BÀI GIẢNG BÊ TÔNG CỐT THÉP , ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA XÂY DỰNG BÀI GIẢNG dành cho ngành KIẾN TRÚC – QUI HOẠCH TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế  Tiêu chuẩn thiết kế 2737-95 Tải trọng tác động  GS.TS Nguyễn Đình Cống Nhà xuất xây dựng 2008 Tính tốn thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 (1&2)–  Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống Kết cấu bê tơng cốt thép – Phần cấu kiện Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006  M Nadim Hassoun, Structural Concrete _ Theory and Design, Addison-Wesley, 1998 ĐỂ HỌC TỐT MÔN HỌC NÀY ĐỌC THÊM TÀI LIỆU VÀ TÌM HIỂU THỰC TẾ LẮNG NGHE NGƯỜI KHÁC ĐÓNG GÓP Ý KIẾN CHIA SẼ KINH NGHIỆM CỦA MÌNH ĐI HỌC ĐẦY ĐỦ VÀ ĐÚNG GIỜ TẮT CHUÔNG ĐIỆN THOẠI ĐỂ TÔN TRỌNG SỰ TẬP TRUNG CỦA NGƯỜI KHÁC NỘI DUNG 1.1 THẾ NÀO LÀ BÊTÔNG CỐT THÉP 1.2 PHÂN LOẠI BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.3 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG 1.1 THẾ NÀO LÀ BÊTÔNG CỐT THÉP 1.1.1 Khái quát Đặc trưng Chịu kéo Chịu nén Chịu cắt Độ bền Chịu lửa Bê tơng Kém Tốt Trung bình Tốt Tốt Cốt thép Tốt Tốt Tốt Bị ăn mòn BTCT loại vật liệu xây dựng phức hợp bêtông cốt thép cộng tác chịu lực với T a ûi tro ïn g Đặt cốt thép vào vùng kéo P0 T a ûi t ro ïn g T h ù c h òu n e ùn P > > P0 M ie àn c h òu n e ùn L ùp t ru n g h o øa h L ô ùp tru n g h o øa T h ô ù c h òu k e ùo K h e n ùt DẦM BÊTƠNG K h e n ùt T h ù c h òu k e ùo b C o t t h e ù p d o ïc -1 DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP N cốt thép dọc chòu nén  Đặt cốt thép vào vùng nén để tăng khả chịu lực giảm kích thước tiết diện Rb Rsc's CỘT BÊTƠNG CỐT THÉP  Cốt thép tham gia chịu nén bêtông Sức chịu nén cốt thép tốt sức chịu kéo 1.1.2 CÁC LÝ DO ĐỂ BÊTÔNG VÀ CỐT THÉP CÓ THỂ CÙNG CỘNG TÁC CHỊU LỰC  Nhờ có lực dính mà truyền lực qua lại bêtông cốt thép, khai thác cường độ cốt thép, hạn chế bề rộng khe nứt  Giữa BT CT khơng xảy phản ứng hóa học  Hệ số giãn nở nhiệt BT CT gần  Bê tông giữ cho cốt thép khỏi bị ăn mòn 1.2 PHÂN LOẠI BÊ TƠNG CỐT THÉP THEO PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG BTCT BTCT BTCT TOÀN KHỐI LẮP GHÉP BÁN LẮP GHÉP THEO TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT KHI CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG BTCT BTCT THƯỜNG ỨNG LỰC TRƯỚC P Tải trọng Bê tông Bê tông Cốt thép Vết nứt Tải trọng P Cáp ULT Hạn chế vết nứt 10 7.3 TÍNH TỐN CẤU KIỆN BÊTÔNG CỐT THÉP THƯỜNG THEO SỰ MỞ RỘNG KHE NỨT 7.3.1 Tính bề rộng khe nứt thẳng góc theo tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 356 – 2005 acrc   l s Es 20(3,5  100  )3 d Ứng suất s cấu kiện o cấu kiện chịu kéo tâm o cấu kiện chịu uốn s  s  N As khi lực kéo N nằm  ở trọng tâm cốt  thép As và A’s thì es được lấy dấu (‐) M As z o cấu kiện chịu nén & kéo lệch tâm  s  N ( es  z ) As z 172 Với cấu kiện chịu kéo lệch