Chuong 1 - Dai cuong ve BTCT

12/22/2013 Kết cấu Bê tông cốt thép (S.53XD; S.53GT) http://www.esnips.com/web/Thamkha o Nội dung mơn học • • • • • • Chương 1: Đại cương bê tông cốt thép Chương 2: Ngun lý tính tốn cấu tạo BTCT Chương 3: Cấu kiện chịu uốn Chương 4: Cấu kiện chịu kéo – Cấu kiện chịu nén Chương 5: Tính tốn kết cấu BTCT theo TTGH II Chương 6: Sàn phẳng GVHD: HỒNG TIẾN THẮNG http://www.mediafire.com/thang.kcct 12/22/2013 Chơng I Đại cơng BTCT 1 Khỏi nim 1.1 iệ ề bê tô tông cốt ốt thép thé 1.2 Tính chất lý bê tơng 1.3 Tính chất lý cốt thép Một số tính chất BTCT 1.4 http://www.mediafire.com/thang.kcct 1.1 Kh¸i niệm chung ã Bê tông cốt thép Là loại vật liệu xây dựng phức hợp bê tông cốt thép cộng tác chịu lực với nhau ã Bê tông (BT) + Thành phần: cốt liệu, chất kÕt dÝnh, phơ gia + TÝnh chÊt c¬ häc häc:: chịu nén tốt , kéo ã Thép (CT) + kéo nén tốt 12/22/2013 Nguyên tắc cấu tạo ã Bố trí CT để chịu ứng suất kéo ã Bố trí CT vùng nén (cấu tạo tạo, trợ lực cho bê tông) ã BTCT: vật liệu xây dụng hỗn hợp, BT& CT phối hợp làm viÖc P P + http://www.mediafire.com/thang.kcct Các yếu tố giúp làm việc chung  BT CT có hệ số giãn nở nhiệt ệ xấp p xỉ nhau: -5 BT=11,5.10 ; CT=1,2.10-5  BT bao bọc, bảo vệ cốt thép khỏi tác động ăn mịn hóa lý mơi trường, khơng phản ứng hố học  Lực dính giúp truyn ng sut http://www.mediafire.com/thang.kcct 12/22/2013 Phân loại kết cấu BTCT (1) ã Theo phơng pháp thi công + Toàn khối + Lắp ghép + Nửa lắp ghép g thái ứng g suất chế tạo sử dụng: ụ g ã Theo trạng + BTCT thờng + BTCT øng st tr−íc http://www.mediafire.com/thang.kcct Thi c«ng KC BTCT - http://www.esnips.com/web/Thamkha o 12/22/2013 Thi c«ng KC BTCT - http://www.esnips.com/web/Thamkha o Thi công KC BTCT toàn khèi - http://www.esnips.com/web/Thamkha o 10 12/22/2013 Thi c«ng KC BTCT toàn khối - http://www.mediafire.com/thang.kcct 11 Thi công KC BTCT toàn khối - http://www.esnips.com/web/Thamkha o 12 12/22/2013 Qui trình thi công BTCT a Trộn đổ bê tông b Lắp b Lắ d dựng cốt ố thép vào kh khuôn ô cố ố đị định h vịị tríí c Đầm BT hoàn thiện bề mặt d Dỡng hộ BT e Chuẩn bị khuôn theo hình dáng kết cấu f Chuẩn bị cốt thép theo vẽ thết kế g Tháo khuôn đủ cờng độ Sắp xếp lại cho trình tự thực http://www.mediafire.com/thang.kcct 13 Qui trình thi công BTCT f Chuẩn bị cốt thép theo vẽ thiết kế e Chuẩn bị khuôn theo hình dáng kết cấu b Lắp dựng cốt thép vào khuôn cố định vị trí a Trộn đổ bê tông ệ bề mặt ặ c Đầm BT hoàn thiện d Dỡng hộ BT g Tháo khuôn ®đ c−êng ®é http://www.esnips.com/web/Thamkha o 14 12/22/2013 KC BTCT lắp ghép - http://www.esnips.com/web/Thamkha o 15 Phân loại kết cấu BTCT (2) ã Theo phơng pháp thi công + Toàn khối + Lắp ghép ã Theo phơng pháp chế t¹o + Th−êng + øng st tr−íc http://www.mediafire.com/thang.kcct 16 12/22/2013 KCBTCT th−êng (- ) P P (+ ) KCBTCT øng suÊt tr−íc (N) (P) (- ) (+ ) + P (+ ) P2 căng CT & nén BT P (- ) N N 17 http://www.mediafire.com/thang.kcct ã Căng trớc ( bệ) ã Căng sau (trên BT) http://www.mediafire.com/thang.kcct 18 12/22/2013 KC BTCT øng suÊt tr−íc http://www.mediafire.com/thang.kcct http://www.mediafire.com/thang.kcct 19 20 10 12/22/2013 http://www.mediafire.com/thang.kcct 21 KC BTCT øng suÊt tr−íc http://www.mediafire.com/thang.kcct 22 11 12/22/2013 Ưu điểm & nhợc điểm ã Ưu điểm điểm + Kh Khả ả g chịu ị lực ự cao + Sử dụng đ đợc ợc vật liệu địa phơng + Dễ tạo dáng theo yêu cầu kiÕn tróc + Ýt tiỊn b¶o d−ìng d−ìng,, bỊn + Chịu lửa tốt ã Nhợc điểm + Trọng ọ g lợng ợ g thân lớn + Khả nă chống nứt + Cách âm, cách nhiệt http://www.mediafire.com/thang.kcct 23 Sơ lợc lịch sử phát triển (1) 1850: Ra đ đời ời với xi măng 1880: Nghiên cứu Rs, Rb, lực dính dính,, đặt đặt CT vào µ gi gi÷ i÷a chiỊu hiỊ cao tiÕt diƯn diƯ 1886: Đặt CT vào vùng kéo 1890: Tính toán KC BTCT theo phơng pháp ứng suất cho phép pháp phép 1920: Tính theo phơng pháp nội lực phá hoại 1955: Tính theo phơng pháp trạng thái giới hạn 24 http://www.mediafire.com/thang.kcct 12 12/22/2013 Sơ lợc lịch sử phát triển (2) Từ ®ã tíi : vÉn tiÕp tơc ph¸t triĨn theo h−íng : + vËt liƯu & c«ng nghƯ chÕ tạo + phơng pháp tính Vật liệu & công nghê ã BT cờng độ cao ã BT khối lớn đầm lă lăn ã BT tự đầm ã BT phun Phơng pháp tính ã Sơ đồ khớp dẻo http://www.mediafire.com/thang.kcct 25 Tiêu chn vỊ BTCT VËt liƯu , thiÕt kÕ, kÕ, thi công, công, nghiệm thu thu,, sản phẩm đúc sẵn TCVN 6025 BT BT phân mác theo cờng độ chịu nén TCVN 3118 BT nặng phơng pháp xác định cờng độ nén TCVN 1651 Thép p cốt BT cán nãng g TCVN 6285 ThÐp cèt BT – thÐp v»n TCVN 5574 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu BT & BTCT TCVN 4116 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu BT & BTCT thuỷ công TCXD 198 Nh Nhà cao tầng tầng,, thiết kế kết cấu BTCT toàn khối TCVN 5572 Bản vẽ thi công kết cấu BTCT TCVN 4612 Kýý hiƯu Ư qui q −íc −íc & thĨ hiƯn Ư b¶n vÏ kÕt cÊu BTCT TCVN 6048 B¶n vẽ nh nhà & công trì trình xây dựng dùng ký hiÖu cho CTBT TCVN 4453 QF thi công & nghiệm thu kết cấu BT & BTCT toàn khối TCVN 5724 ĐIều kiện kỹ thuật tối thiểu để thi c«ng & nghiƯm thu kÕt cÊu BT & BTCT TCXDVN 356:2005 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu BT & BTCT 26 13 12/22/2013 1.2 Tính chất lý bê tông 1.2.1 Phân loại bê tông g 1.2.2 Cường độ bê tông 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ Mác bê tông 1.2.4 1.2.5 Biến dạng bê tông http://www.mediafire.com/thang.kcct 27 1.2.1 Phân loại bê tông  Theo cấu trúc: Bê tông đặc (bê tơng thơng thường), bê tơng có lỗ rỗng, rỗng bê tông tổ ong, ong bê tông xốp xốp…  Theo trọng lượng riêng: Bê tông đặc biệt nặng >2,5 T/m3, bê tông nặng =1,8  2,5 T/m3, bê tơng nhẹ 90%)  Đem nén mẫu đến bị phá hoại,đo được: R = P/A (MPa) P - Lực nén phá hoại mẫu mẫu A - Diện tích tiết diện ngang mẫu 1MPa =106Pa=106N/m2=9,81 kG/cm2 Bê tơng thơng thường có R=530 MPa Bê tơng có R > 40 MPa loại cường độ cao 30 http://www.mediafire.com/thang.kcct 15 12/22/2013 Cường độ chịu kéo  Cường độ chịu kéo Rt xác định thơng qua thí nghiệm:  Mẫu chịu kéo  Mẫu chịu uốn  Mẫu chịu nén tách (tensile splitting test) Rt  2P  lD P: tải trọng tác dụng làm chẻ mẫu l: chiều dài mẫu D: đường kính mẫu  Thơng thường: Rt (1/10  1/20)R lấy theo cơng thức kinh nghiệm Ví dụ: Rt = t.R0,5 (R: MPa; t = 0,280,30) http://www.esnips.com/web/Thamkha o 31 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ BT 1) Chất lượng Xi măng 2) Tỷ lệ Nước/Xi măng 3) Cường độ độ cốt liệu 4) Lực dính vữa xi măng cốt liệu 5) Phương pháp trộn hợp lý 6) Đổ, đầm dưỡng hộ cách 7) Dưỡng hộ nhiệt độ 100C bê tông tăng cường độ 8) Lượng clorua không vượt 0,15% với BTCT làm việc mơi trường có clorua 1,5% môi trường khô http://www.mediafire.com/thang.kcct 32 16 12/22/2013 1.2.4 Mác bê tông (TCVN 5574:1991)  Mác bê tông theo khả chịu nén (M): giá trị trung bình thống kê cường độ chịu nén tức thời (kG/cm2) xác định mẫu lập phương cạnh a = 15 cm, chế tạo dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn thí nghiệm nén tuổi 28 Bê tơng nặng có mác: M100, M150, M200, M250, M300, M350, M400, M500, M600  Mác bê tông theo khả chịu kéo (K): giá trị trung bình thống kê cường độ chịu kéo tức thời (daN/cm2) xác định mẫu thử kéo tiêu chuẩn, chế tạo dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn thí nghiệm kéo tuổi 28 ngày Ví dụ: K10, K10 K15, K15 K20, K20 K25, K25 K30, K30 K35, K35 K40  Mác bê tông theo khả chống thấm (W): Lấy giá trị áp suất lớn (atm) mà mẫu chịu để nước khơng thấm qua Ví dụ: W2, W4, W6, W8, W10, W12 http://www.mediafire.com/thang.kcct 33 CẤP ĐỘ BỀN BÊ TÔNG (TCVN 356:2005)  Cấp độ bền chịu nén (B): giá trị lấy giá trị đặc trưng cường độ chịu nén (Rch) Giá trị đặc trưng cường độ chịu nén Rch (MPa) xác định theo xác suất bảo đảm không 95% xác định mẫu mẫ tiêu tiê chuẩn ch ẩn lập phương cạnh a=15cm a 15cm chế tạo, tạo dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn, thí nghiệm nén 28 ngày tuổi Ví dụ: B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B22,5; B25; B27,5; B30; B35; B40; B45  