Kết cấu bê tông cốt thép

Hồ CHÍ MINH KẾT CẤU BÊTỖNG CỐT THÉP TẬP 1 CÂU KIỆN CÚ BẢN... Chính vì th ế ta phái tìm ra các biện pháp để tă n g cường lực dinh giữa bêtông và cốt thép... TÍNH CHẤT Cơ LÝ CỦA VẬT LIỆU A

VÕ BÁ TẨM

fiNHÀ XUẤT BẢN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ CHÍ MINH

KẾT CẤU BÊTỖNG CỐT THÉP

TẬP 1 (CÂU KIỆN CÚ BẢN)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H ồ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Võ Bá Tầm

KẼT CAU BÊTÔNG CỐT THÉP

(THEO TCXDVN 356:2005)Tập 1 CÂU KIỆN Cơ BẢN

(Tái bản lần th ứ tư)

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA

TP HỒ CHÍ MINH - 2011

M ỤC LỤC

GIỚI T H IỆ U QUY PHẠM KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT TH É P

3.2 Các giai đoạn của trạ n g th á i ứng su ất - b iến dạng của

Á

CHƯƠNG 4. CẤU KIỆN CHỊU U ố N 52

4.2 T ín h to án độ bền của cấu kiện chịu uốn trê n tiế t diện

7.5 T ín h to án cấu k iện BTCT theo sự mở rộng vết nứt

7.6 T ín h to án cấu k iện BTCT theo sự mở rộ n g vết nứ t xiên

Lời nói đầu

K Ế T C A U B Ê T Ô N G C Ố T T H É P - Tập 1 (P hần cấu kiện cơ bản) được biên soạn theo đề cương chương tr ìn h

m ôn học “K ế t c ấ u b ê tô n g c ố t th é p 1” với m ục đích

trang bị cho sin h viên n gành X ây dựng dân d ụ n g và công nghiệp n h ữ n g kiến thức cơ bản về bản chất làm việc của vật liệu B Ê T Ô N G - C Ố T TH É P, đồng thời g iú p ho nắm vững nh ữ n g nguyên tắc cơ bản về th iế t k ế và câu tạo các cấu kiện B Ê T Ô N G - C Ố T T H É P theo T iêu chuẩn nh à nước: T C X D V N 356-2005 T iêu chuẩn này thay th ế tiêu chuẩn T C V N 5574-1991.

Đ ể đ á p ứng yêu cầu của độc giả đã học tập, ng h iên cứu và tín h toán K Ế T C ẨU B Ê T Ô N G - C Ố T T H É P theo

T C V N 557 4-1 991 nay có th ể chuyển sang T C X D V N 3 5 6 -

2005 m ộ t cách n h a n h chóng, ở p h ầ n m ở đầu của q uyển sách này, tác giả có nêu tổng quan cả hai quy p h ạ m trên,

so sánh n h ữ n g p h ầ n giống và khác nhau của từ ng chương, củng n h ư tương quan của hai quy phạm

N ội d u n g K Ế T C ẨU B Ê T Ô N G - C Ố T T H É P - T ậ p 1 bao gồm:

• Hệ th ố n g và tóm tắt p h ầ n lý th u yết cơ bản về bêtông - cốt thép.

• C ung cấp cho sin h viên n h ữ n g kiến thức tổng quan

kh i thực h iện các bài toán tín h cốt thép cho từ ng loại cấu k iện bằng các sơ đồ khối.

• G iúp s in h viên củng cố, nắm vững p h ầ n lý th u y ế t đã học d ể g iả i quyết được n h ữ n g bài toán đ ặ t ra và m ộ t sô' bài tập tiêu biểu thường gặp trong thực tế.

H y vọng cuốn sách này sẽ g iú p ích cho việc học tậ p và nghiên cứu ứng lụng của sin h viên các trường dại học, các kỹ sư đ a n g làm công tác th iết k ế công trìn h và làm phong p h ú th èm tủ sách th a m khảo của các bạn độc giả.

Tác giá xin chân th à n h cảm ơn các thầy, có uà các bạn đồng nghiệp đã động viên, góp ý trong quá trình biên soạn C húng tôi m ong m uốn nhậ n được nhiều ý kiến dóng góp chân tìn h cứa các bạn dọc đ ể nhữ ng lần tái bản sau sách dược hoàn th iện hơn.

