Chuong 1 - Dai cuong ve BTCT.ppt

http://www.esnips.com/web/Thamkha
o
1
KÕt cÊu Bª t«ng cèt thÐp

2
Nội dung môn học
• Chương 1: Đại cương về bê tông cốt thép
• Chương 2: Nguyên lý tính toán và cấu tạo BTCT
• Chương 3: Cấu kiện chịu uốn
• Chương 4: Cấu kiện chịu kéo – Cấu kiện chịu nén
• Chương 5: Tính toán kết cấu BTCT theo TTGH II
• Chương 6: Sàn phẳng
GVHD: HỒNG TIẾN THẮNG
http://www.mediafire.com/thang.kcct

3
Ch¬ng I. §¹i c¬ng vÒ BTCT
1.1 Khái niệm về bê tông cốt thép
1.2 Tính chất cơ lý của bê tông
1.3 Tính chất cơ lý của cốt thép
1.4 Một số tính chất của BTCT

4
1.1 Kh¸i niÖm chung
• Bª t«ng (BT)
+ Thµnh phÇn:
cèt liÖu, chÊt kÕt dÝnh, phô gia
+ TÝnh chÊt c¬ häc:
chÞu nÐn tèt , kÐo kÐm
• ThÐp (CT)
+ kÐo vµ nÐn ®Òu tèt
• Bª t«ng cèt thÐp
Lµ mét lo¹i vËt liÖu x©y dùng phøc
hîp do bª t«ng vµ cèt thÐp cïng
céng t¸c chÞu lùc víi nhau.

5
Nguyªn t¾c cÊu t¹o
• Bè trÝ CT ®Ó chÞu øng suÊt kÐo
• Bè trÝ CT ë vïng nÐn (cÊu t¹o, trî lùc cho bª t«ng)
• BTCT: vËt liÖu x©y dông hçn hîp,
BT& CT cïng phèi hîp lµm viÖc
P P
+
-

6
Các yếu tố giúp làm việc chung
 BT và CT có hệ số giãn
nở vì nhiệt xấp xỉ nhau:
BT=11,5.10-5;
CT=1,2.10-5
 BT bao bọc, bảo vệ cốt
thép khỏi tác động ăn
mòn hóa lý của môi
trường, không phản ứng
hoá học.
 Lực dính giúp truyền
ứng suất.

7
Ph©n lo¹i kÕt cÊu BTCT (1)
• Theo ph¬ng ph¸p thi c«ng
+ Toµn khèi
+ L¾p ghÐp
+ Nöa l¾p ghÐp
• Theo tr¹ng th¸i øng suÊt khi chÕ t¹o vµ sö dông:
+ BTCT thêng
+ BTCT øng suÊt tríc

o
8
Thi c«ng KC BTCT
-

o
9
Thi c«ng KC BTCT
-

o
10
Thi c«ng KC
BTCT toµn khèi
-

11
Thi c«ng KC
BTCT toµn khèi
-

o
12
Thi c«ng KC
BTCT toµn khèi
-

13
Qui tr×nh thi c«ng BTCT
a. Trén vµ ®æ bª t«ng
b. L¾p dùng cèt thÐp vµo khu«n. cè ®Þnh vÞ
trÝ
c. §Çm ch¾c BT vµ hoµn thiÖn bÒ mÆt
d. Dìng hé BT
e. ChuÈn bÞ khu«n theo h×nh d¸ng kÕt cÊu
f. ChuÈn bÞ cèt thÐp theo b¶n vÏ thÕt kÕ
g. Th¸o khu«n khi ®ñ cêng ®é
Sắp xếp lại cho đúng trình tự thực hiện

o
14
Qui tr×nh thi c«ng BTCT
f. ChuÈn bÞ cèt thÐp theo b¶n vÏ thiÕt kÕ
e. ChuÈn bÞ khu«n theo h×nh d¸ng kÕt cÊu
b. L¾p dùng cèt thÐp vµo khu«n. cè ®Þnh vÞ
trÝ
a. Trén vµ ®æ bª t«ng
c. §Çm ch¾c BT vµ hoµn thiÖn bÒ mÆt
d. Dìng hé BT
g. Th¸o khu«n khi ®ñ cêng ®é

o
15
KC BTCT l¾p ghÐp
-

http://www.mediafire.com/thang.kcct 16
Ph©n lo¹i kÕt cÊu BTCT (2)
• Theo ph¬ng ph¸p thi c«ng
+ Toµn khèi
+ L¾p ghÐp
• Theo ph¬ng ph¸p chÕ t¹o
+ Thêng
+ øng suÊt tríc

