BÀI GIẢNG KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 ĐH GTVT HẢ NỘI

ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 1 Chương 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1. Thực chất của bê tông cốt thép thường (BTCT) - KN: Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng hỗn hợp do hai vật liệu thành phần có đặc trưng cơ học khác nhau là bê tông và thép cùng phối hợp chịu lực với nhau một cách hợp lý và kinh tế. + Bê tông là một loại đá nhân tạo, thành phần bao gồm cốt liệu ( đá dăm, sỏi, cát) và chấ t kết dính ( xi măng) , nước và phụ gia (nếu có). Bê tông có đặc điểm là khả năng chịu nén tốt hơn khả năng chịu kéo rất nhiều (10 ÷ 20 lần). + Thép là vật liệu có khả năng chịu kéo và chịu nén đều tốt tương đương nhau. - Như vậy, việc sử dụng riêng bê tông để làm các cấu kiện chịu lực có phát sinh ứng suất kéo (cấu kiện chịu kéo, uốn, kéo nén lệch tâm, ) sẽ là không hợp lý. - Để thấy được sự cộng tác chịu lực giữa bê tông và cốt thép ta xem xét hai thí nghiệm sau: TTH P ct f f cc TN1: Vïng chÞu nÐn Vïng chÞu kÐo VÕt nøt th¼ng gãc duy nhÊt Hình 1.1 - Dầm bê tông không cốt thép + Khi tải trọng P trong hình 1.1 tăng dần thì tại vùng chịu kéo (thớ dưới dầm) vết nứt đầu tiên sẽ xuất hiện tại khu vực giữa dầm (khu vực có M max) khi ứng suất kéo f ct → f ctu (c = concrete, t = tensile, u = ultimate), trong khi đó thì ứng suất nén ở thớ trên f cc << f ccu (c = concrete, c = compress). + Khi P tiếp tục tăng thì vết nứt đầu tiên đó sẽ càng mở rộng và nâng cao, phần chịu nén thu hẹp dần cho tới khi dầm bị phá hoại. Sự phá hoại này sẽ xảy ra trong khi các tiết diện khác của dầm vẫn chưa bị phá hoại (chưa nứt), nên sự phá hoại này là đột ngột (phá hoại giòn). Đồng thời, ta thấy khi dầm bị phá hoại thì khả năng chịu lực củ a vật liệu, nhất là khả năng chịu nén của bê tông vẫn chưa được khai thác hết, khả năng chịu mô men của dầm nhỏ ⇒ không hợp lý. + Nếu ta đặt thêm cốt thép dọc vào vùng chịu kéo của dầm như hình 1.2 (ta cũng có thể dùng một số loại cốt liệu khác như tre nứa, thủy tinh, polime, ) ⇒ ta được một loại vật liệu mới là BTCT (bê tông có cốt). Nghiên cứu thêm ta sẽ thấy, n ếu lượng cốt thép đặt vào là hợp lý thì thì ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 2 tình hình phá hoại của dầm sẽ không xảy ra đột ngột nữa (phá hoại dẻo) và khả năng chịu lực của dầm sẽ tăng lên rất nhiều (có thể tới 20 lần). Thật vậy, khi ứng suất kéo lớn nhất trong dầm f ct → f ctu , thì vết nứt đầu tiên xuất hiện và mở rộng dần. Tại đó toàn bộ lực kéo sẽ do cốt thép chịu. Nếu P tiếp tục tăng, thì các tiết diện gần đó cũng sẽ xảy ra tương tự. Sự phá hoại của dầm sẽ xảy ra khi f st → f stu và f cc → f ccu . Như vậy, cường độ của hay khả năng chịu lực của cả bê tông và cốt thép đều được khai thác hết. TN2: cc f f s P TTH AsAs Vïng chÞu kÐo Vïng chÞu nÐn VÕt nøt th¼ng gãc .As Hình 1.2 - Dầm bê tông