Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép 1

Vì thép chịu nén cũng tốt nên cốt thép cũng được đặt trong các cấu kiện chịu nén như cột, thanh nén của dàn để tăng khả năng chịu lực, giảm kích thước tiết diện và chịu các lực kéo xuất [r]

(1)

Năm 2014

Nhóm thực hiện

Ths Chu Thị Lan Anh Ths Võ Thị Cẩm Giang Ks Nguyễn Võ Bích Dung Ks Phạm Hữu Phước

Giáo Trình

Kết cấu Bê tông cốt thép 1 Bộ Xây Dựng

(2)

(3)

3

Mục lục

3

Mục Lục

Lời Nói Đầu 7

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 8

8 1

1.1 Khái niệm chung kết cấu bê tông cốt thép

8 1.1.1 Đặc điểm chịu lực bêtông cốt thép

9 1.1.2 Phân loại

1.1.2.1.Theo phương pháp thi công

10

1.1.2.2.Theo khối lượng

10

1.1.2.3.Theo trạng thái ứng suất

10 1.1.3 Ưu nhược điểm kết cấu bêtông cốt thép

11 1.1.4 Phạm vi áp dụng

11 2

1.2 Tính lý vật liệu

11

1.2.1 Bêtông

11 1.2.1.1 Tính chất lý bêtơng

11 1.2.1.2 Các tiêu bêtông

11 1.2.1.3 Cường độ chịu nén mẫu thử hình lập phương

13 1.2.1.4 Cường độ chịu nén khối lăng trụ

14 1.2.1.5 Cường độ chịu kéo mẫu thử

14 1.2.1.6 Cấp độ bền chịu nén (kéo) bêtông

15 1.2.1.7 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông

16 1.2.1.8 Cường độ bêtông

16 1.2.1.8.1 Cường độ tiêu chuẩn bêtông

17 1.2.1.8.2 Cường độ tính tốn bêtơng

19 1.2.2 Biến dạng bêtông

19 1.2.2.1 Biến dạng tải trọng

20 1.2.2.1.1 Biến dạng tải trọng ngắn hạn

20 1.2.2.1.2 Biến dạng tải trọng lặp

21 1.2.2.1.3 Biến dạng tải trọng dài hạn _ từ biến

22 1.2.2.2 Biến dạng co ngót

23 1.2.2.3 Biến dạng nhiệt độ

23 1.2.2.4 Môđun đàn hồi

25 1.2.3 Cốt thép

25 1.2.3.1 Tính chất học thép

26 1.2.3.2 Cường độ tiêu chuẩn cốt thép Rsn

28 1.2.3.3 Cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép

31 1.2.3.4 Cường độ chịu nén tính tốn cốt thép

31 1.2.3.5 Mođun đàn hồi cốt thép Es

32 1.2.4 Bêtông cốt thép

32 1.2.4.1 Lực dính bê tơng cốt thép

32 1.2.4.1.1 Xác định Lực dính

33 1.2.4.1.2 Các nhân tố tạo nên Lực dính bám

33 1.2.4.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng lực dính

33 1.2.4.2 Ảnh hưởng cốt thép đến co ngót từ biến của

bêtông

33 1.2.4.3 Sự làm việc chung bêtông cốt thép

34 1.2.4.3.1 Sự phá hoại chịu lực

34 1.2.4.3.2 Sự hư hỏng tác dụng môi trường

(4)