17
(+)
(-)
P P
P P
N N
KCBTCT thêng
KCBTCT øng suÊt tríc
(+)
(-)
+
(+)
(-)
(P) (N)
P2 c¨ng CT & nÐn BT

18
• C¨ng tríc ( trªn bÖ) • C¨ng sau (trªn BT)

19
KC BTCT øng suÊt tríc

20

21

22
KC BTCT øng suÊt tríc

23
• ¦u ®iÓm
+ Kh¶ n¨ng chÞu lùc cao
+ Sö dông ®îc vËt liÖu
®Þa ph¬ng
+ DÔ t¹o d¸ng theo yªu
cÇu kiÕn tróc
+ Ýt tiÒn b¶o dìng, bÒn
+ ChÞu löa tèt
¦u ®iÓm & nhîc ®iÓm
• Nhîc ®iÓm
+ Träng lîng b¶n
th©n lín
+ Kh¶ n¨ng chèng
nøt kÐm
+ C¸ch ©m, c¸ch
nhiÖt kÐm

24
S¬ lîc lÞch sö ph¸t triÓn (1)
1850: Ra ®êi cïng víi xi m¨ng
1880: Nghiªn cøu ra Rs, Rb, lùc dÝnh, ®Æt
CT vµo gi÷a chiÒu cao tiÕt diÖn
1886: §Æt CT vµo vïng kÐo
1890: TÝnh to¸n KC BTCT theo ph¬ng ph¸p”
øng suÊt cho phÐp”
1920: TÝnh theo ph¬ng ph¸p “néi lùc ph¸
ho¹i”
1955: TÝnh theo ph¬ng ph¸p ”tr¹ng th¸i giíi
h¹n”

25
S¬ lîc lÞch sö ph¸t triÓn (2)
Tõ ®ã tíi nay : vÉn tiÕp tôc ph¸t triÓn
theo 2 híng : + vËt liÖu & c«ng nghÖ chÕ t¹o
+ ph¬ng ph¸p tÝnh
VËt liÖu & c«ng nghª
• BT cêng ®é cao
• BT khèi lín ®Çm l¨n
• BT tù ®Çm
• BT phun
Ph¬ng ph¸p tÝnh
• S¬ ®å khíp dÎo

26
Tiªu chuÈn vÒ BTCT
VËt liÖu , thiÕt kÕ, thi c«ng, nghiÖm thu,
s¶n phÈm ®óc s½n
TCVN 6025. BT- ph©n m¸c theo cêng ®é chÞu nÐn
TCVN 3118. BT nÆng – ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh cêng ®é nÐn
TCVN 1651. ThÐp cèt BT c¸n nãng
TCVN 6285. ThÐp cèt BT – thÐp thanh v»n
TCVN 5574. Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu BT & BTCT
TCVN 4116. Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu BT & BTCT thuû c«ng
TCXD 198. Nhµ cao tÇng, thiÕt kÕ kÕt cÊu BTCT toµn khèi
TCVN 5572. B¶n vÏ thi c«ng kÕt cÊu BTCT
TCVN 4612. Ký hiÖu qui íc & thÓ hiÖn b¶n vÏ kÕt cÊu BTCT
TCVN 6048. B¶n vÏ nhµ & c«ng tr×nh x©y dùng- ký hiÖu cho CTBT
TCVN 4453. QF thi c«ng & nghiÖm thu kÕt cÊu BT & BTCT toµn khèi
TCVN 5724. §IÒu kiÖn kü thuËt tèi thiÓu ®Ó thi c«ng & nghiÖm thu
kÕt cÊu BT & BTCT
TCXDVN 356:2005. Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu BT & BTCT

