE400, SR235, SD295, SD340, SD390, …

vv, …

Trang 27

2.3 BÊTÔNG CỐT THÉP

2.3.1 LỰC DÍNH GIỮA BÊTÔNG VÀ CỐT THÉP

 Lực dính bảo đảm sự làm việc chung, sự cùng biến dạng, sự truyền lực qua lại giữa bêtông và cốt thép

Trang 28

CỦA VẬT LIỆU

27

a CÁC NHÂN TỐ TẠO NÊN LỰC DÍNH

 Cốt thép có gờ BT dưới gờ chống trượt CT

 Keo ximăng dán chặt cốt thép với bêtông

 Có lực ma sát giữa cốt thép và bêtông khi co ngót

 Trong cấu kiện chịu nén thì lực dính tốt hơn so với trong cấu kiện chịu kéo

 Chất lượng bêtông

 Bề mặt cốt thép

 Công thức thực nghiệm :

Trang 29

 Sự phá hoại do chịu lực

 Sự phá hoại của Thanh chịu kéo

 Sự phá hoại của Thanh chịu nén

 Sự phá hoại của Dầm chịu uốn

 Sự hư hỏng do tác dụng của môi trường

Nguyên nhân

 Tác dụng cơ học

 Tác dụng sinh học

 Tác dụng hóa học

Trang 30

CỦA VẬT LIỆU

29

Biện pháp bảo vệ

 Bảo đảm lớp bêtông bảo vệ, công trình thông thoáng, tránh ẩm ướt

 Làm sạch bề mặt cốt thép (cạo gỉ, chùi bụi …), sơn hay tô mặt ngoài bêtông

 Dùng cốt liệu và nước sạch để đổ bêtông

Trang 31

CHƯƠNG 3

NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ

CẤU TẠO BTCT

Trang 32

Chương 3 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO BTCT

31

TÍNH TOÁN :

- Xác định tải trọng và tác động, xác định nội lực và tổ hợp nội lực, xác định khả năng chịu lực của kết cấu hoặc tính toán tiết diện BTCT

CẤU TẠO :

- Chọn vật liệu (mác bêtông, nhóm cốt thép), chọn kích thước tiết diện cấu kiện, chọn và bố trí cốt thép, giải quyết liên kết …

Trang 33

3.1 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

 Tác động có nguồn gốc thiên nhiên như gió bão, động đất, áp lực nước ngầm, áp lực đất, sự thay đổi nhiệt độ…

 Tác động khác như trọng lượng vật liệu và kết cấu, hoạt động của con người trong công trình, sự vận hành của máy móc thiết bị, sự cố cháy nổ …

3.1.1 PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG

Trang 34

33

3.1.1 PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG

TT DÀI HẠN

THEO THỜI HẠN TÁC DỤNG

Tải trọng dài hạn Tải trọng ngắn hạn

THEO PHƯƠNG, CHIỀU

Tải trọng đứng Tải trọng ngang

THEO TRỊ SỐ

Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính toán

Trang 35

3.1.2 Tổ hợp tải trọng

 Tĩnh tải thường xuyên tác dụng lên kết cấu, trong khi đó hoạt tải có thể xuất hiện ở những chỗ khác nhau vào

những thời điểm khác nhau

 Tổ hợp tải trọng : sắp xếp vị trí của hoạt tải để tìm giá trị nội lực lớn nhất ở một tiết diện nào đó

Nội lực ứng với mỗi trường hợp tải trọng có thể được xác định theo sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ có xét đến biến dạng dẻo trong BTCT

Trang 36

35

Một số trường hợp tải trọng

Trang 37

3.2 CƯỜNG ĐỘ TIÊU CHUẨN VÀ CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN

3.2.1 BÊTÔNG

 CƯỜNG ĐỘ TIÊU CHUẨN Rtc

 CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN

b b

tcm k

R

Trang 38

 CƯỜNG ĐỘ TIÊU CHUẨN

 Tiến hành thí nghiệm kéo kiểm tra cường độ cốt thép Với cốt thép dẻo kiểm tra theo giới hạn chảy, với cốt thép rắn kiểm tra theo giới hạn bền Cường độ tiêu chuẩn (Ratc) lấy bằng giá trị kiểm tra nhỏ nhất với xác xuất bảo đảm95%

 CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN

 Cường độ tính toán về kéo ( R a ):

 Cường độ tính toán về nén ( R’ a )

a a

tc a

k R

R 

Trang 39

3.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Trang 40

39

 Bảo đảm khả năng chịu lực cho kết cấu:

 Điều kiện tính toán : T  Tgh

 Bài toán thiết kế

 Bài toán kiểm tra tc

i i i

T   T n c

Trang 41

Minh hoạt một số hình ảnh mất ổn định của kết cấu

Trang 42

41

Minh hoạt một số giai đoạn làm việc của kết cấu

Trang 43

thường

 Khi tính toán theo TTGH thứ hai thì dùng tải trọng tiêu chuẩn và cường độ tiêu chuẩn của vật liệu

 Kiểm tra biến dạng : f  fgh

Độ võng giới hạn của cấu kiện BTCT

Loại cấu kiện Giới hạn độ võng

2 Sàn có trần phẳng, cấu kiện của mái :

Ghi chú: L là nhịp tính toán của dầm hoặc bản kê lên 2 gối

Trang 44

43

 Kiểm tra sự hình thành và mở rộng khe nứt

 Đối với cấu kiện cho phép nứt : a n  a n.gh

 Đối với cấu kiện không cho phép nứt : T  T n

 Một số trường hợp cần thiết phải tính toán theo TTGH thứ hai:

 Kiểm tra độ võng cho dầm có nhịp  7m

 Kiểm tra nứt cho dầm có nhịp  10m ; kết cấu lắp ghép, bể chứa chất lỏng, chất khí …

Trang 45

3.4 NGUYÊN TẮC CẤU TẠO BTCT

3.4.1 HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

 Chọn hình dạng và kích thước tiết diện phải bảo đảm:

Trang 46

45

3.4.2 CẤU TẠO CỐT THÉP

a KHUNG VÀ LƯỚI CỐT THÉP

 Cốt thép đặt vào trong BT không được để rời mà phải liên kết chúng lại với nhau thành khung hoặc lưới

Trang 47

b THÉP CHỊU LỰC VÀ THÉP CẤU TẠO

Thép chịu lực : được tính toán để chịu các ứng suất do tải trọng

Thép cấu tạo : thường không cần tính toán, được đặt theo qui định của

qui phạm và theo kinh nghiệm, để: liên kết cốt chịu lực thành khung / lưới, giảm co ngót không đều, chịu ứng suất do nhiệt độ thay đổi, phân bố tác dụng của tải trọng tập trung, vv…

Trang 48

47

c CHỌN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

 Đường kính cốt thép :

Trong cùng 1 tiết diện, không nên dùng quá nhiều loại đường kính cốt thép Chênh lệch đường kính các cốt thép trong một tiết diện nên 3    10 mm

 Chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép chịu lực :

tính từ mép ngoài bêtông đến mép ngoài gần nhất của cốt thép chịu lực: a0  {max, a0min}

a0min - tùy từng loại cấu kiện, thông thường lấy:

Trong bản sàn và tường: a0min = 10mm;

Trong dầm, sườn và cột: a0min = 20mm;

Trong móng lắp ghép: a0min = 30mm;

Trong móng toàn khối: a0min = 35mm;

a d a

Trang 49

đủ rộng để vữa bêtông lọt qua và xung

quanh mỗi cốt thép có một lớp bêtông đủ bảo đảm điều kiện về lực dính bám





min

t

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	1,78 MB