R ấ t cám ơn.

Mọi ý kiến dóng góp x in gởi về Bộ m ôn Công trình,

K hoa Kỹ th u ậ t Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TPH CM : 268 Lý Thường Kiệt Q.10

Đ T: (08) 8650714.

Tác giả

Võ Bá Tầm

<o-* 3 bd r*

' P 3 O

O

-v«i

Ộ sd)

<03 5

Oí

; OíOí

<03 3 c/) bd

r

<J actfo -0) 5

O '0>

o f O 'Ọ ü

Õ

'03 P

'PC/5

'<o Ơ1

of| ^ ^

II 0i”

Oí O 'QJ

- ỉ

<o C/5

‘Ọ

Ư J

o Ü ọoCMII Oí

õ

“^ỉ ọ (N

'Ọ CJ

Õ

<5

Ọ

p p 00 ặ p p

■S, c¿

*3 '« P

s

X

to

Ó ' I

<o

•4-3

«Ị) o

o 'Cd

11

fer ftírw° +

Ổ VI

"O

a ? + 5

t o Ó"

_o+

X

- o -o

0 ? II

cò ọ Ô I ỊO 00 ó

<N H

bọ

ữ

' 5 J0 AI

X V

OỊ u_r

<5 ni ỉ ữ)

Ũ ũ

X ! 3

-tí

= f (T3

ạÒ3AIì-ỉ

Ö VI

¡2;

IVOcf+

<y tí"

tí

✓ >tí _Qoftí*

X

4 -3

ft;

UJ' A UJ*

ft:

uj'

I

títí

crbo

L

- -Q

<o-tí

/tí P

4 -3

tí

X Ö tí-

A

tí

'xtí bp

tí

bp

tí

3- X Ọ

' t í

4 - 3

OXJ

O-

tí-u 4-3

JS4-3

bp

tí

p H

X J bß o

X

<o-bp

tí

o H

ụ

tí

O o

3 -

X J Ọ 't í4- 3O

"O bp

>tí 2

'tí

‘Ọ>

0 'tí ü 'P

II s

- t í

-X

"8

H5*7jcyII

B*

H

4-3

O n

L

BÊTÔNG = ĐÁ CÁT + XIMẢNG + NƯỚC + CHẤT PH Ụ GIA

B êtông có k h ả n ă n g chịu n én k h á, nhưng chịu kéo r ấ t kém

BÊTÔNG - CỐT T H É P = BÊTÔN C + CỐT T H É P

Cốt th é p là v ậ t liệu chịu n én và chịu kéo r ấ t tố t Do vậy, đế tăng kh ả n ă n g chịu lực của cấu kiện, người ta đ ặ t cốt th é p vào tro n g bêtông Từ đó sả n sin h ra BTCT

Đối với câ u k iệ n ch ịu uốn

Do b êtông chịu kéo kém , vì th ế v ết nứ t tro n g m iền b ê tô n g chịu kéo xuất h iệ n r ấ t sớm k h i ứ n g 'su ât kéo cúa thớ b ê tô n g chịu kéo ngoài cùng vượt quá cường độ giới h ạ n chịu kéo của bêtông Trong

kh đó, ứng s u ấ t n é n của th ớ bêtông chịu n én ngoài cùng còn k há nhó so với cường độ giới h ạ n chịu nén của bêtông Nếu tiế p tục tă n g

tả i trọ n g th ì v ế t nứ t sẽ p h á t triể n d ần lên p h ía trê n làm t iế t diện dầm bị thu h ẹp lại, dầm sẽ bị p h á hoại, tro n g khi ứng s u ấ t n é n của bêtông vẫn còn k h á nhỏ so với cường độ giới h ạ n chịu n é n của bêlông, dẫn đ ến lã n g phí k h ả n ă n g chịu n én cua bêtông Vì th ế , để

t ậ r dụng h ế t k h ả n ă n g chịu n é n của b êtô n g người ta đ ặ t cốt th é p vào tro n g miền- b êtô n g chịu kéo, để cất th é p tiế p th u to à n bộ ứng lực két do tả i trọ n g gây ra Theo th í nghiệm , dầm BTCT có th ẩ chịu lực

tố t hơn dầm b êtô n g có cùng kích thước đến h à n g chục lần

Đ ối với cấ u k iệ n ch ịu nén

Do cốt th é p chịu n é n và chịu kéo r ấ t tố t, n ên cốt th é n được đ ặ t

22 CHƯƠNG 1

tro n g b ê tô n g cả tro n g m iền nén và kéo đê tă n g khá năng chịu lực của câu k iện , giảm kích thước tiế t diện

B êtô n g và c ô t th é p cùng ch ịu lực do

- B êtông và cốt th é p do dín h c h ặ t với nhau nhờ lực dính mà có

thế’ tru y ề n lực từ bêtông san g côt th ép , hoặc ngược lại Lực

d ín h có tầm quan trọ n g h à n g đầu đôi với BTOT, nhò' lực dính

m à cuờng độ cốt th é p mới được khai th á c tr iệ t để, giảm bề

rộ n g v ết nứt ò' m iền b ê tô n g chịu kéo Chính vì th ế ta phái tìm ra các biện pháp để tă n g cường lực dinh giữa bêtông và cốt thép

- Giữa b êtô n g và cốt th é p khô n g xáy ra phan ứng hoá học, đồng thời b êtô n g còn bảo vệ côt th ép chông lại các tá c dụng

ă n mòn cua môi trường

- Cốt th é p và bêtô n g có hệ số g ià n no" n h iệ t gán bằng nhau:

u ò = (10 - 15)10'1 và a s = 12 X 1 0 4

Do đó khi n h iệ t độ th a y đổi tro n g phạm vi {< 100°C) tro n g cấu

k iệ n khô n g xu ất h iệ n nội ứng su ất đ á n g kể, klhông làm phá hoại lực

G hép v án khuôn (coffa), đ ặt cốt th é p và đổ» bêtông ngay tạ i vị trí

th iế t k ế của k ế t cấu

ư u điểm : công trìn h có độ cứng lớn, chịu lực động tốt.

K hu yêt điểm : tố n v ậ t liệu làm v án khuôn, cày chông, thi công bị

ả n h hưởng của thời tiế t, thời gian th i công chậm

2 - B T C T lắ p g h é p

Các cấu k iện riê n g rẽ được c h ế tạ o sẵn ở ¡nhà máyT hoặc tạ i công

trường, được v ận chuyển đ ến công trư ờng sau đó dùng cần cẩu vận chuyển lắp ghép, liên k ế t chúng lại với nhau th à n h k ế t câu tạ i vị trí

th iế t kế

KHÁI NIÊM CHUNG 23

ư u điểm : th ờ i gian thi công n h an h , ít tốn coff‘a cây chông

K huyết đ iểm : độ cứng kém hơn BTCT toàn khôi, giai quyêt các

mối nối thường khó k h ăn và tôn nhiều th é p liên kêt Tô chức thi công phức tạ p , cần cổ các th iế t bị chuyên dùng, cần phai xứ lý tôt

m ặt nối giữa b ê tô n g mới và cũ

- B êtông n ặ n g có khối lượng riên g tru n g bình từ 22"^25/^>ìV/m:,

- Bêtông h ạt nho có khối lượng riêng trung bình lon hơn 18/eiV//»:i

sứ dụng Thường th ì người ta căng cốt th é p dè n én vùng

b êtô n g chịu kéo (do tả i trọ n g gây ra) cua càu kiện n h am triệ t tiêu ứng s u ấ t do tải trọ n g sử dụng gây ra

Có h ai phương p h áp căng: căng trước (căng trê n bệ) và căng sau

(căng trê n bêtỏng)

1.3 ƯU VÀ KHUYẾT ĐlỂM của BÊTÔNG cốt thép

1.3.1 Ưu điếm

- Có k ha n ă n g sử dụng v ậ t liệu địa phương

- Có k ha n ă n g chịu lực lớn hơn so với k ế t cấu gạch đá, gỗ

- Có k ha n ă n g chịu được tả i trọ n g động, động đất

- Bền vừng, bảo dưỡng ít tô n kém , chịu lửa tốt

- Thi công được các k ế t cấu có h ìn h d án g b ấ t kỳ, đa dạng, th o a

m ãn mọi yêu cầu k iến trúc, th ẩ m mỹ

B êtông cốt th é p sử dụng r ấ t rộng rãi trong các ngành xây dựng:

d ân dụng và công nghiệp

TÍNH CHẤT Cơ LÝ CỦA VẬT LIỆU

A BÊTÔNG

2.1 TÍNH CHẤT Cơ LÝ CỦA BÊTÔNG

T ín h n ă n g cơ lý cùa bêtông phụ thuộc vào: c h ất lượng bêtông, các đặc trư n g của v ậ t liệu, cấp phối của v ậ t liệu, tỷ lệ nước/xim ăng, cách th i công

