Câu 1: Thực chất của BTCT Câu 2: Phân loại kết cấu BTCT, Ưu nhược điểm và cách khắc phục. Câu 3: Trình bày thí nghiệm 2 loại bê tông không có và có cốt thép, nhận xét kết quả. Câu 4: Trình bày thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông, các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của bê tông. Câu 5: Định nghĩa mác theo cương độ chịu nén, cấp độ bền chịu nén của bê tông. Câu 6: Định nghĩa cường độ trung bình, đặc trưng, tiêu chuẩn, tính toán của bê tông. Câu 7: Mối liên hệ giữa cấp độ bền (B) và mác (M) theo khả năng chịu nén của bê tông. Câu 8: Khái niệm, đặc điểm của hiện tượng co ngót bê tông, các nhân tố ảnh hưởng và biện pháp giảm co ngót.
Người soạn: CÁ 15KX1 Đề cương kết cấu BTCT- Gạch đá Câu 1: Thực chất BTCT Trả lời: a) - Bêtông cốt thép (BTCT) loại vật liệu xây dựng phức hợp bê tông cốt thép kết hợp chịu lực với nhau.Trong đó: - Bê tông (BT): Được chế tạo từ Xi măng + Cát + Đá dăm (hoặc sỏi) + Chịu nén tốt => Chức chủ yếu BT kết cấu BTCT chịu nén + Chịu kéo - Cốt thép (CT): Là lượng thép đặt hợp lý BT + Chịu nén chịu kéo tốt b) Nguyên nhân để bê tông cốt thép kết hợp làm việc tốt với nhau: Giữa BT CT có lực dính: Sau BT đơng cứng ơm chặt lấy CT tạo nên lực dính Lực dính có ý nghĩa quan trọng hàng đầu với BTCT nhờ mà ứng lực truyền từ BT sang CT ngược lại Từ đó: + Cường độ BT CT khai thác hết; + Bề rộng khe nứt vùng kéo hạn chế Giữa BT CT khơng xảy phản ứng hố học Hơn BT bao bọc bảo vệ CT khỏi tác dụng ăn mòn mơi trường BT cốt thép có hệ số giãn nở nhiệt gần nên thay đổi nhiệt độ cấu kiện xuất ứng suất nhỏ, không phá hoại lực dính BT CT Câu 2: Phân loại kết cấu BTCT, Ưu nhược điểm cách khắc phục Trả lời: - Phân loại theo phương pháp thi công + BTCT toàn khối (BTCT đổ chỗ): Lắp đặt cốt thép; cốp pha đổ BT vị trí thiết kế kết cấu + BTCT lắp ghép: Phân kết cấu thành cấu kiện để sản xuất nhà máy sân bãi Sau vận chuyển đến cơng trường, dùng cần trục lắp ghép nối cấu kiện thành kết cấu vị trí thiết kế + BTCT nửa lắp ghép: Lắp ghép cấu kiện chế tạo chưa hồn chỉnh Sau dó đặt thêm cốt thép, ghép cốp pha đổ BT phần lại mối nối - Phân loại theo trạng thái ứng suất chế tạo Người soạn: CÁ 15KX1 + BTCT thường: Khi chế tạo cấu kiện, nội ứng suất co ngót giãn nở nhiệt cốt thép khơng có ứng suất + Bê tơng cốt thép ứng lực trước (BTCT ƯLT): Khi chế tạo, người ta căng cốt thép để nén vùng kéo cấu kiện(BT ƯLT) nhằm khống chế xuất hạn chế bề rộng khe nứt - Ưu khuyết điểm phạm vi sử dụng Ưu điểm - Có khả sử dụng vật liệu địa phương(xi măng, cát, đá sỏi),tiết kiệm thép vật liệu đắt tiền; - Có khả chịu lực lớn so với kết cấu gạch đá gỗ; chịu tốt loại tải trọng rung động, kể tải trọng động đất; - Vừa bền vừa tốn tiền bảo dưỡng; - Có khả tạo hình phong phú; - Chịu lửa tốt Bê tơng bảo vệ thép khơng bị nung nóng nhanh đến nhiệt độ nguy hiểm Ví dụ: a= 2,5cm ; t= 1000C => Sau 1h, t = 550C Nhược điểm - Trọng lượng thân lớn, nên với BTCT thường khó vượt nhịp lớn.Lúc phải dùng BTCT ƯLT kết cấu vỏ mỏng v.v - Cách âm ,cách nhiệt Khi có yêu cầu cách âm; cách nhiệt dùng kết cấu có lỗ rỗng; - Thi cơng BTCT toàn khối tương đối phức tạp chịu ảnh hưởng nhiều vào thời tiết kiểm tra chất lượng khó khăn Biện pháp khắc phục: + Dùng BTCT lắp ghép; + Cơng xưởng hố cơng tác trộn BT; ván khn cốt thép; + Cơ giới hố cơng tác đổ BT(Cần trục, máy bơm BTv.v ) - BTCT dễ có khe nứt làm ảnh hưởng tới chất lượng tuổi thọ kết cấu Để khắc phục: + Dùng BTCT ƯLT; + Hoặc dùng biện pháp tính tốn, cấu tạo thi công hợp lý để hạn chế bề rộng khe nứt Phạm vi sử dụng BTCT sử dụng phổ biến xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thơng quốc phòng Người