Chuyên đề không gian nhịp lớn PHẠM VI ỨNG DỤNG của bê TÔNG cốt THÉP

SƠ LƢỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

1850: Lambot (Pháp) chế tạo chiếc tàu bằng lưới sắt ngoài trát vôi thủy,

Quá trình phát triển chia thành 3 giai đoạn:

- Giai đoạn phát minh và mò mẫm trong thực tiễn, bố trí cốt thép theo caím tênh

Giai đoạn nghiên cứu lý luận và ứng dụng rộng rãi từ sau năm 1880 đã tập trung vào việc phân tích cường độ của bê tông và cốt thép, cũng như lực dính giữa chúng Nghiên cứu này giúp giải thích sự tương tác và làm việc chung hiệu quả giữa bê tông và cốt thép trong các công trình xây dựng.

Hiện nay, giai đoạn phát triển đã đạt được những bước tiến quan trọng trong việc xây dựng các phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép, dựa trên nền tảng của môn sức bền vật liệu Các phương pháp này tính toán theo giai đoạn phá hoại, có xem xét đến tính biến dạng dẻo của vật liệu và trạng thái giới hạn Ngoài ra, nghiên cứu và chế tạo thành công bê tông cốt thép ứng lực cũng là một thành tựu đáng chú ý trong lĩnh vực này.

Con thuyền lamb Joseph-Louis Lambot

Chuyên đề Không gian nhịp lớn Trang 10

BẢN CHẤT CỦA BÊ TÔNG CỐT THÉP

Bê tông cốt thép (BTCT) là vật liệu xây dựng phức hợp do bí tông (BT) và cốt thép (CT) cùng cộng tác chịu lực:

BT là đá nhân tạo được chế tạo từ các vật liệu rời ( cát, sỏi, gọi là cốt liệu) và chất kết dính (xi măng hoặc các chất dẻo)

Cát xây dựng Đá 2x3 Xi măng

Tùy vào tỷ lệ cát, đá, xi măng, sắt thép trong BT mà có khối lượng riêng khác nhau

Nhưng thường của BTCT: 2500kg/m 3

Bó tọng cốt thộp: Để thấy rõ ý nghĩa kinh tế kỹ thuật của việc đặt CT vào BT tạo nên 1 kết cấu BTCT, làm thí nghiệm đơn giản sau:

Khi uốn một dầm bê tông, chúng ta nhận thấy dầm thường bị hư hại sớm do xuất hiện vết nứt ở vùng bê tông chịu kéo Trong khi đó, vùng bê tông chịu nén vẫn còn khả năng chịu lực lớn, với ứng suất nén thấp hơn so với giới hạn chịu nén của vật liệu Điều này cho thấy rằng khả năng chịu lực của bê tông ở vùng nén vẫn còn dồi dào.

Chuyên đề Không gian nhịp lớn Trang 11 chưa được tận dụng hết gây lãng phí vật liệu (Mà thường khả năng chịu nén của

BT lớn hơn từ 10-20 lần khả năng chịu kẹo cuía nọ)

Khi đặt một lượng bê tông (CT) thích hợp vào vùng bó tọng của dầm, khả năng chịu lực của dầm sẽ tăng lên đáng kể Khi bê tông ở vùng kéo bị nứt, cốt thép sẽ đảm nhận vai trò thay thế, tiếp nhận toàn bộ ứng lực trong vùng kéo, giúp dầm vẫn duy trì khả năng chịu tải.

BTCT chỉ bị phá hoại khi BT vùng nén bị ép vỡ hoặc cốt thép chịu kéo bị đứt

Thép có khả năng chịu kéo và nén tốt, vì vậy có thể sử dụng thép trong các vùng chịu nén để nâng cao khả năng chịu lực, giảm kích thước tiết diện, hoặc để đối phó với các lực kéo ngẫu nhiên.

