Bài giảng môn Kết cấu bê tông cốt thép - Chương 2: Vật liệu dùng trong kết cấu bê tông cốt thép - Đào Sỹ Đán

Tóm tắt Bài giảng môn Kết cấu bê tông cốt thép - Chương 2: Vật liệu dùng trong kết cấu bê tông cốt thép - Đào Sỹ Đán: ... bê tông (13/19) b) Cường độ chịu kéo  Cđck của bê tông đ ợc đ bằng thí nghiệm Có 2 loại thí nghiệm ư x . :  Thí nghiệm kéo trực tiếp;  Thí nghiệm kéo gián tiếp: gồm thí nghiệm uốn phá hoại dầm và thí nghiệm ép chẻ mẫu trụ tròn. 18sydandao@utc.edu.vn 2.1. BÊ TÔNG 2.1.2. Các tính chất tức...@utc.edu.vn . . . - . 2.1. BÊ TÔNG 2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (7/12) ) Từ biế ủ bê tôc n c a ng  Từ biến? là ht bê tông tăng biến dạng theo tg khi tt td không đổi.  Tải trọng không đổi? là những tt tác dụng lâu dài hay thường xuyên vào kc như tl bản thân, kc bên trên, DƯL  C... ợc sd cốt thép thanhy u . ư có giới hạn chảy < 420 Mpa khi có sự chấp thuật của chủ đầu tư. b) Đường cong quan hệ us-bd của ctt  Đ/c quan hệ us-bd điển hình của ct trần có dạng như sau: 42sydandao@utc.edu.vn 2.2. CỐT THÉP 2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (7/8) Cấp 300 (Cấp 40...

pdf57 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 328 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng môn Kết cấu bê tông cốt thép - Chương 2: Vật liệu dùng trong kết cấu bê tông cốt thép - Đào Sỹ Đán, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
đ bằng thí nghiệm Có 2 loại thí nghiệm ư x . :
 Thí nghiệm kéo trực tiếp;
 Thí nghiệm kéo gián tiếp: gồm thí nghiệm uốn phá hoại dầm và thí 
nghiệm ép chẻ mẫu trụ tròn.
18sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.2. Các tính chất tức thời của bê tông (14/19)
Các thí nghiệm 
xác định cường 
độ chịu kéo của 
bê tông
Theo lý thuyết đàn hồi 
(Timoshenko và và Goodier, 1951)
19sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.2. Các tính chất tức thời của bê tông (15/19)
 Các công thức thực nghiệm xđ cường độ chịu kéo của bê tông:
 Theo A.5.4.2.6:
fr = 0 63sqrt(f’c);,
 Theo Collins và Mitchell (1991) và Hsu (1993):
fcr = 0,33sqrt(f’c)
Ta thấy, fr > fcr ?
20sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.2. Các tính chất tức thời của bê tông (16/19)
 Đ ờ hệ bđ khi ké (C lli à Mit h ll 1991)ư ng cong quan us- o o ns v c e , :
 Nhánh đi lên (1 <= cr = fcr/Ec): f1 = 1.Ec;
 Nhánh đi xuống (1> cr): f1 = 1.2.fcr/(1+sqrt(5001)).
Trong đó, f1 và 1 là us và bd kéo trung bình của bê tông.
21sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.2. Các tính chất tức thời của bê tông (17/19)
Cá hệ ố 1 à 2 đ đị h hc s  v  ược quy n n ư sau:
1 là hệ số xét đến đặc trưng dính kết của cốt thép:
1 = 1,0 cho ct có gờ;
1 = 0,7 cho sợi và tao thép có dính bám;
1 = 0 cho cốt thép không dính bám.
2 là hệ số xét đến tính chất của tải trọng:
2 = 1,0 đối với tải trọng ngắn hạn;
2 = 0,7 đối với tải trọng thường xuyên (dài hạn) và tải 
trọng lặp.
Như vậy nếu không có ct hoặc cốt thép không dính bám thì không có, 
nhánh đi xuống  ưs kéo trong bt sau khi nứt bằng không. Tuy nhiên 
nếu ct có dính bám thì us kéo này còn tồn tại
22sydandao@utc.edu.vn
 .
2.1. BÊ TÔNG
2.1.2. Các tính chất tức thời của bê tông (18/19)
c) Hệ số giãn nở nhiệt
Hệ số gnn nên đ ợc ác định bằng thí nghiệm trong phòng Khi không ư x . 
có số liệu chính xác, có thể lấy hệ số gnn như sau:
c = 10,8.10-6 /0 C cho bt có tỷ trọng thông thường;
c = 19,0.10-6 /0 C cho bt có tỷ trọng thấp.
d) Hệ số Poisson
HKhi khô ó ố liệ hí h á ó thể lấ hệ ố P i 0 2 Đốing c s u c n x c, c y s o sson = , . 
với ck cho phép nứt, có thể không xét đến hiệu ứng Poisson.
23sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.2. Các tính chất tức thời của bê tông (19/19)
Một số hình ảnh thí nghiệm
24sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (1/12)
) C ờ độ hị é ủ bê tô th thời ia ư ng c u n n c a ng eo g an
 Thông thường, cđcn của bt tăng theo tg và phụ thuộc và nhiều yếu 
tố, như loại xi măng, tỷ lệ N/X, đk bảo dưỡng. Có nhiều pp xđ cđcn của 
bê tông, như pp nén p/h mẫu, pp không phá hủy mẫu, pp gián tiếp. 
 Theo FIP, cđcn của bt theo thời gian có dạng sau:
1,5
cf /f'ci BTXMPL ®«ng cøng nhanh BTXMPL th−êng
C ờ độ hị é
1,0
ư ng c u n n 
của bê tông theo 
thường gian
0,0
0,5
25sydandao@utc.edu.vn
3 7 14 28 56 90 180 360 t (ngμy)
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (2/12)
 Theo Branson (1977), thì cđcn của bt theo thời gian có dạng:
fci t f’c/( +t)= . 
Trong đó: t là thời gian (ngày);  và  là hệ số phụ thuộc và loại XM và
đk bảo dưỡng. Với XM loại I, đk bảo dưỡng ẩm thì  = 4,0 và  = 0,85.
Khi đó ta có:
fci = t.f’c/(4,0+0,85t)
XM l i I là l i h ẩ đ d t á ô t ì h thô th ờ ioạ oạ c u n, ược s rong c c c ng r n ng ư ng, nơ
không cần có các thuộc tính đặc biệt.
26sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (3/12)
b) Co ngót của bê tông
 Co ngót? là ht giảm thể tích, ở nđộ không đổi, khi bt đông cứng.
 Phân loại co ngót? Cn có thể được chia thành 2 gđ: cn dẻo và cn
khô. CN dẻo là co ngót xảy ra trong vài giờ đầu khi bt bắt đầu đông
cứng Ở gđ này tốc độ cn nhanh cđộ nhỏ  dễ xh những vết nứt bề. ,
mặt cần đặc biệt chú ý bảo dưỡng ẩm.
 Các nhân tố ảnh hưởng đến co ngót?
 Loại XM và lượng XM.Lượng XM càng nhiều, cn càng lớn;
 Tỷ lệ N/XM càng lớn co ngót càng lớn;,
 Loại cốt liệu sử dụng, cốt liệu có độ rỗng cao và cát mịn, càng co
ngót càng cao;
 Đk môi trường và đk bảo dưỡng;
 Lượng thép sd và tỷ số giữa thể tích/diện tích bề mặt ck
27sydandao@utc.edu.vn
.
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (4/12)
 Ảnh hưởng của co ngót đến sự làm việc của kết cấu BTCT
Cn nói chung là có hại đến kết cấu btct:
Là th đổi hì h d à kt ủ k th t i hát i h ội m ay n ạng v c a c eo g an  p s n n us
trong bê tông gây các vết nứt, đb là các vết nứt bề mặt xấu và kết
ấ ễc u d bị ăn mòn;
 Gây mm us trong ct DƯL làm giảm us nén trước trong bt.
ắ Các biện pháp kh c phục
 Để giảm cn, chúng ta cần lựa chọn loại xm ít co ngót, giảm XM,
giảm N/Xm, cốt liệu ít co ngót, đầm chặt bê tông, bd ẩm tốt cho bt trong
gđ đầu;
 Để khắc phục co ngót, cta cần đặt ct ở những nơi thích hợp như
lưới ct bề mặt, tạo mạch ngừng thi công, các khe co giãn trong kết cấu.
28sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (5/12)
 Cá h đ biế d d ótc x n ạng o co ng
Cn là một quá trình rất ptạp, phụ thuộc vào nhiều ytố  khó xđ. Collins
và Mitchell (1991) đưa ra ct thực nghiệm sau:
sh = -ks.kh.(t/(35+t)).0,51.10-3 (2.1)
Trong đó, t là thời gian khô (ngày), ks là hệ số kt và kh là hệ số độ ẩm.
Mối hệ iữ k quan g a s 
và tỷ số thể tích/diện 
tích bề mặt 
(A5.4.2.3.3-1)
29sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (6/12)
Độ ẩm tương đối trung bình 
của môi trường H (%)
Kh
40
50
1,43
1,29
60
70
1,14
1,00
80
90
100
0,86
0,43
0 00 Ví d ề ó,
Công thức trên có thể sai số  50%. Vì vậy, khi không có số liệu chính
 ụ v co ng t
xác, ta có thể lấy sh = -0,0002 sau 28 ngày và -0,0005 sau 1 năm
đông cứng (A5 4 2 3 1)
30sydandao@utc.edu.vn
. . . - .
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (7/12)
) Từ biế ủ bê tôc n c a ng
 Từ biến? là ht bê tông tăng biến dạng theo tg khi tt td không đổi.
 Tải trọng không đổi? là những tt tác dụng lâu dài hay thường xuyên
vào kc như tl bản thân, kc bên trên, DƯL
 Các nhân tố ảnh hưởng đến từ biến?
 Giống co ngót? Loại XM lượng xm N/X cốt liệu đk bd lượng thép, , , , ,
sd &V/A;
 Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào:
o Độ lớn của tt không đổi: tt càng lớn tbiến càng nhiều;
o Cấp cđ của bt: cđ bt càng cao tbiến càng ít;
o Tuổi bt khi bắt đầu chịu tt: tuổi càng cao tbiến càng ít.
31sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (8/12)
 Ảnh hưởng của từ biến đến sự làm việc của kết cấu BTCT
Tb nói chung là có hại, tuy nhiên nó cũng có ích trong một số thợp:
Có h i ạ :
Làm tăng bd (đvõng) của kc; tăng bề rộng vết nứt;
ốLàm tăng mm u n dọc trong kc btct chịu nén lệch tâm;
Gây mm us trong kc btct DƯL.
 Có ích:
Phân bố lại nội lực (us) trong kc btct theo hướng có lợi.
 Các biện pháp khắc phục
 Để giảm tb, chúng ta cần chọn loại XM, cốt liệu ít tb, giảm XM, giảm
N/Xm, đầm chặt bê tông, tăng độ ẩm, giảm nđộ;
 Thêm cthép, cho kc chịu td của tt không đổi khi bê tông đã đạt cđộ.
32sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (9/12)
 Cá h đ biế d d từ biếc x n ạng o n
Tb là một quá trình rất ptạp, phụ thuộc vào nhiều ytố  khó xđ. Collins
và Mitchell (1991) đưa ra ct thực nghiệm sau:
cr(t,ti) = (t,ti). ci (2.2)
T đó i bd tứ thời (t ti) là biế d d từ biế ở thời điể trong , c c , cr , n ạng o n m ,
(t,ti) là hệ số từ biến, t là tuổi bt (ngày) và ti là tuổi bt tính từ khi tt
không đổi td (ngày). Hệ số từ biến được xđ bằng ct tn như sau:
 0,6  
   i
i0 ,118
c ft , t 0,6
i
t tH
3,5.k .k 1,58 t
120 10 t t
           
33sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (10/12)
T đó H là độ ẩ t đối ủ t (%) k là hệ ố h th ộ àrong , m ương c a m , c s p ụ u c v o
tỷ số V/A, và kf là hệ số phụ thuộc cấp cđ chịu nén của bt (Mpa) được
xđ như sau:
kf = 62/(42+f’c)
Mối quan hệ giữa kc và tỷ 
số thể tích/diện tích bề 
mặt (A5.4.2.3.2-1)
34sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (11/12)
Ví dụ về từ biến
Do tb phụ thuộc vào nhiều thông số kq của công thức trên có thể sai
số  50%.
35sydandao@utc.edu.vn
2.1. BÊ TÔNG
2.1.3. Các tính chất dài hạn của bê tông (12/12)
d) Mô đun đàn hồi cho tải trọng thường xuyên
 Như ở trên ta thấy, biến dạng tc của kc do td của tt thường xuyên là:
 = c + cr = c +  c = c(1+ ).
 mđ đh cho tt thường xuyên hay dài hạn là:
ELT = fc/  = fc/[c(1+ )]= Ec/(1+ )
 Tỷ số mđ đh giữa thép và bê tông
 Cho tải trọng tức thời: n = Es/Ec;
 Cho tải trọng thường xuyên: nLT = Es/ELT = n(1+ ).
Chú ý:
 Khi quy đổi thép sang bt trong TTGHSD, ta sd tỷ số n. Theo A5.7.1,
n >= 6 và lấy số nguyên dương.
 Khi tính bd của kc cho tt thường xuyên, ta sd ty số nLT. Tỷ số này
thường thay đổi từ 2n đến 3n Theo A5 7 1 nLT = 2n
36sydandao@utc.edu.vn
. . . , .
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (1/8)
) Phâ l i ốt thé th ờa n oạ c p ư ng
 Theo hdạng, ctt được chia thành 3 loại:
 Ct thanh: có gờ hay ttrơn, Lmax = 11700 mm, thường D >= 10 mm;
 Ct cuộn (sợi): có gờ hay tròn trơn, thường D < 10 mm;
 Lưới cốt thép hàn.
Để tăng sự dính bám giữa bt và ct ct thường được tạo gờ  ct cớ gờ,
(vằn, tròn đốt). Theo A5.4.3.1, ct phải là loại có gờ, trừ khi được sd làm
ắct đai xo n, móc treo hoặc lưới ct hàn.
 Theo cường độ chảy (fy), ctt thường theo ASTM A615M được chia
thành 3 cấp: Cấp 300 (grade 40), Cấp 420 (grade 60) và Cấp 520
(grade 75). Dưới đây là một số đặc điểm của ctt theo ASTM A615M.
37sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (2/8)
Phân loại ctt theo cường độ chảy (ASTM A615M, Bảng 2)
Loại thép
hay cấp 
Giới hạn 
chảy min, fy
Giới hạn 
bền min, fu Độ giãn dài min (%)
thép (MPa) (MPa)
Cấp 300 300 500 D10=11; D13 16 19 =12 , , 
Cấp 420 420 620
D10, 13, 16, 19 = 9; D22, 25 = 8; 
D29, D32, 36, 43, 57 = 7
ấ
D19, 22, 25 = 7; D29, 32, 36, 43,
C p 520 520 690
57 = 6
38sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (3/8)
Các loại đường kính cốt thép (ASTMA615M Bảng 1) , 
Số hiệu thanh
Các giá trị danh định
Đường kính (mm) Diện tích (mm2) Trọng lượng (kG/m)
10 9,5 71 0,560
13 12,7 129 0,994
16 15,9 199 1,552
19 19 1 284 2 235, ,
22 22,2 387 3,042
25 25,4 510 3,973
29 28,7 645 5,060
32 32,3 819 6,404
36 35,8 1006 7,907
43 43,0 1452 11,38
57 57 3 2581 20 24
39sydandao@utc.edu.vn
, ,
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (4/8)
Phân loại ctt vằn theo cường độ chảy (TCVN 1651:2-2008, Bảng 6)
Mác thép
Giới hạn chảy 
min f (MPa)
Giới hạn bền 
min f (MPa)
Độ giãn dài khi 
đứt min (%)
Độ giãn dài tại lực kéo 
lớn nhất min (%), y , u 
CB300 V 300 450 19 8-
CB400 V 400 570 14 8-
CB500-V 500 650 14 8
40sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (5/8)
Các loại đường kính cốt thép (TCVN 1651:2 2008 Bảng 2) - , 
Đường kính danh nghĩa
Các giá trị danh định
Diện tích (mm2) Khối lượng (kg/m)
6 23,8 0,222
8 50,3 0,395
10 78,5 0,617
12 113 0,888
14 154 1,21
16 201 1 58,
18 254,5 2,00
20 314 2,47
22 380,1 2,98
25 491 3,85
28 616 4,84
32 804 6,31
36 1017,9 7,99
40 1257 9,86
41sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (6/8)
Chú ý: Theo A.5.4.3.1, giới hạn chảy của cốt thép phải được chỉ rõ
trong hồ sơ thiết kế (ha tài liệ hợp đồng) Chỉ đ ợc sd cốt thép thanhy u . ư
có giới hạn chảy < 420 Mpa khi có sự chấp thuật của chủ đầu tư.
b) Đường cong quan hệ us-bd của ctt
 Đ/c quan hệ us-bd điển hình của ct trần có dạng như sau:
42sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (7/8)
Cấp 300
(Cấp 40)
Đ/c quan hệ us-bd của cốt thép trần
 Theo HV, ta thấy sự làm việc của ct trần có thể chia thành 3 gđ:
43sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.1. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (8/8)
Gđ AB (gđ đàn hồi): qhệ us-bd là tuyến tính, đặc trưng bởi độ nghiêng
của nó ha mđ đh Es 2 105 Mpa (A5 4 3 2)y = . . . . ;
fs = Es.s với s <= y = fy/Es (bdạng chảy);
Gđ BC (gđ chảy dẻo): us không tăng nhưng biến dạng vẫn tăng
fs = fy với y < s <= h;
Gđ CDE (gđ tái bền): qhệ us-bd là phi tuyến. Trong gđ này, (fu và u) là
lớ hất à bd t ứus n n v ương ng
fs = f(s) với h < s <= b
44sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.2. Cốt thép cường độ cao (cốt thép dưl) (1/5)
a) Phân loại cốt thép CĐC
 Theo hd, cốt thép cđc gồm:
S i (th ờ 3 5 ) ợ ư ng – mm ;
 Tao (thường gồm 7 sợi xoắn lại với nhau, T13 & T15);
ồ ề ề ắ Cáp g m nhi u sợi hoặc nhi u tao đặt // hoặc xo n lại với nhau;
 Thanh thép CĐC.
ầ Theo AASHTO, trong các ct c u thường sd 3 loại sau:
 Tao thép cđc không bọc khử us dư hoặc độ tự chùng thấp (<2,5%);
 Thanh thép cđc không bọc tròn trơn hoặc có gờ.
 Loại thép cđc không khử us dư có mm ưs do tự chùng cao nên
không sd trong ct cầu.
45sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.2. Cốt thép cường độ cao (cốt thép dưl) (2/5)
 Tao thép cđc 7 sợi được quy định trong ASTM A416M và thanh thép
cđc được quy định trong ASTM A722. Dưới đây là một số đặc điểm của
ốt thé CĐCc p .
Phân loại thép CĐC theo cường độ (A5.4.4.1)
Vật liệu
Loại hoặc cấp 
thép
Đường kính 
(mm)
Cường độ chịu 
kéo min, fpu (MPa)
Cường độ chảy 
min, fpy (MPa)
Tao cáp 
Cấp 1725 
(Grade 250)
6,35 15,24 1725 85%fpu, ngoại trừ 
90%f đối với tao
thép pu 
tự chùng thấp
Cấp 1860 
(Grade 270)
9,35  15,29 1860
Thép 
thanh
Loại 1, tròn trơn 19 35 1035 85%fpu
Loại 2, có gờ 15  36 1035 80%fpu
46sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.2. Cốt thép cường độ cao (cốt thép dưl) (3/5)
Các loại tao thép cđc (ASTM A416M, Bảng 1)
Cấp 1725 (Grade 250)
ốS hiệu Đường kính (mm) Diện tích (mm2) TLĐV (kg/m)
6 6,4 23,2 182
8 7 9 37 4 294, ,
9 9,5 51,6 405
11 11,1 69,7 548
13 12,7 92,9 730
15 15,2 139,4 1094
ấC p 1860 (Grade 270)
9 9,53 54,8 432
11 11 11 74 2 582, ,
13 12,7 98,7 775
15 15,24 140,0 1102
47sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.2. Cốt thép cường độ cao (cốt thép dưl) (4/5)
b) Đường cong us biến dạng của thép cđc
48sydandao@utc.edu.vn
2.2. CỐT THÉP
2.2.2. Cốt thép thường (cốt thép không dưl) (5/5)
Từ HV, ta thấy đc qh us-bd có 2 gđ: đàn hồi tuyến tính và kđh phi tuyến
197000 ®èi víi 0 008    ,
0,4
1710 < 0,98 ®èi víi 0,008 
0 006
ps ps
ps
pu ps
f
f 
      
Grade 250
Mô 
đun 
đàn 
ồ ,ps 
197000 ®èi víi 0 008   
h i
 ,
0,517
1848 < 0,98 ®èi víi 0,008 
0 0065
ps ps
ps
pu ps
f
f 
      
Grade 270
,ps 
207000 ®èi víi 0,004ps ps     Th h
0,192
1020 < 0,98 ®èi víi 0,004 
0,003
ps
pu ps
ps
f
f 
     
an 
thép cđc
49sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.1. Lực dính bám giữa bê tông và cốt thép (1/4)
) Khái iệa n m
Lực dính bám giữa bê tông và cốt thép là yếu tố cơ bản đảm bảo sự
làm việc chung giữa hai loại vật liệu, làm cho bê tông và cốt thép có
cùng biến dạng với nhau và có sự truyền lực qua lại giữa chúng.
b) Thí nghiệm xác định lực dính bám
 Mẫu thí nghiệm: mẫu được chế tạo
bằng cách đổ bê tông ôm lấy một đoạn cốt
thép (HV);
 Tiến hành thí nghiệm: kéo (có thể nén)
C
tụt thanh thép khỏi khối bê tông;
50sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.1. Lực dính bám giữa bê tông và cốt thép (2/4)
 L dí h bá t bì h iữ bt à t ẽ làực n m rung n g a v c s :
P 
 Để thanh thép bị kéo tụt ra khỏi bê tông thì chiều dài chôn l phải hạn
l
chế trong một phạm vi nào đó. Nếu l quá lớn thì thanh thép có thể bị
ké hả h ặ đứt à khô bị ké t t khỏi bto c y o c m ng o ụ ra
 TN cho thấy lực db dọc theo thanh ct là không đều, nó bằng không
ở hai đầu và max điểm các tiết diện đầu tiên một đoạn C:
  = .max max = /  = P/(l)1 1C l   
 = hệ số hiệu chỉnh biểu đồ lực dính < 1,0.
4 3 
51sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.1. Lực dính bám giữa bê tông và cốt thép (3/4)
) Cá hâ tố t ê l dí h bác c n n ạo n n ực n m
Bằng suy luận lý thuyết cũng như TN, ta thấy rằng ldb giữa bt và ct
được tạo nên bởi các nhân tố chủ yếu sau:
 Lực ma sát: khi bt đông cứng, do ảnh hưởng của co ngót nên bt ôm
chặt lấy cốt thép tạo nên lực ma sát giữa chúng;
L t tá h ới ốt thé ó ờ hầ bt ằ iữ á ờ ực ương c cơ ọc: v c p c g , p n n m g a c c g
chống lại sự trượt của thanh ct;
 Lực dán hóa học: keo xm có tác dụng như một thứ hồ dán ct vào bt.
Nhậ ét Với t t ò t thì l là hủ ế Với t ớ ờ thì ln x : c r n rơn ực ms c y u. c c g ực
tương tác cơ học là quan trọng. Lực dán hóa học chỉ chiếm một phần
nhỏ trong lực dính bám.
52sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.1. Lực dính bám giữa bê tông và cốt thép (4/4)
d) Các yếu tố ảnh hưởng đến lực dính bám
Diện tích gờ tính đổi của cốt thép ;
 Cường độ và thành phần của bê tông;
 Bề dày lớp bê tông bảo vệ;
 Đường kính cốt thép;
 Vị trí cốt thép khi đổ bê tông.
53sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.2. Chiều dài phát triển lực (triển khai cốt thép)
 Khái niệm: Lực cần thiết để kéo một thanh cốt thép ra khỏi một khối
bê tông sẽ tăng lên khi chiều dài chôn của thanh này tăng lên. Khi
hiề dài hô t ở ê đủ lớ th h thé ẽ bị hả dẻ h ặ bị đứtc u c n r n n n, an p s c y o o c
mà không bị kéo tuột khỏi bt (HV). Chiều dài chôn tối thiểu, cần thiết để
ả ẻ ề ể ềthanh thép bị ch y d o gọi là chi u dài phát tri n lực, ld. Chi u dài phát
triển lực, ld, được sử dụng như là một giá trị chỉ thị cho đặc trưng dính
ốbám của các thanh c t thép.
Định nghĩa về chiều 
dài phát triển lực
54sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.3. Các dạng phá hoại và hư hỏng của bê tông cốt thép (1/3)
) Phá h i d hị la oạ o c u ực
 Cấu kiện chịu kéo: sau khi bt bị nứt, toàn bộ lực kéo do cốt thép 
chịu. Sự phá hoại xảy ra khi cốt thép đạt đến giới hạn chảy.
 Cấu kiện chịu nén: sự phá hoại bắt đầu khi ứng suất nén trong bê 
tông đạt đến cường độ chịu nén và bê tông bị nén vỡ.
 Cấu kiện chịu uốn: sự phá hoại có thể bắt nguồn từ vùng nén hoặc 
vùng kéo tùy thuộc vào hàm lượng cốt thép chịu kéo. Nếu lượng cốt 
ắ ầthép chịu kéo vừa phải, sự phá hoại sẽ b t đ u từ vùng chịu kéo khi 
cốt thép bị chảy, có biến dạng lớn và vết nứt mở rộng. Nếu lượng cốt 
thép chịu kéo quá nhiều, sự phá hoại sẽ bắt đầu từ vùng bê tông chịu 
nén khi bê tông vùng nén đạt đến cường độ giới hạn và bị nén vỡ.
55sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.3. Các dạng phá hoại và hư hỏng của bê tông cốt thép (2/3)
b) Phá h i d biế d ỡ bứoạ o n ạng cư ng c
Biến dạng cưỡng bức gây ra do chuyển vị của các liên kết (gối tựa), do
thay đổi nhiệt độ, do co ngót của bê tông,v.v. Trong kết cấu tĩnh định
biến dạng cưỡng bức không gây ra nội lực nhưng trong kết cấu siêu,
tĩnh biến dạng cưỡng bức thường bị ngăn cản, làm phát sinh nội lực và
có thể làm kết cấu bị hư phá hoại, giống như phá hoại do chịu lực.
c) Phá hoại hay hư hỏng do tác động của môi trường
Do tác động của mt, btct có thể bị hư hỏng do các tác động sau:
 Tác động cơ lý: như bt có thể bị bào mòn do mưa, dòng chảy, bị
nóng do mặt trời, bị lạnh do băng tuyết và bị lão hóa theo thời gian.
56sydandao@utc.edu.vn
2.3. BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.3. Các dạng phá hoại và hư hỏng của bê tông cốt thép (3/3)
 Tá độ hó h bt ó thể bị ă ò d á hó hất h ít bc ng a ọc: c n m n o c c a c , n ư ax , a
dơ, muối, có trong môi trường. Các chất này phản ứng với bt tạo ra các
ấ ố ểch t hòa tan hoặc làm giảm cđộ bt. C t thép trong bt cũng có th bị
hòa tan bởi các hóa chất của mt. Nó cũng có thể bị gỉ nếu không được
bảo vệ tốt hoặc bề rộng vết nứt lớn. Gỉ làm cho ct tăng nhanh thể tích
và có thể làm bt xung quanh bị nứt vỡ.
 Tác động sinh vật: các sinh vật như rong rêu, hà và vi khuẩn cũng
có thể gây hư hỏng bt do tác dụng của các chất hh do chúng tiết ra.
d) Các biện pháp bảo vệ
 Bảo đảm lớp bt bảo vệ công trình đg thông thoáng dễ thoát nước; , , , 
 Làm sạch bề mặt ct trước khi đổ bt, sơn bảo vệ mặt ngoài bêtông.
 Dùng cốt liệu và nước sạch để đổ bêtông
57sydandao@utc.edu.vn
 .

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_mon_ket_cay_be_tong_cot_thep_chuong_2_vat_lieu_dun.pdf
Ebook liên quan