cốt thép - Dầm BTCT khai thác hết khả năng chịu nén tốt của bê tông và khả năng chịu kéo tốt của thép .Nhờ vậy khả năng chịu mô men hay Sức kháng uốn lớn hơn hàng chục lần so với dầm bê tông có cùng kích thước. - Trong cấu kiện BTCT, do cốt thép chịu kéo và nén đều tốt, nên nó còn được đặt vào vùng chịu nén của cấu kiện để gia cường thêm cho bê tông tại vùng đó ⇒ cấu ki ện sẽ có kích thước giảm đi, chịu lực khi vận chuyển, lắp ráp được tốt hơn, - Bê tông và thép có thể kết hợp cùng chịu lực với nhau một cách hợp lý như trên là do những yếu tố sau: + Trên bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và thép có lực dính bám khá lớn, lực dính bám này giữ cho cốt thép không bị tuột khỏi bê tông khi chịu kéo, nên lực có thể truyền từ bê tông sang thép và ngược lại. Lực dính bám là yếu tố quan trọng nh ất đối với BTCT. Nhờ có lực dính bám mà cường độ của cốt thép mới được khai thác, bề rộng vết nứt trong vùng kéo mới được hạn chế. Do vậy, người ta phải tìm mọi cách để tăng cường lực dính bám giữa bê tông và cốt thép. + Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hoá học nào mà bê tông còn có tác dụng bảo vệ cho cốt thép chống lại các tác dụng trực tiếp của môi trường, của các đám cháy, + Hệ số giãn nở dài vì nhiệt của bê tông và cốt thép là xấp xỉ bằng nhau ( bê tông α c = 1.10 -5 ÷ 1,5.10 -5 / o C, thép α s = 1,2.10 -5 / o C ). Do đó khi nghiệt độ thay đổi trong phạm vi thông thường (dưới 100 o C) thì sự giãn dài vì nhiệt của hai vật liệu này không chênh lệch nhau mấy ⇒ nội ứng suất phát sinh sẽ không đáng kể. 1.2. Thực chất của bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCTƯST) - Ta thấy, BTCT thường (BTCT không DUL) có nhược điểm lớn là vết nứt xuất hiện sớm ⇒ giới hạn chống nứt thấp. ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 3 + Thực nghiệm cho thấy, khi ứng suất kéo trong cốt thép f st = 20 ÷ 30MPa thì lớp bê tông bao bọc xung quanh cốt thép đã bắt đầu bị rạn nứt. Khi f ct = 180 ÷ 250MPa thì bề rộng vết nứt khoảng 0,2 ÷ 0,3mm. Đây cũng là bề rộng vết nứt giới hạn mà các TCTK quy định (quy định này xuất phát từ các yêu cầu như bảo vệ cho cốt thép khỏi bị ăn mòn do nước hoặc hơi nước xâm nhập vào, hoặc do điều kiện tâm lý của ngường sử dụng, ) + Như vậy, nếu ta sử dụng cốt thép cường độ cao (f py = 1000 ÷ 1600MPa) để chế tạo BTCT thường thì sẽ không khai thác hết khả năng chịu lực của nó được, vì giới hạn bề rộng vết nứt cũng chính là giứi hạn trị số ứng suất kéo trong cốt thép như ở trên. + Việc tăng cường độ BT hoặc sử dụng cốt thép có đường kính nhỏ cũng phần nào giảm được bề rộng vết nứt, nhưng hiệ u quả của nó rất thấp. + Hơn nữa, với những cấu kiện yêu cầu có khả năng chống thấm (chống nứt) thì BTCT thường tỏ ra bất lực. Thực tế cho thấy kết cấu BTCT thường không có khả năng chống nứt hoặc khả năng chống nứt rất hạn chế. - Do vậy, để tăng giới hạn chống nứt cho kết