Giáo trình kỹ thuật
xây dựng
Kết cấu bê tông
cốt thép
Chỉång 1
MÅÍ ÂÁƯU.
1. BẢN CHẤT CỦA BÊ TƠNG CỐT THÉP:
Bã täng cäút thẹp l váût liãûu xáy dỉûng phỉïc håüp do BT v cäút thẹp cng cäüng tạc
chëu lỉûc:
Bã täng l âạ nhán tảo âỉåüc chãú tảo tỉì cạc váût liãûu råìi ( Cạt, si, gi l cäút liãûu)
v cháút kãút dênh (Xi màng hồûc cạc cháút do).
Bã täng cäút thẹp: N
ẹn täú
t
Kẹo kẹm
Kẹo, nẹn täút
Bã täng
Såí dé bã täng v cäút thẹp cọ thãø cng lm viãûc âỉåüc l do:
- Lỉûc dênh bạm giỉỵa BT v cäút thẹp: Bã täng khi ninh kãút thç dênh chàût våïi cäút thẹp nãn
ỉïng lỉûc cọ thãø truưn tỉì BT sang cäút thẹp v ngỉåüc lải. Lỉûc dênh cọ nghéa hng âáưu, nhåì âọ cọ thãø
khai thạc hãút kh nàng chëu lỉûc ca cäút thẹp, hản chãú bãư räüng khe nỉït
- Giỉỵa bã täng v thẹp khäng xy ra phn ỉïng họa hc cọ hải. Bã täng cọ âäü âàûc chàõc,
bao bc bo vãû cäút thẹp khäng bë han rè v ngàn ngỉìa tạ
c dủng cọ hải ca mäi trỉåìng âäúi våïi thẹp.
- Bã täng v thẹp cọ hãû säú gin nåí nhiãût gáưn bàòng nhau (α
ct
= 1,2.10
-5
; α
b
=10
-5
∼1,5.10
-5
).
Nãn khi nhiãût âäü thay âäøi trong phảm vi thäng thỉåìng dỉåïi 100
0
C thç ỉïng sút ( ban âáưu ) xy ra
trong váût liãûu khäng âạng kãø.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
1
Chỉång 1
2. PHÂN LOẠI BTCT:
2.1. Phân loại theo phương pháp chế tạo :
a. Bê tơng cốt thép tồn khối (BTCT đổ tại chỗ):
BTCT ton khäúi khi thi cäng ngỉåìi ta tiãún hnh ghẹp vạn khn, âàût cäút thẹp v âäø BT ngay tải vë
trê thiãút kãú ca kãút cáúu.
- Bã täng cọ cäút mãưm. (d<40mm, dãø ún).
- Bã täng cọ cäút cỉïng (d>40mm, thẹp hçnh).
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
2
Chỉång 1
2.3. Phân loại theo trạng thái ứng suất:
a. Bê tơng cốt thép thường:
Khi chãú tảo cáúu kiãûn, cäút thẹp åí trảng thại khäng cọ ỉïng sút. Ngoi cạc näüi ỉïng sút do co ngọt v
nhiãût âäü, trong BT v cäút thẹp chè xút hiãûn ỉïng sút khi cọ ti trng.
b. Bê tơng cốt thép ứng lực trước:
Khi chãú tảo cáúu kiãûn, cäút thẹp ban âáưu âỉåüc kẹo càng, liãn kãút
chàût våïi BT, khi bng ra cäút thẹp co lải gáy nẹn trong BT.
Nhåì cọ ỉïng sút nẹn trỉåïc trog BT, ngỉåìi ta cọ thãø khäng cho xút hiãûn vãút nỉït hồûc hản chãú bãư
räüng khe nỉït.
2.4. Phân loại theo trọng lượng thể tích:
Bã täng nàûng cọ γ ≥ 1800 kg/ m
3
(∼2500): S nghiãn cỉïu trong giạo trçnh.
Bã täng nhẻ cọ γ < 1800 kg/ m
3
: Phỉång hỉåïng hiãûn nay.
3. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CUẢ BTCT
3.1. Ưu điểm:
R tiãưn hån so våïi thẹp khi kãút cáúu cọ nhëp vỉìa v nh, cng chëu ti nhỉ nhau. Sỉí dủng
váût liãûu âëa phỉång (cạt, si, âạ ) tiãút kiãûm thẹp.
Chëu lỉûc täút hån kãút cáúu gäù v gảch âạ. Kãút cáúu BTCT chëu âỉåüc táút c cạc loải ti trng
ténh, âäüng v âäüng âáút.
Chëu lỉía täút hån gäù v thẹp. Bã täng bo vãû cho cäút thẹp khäng bë nung nọng såïm. Chè cáưn
låïp bã täng dy 1,5∼2 cm â âãø trạnh háûu qu tai hải do nhỉỵng âạm chạy bçnh thỉåìng gáy ra.
Tøi th ca cäng trçnh cao, chi phê bo dỉåỵng êt. BT cọ cỉåìng âäü tàng theo thåìi gian,
Xáy dỉûng cäng trçnh thy låüi: Trảm båm, mạy dáùn nỉåïc, âáûp, thy âiãûn,
Xáy dỉûng cäng trçnh qúc phng: Cäng sỉû kiãn cäú, doanh trải,
Xáy dỉûng cäng trçnh thäng tin.
5. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN:
1850: Lambot (Phạp) chãú tảo chiãúc tu bàòng lỉåïi sàõt ngoi trạt väi thy,
Quạ trçnh phạt triãøn chia thnh 3 giai âoản:
- Giai âoản phạt minh v m máùm trong thỉûc tiãùn, bäú trê cäút thẹp theo cm tênh.
- Giai âoản nghiãn cỉïu lê lûn v sỉí dủng räüng ri (sau 1880), nghiãn cỉïu vãư cỉåìng âäü ca
BT v cäút thẹp, lỉûc dênh giỉỵa BT v cäút thẹp, gii thêch sỉû lm viãûc chung giỉỵa chụng.