Cấp độ bền chịu kéo (Bt ): giá trị lấy giá trị đặc trưng cường độ chịu kéo (Rcht) Giá trị đặc trưng cường độ chịu kéo Rcht ((MPa)) ợ xác định ị theo xác suất bảo đảm không g 95% xác định mẫu tiêu chuẩn Ví dụ: Bt0,4; Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2 Bảng qui đổi từ mác sang cấp độ bền: PHỤ LỤC A trang 150 TCVN 356: 2005 34 17 12/22/2013 1.2.5 Biến dạng Bê tông A Biến dạng tải trọng ngắn hạn ( l (elastic strain)) B Biến dạng tải trọng dài hạn - Từ biến (Creep) C Biến dạng co ngót (Shrinkage) D Biến dạng cực hạn (Ultimate strain) 35 http://www.mediafire.com/thang.kcct A Biến dạng tải trọng ngắn hạn - Môđun đàn hồi:  Thí nghiệm: Nén mẫu lăng trụ với tải trọng ngắn hạn đến mẫu bị phá huỷ  đường cong -  Nén mẫu đến A giảm tải  đường cong - không quay lại điểm O mà điểm C  BT VL đàn hồi hoàn toàn mà VL đàn hồi dẻo b=đh+d A  o  đh d =đh/b - Hệ số đàn hồi 0 =d/b - Hệ số dẻo +=1  http://www.esnips.com/web/Thamkha o  đh d B  36 18 12/22/2013  Khi tải trọng nhỏBT làm việc giai đoạn đàn hồi1; 0 Môđun đàn hồi ban đầu BT (Modulus of elasticity): Eb= tg0 = b/ / đh Môđun đàn hồi ban đầu bê tông Eb  tra PL6 giáo trình BTCT  Khi tải lớn  BT bắt đầu xuất biến dạng dẻo  giảm;  tăng Môđun biến dạng chịu nén BT: Eb’ = tg = b/b = b/đh = Eb  Mô đun chống cắt: Gb = Eb/2(1+) với  = 1/5  1/7 - Hệ số nở ngang (hệ số poisson) http://www.mediafire.com/thang.kcct 37 B Biến dạng tải trọng dài hạn - Từ biến:  Biến dạng từ biến: Biến dạng tăng thêm tải trọng không tăng http://www.mediafire.com/thang.kcct 38 19 12/22/2013 C Biến dạng co ngót  Co ngót dẻo: Xảy vài đầu sau đổ bê tông Hơi ẩm bề mặt bốc nhanh so với tốc độ nước thoát từ lớp phía  Co ngót khơ: Xảy sau bê tông đông cứng phần ầ lớn q trình hyđrát hóa vữa xi măng hồn thành Co ngót khơ làm giảm thể tích bê tông bốc http://www.mediafire.com/thang.kcct 39 D Biến dạng cực hạn  Là biến dạng lớn kết cấu trước bị phá hoại  Cấu kiện chịu nén tâm: ch= (1 3)10-3  Vùng chịu nén CK chịu uốn: ch= (2 4)10-3  Cấu Cấ kiện kiệ chịu hị kéo: ké ch = (1/20  1/10) chnén http://www.mediafire.com/thang.kcct 40 20 12/22/2013 1.3 Tính chất lý cốt thép  1.3.1 Phân loại cốt thép  1.3.2 Tính chất lý 41 http://www.mediafire.com/thang.kcct 1.3.1 Phân loại cốt thép  Theo hình dạng bề mặt: – Cốt thép trịn trơn – Cốt thép có gờ (cốt thép vằn)  Theo thành phần hóa học: – Thép cácbon: CT3, CT5 hàm lượng cácbon tương ứng 0,003 0,005 Tỉ lệ cácbon tăng, cường độ tăng, độ dẻo giảm, khó hàn – Thép hợp kim thấp: Mn, Cr, Ti, Si… nâng cao cường độ cải thiện số tính chất khác  Theo phương pháp chế tạo: – Cốt thép cán nóng: d>10mm, dài 11,7m, d