Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 1 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ( THEO TIÊU CHUẨN 22TCN272-05) Mục lục 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 4 1.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 4 1.1.1 Bê tông cốt thép 4 1.1.2 Bê tông cốt thép dự ứng lực (DƢL) 5 1.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CẤU TẠO VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 6 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo : 6 1.2.2 Đặc điểm chế tạo: 8 2 VẬT LIỆU DÙNG TRONG BÊ TÔNG CỐT THÉP 13 2.1 BÊ TÔNG 13 2.1.1. Phân loại bê tông 13 2.1.2. Các thuộc tính ngắn hạn của bê tông cứng 14 2.1.3. Các thuộc tính dài hạn của bê tông cứng 21 2.2 CỐT THÉP 28 2.2.1. Cốt thép thƣờng 28 2.2.2. Cốt thép dự ứng lực 30 2.3 BÊ TÔNG CỐT THÉP 35 2.3.1. Khái niệm về dính bám giữa bê tông và cốt thép 35 2.3.2. Chiều dài phát triển lực 36 2.3.3. Các dạng phá hoại và hƣ hỏng của bê tông cốt thép 37 3 NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ THEO TIÊU CHUẨN 22TCN272-05 38 3.1 QUAN ĐIỂM CHUNG VỀ THIẾT KÊ 38 3.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ 38 3.2.1. Thiết kế theo ứng suất cho phép (ASD)-Allowable Stress Design 38 3.2.2. Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD-Load and Resistance Factors Design) 39 3.3 NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA TIÊU CHUẨN 22TCN 272-05 40 3.3.1. Tổng quát 40 3.3.2. Khái niệm về tính dẻo, tính dƣ và tầm quan trọng trong khai thác 41 3.3.3. Các trạng thái giới hạn 42 3.4 TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRONG THEO 22TCN 272-01 44 4.4.1. Tải trọng và tên tải trọng- Các tổ hợp tải trọng 45 4 CẤU KIỆN CHỊU UỐN 49 4.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO 49 Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 2 4.1.1 Cấu tạo của bản và dầm 49 4.1.2 Tiêu chuẩn lựa chọn tỷ lệ chiều dài – chiều cao nhịp 52 4.1.3 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ 52 4.1.4 Cự li cốt thép 53 4.1.5 Triển khai cốt thép chịu uốn 55 4.2 ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC , CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN 55 4.2.1 Đặc điểm làm việc 55 4.2.2 Các giả thiết cơ bản 59 4.2.3 Giả thiết phân bố ứng suất khối chữ nhật 60 4.3 TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN BTCT THƢỜNG THEO TTGH CƢỜNG ĐỘ 60 4.3.1 Tính toán tiết diện chữ nhật cốt thép đơn 60 4.3.2 Tính toán tiết diện chữ nhật cốt thép kép: 66 4.3.3 Tính toán tiết diện chữ T 71 4.