34 1

2.1 Khái niệm chung

35 2

2.2 Các giai đoạn trạng thái ứng suất biến dạng cấu kiện chịu uốn

39 3

2.3 Các phương pháp tính tốn cấu kiện btct

39 2.3.1 Tính tốn theo ứng suất cho phép

39 2.3.2 Tính tốn theo trạng thái giới hạn

40 4

2.4 Nguyên lý cấu tạo cốt thép

41 5

2.5 Phân loại cốt thép

42 2.5.1 Nối cốt thép

42 2.5.2 Neo cốt thép

44 6

2.6 Lớp bêtông bảo vệ cốt thép

45 7

2.7 Khoảng cách cốt thép

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CẤU KIỆN CHỊU UỐN 46

46 1

3.1 Đặc điểm cấu tạo điều kiện chịu uốn

47 3.1.1 Cấu tạo

47 3.1.1.1 Kích thước bản

48 3.1.1.2 Cốt thép bản

50 3.1.2 Cấu tạo dầm

50 3.1.2.1 Kích thước tiết diện

50 3.1.2.2 Cốt thép dầm

52 2

3.2 Tính tốn cấu kiện chịu uốn theo cường độ tiết diện thẳng góc

52 3.2.1 Cấu kiện có tiết diện chữ nhật cốt đơn

52 3.2.1.1 Giả thuyết tính toán

53 3.2.1.2 Sơ đồ ứng suất tiết diện

53 3.2.1.3 Các phương trình cân bằng

54 3.2.1.4 Cơng thức tính tốn

54 3.2.1.5 Điều kiện hạn chế

55 3.2.1.6 Các loại toán

58 3.2.2 Cấu kiện có tiết diện chữ nhật đặt cốt kép

59 3.2.2.1 Giả thuyết tính tốn

59 3.2.2.2 Sơ đồ ứng suất tiết diện

59 3.2.2.3 Các phương trình cân bằng

60 3.2.2.4 Cơng thức tính tốn

60 3.2.2.5 Điều kiện hạn chế

64 3.2.3 Cấu kiện có tiết diện chữ T

64 3.2.3.1 Khái niệm chung, đặc điểm cấu tạo

66 3.2.3.2 Vị trí trục trung hịa

67 3.2.3.3 Tính tốn dầm tiết diện T

74 3

3.3 Tính tốn cường độ tiết diện nghiêng

74 3.3.1 Sự phá hoại theo tiết diện nghiêng

76 3.3.2 Điều kiện tính tốn tiết diện nghiêng

78 3.3.3 Các phương trình cân tiết diện nghiêng

79 3.3.4 Tính tốn cốt đai (khi khơng đặt cốt xiên)

79 3.3.4.1 Xác định tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất.

80 3.3.4.2 Tính khoảng cách cốt đai (bước đai).

83

3.3.4.3 Bài tốn

84 3.3.5 Tính toán cốt xiên (sau đặt cốt đai)

(5)

5

Mục lục

5

85 3.3.5.2 Bố trí lớp cốt xiên.

86 3.3.5.3 Diện tích lớp cốt xiên.

