Slide bài giảng kết cấu bê tông cốt thép (bê tông 1) Hồ Hữu Chỉnh (cập nhật 2021) Chương 1 Khái niệm chung về bê tông cốt thép

1.2 Khái niệm chung về BTCT Lịch sử loài người đã sử dụng nhiều chủng loại vật liệu  Các kiến trúc đô thị hiện đại phần lớn sử dụng vật liệu thép và bê tông ▪ Nhà ở, công sở, cầu đường

KẾT CẤU BÊ TÔNG

(CẤU KIỆN CƠ BẢN)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 5574:2018, Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (thay thế TCVN 5574:2012)

[2] EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2: Design of Concrete

Structures - Part 1-1: General Rules and Rules for

Buildings.

CÁC TIÊU CHUẨN ĐỌC THÊM

[1] TCVN 2737:1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

[2] TCVN 3118:1993, Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén

[3] TCVN 1651-1:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 1: Thép thanh tròn trơn

[4] TCVN 1651-2:2008, Thép cốt cho bê tông – Phần 2: Thép thanh vằn

[5] TCVN 9346:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển

[6] QCVN 02:2009/BXD, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

[7] QCVN 06:2021/BXD, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình

Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.1 Giới thiệu môn học

1.2 Khái niệm chung về BTCT

1.3 Ưu, khuyết điểm của BTCT

1.4 Phạm vi ứng dụng

1.5 Phương hướng phát triển

1.2 Khái niệm chung về BTCT

 Lịch sử loài người đã sử dụng nhiều chủng loại vật liệu

 Các kiến trúc đô thị hiện đại phần lớn sử dụng vật liệu

thép và bê tông

▪ Nhà ở, công sở, cầu đường, hệ thống cấp thoát nước

▪ Hệ thống phức hợp các công trình hạ tầng đã góp phần giúp cho nền kinh tế thế giới phát triển mạnh mẽ và thịnh vượng

Dùng hàng ngàn năm Dùng trên 200 năm

1.2 Khái niệm chung về BTCT (tt)

 BTCT là vật liệu composite

▪ Là vật liệu được tạo thành do phối hợp của hai thanh phần hay nhiều hơn, ở tầm vĩ mô là tạo ra một vật liệu mới và hữu ích với các tính chất tốt hơn so với từng thành phần cấu thành riêng lẻ

▪ Bê tông (chịu nén tốt) + cốt thép (chịu nén+kéo tốt)

 BTCT có thuộc tính ưu việt hơn so với từng thành phần riêng lẻ

1.2.1 Cấu kiện BTCT chịu uốn (M)

Phá hoại dẽo (ít thép) Phá hoại dòn (thừa thép)

P P

L/3 L/3 L/3

P P

L/3 L/3 L/3

Đặt lượng cốt thép hợp lý ở vùng bê tông chịu kéo

1.2.2 Cấu kiện BTCT chịu nén (M+N)

Cột chịu nén lệch tâm lớn( M  )

Cột chịu nén lệch tâm bé ( N  )Đặt lượng cốt thép hợp lý ở cả vùng bê tông

chịu kéo và bê tông chịu nén

1.2.3 Tại sao BTCT có thể chịu lực ?

=

 Do lực dính giữa BT và cốt thép

 Không xảy ra phản ứng HH giữa BT và thép !!!

 BT bảo vệ cốt thép chống ăn mòn

 BT và cốt thép có hệ số giản nở nhiệt gần nhau

Lực dính giữa thép và bê tông

BTCT có thể chịu lực được chủ yếu nhờ lực ma sát giữa bê tông và cốt thép  lneo ≥ (25-40)d (không bị kéo tuột)

Độ ẩm, sự xâm nhập

của Oxy và Clo

Bê tông

Cốt thép

xuyên qua bê tông

xuyên qua khe nứt

- Tạo ra sản phẩm ăn mòn

- Thể tích bị nỡ phồng

- Mở rộng vết nứt

- Sự ăn mòn tiếp tục

Hậu quả ăn mòn

Sự ăn mòn thép trong bê tông

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép phải đủ dày, phụ thuộc tính chất

môi trường bên ngoài ( TCVN 9346:2012)

1.3 Ưu khuyết điểm của BTCT

Ưu điểm BTCT

➢ Sử dụng vật liệu địa phương: cát, đá, sạn, sỏi

(ngoại trừ thép và cement)

➢ Khả năng chịu lực lớn hơn so với KC gạch đá, gỗ

(đặc biệt khả năng chịu mômen lớn)

➢ Có thể chịu được tải trọng động kể cả động đất và nổ

➢ Bền vững theo thời gian, chi phí bảo dưỡng thấp

➢ Khả năng chống cháy tốt

➢ Có thể tạo dáng bất kỳ theo yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ

Sử dụng bê tông nhẹ, bê tông ứng lực, kết cấu vỏ mỏng

1.3 Ưu khuyết điểm của BTCT (tt)

➢ Trọng lượng bản thân lớn (1800-2500 kG/m3)

 khó làm được kết cấu chịu lực nhịp lớn

Khuyết điểm BTCT

Sử dụng kết cấu BTCT có lỗ rỗng

➢ Cách âm và cách nhiệt kém

Sử dụng kết cấu BTCT lắp ghép (đúc sẳn)

➢ Công tác thi công phức tạp, thời gian kéo dài

➢ Dễ xuất hiện các khe nứt gây hại chất lượng và thẩm mỹ

1.4 Phạm vi ứng dụng

 Xây dựng dân dụng-công nghiệp

 Xây dựng giao thông-thủy lợi

 Xây dựng đặc biệt: - công trình quốc phòng

- nhà máy điện nguyên tử

1.5 Phương hướng phát triển

 Nghiên cứu các loại vật liệu bê tông mới:

 Bê tông cường độ cực cao ( ≥ 80 MPa)

 Bê tông HPFRCC (ví dụ bê tông chịu uốn ECC)

 Sử dụng các thiết bị thí nghiệm hiện đại:

sensor đặc biệt, PTN kết cấu lớn,…

 Phát triển các phương pháp mới về phân tích

tính toán nội lực và thiết kế kết cấu BTCT

Đặc tính của bê tông chịu uốn (ECC)

• Multiple cracking effect

• Max tensile strain eult > 2%

TN kết cấu lớn (structural testing)

TN với sensor FOS

Kết cấu được quan trắc Sensors FOS(nhiều loại) Hệ thống DA (tại chỗ)

Hệ thống truyền thông (ví dụ đường điện thoại)

Xử lý dữ liệu (tự động bởi máy tính)

Lưu trữ dữ liệu (đĩa cứng hay đĩa CD)

Chẩn đoán

Truy xuất dữ liệu (và ra quyết định)

Thiết Kế Sức Bền (Strength Design)

Mo =wul2/8

Thiết Kế Dẻo (Plastic Design)

dùng cho thiết kế sàn BTCT

Dùng phân tích dẻo để tính tóan nội lực BTCT

Thiết Kế dựa trên chuyển vị

(Displacement based Design - DBD)

- Phát triển từ 1990, cho kết cấu BTCT chống động đất

- Sự hư hỏng công trình liên quan trực tiếp đến biến dạng