T ín h c h ấ t cơ lý của bêtông bao gồm:

T ín h cơ học: cường độ, biến dạng

T ín h v ậ t lý: co ngót, từ biến, k h ả n ă n g chống th ấm , chống

m òn

2.2 CÁC CHỈ TIÊU cơ BẢN CỦA BÊTÔNG

Tuỳ thuộc vào công n ă n g và điều kiện làm việc, khi th iế t kê k ết câu b ê tô n g và BTCT cần chỉ định các chỉ tiêu châT lượng của bêtông

Các chỉ tiêu cơ bản là:

- C ấp độ bền chịu nén của b êtô n g (ký hiệu: B)

C ấp độ bền chịu kéo dọc trục của b êtông (ký h iệu :B í )

- M ác th eo k h ả n ăn g chống th ấ m (ký hiệu: VV)

- Mác th e o khối lượng riê n g tru n g b ìn h (ký hiệu: D)

2.2.1 Cường độ ch ịu n én của m ẫu thử

M ẫu th ử có h ìn h lập phương với kích thước tiêu chuẩn (150m m x 150/nm x 150mm) được c h ế tạo và dưỡng hộ tro n g diều kiện tiêu chuẩn và th í nghiệm n én ở tuổi 28 ngày

26 CHƯƠNG 2

Khi bị n én , ngoài biến dang co ngắn theo phương lực tác dụng,

b êtô n g còn bị nở ngang Thông thường chính sự nó' ngang quá mức

sẽ làm mầu th ư bị phá hoại, nêu h ạn chê được sự no' ngang này sẽ làm tcăng kh a n ă n g chịu n én cua bétòng

Khi th í ngh iệm n é n máu can bói trơn m ạt tiếp xúc giữa mẩu và bàn nén n h àm giam lực ma sát dô mầu thử có biến dạng ngang m ột cách tự dọ, đồng thời tôc độ gia tai cùng phải hợp lý

Np Bàn nen

Mầu thu

N P

Hình 2.1 Máu thứ rà mô hình thí nghiệm nén

Gọi: N - lực làm mầu bị phá hoại

A - d iện tích tiế t diện ngang cua mẫu thư

B: - cường độ chịu nén cùa mẩu th ử

N„

2.2.2 Cựờng dộ ch ịu k éo của m ẫu thử

Mầu thừ cùng được chê tạo và dường hộ trong diều kiện tiêu

chuẩn và th í ng h iệm kéo ờ tuói 28 ngày.

Hình 2.2 Mầu thứ và mô hình thí nghiệm kéo

Gọi: N p — lực làm mầu bị p há hoại

A - diện tích tiế t diện ngang của mẫu thư

Bị/ - cường độ chịu kéo của m ẫu th ử

TỈNH CHẤT Cơ LỶ CỦA VẬT LIỆU 27

" A2.2.3 Cấp độ b ền ch ịu n é n (kéo) của b êtô n g

Tương quan giữa cấp độ b ền chịu nén và cường độ chịu nén tức thời cua bẽtỏng được xác đ ịn h theo:

Tương quan giữa cấp độ b ền chịu kéo và cường độ chịu kéo tức thời cua bètông được xác đ ịn h theo:

trong dó: Bm , Bỉnt là các giá trị tru n g bìn h th ố n g kê cùa c ư ờ n g

độ chịu nén và cường dọ chịu kéo tức thò'i dược x a c

đ ịn h theo:

» (n ) = !hẼẰ W j ,

n m K L i m t ’ - ,

/q + I I ; + + l l n

độ tương ứng khi n én (kéo) là ổ ) , B2 , ., Bn

V - hệ số biến động của cường độ các mầu thứ tiêu chuân, phụ thuộc vào trìn h độ sản xuất bêtông:

V = 0,165 ứng với trường hợp khi kéo.