- Giai âoản phạt triãøn hiãûn tải: XD cạc phỉång phạp tênh toạn theo ỉïng sút cho phẹp dỉûa
trãn cå såí ca män SBVL, tênh theo giai âoản phạ hoải cọ xẹt âãún tênh biãún dảng do ca váût liãûu,
tênh theo trảng thại giåïi hản. Nghiãn cỉïu v chãú tảo thnh cäng BTCT ỈLT
( Xem giạo trçnh bã täng cäút thẹ
p _ Phảm sé Liãn, 7).
Häüi nghë láưn thỉï 7 BTCT ỈLT ton thãú giåïi (26 nỉåïc) Tải New York cọ 102 âải biãøu X
Häüi Ch Nghéa, hp hån 1 tưn.
 thỉåíng 3 hn chỉång Freisine: Mikhilop (Liãn Xä), Link (Mé), Lệnad (Âỉïc), Bã
täng cỉåìng âäü cao: 1000,1500,2000,2500#. Thạp vä tuún Canada bàòng BTCT ỈLT cao 545m; Cáưu
bn dáưm Nháût vỉåüt nhëp l=230m; Táúm âạy ca nh mạy âiãûn ngun tỉí (Âỉïc) 90*60*3m khäng cáưn
khe lụn; Khoa Váût liãûu xáy dỉûng trỉåìng giao thäng Mascova: bã täng 3000#.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
4
Chỉång 10
BÃ TÄNG CÄÚT THẸP ỈÏNG LỈÛC TRỈÅÏC.
1. KHÁI NIỆM CHUNG:
N N
Xẹt mäüt dáưm nhëp âån: âàût vo lỉûc nẹn trỉåïc N v ti trng sỉí
dủng P.
Dỉåïi tạc dủng ca ti P åí mẹp dỉåïi ca dáưm xút hiãûn ỉïng sút kẹo.
R
ng låïn hån (do âọ âäü vng, biãún dảng bẹ): thêch håüp cho cạc kãút cáúu nhëp låïn. Nhåì kh nàng chäúng
nỉït v âäü cỉïng låïn nãn tênh chäúng mi cao, chëu ti trng âäüng täút.
Måí räüng phảm vi sỉí dủng kãút cáúu BTCT làõp ghẹp v nỉía làõp ghẹp.
- Nhỉåüc âiãøm:
ỈÏng lỉûc trỉåïc cọ thãø gáy ỉïng sút kẹo åí phêa âäúi diãûn lm nỉït BT.
Âi hi thiãút bë âàûc biãût, cäng nhán lnh nghãư, cọ sỉû kiãøm soạt chàûc ch vãư k thût, phi âm bo an ton lao
âäüng cao
2. CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY ỨNG LỰC TRƯƠC:
2.1. PP căng trước (căng trên bệ):
NN
e
0
∆l
l
e
0
6
2
1
5
3
4
Cäút thẹp ỈLT âỉåüc neo mäüt âáưu cäú âënh vo bãû,
âáưu kia âỉåüc kẹo càng våïi lỉûc N. Cäút thẹp âỉåüc
kẹo trong giåïi hản ân häưi, âäü gin di l ∆l.
Khi âọ âáưu cn lải s âỉåüc cäú âënh vo bãû.
Ghẹp vạn khn, âàût cäút thẹp thỉåìng räưi âäø BT.
Âåüi BT âảt cỉåìng âäü cáưn thiãút R
0
thç bng
tiãún hnh càng cäút thẹp ỈLT våïi trë säú ỉïng sút quy âënh, sau
khi càng cäút thẹp âỉåüc neo vo âáưu cáúu kiãûn, båm vỉỵa vo láúp
kên cạc äúng rnh âãø tảo lỉûc dênh v bo vãû cäút thẹp.
Phỉång phạp càng sau thêch håüp våïi cạc cáúu kiãûn låïn hồûc
phi âäø tải chäø.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
2
2.3. Vật liệu:
a) Bã täng v vỉỵa:
- Bã täng nàûng mạc ≥ 200. Chn mạc BT phủ thüc dảng, loải v âỉåìng kênh cäút thẹp ỈLT, cọ dng neo hay khäng
dng neo, phủ thüc cỉåìng âäü cáưn thiãút khi bàõt âáưu gáy ỈLT, phủ thüc loải v mỉïc âäü ti trng tạc dủng lãn cáúu kiãûn.
Så âäư PP càng sau:
1. Cäút thẹp ỈLT 4. Th.bë kẹo thẹp
2. C.kiãûn BTCT 5. Th.bë neo
3. ÄÚng rnh 6. Trủc trung ha
- Vỉỵa dng âãø láúp kên cạc khe thi cäng, cạc mäúi näúi cạc cáúu kiãûn làõp ghẹp, lm låïp bo vãû cäút thẹp v neo: mạc ≥ 150.
- Vỉỵa dng âãø båm vo cạc äúng rnh: mạc ≥ 300 v phi cọ âäü linh âäüng cao (dãù chy ), êt co ngọt.
b) Cäút thẹp:
Dng thẹp cỉåìng âäü cao. Täút nháút l dng såüi thẹp cỉåìng âäü
cao. Thỉåìng dng cạc bọ såüi 3 såüi, 7 såüi cọ thãø bãûn hồûc
khäng bãûn.
Cọ thãø dng cäút thẹp thanh cọ gåì cỉåìng âäü cao nhỉ thẹp cạn nọng A-IV, thẹp gia cäng nhiãût A
T
-IV tråí lãn.
Chn loải thẹp cho cáúu kiãûn phủ thüc vo loải kãút cáúu v âiãưu kiãûn lm viãûc ca cäút thẹp dỉåïi tạc dủng ca ti trng,
mäi trỉåìng, nhiãût âäü
Khi chiãưu di ≤ 12m nãn dng thẹp thanh, ≥ 12m dng loải dáy cạp hồûc bọ såüi thẹp cỉåìng âäü cao.
2.4. Các loại thiết bị neo:
a. Thiết bị neo trong PP căng trước:
1
2 3
56
4
1.5d+2d
1
+3
mm
2d÷20d
d
d
2
≥ 5
≥ 2d
d
d
1
m
n
0
01
tr
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
∆+
σ
;
Trong âọ: σ
0
- ỈÏng sút trong cäút thẹp sau khi kãø âãún cạc hao hủt xy ra trỉåïc khi bng CT.