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHỊU CẮT 78 4.4.1 Mô hình chống và giằng ( Strut And Tie Models) 78 4.4.1.1 Nguyên lý chung và phạm vi áp dụng : 78 4.4.1.2 Phân chia kết cấu thành các vùng B và D: 80 4.4.1.3 Một số mô hình tiêu biểu. 83 4.4.2 Các bộ phận của mô hình chống và giằng : 87 4.4.3 Các phƣơng pháp thiết kế, các yêu cầu chung 89 4.4.3.1 Các phƣơng pháp thiết kế 89 4.4.3.2 Các yêu cầu chung 89 4.4.4 Mô hình thiết kế mặt cắt 92 4.4.4.1 Sức kháng cắt danh định 92 4.4.4.2 Thiết kế chịu lực cắt cấu kiện BTCT thƣờng 93 4.5 TÍNH TOÁN KẾT CẤU BTCT THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI 99 4.5.1 Trạng thái giới hạn sử dụng 99 4.5.1.1 Nứt và Quá trình hình thành và mở rộng vết nứt 99 4.5.1.2 Kiểm soát nứt của dầm BTCT thƣờng chịu uốn (A5.7.3.4) 100 4.5.1.3 Khống chế biến dạng (A5.7.3.6) 102 4.5.1.4 Phân tích ứng suất trong BT, CT của dầm BTCT thƣờng chịu uốn 103 5 CẤU KIỆN CHỊU LỰC DỌC TRỤC 111 5.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO 111 5.1.1 Hình dạng mặt cắt: 111 5.1.2 Vật liệu: 111 5.2 ĐĂC ĐIỂM CHỊU LỰC VÀ GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN 115 5.2.1 Phân loại cột- theo tính chất chịu lực: 115 5.2.2 Các giả thiết tính toán: 118 5.3 TÍNH TOÁN CÁC LOẠI CỘT 119 5.3.1 Khả năng chịu lực của cột ngắn: 119 Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 3 5.3.2 Tính toán cột mảnh 130 5.3.3 Tính toán cột chịu nén lệch tâm theo hai phƣơng 133 6 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 140 ( BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƢỚC) 140 6.1 KHÁI NIỆM CHUNG 140 6.1.1 Giới thiệu 140 6.1.2 Trạng thái ứng suất dầm bê tông dự ứng lực 140 6.2 PHÂN LOẠI BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 141 6.2.1 Theo vị trí của lực căng 141 6.2.2 Theo thời điểm căng 142 6.2.3 Theo hình dạng cáp dự ứng lực 143 6.2.4 Theo mức độ hạn chế ứng suất kéo trong trong bê tông 143 6.2.5 Theo mức độ dính bám của thép dự ứng lực và bê tông 143 6.3 CÁC CHỈ DẪN VỀ CẤU TẠO 143 6.3.1 Thiết bị cho cấu kiện BTCT DƢL 143 6.3.2 Vật liệu dùng trong BTCT DƢL 146 6.3.3 Bố trí cốt thép 147 6.4 CÁC CHỈ DẪN VỀ TÍNH TOÁN 148 6.4.1 Trị số ứng suất trƣớc trong cốt thép và bê tông 148 6.4.2 Mất mát ứng suất trƣớc trong cốt thép 148 6.4.2.1 Tổng mất mát ứng suất trƣớc 148 6.4.2.2 Các mất mát ứng suất tức thời 149 6.4.2.3 Các mất mát ứng suất theo thời gian 151 6.4.3 Chỉ dẫn tính toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 153 6.4.3.1 Giới hạn ứng suất đối với bê tông tại thời điểm truyền lực căng - các cấu kiện dự ứng lực toàn phần 154 6.4.3.2 Giới hạn ứng suất đối với bê tông ở giai đoạn sử dụng - các cấu kiện dự ứng lực toàn phần 155 6.4.3.3 Các giới hạn ứng suất đối với cốt thép dự ứng lực 156 6.4.4 Chỉ dẫn tính toán chịu uốn theo trạng thái giới hạn cƣờng độ 157 6.4.4.1 Chiều cao trục trung hoà của dầm có cốt thép dính bám 157 6.4.4.2 Vị trí trục trung hoà đối với dầm có cốt thép không dính bámh 160 6.4.4.3 Sức kháng uốn 163 6.4.4.4 Các giới hạn về cốt thép 163 6.4.5 Thiết kế chịu lực cắt cấu kiện BTCT Dự ứng lực 168 TÀI LIỆU THAM KHẢO 172 Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 4 