Theo T C V N 5574 - 1991: Chi tiêu c h ất lượng cơ bản cua bêtông được biểu th ị b ằn g Mác Mác theo cường độ chịu n én M.

28 CHƯƠNG 2

B ảng 2.1 Tương quan giữa cấp độ bển chịu nén của bêtông B

và Mác theo cường độ chịu nen M

Theo T C X D V N 356-2005: Chi tiêu chất lượng cơ bản của bêtỏng

được biểu th ị bằn g cấp độ bền p ấ p độ bền chịu kéo của b êtống (ký

hiệu: Bt ,M P a ): ¿¡¡0*4, 5 ,0 ,8 , 5 ,1 ,2 , ¿ 1 , 6 , 5 ,2 ,0 , ổ, 2,4, 5 ,2 ,8 "

Tương quan giữa câ'p độ bền chịu kéo của bêtông Bt và M ác theo cường độ chịu kéo K chơ tro n g báng 2.2.

B ảng 2.2 Tương quan giữa cấp độ bến chịu kéo của bêtông Bt

và Mác theo cường độ chịu kéo K

C ấp dộ bển c h ịu k é o B, cường đ ộ tru n g bình của

mẫu th ử tiê u ch uẩ n, MPa

2.3 CÁC NHÂN Tố ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊTÔNG

1 - T h à n h p h ầ n và cá ch tạ o bêtôn g:

Là n h â n tô quyết định cường độ của nó, phụ thuôc ’'ào:

- C h ấ t lượng và số lượng xim ăng

- Độ cứng, độ sạch và cấp phối của cốt liệu

- Tỷ lệ nước/xim ăng

- C h ấ t lượng của việc nh ào trộ n bêtông, độ đầm chắc của

b ê tô n g và điều kiện bảo dưỡng

- K hi t còn nhỏ cường độ b ê tô n g tă n g r ấ t n h a n h , nhưng sau đó

tă n g ch ậm d ần và tiệm cận tạ i m ột giá trị n h ấ t định

- Khi t > 28 th ì cường độ có tă n g nhưng tă n g không đ án g kể.

Vì th ế có th ể xem 5 28 là cường độ của bêtông (xem như bêtông

30 CHƯƠNG 2

2.4 CƯỜNG Độ CỦA BÊTÔMG

2.4.1 Cường độ tiê u ch u ẩ n của b êtô n g

1 - Cường dộ chịu nén tiêu ch u ẩn của bêtông Rhn

Tương quan giữa cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bêtông (cường

độ lăn g trụ ) và cấp độ bền chịu n én cùa bêtông được xác định theo công thưc:

- Đối với bêtông nặng, bètông h ạ t nhỏ, bêtô.ng nhẹ và bêtông rỗng:

- Đối với b êtông tổ ong:

Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bêtông Rbn phụ thuộc vào cấp

độ bền chịu nén cua bêtô n g tín h theo công thức (2.7) đả làm tròn được cho tro n g phụ lục 1

2 - Cường dộ ch ịu kéo tiêu ch u ẩn củ a bêtông Rbtn

Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bêtông Rbìn phụ thuộc vào cấp

độ bền chịu kéo đã l c à m trò n được cho trong phụ lục 1

2.4.2 Cường độ tín h to á n của b êtô n g

1 - Cường dộ ch ịu nén tín h to á n của bêtỗng R b

- Khi tín h theo trạ n g th á i giới h ạ n thứ 1 (TTGH1):

ybi - hệ số làm việc của bêtông (các hệ số này kê đến

tín h c h ất đặc th u của bêtông, tín h dài h ạn của tác động, tín h lặp lại cúa tải trọng, điều kiện và giai đoạn làm việc của k ết cấu, phương pháp sản xuất, kích thước của tiế t diện ) lấy theo bảng 2.3

TÍNH CHÂT Cơ LÝ cúA VÂT LIÊU 31

Giá trị Rh khi chưa kê đến hệ sô điều k iện làm việc Y/S, cho

tro n g phụ lục 2

2 - Cường độ ch ịu kéo tín h to á n củ a bètô n g R b t

- Khi tín h theo trạ n g th á i giới h ạn th ứ 1 (TTGH1):