R
0
- Cỉåìng âäü chëu nẹn ca BT lục bng cäút thẹp.
d - Âỉåìng kênh cäút thẹp ULT.
m
tr
, ∆
n
- Cạc hãû säú láúy theo bng sau:
Dảng v loải cäút thẹp Hãû säú Dảng v loải cäút thẹp Hãû säú
b ≥ 80
≥ 60
≥ b/2
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
3
Chỉång 10
- Trong pp càng sau:
Nãúu cäút thẹp ỉïng lỉûc trỉåïc âàût trong cạc rnh thç chiãưu dy låïp BT bo vãû
kãø tỉì màût ngoi ca cáúu kiãûn âãún màût trong rnh ≥ (20 v 1/2 âỉåìng kênh
rnh), khi âỉåìng kênh rnh > 32 thç låïp bo vãû ≥ âỉåìng kênh rnh.
Khi trong rnh bäú trê mäüt säú bọ såüi hồûc thẹp thanh thç låïp BT bo vãû ≥ 80 våïi thnh bãn, ≥ (60 v 1/2 bãư räüng rnh) våïi màût âạy.
Khong cạch giỉỵa cạc rnh ≥ (âỉåìng kênh rnh v 50), âäưng thåìi sao cho viãûc càng cäút thẹp âỉåüc dãù dng, khäng bë phạ hoải củc bäü khi bng cäút
thẹp.
4. CÁC CHỈ DẪN CƠ BẢN VỀ TÍNH TỐN:
4.1. Trị số ứng suất trong BT và cốt thép:
- Trë säú ỉïng sút giåïi hản σ
0
& σ
0
’ trong cäút thẹp F
H
& F
H
’ theo qui phảm khi càng thẹp bàòng phỉång phạp cå hc:
Âäúi våïi thẹp thanh: 0.35R
HC
≤ σ
0
≤ 0.95 R
HC
’ = σ
0
’ - σ
neo
’ - σ
ms
’ ; (10 - 3)
Khi càng trãn BT: σ
HK
= σ
0
- n
H
.σ
BH
; σ
HK
’ = σ
0
’ - n
H
.σ
BH
’ ; (10 - 4)
Trong âọ σ
BH
& σ
BH
’ l ỉïng sút trỉåïc trong BT åí ngang mỉïc trng tám F
H
≥ 0.8 R
tkãú
;
R
0
≥ 140 KG/cm
2
;
V nãúu dng cäút thẹp thanh loải AT-IV v dáy cạp: R
0
≥ 200 KG/cm
2
;
Trảng thại ỉïng sút ca TD Phỉång phạp càng Tè säú σ
bH
/ R
0
Khi nẹn:
Âụng tám Lãûch tám
ỈÏng sút nẹn tàng khi ngoải lỉûc tạc dủng Càng trỉåïc 0.50 0.55
Càng sau 0.45 0.50
ỈÏng sút nẹn gim khi ngoải lỉûc tạc dủng Càng trỉåïc 0.65 0.75
Càng sau 0.55 0.65
4.2. Sự tổn hao ứng suất trong cốt thép ƯLT:
a. Do tính chùng ứng suất của cốt thép (σ
ch
):
- Hiãûn tỉåüng chng ỉïng sút l hiãûn tỉåüng ỉïng sút ban âáưu trong cäút thẹp ỈLT gim båït theo thåìi
gian trong khi chiãưu di ca cäút thẹp khäng âäøi.
ch
= 0;
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
4
Chỉång 10
b. Do chênh lệch nhiệt độ giữa cốt thép và bệ căng (σ
nh
):
Täøn hao σ
nh
xy ra khi BT âäng cỉïng trong âiãưu kiãûn dỉåỵng häü nhiãût:
σ
nh
= 12.5∆t; (10 - 7)
Trong âọ ∆t l chãnh lãûch nhiãût âäü giỉỵa cäút thẹp v bãû càng (tênh =
0
C).
Khi khäng cọ säú liãûu chênh xạc thç láúy ∆t = 65
0
C;
c. Do biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm (σ
neo
):
σ
neo
=
L
λ
.E
H
µ - Hãû säú ma sạt giỉỵa cäút thẹp v thnh äúng;
θ - Täøng gọc xoay ca trủc cäút thẹp (tênh = radian);
Trong PP càng trỉåïc nãúu cọ gạ cạc thiãút bë âàûc biãût âãø tảo âäü cong tênh σ
ms
theo cäng thỉïc trãn våïi x
= 0 & µ = 0.25;
Loải äúng rnh Trë säú k Trë säú
µ khi cäút thẹp l
Bọ såüi thẹp Thanh cọ gåì
ÄÚng cọ bãư màût kim loải 0.003 0.35 0.40
ÄÚng cọ bãư màût BT - tảo nãn bàòng li cỉïng 0 0.55 0.65
- tảo nãn bàòng li mãưm 0.0015 0.55 0.65
e. Do từ biến nhanh ban đầu của BT (σ
tbn
):
Trong PP càng trỉåïc, hao täøn ny xy ra ngay sau khi bng cäút thẹp âãø ẹp BT.
Âäúi våïi BT khä cỉïng tỉû nhiãn:
σ
tbn
= 500.
0
R
bH
σ
; khi
0
R
bH
σ
≤ a (10 - 10)
, σ
neo
v σ
nh
.