87

3.3.5.4 Bài toán

88 3.3.6 Các biện pháp cấu tạo để bảo đảm khả chịu mômen tiết diện nghiêng

CHƯƠNG 4: CẤU KIỆN CHỊU NÉN & KÉO 89

89 1

4.1.Tính tốn cấu kiện chịu nén theo điều kiện cường độ

89 4.1.1 Khái niệm chung - Đặc điểm cấu tạo

90 4.1.1.1 Tiết diện ngang cấu kiện

92 4.1.1.2.Cấu tạo cốt thép

95 4.1.2 Tính tốn cấu kiện chịu nén tâm

97 4.1.3 Sự làm việc cấu kiện chịu nén lệch tâm

101 4.1.4 Tính tốn cấu kiện chịu nén lệch tâm tiết diện chữ nhật

102 4.1.4.1 Trường hợp lệch tâm lớn

103 4.1.4.2 Trường hợp lệch tâm bé

105 4.1.4.3 Các dạng toán

111 2

4.2 Tính tốn cấu kiện chịu kéo theo điều kiện cường độ

111 4.2.1 Khái niệm chung

113 4.2.2 Tính tốn cấu kiện chịu kéo tâm

115 4.2.3 Tính tốn cấu kiện chịu kéo lệch tâm

119 4.2.4 Kiểm tra khả chịu cắt

CHƯƠNG 5: SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 120

120 1

5.1 Giới thiệu chung

120 5.1.1 Đặc điểm

120 5.1.2 Phân loại

120 5.1.2.1 Theo phương pháp thi công

120 5.1.2.2 Theo sơ đồ kết cấu

121 5.1.3 Phân biệt loại dầm kê cạnh

122 2

5.2 Sàn sườn tồn khối có loại dầm

122 5.2.1 Sơ đồ kết cấu

125 5.2.2 Tính nội lực sàn

125

5.2.2.1.Tính theo sơ đồ dẻo

127

5.2.2.2.Tính dầm phụ theo sơ đồ dẻo

132

5.2.2.3. Tính dầm theo sơ đồ đàn hồi

136 5.2.3 Tính cốt thép

136 5.2.3.1 Tính cốt thép bản

136 5.2.3.2 Tính cốt thép dầm

139 5.2.3.3 Bố trí cốt thép bản

142 5.2.3.4 Bố trí cốt thép dầm

146 3

5.3 Sàn sườn tồn khối có kê bốn cạnh

146 5.3.1 Khái niệm

147 5.3.2 Đặc điểm cấu tạo kê

147 5.3.2.1 Kích thước bản

147 5.3.2.2 Bố trí cốt thép kê bốn cạnh

148 5.3.3 Tính tốn kê bốn cạnh

148 5.3.3.1 Tính theo sơ đồ đàn hồi

152 5.3.3.2 Tính theo sơ đồ khớp dẻo

154 5.3.4 Dầm sàn có kê bốn cạnh

155 5.3.4.1 Tính dầm trục B theo sơ đồ đàn hồi

159 5.3.4.2 Tính dầm trục B theo sơ đồ dẻo

(6)

166 4

5.4 Sàn sườn panen lắp ghép

166

5.4.1 Khái quát

166 5.4.2 Các loại panen

167

5.4.3 Tính tốn

167 5.4.3.1 Tấm đặc

169 5.4.3.2 Panen có lỗ có sườn

173 5.4.4 Cấu tạo cốt thép panen

(7)

Lời Nói Đầu

Giáo trình “Kết cấu Bê tơng cốt thép 1” tài liệu phục vụ giảng dạy và học tập cho sinh viên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp theo chương trình

đào tạo tín chỉ hiện nay.

Từ nhiều sách tham khảo; chủ yếu ở trong nước kinh nghiệm giảng dạy, chúng đã tổng hợp biên soạn tài liệu này.

Giáo trình gồm chương:

CHƯƠNG 1:KHÁI NIỆM CHUNG

CHƯƠNG 2:NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ CẤU TẠO CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN CẤU KIỆN CHỊU UỐN CHƯƠNG 4:CẤU KIỆN CHỊU NÉN & KÉO

CHƯƠNG 5:SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

Nhà trường, bộ mơn kết cấu nhóm tác giả đã có nhiều cố gắng để biên

soạn nhằm đáp ứng về nhu cầu tài liệu giảng dạy; tham khảo học tập của sinh viên.

Vì kiến thức có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp và phê bình từ quý độc giả.

Nhóm tác giả

7 Lời Nói Đầu

(8)

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG

1.1 Khái niệm chung kết cấu bê tông cốt thép

- Bêtông cốt thép là loại vật liệu phức hợp bêtông và cốt thép có đặc trưng học khác cùng phối hợp làm việc một cách hợp lý kinh tế.

1.1.1 Đặc điểm chịu lực bêtông cốt thép

Bêtông loại đá nhân tạo gồm:

Xi măng + cát sỏi (cốt liệu)+ nước + (chất phụ gia) = bêtông

Cường độ chịu nén bêtông lớn cường độ chịu kéo nhiều (khoảng 8¸15lần).

Ví dụ: Khi thí nghiệm uốn dầm đơn bêtông, ta nhận thấy dầm bị gãy do ở miền kéo xuất vết nứt bị phá hoại trước.