•/,,, - hệ sô làm việc cùa bêtô n g lây tro n g b án g 2.1

Giá trị R hl, Rhl SCI khi chưa kế đến hệ sô điều k iện làm việc ỵhl

cho tro n g phụ lục 2

Bảng 2.3 Hệ sỏ độ tin cậy của một số loại bòtỗng

khi nén ỵbc và klii kco ỵbt

Giá trị Ybc và Ybt tính toán kết cấu theo trạn g th á i giớ i hạn

Bêtông nặng, bêtông hạt nhỏ, bêtông tự

ứng suất, bêtông nhe và bêtông rỗng

32 CHƯƠNG 2

B ảng 2.4 Hệ số điểu kiện làm việc của bètông ybi

C ác yế u tố cẩn kể đến hệ sô d iều kiện làm việc của b ê tỏ n g

Hệ s ố d iề u kiện làm v iệ c Ybi

Ký hiệ u Giá trị

3 - Khi kể đến tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dàl hạn

và tạm thời ngắn hạn:

- Đối với bêtông: nặng, hạt nhỏ, nhẹ dóng rắn tự nhiên và

bêtông dược dưỡng hộ nhiệt trong điéu kiện môi trường:

+ đảm bảo cho bêtỏng được tiếp tục tăng cường dộ theo thời

gian (môi trường nước, đất ẩm hoặc không khí có độ ẩm trên

Jiện cột nhỏ hơn 3 0 0 mm

Chú thích:Hệ số điểu kiện làm việc:

- Lấy theo mục 1: cẩn đươc kể đến khi xác định cường độ tính toán Rb và Rbt

- Còn theo các mục khác: chỉ kể đến khi xác định cường độ tính toán Rb

Các cường độ tín h toán của bêtổng khi tín h to án theo trạ n g th ái

giới h ạ n ^ th ứ h a i R bservằ Rhtser ph ải nhân với hệ số điều k iệ n làm

việc Yw = 1 •

B ảng 2.5 Cường độ chịu kéo tính toán của bêtông Rbt

ứng với cấp độ bền chịu kéo của bêtông, MPa

TÍNH CHẤT Cơ LÝ C Ủ A V Ậ T U Ệ U

2.5 BIẾN DẠNG CỦA BÊTÔNG

B iến dạn g của b ê tô n g do tác dụng của tả i trọ n g , co ngót, n h iệ tđộ

2.5.1 B iến d ạ n g do tả i trọ n g

2 B iến d ạ n g d o tả i trọ n g n g ắ n hạn

hạn, dài hạn

T iến h à n h th í n g h iệm n é n m ẫu bêtông, đo và lập quan hệ giữa ứng s u ấ t và b iế n dạng, người ta th u được đường cong n h ư h ìn h 2.4

Đ iểm D ứng vổi lúc m ẫu bị p h á hoại, lúc đó ứng su ất của b êtông là

ơc r, b iế n dạn g là ecr Q uan h ệ giữa ứng su ất và b iế n d ạn g là đườngcong chứng tỏ b ê tô n g là v ậ t liệu đàn hồi - dẻo

X ét trư ờng hợp, k h i g ia tả i đến điểm A ( o b ,e b ) rồ i giảm tả i, khi

tả i b ằ n g không, b iế n d ạ n g của b êtô n g k h ác khô n g (đường cong

k h ô n g quay về gốc tọ a dộ), n h ư vậy b iến dạn g của b êtô n g không phục hồi ho àn to à n P h ầ n b iến dạn g phục hồi được k h i tả i bằng

k h ô n g gọi là b iế n d ạ n g đ à n hồi Eei, còn p h ầ n b iế n d ạn g khô n g phụchồi được k h i tả i b ằ n g k h ô n g gọi là b iế n dạn g dẻo Epi-

th ì biến dạng dẻo tiế p tục được tă n g lên và m ẫu bị phá hoại khi ứng

sư ất của b êtông đ ạ t đến cường độ mỏi

Các n h â n tố ả n h hưởng đ ến biến d ạ n g từ biến:

- K hi ứng s u ấ t tă n g th ì b iêh d ạ n g từ biêh tă n g

- Tỷ lệ nước/xim ăng tă n g th ì b iến d ạn g từ biến tă n g

- Độ cứng cốt liệu bé th ì b iến d ạn g từ biến tă n g

- Tuổi b êtông càng cao th ì b iến d ạn g từ b iến giảm

- Độ ẩm của môi trường giảm , b iến d ạ n g từ b iến giảm

2.5.2 B iến d ạn g do co n g ó t

I Co ngót là h iệ n tượng giảm th ể tíc h k h i bêtô n g khô cứng tro n g không khí H iện tượng co n g ó t xảy ra liên quan đến sự biến đổi lý hóa của quá trìn h th ủ y hóa xim ăng, đ ến sự tổ n hao lượng nước do bay hơi

Co ng ó t là h iệ n tượng b ấ t lợi, k h i co ngót bị cản trở hoặc co

ng ó t khô n g đều, có th ể làm x u ấ t h iệ n các v ế t nứt Các v ế t nứt này

x u ất hiện trên, b.ề ,m,ặt c,ủạ Qấụ Hiện, có ,dạng ch ân chim , ả n h hưởng đến k h ả n ă n g chịu lực của k ế t cấu vì t h ế cần p h ả i h ạ n ch ế co ngót của hêtông

Các nhâ n tố c h ín h ả n h hưởng đ ến co ngót:

- Cấu kiện có bề m ặ t càng lớn th ì co ng ó t càng nhiều

TÍNH CHÃ T C ơ LÝ CÚ A VẬT UẸU

- Môi trường khô co ngót lớn hơn môi trư ờng ẩm

- Co ngót càng tă n g khi dùng nhiều x im ăn g hoặc dùng xim ăng

có h o ạ t tín h cao, khi tă n g tỷ lệ nước / x im ăn g , dùng cốt liệu

có độ rỗng, cát m ịn, c h ât phụ gia

Để hạn ch ế co ngót: P h ả i chọn th à n h p h ầ n b êtô n g thích hợp,

đầm ch ặt bêtông, giảm tỷ lệ nước / xim ăng, giữ b ê tô n g thường xuyên

ẩm t'o n g th ờ i gian đầu hoặc làm các khe co g iã n , đ ặ t cốt th ép cấu tạo tai những vị tr í cần th iế t

Mòđun đ àn hồi ban đầu của b êtô n g Eb k h i n é n và khi kéo phụ

thuộc vào câ'p độ bền của b êtô n g lấy theo phụ lục 3

Môđun trư ợ t của bêtông

0,2 đố với t ấ t cả các loại bêtông

36 CHƯƠNG 2

B CỐT THÉP

Cốt th é p là loại v ậ t liệu r ấ t quan trọ n g của v ậ t liệu BTCT T ính châ't cơ học của th é p phụ thuộc vào th à n h p h ầ n hóa học và công nghệ ch ế tạo chúng Cốt th ép dùng tro n g k ế t cấu BTCT khi đã b iết

rõ các chỉ tiêu kỹ th u ậ t sau:

- T h à n h p h ầ n hóa học và phương p h á p sả n xuất

- Các chỉ tiêu về cường độ: giới h ạ n chảy, giới h ạn bền, hệ số biến động của giới h ạn đó, m ôđun đ à n hồi, độ dẻo, khả n ăn g

ứng su ấ t ở đầu giai đoạn chảy

- Giới h ạ n đ àn h ồ iơ e/ lấy bằng ứng s u â t ở cuối giai đoạn đàn hồi

Cốt th é p dùng cho k ế t cấu BTCT p h ải đ ảm bảo yêu cầu kỹ th u ậ t theo tiêu chuẩn h iện h à n h Theo TCVN 1651 - 1985 có các loại th ép trò n trơ n CI và cốt th ép có gân C II, C III, CIV Theo TCVN 3100 -

1979 có các loại th é p sợi trò n trơ n dùng làm cốt th é p tro n g bêtông ứng lực trước

TỈNH CHẤT c ơ LÝ CỦA VẬT LIỆU 37

2.7 CƯỜNG Độ TIÊU CHUẨN của cốt thép Rsn

Cường độ tiêu ch u ẩn của cốt th é p R sn là giá trị nhỏ n h ấ t được

kiểm so át của giới h ạ n chảy thực t ế hoặc quy ước (bằng ứng s u ấ t ứng với biến d ạ n g dư là 0,2%)