Nãúu BT âäng cỉïng trong âiãưu kiãûn âỉåüc dỉåỵng häü nhiãût thç σ
tbn
âỉåüc tênh theo cäng thỉïc trãn cọ
nhán thãm hãû säú 0.85;
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
5
Chỉång 10
f. Do co ngót cuả BT (σ
co
):
Âäúi våïi BT nàûng, âäng cỉïng trong âiãưu kiãûn tỉû nhiãn láúy σ
co
theo bng sau (tênh = KG/cm
2
):
Trong PP càng sau
σ
co
bẹ hån vç trỉåïc khi Mạc Bã täng Phỉång phạp càng
bng cäút thẹp, BT â co ngọt âỉåüc 1 pháưn Càng trỉåïc Càng sau
≤ M400 400 300
≤ M500 500 350
≤ M600 600 500
g. Do t ừ biến của BT (σ
bH
σ
khi
0
R
bH
σ
> 0.6; (10 - 12)
Trong âọ k =1 âäúi våïi BT âäng cỉïng tỉû nhiãn; k =0.85 âäúi våïi BT âỉåüc dỉåỵng häü nhiãût;
σ
bH
âỉåüc láúy nhỉ khi tênh hao täøn do tỉì biãún nhanh.
h. Do BT bị ép lõm (σ
el
) (cốt thép vòng, cốt thép xoắn ốc):
Mäüt säú cáúu kiãûn trn nhỉ: bãø chỉïa, äúng dáùn cäút thẹp ỈLT vng s ẹp lm màût BT.
Nãúu âỉåìng kênh ca cáúu kiãûn < 3m: σ
el
= 300 KG/cm
2
;
Nãúu âỉåìng kênh ca cáúu kiãûn > 3m thç cọ thãø b qua.
Ngoi cạc hao täøn cå bn trãn âáy, trong mäüt säú trỉåìng håüp cáưn xẹt âãún cạc ỉïng sút hao do biãún dảng ca khn thẹp,
do ẹp sạt cạc khäúi làõp ghẹp, do ti trng chëu ti trng rung âäüng
Cạc ỉïng sút hao täøn âỉåüc chia lm 2 nhọm: ỈÏng sút hao xy ra trong quạ trçnh chãú tảo cng nhỉ khi ẹp BT (σ
h1
), v
ỉïng sút hao xy ra sau khi kãút thục ẹp BT (σ
h2
).
ch
+ σ
co
+ σ
tb
+ σ
el
;
Täøng hao täøn σ
h
= σ
h1
+ σ
h2
≥ 1000KG/cm
2
;
5. CẤU KIỆN CHỊU KÉO TRUNG TÂM:
- Cáúu kiãûn chëu kẹo bàòng BTCT ỈLT thỉåìng gàûp nhỉ: thanh cạnh hả ca dn, thanh càng ca vm, äúng dáùn cọ ạp, bãø
chỉïa trn
5.1. Các giai đoạn của trạng thái ƯS-BD:
a. Cấu kiện căng trước:
Trảng thại ỉïng sút-biãún dảng ca cáúu kiãûn cng gäưm 3 giai âoản nhỉ BTCT thỉåìng, nhỉng giai âoản I âỉåüc chia lm 6
giai âoản trung gian:
Giai âoản I
1
: Cäút thẹp ỈLT âàût vo khn nhỉng chỉa càng, ỉïng sút trong cäút thẹp σ
H
= 0 ;
Giai âoản I
thç bng cäút thẹp âãø ẹp BT.
ỈÏng sút hao täøn sau khi bng cäút thẹp l σ
h1
= σ
ch
+ σ
nh
+ σ
neo
+ σ
ms
+ σ
tbn
;
ỈÏng sút trong cäút thẹp ỈLT l σ
H
= σ
0
- σ
h1
- n
H
.σ
b
;
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
6
Chỉång 10
V ỉïng sút nẹn trỉåïc trong BT : σ
b
+ n
a
.F
a
+ n
H
.F
H
;
Giai âoản I
5
: Trỉåïc khi sỉí dủng cáúu kiãûn, do co ngọt v tỉì biãún ca BT, cọ cạc hao täøn σ
h2
= σ
co
+ σ
tb
; Váûy ỉïng sút
hao täøng cäüng l σ
h
= σ
h1
+ σ
h2
;
ỈÏng sút trong cäút thẹp ỈLT: σ
H
= σ
0
- σ
+ 2n
H
.R
kc
;
I
1
I
5
σ
b1
σ
H
= 0
I
2
σ
H
= σ
HK
Bãû
I
3
σ
H
= σ
HK
- σ
H
= R
H
N
N
σ
H
= σ
0
- σ
h
+ 2n
H
.R
kc
N
n
N
n
σ
H
= σ
0
- σ
h
- n
Giai âoản II: Ti trng tàng , khe nỉït xút hiãûn. Lục ny ton bäü lỉûc kẹo do cäút thẹp chëu, ỉïng sút kẹo trong cäút thẹp
tàng lãn theo ti trng tỉång tỉû nhỉ cáúu kiãûn BTCT thỉåìng.
Giai âoản III: Giai âoản phạ hoải, khe nỉït måí räüng. Sỉû phạ hoải xy ra khi ỉïng sút trong cäút thẹp âảt tåïi giåïi hản
chëu kẹo.
Nháûn xẹt: Viãûc gáy ỈLT chè náng cao kh nàng chäúng nỉït, hản chãú bãư räüng khe nỉït ca cáúu kiãûn , khäng ci thiãûn vãư
kh nàng chëu lỉûc.
b. Cấu kiện căng sau:
Cạc giai âoản ca trảng thại ỉïng sút biãún dảng ca cáúu kiãûn cng tỉång tỉû nhỉ trỉåìng håüp càng trỉåïc, chè khạc l trong
giai âoản I:
Giai âoản I
1
: Lưn cäút thẹp ỈLT vo rnh nhỉng chỉa càng, ỉïng sút trong cäút thẹp σ
H
= 0 ;
Giai âoản I
4
: Càng cäút thẹp ỈLT âãún ỉïng sút khäúng chãú σ
HK
= σ
0
- n
H
.σ
b
, gáy nẹn trong BT.
Våïi ỉïng sút nẹn trỉåïc trong BT: σ
b
tråí âi trảng thại ỉïng sút biãún dảng giäúng nhỉ cáúu kiãûn càng trỉåïc.
5.2. Tính tốn cấu kiện chịu kéo trung tâm:
a. Tính theo cường độ (giai đoạn sử dụng):
- Så âäư ỉïng sút: Cå såí âãø láûp så âäư ỉïng sút l giai âoản III ca trảng thại ỈS-BD.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
7
Chỉång 10
Ton bäü lỉûc kẹo do cäút thẹp chëu, ỉïng sút trong cäút thẹp âảt ghản chëu kẹo.