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1.1 Bê tông cốt thép Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng hỗn hợp do hai vật liệu thành phần có tính chất cơ học khác nhau là bê tông và thép cùng cộng tác chịu lực với nhau một cách hợp lý và kinh tế. Bê tông là một loại đá nhân tạo thành phần bao gồm cốt liệu (cát, đá ) và chất kết dính ( xi măng, nƣớc ). Bê tông có khả năng chịu nén tốt, khả năng chịu kéo rất kém . Thép là vật liệu chịu kéo hoặc chịu nén đều tốt. Do vậy ngƣời ta thƣờng đặt cốt thép vào trong bê tông để tăng cƣờng khả năng chịu lực cho kết cấu từ đó sản sinh ra bê tông cốt thép. Để thấy đƣợc sự cộng tác chịu lực giữa bê tông và cốt thép ta xem các thí nghiệm sau: Uốn một dầm bê tông nhƣ trên hình 1.1a, trên dầm chia thành hai vùng rõ rệt là vùng kéo và vùng nén. Khi ứng suất kéo trong bê tông f ct vƣợt quá cƣờng độ chịu kéo của bê tông thì vết nứt sẽ xuất hiện, vết nứt di nhanh lên phía trên và dầm bị gãy đột ngột, khi ứng suất trong bê tông vùng nén còn khá nhỏ so với cƣờng độ chịu nén của bê tông. Dầm bê tông chƣa khai thác hết đƣợc khả năng chịu nén tốt của bê tông, khả năng chịu mô men của dầm nhỏ. Với một dầm nhƣ trên đƣợc đặt một lƣợng cốt thép hợp lý vào vùng bê tông chịu kéo hình 1.1b, khi ứng suất kéo f ct vƣợt quá cƣờng độ chịu kéo của bê tông thì vết nứt cũng sẽ xuất hiện. Nhƣng lúc này dầm chƣa bị phá hoại, tại tiết diện có vết nứt lực kéo hoàn toàn do cốt thép chịu, chính vì vậy ta có thể tăng tải trọng cho tới khi ứng suất trong cốt thép đạt tới giới hạn chảy hoặc bê tông vùng nén bị nén vỡ. f f ct cc cc f f s (a) (b) P P P P As Hình 1.1 Dầm bê tông và bê tông cốt thép Dầm BTCT khai thác hết khả năng chịu nén tốt của bê tông và khả năng chịu kéo tốt của thép. Nhờ vậy khả năng chịu mô men hay sức kháng uốn lớn hơn hàng chục lần so với dầm bê tông có cùng kích thƣớc. Cốt thép chịu chịu kéo và nén đều tốt nên nó còn đƣợc đặt vào trong các cấu kiện chịu kéo, chịu nén, cấu kiện chịu uốn xoắn để tăng khả năng chịu lực giảm kích thƣớc tiết diện và chịu lực kéo xuất hiện do ngẫu nhiên. Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 5 Bê tông và thép có thể cùng cộng tác chịu lực là do:  Trên bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và thép có Lực dính bám khá lớn nên lực có thể truyền từ bê tông sang thép và ngƣợc lại. Lực dính bấm có tầm rất quan trọng đối với BTCT. Nhờ có lực dính bám mà cƣờng độ của cốt thép mới đƣợc khai thác, bề rộng vết nứt trong vùng kéo mới đƣợc hạn chế. Do vậy ngƣời ta phảo tìm mọi cách để tăng cƣờng lực dính bám giữa bê tông và cốt thép.  Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hoá học, bê tông còn bảo vệ cho cốt thép chống lại tác dụng ăn mòn của môi trƣờng.  Hệ số giãn nở dài vì nhiệt của bê tông và cốt thép là xấp xỉ bằng nhau ( bê tông  c =10,8.10-6/oC , thép  s =12.10-6/oC ). Do đó khi nghiệt độ thay đổi trong phạm vi thông thƣờng (dƣới 100oC) nội ứng suất xuất hiện không đáng kể, không làm phá hoại lực dính bám giữa bê tông và cốt thép. Ƣu nhƣợc điểm của bê tông cốt thép: Ƣu điểm:  Có khả năng sử dụng các vật liệu địa phƣơng .  Có khả năng chịu lực lớn hơn so với kết cấu gạch đá và gỗ .BTCT chịu các tải trọng động tốt ,kể cả tải trọng động đất. BTCT chịu lửa tốt.  Giá thành hạ hơn, chi phí duy tu bảo dƣỡng ít.  Có thể đúc thành hình dạng kết cấu khác nhau để dáp ứng các yêu cầu cấu tạo, kiến trúc và yêu cầu sử dụng. Khuyết điểm:  Có trọng lƣợng bản thân lớn.  Kiểm tra chất lƣợng khó khăn, tốn thời gian thi công. Sửa chữa thay thế khó khăn.  Thƣờng hay xuất hiện khe nứt ảnh hƣởng đến chất lƣợng sử dụng và tuổi thọ của kết cấu. 1.1.2 Bê tông cốt thép dự ứng lực (DƢL) Khi sử dụng BTCT ngƣời ta thấy xuất hiện các nhƣợc điểm:  Nứt sớm giới hạn chống nứt thấp  Không cho phép sử dụng hợp lý cốt thép cƣờng độ cao. Khi ứng suất trong cốt thép chịu kéo f s =20-30 MPa các khe nứt đầu tiên trong bê tông sẽ xuất hiện. Khi dùng thép cƣờng độ cao ứng suất trong cốt thép chịu kéo có thể đạt 1000-1200 MPa hoặc lớn hơn điều đó làm xuất hiện các khe nứt rất lớn vƣợt quá trị số giới hạn cho phép. Để khắc phục hai nhƣợc điểm trên ngƣời ta đƣa ra kết cấu BTCT dự ứng lực (BTCTDƢL). Hai nhƣợc điểm trên đều xuất phát từ khả năng chịu kéo kém của bê tông. Trƣớc khi chịu lực nhƣ hình 1.1b ngƣời ta tạo ra trong cấu kiện một trạng thái ứng suất ban đầu ngƣợc với trạng thái ứng suất khi chịu tải, ta sẽ có biểu đồ ứng suất nhƣ hình 1.2 và sẽ đƣợc kết cấu nứt nhỏ ( f ct nhỏ ) hoặc không nứt ( f ct =0). Khái niệm kết cấu dự ứng lực: kêt cấu dự ứng lực là loại kết cấu mà khi chế tạo chúng ngƣời ta tạo ra một trạng thái ứng suất ban đầu ngƣợc với trạng thái ứng suất do tải trọng khi sử dụng, Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 6 nhằm mục đích hạn chế các yếu tố có hại đến tình hình chịu lực của kết cấu do tính chất chịu lực kém của vật liệu. Hình 1.2 Ứng suất trong cấu kiện BTCT dự ứng lực Với bê tông cốt thép, chủ yếu ngƣời ta tạo ra ứng suất nén trƣớc cho những vùng của tiết diện mà sau này dƣới tác dụng của tải trọng khi sử dụng sẽ phát sinh ứng suất kéo. Ứng suất nén trƣớc này có tác dụng làm giảm hoặc triệt tiêu ứng suất kéo do tải trọng sử dụng sinh ra. Nhờ vậy mà cấu kiện nứt có thể nhỏ hoặc không nứt. Ta có thể tạo ra các trạng thái ứng suất ban đầu khác nhau bằng hai cách: Thay đổi vị trí lực nén trƣớc, thay đổi trị số lực nén trƣớc. Nhƣ vậy có thể tạo ra các kết cấu tối ƣu về mặt chịu lực cũng nhƣ giá thành. Ƣu điểm của kết cấu BTCTDƢL so với BTCT hay tác dụng chính của dự ứng lực:  Nâng cao giới hạn chống nứt do đó có tính chống thấm cao.  Cho phép sử dụng hợp lý cốt thép cƣờng độ cao, bê tông cƣờng độ cao  Độ cứng tăng lên nên độ võng giảm ,vƣợt đƣợc nhịp lớn hơn so với BTCT thƣờng.  Chịu tải đổi dấu tốt hơn nên sức kháng mỏi tốt.  Nhờ có ứng suất trƣớc mà phạm vi sử dụng của kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép, phân đoạn mở rộng ra nhiều. Ngƣời ta có thể sử dụng biện pháp ứng lực để nối các cấu kiện đúc sẵn lại với nhau thành một kết cấu. Nhƣợc điểm của kết cấu BTCTDƢL so với BTCT thƣờng:  Ứng lực trƣớc không những gây ra ứng suất nén mà còn có thể gây ra ứng suất kéo ở phía đối diện làm cho bê tông có thể bị nứt.  Chế tạo phức tạp hơn yêu cầu kiểm soát chặt chẽ về kỹ thuật để có thể đạt chất lƣợng nhƣ thiết kế đề ra. 1.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CẤU TẠO VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo : Trong bê tông cốt thép vấn đề giải quyết cấu tạo sao cho hợp lý là rất quan trọng. Hợp lý về mặt chon vật liệu (Mác bê tông hay cấp bê tông, nhóm thép hay loại thép ), hợp lý về chon dạng tiết diện và kích thƣớc tiết diện, hợp lý về việc bố trí cốt thép. Giải quyết các liên kết giữa các bộ phận, chọn giải pháp bảo vệ kết cấu chống xâm thực … ,tính có thể thi công đƣợc ( tính khả thi). Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 7 Dạng tiết diện và sơ đồ bố trí cốt thép phụ thuộc vào trạng thái ứng suất trên tiết diện. Trong cấu kiện chịu uốn trạng thái ứng suất trên tiết diện có vùng kéo có vùng nén thì tiết diện thƣờng đƣợc mở rộng ở vùng nén( nhƣ chữ T). Với cấu kiện chỉ chịu lực dọc trục trên tiết diện ứng suất gần nhƣ phân bố đều dạng tiết diện thƣờng đƣợc chon là đối xứng nhƣ vuông, tròn, chữ nhật. a/-Bê tông cốt thép thường: Cốt thép đƣợc đặt vào trong cấu kiện bê tông cốt thép để: chịu ứng suất kéo, chịu ứng suất nén, để định vị các cốt thép khác. Số lƣợng do tính toán định ra nhƣng cũng phải thoả mãn các yêu cầu cấu tạo. Cốt thép chịu ứng suất kéo do nhiều nguyên nhân gây ra: Mô men uốn, lực cắt, lực dọc trục, mô men xoắn, tải cục bộ. Cốt thép chịu kéo mômen uốn gây ra đó là các cốt thép dọc chủ đặt ở vùng chịu kéo của cấu kiện, đặt theo sự xuất hiện của biểu đồ mô men hình 1.3, đặt càng xa trục trung hoà càng tốt. Cốt thép chịu kéo do lực cắt gây ra dố là các cốt thép đai (cốt ngang ) đƣợc đặt theo sự xuất hiện của biểu đồ lực cắt hình 1.4 Cốt thép chịu ứng suất nén: Đó là các cốt dọc chịu nén trong dầm, cột, các cốt thép này cùng tham gia chịu nén với bê tông. Cốt thép định vị các cốt thép khác trong thi công. Cốt thép kiểm soát nứt bề mặt phân bố gần bề mặt cấu kiện làm nhiệm vụ chịu ứng suất dó co ngót , thay đổi nhiệt độ, các cốt dọc và cốt thép ngang là một phần của cốt thép kiểm soát nứt bề mặt. Hình 1.3 Biểu đồ mô men và cách đặt cốt thép A A A-A Hình 1.4 Biểu đồ lực cắt và bố trí cốt đai Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 8 Trong cấu kiện chịu uốn khi chỉ có cốt dọc chịu kéo thì đƣợc gọi là tiết diện đặt cốt thép đơn, còn khi có cả cốt thép dọc chịu kéo và cốt dọc chịu nén thì đƣợc gọi là tiết diện đặt cốt kép. Sơ đồ bố trí cốt thép trong cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn, chịu kéo lệch tâm lớn gần giống nhƣ trong cấu kiện chịu uốn. Trong cấu kiện chỉ chịu lực dọc trục trên tiết diện các cốt thép dọc thƣờng đƣợc bốt trí đối xứng. Kích thƣớc tiết diện do tính toán định ra nhƣng phải thoả mãn các yêu cầu cấu tạo, kiến trúc, khả năng bố trí cốt thép và kỹ thuật thi công. Ngoài ra cần phải chú ý đến quy định về bề dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép, khoảng cách trống giữa các cốt thép. Các quy định này đƣợc quy định trong các tiêu chuẩn ngành. b-Bê tông cốt thép dự ứng lực . Trong cấu kiện BTCTDƢL gồm hai loại cốt thép: Cốt thép thƣờng ( hay cốt thép không kéo căng) và cốt thép Dự ứng lực ( cốt thép kéo căng ). Cốt thép thƣờng làm nhiệm vụ và đƣợc bố trí giống nhƣ cấu kiện bê tông cốt thép thƣờng. Cốt thép DƢL có nhiệm vụ tạo ra ứng suất nén trƣớc trong bê tông. Cốt thép dự ứng lực có thể đặt theo đƣờng thẳng hoặc đƣờng cong hoặc thẳng và cong, hình 1.5. Hình 1.5 Sơ đồ bố trí cốt thép DƯL Tại chỗ uốn cong thƣờng có nội lực tiếp tuyến lớn nên cần gia cƣờng cho bê tông tại đó bằng các lƣới cốt thép gia cƣờng. Tại đầu neo liên kết sẽ xuất hiên lực tập trung lớn cũng cần phải gia cƣờng cho bê tông tại các vị trí này bằng các cốt thép gia cƣờng hoặc bản phân bố. 1.2.2 Đặc điểm chế tạo: a-Phân loại theo phương pháp thi công : 3 loại  Đổ tại chỗ ( kết cấu toàn khối )  Lắp ghép  Bán lắp ghép b-Phân loại theo trạng thái ứng suất khi chế tạo và sử dụng :  Bê tông cốt thép thƣờng Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 9  Bê tông cốt thép dự ứng lực ( bê tông ứng suất trƣớc ) c-Phân loại BTCTDƯL theo phương pháp tạo dự ứng lực :  Cấu kiện thi công kéo trƣớc ( phƣơng pháp căng cốt thép trên bệ) : Hình 1.5 Cốt thép dự ứng lực đƣợc neo một đầu cố định vào bệ còn đầu kia đƣợc kéo ra với lực kéo N. Dƣới tác dụng của lực kéo N cốt thép đƣợc kéo trong giới hạn đàn hồi sẽ giãn dài ra một đoạn l tƣơng ứng với ứng suất kéo thiết kế xuất hiện trong cốt thép. Sau đó ngƣời ta cố định đầu này của cốt thép vào bệ. Tiếp theo ta đặt cốt thép thƣờng và đổ bê tông cấu kiện. Khi bê tông cấu kiện đủ cƣờng độ cần thiết, ngƣời ta tiến hành buông cốt thép. Lúc này cốt thép dự ứng lực có xu hƣớng co lại khôi phục chiều dài ban đầu và sinh ra nén bê tông . Hình 1.5 Sơ đồ phƣơng pháp thi công kéo trƣớc Để tăng thêm dính bám giữa bê tông và cốt thép DƢL ngƣời ta thƣờng dùng cốt thép DƢL là cốt thép có gờ, hoặc cốt thép trơn đƣợc xoắn lại, hoặc tạo mấu neo đặc biệt ở hai đầu . Phạm vi áp dụng: Dùng cho các cấu kiện thẳng có nhịp ngắn và vừa, đặc biệt hiệu quả với các cấu kiện sản xuất hàng loạt ở xƣởng.  Cấu kiện thi công kéo sau: Hình 1.6 Trƣớc tiên ngƣời ta lắp dựng ván khuôn, cốt thép thƣờng và đặt các ống tạo rãnh (trong đó có thể đặt trƣớc cốt thép DƢL hoặc luồn sau) bằng tôn , kẽm hoặc vật liệu khác .Sau đó đổ bê tông cấu kiện, khi bê tông cấu kiện đủ cƣờng độ ta tiến hành luồn cốt thép và kéo căng đến ứng suất thiết kế. Sau khi căng xong cốt thép DƢL đƣợc neo chặt vào đầu cấu kiện.Thông qua các neo cấu kiện sẽ bị nén bằng lực kéo căng trong cốt thép. Tiếp đó ngƣời ta bơm vữa xi măng vào trong ống rãnh để bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn và tạo ra lực dính bám giữa bê tông với cốt thép. Nhƣng cũng có trƣờng hợp cốt thép đƣợc bảo vệ trong ống rãnh bằng mỡ chống gỉ, trƣờng hợp này đƣợc gọi là cấu kiện DƢL không dính bám. Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2011 10 Phƣơng pháp này luôn phải có neo, khi kéo từ một đầu thì đầu kia là neo chết ( neo săn một đầu nhƣ : neo móc câu, neo kiểu múi bƣởi, kiểu thòng lọng ). Phạm vi áp dụng của phƣơng pháp này: dùng để kéo căng các bó sợi hoặc dây cáp đặt theo đƣờng thẳng hoặc cong, dùng cho các cấu kiện chịu lực lớn nhƣ kết cấu cầu. Phƣơng pháp này thƣờng đứoc thực hiện tại công trƣờng. Hình 1.6 Sơ đồ phương pháp thi công kéo sau [...]...Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 11 Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 12 Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 13 2 VT LIU DNG TRONG Bấ TễNG CT THẫP 2.1 Bấ TễNG 2.1.1 Phõn loi bờ tụng 1 Theo thnh phn ca bờ tụng ti (hn hp bờ tụng) Bờ tụng l mt loi ỏ nhõn... dớnh bỏm Hỡnh 2.9 Quan h ng sut-bin dng ca tao thộp 7 si c sn xut theo cỏc quỏ trỡnh khỏc nhau Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 Bng 2.6 32 Cỏc thuc tớnh ca tao thộp v thanh thộp d ng lc Vt liu Cp hoc kiu ng kớnh (mm) Tao cỏp 1725 MPa (cp 250) 1860 MPa (cp 270) 6,3 5-1 5,24 10,5 3-1 5,24 Cng chu kộo fpu (MPa) 1725 1860 Thộp thanh Kiu 1, trn Kiu 2, cú g 1 9-2 5 1 5-3 6 1035 1035 Gii hn chy fpy (MPa)... giỏ tr max ni cỏch tit din u tiờn mt khong C P 1 1 C l v max hoc max l 4 3 25) Trong ú: - h s hon chnh biu lc dớnh, < 1 ( 2- Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 36 2.3.1.2 Cỏc yu t to nờn lc dớnh bỏm Lc dớnh bỏm c to ra nh cỏc yu t chớnh sau : - S dớnh bỏm hoỏ hc, - Ma sỏt, - S tng tỏc c hc gia ct thộp v bờ tụng cỏc thanh ct thộp trũn trn, hai yu t u tiờn úng vai trũ quan... hng ca t bin n s lm vic ca kt cu: - T bin l cho vừng dn tng v vt nt ngy mt m rng - Vi cỏc cỏu kin chu nộn lch tõm cú mnh ln, t bin lm tng un dc Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 25 - Trong cu kin BTCTDUL t bin sinh ra hin tng mt mỏt ng sut trc trong ct thộp kộo cng, do ú lm gim ng sut nộn trc trong bờ tụng - Trong cỏc kt cu siờu tnh, t bin lm phõn phi li ni lc Bin dng t bin thng xuyờn... Ba on ca ng cong ng sut - bin dng i vi ct thộp trn cú th c mụ t c trng bng nhng quan h sau on n hi AB Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 