Cường độ tiê u ch u ẩn R sn của m ột số loại cốt th é p th a n h cho

tro n g b ả n g 2.6

Bảng 2.6 Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn R sn và cường độ chịu kéo tính toán

của cốt thép thanh khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai R s ser

N hóm th é p Giá trị Rsn và Rs.#er, MPa

2.8 CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA CỐT THÉP

2.8.1 Cường độ ch ịu k é o tín h to á n của cố t th ép

tro n g đó: Y s - hệ số tin cậy của cốt th é p lấy theo b ản g 2.7

ỴSI - hệ số làm việc của cốt th é p lấy theo b ản g 2.3 TCXDVN 356-2005

Cường độ chịu kéo tín h to á n của cốt th é p R s khi chưa k ể đến hệ

số điều k iệ n làm việc Y s i cho tro n g b ả n g 2.8

Cường độ tín h to á n của cốt ngang: cốt đai R sw, cốt xiên Rs inc,

có k ể đến hệ số điều kiện làm việc ysl = 0 ,8 cho tro n g b ả n g 2.8

B ả n g 2.8 Cường độ tính toán của cốt thép thanh khi tính toán

theo các trạng thái giới hạn thứ nhất

c ư ờ n g độ c h ịu kéo, MPa c ư ờ n g độ

TỈNH CHẤT C ơ L Ý CỦA VẢ T LIỆU 39

2.8.2 Cường độ ch ịu n é n tín h to á n của cố t th ép

- Khi tín h theo tr ạ n g th á i giới h ạ n th ứ 1, 2: Rsc lấy theo

b ả n g 2.8

V-M ôđun đ àn hồi của cốt th é p E s lấy theo bản g 2.9

B ả n g 2.9 Môđun đàn hồi của cốt thép

Các n h â n tố tạo n ên lực dính

- Do bề m ặ t cốt th é p

- Do bêtông co ngót

Lực dín h p h â n bô' khô n g đều trê n

chu vi đoạn cô't th é p neo tro n g bêtông

H ìn h 2.7 Thí nghiệm xác định lực dính

với: N - lực kéo (nén) lớn n h ấ t làm cốt thép tuột khỏi khối bêtông

d, l - đường kính, chiều dài th a n h thép đ ặt trong khối bêtông

ẽõ - hệ sô’ ho àn chỉnh biểu đồ lực dính

L àm th í n g h iệm với m ột dầm bêtông, khi tả i trọ n g đ ạ t đến giá trị nào đó m à ứng su ất kéo của thớ bêtô n g chịu kéo ngoài cùng vượt quá cường độ chịu kéo của bêtô n g th ì v ết nứ t x uất h iện , kh i tă n g tả i trọ n g th ì v ế t nứ t p h á t triể n cả bề rộ n g và chiều sâu, làm tiế t diện của câu k iện bị giảm đi Nếu cứ tiếp tục tă n g tả i th ì dầm sẽ bị phá hoại r ấ t sớm tro n g kh i ứng su ất của m iền b êtô n g chịu n én còn r ấ t nhỏ so với cường độ chịu nén của bêtông

Nếu đ ặ t cô’t th é p vào m iền b êtô n g chịu kéo (dầm BTCT), th ì tạ i tiế t d iện có v ế t nứ t to àn bộ ứng lực kéo do cốt th é p chịu D ầm bị phá hoại kh i ứng s u ấ t của cốt th é p đ ạ t đến cường độ của nó và ứng su ất của b êtô n g m iền chịu n é n d ạ t đến cường độ giới h ạ n của nó Vì th ế

k h ả n ă n g chịu lực của dầm BTCT lớn hơn n h iều lần so với dầm

b êtô n g khi cùng kích thước tiế t diện

X ét dầm BTCT sau kh i đã xuâ't hiện vết nứt:

- Tại tiế t diện chưa có v ế t nứt: b êtô n g và cốt th é p cùng làm việc vô’i nhau, cùng chịu lực và có:

- Tại tiế t d iện có v ế t nứt: to à n bộ ứng s u ấ t kéo do cốt th é p chịu

2.11 Sự LÀM VIỆC CHUNG GIỮA BÊTÔNG VÀ CỐT THÉP

(2.25)