tâm, eo.tot < 0,8h0 lấy z = zs Khi cốt chịu kéo đặt thành số lớp theo chiều cao tiết diện với e0,tot  0,8h0 ứng suất s cần phải nhân với hệ số n h  x  a2 n  ; x = h0 h  x  a1  – hàm lượng cốt thép chịu kéo tiết diện As  bh0 ;  ≤ 0,02 173 7.3.2 Tính tốn bề rộng khe nứt nghiêng theo tiêu chuẩn thiết kế Khi sử dụng cốt đai thẳng góc với trục cấu kiện acrc   l Trong 0,6 sw d w Es dw  0,15 Eb (1  2 w ) h0 Ứng suất cốt đai  sw  Q  Qb1 s ; điều kiện sw ≤ Rs,ser ≤ 22Mpa (B30) Asw h0 Lực cắt tất ngoại lực Qb1  Es  Eb Asw ; w  bs 0,8 b (1   n ) Rbt , ser c , l – hệ số được  lấy như trong tiêu chuẩn thiết kế 174 175 7.4 NGUN TẮC CHUNG Tính tốn biến dạng khống chế khơng vượt q giá trị giới hạn quy định Biến dạng tính tốn theo phương pháp học kết cấu, phải thay độ cứng đàn hồi độ cứng có xét đến biến dạng dẻo bêtông 176 177 7.5 ĐỘ CONG CỦA CẤU KIỆN KHƠNG CĨ KHE NỨT TRONG VÙNG KÉO Đối với cấu kiện không xuất khe nứt vùng kéo, độ cong cấu kiện tính tốn vật thể đàn hồi B = b1EbIred b1 - hệ số ảnh hưởng từ biến, b1 = 0,85; φb2 – hệ số xét đến ảnh hưởng từ biến dài hạn bê tông   M sh    B  r 1 M l b 1    B  r 2 Độ cứng ngắn hạn Bl độ cứng dài hạn Bsh  B   b1Eb I red Bl  B b2  b1Eb I red  b2 178 7.6 ĐỘ CONG CỦA CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐỐI VỚI ĐOẠN KHE NỨT TRONG VÙNG KÉO 7.6.1 Trạng thái ứng suất biến dạng dầm sau xuất khe nứt Xét đoạn dầm chịu uốn túy Trạng thái ứng suất biến dạng dầm sau xuất khe nứt 179 Gọi x giá trị trung bình chiều cao vùng nén  b giá trị ứng suất trung bình  b   b b ; với ψb ≤ Ứng suất kéo bê tông tiết diện có khe nứt khơng Càng xa khe nứt ứng suất kéo bê tông tăng đạt giá trị cực đại hai khe nứt Biến dạng tỷ đối thớ bê tông vùng nén  biến dạng tỷ b đối cốt thép chịu kéo s   s s Es  s s Es ;   b b E 'b b b Eb 180 Tại tiết diện có khe nứt, biểu đồ ứng suất bê tông vùng nén coi hình chữ nhật s  M ; As z b  M Ab z Trường hợp có cốt chịu nén theo tính tốn phải quy đổi Ab thành Abred Abred  Ab  n  A 's ứng suất b tính theo cơng thức b  M Abred z 181 7.6.2 Độ cong trục dầm độ cứng dầm Xét đoạn dầm nằm hai khe nứt Độ cứng chống uốn dầm bê tông cốt thép có khe nứt vùng kéo B B s As Es h0 z  b  Eb Abred Sơ đồ để xác định độ cong trục dầm 182 7.6.3 Độ cong trục cấu kiện chịu kéo, nén lệch tâm Sơ đồ để tính biến dạng cấu kiện chịu nén lệch tâm 183 Biểu thức tổng quát độ tính cong loại cấu kiện Ms  s  b  N s     r ho z  Es As  Eb Abred  h0 Es As Từ độ cong tính độ võng cấu kiện theo mối quan r hệ sức bền vật liệu học kết cấu d2y  r dx y – chuyển vị theo phương vng góc với trục cấu kiện 184 7.6.4 Độ cong toàn phần độ võng a Độ cong toàn phần Độ cong toàn phần cấu kiện có khe nứt vùng kéo xác định theo công thức: 1 1 1       r  r 1  r   r 3 b Tính tốn độ võng Độ võng fm biến dạng uốn gây xác định theo công thức l 1 f m   M x   dx  r x o M x mô momen uốn đặt tiết diện cần xác định chuyển vị 185 186