27
1.2 Tính chất cơ lý của bê tông
1.2.1 Phân loại bê tông
1.2.2 Cường độ của bê tông
1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ
1.2.4 Mác bê tông
1.2.5 Biến dạng của bê tông

28
1.2.1. Phân loại bê tông
 Theo cấu trúc: Bê tông đặc chắc (bê tông thông thường), bê
tông có lỗ rỗng, bê tông tổ ong, bê tông xốp…
 Theo trọng lượng riêng: Bê tông đặc biệt nặng >2,5 T/m3, bê
tông nặng =1,8  2,5 T/m3, bê tông nhẹ <1,8 T/m3
 Theo chất kết dính: Bê tông dùng ximăng, bê tông dùng chất
dẻo, bê tông dùng thạch cao …
 Theo phạm vi sử dụng: Bê tông làm kết cấu chịu lực, bê tông
cách nhiệt, bê tông chống xâm thực …
 Theo thành phần cốt liệu: Bê tông thường, bê tông cốt liệu
bé, bê tông lèn đá hộc…

29
1.2.2. Cường độ của bê tông
 Cường độ (strength) là một chỉ tiêu cơ học thể hiện
khả năng chịu lực của vật liệu.
 Khi mới trộn, bê tông ở trạng thái nhão mềm, chưa có
cường độ.
 Khi đông cứng, cường độ ban đầu tăng nhanh sau đó tăng
chậm dần (đạt cường độ cơ bản sau 28 ngày với bê tông
dùng XM Portland trong điều kiện bình thường).
 Các loại cường độ: KÉO (tensile), NÉN
(compressive), cắt (shear), tính mỏi (fatigue)…

30
Cường độ chịu nén
 Chế tạo các mẫu thí nghiệm hình lập
phương cạnh a = 10, 15, 20 cm hoặc các
mẫu lăng trụ tròn (A=200 cm2; h=2D=320
mm), dưỡng hỗ 28 ngày ở đktc
(t0=2020C, w>90%).
 Đem nén mẫu đến khi bị phá hoại,đo
được:
R = P/A (MPa)
P - Lực nén phá hoại mẫu.
A - Diện tích tiết diện ngang mẫu.
1MPa =106Pa=106N/m2=9,81 kG/cm2.
Bê tông thông thường có R=530 MPa. Bê
tông có R > 40 MPa là loại cường độ cao.

o
31
Cường độ chịu kéo
 Cường độ chịu kéo Rt xác định thông qua các thí nghiệm:
 Mẫu chịu kéo
 Mẫu chịu uốn
 Mẫu chịu nén tách
(tensile splitting test)
P: tải trọng tác dụng làm chẻ mẫu .
l: chiều dài mẫu.
D: đường kính mẫu.
 Thông thường: Rt (1/10  1/20)R và có thể lấy theo công thức
kinh nghiệm. Ví dụ: Rt = t.R0,5 (R: MPa; t = 0,280,30)
2
t
P
R
lD



32
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 và độ sạch của cốt liệu
4) Lực dính giữa vữa xi măng và cốt liệu
5) Phương pháp trộn hợp lý
6) Đổ, đầm và dưỡng hộ đúng cách
7) Dưỡng hộ ở nhiệt độ trên 100C khi bê tông đang tăng cường độ.
8) Lượng clorua không vượt quá 0,15% với BTCT làm việc trong
môi trường có clorua và 1,5% trong môi trường khô.

33
1.2.4. Mác bê tông (TCVN 5574:1991)
 Mác bê tông theo khả năng chịu nén (M): giá trị trung bình thống
kê của cường độ chịu nén tức thời (kG/cm2) xác định trên các mẫu
lập phương cạnh a = 15 cm, chế tạo và dưỡng hộ trong điều kiện tiêu
chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày.
Bê tông nặng có các mác: M100, M150, M200, M250, M300, M350,
M400, M500, M600
 Mác bê tông theo khả năng chịu kéo (K): giá trị trung bình thống kê
của cường độ chịu kéo tức thời (daN/cm2) xác định trên các mẫu thử
kéo tiêu chuẩn, chế tạo và dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí
nghiệm kéo ở tuổi 28 ngày.
Ví dụ: K10, K15, K20, K25, K30, K35, K40
 Mác bê tông theo khả năng chống thấm (W):
Lấy bằng giá trị áp suất lớn nhất (atm) mà mẫu chịu được để nước
không thấm qua.
Ví dụ: W2, W4, W6, W8, W10, W12