cấu BTCT và s ử dụng được hợp lý cốt thép CĐC cũng như bê tông CĐC thì cách tốt nhất là sử dụng BTCT DUL. + Khái niệm kết cấu dự ứng lực: kết cấu dự ứng lực nói chung là loại kết cấu mà khi chế tạo chúng người ta tạo ra một trạng thái ứng suất ban đầu ngược với trạng thái ứng suất do tải trọng khi sử dụng nhằm, nhằm hạn ch ế các yếu tố có hại đến tình hình chịu lực của kết cấu do tính chất chịu lực kém của vật liệu sinh ra. + Với bê tông cốt thép, thì chủ yếu người ta tạo ra ứng suất nén trước cho những vùng của tiết diện mà sau này dưới tác dụng của tải trọng khi sử dụng sẽ phát sinh ứng suất kéo. Ứng suất nén trước này có tác dụng làm giảm hoặc triệt tiêu ứng suất kéo do tả i trọng khi sử dụng sinh ra. Nhờ vậy mà cấu kiện sẽ không bị nứt hoặc nứt rất nhỏ. + Để rõ hơn, ví dụ ta xét một dầm giản đơn BTCT DUL chịu tải trọng như hìnhvẽ: P P += or Do DUL Do P DULHT DULKHT t f f ct f f c f c t f f c Aps NN e Hình 1.3 - Dầm BTCT ứng suất trước Ta thấy, do sử dụng DUL mà ứng suất kéo trong cấu kiện đã bị triệt tiêu (DUL hoàn toàn) hoặc ứng suất kéo còn rất nhỏ (DUL không hoàn toàn). - Ta có thể tạo ra các trạng thái ứng suất ban đầu khác nhau bằng hai cách: Thay đổi vị trí lực nén trước hoặc thay đổi trị số lực nén trước ⇒ Nhờ đó ta có thể thiết kế được kết cấu BTCT DUL một cách h ợp lý và đưa đến khả năng tiết kiệm vật liệu nhất. ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 4 - Ưu điểm của kết cấu BTCT DƯL so với BTCT thường hay tác dụng chính của dự ứng lực như sau: + Nâng cao giới hạn chống nứt, do đó có tính chống thấm cao. + Cho phép sử dụng hợp lý cốt thép cường độ cao, bê tông cường độ cao dẫn đến giảm giá thành và kích thước cấu kiện. + Độ cứng tăng lên nên độ võng giảm ,vượt được nhịp lớn hơn so với BTCT th ường . + Chịu tải đổi dấu tốt hơn nên sức kháng mỏi tốt . + Nhờ có ứng suất trước mà phạm vi sử dụng của kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép, phân đoạn mở rộng ra nhiều. Người ta có thể sử dụng biện pháp ứng lực trước để nối các cấu kiện đúc sẵn của một kết cấu lại với nhau. - Nhược đ iểm của kết cấu BTCTDƯL so với BTCT thường : + Ứng lực trước không những gây ra ứng suất nén mà còn có thể gây ra ứng suất kéo ở phía đối diện làm cho bê tông có thể bị nứt . + Chế tạo phức tạp hơn yêu cầu kiểm soát chặt chẽ về kỹ thuật để có thể đạt chất lượng như thiết kế đề ra. 2. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂ N KẾT CẤU BTCT Tham khảo các tài liệu khác 3. ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CẤU TẠO VÀ CHẾ TẠO CỦA KẾT CẤU BTCT 3.1. Đặc điểm chung về cấu tạo : Trong bê tông cốt thép, giải quyết vấn đề cấu tạo sao cho hợp lý là rất quan trọng. Hợp lý về mặt chọn vật liệu (Mác bê tông hay cấp bê tông, nhóm thép hay loại thép), hợp lý về chọn dạng tiết diệ n và kích thước tiết diện, hợp lý về việc bố trí cốt thép để có thể đồng thời đáp ứng được sự chịu lực cục bộ của các bộ phận kết cấu chưa được xem xét đầy đủ trong tính toán như tính không liên tục của kết cấu, vị trí đặt tải trọng tập trung, Giải quyết các liên kết giữa các bộ phận, chọn giải pháp bảo vệ kết cấu chống xâm thực, tính có thể thi công được (tính khả thi), a) Kết cấu bê tông cốt thép thường: Cốt thép được đặt vào trong cấu kiện bê tông cốt thép thường bao gồm: cốt thép chịu ứng suất kéo, chịu ứng suất nén, để định vị các cốt thép khác và cốt thép cấu tạo khác. Số lượng cốt thép do tính toán định ra, nhưng nó cũng phải thoả mãn các yêu cầu cấu tạo.  Cốt thép chị u ứng suất kéo do nhiều nguyên nhân gây ra như: Mô men uốn, lực cắt, lực dọc trục, mô men xoắn , tải cục bộ. - Cốt thép chịu kéo do mômen uốn gây ra đó là các cốt thép dọc chủ đặt ở vùng chịu kéo của cấu kiện, chúng được đặt theo biểu đồ M trong cấu kiện và đặt càng xa trục trung hoà càng tốt . Ví dụ: ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 5 wL /8 2 w M a) c) b) M wL /2 w L 2 Cèt thÐp däc chÞu kÐo do M Cèt thÐp däc chÞu kÐo do M L w M Hình 1.4 - Biểu đồ mô men và cách đặt cốt thép - Cốt thép chịu kéo do lực cắt gây ra đó là các cốt thép đai (cốt ngang) hoặc cốt thép xiên, chúng được đặt theo sự xuất hiện của biểu đồ lực cắt V trong cấu kiện. Đối với cấu kiện chịu uốn, ngoài cốt thép dọc chịu kéo, do ảnh hường của lực cắt mà các tiết diện nghiêng gần gối hoặc nơ i có ứng suất tập trung sẽ xuất hiện ứng suất kéo chủ lớn ⇒ ta phải đặt cốt thép đai hoặc cốt thép xiên để chịu ứng suất kéo này. Ví dụ: A A Cèt thÐp däc chÞu kÐo Cèt thÐp däc chÞu nÐn Cèt thÐp xiªn Cèt thÐp ®ai A-A A's As Hình 1.5 - Sơ đồ bố trí cốt thép trong dầm  Cốt thép chịu ứng suất nén: Đó là các cốt dọc chịu nén trong dầm, cột. Các cốt thép này cùng tham gia chịu nén với bê tông. ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 6  Cốt thép định vị các cốt thép khác trong thi công.  Cốt thép kiểm soát nứt bề mặt phân bố gần bề mặt cấu kiện làm nhiệm vụ chịu ứng suất do co ngót, thay đổi nhiệt độ, các cốt dọc và cốt thép ngang là một phần của cốt thép kiểm soát nứt bề mặt. - Chú ý: Trong cấu kiện chịu uốn khi chỉ có cốt dọc chịu kéo thì được gọi là tiết diệ n đặt cốt thép đơn, còn khi có cả cốt thép dọc chịu kéo và cốt dọc chịu nén thì được gọi là tiết diện đặt cốt kép. - Sơ đồ bố trí cốt thép trong cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn, chịu kéo lệch tâm lớn gần giống như trong cấu kiện chịu uốn . - Trong cấu kiện chỉ chịu lực dọc trục trên tiết diện các cốt thép dọc thường đượ c bố trí đối xứng với trục dọc của cấu kiện. - Kích thước tiết diện do tính toán định ra nhưng phải thoả mãn các yêu cầu cấu tạo, kiến trúc, khả năng bố trí cốt thép và kỹ thuật thi công. Ngoài ra cần phải chú ý đến quy định về bề dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép, khoảng cách trống giữa các cốt thép. Các quy định này được quy định trong