Vậy thực chất bê tông cốt thép là một vật liệu xây dựng hỗn hợp mà trong đó

BT và CT đã liên kết hợp lý với nhau để cùng làm việc trong một kết cấu

Sở dĩ BT và CT có thể cùng làm việc được là do:

- Lực dính bám giữa BT và CT: BT khi ninh kết thì dính chặt với

CT và BT cần có khả năng truyền lực qua lại, với lực dính đóng vai trò quan trọng Điều này giúp tối ưu hóa khả năng chịu lực của cốt thép và giảm thiểu bề rộng khe nứt.

Giữa bê tông (BT) và thép không xảy ra phản ứng hóa học có hại, giúp bảo vệ thép khỏi han rỉ Bê tông có độ đặc chắc, bao bọc và bảo vệ cấu trúc thép, đồng thời ngăn ngừa tác động tiêu cực của môi trường đối với thép.

- BT và thép có hệ số giản nở nhiệt gần bằng nhau (α ct= 1,2.10 -5 ; αb -5 ∼1,5.10 -5 ) Nên khi nhiệt độ thay đổi trong phạm vi thông thường dưới

100 0 C thì ứng suất ( ban đầu ) xảy ra trong vật liệu không đáng kể.

BÊ TÔNG

Cường độ của BT

Cường độ là một chỉ tiêu cơ học quan trọng, thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu bê tông (BT) Đây là đặc trưng cơ bản giúp phân biệt các loại bê tông khác nhau.

Cường độ của bê tông (BT) phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó Để xác định cường độ của BT, các thí nghiệm phá hoại mẫu là phương pháp phổ biến và trực tiếp nhất Bên cạnh đó, có thể áp dụng các phương pháp gián tiếp như siêu âm hoặc ép lõm viên bi trên bề mặt BT, và các phương pháp này cũng có thể thực hiện trên kết cấu.

1.1 Cường độ chịu nén: Để xác định cường độ chịu nén của BT thường người ta thí nghiệm nén các mẫu lập phương có cạnh a, 15, 20 cm, hay khối lăng trụ đáy vuông, khối trụ troìn

Cường độ khối vuông (kí hiệu R) để xác định mác BT về chịu nén

1.2 Cường độ chịu kéo: Để xác định cường độ chịu kéo của bê tông người ta lấy mẫu thử là hình trụ có tiết diện 10x10cm (cho kéo đúng tâm) và 15x15cm (cho chịu kéo khi uốn)

1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của BT:

 Thành phần và cách chế tạo BT: Đây là nhân tố quyết định đến cường độ BT

- Chất lượng và số lượng xi măng

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

- Chất lượng của việc trộn vữa BT, đầm và bảo dưỡng BT

Các yếu tố này đều ảnh hưởng đến cường độ BT nhưng mức độ có khác nhau

 Thời gian (tuổi của BT):

Cường độ bê tông (BT) tăng dần theo thời gian, với giai đoạn đầu tăng nhanh chóng và sau đó chậm lại Sự tăng cường độ này được xác định thông qua công thức thực nghiệm, cụ thể là công thức của Sec (1926).

Công thức của Nga (1935), (Skrantaep):

28, R t, là cường độ của bê tông tương ứng với tuổi 1, 10,

Công thức Sec cho phép xác định cường độ bê tông tại tuổi 1 và 10 ngày, tuy nhiên, điều này có thể gây bất tiện Ngược lại, công thức của Nga cho kết quả chính xác hơn khi bê tông đạt tuổi ≥ 7 ngày, sử dụng xi măng Portland và được dưỡng hộ trong điều kiện bình thường.

Lực ma sát giữa bàn nén và mẫu thử có tác động đáng kể đến cường độ bê tông khi nén Khi mẫu bị nén, ngoài việc biến dạng theo phương lực tác dụng, mẫu còn xảy ra hiện tượng nở ngang Sự nở ngang quá mức này có thể dẫn đến việc bê tông bị phá vỡ do ứng suất kéo, làm giảm khả năng chịu kéo của nó.

BT kém hơn chịu nén nhiều lần)

Kết quả cho thấy trường hợp 1 mẫu có cường độ lớn hơn: R

Lực ma sát giữa bàn nén và mẫu thử đóng vai trò như một vành đai, ngăn cản sự nở ngang của bê tông (BT) khi chịu nén Ảnh hưởng của lực ma sát giảm dần khi xa mặt tiếp xúc, dẫn đến việc mẫu thử bị phá hoại theo những đường nứt dạng chóp.

Trong trường hợp không có lực ma sát, bê tông sẽ tự do nở ngang khi chịu nén, dẫn đến ứng suất kéo ngang phân bố đồng đều trên chiều cao mẫu Hệ quả là các vết nứt xuất hiện theo phương đứng và gần như song song với nhau Lưu ý rằng trong thí nghiệm, việc bôi dầu là không được phép.

Kích thước mẫu thử ảnh hưởng đến cường độ bê tông, với mẫu nhỏ chịu lực ma sát lớn hơn, dẫn đến cường độ cao hơn so với mẫu lớn Khi tiến hành thí nghiệm với mẫu có kích thước khác tiêu chuẩn (150x150x150), cần quy đổi cường độ về mẫu tiêu chuẩn bằng cách nhân với hệ số quy đổi Đồng thời, mẫu lăng trụ có cường độ thấp hơn mẫu khối vuông cùng kích thước đáy, với tỷ lệ R lt = (0.7-0.8)R.

Tốc độ gia tải trong thí nghiệm có tác động đáng kể đến cường độ của mẫu Khi tốc độ gia tải chậm, cường độ có thể đạt khoảng 0.85 so với trị số thông thường, trong khi khi gia tải tăng nhanh, cường độ sẽ thay đổi theo cách khác.

Trong chuyên đề Không gian nhịp lớn, cường độ mẫu có thể tăng từ 1.2 đến 1.4 lần Khi thực hiện thí nghiệm, cần tuân thủ quy trình TN với tốc độ 2kg/cm²/s.

Môi trường với nhiệt độ và độ ẩm cao có thể rút ngắn thời gian ninh kết của bê tông (BT) đáng kể Việc dưỡng hộ BT bằng hơi nước nóng giúp tăng cường độ nhanh chóng trong vài ngày đầu, nhưng cũng làm cho BT trở nên giòn hơn và cường độ cuối cùng thường thấp hơn so với BT được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn.

Mác Bê tông

Mác bê tông là chỉ số phản ánh các đặc trưng cơ bản về chất lượng của bê tông Tùy thuộc vào tính chất và nhiệm vụ của kết cấu, mác bê tông được quy định dựa trên các đặc trưng khác nhau.

2.1 Mâc theo cường độ chịu nĩn: Kí hiệu M

Mác theo cường độ chịu nén là chỉ tiêu cơ bản nhất đối với mọi loại BT và kết cấu

Mác theo cường độ chịu nén được xác định bằng cường độ chịu nén trung bình (đơn vị Kg/cm²) của các mẫu bê tông khối vuông có cạnh 15cm, sau 28 ngày dưỡng hộ và thí nghiệm trong điều kiện tiêu chuẩn với nhiệt độ khoảng 20°C và độ ẩm tối thiểu 90%.

M là đại lượng không thứ nguyên Quy phạm qui định mác chịu nén của BT theo cấp sau:

(Khi chọn mác BT theo cấp qui định để dễ dàng sử dụng các số liệu về thành phần và các đặc trưng cơ lý được lập sẵn)

BTCT phaíi duìng BT cọ M ≥ 150

2.2 Mâc theo cường độ chịu kĩo: Kí hiệu K

Các kết cấu yêu cầu chống nứt cần được lựa chọn bê tông (BT) dựa trên chỉ tiêu chịu kéo Mác bê tông theo cường độ chịu kéo được xác định bằng cường độ chịu kéo trung bình, tính theo đơn vị Kg/cm², của các mẫu thử tiêu chuẩn.

Quy phạm qui định mác chịu kéo theo cấp sau:

2.3 Mâc theo khả năng chống thấm: Kí hiệu T

Mác theo khả năng chống thấm là con số lấy bằng áp suất lớn nhất (tính bằng atm) mà mẫu chịu được để nước không thấm qua

Cấp chống thấm của BT: T2, T4, T8, T10, T12

T cần quy định cho các kết cấu có yêu cầu chống thấm hoặc độ chắc chắc của BT như các công trình thủy lợi, thủy điện

Biến dạng của BT

3.1 Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn:

Trong thí nghiệm nén mẫu thử hình lăng trụ với tốc độ tăng tải từ từ, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng Đồ thị này cho thấy rằng khi ứng suất (σ) còn nhỏ, độ cong của đồ thị ít, nhưng khi ứng suất tăng lên, độ cong của đồ thị trở nên rõ rệt hơn.

- Điểm D ứng với lúc mẫu bị phá hoại: ứng suất đạt R nvà biến dạng cực đại εch

Khi σ b đạt đến σ b1 < R n và giảm tải từ từ, đường giảm tải sẽ không trùng với đường tăng tải, dẫn đến biến dạng của bê tông không phục hồi hoàn toàn Khi σ b = 0, vẫn còn tồn tại ε d, cho thấy biến dạng toàn phần của bê tông bao gồm hai phần: phần có thể khôi phục gọi là biến dạng đàn hồi ε đh và phần không thể khôi phục gọi là biến dạng dẻo ε d Do đó, biến dạng toàn phần được biểu diễn bằng công thức: ε b = ε đh + ε d.

Do vậy BT là vật liệu đàn hồi-dẻo

Tốc độü gia tải khác nhau thì các đường biểu diễn quan hệ σ - ε khác nhau

Tính chất đàn hồi của BT được đặc trưng bởi môđun đàn hồi ban đầu E b

Môđun biến dạng dẻo của BT E b’ là một giá trị thay đổi Quan hệ giữa E b vaì E b’ được rút ra từ quan hệ σ-ε trên σb= E b ε âh ; σb= E b’.( ε âh+ ε d) = E b’ ε b

Khi σ bé biến dạng chủ yếu là đàn hồi, (ν ≈1) Khi σ lớn biến dạng dẻo tăng lên ν giảm dần (v

Biến dạng giới hạn khi nén trung tâm ≈ 0,002

Biến dạng giới hạn khi uốn ≈ 0,0035

Eb thay đổi theo mác BT (có bảng tra)

Khi chịu kéo cũng có biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo:

Ebk’= ν kE b Biến dạng cực hạn khi kéo khá bé ≈ 0,00015

Thí nghiệm cho thấy khi BT chịu kéo sắp nứt thì ν k≈ 0,5 nãn:

3.2 Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: Hiện tƣợng từ biến của BT

Trong thí nghiệm nén mẫu đến (σ b, ε b) và giữ tải trong thời gian dài, biến dạng của bê tông (BT) tiếp tục gia tăng dưới tác động của tải trọng dài hạn Ban đầu, tốc độ tăng biến dạng diễn ra nhanh chóng, sau đó chậm dần theo thời gian.

Phần biến dạng dẻo tăng lên do tải trọng tác dụng dài hạn gọi là biến dạng từ biến

Hiện tượng biến dạng dẻo tăng theo thời gian trong khi ứng suất không đổi gọi là hiện tượng từ biến của BT

Biến dạng dẻo ban đầu là một phần quan trọng của quá trình biến dạng, diễn ra nhanh chóng khi ứng suất σ b giảm xuống dưới giới hạn ε tb Khi ứng suất σ b gần đạt đến giới hạn chịu kéo R n, biến dạng ε tb tiếp tục gia tăng cho đến khi mẫu vật bị phá hủy.

Các nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng từ biến:

- Ứng suất trong BT lớn → biến dạng từ biến lớn

- Tuổi BT lúc đặt tải lớn → biến dạng từ biến bé

- Độ ẩm W môi trường lớn → biến dạng từ biến bé

- Tỉ lệ N/X lớn, độ cứng cột liệu bé → biến dạng từ biến lớn

- Cũng tỉ lệ N/X nhưng lượng X tăng → biến dạng từ biến tăng

Có thể biểu diễn từ biến qua một trong hai chỉ tiêu sau:

- Đặc trưng từ biến: = ε tb/ ε đh Không thứ nguyên

- Suất từ biến: c= ε tb/ σ b (cm 2 /KG)

Các chỉ tiêu ϕ, c đều tăng theo thời gian, và đạt đến giới hạn ổn định là , c

 Tác hại của hiện tượng từ biến:

- Làm tăng độ võng của cấu kiện

- Làm tăng độ uốn dọc của cấu kiện chịu nén

- Mở rộng khe nứt trong BT

- Gây mất mát ứng suất trong CT ứng lực trước c Biến dạng do tải trọng lặp lại:

Khi tải trọng tác động lên kết cấu lặp đi lặp lại nhiều lần, hiện tượng biến dạng dẻo sẽ dần tích lũy, dẫn đến mỏi cho kết cấu Ngoài ra, biến dạng cũng có thể xảy ra do co ngót.

Co ngót là hiện tượng BT giảm thể tích khi ninh kết trong không khí (Nếu ninh kết trong nước BT có thể nở ra chút ít)

Hiện tượng co ngót trong xi măng xảy ra do sự biến đổi lý hóa trong quá trình thủy hóa, khi chất keo sinh ra có thể tích nhỏ hơn thể tích chất ban đầu Nguyên nhân của hiện tượng này có thể bao gồm sự bay hơi của nước và các yếu tố khác.

Biến dạng co ngót chủ yếu xảy ra trong giai đoạn đông cứng đầu tiên và diễn ra chậm dần sau đó Sự co ngót này phân bố cả trên bề mặt và trong chiều sâu của vật liệu, với mức độ co ngót ở bề mặt thường cao hơn so với bên trong.

Mức độ co ngót khi đông cứng trong không khí (2-4).10 -4 , trong nước nở ra từ 1/5-1/2 mức độ co

Các nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng co ngót:

- Số lượng và loại xi măng: lượng xi măng↑→ co ngót↑, xi măng có hoảt tênh cao → co ngọt↑

- Tỉ lệ N/X tăng → co ngót tăng

- Cát nhỏ hạt, cốt liệu rỗng → co ngót tăng

- Chất phụ gia làm BT ninh kết nhanh → co ngót tăng

- BT chưng hấp ở nhiệt độ cao thì co ngót ít hơn

 Co ngót là một hiện tượng có hại:

- Làm thay đổi hình dạng và kích thước cấu kiện

Co ngót không đều trên bề mặt bê tông có thể dẫn đến việc hình thành khe nứt, do sự khác biệt trong mức độ co ngót giữa bề mặt và chiều sâu bên trong Điều này khiến cho lớp bề mặt dễ bị biến dạng, gây ra những vết nứt không mong muốn.

BT này chịu kéo → gây nứt), làm thay đổi cấu trúc của BT, giảm khả năng chịu lực và tuổi thọ của công trình

 Các biện pháp khắc phục:

- Chọn thành phần cốt liệu hợp lý, hạn chế lượng nước trộn, tỉ lệ N/X hợp lý

- Đầm chắc BT, bảo dưỡng BT thường xuyên ẩm trong giai đoạn đầu

- Các biện pháp cấu tạo như bố trí khe co dãn, đặt cốt thép cấu tạo ở những nơi cần thiết để chịu ứng suất do co ngót gây ra, v.v

CỐT THÉP

Yêu cầu đối với cốt thép dùng trong BTCT

- Đảm bảo cường độ theo thiết kế

- Phải có tính dẻo cần thiết

- Phải dính kết tốt và cùng chịu lực được với BT trong mọi giai đoạn làm việc của kết cấu

- Dễ gia công: dễ uốn, cắt, và hàn được

- Tận dụng được triệt để khả năng chịu lực của cốt thép khi kết cấu bị phạ hoải

- Tiết kiệm thép và tốn ít sức LĐ.

Một số tính chất cơ bản của cốt thép

Biểu đồ ứng suất-biến dạng là công cụ quan trọng để xác định cường độ của các vật liệu, đặc biệt là thép Thí nghiệm kéo mẫu thép được thực hiện để thu thập dữ liệu và vẽ biểu đồ này, giúp phân tích tính chất cơ học của vật liệu.

Biểu đồ thể hiện hai giai đoạn chính: giai đoạn đàn hồi với phần thẳng và giai đoạn biến dạng dẻo với phần cong và nằm ngang Đặc biệt, đoạn nằm ngang được gọi là thềm chảy, phản ánh tính chất của thép trong quá trình chịu lực.

Nếu kéo thép trong giai đoạn đàn hồi rồi giảm tải thì đường giảm tải trở về theo đường tăng tải đến gốc tọa độ

Khi kéo thép đến giai đoạn biến dạng dẻo và sau đó giảm tải, biểu đồ không trở về đường cũ mà song song với đoạn biểu diễn giai đoạn đàn hồi, tạo ra một biến dạng dư ε d Nếu tiếp tục kéo mẫu thép này, giai đoạn đàn hồi sẽ lớn hơn trong khi vùng biến dạng dẻo sẽ giảm.

Căn cứ theo biểu đồ trên, người ta qui định 3 giới hạn sau:

- Giới hạn bền: Là ứng suất lớn nhất thép chịu được trước khi bị đứt

- Giới hạn đàn hồi: Là ứng suất ở cuối giai đoạn đàn hồi

- Giới hạn chảy: Là ứng suất ở đầu giai đoạn chảy dẻo.

Phân loại CT

a Phân loại theo độ cứng:

- Cốt mềm: d ≤ 40mm, có thể uốn được (Tiết diện vuông, tròn có thể trơn hoặc có gờ)

- Cốt cứng: d >40 mm, thép hình I, L,[ ( Các cốt cứng này có thể chịu lổỷc khi thi cọng)

Chuyên đề Không gian nhịp lớn Trang 25 b Phân loại theo tính chất cơ học:

- Trên biểu đồ quan hệ σ-ξ có thềm chảy rõ ràng, có vùng biến dạng dẻo lớn, εgh=(6 - 25)%

Kéo thép nguội là một quá trình quan trọng trong ngành công nghiệp, giúp nâng cao cường độ và giới hạn đàn hồi của thép Khi kéo thép vượt quá giới hạn chảy và sau đó giảm tải, thép sẽ trở về vị trí ban đầu Sau 48 giờ, việc kéo lại cho thấy cường độ của thép được cải thiện, mặc dù tính dòn cũng tăng lên Phương pháp này thường được áp dụng cho các loại thép như CT3, CT5 và có thể thực hiện thông qua chuốt nguội hoặc dập nguội.

- Không có thềm chảy rõ ràng, thường người ta lấy ứng suất tương ứng với ε =0,2

% là giới hạn chảy quy ước, ε gh=(2 - 4)%

Thường là thép cường độ cao.

Các loại thép

Theo TCVN 1651-75: CI, CII, CIII, CIV Với các đường kính danh nghĩa 6,

8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 36, 40 mm Nhọm CI cọ dảng troỡn trồn;

CII, III, IV có gờ

AI, AII, AII, AIV, AV laì thẹp cạn nọng;

A-IIB, A-IIIB laỡ theùp keùo nguọỹi

Có nước đặt tên thép theo giới hạn chảy hoặc đặt theo giới hạn bền, v.v

Nguyên lý chung về cấu tạo

BTCT là vật liệu hỗn hợp với tính chất làm việc phức tạp Để đơn giản hóa quá trình tính toán, người ta sử dụng một số giả thuyết để xác định nội lực và tính toán tiết diện, tuy nhiên, một số giả thuyết này không hoàn toàn phù hợp với thực tế Do đó, việc bố trí cấu trúc cần tuân thủ các quy định về cấu tạo để tối ưu hóa khả năng chịu lực của vật liệu và giảm thiểu các hư hại có thể xảy ra.

5.1 Khung và lưới cốt thép:

CT trong kết cấu BTCT không đặt riêng lẻ mà liên kết với nhau thành khung hoặc lưới để:

- Giữ vị trí cốt thép khi thi công

- Các cốt thép cùng nhau chịu các lực tập trung cục bộ

- Chịu các ứng suất phức tạp mà trong tính toán không xét đến được Liên kết các cốt thép bằng cách buộc hoặc hàn

Khung cốt thép Lưới cốt thép

Chuyên đề Không gian nhịp lớn Trang 27 a Khung cốt thép: Nói chung gồm cốt dọc, cốt ngang, cốt thi công Thường đặt ở cột, dầm

- Chịu tải trọng động tốt

- Bố trí cốt thép linh động

- Không cần thiết bị hàn

-Chịu lực không tốt bằng hàn

- Chậm, không cơ giới hóa b Lưới cốt thép :

Có thể buộc hoặc hàn lưới phẳng hoặc cuộn nhưng đảm bảo mỗi cuộn G ≤ 500 kg để phù hợp cần cẩu thiếu nhi khi thi công

5.2 Cốt chịu lực và cốt cấu tạo:

Trong giáo trình, mỗi loại cấu kiện cơ bản được quy định và hướng dẫn chi tiết về tác dụng, yêu cầu và cách bố trí thép, do đó bài viết này chỉ trình bày một số khái niệm cơ bản.

- Cốt chịu lực: Dùng để chịu các ứng lực phát sinh do tải trọng, được xạc õởnh theo tờnh toạn

Cốt cấu tạo có vai trò quan trọng trong việc liên kết các cốt chịu lực thành khung hoặc lưới, giúp giảm sự co ngót không đều của bê tông Nó chịu ứng suất từ co ngót và biến đổi nhiệt độ, đồng thời giảm bề rộng khe nứt và hạn chế biến dạng, như võng Cốt cấu tạo cũng phân bố hiệu quả tác dụng của tải trọng tập trung.

Neo cốt thép giúp tối ưu hóa khả năng chịu lực của cốt thép và ngăn ngừa hiện tượng phá hoại cục bộ do tuột Đoạn neo được xác định từ mút cốt thép đến vị trí tính toán chịu lực, dựa trên khả năng truyền lực giữa bê tông và cốt thép thông qua lực dính.

Công thức xác định đoạn neo: a Neo nhờ móc ở đầu:

CT tròn trơn chịu kéo phải có móc neo ở hai đầu để cho CT khi chịu lực không bị trượt trong bó tọng

Chuyên đề Không gian nhịp lớn Trang 29 b Neo bằng cách hàn các thép neo ở đầu:

Tại vị trí uốn cong của cột thép (CT), khi chịu lực, CT sẽ tạo áp lực cục bộ lên bê tông (BT) và gây ra ứng suất tập trung Điều này giúp phân bố lực nén từ cốt thép ra một cách đồng đều hơn trên tiết diện rộng hơn Để đảm bảo tính hiệu quả, bán kính uốn cong của CT cần lớn hơn hoặc bằng 10 lần đường kính cốt thép (r ≥ 10d).

CT có thể nối với nhau bằng hàn hay buộc a Nối buộc (nối chồng):

Cho phép buộc khi cốt thép có d < 32 và mối nối không được đặt tại TD được tận dụng hết khả năng chịu lực

Không được buộc khi d > 32 và khi kết cấu chịu kéo hoàn toàn, như trong trường hợp thanh bụng chởu kẹo và thanh cạnh hả cuớa daỡn Áoản l neo phaới cần tuân thủ theo quy định của áoản neo.

Chuyên đề Không gian nhịp lớn Trang 30 b Nối hàn:

Hàn đối đầu: cho loại thép A

Hàn đối đầu có nẹp: A

- Có tác dụng bảo vệ CT dưới tác dụng xâm thực của môi trường, đảm bảo lực dính giữa BT và CT

- Lớp BT bảo vệ tính từ mép ngoài BT đến mép gần nhất của CT không được bé hơn trị số tối thiểu a

Đối với cốt chịu lực, các kích thước a0 được xác định như sau: a0 = 10mm áp dụng cho bản và vỏ có chiều dày dưới 100mm; a0 = 15mm cho bản và vỏ có chiều dày từ 100mm trở lên, dầm hoặc sườn có chiều cao h dưới 250mm; a0 = 20mm dành cho dầm có chiều cao h từ 250mm trở lên và cột; a0 = 30mm cho móng lắp ghép và dầm móng; a0 = 35mm cho móng đổ tại chỗ có bê tông lót; và a0 = 70mm cho móng đổ tại chỗ không có bê tông lót.

 Đối với cốt đai, cấu tạo: a0 = 10mm : Khi h ≤ 250 a0 = 15mm : Khi h ≥250

Lớp BT bảo vệ có thể thay đổi độ dày từ 5-20 mm tùy thuộc vào môi trường sử dụng và chất lượng bảo quản, nhưng không được giảm xuống dưới 5 mm.

5.7 Bố trí và khoảng cách giữa các cốt thép:

Việc bố trí cốt thép quá dày sẽ làm giảm lực dính và gây khó khăn trong quá trình đổ bê tông Do đó, khoảng cách giữa các cốt thép cần phải đảm bảo luôn lớn hơn hoặc bằng đường kính của cốt thép.

0 ≥ d) Ngoaìi ra coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo:

- Nếu CT nằm ngang hoặc nghiêng khi đổ BT:

- Nếu CT đặt đứng khi đổ BT: t

Khoảng cách giữa các CT không nên quá lớn để tránh vết nứt do co ngót và thay đổi nhiệt độ, đồng thời bảo đảm sự ổn định của khung (lưới) CT trong quá trình thi công.

BÊ TÔNG CỐT THÉP

Lực dính giữa Bê tông và cốt thép

Sở dĩ giữa BT và cốt thép có thể cùng cộng tác chịu lực được là nhờ lực dính giữa chúng

1.1 Các nhân tố tạo nên lực dính:

- Lực ma sát do bề mặt gồ ghề của CT (Đây là nhân tố chủ yếu với thép có gờ)

- Lực dán do keo xi măng có tác dụng như một lớp hồ dán BT vào CT (25%)

- Do co ngót khi đông cứng BT ép chặt vào CT làm tăng lực ma sát

1.2 Thí nghiệm xác định lực dính:

Chế tạo mẫu bằng cách đổ BT ôm lấy một đoạn cốt thép, rồi tiến hành thí nghiệm kéo hoặc nén cho cốt theùp tuọỹt khoới BT

Lực dính được biểu thị bằng suất dính trung bình tác động trên 1cm 2 bề mặt cốt thép

Trong đó: là hệ số hoàn chỉnh biểu đồ lực dính (

Định dạng
Số trang	198
Dung lượng	18,73 MB