- Âiãưu kiãûn cỉåìng âäü: N ≤ R
a
.F
a
+ R
H
.F
H
.m
H
; (10 - 14)
Trong âọ - m
H
l hãû säú xẹt âãún âiãưu kiãûn lm viãûc ca cäút thẹp cỉåìng âäü cao khi ỉïng sút cao hån giåïi hản chy
qui ỉåïc. (Bng tra)
LOẢI THẸP m
H
Thẹp A-IV & A
T
-IV 1.20
Thẹp A-V , A
T
02
-Lỉûc kẹo ỉïng våïi lục ỉïng sút nẹn trỉåïc trong BT triãût tiãu.
N
02
= (σ
0
- σ
h
).F
H
- σ
a
.F
a
; (10 - 16)
Våïi σ
a
= σ
tbn
+ σ
co
+ σ
tb
;
F
b
l diãûn têch TD pháưn BT.
c. Tính theo sự mở rộng khe nứt:
Cäng thỉïc xạc âënh bãư räüng khe nỉït v âiãưu kiãûn kiãøn tra giäúng nhỉ BTCT thỉåìng, chè khạc l ỉïng sút trong cäút thẹp
σ
-ỈÏng sút trỉåïc trong cäút thẹp ỈLT sau khi â kãø âãún táút c cạc hao täøn ỉïng sút.
σ
a
-Âäü tàng ỉïng sút trong cäút thẹp tênh theo (10 - 17).
k -Hãû säú láúy k = 0.65 âäúi våïi thẹp såüi; k = 0.8 âäúi våïi thẹp thanh.
2) Tải thåï ngoi cng åí miãưn chëu kẹo ca cáúu kiãûn phi täưn tải ỉïng sút nẹn trỉåïc σ
b
≥ 10KG/cm
2
khi cáúu
kiãûn chè cọ tènh ti v ti trng tảm thåìi di hản tạc dủng.
e. Kiãøm tra cỉåìng âäü cáúu kiãûn åí giai âoản chãú tảo:
Kiãøm tra cỉåìng âäü cáúu kiãûn khi bng cäút thẹp ỈLT (giai âoản I
4
):
N
H
≤ .F + R
t
n
R
a
’.F
a
; (10 - 19)
Trong âọ N
H
- Lỉûc nẹn BT khi bng cäút thẹp:
Âäúi våïi cáúu kiãûn càng trỉåïc: N
H
a. Cấu kiện căng trước:
Giai âoản I âỉåüc chia thnh 6 giai âoản trung gian, cạc giai âoản sau tỉång tỉû BTCT thỉåìng.
- Giai âoản I
1
: Âàût cạc cäút thẹp ỈLT F
H
& F
H
’ vo bãû nhỉng chỉa càng.
- Giai âoản I
2
: Càng cạc cäút thẹp F
H
& F
H
’ tåïi trë säú ỉïng sút khäúng chãú σ
HK
& σ
HK
’ räưi cäú âëmh vo bãû, tiãún hnh âäø
BT.
- Giai âoản I
3
: Chåì BT âäng cỉïng, trong thåìi gian ny xy ra cạc hao täøn ỉïng sút σ
ch
& σ
nh
.
σ
H
5
: Trong thåìi gian trỉåïc khi âỉa vo sỉí dủng, do biãún dảng co ngọt v tỉì biãún ca BT xy ra cạc hao
täøn σ
co
& σ
tb
;
- Giai âoản I
6
: Ti trng tạc dủng, ỉïng sút kẹo trong F
H
tàng, ỉïng sút kẹo trong F
H
’ gim. Khi ỉïng sút nẹn trỉåïc
trong thåï BT ngang trng tám F
H
triãût tiãu: σ
H
= σ
0
- σ
h
;
- Giai âoản I
a
: ỈÏng sút trong BT chëu kẹo âảt âãún cỉåìng âäü chëu kẹo R
kc
: BT vng kẹo sàõp nỉït, ỉïng sút trong cäút
thẹp F
H
σ
b1
’
I
1
σ
H
’ = 0
σ
H
= σ
0
- σ
h
- n
H
σ
b1
σ
H
= 0
I
2
σ
H
= σ
HK
Bãû
σ
’- σ
ch
’- σ
nh
’
I
a
σ
H
= σ
0
-σ
h
+2n
H
R
kc
σ
b
= R
kc
I
4
σ
H
h
- n
H
σ
b
- Giai âoản II: Ti trng tàng, khe nỉït xút hiãûn trong BT vng kẹo, ỉïng lỉûc trong vng kẹo do cäút thẹp chëu.