các tiêu chuẩn ngành. - Hình dạng tiết diện phụ thuộc vào TTUS của tiết diện khi chịu tải trọng: + Trong cấu kiện chịu kéo, nén đúng tâm tiết diện thường có dạng đối xứng như: Vuông, tròn, vành khăn, đa giác, + Trong cấu kiện chịu uốn, kéo nén lệch tâm tiết diện thường có dạng hình chữ nhật, chữ T, thang, hộp, (sao cho bê tông được mở rộng thêm ra ở vùng chịu nén để tận dụng tốt khả năng chịu nén tốt của nó hoặ c đưa vật liệu ra xa trục trung hòa hơn). b) Kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực - Trong cấu kiện BTCTDƯL cốt thép gồm hai loại: Cốt thép thường (hay cốt thép không kéo căng) và cốt thép Dự ứng lực (cốt thép kéo căng). Cốt thép thường làm nhiệm vụ và được bố trí giống như cấu kiện bê tông cốt thép thường. Cốt thép DƯL có nhiệm vụ tạo ra ứng suất nén trước trong bê tông để làm giảm hoặc triệt tiêu ứng suất kéo sinh ra do tải trọng. Do đó, cốt thép DUL được bố trí theo nguyên tắc sau: + Trong cấu kiện chịu nén đúng tâm, cốt thép kéo căng sẽ là các cốt thép đai. Trong một số trường hợp người ta kéo căng cả cốt thép dọc để chịu tải trọng trong giai đoạn vận chuyển và lắp ráp. + Trong cấu kiện chịu kéo đúng tâm, cốt thép kéo căng sẽ là các cốt thép dọ c. + Trong cấu kiện chịu uốn, kéo nén lệch tâm thì cốt thép kép căng bao gồm cả cốt thép dọc và cốt thép đai. - Cốt thép dự ứng lực có thể đặt theo đường thẳng, cong, gãy khúc hoặc kết hợp. Ví dụ: O S N - B MễN KT CU TI LIU LU HNH NI B 7 a) b) d)c) Hỡnh 1.6 - S b trớ ct thộp DL + Ct thộp t theo ng cong phc tp hn, nhng nú cú u im l lm vic thay cho ct thộp xiờn lm cho dm chu lc ct tt hn. Ngoi ra nú cũn to ra khong cỏch trng gia cỏc u ct thộp ln hn to iu kin thun li cho vic b trớ cỏc neo liờn kt, v gim s tp trung ng sut ti u dm. - Ti v trớ u neo cú lc tp trung ln hoc ct thộp ch un cong thng cú ni lc tip tuyn ln nờn ta cn t ct thộp gia cng cho bờ tụng ti ú hoc t cỏc bn m di neo. - Ct thộp kộo cng cú th t bờn trong (DUL trong) hoc t bờn ngoi tit din (DUL ngoi). a) Lới thép gia cờng Neo Bản đệm ống tạo lỗ Cốt thép DUL đặt trong Cốt thép DUL đặt ngoài b) c) Hỡnh 1.7 - Cỏch b trớ ct thộp DL 3.2. c im ch to : a) Phõn loi Kt cu BTCT theo phng phỏp thi cụng: 3loi - Kt cu BTCT ton khi: L loi kt cu BTCT c thi cụng ti hin trng theo cỏc bc sau: + Lp dng vỏn khuụn v ct thộp ti hin trng; + bờ tụng vo trong vỏn khuụn thnh tng lp v m lốn; + Bo dng bờ tụng, thỏo d vỏn khuụn v hon thin. ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 8 Ưu điểm: Kết cấu toàn khối, không có mối nối ⇒ các thành phần trong kết cấu cùng làm việc với nhau một cách chặt chẽ. Khuyết điểm: Tốn đà giáo ván khuôn, tốn thời gian chờ bảo dưỡng BT, khó kiểm soát chất lượng do điều kiện làm việc tại hiện trường. - Kết cấu BTCT lắp ghép: Là kết cấu BTCT mà phần lớn các cấu kiện được ch ế tạo sẵn trong nhà máy, sau đó trở ra hiện trường lắp ghép lại với nhau. Ưu điểm: Cơ giới hóa được quá trình sản suất, tận dụng ván khuôn được nhiều lần, thời gian thi công nhanh hơn, kiểm soát được chất lươngj cấu kiện tốt hơn. Khuyết điểm: Xuất hiện nhiều mối nối ⇒ kết cấu làm việc không gian hay tổng thể kém hơn. - Kết cấu BTCT bán lắp ghép: Là loại kết cấu kết hợp giữa kết cấu đổ toàn khối và lắp ghép. Khi đó, trong nhiều trường hợp ta thường lấy luôn phần lắp ghép làm ván khuôn cho phần đổ tại chỗ. Ví dụ về các loại kết cấu BTCT theo phương pháp thi công: a) Toµn khèi b) L¾p ghÐp c) B¸n l¾p ghÐp Hình 1.8 - Các biện pháp thi công kết cấu BTCT điển hình b) Phân loại Kết cấu BTCT theo trạng thái ứng suất khi chế tạo: 2 loại - Bê tông cốt thép thường (kết cấu BTCT): Là loại kết cấu mà khi chế tạo, cốt thép ở trạng thái không có ứng suất. Ngoài nội ứng suất do co ngót và giãn nở nhiệt, trong BT và CT chỉ xuất hiện ứng suất khi có tải trọng sử dụng tác dụng (kể c ả trọng lượng bản thân). - Bê tông cốt thép dự ứng lực (bê tông cốt thép ứng suất trước): Là loại kết cấu mà khi chế tạo người ta căng trước cốt thép để tạo ứng suất nén trước cho những ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 9 vùng của tiết diện mà sau này dưới tác dụng của tải trọng khi sử dụng sẽ phát sinh ứng suất kéo. Ứng suất nén trước này có tác dụng làm giảm hoặc triệt tiêu ứng suất kéo do tải trọng khi sử dụng sinh ra. Nhờ vậy, ta có thể nâng cao khả năng chịu lực, khả năng chống nứt, của kết cấu. c) Phân loại Kết cấu BTCT DƯL theo phương pháp tạo dự ứng lực: 2 loại  Kết cấu BTCT DƯL thi công kéo trước (phương pháp căng cốt thép trên bệ) B1: Lắp đặt cốt thép CĐC vào ván khuôn và liên kết với bệ kéo đặt biệt; B2: Kéo căng côt thép CĐC đến trị số thiết kế và đổ bê tông cấu kiện; B3: Khi bê tông đã đông cứng đủ cường độ yêu cầu, ta buông cốt thép ra khỏi bệ kéo. Cốt thép sẽ có xu hướng co lại chiều dài ban đầu và do có sự dính bám giữa BT và Ct ⇒ tạo lực nén trước vào BT. B1) Cèt thÐp C§C BÖ kÐo B2) Bª t«ng B3) Bª t«ng ®Æc biÖt Hình 1.9 - Sơ đồ phương pháp thi công kéo trước Để tăng thêm dính bám giữa bê tông và cốt thép DƯL người ta thường dùng cốt thép DƯL là cốt thép có gờ, hoặc cốt thép DUL dưới dạng tao, hoặc tạo các mấu neo đặc biệt ở hai đầu. Phạm vi áp dụng: PP này thường dùng khi cốt thép kéo căng đặt theo đường thẳng hơặc gãy khúc và với những cấu kiện nhỏ và vừa. Do đó PP này đặc biệt hiệu quả với các c ấu kiện sản xuất hàng loạt trong nhà máy.  Kết cấu BTCT DƯL thi công kéo sau (phương pháp căng cốt thép trên bê tông) B1: Lắp đặt ván khuôn, cốt thép thường và các ống tạo lỗ (thường làm bằng tôn lượn sóng mạ kẽm). ống tạo lỗ có thể được đặt theo đường thẳng hoặc đường cong tùy thuộc vào mục đích chịu lực của cấu kiện. B2: Đổ BT cấu kiện và bảo dưỡng. ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 10 B3: Khi bê tông đã đạt đến cường độ yêu cầu, ta luồn cốt thép CĐC vào các lỗ tạo trước, dùng kích kéo căng cốt thép CĐC trên bê tông đến trị số thiết kế. B4: Đóng neo và buông kích, bơm vữa xi măng lấp đầy khoảng tróng giữa cốt thép CĐC và ống tạo lỗ để tạo dính bám giữa BT và CT cũng như chống gỉ cho cốt thép CĐC. Cũng có trường hợp cốt thép CĐC đượ c bảo vệ trong ống tạo lỗ bằng mỡ chống gỉ, trường hợp này được gọi là cấu kiện DƯL không dính bám. Phương pháp này luôn phải có neo, khi kéo căng từ một đầu thì đầu kia gọi là neo chết (neo cố định trước trong bê tông) Phạm vi áp dụng: PP này thường được áp dụng các kết cấu lớn như kết cấu cầu và thi công tại công trường. Ưu điểm của PP là có thể kéo că ng cốt thép CĐC theo đường cong của ống tạo lỗ đã đặt trước. èng t¹o lç B1) B2) Bª t«ng Cèt thÐp C§C B3) B4) Cèt thÐp C§C Hình 1.10 - Sơ đồ phương pháp thi công kéo sau [...]...ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU Một vài hình ảnh về kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 11 ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 12 ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU Chương 2 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU 1 BÊ TÔNG 1. 1 Phân loại bê tông 1. 1 .1 Theo thành phần của bê tông tươi (hỗn hợp bê tông) - Bê tông là một loại đá nhân tạo được tạo thành từ... đó: 70 ⎞ −0 ,11 8 18 10 0,6 ⎛ Ψ (18 25 ;15 ) = 3,5 ( 0, 75 )( 0,85 ) ⎜ 1, 58 − = 1, 45 15 12 0 ⎟ 10 + 18 10 0,6 ⎝ ⎠ và nLT = 2, 45n 1. 4 Hệ số giãn nở nhiệt và hệ số Poát xông (Poisson) 1. 4 .1 Hệ số giãn nở nhiệt Khi thiếu các số liệu chính xác, ta có thể lấy hệ số giãn nở nhiệt như sau: (A5.4.2.2) - Bê tông có tỷ trọng thông thường: αc = 1, 08 .10 -5/0C; - Bê tông có tỷ trọng thấp: αc = 0,9 .10 -5/0C 1. 4.2 Hệ số... A 615 /A 615 M, ta có các loại cốt thép hay cấp thép như sau: Loại thép hay cấp thép Giới hạn chảy min, fy (MPa) Giới hạn bền min, fu (MPa) Grade 40 300 500 Grade 60 420 620 Grade 75 520 690 Độ giãn dài min (%) D10 =11 ; D13, 16 , 19 =12 D10, 13 , 16 , 19 = 9; D22, 25 = 8; D29, D32, 36, 43, 57 = 7 D19, 22, 25 = 7; D29, 32, 36, 43, 57 = 6 Các loại thanh và các giá trị danh nghĩa theo A 615 M: Số hiệu thanh 10 13 ... việc của cốt thép dự ứng lực là khác nhau đối với bó cáp có dính bám và không có dính bám, điều này khiến chúng ta phải xem xét lại sự làm việc của cốt thép không dự ứng lực được bao bọc bởi bê tông 2 .1 Cốt thép không dự ứng lực (cốt thép thường) 2 .1. 1 Phân loại cốt thép thường theo AASHTO (ASTM) - Cốt thép dùng cho kết cấu BTCT theo AASHTO bao gồm các loại: thép thanh tròn trơn hoặc có gờ, thép sợi... thanh 10 13 16 19 22 25 29 32 36 43 57 Đường kính (mm) 9,5 12 ,7 15 ,9 19 ,1 22,2 25,4 28,7 32,3 35,8 43,0 57,3 Các giá trị danh định Diện tích (mm2) 71 129 19 9 284 387 510 645 819 10 06 14 52 25 81 Trọng lượng (kG/m) 0,560 0,994 1, 552 2,235 3,042 3,973 5,060 6,404 7,907 11 ,38 20,24 2 .1. 2 Đường cong quan hệ us-bd của cốt thép thường - Các đường cong ứng suất – biến dạng điển hình đối với cốt thép trần được... tỉ lệ W/C 1. 