34
CẤP ĐỘ BỀN BÊ TÔNG (TCVN 356:2005)
 Cấp độ bền chịu nén (B): là giá trị lấy bằng giá trị đặc trưng của
cường độ chịu nén (Rch). Giá trị đặc trưng của cường độ chịu nén Rch
(MPa) được xác định theo xác suất bảo đảm không dưới 95% xác
định trên các mẫu tiêu chuẩn lập phương cạnh a=15cm chế tạo,
dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, thí nghiệm nén ở 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 ): là giá trị lấy bằng giá trị đặc trưng của
cường độ chịu kéo (Rcht). Giá trị đặc trưng của cường độ chịu kéo Rcht
(MPa) được xác định theo xác suất bảo đảm không dưới 95% xác
định trên các 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.

35
1.2.5. Biến dạng của Bê tông
A. Biến dạng do tải trọng ngắn hạn
(elastic strain)
B. Biến dạng do tải trọng dài hạn - Từ
biến (Creep)
C. Biến dạng do co ngót (Shrinkage)
D. Biến dạng cực hạn (Ultimate strain)

o
36
A. Biến dạng do tải trọng ngắn hạn
- Môđun đàn hồi:
 Thí nghiệm: Nén mẫu lăng trụ với
tải trọng ngắn hạn đến khi mẫu bị
phá huỷ  đường cong -.
 Nén mẫu đến A rồi giảm tải 
đường cong - không quay lại
điểm O mà về điểm C  BT không
phải là VL đàn hồi hoàn toàn mà là
VL đàn hồi dẻo.
b=đh+d
=đh/b - Hệ số đàn hồi
=d/b - Hệ số dẻo
  +  = 1
đh
d

o
A

d
đh
0


 B

37
 Khi tải trọng nhỏBT vẫn làm việc trong giai đoạn đàn hồi1;
0.
Môđun đàn hồi ban đầu của BT (Modulus of elasticity):
Eb= tg0 = b/đh
Môđun đàn hồi ban đầu của bê tông Eb  tra PL6 giáo trình BTCT.
 Khi tải lớn  BT bắt đầu xuất hiện biến dạng dẻo  giảm;  tăng
Môđun biến dạng khi chịu nén của 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)

38
B. Biến dạng do tải trọng dài hạn - Từ biến:
 Biến dạng từ biến: Biến dạng tăng thêm khi tải trọng không tăng.

39
C. Biến dạng do co ngót
 Co ngót dẻo: Xảy ra vài giờ đầu sau khi đổ bê tông. Hơi ẩm ở bề
mặt bốc hơi nhanh so với tốc độ nước thoát ra từ các lớp phía trong.
 Co ngót khô: Xảy ra sau khi bê tông đã đông cứng và phần lớn quá
trình hyđrát hóa trong vữa xi măng đã hoàn thành. Co ngót khô làm
giảm thể tích bê tông do bốc hơi.

40
D. Biến dạng cực hạn
 Là biến dạng lớn nhất trong kết
cấu trước khi bị phá hoại.
 Cấu kiện chịu nén đúng tâm:
ch= (1 3)10-3
 Vùng chịu nén của CK chịu uốn:
ch= (2 4)10-3
 Cấu kiện chịu kéo:
ch = (1/20  1/10) ch
nén

41
1.3. Tính chất cơ lý của cốt thép
 1.3.1 Phân loại cốt thép
 1.3.2 Tính chất cơ lý

42
1.3.1 Phân loại cốt thép
 Theo hình dạng bề mặt:
– Cốt thép tròn trơn
– Cốt thép có gờ (cốt thép vằn)
 Theo thành phần hóa học:
– Thép cácbon: CT3, CT5 hàm lượng cácbon tương ứng 0,003 và
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 và cải
thiện một số tính chất khác.
 Theo phương pháp chế tạo:
– Cốt thép cán nóng: d>10mm, thanh dài 11,7m, d<10, cuộn<0,5T
– Cốt thép kéo nguội (Sau khi cán nóng)
– Cốt thép gia công nhiệt: nung đến 9500C, tôi nhanh vào nước
hoặc dầu, nung đến 4000C rồi làm nguội từ từ, cường độ cao hơn.