soạn: CÁ 15KX1 Câu 3: Trình bày thí nghiệm loại bê tơng khơng có có cốt thép, nhận xét kết Trả lời: Thí nghiệm hai dầm kích thước, chế tạo từ loại BT + Không đặt cốt thép: a) 1 + Có đặt cốt thép: b) b1 t 2 b s σ > R=> dầm nứt; P tăng => Lực kéo cốt thép chịu, cốt thép cản trở phát triển khe nứt σ > R => dầm nứt; => Vết nứt lan dần lên phía P = P σ Dầm bị phá hoại P≈20P1 Nhận xét: Nhờ có cốt thép mà khả làm việc vật liệu khai thác hết (σ = R; σ = R) Từ khả chịu lực dầm tăng lên (P≈ 20P ) Câu 4: Trình bày thí nghiệm xác định cường độ chịu nén bê tông, yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông Trả lời: - Cường độ bê tông khả chịu lực đơn vị diện tích - Các phương pháp xác định cường độ ( nay): + Phương pháp phá hoại mẫu thử ( độ xác cao) + Phương pháp khơng phá hoại: Sóng siêu âm; súng bắn BT( ép lõm viên bi lên bề mặt BT) Phương pháp xác định: làm thí nghiệm kiểm tra, tăng lực nén lên từ từ (2KG/cms) đến mẫu bị phá hoại P - Lực tương ứng lúc mẫu bị phá hoại Cường độ chịu nén mẫu thử là: R= 3 - Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông: + Chất lượng số lượng bê tông + Độ cứng, độ tỷ lệ thành phần cốt liệu (vai trò quan trọng) + Tỷ lệ nước – xi măng (ảnh hưởng lớn) + Chất lượng việc nhào trộn vữa bê tông, độ đầm bê tông đổ khuôn điều kiện bảo dưỡng (ảnh hưởng lớn) Câu 5: Định nghĩa mác theo cương độ chịu nén, cấp độ bền chịu nén bê tông Trả lời: - Mác bê tông (M) số lấy cường độ trung bình mẫu thử chuẩn tính theo Kg/cm2 , mẫu thử chuẩn khối vng cạnh a=15cm, tuổi 28 ngày, có mác M50,M75,M100,M150,M200,M250,M300,M350,M400,M450,M500,M600 - Cấp độ bền chịu nén (B) số lấy cường độ đặc trưng mẫu thử chuẩn, tính theo Mpa, mẫu thử khối vuông cạnh a=15cm, tuổi 28 ngày, có mác B3,5, B5, B7,5, B10, B12,5, B15, B20,B25,B30,B35,B40,B45,B50,B55,B60 - Tương quan mác cấp độ bền loại bê tông : B=α.β.M đó: α: hệ số đổi đơn vị từ kg/cm2 sang Mpa, lấy α=0,1 β: hệ số chuyển đổi từ cường độ trung bình sang cường độ đặc trưng, với v=0,135 β=(1-Sv)=0.778 Câu 6: Định nghĩa cường độ trung bình, đặc trưng, tiêu chuẩn, tính tốn bê tơng Trả lời: Cường độ trung bình mẫu thử R: Từ loại BT đúc n mẫu thử thí nghiệm được: R , R R, giá trị trung bình cường độ mẫu thử gọi cương độ trung bình mẫu thử R Cường độ đặc trưng: Cường độ theo xác suất đảm bảo quy định gọi giá trị đặc trưng cường độ mẫu thử: Rch= Rm(1- S) S: hệ số xác suất đảm bảo Với bê tông, cường độ đặc trưng xác định theo xác suất đảm bảo quy định 95% Với xác suất S = 1,64 Cường độ tiêu chuẩn BT: lấy cường độ đặc trưng mẫu thử R đt nhân với hệ số kết cấu Hệ số kể đến làm việc BT kết cấu khác với làm việc mẫu thử khối vuông (về nén: Rbn ; kéo: Rbtn) Rbn = Cường độ tính tốn: Cường độ tính tốn gốc: Cường độ tính tốn: đó: bc ; bt - Hệ số độ tin cậy BT tương ứng nén kéo Khi tính theo TTGH thứ nhấtbc = 1,3 1,5 bt = 1,3 2,3 tuỳ loại BT; bi – Hệ số điều kiện làm việc BT ( i = 1,2,…10), kể đến kích thước tiết diện, tính chất tải trọng, giai đoạn làm việc kết cấu,…(cho tiêu chuẩn thiết kế) Khi tính tốn theo TTGH thứ hai , cường độ tính tốn BT ký hiệu R bser xác định với hệ số =1 (trừ trường hợp đặc biệt tính kết cấu chịu tải trọng trùng lặp) Câu 7: Mối liên hệ cấp độ bền (B) mác (M) theo khả chịu nén bê tông ( Trong câu 5) Câu 8: Khái niệm, đặc điểm tượng co ngót bê tơng, nhân tố ảnh hưởng biện pháp giảm co ngót Trả lời: * Khái niệm: Co ngót tượng BT giảm thể tích khơ cứng khơng khí nước thừa bay đá xi măng giảm thể tích sau q trình thuỷ hố * Đặc điểm: Co ngót xảy chủ yếu giai đoạn đông cứng năm đầu Rồi giảm dần dừng hẳn sau vài năm Từ bề mặt vào sâu khối BT, co ngót xảy khơng đều,ở ngồi