Cốt thép vật liệu chịu kéo chịu nén tốt.

=>Nếu đặt lượng cốt thép thích hợp vào miền chịu kéo dầm bêtơng thì khả chịu lực dầm tăng lên nhiều => Sản sinh bêtông cốt thép

Dầm bêtơng cốt thép chịu lực nhiều dầm bêtơng có kích thước đến hàng chục lần.

Vì thép chịu nén tốt nên cốt thép đặt cấu kiện chịu nén cột, nén dàn để tăng khả chịu lực, giảm kích thước tiết diện và chịu lực kéo xuất ngẫu nhiên.

*Sơ lược trình phát triển hình thành:

Cuối năm 1849, Lambot (người Pháp) làm thuyền lưới sắt được trát hai phía vữa ximăng Sau người ta chế tạo sàn, đường ống, bể chứa cấu kiện khác BT cốt sắt Vì năm 1950 người Pháp tổ chức kỷ niệm 100 năm ngày phát minh BTCT Ở thời kỳ sơ khai, theo cảm tính người ta đặt cốt sắt vào chiều cao tiết diện.

Sau năm 1880 nghiên cứu cường độ BT, CT lực dính BT và CT nghiên cứu Pháp Đức Kỹ sư người Đức Koenen trong những người kiến nghị đặt CT vào vùng BT chịu kéo năm 1886 kiến nghị phương pháp tính tốn cấu kiện BTCT.

(9)

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 9

ngày hoàn thiện nhiều nước giới sử dụng thiết kế kết cấu BTCT.

*Bêtông cốt thép cộng tác chịu lực do:

 Bêtơng cốt thép dính chặt với nhờ lực dính truyền lực từ bêtông sang cốt thép ngược lại (khi bê tông đông kết )

 Giữa bêtông cốt thép khơng xảy phản ứng hóa học, đồng thời bêtơng cịn bảo vệ cốt thép chống lại ăn mịn mơi trường.

 Cốt thép bêtơng có hệ số giãn nở nhiệt a gần giống nhau: αb = (1015)10-4

αs = 12 x10-4

 Khi thay đổi nhiệt độ (trong phạm vi 100°) cấu kiện không xuất hiện nội ứng suất đáng kể, không làm phá hoại lực dính bêtơng cốt thép.

1.1.2 Phân loại

1.1.2.1.Theo phương pháp thi công

Chia làm 3 loại:

- BTCT toàn khối:

Ưu điểm: có độ cứng lớn, chịu động đất

Khuyết điểm: tốn vật liệu làm ván khuôn,cây chống thi công bị ảnh hưởng của thời tiết, thời gian thi công chậm

- BTCT lắp ghép

Ưu điểm: có độ cứng bê tơng tồn khối, thời giant hi cơng nhanh, tốn cây chống, coffa

Khuyết điểm: giải mối nối thường khó khăn,tốn nhiều vật liệu giải quyết mối nối, tổ chức thi cơng phức tạp, can có thiết bị chun dùng

- BTCT bán lắp ghép:

(10)

1.1.2.2.Theo khối lượng

- Bê tơng nặng có khối lượng riêng trung bình từ 22¸25 kN/m3.

- Bê tơng hạt nhỏ có khối lượng riêng trung bình > 18 kN/m3.

- Bê tơng nhẹ có cấu trúc đặc và rỗng.

- Bê tông đặc biệt: Bê tông tự ứng suất.

1.1.2.3.Theo trạng thái ứng suất

- Bê tông thường.

- Bê tông ứng suất trước: 2 phương pháp căng (căng trước, căng sau).

1.1.3 Ưu nhược điểm kết cấu bêtông cốt thép

Ưu điểm Khuyết điểm Cách khắc phục

 Khả sử dụng vật liệu địa phương (xi

măng, cát, đá); tiết kiệm

thép là vật liệu q hiếm.

 Có khả chịu lực lớn hơn so với kết cấu gạch đá và gỗ.

 Bền vững, bảo dưỡng ít

tốn kém, chịu lửa tốt.

 Có khả tạo các hình dáng bất kỳ, đa dạng, thỏa mãn mọi yêu

cầu kiến trúc, thẩm mỹ…

Trọng lượng bản thân

lớn, do đó khó làm được

các kết cấu có nhịp lớn.

Cách âm cách nhiệt

kém.

Cơng tác thi cơng bêtơng tồn khối tương đối phức tạp, chịu ảnh hưởng của thời tiết, tốn cốp pha,

thời gian thi công

chậm…

Dưới tác dụng tải trọng tác động, bêtông

cốt thép dễ xuất hiện khe

nứt làm ảnh hưởng đến chất lượng sử dụng, thẩm mỹ, tuổi thọ cơng trình.

Dùng bêtơng nhẹ, bêtơng

ứng lực hay kết cấu vỏ mỏng

Dùng các kết cấu có lỗ hổng.

Dùng bêtơng lắp ghép

Dùng bêtơng ứng lực trước, có biện

pháp tính tốn thi cơng hợp lý để hạn chế

(11)

1.1.4 Phạm vi áp dụng

Bêtông cốt thép sử dụng rộng rãi trong tất cả ngành xây dựng:

- Xây dựng dân dụng - công nghiệp

- Xây dựng giao thông – thủy lợi.

- Xây dựng quốc phịng.

1.2 Tính lý vật liệu

1.2.1 Bêtơng

1.2.1.1 Tính chất lý bêtông

Phụ thuộc vào: chất lương bê tông, đặc trưng vật liệu, cấp phối vật liệu, tỷ lệ nước/ ximăng, phương pháp thi công…

Bao gồm: tính chất học (cường độ, biến dạng), tính chất vật lý (co ngót, từ biến, khả chống thấm, chống mòn …)

1.2.1.2 Các tiêu bêtông

Cường độ đặc trưng học chủ yếu bêtông, phản ánh khả chịu lực Chỉ tiêu là:

- Cấp độ bền chịu nén của BT (B).

- Cấp độ bền chịu kéo dọc trục của BT (Bt).

- Mác theo khả chống thấm (W).

- Mác theo khối lượng riêng trung bình (D)

1.2.1.3 Cường độ chịu nén mẫu thử hình lập phương

a a

a

a a a

h

=

4

a

d=16cm

h

=

2

d

mẫu thử

NP

baøn máy nén

P

(12)

Hình 1.1 Thí nghiệm mẫu chịu nén

Mẫu thử có đặc điểm sau: hình lập phương cạnh a = 150mm, dưỡng hộ

trong điều kiện tiêu chuẩn thí nghiệm nén tuổi 28 ngày (nhiệt độ 20C  2C; độ ẩm w = 90%, t = 28ngày).

Nén mẫu thí nghiệm cho đến khi bị phá hoại Khi bị nén, ngoài biến dạng co

ngắn theo phương tác dụng lực, BT cịn bị nở ngang. Thơng thường chính nở ngang quá mức làm cho BT bị vỡ Nếu hạn chế nở hơng thì sẽ lm tăng khả chịu

nén của BT Trong thí nghiệm mẫu, nếu khơng bơi trơn mặt tiếp xúc mẫu thử và máy thì xuất lực ma sát có tác dụng cản trở nở ngang làm tăng cường độ mẫu so với bôi trơn mặt tiếp xúc. Ảnh hưởng lực ma sát giảm dần từ mặt tiếp xúc đến khoảng mẫu vì mẫu khối vng có kích thước bé có cường độ lớn hơn so với mẫu có kích thước lớn và mẫu lăng trụ có cường độ khoảng

0,7 lần cường độ mẫu khối vng có cùng cạnh đáy Nếu thí nghiệm với mặt tiếp xúc

được bôi trơn để BT tự do nở ngang thì khơng có sự khác biệt vừa nêu trên

Tốc độ gia tải ảnh hưởng đến cường độ mẫu Khi gia tải chậm thì cường độ BT đạt khoảng 0,85 trị số bình thường.

Điều kiện tiêu chuẩn thí nghiệm nén BT nén khơng bơi trơn mặt tiếp xúc và tốc độ gia tải bằng daN/cm2/giây.(NP được tăng dần từ 0 trị số NPhá hoại)

) Mpa ( A N

Bi  p

(13)

Trong đó:

Np : trị số lực làm mẫu bị phá hoại

A : diện tích tiết diện ngang mẫu

Bi : cường độ chịu nén mẫu (MPa).

Thí nghiệm nén mẫu bê tơng

1.2.1.4 Cường độ chịu nén khối lăng trụ

Mẫu thí nghiệm có đặc điểm sau: Mẫu thử lăng trụ đáy vuông cạnh a, chiều cao h , dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn (t = 20C  2C; w = 90%, t = 28 ngày).

(14)

Theo ta có cơng thức tương tự :

MPa A N

Blt  p

(1.2) Bit : Cường độ chịu nén lăng trụ  cường độ mẫu thử giảm

1.2.1.5 Cường độ chịu kéo mẫu thử

N a N

4 a

Hình 1.2 Mẫu thí nghiệm chịu kéo MPa

A N

Blt  p

(1.3)

Trong đó:

Np : trị số lực làm mẫu bị phá hoại

A : diện tích tiết diện ngang mẫu

Bit : cường độ chịu nén mẫu (MPa).

1.2.1.6 Cấp độ bền chịu nén (kéo) bêtông

- Tương quan cấp độ bền chịu nén và cường độ chịu nén tức thời của bêtông:

B = Bm(1-1.64) (1.4)

- Tương quan cấp độ bền chịu kéo và cường độ chịu kéo tức thời của bêtông:

Bt = Bmt(1-1.64) (1.5)

Trong đó.

Bm , Bmt: giá trị trung bình thống kê cường độ chịu nén cường độ chịu kéo tức thời mẫu (MPa).

 

n 2

1

n n 2

2 1 1 mt m

n n n

B n B n B n B B

  



(15)

 hệ số biến động cường độ mẫu thử tiêu chuẩn.

= 0.135 ứng với trường hợp nén. = 0.165 ứng với trường hợp kéo.

1.2.1.7 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông

- Thành phần cách chế tạo bêtông: nhân tố định cường độ của nó. Phụ thuộc vào:

+ Chất lượng và số lượng ximăng

+ Độ cứng, độ sạch và cấp phối cốt liệu

+ Tỉ lệ nước / ximăng

+ Chất lượng việc nhào trộn bêtông, độ đầm của bêtông và điều kiện bảo dưỡng.

- Cường độ của bêtông tăng theo tuổi thọ của (theo thời gian):

+ Tuổi của bêtông là thời gian từ lúc chế tạo bêtông đến thời điểm đang xét. Tuổi của bêtông được tính theo ngày.

+ Cơng thức thực nghiệm của B.G Xkrantaep:

Btim = 0.7B28 lgt (1.7)

Hình 1.3 Cường độ bêtông theo thời gian

+ Nhận xét:

(16)

 Khi t > 28 thì cường độ có tăng nhưng khơng tăng khơng đáng kể. Vì thế,

có thể xem B28 là cường độ của bêtông (xem như bêtông đạt cường độ

100% lúc t=28 ngày).

1.2.1.8 Cường độ bêtông

1.2.1.8.1 Cường độ tiêu chuẩn bêtông

a) Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bêtông Rbn

- Tương quan cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bêtông Rbn (cường độ mẫu khối lăng trụ) và cấp độ bền chịu nén của bêtông như sau:

+ Đối với BT nặng, BT hạt nhỏ, BT nhẹ BT rỗng: 72 . 0 ) B 001 . 0 77 . 0 ( B Rbn    (1.8) + Đối với BT tổ ong:

) B 005 . 0 95 . 0 ( B Rbn   (1.9) - Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bêtông Rbn phụ thuộc vào cấp độ bền chịu nén

của bêtông (tra bảng số 1).

b) Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bêtông Rbtn

- Tương quan cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bêtông Rbtn phụ thuộc vào cấp độ bền chịu kéo của bêtông (tra bảng số 1).

Bảng số 1: Các cường độ tiêu chuẩn của bê tông Rbn, R btnvà cường độ tính tốn của bê tơng

khi tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ hai Rb,ser, Rbt,ser, MPa

Trạn

g thái

Loại bê

tông

Cấp độ bền chịu nén bê tông B1 B1, 5 B2 B2, 5 B3, 5

B5 B7,5 B10 B12, 5

B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60 M5 0 M7 5 M10 0 M15 0 M15 0 M20 0 M25 0 M35 0 M40 0 M45 0 M50 0 M60 0 M70 0 M70 0 M80 0 Nén dọc trục (cườ Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ

(17)

ng độ lăng trụ) Rbn, Rb, ser Bê tông

nhẹ - - - 1,9 2,7 3,5 5,5 7,5 9,5 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 - - - -Bê tông

tổ ong 0,9

5 1,4 1,9 2,4 3,3 4,6 6,9 9,0 10,5 11,5 - - - - - - - -

-Kéo dọc trục Rbtn, Rbt, ser Bê tông

nặng - - - -0,3

9 0,5

5 0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50 Bê tôn g hạt nhỏ nhó

m A - - -

-0,3 9

0,5

5 0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 - - - -nhó

m B - - -

-0,2 6

0,4

0 0,60 0,70 0,85 0,95 1,15 1,35 1,50 - - - - - -nhó

m C - - - - - - - - - 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50 Bê tôn g nhẹ cốt liệu đặc

- - - 0,2 9

0,3 9

0,5

5 0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 - - - -cốt

liệu rỗng

- - - 0,2 9

0,3 9

0,5

5 0,70 0,85 1,00 1,10 1,20 1,35 1,50 1,65 1,80 - - - -Bê tông tổ ong 0,1 4 0,2 1 0,2 6 0,3 1 0,4 1 0,5

5 0,63 0,89 1,00 1,05 - - - - - - - - -CHÚ THÍCH :

1: Ký hiệu M để mác bê tông theo quy định trước

2: Các giá trị cường độ bê tông tổ ong bảng ứng với bê tông tổ ong có độ ẩm 10%. 3: Đối với bê tơng Keramzit - Perlit có cốt liệu cát Perlit, giá trị Rbtn Rbt,ser lấy bằng giá trị bê tơng nhẹ có cốt liệu cát hạt xốp nhân với 0,85.

4: Đối với bê tông rỗng, giá trị Rbn Rb,ser lấy bê tơng nhẹ; cịn giá trị Rbtn , Rbt,ser nhân thêm với 0,7.

5: Đối với bê tông tự ứng suất, giá trị Rbn Rb,ser lấy bê tơng nặng, cịn giá trị Rbtn , Rbt,ser nhân thêm với 1,2.

1.2.1.8.2 Cường độ tính tốn bêtơng

a) Cường độ chịu nén tính tốn bêtơng Rb

- Tính theo trạng thái giới hạn thứ 1:

bi bc bn b R R    MPa (1.10)

(18)

bc bn ser . b R R   MPa (1.11)

+ Trong đó.

bc: hệ số tin cậy của bê tông nén i: hệ số làm việc của bê tông

- Giá trị cường độ chịu nén tính tốn của bêtơng Rb khi chưa kể đến hệ số điều kiện

làm việci ( tra bảng số 2).

b) Cường độ chịu kéo tính tốn bêtơng Rbt

bi bt btn bt R R    MPa (1.12)

bt btn ser . bt R R   MPa (1.13)

+ Trong đó:

bt: hệ số tin cậy của bê tông kéo

bi: hệ số làm việc của bê tông

- Giá trị cường độ chịu kéo tính tốn của bêtơng Rbt , Rbt.ser khi chưa kể đến hệ số điều kiện làm việci.( bảng số 2)

Bảng số - Các cường độ tính tốn bê tơng Rb, Rbtkhi tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ nhất, MPa

Trạn

g thái

Loại bê

tông

Cấp độ bền chịu nén bê tông B1 B1, 5 B2 B2, 5 B3, 5

B5 B7,5 B10 B12, 5

B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60 M5 0 M7 5 M10 0 M15 0 M15 0 M20 0 M25 0 M35 0 M40 0 M45 0 M50 0 M60 0 M70 0 M70 0 M80 0 Nén dọc trục (cườ ng độ Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ

- - - - 2,1 2,8 4,5 6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0

(19)

-CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 19

lăng trụ) Rb nhẹ Bê tông tổ ong 0,6 3 0,9

5 1,3 1,6 2,2 3,1 4,6 6,0 7,0 7,7 - - - - - - - -

-Kéo dọc trục Rbt

Bê tông

nặng - - - -0,2

6 0,3

7 0,48 0,57 0,66 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65 Bê tôn g hạt nhỏ nhó

m A - - -

-0,2 6

0,3

7 0,48 0,57 0,66 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -nhó

m B - - -

-0,1 7

0,2

7 0,40 0,45 0,51 0,64 0,77 0,90 1,00 - - - - - -nhó

m C - - - - - - - - - 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65 Bê tôn g nhẹ cốt liệu đặc

- - - 0,2 0

0,2 6

0,3

7 0,48 0,57 0,66 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -cốt

liệu rỗng

- - - 0,2 0

0,2 6

0,3

7 0,48 0,57 0,66 0,74 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 - - - -Bê tông tổ ong 0,0 6 0,0 9 0,1 2 0,1 4 0,1 8 0,2

4 0,28 0,39 0,44 0,46 - - - - - - - - -CHÚ THÍCH:

1: Ký hiệu M để mác bê tông theo quy định trước

2: Các giá trị cường độ bê tông tổ ong bảng ứng với bê tơng tổ ong có độ ẩm 10%. 3: Đối với bê tơng Keramzit - Perlit có cốt liệu cát Perlit, giá trị Rbt lấy giá trị của bê tơng nhẹ có cốt liệu cát hạt xốp nhân với 0,85.

4: Đối với bê tông rỗng, giá trị Rb lấy bê tơng nhẹ; cịn giá trị Rbt nhân thêm với 0,7.

5: Đối với bê tông tự ứng suất, giá trị Rb lấy bê tơng nặng, cịn giá trị Rbt nhân với 1,2.

1.2.2 Biến dạng bêtông

- Bêtông bị biến dạng do: + Tác dụng tải trọng.

+ Tác dụng nhiệt độ.

+ Tác dụng của co ngót.

(20)

1.2.2.1.1 Biến dạng tải trọng ngắn hạn

Làm thí nghiệm nén mẫu lăng trụ, đo lập quan hệ ứng suấtσ biến dạng 

ta thu đường cong



cr



b



0

  cr



pl el



b



D A

Hình 1.4 Biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng bêtông do tải trọng ngắn hạn

Điểm D ứng với lúc đầu bị phá hoại, lúc có cường độ chịu nén cr biến dạng cực hạn cr.

Khi gia tải đến A(b , b) rồi giảm tải, đường cong giảm tải không trở gốc O (0,0) Biến dạng bêtông không phục hồi hồn tồn ( b0)  bêtơng khơng phải là vật liệu đàn hồi, vật liệu đàn hồi dẻo Phần biến dạng phục hồi biến dạng đàn hồi el; phần biến dạng không phục hồi biến dạng dẻo pl.