43
1.3.2 Tính chất cơ lý của cốt thép
 Biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng:
Thí nghiệm: Kéo các mẫu thép và thiết lập quan hệ  - 
B
T
đh
0,02 0,2
Thép dẻo
B
T
đh
Thép rắn

44
 B - Giới hạn bền: giá trị ứng suất lớn nhât trước khi mẫu thép bị
đứt
 T (ch ) - Giới hạn chảy
Thép dẻo: T = ứng suất tại thềm chảy
Thép dòn: T quy ước lấy bằng ứng suất tương ứng với biến
dạng dẻo = 0,2%
 đh - Giới hạn đàn hồi
Thép dẻo:đh = ứng suất tại điểm cuối giai đoạn đàn hồi
Thép dòn: đh quy ước lấy bằng ứng suất tương ứng với biến
dạng dẻo = 0,02%
 Cường độ chịu kéo và chịu nén của cốt thép Rs, Rsc  tra phụ
lục 5 giáo trình BTCT
 Môđun đàn hồi Es  tra PL7

45
1.4. Một số tính chất của BTCT
 Lực dính giữa BT và CT:
 Lực dính là yếu tố quan trọng
đảm bảo sự làm việc chung
giữa BT và CT, nhờ có lực dính
mà ứng suất có thể truyền từ
BT sang CT và ngược lại.
 Các nhân tố tạo nên lực dính:
o Bề mặt ghồ ghề của CT 
phần BT nằm giữa các gờ
ngăn cản sự dịch chuyển
của CT so với BT.
o Khi BT co ngót, nó sẽ ôm
chặt lấy CT làm tăng lực
ma sát giữa chúng.

46
 Thí nghiệm xác định lực dính:
 Kéo hoặc đẩy một thanh thép ra khỏi khối BT.
l - Chiều dài đoạn cốt thép neo trong BT
d - Đường kính thanh thép
P - Lực kéo tuột thanh thép khỏi BT
max - Ứng suất tiếp lớn nhất
 - Ứng suất tiếp trung bình  =2040 kG/cm2
 Xác định chiều dài l = ? để thanh thép không bị tuột khỏi khối BT
Khi tăng N  có 2 khả năng xảy ra với đoạn cốt thép: Đứt và
tuột  Lực kéo tuột > lực kéo đứt để đoạn cốt thép đứt rồi mà
vẫn chưa tuột: Ptuột = dl  Pđứt = Td2/4  l  Td/4
max

P
d

47
 Ứng suất nội tại trong BTCT:
 Ứng suất ban đầu do sự co ngót của bêtông:
• Khi BT không có CT  BT co ngót tự do.
• Khi có CT  do lực dính CT cản trở sự co ngót của BT  BT chịu ứng
suất kéo còn CT chịu ứng suất nén.
 Sự phân phối lại ứng suất do từ biến:
• CT cũng cản trở biến dạng từ biến của BT giống như cản trở sự co ngót.
• Trong CK chịu nén, biến dạng do từ biến của BT bị CT cản trở  ƯS
nén trong BT giảm, ƯS nén trong CT tăng  ƯS trong BT và CT được
phân phối lại do từ biến.
• Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, sự hình thành khe nứt, biến dạng
dẻo của BT và CT cũng gây ra sự phân phối lại ứng suất trong BT và
CT.

Chuong 1 - Dai cuong ve BTCT.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Chuong 1 - Dai cuong ve BTCT.ppt

Similar to Chuong 1 - Dai cuong ve BTCT.ppt (20)

Chuong 1 - Dai cuong ve BTCT.ppt