co ngót nhiều Cấu kiện có bề mặt lớn so với thể tích (sàn, tường,…) có độ co ngót lớn * Những nhân tố ảnh hưởng đến co ngót: - Số lượng loại xi măng: + BT nhiều XM => co ngót lớn ; + BT dùng XM mác cao => co ngót lớn ; + BT dùng XM Alumilat => co ngót lớn - Tỉ lệ lớn => co ngót lớn - Cát hạt nhỏ, sỏi xốp => co ngót lớn - BT dùng chất phụ gia đơng kết nhanh => co ngót lớn - BT chưng hấp áp lực cao => co ngót - Trong mơi trường khơ co ngót nhiều mơi trường ẩm * Hậu co ngót: - Làm thay đổi kích thước hình dạng cấu kiện ; - Do co ngót khơng co ngót bị cản trở BT bị nứt làm giảm cường độ tính chống thấm BT * Biện pháp hạn chế khắc phục hậu co ngót: - Chọn cấp phối, thành phần cỡ hạt tính học vật liệu thích hợp ; - Sử dụng loại XM co ngót ; chọn tỉ lệ thích hợp ; - Bảo dưỡng yêu cầu kỹ thuật đảm bảo cho BT thường xuyên ẩm giai đoạn đông cứng ban đầu ; - Đầm kỹ thuật đảm bảo cho BTđặc đồng ; - Đặt thép cấu tạo vị trí cần thiết ; - Tạo mạch ngừng thi cơng( thí dụ đổ BT cột xong ghép cốp pha sàn) tổ chức khe co giãn kết cấu (làm khe nhiệt độ kích thước mặt cơng trình lớn; làm khe phân cách mặt đường bộ, sân bay) Câu 9: Trình bày biến dạng bê tông tác dụng ngắn hạn tải trọng, modul đàn hồi modul biến dạng bê tông chịu nén Trả lời: * Biến dạng tải trọng tác dụng ngắn hạn a) b) P B l .pl .el c) C R lt b pl el B b *b Thí nghiệm: Nén mẫu lăng trụ có diện tích tiết diện đáy A, chiều cao l Lập quan hệ ứng suất –biến dạng được: + Đồ thị đường cong (hình c) + Gia tải đến trị số P, biến dạng tương ứng (Tương ứng vị trí B() đồ thị hình b) giảm tải, quan hệ ƯS – BD đường cong đứt nét OBC Khi giảm đến P = 0, có: + Một phần biến dạng phục hồi () gọi biến dạng đàn hồi + Một phần biến dạng không phục hồi gọi biến dạng dẻo Vậy bê tông vật liệu đàn hồi - dẻo * Modul đàn hồi ban đầu: Eb = = tg E’b = v.Eb * Modul biến dạng kéo: Ebt = vt Ebt Câu 10: Các loại thép dùng làm cốt cho bê tơng, trình bày biểu đồ ứng suất biến dạng cốt thép Cơ sở phân biệt cốt thép dẻo rắn Trả lời: * Các loại thép dùng làm cốt cho bê tơng: - Phân theo thành phần hố học: + Thép bon CT3 + Thép hợp kim thấp - Phân theo phương pháp chế tạo: + Cốt cán nóng + Thép gia công nhiệt (tôi + Cốt thép gia cơng nguội (kéo, dập) - Phân theo hình dạng: + Thép hình: ; ; ; Trơn + Thép thanh: Tiết diện bầu dục ; Tròn Có gờ (tăng lực dính) Đường kính để tính tiết diện ngang cốt thép: + Cốt tròn trơn: tính diện tích tiết diện dựa đường kính thép ; + Cốt có gờ: qui định đường kính danh nghĩa để tính diện tích tiết diện * Các loại giới hạn ứng suất: - Giới hạn bền(): lấy ứng suất lớn mà mẫu chịu trước bị kéo đứt; - Giới hạn đàn hồi(): lấy ứng suất cuối giai đoạn đàn hồi; - Giới hạn chảy(): lấy giá trị ứng suất đầu giai đoạn chảy B C A y el A pl B' D *s 0,2% Đối với thép cường độ cao, khơng có giới hạn đàn hồi giới hạn chảy rõ ràng, quy ước giới hạn đàn hồi quy ước() lấy giá trị ứng suất ứng với biến dạng dư tỷ đối 0,02% ; giới hạn chảy quy ước() lấy giá trị ứng suất ứng với biến dạng dư tỷ đối 0,2% Phân biệt cốt thép dẻo cốt thép rắn: - Cốt thép dẻo loại cốt thép có thềm chảy rõ ràng có vùng biến dạng dẻo rộng, biến dạng cực hạn Chúng gồm số thép bon thấp hợp kim thấp cán nóng CT ; CT5 ; 10…( quan hệ ứng suất – biến dạng đồ thị đường 1,2,3,4 hình ) - Cốt thép rắn loại cốt thép có giới hạn chảy không rõ ràng gần giới hạn bền, biến dạng cực hạn Các cốt thép qua gia công nguội gia công nhiệt thường thuộc loại (quan hệ ứng suất – biến dạng đồ thị đường 5,6) Câu 11: Trình bày lực dính bê tơng cốt thép, thí nghiệm xác định lực dính, nhân tố tạo nên lực dính nhân tố ảnh hưởng tới lực dính Trả lời: - Khái niệm: Lực dính bê tơng cốt thép: nhân tố đảm bảo làm việc chung BT CT Nhờ lực dính mà ứng lực truyền qua lại BT CT, đồng thời làm cho chúng biến dạng - Các nhân tố tạo nên lực dính: + Khi BT đơng cứng ơm chặt lấy CT tạo nên lực ma sát + Do keo xi măng có tác dụng gắn chặt CT với BT + Với cốt thép có gờ, phần bê tông nằm gờ chống lại trượt cốt thép (cốt có gờ lực dính gấp 2-3 lần cốt tròn trơn => cốt tròn trơn phải uốn mỏ) Với cốt thép tròn trơn nhân tố lực ma sát chủ yếu Với cốt thép có gờ, nhân tố bám quan trọng Lực dán chiếm phần nhỏ giá trị lực dính - Các nhân tố ảnh hưởng tới lực dính: + Trạng thái chịu lực: cốt thép chịu nén có lực dính bám lớn so với cốt thép chịu kéo + Chiều dài đoạn L + Biện pháp nhằm cản trở biến dạng : dùng biện pháp nhằm cản trở biến dạng ngang bê tông (lưới thép hàn, cốt thép lò xo ) làm tăng lực dính - Biện pháp để tăng cường lực dính bê tông cốt thép - Tăng cường độ bê tơng - Tăng diện tích tiếp xúc bê tơng thép - Dùng thép có gờ Câu 12: Định nghĩa trạng thái giới hạn, trình bày trạng thái giới hạn Trả lời: * TTGH trạng thái mà từ trở kết cấu khơng thể thoả mãn yêu cầu đề cho Kết cấu BTCT tính với nhóm TTGH: nhóm TTGH thứ (về khả chịu lực) nhóm TTGH thứ (về điều kiện sử dụng bình thường) * TTGH khả chịu lực (TTGH thứ nhất): TTGH khả chịu lực quy định ứng với lúc kết cấu chịu thêm lực Lúc tải trọng tăng thì: + Hoặc kết cấu bắt đầu bị phá hoại ; + Hoặc kết cấu bắt đầu bị ổn định ; + Hoặc kết cấu bắt đầu bị hỏng mỏi, tác dụng đồng thời môi trường tải trọng Điều kiện để kết cấu đủ khả chịu lực: S Sgh đó: S - Nội lực bất lợi tải trọng tính tốn gây Sgh- Là khả chịu lực kết cấu TTGH ; S ghđược xác định theo cường độ tính tốn vật liệu Ngun tắc tính tốn: Tính theo TTGH khả chịu lực áp dụng kết cấu giai đoạn: chế tạo, vận chuyển, cẩu lắp, sử dụng, sửa chữa TTGH điều kiện sử dụng bình thường (TTGH thứ hai): Để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường, cần hạn chế độ mở rộng khe nứt; độ dao động kết cấu độ biến dạng (độ võng; độ giãn; góc xoay) Điều kiện để kết cấu đảm bảo điều kiện làm việc bình thường: - Theo yêu cầu hạn chế biến dạng: - Theo yêu cầu hạn chế bề rộng khe nứt : f fgh acrc agh - Theo yêu cầu không cho phép nứt : T Tn Trong đó: + f acrc – Biến dạng bề rộng khe nứt tải trọng tiêu chuẩn gây (riêng kết cấu có yêu cầu chống nứt cấp dùng tải trọng tính tốn); + fghvà agh- Trị số giới hạn biến dạng bề rộng khe nứt, quy định nhằm đảm bảo yêu cầu: - Tính chất điều kiện sử dụng kết cấu; - Điều kiện làm việc người thiết bị; - Mỹ quan tâm lý người 1 ( )l (Thông thường agh = 0,05 0,4 mm ; fgh dầm = 200 600 ) + T - Nội lực tải trọng tính tốn gây tiết diện tính tốn; + Tn- Nội lực mà tiết diện tương ứng chịu trước hình thành khe nứt (khả chống nứt tiết diện) Ngun tắc tính tốn: Về nguyên tắc, tính theo TTGH thứ tiến hành với kết cấu Nhưng cần kết cấu lắp ghép ; kết cấu dùng thép cường độ cao kết cấu làm việc mơi trương bất lợi Có thể khơng cần kiểm tra bề rộng khe nứt biến dạng theo kinh nghiệm thiết kế sử dụng, biết chắn kết cấu giai đoạn có bề rộng khe nứt độ võng khơng đáng kể Dùng tải trọng tiêu chuẩn, cường độ vật liệu tiêu chuẩn tính tốn theo TTGH thứ Dùng tải trọng tính tốn, cường độ vật liệu tính tốn tính tốn theo TTGH thứ Câu 13: Phân loại tải trọng 10 * Các công thức bản: Xây dựng phương trình cân lực: -Tổng hình chiếu lực lên phương trục dầm phải không: Z=0 As => R s = Rb b x (3.1) - Tổng mô men lực lấy trục qua điểm đặt hợp lực cốt thép chịu kéo A MA vng góc với mặt phẳng uốn s x => M gh = R b b x (h - ) =0 s (3.2) - Điều kiện cường độ tính theo TTGH M M gh - Từ có: x M M = R b b x (h - ) gh M M gh = R s A s x (h - ) (3.3) (3.3) M - mơ men uốn lớn tải trọng tính tốn gây cấu kiện; M gh - mơ men uốn mà tiết diện chịu TTGH; R s , R b - cường độ chịu kéo tính tốn CT cường độ chịu nén tính tốn BT ; A s - tổng diện tích tiết diện ngang cốt thép chịu kéo; b, h - chiều rộng chiều cao tiết diện; x - chiều cao vùng BT chịu nén; a - khoảng cách từ trọng tâm CT chịu kéo đến mép chịu kéo tiết diện; h =( h - a) - chiều cao làm việc tiết diện Điều kiện áp dụng: Điều kiện để dầm xảy phá hoại dẻo (TH phá hoại thứ nhất) cốt thép không nhiều Điều kiện hạn chế: x R h0 Hay: max Câu 21: Tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật theo cường độ tiết diện thẳng góc, trường hợp cốt kép: sơ đồ ứng suất, cơng trình tính tốn bản, điều kiện áp dụng 18 Trả lời: A's R s As As h0 h h h0 h0-a' x R b R A' sc s x a' * Sơ đồ ứng suất a a Mgh b Sơ đồ ứng suất cấu kiện có tiết diện chữ nhật đặt cốt kép TTGH - Biểu Đồ ƯS pháp BT vùng nén có dạng đường cong Để đơn giản tính tốn, coi gần hình chữ nhật; sb=Rb - Ứng suất cốt thép vùng nén A’s đạt tới cường độ chịu nén cốt thép sc = R sc - BT vùng kéo bị nứt, bỏ qua làm việc BT vùng kéo, coi toàn lực kéo cốt thép chịu ứng suất cốt thép As đạt tới cường độ chịu kéo cốt thép * Các công thức bản: Z = R s A s = R s / = R b bx + R sc A s (4-11) x / / MA s = < =>M gh = R b bx(h - ) + R sc A s (h a ) (4-12) Điều kiện cường độ: x / a/ M < M gh = R b bx(h - ) + R sc A s (h ) (4-13) x m 1 h0 ; ; ta có cơng thức tính tốn: Đặt RsA s / s = R b bh + R sc A s (4-14) Điều kiện cường độ: M M gh = * Điều kiện hạn chế: m R b bh 02 + R sc A /s (h a / ) (4-15) - Điều kiện khơng xảy phá hoại giòn: m R R 1 R x x R hay R hay max = A Khi s,max / bh0 19 As,max= (R b b As,max= (R b b max xR xR / + R sc A s ) / R s hay / s h0 + R sc A ) / R s Rb R sc A's x RS = R RS + / - Điều kiện để ứng suất cốt thép A s đạt tới Rsc ( s/ Rs/ ): 2a / / h0 x 2a , hay 2a 2a / / Khi x < 2a , hay < h0 Coi gần , lấy x = 2a , hay = h0 Ta có điều kiện cường độ tương ứng : MA’ s = < => / a M M gh = R S A S ((h ) (4-16) Câu 22: Trình bày cấu tạo tiết diện cốt thép cấu kiện chịu nén tâm Trả lời: - Tiết diện: Cấu kiện chịu nén tâm: a a h b 20 Câu 23: Trình bày cấu tạo tiết diện cốt thép cấu kiện chịu nén lệnh tâm Trả lời: - Tiết diện: Cấu kiện chịu nén lệch tâm: Mặt phẳng uốn Cõu 24: Trỡnh by thc cht v ưu nhược điểm BTCT ứng lực trước Trả lời: * Bản chất bê tông ứng lực trớc (BTƯLT) - Trong cấu kiện BTƯLT, ngời ta đặt vào lực nén trớc tạo việc kéo CT gắn chặt vào BT thông qua lực dính neo Nhờ tính đàn hồi, CT có xu hớng co lại tạo nên lực nén trớc gây ứng suất nén trớc BT ứng suất nén triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo tải trọng sử dụng gây ra, làm tăng khả chịu kéo BT làm hạn chế phát triển vết nứt - ƯLT việc tạo cho kÕt cÊu mét c¸ch cã chđ ý c¸c ứng suất tạm thời nhằm tăng cờng làm việc vật liệu điều 21 kiện sử dụng khác Nói cách khác, trớc cấu kiện chịu tải trọng sử dụng, CT bị căng trớc, BT bị nén trớc * u im: - Độ an toàn: kết cấu BTƯLT có khả chịu tải v vt nhp cao so với BTCT , cảnh báo rõ rệt trớc kết cấu bị phá hoại - Khả chống ăn mòn BTƯLT cao BTCT -Tuổi thọ kết cấu BTƯLT không thua kÐm so víi BTCT - Sư dơng mét khèi lợng BT thép hơn, giảm chi phí vận chuyển lắp dựng - Nói chung BTƯLT tỏ có hiệu kinh tế cho kết cấu nhịp lớn, chịu tải trọng nặng, cấu kiện điển hình đợc thi công hàng loạt cấu kiện đúc sẵn kết cấu liên hợp * Khuyết điểm : - ƯLT gây ứng suất nén mà gây ứng suất kéo phía đối diện làm BT bị nứt - Việc chế tạo BTCT ƯLT cần có thiết bị đặc biệt, có nhân công lành nghề có kiểm soát chặt chẽ kỹ thuật không lµm mÊt øng lùc tríc tt neo, mÊt lùc dÝnh - Cốt thép bị ăn mòn nhanh - Khả chịu lửa - Bảo đảm an toàn lao động cần đặc biệt lu ý Câu 25: Trình bày phương pháp gây ứng lực trước, phạm vi ứng dụng phương phỏp Tr li: Phơng pháp căng trớc: (Phơng pháp căng bệ) Cốt thép ƯLT đợc neo đầu cố định vào bệ đầu đợc kéo víi lùc kÐo N Díi t¸c dơng N, cèt thÐp đợc kéo giới hạn đàn hồi dãn dài đoạn , điểm B đợc dịch chuyển sang điểm B1, đầu lại cốt thép đợc cố định vào bệ Tiếp đặt CT thông thờng khác đổ BT Đợi cho BT đông cứng đạt cờng độ cần thiết R0 thả cốt thép ƯLT rời 22 khỏi bệ (gọi buông cốt thép) Nh lò xo bị kéo căng, CT có xu hớng co ngắn lại thông qua lực dính với BT suốt chiều dài cấu kiện, cấu kiện bị nén với giá trị lực N dùng kéo cốt thép (có trừ bớt hao ứng suất kể đến phần sau) Để tăng thêm lực dính BT CT, ngời ta thờng dùng cốt thép ƯLT cốt thép có gờ, cốt thép trơn đợc xoắn lại hai đầu có cấu tạo mấu neo đặc biệt Phơng pháp căng trớc u việt cấu kiện sản xuất hàng loạt nhà máy Một lần căng cốt thép đúc đợc nhiều cấu kiện (dầm, panen, ) Cũng sử dụng ván khuôn thép làm bệ căng Phơng pháp căng sau: (Phơng pháp căng bêtông) Trớc hết đặt CT thông thờng ống gen để tạo rãnh dọc đổ BT Khi BT đạt đến cờng độ định R0 tiến hành luồn căng cốt thép ƯLT tới ứng suất qui định Sau căng xong, cốt thép ƯLT đợc neo chặt vào đầu cấu kiện Thông qua neo ®ã, cÊu kiƯn sÏ bÞ nÐn b»ng lùc ®· dïng kéo căng CT Tiếp ngời ta bơm vữa vào ống rãnh để bảo vệ CT khỏi bị ăn mòn tạo lực dính BT CT, loại BTCT ƯLT có dính bám Trong sàn phẳng, ngời ta dùng loại BTCT ƯLT không dính bám, CT (thờng cáp sợi) đợc đặt ống nhựa đặc biệt có chứa đầy mỡ chống gỉ ống nhựa chứa CT đợc đặt lúc với việc đặt CT thờng Sau đổ BT BT đủ cờng độ ngời ta căng CT, neo CT đổ BT bảo vệ đầu neo Cốt thép nằm ống mỡ nên BT CT lực dính Một dạng khác phơng pháp căng sau căng CT ống rãnh nằm phía tiết diện BT Cốt thép căng thích hợp với việc gia cờng sửa chữa kết cấu Để bảo đảm tốt truyền lực nén lên cấu kiện, ngời ta chế tạo loại neo đặc biệt nh neo Freyssinet (neo bã sỵi thÐp dïng kÝch chiều), neo kiểu cốc, nhiều loại neo khác 23 Phơng pháp căng sau đợc sử dụng thích hợp để chế tạo cấu kiện mà yêu cầu phải có lực nén BT tơng đối lớn cấu kiện phải đổ BT chỗ Cõu 26: Phõn loi sàn phẳng theo sơ đồ kết cấu, phạm vi sử dụng loại sàn Trả lời: - Phân loại: + Sàn có dầm - Tồn khối có dầm - Tồn khối có kê - Sàn cờ - Sàn nhiều sườn - Sàn có dầm bẹt - Sàn panen + Sàn khơng có dầm (sàn nấm) - Phạm vi sử dụng: + Xây dựng nhà cửa: sàn mái + Cầu đường: mặt cầu, mặt cầu cảng + Trong kết cấu móng bè, tường chắn, thành bể Câu 27: Phân biệt loại dầm kê cạnh Trả lời: Bản dầm Khi có liên kết cạnh cạnh đối diện Tải trọng tác dụng lên truyền theo phương có liên kết chịu lực theo phương => Bản làm việc dầm ta gọi dầm Bản kê cạnh Khi có liên kết cạnh (hoặc cạnh không đối diện) tải trọng truyền theo hai phương => Bản làm việc theo phương gọi kê cạnh Câu 28: Xác định tải trọng truyền theo phương trường hợp cạnh liên kết khớp Trả lời: Bản kê cạnh: xét kê cạnh chịu tải trọng phân bố q, 24 gọi tải trọng truyền theo phương cạnh bé l1 q1 gọi tải trọng truyền theo phương cạnh lớn l q2 Ta có q1 + q2= q (1) Trường hợp cạnh kê: Cắt dải có bề rộng đơn vị theo hai phương Độ võng dải: q1l14 f1 384 EJ +theo phương l1 +theo phương l2 f2 q2 l 384 EJ 4 Điểm hai có độ võng f f1 q1l1 q2 l (2) 4 l l l q1 4 q q2 4 q q1 24 q2 l1 l2 l1 l l1 Từ (1), (2) ; M1max �l � � � M �l � max Khi l2 > l1 q1 > q2 Nếu l2/l1 > q1 > 81q2 hay Chứng tỏ tải trọng chủ yếu truyền theo phương cạnh ngắn l (gây uốn theo phương cạnh ngắn l1), M2 bé so với M1, bỏ qua làm việc theo cạnh dài tính tốn phương Trong tính tốn thực hành tính tốn theo phương l 2/l1 Khi l2/l1 < cần tính làm việc theo hai phương (bản kê bốn cạnh) Trường hợp cạnh có liên kết 25 Tưởng tượng lấy hai dải vng góc với tính độ võng hai dải điểm giao Dùng điều kiện độ võng điểm giao tính theo hai dải để tìm tải trọng truyền theo phương Câu 29: Trình bày yêu cầu kỹ thuật kinh tế thiết kế kết cấu Tr li: * Về mặt kỹ thuật: kết cấu đợc chọn phải có hình dạng kích thớc thích ứng với không gian hình khối kiến trúc Sơ đồ kết cấu phải rõ ràng Vật liệu làm kết cấu phải đợc chọn vào điều kiện thực tế cho phép yêu cầu cụ thể công trình thiết kế Kết cấu phải đợc tính toán với tải trọng tác động xảy Kết cấu phải đợc tính toán với tải trọng xảy trình sử dụng trình thi công Phơng án đợc chọn phải phù hợp với khả kỹ thuật thi công có có Cần lu ý phơng án kết cấu khó thi công thờng khó đảm bảo yêu cầu chất lợng kỹ thuật Khi chọn phơng án kết cấu thi công thờng phải cân nhắc đến kết cấu toàn khối (đổ chỗ), kết cấu lắp ghép kết cấu nửa lắp ghép * Về mặt kinh tế: Kết cấu phải có giá thành hợp lý Kết cấu phải đợc thiết kế cho tiến độ thi công đợc bảo đảm Cõu 30: Trỡnh by loại khe biến dạng cơng trình Trả li: * Khe nhiệt độ : 26 Chiều dài kết cấu chênh lệch nhiệt độ lớn nội lực phát sinh lớn, gây nên vết nứt làm h hỏng giảm tuổi thọ kết cấu B rộng khe nhiệt độ đợc xác định theo tính toán thông thờng từ đến 3cm Khoảng cách khe nhiệt cn xỏc nh bng tớnh toỏn * Khe lỳn : Công trình bị lún không nhiều đất không đồng phạm vi móng nó, tải trọng phân bố không mặt Bề rộng khe lún từ đến cm Ngời ta thờng kết hợp khe lún khe nhiệt độ với nh chúng làm nhiệm vụ khe co giãn (của bê tông) ngăn cách tác động động lùc a) b) c) d) L/5 khe nhiệt độ; cột đôi; – khe lón; 3L/5 L L/5 – dÇm gánh Hình 1.1 Khe lún khe nhiệt độ 27 Câu 31: Trình bày ưu nhược điểm phạm vi áp dụng dầm vòm mái kết cấu mái lắp ghép Trả lời: * Dầm kết cấu mái lắp ghép: Ưu điểm: + Độ cứng lớn + Chế tạo thi công đơn giản + Vận chuyển cẩu lắp bị hư hại Nhược điểm: Trọng lượng thân lớn Phạm vi sử dụng: mái nhà công nghiệp có nhịp * Vòm mái kết cấu mái lắp ghép: Ưu điểm: + Tiết diện nhỏ, vận dụng tốt khả chịu nén bê tông nên kết cấu vòm có nhịp lớn Nhược điểm: Chế tạo phức tạp Phạm vi sử dụng: nhịp >36m, kết cấu mái sân vận động, hang ga… Câu 32: Trình bày kết cấu khung BTCT: khái niệm, phân loại, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng Trả lời: * Kh¸i niƯm : Trong xây dựng nhà cửa, kết cấu khung đợc tạo nên cột dầm liên kết với mắt cứng khớp, chúng với sàn mái tạo nên kết cấu không gian có độ cứng lớn, hệ khung tiếp nhận tải trọng thẳng đứng tải trọng nằm ngang truyền xuống móng * Phân loại : - Theo sơ đồ kết cấu: Khung bê tông cốt thép nhà tầng, nhịp Khung bê tông cốt thép nhà tầng, nhiều nhịp Khung bê tông cốt thép nhà nhịp, nhiều tầng Khung bê tông cốt thép nhà nhiều nhịp, nhiều tầng - Theo phơng pháp thi công: 28 Khung bê tông cốt thép thi công toàn khối: dùng phổ biến nhà dân dụng, độ cứng toàn khung lớn, dễ chế tạo nút cứng Khung bê tông cốt thép thi công lắp ghép từ cấu kiện dầm, cột: thi công nhanh, cần cốp pha chống nhng độ cứng toàn khung kém, tốn thép Đối với nhà cao tầng, cột nên đặt cốt cứng dùng bê tông mác cao để giảm bớt tiết diện, tăng thêm diện tích sử dụng Nên dùng bê tông cốt liệu nhẹ để giảm tải träng tÜnh cho cét vµ mãng Câu 33: Trình bày khái niệm nhà cao tầng, phân loại nhà cao tầng theo số tầng, lý xây dựng nhà cao tầng Trả lời: * Khái niệm: Là cơng trình mà chiều cao ảnh hưởng tới ý đồ cách thức thiết kế * Phân loại nhà cao tầng theo số tầng: Loại 1: 9-16 tầng (50m) Loại 2: 17-25 tầng (75m) Loại 3: 26-40 tầng (100m) Loại 4: >40 tầng (siêu cao tầng) * Lý xây dựng: Dân số tăng nhanh, nhu cầu văn phòng, nhà tăng nhanh Diện tích đất đai thiếu, giá đất tăng cao Sự phát triển khoa học kỹ thuật, công nghệ xây dựng nhà chọc trời thành biểu tượng của phát triển Câu 34: Phân loại gạch đá, vữa dùng rong khối xây gach đá, nêu tác dụng vữa khối xây Trả lời: * Phân loại gạch - Theo phương pháp chế tạo: + Gạch nung: Là gạch đất sét sản xuất phương pháp ép khô ép dẻo gạch kêzamit (gạch gốm) + Gạch không nung: Là gạch chế tạo cốt liệu chất kết dính như: gạch than xỉ, gạch đất đồi, gạch bêtông, gạch silicát - Theo dung trọng: 29 + Gạch nặng: 1800 kG/m3 Như loại gạch đặc, gạch bêtông, gạch rỗng với lỗ rỗng toàn phần nhỏ 30% + Gạch nhẹ : 1000 kG/m3 < < 1500 kG/m3 Như gạch gốm có lỗ, gạch bêtơng nhẹ có lỗ với lỗ rỗng toàn phần từ 30 50% + Gạch nhẹ: 1000 kG/m3 Gồm loại gạch bêtơng tổ ong, gạch gốm có lỗ ngang với độ rỗng toàn phần lớn 50% - Theo độ rỗng: + Gạch đặc: Độ rỗng tồn phần (thể tích lỗ rỗng/thể tích viên gạch) nhỏ 20% + Gạch rỗng: Độ rỗng toàn phần 20% - Theo trọng lượng viên gạch: + Viên gạch: Khi trọng lượng viên gạch 5kG, bề rộng viên gạch từ 120 đến 140mm, người cơng nhân dùng tay để đưa viên gạch vào khối xây, + Tảng khối: Khi trọng lượng viên gạch lớn 5kG nhỏ 25kG, người cơng nhân phải dùng tay bê * Phân loại đá: - Đá nặng có dung trọng 1800kG/m3, thường gặp đá hoa cương, đá vơi sa thạch, đá bazan, đolơmít, gabrơ v.v - Đá nhẹ có dụng trọng < 1800kG/m3, thường gặp loại đá bọt, đá tuff, đá vơi vỏ sò v.v * Phân loại vữa : - Theo dung trọng trạng thái khô: + + Vữa nặng: > 1500 kG/m3 Vữa nhẹ: 1500 kG/m3 - Theo chất kết dính cốt liệu: + Vữa nước: Dùng chất kết dính ximăng Pooclan ximăng Puzơlan + Vữa khô: Dùng chất kết dính vơi thạch cao - Theo thành phần: + Vữa ximăng: Gồm ximăng, cát, nước Vữa ximăng khơ cứng nhanh, có cường độ cao, dòn khó thi cơng + Vữa tam hợp (vữa bata): Gồm ximăng, vơi, cát, đất sét nước Vữa có tính dẻo cần thiết, thời gian khơ cứng vừa phải + Vữa khơng có ximăng: Như vữa vơi gồm: vơi, cát, nước; vữa đất sét gồm: cát, đất sét, thạch cao 30 * Tác dụng vữa khối xây: + Liên kết viên gạch đá khối xây với tạo nên loại vật liệu liền khối + Truyền phân bố ứng suất khối xây từ viên gạch đến viên gạch khác + Lấp kín khe hở khối xây Câu 35: Trình bày ưu điểm, nhược điểm phạm vi sử dụng kết cấu gạch đá Trả lời: - Ưu điểm: + Kết cấu gạch đá có độ cứng lớn, vững bền lâu + Có khả cách âm cách nhiệt tốt + Sử dụng vật liệu địa phương giá thành rẻ - Nhược điểm: + Trọng lượng thân lớn, khả chịu lực không cao so với kết cấu bêtông, bêtông cốt thép thép + Với khối xây gạch đất sét nung sau khoảng 100 năm cường độ khối xây bị giảm khoảng 1/3 + Gặp khó khăn cơng tác giới hố thi công - Phạm vi áp dụng: + Trong xây dựng dân dụng công nghiệp, kết cấu gạch đá sử dụng làm kết cấu chịu lực tường, cột, móng, vòm, ống khói, bể nước làm kết cấu bao che + Kết cấu gạch đá sử dụng cơng trình cầu, cống, hầm lò, tường chắn đất, kè mương sơng 31 32 ... phơng án kết cấu khó thi công thờng khó đảm bảo yêu cầu chất lợng kỹ thuật Khi chọn phơng án kết cấu thi công thờng phải cân nhắc đến kết cấu toàn khối (đổ chỗ), kết cấu lắp ghép kết cấu nửa lắp... tắc tính tốn: Về ngun tắc, tính theo TTGH thứ tiến hành với kết cấu Nhưng cần kết cấu lắp ghép ; kết cấu dùng thép cường độ cao kết cấu làm việc môi trương bất lợi Có thể khơng cần kiểm tra bề... tế thiết kế kết cấu Tr li: * Về mặt kỹ thuật: kết cấu đợc chọn phải có hình dạng kích thớc thích ứng với không gian hình khối kiến trúc Sơ đồ kết cấu phải rõ ràng Vật liệu làm kết cấu phải đợc