- Giai âoản III: Ti trng tàng, khe nỉït måí räüng, khi ỉïng sút trong cäút thẹp chëu kẹo v trong BT vng nẹn âảt trë
säú giåïi hản thç cáúu kiãûn bë phạ hoải. ỈÏng sút trong cäút thẹp F
H
’:
σ
H
’ = R
H
’ - m
t
.( σ
0
’ - σ
h
’) ; (10 - 22)
b. Cấu kiện căng sau:
Trảng thại ỉïng sút tỉì giai âoản I
1
c
’-b)h
c
’.(h
0
-0.5h
c
’) + R
a
’.F
a
’.(h
0
-a’) + σ
H
’.F
H
’.(h
0
-a
H
’); (10 - 23)
a
H
a’
F
a
’
F
a
H
h
c
M
gh
Chiãưu cao vng nẹn:
∑X = 0 ;⇒ R
n
.[b.x + (b
c
’-b)h
c
’] = m
H
.R
H
.F
H
+ R
a
.F
a
- σ
H
’.F
H
’ - R
a
’.F
a
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+
1.1
1
4000
1
0
0
α
σ
α
A
0
α
-Hãû säú âàûc trỉng cho miãưn chëu kẹo ca BT. Våïi BT nàûng
0
α
= 0.85 - 0.0008R
n
;
σ
A
-ỈÏng sút trong cäút thẹp ỈLT; Våïi thẹp khäng cọ thãưm chy (A-IV tråí lãn), thẹp såüi B-II, B
P
.F
x
.Sin α +Σ.R
Hâ
.F
Hâ
+Σ. R
Hâ
.F
Hx
.Sin α. (10 - 25)
Trong âọ Q
b
-Kh nàng chëu càõt ca BT;
R
â
, R
Hâ
-Cỉåìng âäü tênh toạn vãư chëu càõt ca cäút thẹp thỉåìng v cäút thẹp ỈLT;
Trong trỉåìng håüp khäng cọ cäút xiãn thỉåìng v cäút xiãn ỈLT thç âiãưu kiãûn kiãøm tra (trãn TD nghiãng nguy hiãøm nháút)
l: Q ≤ Q
âb
=
d
2
0k
.q.b.h8R
Trong âọ q
â
-Kh nàng chëu càõt ca cäút âai thỉåìng v cäút âai ỈLT trãn âån vë di:
Trong âọ N
0
âỉåüc láúy bàòng håüp lỉûc ca táút c cạc lỉûc trong cäút thẹp ỈLT v cäút thẹp thỉåìng:
N
0
= σ
H
.F
H
+ σ
H
’.F
H
’ - σ
a
.F
a
- σ
a
’.F
a
’
e
0H
-Âäü lãûch tám ca lỉûc ẹp so våïi trủc qua trng tám ca TD tỉång âỉång;
e
0H
=
0
aaHHaaHH
a
’ (Khi tênh trong giai âoản ẹp BT láúy bàòng σ
tbn
, khi
tênh trong giai âoản sỉí dủng láúy bàòng σ
tbn
+ σ
co
+ σ
tb
;
y
H
, y
H
’, y
a
, y
a
’ -Khong cạch tỉì trủc qua trng tám ca TD tỉång âỉång âãún vë trê âiãøm âàût lỉûc trong
cäút thẹp (trng tám ca cäút thẹp) .
- Tênh toạn kiãøm tra täøng thãø cáúu kiãûn åí giai âoản chãú tảo: Tênh nhỉ cáúu kiãûn chëu nẹn lãûch tám thỉåìng m ngoải lỉûc l
lỉûc ẹp lãûch tám do cäút thẹp ỈLT gáy ra. Trong trỉåìng håüp chè cọ F
H
thç lỉûc lãûch tám xạc âënh theo (10 - 20) hồûc (10 -
21);
- Ngoi ra cn phi kiãøm tra sỉû chëu ẹp củc bäü ca BT dỉåïi cạc thiãút bë neo, nãúu khäng â cỉåìng âäü thç phi gia cäú
miãưn BT dỉåïi neo bàòng cạc lỉåïi thẹp
d. Tính tốn khơng cho phép nứt:
Âiãưu kiãûn chäúng nỉït ca cáúu kiãûn l: M ≤ M
n
- Mä men âãø trảng thại ỉïng sút tàng tỉì I
6
-> I
a
;
W
n
- Mä men khạng ân häưi do ca TD quy âäøi ngay trỉåïc khi xút hiãûn vãút nỉït âäúi våïi thåï chëu kẹo ngoi cng.
(cọ thãø tênh theo (9 - 18) hồûc (9 - 21) hay (9 - 22)
Nãúu ta dåìi N
02
vãư âènh li ca TD v thãm mäüt mä men M
L
= N
02
.(e
0H
+ r
L
’
(σ
0
’-σ
h
’)F
H
’
M
n
Theo tênh cháút ca li: khi cọ lỉûc N âàût tải âènh thç trủc TH âi qua mẹp ca TD (tỉïc mẹp dỉåïi ca TD cọ σ
b
= 0). Nhỉ
váûy ỉïng sút nẹn trỉåïc trong BT σ
b1
l do mä men M
l
gáy ra;
Vãư màût giạ trë: M
1
= M
L
= N
02
.(e
0H
+ r
L
);
Suy ra M
KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP
12
Chỉång 2
TÊNH NÀNG CÅ L CA VÁÛT LIÃÛU.
1. BÊ TƠNG
- Tênh nàng cå hc ca BT l chè cạc loải cỉåìng âäü v biãún dảng.
- Tênh nàng váût l l chè tênh co ngọt, tỉì biãún, kh nàng chäúng tháúm, cạch nhiãût, ca BT.
1.1. Cường độ của Bê tơng:
Cỉåìng âäü l chè tiãu cå hc quan trng, l mäüt âàûc trỉng cå bn ca BT, phn ạnh kh nàng
chëu lỉûc ca váût liãûu. Thỉåìng càn cỉï vo cỉåìng âäü âãø phán biãût cạc loải bã täng.
Cỉåìng âäü ca BT phủ thüc vo thnh pháưn v cáúu trục ca nọ. Âãø xạc âënh cỉåìng âäü ca
BT phi lm cạc thê nghiãûm, thê nghiãûm phạ hoải máùu l phỉång phạp xạc âënh cỉåìng âäü mäüt cạch
trỉûc tiãúp v dng phäø biãún. Ngoi ra cọ thãø dng cạc PP giạn tiãúp: siãu ám, ẹp lm viãn bi trãn bãư
màût BT v cọ thãø thỉûc hiãûn trãn kãút cáúu.
a Cường độ chịu nén: R
n
.
Âãø xạc âënh cỉåìng âäü chëu nẹn ca BT thỉåìng ngỉåìi ta thê nghiãûm nẹn cạc máùu láûp phỉång
cọ cảnh a=10, 15, 20 cm, hay khäúi làng trủ âạy vng, khäúi trủ trn.
Cỉåìng âäü nẹn ca máùu:
h ≥ 2d
d
h = 4a
Bn nẹn
N
P
M
á
ùu
R
k
=
N
F
P
.
b
4h
P
Máùu chëu kẹo khi ún.
a = b (= 15cm)
R
k
=
3.5M
b
h
2
.
Trong âọ: N
P
, M: Lỉûc kẹo v mämen ún lm phạ hoải máùu.
Bã täng thỉåìng cọ R
K
= 10÷40 kg/cm
2
.
c Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của BT:
10
- R
1
)lgt.
Cäng thỉïc ca Nga (1935), (Skrantaep):
(våïi t = 7-300 ngy)
R
t
= R
28
.
lgt
lg28
≈ 0,7 R
28
.lgt.
Trong âọ: R
1
, R
10
, R
28
, R
t
, l cỉåìng âäü ca bã täng tỉång ỉïng våïi tøi 1, 10, 28 v t ngy.
(Cäng thỉïc ca Sec, khạ ph håüp våïi thỉûc tãú nhỉng báút tiãûn vç phi xạc âënh cỉåìng âäü bã
täng åí tøi 1 ngy v 10 ngy; cäng thỉïc Nga cho kãút qu ph håüp våïi thỉûc tãú khi tøi bã täng ≥ 7
ngy bàòng xi màng Porland v dỉåỵng häü trong âiãưu kiãûn bçnh thỉåìng).
* Âiãưu kiãûn thê nghiãûm:
Lỉûc ma sạt giỉỵa bn nẹn v máùu thỉí nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT khi nẹn. Khi bë nẹn ngoi
Kêch thỉåïc máùu thỉí cng nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT: Máùu kêch thỉåïc nh chëu nh hỉåíng
c
a lỉûc ma sạt låïn nãn cọ cỉåìng âäü låïn hån máùu thỉí cọ kêch thỉåïc låïn. Do váûy khi thê nghiãûm cạc
máùu thỉí cọ kêch thỉåïc khạc våïi máùu thỉí tiãu chøn (150*150*150) thç phi qui vãư cỉåìng âäü máùu
thỉí tiãu chøn bàòng cạch nhán thãm våïi hãû säú qui âäøi. Máùu làng trủ cọ cỉåìng âäü bẹ hån máùu khäúi
vng cọ cng kêch thỉåïc âạy R
lt
= (0.7-0.8)R
Täúc âäü gia ti khi thê nghiãûm cng nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü ca máùu: Khi täúc âäü gia ti
cháûm cỉåìng âäü âảt khong 0.85 trë säú thäng thỉåìng v khi gia ti nhanh cỉåìng âäü ca máùu cọ thãø
tàng 1.2-1.4 láưn. Khi thê nghiãûm phi tn theo quy trçnh TN, thỉåìng våïi täúc âäü 2kg/cm
2
-s.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
2
Chỉång 2
* Âiãưu kiãûn dỉåỵng häü: Mäi trỉåìng cọ nhiãût âäü v âäü áøm låïn thç thåìi gian ninh kãút ca BT cọ thãø rụt
ngàõn âi ráút nhiãưu. Nãúu dỉåỵng häü BT bàòng håi nỉåïc nọng thç cỉåìng âäü tàng nhanh trong vi ngy
âáưu nhỉng BT s dn hån v cọ cỉåìng âäü cúi cng thỉåìng tháúp hån so våïi BT dỉåỵng häü trong âiãưu
kiãûn tiãu chøn.
1.2. Mác Bê tơng:
L trë säú ca cạc âàûc trỉng cå bn vãư cháút lỉåüng ca BT. Ty theo tênh cháút v nhiãûm vủ ca
kãút cáúu m quy âënh mạc theo cạc âàûc trỉng khạc nhau.
a Mác theo cường độ chịu nén: Kê hiãûu M
Mạc theo cỉåìng âäü chëu nẹn l chè tiãu cå bn nháút âäúi våïi mi loải BT v kãút cáúu.
Mạc theo cỉåìng âäü chëu nẹn l con säú láúy bàòng cỉåìng âäü chëu nẹn trung bçnh (tênh theo âån
vë KG/cm
2
) ca cạc máùu thỉí khäúi vng cảnh 15 cm, tøi 28 ngy, âỉåüc dỉåỵng häü v thê nghiãûm
theo âiãưu kiãûn tiãu chøn (t
cong nhỉng khi σ↑ thç cong nhiãưu.
N
ε
b
ε
d
ε
âh
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
3
Chỉång 2
ε
b
O
R
n
(2)
D
A
σ
b1
α
0
(1)
α
ε
ch
ε
b1
, mäüt pháưn khäng thãø khäi phủc lải âỉåüc
gi l biãún dảng do ε
d
:
ε
b
= ε
âh
+ ε
d
.
Do váûy BT l váût liãûu ân häưi-do.
Täúc âäüü gia ti khạc nhau thç cạc âỉåìng biãøu diãùn quan hãû σ - ε khạc nhau.
ε
b
v
3
v
1
v
2
σ
b
ε
b
ε
d
ε
âh
+ ε
d
) = E
b
’. ε
b
.
E
b
’=
ε
ε
âh
b
E
b
= νE
b
våïi ν=
ε
ε
âh
b
l hãû säú ân häưi.
Khi σ bẹ biãún dảng ch úu l ân häưi, (ν ≈1) Khi σ låïn biãún dảng do tàng lãn ν gim dáưn
(v
1
=0,2 hay 0,15).
Biãún dảng giåïi hản khi nẹn trung tám ≈ 0,002.
Biãún dảng giåïi hản khi ún ≈ 0,0035.
21()+
µ
≈ 0,4 E
b
våïi µ=0,2 l hãû säú Posson.
b Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: Hiện tượng từ biến của BT.
Thê nghiãûm nẹn máùu âãún (σ
b
, ε
b
) räưi giỉỵ ti trong thåìi gian di, dỉåïi tạc dủng ca ti trng
di hản, biãún dảng ca BT tiãúp tủc tàng theo thåìi gian, måïi âáưu tàng nhanh sau tàng cháûm dáưn.
Pháưn biãún dảng do tàng lãn do ti trng tạc dủng di hản gi l biãún dảng tỉì biãún.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
4
Chỉång 2
Hiãûn tỉåüng biãún dảng do tàng theo thåìi gian trong khi ỉïng sút khäng âäøi gi l hiãûn tỉåüng
tỉì biãún ca BT.
ε
b
N
N
ε
tb
t
ε
2
ε
1
- Âäü áøm W mäi trỉåìng låïn → biãún dảng tỉì biãún bẹ.
- Tè lãû N/X låïn, âäü cỉïng cäüt liãûu bẹ → biãún dảng tỉì biãún låïn.
- Cng tè lãû N/X nhỉng lỉåüng X tàng → biãún dảng tỉì biãún tàng.
Cọ thãø biãøu diãùn tỉì biãún qua mäüt trong hai chè tiãu sau:
- Âàûc trỉng tỉì biãún: ϕ = ε
tb
/ ε
âh
. Khäng thỉï ngun.
- Sút tỉì biãún: c= ε
tb
/ σ
b
(cm
2
/KG).
Cạc chè tiãu ϕ, c âãưu tàng theo thåìi gian, v âảt âãún giåïi hản äøn âënh l ϕ
0
, c
0
.
* Tạc hải ca hiãûn tỉåüng tỉì biãún:
- Lm tàng âäü vng ca cáúu kiãûn.
- Lm tàng âäü ún dc ca cáúu kiãûn chëu nẹn.
- Måí räüng khe nỉït trong BT.
- Gáy máút mạt ỉïng sút trong cäút thẹp ỉïng lỉûc trỉåïc.
ε
b
σ
b
Cạc biãûn phạp khàõc phủc:
- Chn thnh pháưn cäút liãûu håüp l, hản chãú lỉåü
ng nỉåïc träün, tè lãû N/X håüp l.
- Âáưm chàõc BT, bo dỉåỵng BT thỉåìng xun áøm trong giai âoản âáưu.
- Cạc biãûn phạp cáúu tảo nhỉ bäú trê khe co dn, âàût cäút thẹp cáúu tảo åí nhỉỵng nåi cáưn thiãút âãø
chëu ỉïng sút do co ngọt gáy ra, v.v
2. CỐT THÉP:
2.1. u cầu đối với cốt thép dùng trong BTCT:
- Âm bo cỉåìng âäü theo thiãút kãú.
- Phi cọ tênh do cáưn thiãút.
- Phi dênh kãút täút v cng chëu lỉûc âỉåüc våïi BT trong mi giai âoản lm viãûc ca kãút cáúu.
- Dãù gia cäng: dãù ún, càõt, v hn âỉåüc
- Táûn dủng âỉåüc triãût âãø kh nàng chëu lỉûc ca cäút thẹp khi kãút cáúu bë phạ hoải.
- Tiãút kiãûm thẹp v täún êt sỉïc LÂ.
2.2. Một số tính chất cơ bản của cốt thép:
ε
σ
ch
σ
âh
σ
b
σ
0
ε
d
Biãøu âäư ỉïng sút-biãún dảng:
Âãø xạc âënh cỉåìng âäü ca cäút thẹp ngỉåìi ta thỉåìng tiãún
hnh thê nghiãûm kẹo cạc máùu thẹp v v biãøu âäư ỉïng sút-biãún
dảng:
thẹp lãn. (Thỉûc tãú bàòng cạch chút ngüi hay dáûp ngüi). Thỉåìng l CT3, CT5,
* Thẹp dn: (Thẹp ràõn).
- Khäng cọ thãưm chy r rng, thỉåìng ngỉåìi ta láúy ỉïng sút tỉång ỉïng våïi ε =0,2 % l giåïi
hản chy quy ỉåïc, ε
gh
=(2÷4)%.
Thỉåìng l thẹp cỉåìng âäü cao.
2.4. Các loại thép:
Theo TCVN 1651-75: CI, CII, CIII, CIV. Våïi cạc âỉåìng kênh danh nghéa 6, 8, 10, 12, 14,
16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 36, 40 mm. Nhọm CI cọ dảng trn trån; CII, III, IV cọ gåì. Theo tiãu chøn Nga:
AI, AII, AII, AIV, AV l thẹp cạn nọng;
A-IIB, A-IIIB l thẹp kẹo ngüi
Cạc âàûc trỉng cå hc ca thẹp Viãût Nam
Giåïi hản chy kg/cm
2
Giåïi hản bãưn kg/cm
2
N
họm thẹp
φ
ξ
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
7
Chỉång 2
b Thí nghiệm xác định lực dính:
Chãú tảo máùu bàòng cạch âäø BT äm láúy
mäüt âoản cäút thẹp, räưi tiãún hnh thê
nghiãûm kẹo hồûc nẹn cho cäút thẹp tüt
khi BT.
Lỉûc dênh âỉåüc biãøu thë bàòng sút dênh
trung bçnh tạc âäüng trãn 1cm
2
bãư màût
cäút thẹp.
τ
tb
=
N
dl
n
π
.
N
τ
tb
l
n
τ
max
Trong âọ: ω l hãû säú hon chènh biãøu âäư lỉûc dênh. (ω < 1)
Cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: τ
max
=
R
m
n
.
Trong âọ: m l hãû säú phủ thüc bãư màût cäút thẹp: thẹp cọ gåì m=2÷3,5; thẹp trån m=3,6÷6.
3.2. Ảnh hưởng của cốt thép đến co ngót và từ biến của Bê tơng:
a Ảnh hưởng đến co ngót:
Do sỉû dênh kãút giỉỵa bã täng v cäút thẹp m cäút thẹp cn tråí biãún dảng co ngọt ca BT. Kãút
qu cäút thẹp bë nẹn lải cn BT bë kẹo ra.
ε
1
< ε
0
(=ε
a
)
*Xẹt hai máùu thỉí :
ε
0
(2) (1)
- Máùu (1) bàòng bã täng.
- Máùu (2) bàòng bã täng cäút thẹp.
Máùu (1) BT tỉû do cọ co ngọt ε
0
Máùu (2) do cäút thẹp cn tråí BT cọ co
ngọt ε
k
= σ
kc
.F
b
.
Håüp lỉûc trong cäút thẹp: N
a
= σ
a
.F
a
.
Vç l lỉûc näüi tải nãn chụng cán bàòng nhau: N
a
= N
k
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
8
Copyright: Tài liệu đại học ©