fs = s Es 29 0 s y (2.21) on chy BC y s h fs = fy (2.22) on cng hoỏ bin dng CDE f (2.23) fs fy 1 s h u 1 exp 1- s h h s b u h u h fy Bng 2.5 Cỏc giỏ tr gii hn danh nh i vi cỏc ng cong ng sut-bin dng ca ct thộp thanh... k=1,64, cỏc giỏ tr khỏc ca k tham kho bng ca ACI 214R-02 nh sau: Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 17 Hỡnh 2.1a Cỏc ng cong tun sut chun i vi 3 phõn phi khỏc nhau cú giỏ tr trung bỡnh ging nhau nhng bin thiờn khỏc nhau ' Cng chu nộn trung bỡnh yờu cu nh nht ký hiu l f cr c tớnh theo cụng thc (2.7) nh sau: ' f cr f c' k (2.7) Theo ACI-318R-08, cng nộn trung bỡnh yờu cu c s dng lm c s la... t nh hng n t bin: - T bin ph thuc vo tr s ca ng sut v thi gian tỏc dng ca ng sut - T bin ph thuc vo t l nc trờn xi mng (W/C), vi W/C ln thỡ bin dng do t bin ln - T bin ph thuc vo m ca mụi trng (H), H cao thỡ cao thỡ - T bin ph thuc vo cng ca bờ tụng, f ' c s nh cR cR s nh - T bin ph thuc vo t s th tớch trờn din tớch b mt ca cu kin (V/A) nh hng ca t bin n s lm vic ca kt cu: - T bin l cho vừng... mi phng Cỏc yu t nh hng n co ngút: - Lng xi mng v hot tớnh ca xi mng nh hng ti co ngút, dựng nhiu xi mng co ngút s ln - Co ngút ph thuc vo t l nc trờn xi mng (W/C), vi W/C ln thỡ co ngút ln - Co ngút ph thuc vo m ca mụi trng (H), H cao thỡ co ngút sh s nh - Co ngút ph thuc vo t s th tớch trờn din tớch b mt ca cu kin (V/A) nh hng ca co ngút n s lm vic ca kt cu: - Co ngút gõy ra cỏc bin dng trong... ps 0,004 (2.28) Hỡnh 2.10 Cỏc ng cong ng sut-bin dng in hỡnh i vi thộp d ng lc Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 33 Cỏc loi tao cỏp d ng lc, 7 si khụng sn ph, c kh ng sut, hoc cú t chựng thp, hoc cỏc thanh thộp khụng sn ph cng cao, trn hay cú g, phi phự hp vi tiờu chun vt liu quy nh trong Tiờu chun thi cụng cu: AASHTO M203M (ASTM A416M) - Tao thộp 7 si d ng lc khụng sn ph, cú kh ng... xỏc, h s gión n nhit cú th ly nh sau : Bờ tụng cú t trng thụng thng: 10,8 x 1 0-6 / oC , v Bờ tụng cú t trng thp : 9,0 x 1 0-6 / oC 4 H s Poisson Tr trng hp cú xỏc nh bng thớ nghim vt lý, h s Poisson cú th ly bng 0.2 i vi cu kin cho phộp xut hin nt, cú th khụng xột n hiu ng Poisson Bi ging kt cu bờ tụng ct thộp- o Vn Dinh -2 011 21 2.1.3 Cỏc thuc tớnh di hn ca bờ tụng cng 1/Cng chu nộn ca bờ tụng theo . Văn Dinh -2 011 11 Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2 011 12 Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2 011 13 2 VẬT LIỆU DÙNG TRONG BÊ TÔNG CỐT THÉP. Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2 011 4 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1.1 Bê tông cốt thép Bê tông cốt. Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép- Đào Văn Dinh -2 011 1 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ( THEO TIÊU CHUẨN 22TCN27 2-0 5) Mục lục 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP 4 1.1