Bộ môn: Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá

Chia sẻ: Phạm Quang Chiến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

560
lượt xem 234
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giữa BT và CT có lực dính: nhờ nó mà ứng lực có thể truyền từ BT sang CT và ngược lại. Cường độ của BT và CT được khai thác hết; Bề rộng khe nứt trong vùng kéo đ-ợc hạn chế. Giữa BT và CT không xảy ra phản ứng hoá học. BT còn bao bọc bảo vệ CT. BT và cốt thép có hệ số giãn nở nhiệt gần bằng nhau = ứng suất rất nhỏ, không phá hoại lực dính.BTCT lắp ghép: Phân kết cấu thành các cấu kiện để sản xuất tại nhà máy hoặc sân bãi....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bộ môn: Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá

Bộ môn: Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá ộ g p ạ Khoa Xây dựng – Trường đại học Kiến trúc Hà nội Tài liệu học tâp: Giáo trình chính: chính: 1. Giáo trình kết cấu BTCT – phần 1: “Cấu kiện cơ bản” 2. 2 Giáo trình kết cấu BTCT – phần 2: “Cấu kiện nhà cửa” Cấu cửa Tài liệu tham khảo: khảo: 1. TCVN 5574-1991 – Kết cấu BTCT – tiêu chuẩn thiết kế 2. TCVN 356-2005 – Kết cấu BT và BTCT – tiêu chuẩn thiết kế 3. Tiêu chuẩn ACI 318 – Mỹ 4. Lê Văn Kiểm – Hư hỏng, sửa chữa gia cố công trình – NXBĐHQG – TPHCM 5. Vương Hách: Sổ tay xử lý sự cố công trình
Ch−¬ng 1. Kh¸i NiÖm Chung
§1. Thực chất của bª t«ng cèt thÐp Thự chấ củ 1. Kh¸i niÖm Bªt«ng cèt thÐp (BTCT) lµ mét lo¹i vËt liÖu x©y dùng phøc hîp do bª t«ng vµ cèt thÐp g p é ¹ Ë Ö y ù gp îp g p cïng kÕt hîp chÞu lùc víi nhau. Xi măng + Đá dăm (sỏi) + Cát vàng + Nước + Phụ gia Bê tông Cèt thÐp: Lµ mét l−îng thÐp ®−îc ®Æt hîp lý trong BT §Æc ®iÓm: Ó Bª t«ng: ChÞu nÐn tèt, chÞu kÐo kÐm Cèt thep: chÞu nÐn vµ kÐo tèt
ThÝ nghiÖm: Trªn hai dÇm cïng kÝch th−íc, cïng chÕ t¹o tõ mét lo¹i BT + Kh« ®Æt cèt thÐ : Kh«ng èt thÐp thÐp: + Cã ®Æt cèt thÐp: èt thÐp: thÐ a) b) 1 2 1 σb1 σb 2 σt 3 σs 1 1 2 σ bt > Rbt ⇒ DÇm nøt σ bt > Rbt ⇒ DÇm nøt P↑=> VÕt nøt lan dÇn lªn phÝa trªn P↑=> lùc kÐo do CT chÞu, CT c¶n trë sù ph¸t triÓn cña khe nøt P↑ = P1 dÇm gÉy ®ét ngét б dÇm bÞ ph¸ ho¹i P2 ≈ 20P1 NhËn Ðt: NhË xÐt: Nhê cã cèt thÐp mµ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña vËt liÖu ®−îc khai th¸c hÕt (σb = Rb σs = Rs). Tõ ®ã kh¶ n¨ng chÞu lùc cña dÇm ®−îc t¨ng lªn (P2 ≈ 20P1)
2. Nguyªn nh©n ®Ó BT vµ CT kÕt hîp lµm viÖc ®−îc víi nhau: nhau: - Gi÷a BT vµ CT cã lùc dÝnh: nhê nã mµ øng lùc cã thÓ truyÒn tõ BT sang CT vµ ng−îc l¹i. + C−êng ®é cña BT vµ CT ®−îc khai th¸c hÕt; + BÒ réng khe nøt trong vïng kÐo ®−îc h¹n chÕ. Ò kh ø ï kÐ ® h hÕ - Gi÷a BT vµ CT kh«ng x¶y ra ph¶n øng ho¸ häc. BT cßn bao bäc b¶o vÖ CT. - BT vµ cèt thÐp cã hÖ sè gi·n në nhiÖt gÇn b»ng nhau => øng suÊt rÊt nhá, kh«ng ph¸ ho¹i lùc dÝnh.
§2. Ph©n lo¹i: 1. Theo ph−¬ng ph¸p thi c«ng (3lo¹i) a. BTCT toµn khèi (BTCT ®æ t¹i chç): L¾p ®Æt cèt thÐp; cèp pha vµ ®æ BT t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ chç): cña kÕt cÊu. cÊu
b. BTCT l¾p ghÐp: Ph©n kÕt cÊu thµnh c¸c cÊu kiÖn ®Ó s¶n xuÊt t¹i nhµ m¸y hoÆc s©n b·i. vËn ghÐp: chuyÓn ®Õn c«ng tr−êng, dïng cÇn trôc l¾p ghÐp vµ nèi c¸c cÊu kiÖn t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ. c. BTCT l¾p ghÐp: L¨p ghÐp c¸c cÊu kiÖn ghÐp: ®−îc chÕ t¹o ch−a hoµn chØnh. ®Æt thªm cèt thÐp, ghÐp cèp pha, ®æ BT phÇn cßn l¹i vµo mèi nèi.
2. Theo tr¹ng th¸i øng suÊt khi chÕ t¹o vµ sö dông (2lo¹i): lo¹i): a. BTCT th ê : th−êng: th−êng Khi chÕ t¹o cÊu kiÖn, ngoµi néi øng suÊt do co ngãt vµ gi·n në nhiÖt trong cèt thÐp kh«ng cã øng suÊt. b. Bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc(BTCT ¦LT): Khi chÕ t¹o, ng−êi ta c¨ng cèt thÐp ®Ó nÐn vïng kÐo cña cÊu kiÖn(BT ®−îc ¦LT) nh»m khèng chÕ sù xuÊt hiÖn vµ h¹n chÕ bÒ réng khe nøt.
§3. ¦u nh−îc ®iÓm, ph¹m vi sö dông cña BTCT: 1. ¦u ®iÓm: ®iÓm: - Cã kh¶ n¨ng sö dông vËt liÖu ®Þa ph−¬ng (Xi m¨ng,C¸t,§¸ hoÆc Sái),tiÐt kiÖm thÐp - Kh¶ n¨ng chÞu lùc lín h¬n so víi kÕt cÊu g¹ch ®¸ vµ gç; ChÞu ®−îc ®é g ®Êt; ¶ ¨ g c Þu ùc í ¬ ví Õt g¹c C Þu ®éng - BÒn, tèn Ýt tiÒn b¶o d−ìng; - Kh¶ n¨ng t¹o h×nh phong phó; - ChÞu löa tèt. BT«ng b¶o vÖ thÐp kh«ng bÞ nung nãng nhanh ®Õn nhiÖt ®é nguy hiÓm. C Þ . g Ö p g Þ g g Ö é g y . 2. Nh−îc vµ biÖn ph¸p kh¾c phôc: phôc: - Träng l−îng b¶n th©n lín, nªn víi BTCT th−êng khã v−ît ®−îc nhÞp lín. Lóc nµy ph¶i dïng BTCT ¦LT hoÆc kÕt cÊ vá máng v.v.. vv - C¸ch ©m ,c¸ch nhiÖt kÐm. Khi cã yªu cÇu c¸ch ©m; c¸ch nhiÖt dïng kÕt cÊu cã lç rçng; - Thi c«ng BTCT toµn khèi chÞu ¶nh h−ëng nhiÒu vµo thêi tiÕt + Dïng BTCT l¾p ghÐp, nöa l¾p ghÐp; + C«ng x−ëng ho¸ c«ng t¸c trén BT; v¸n khu«n vµ cèt thÐp; + C¬ giíi ho¸ c«ng t¸c ®æ BT (CÇn trôc, m¸y b¬m BTv.v..) - BTCT dÔ cã khe nøt. + Dïng BTCT ¦LT;
§4. Bª t«ng: . 1. Thµnh phÇn, cÊu tróc vµ c¸c lo¹i Bª t«ng (SGK) 2. C−êng ®é cña bª t«ng g é g C−êng ®é lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch. + C−êng ®é chÞu nÐn(Rb) + C ê ®é chÞu kÐo( Rbt) v.v… C−êng hÞ kÐ ( C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c−êng ®é ( hiÖn nay): + Ph−¬ng ph¸p ph¸ ho¹i mÉu thö ( ®é chÝnh x¸c cao). b + Ph−¬ng ph¸p kh«ng ph¸ ho¹i: Sãng Siªu ©m; sóng b¾n BT( Ðp lâm viªn bi lªn bÒ mÆt BT). A TN x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu nÐn: nÐn: A a 4a h a= 15cm; D = 16cm; h = 2D A a a a D a
MÉu lÊy tõ kÕt cÊu ®· ®−îc ®æ BT MÉu trô h = 1 - 1 5D 1,5D D =5cm; 7,5cm; 10cm; 15cm. TN: NÐn (2 kG/cm2.s) ®Õn khi mÉu bÞ ph¸ ho¹i. P - Lùc t−¬ng øng lóc mÉu bÞ ph¸ P Rbm = (M ) Mpa A 2 Bµn nÐn 3 1 3 2 + BT th«ng th−êng cã: R = 5 ÷ 30 Mpa ThÝ nghiÖm C−êng ®é chÞu nÐn(Rb) + BT c−êng ®é cao: R > 40 MPa + BT ®Æc biÖt: R≥ 80 Mpa
C¸c nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é cña mÉu ¶nh h−ëng cña mÆt tiÕp xóc: Kh«ng b«i tr¬n B«i tr¬n 6 5 4 4 6 5 + KÝch th−íc mÉu nhá R R kh«ng phô kÝch th−íc mÉu É Rblt ≈ 0,8 Rbkv m m Rblt ≈ 0,8 Rbkv m m Rkh«ng b«i tr¬n > Rcã b«i tr¬n tr¬n. Khi nÐn BT në h«ng, lùc ma s¸t t¸c dông nh− mét c¸i ®ai ng¨n c¶n sù në h«ng (Rkh«ng b«i tr¬n > Rcã b«i tr¬n) T¸c dông cña cèt ®ai trong cét; Cµng xa mÆt tiÕp xóc ¶nh h−ëng cña lùc ma s¸t cµng gi¶m Quy ®Þnh b−íc ®ai trong cét;
¶nh h−ëng cña tèc ®é gia t¶i: Gia t¶i rÊt nhanh: R = (1,15 ÷ 1 2)R (1 15 1,2)R Gia t¶i rÊt chËm : R = (0,85 ÷ 0,9)R §iÒu kiÖn tiªu chuÈn cña thÝ nghiÖm: + Kh«ng b«i tr¬n mÆt tiÕp xóc; + Tèc ®é gia t¶i: 2kG/cm2.s TN x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu kÐo: kÐo: N Rbt = [MPa ] Thi nghiÖm C−êng ®é chÞu kÐo( Rbt) A a) 2P Rbt = [MPa ] N N πDl P D c) a A a P l
Nh÷ Nh÷ng nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é cña BT: BT: + L−îng XM nhiÒu R cao (HiÖu qu¶ kh«ng lín lµm t¨ng biