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
© 2015 Bộ Mơn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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
61 3.2.2.6 Các loại toán
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
69 3.2.3.4 Các loại toán
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
© 2015 Bộ Mơn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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
© 2015 Bộ Mơn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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 = (1015)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)CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 11
© 2015 Bộ Mơn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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 20C 2C; 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)CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 13
© 2015 Bộ Mơn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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
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 = 20C 2C; 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)CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 15
© 2015 Bộ Môn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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)CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG 17
© 2015 Bộ Mơn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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 việci ( tra bảng số 2).
b) Cường độ chịu kéo tính tốn bêtơng Rbt
- Tính theo trạng thái giới hạn thứ 1:
bi bt btn bt R R MPa (1.12)
- Tính theo trạng thái giới hạn thứ 2:
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 việci.( 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
© 2015 Bộ Môn Kết Cấu - Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 2
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 ( b0) 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.
pl el b
(1.14)
Hệ số đàn hồi.
b el
(1.15)
Khi ứng suất bé : biến dạng chủ yếu biến dạng đàn hồi 1.
Khi ứng suất lớn : biến dạng dẻo tăng lên hệ số đàn hồi giảm Ở giai đoạn phá hoại biến dạng dẻo chiếm phần lớn.
1.2.2.1.2 Biến dạng tải trọng lặp