1.2 Theo tỷ trọng của bê tông: Theo tỷ trọng, bê tông được phân thành - Bê tông tỷ trọng thường: Là BT có tỷ trọng trong khoảng 215 0 ÷ 2500kG/m3 TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 14 ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU - Bê tông tỷ trọng thấp: Là BT có chứa cấp phối nhẹ và có tỷ trọng khi khô không vượt quá 19 25kG/m3 1. 2 Các tính chất tức thời (ngắn hạn) của bê tông cứng - Các tính chất của bê tông xác định... trong những đoạn cấu kiện nằm giữa các vết nứt, bê tông ngay cả khi đã nứt vẫn làm giảm một phần độ giãn của cốt thép ⇒ Phần bê tông dính bám với cốt thép và không bị nứt làm giảm biến dạng kéo trong cốt thép 2.2 Cốt thép dự ứng lực (cốt thép CĐC) 2.2 .1 Các loại cốt thép DUL theo AASHTO (ASTM) TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 26 ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU - Thép DUL có thể dưới dạng dây đơn, tao (gồm một... tròn trơn và lưới cốt thép hàn - Để tăng sự dính bám giữa BT và CT, người ta thường tạo gờ quanh cốt thép khi chế tạo ⇒ gọi là cốt thép có gờ hay cốt thép tròn đốt Tiêu chuẩn quy định: Cốt thép sử dụng phải là loại có gờ, trừ khi dùng làm cốt thép đai xoắn, móc treo và lưới thép thì có thể sử dụng loại tròn trơn - Cốt thép được chia làm các cấp khác nhau Các tính chất quan trọng của cốt thép là: Mô đun... chịu lực TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 13 ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU • Cấp bê tông C được sử dụng trong các chi tiết có bề dày dưới 10 0 mm như tay vịn cầu thang và các bản sàn đặt lưới thép • Cấp bê tông P được sử dụng khi cường độ được yêu cầu lớn hơn 28 MPa Đối với bê tông dự ứng lực, phải chú ý rằng, kích thước cốt liệu không được lớn hơn 20 mm • Bê tông loại S được dùng cho bê tông đổ dưới nước bịt đáy... Loại hoặc cấp thép 17 25MPa (Grade 250) Tao cáp thép 18 60MPa (Grade 270) Thép thanh Cường độ chịu Cường độ chảy Đường kính (mm) kéo min, fpu min, fpy (MPa) (MPa) ngoại 85%fpu, 17 25 6,35 15 ,24 trừ 90%fpu đối với tao tự chùng 18 60 9,35 ÷ 15 ,29 thấp 10 35 85%fpu 19 ÷35 Loại 1, tròn trơn Loại 2, có gờ (tròn 15 ÷ 36 đốt) 10 35 80%fpu 2.2.2 Đường cong quan hệ us-bd của cốt thép DUL TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 27 . tp trung ln hoc ct thộp ch un cong thng cú ni lc tip tuyn ln nờn ta cn t ct thộp gia cng cho bờ tụng ti ú hoc t cỏc bn m di neo. - Ct thộp kộo cng cú th t bờn trong (DUL trong) hoc t bờn ngoi. hưởng vừa phải của sự ăn mòn do sunfat ho ặc ở nơi mong muốn có nhiệt thủy hóa vừa phải. + Loại III: Là loại có CĐC sớm, được sử dụng khi mong muốn BT đạt CĐC sớm, nhiệt thủy hóa cao hơn nhiều. trọng và nhất thiết phải có chỉ dẫn của nhà sản xuất vì chúng có thể có những ảnh hưởng không mong muốn như làm rút ngắn thời gian đông kết. Vì vậy trước khi sử dụng cần làm các thí nghiệm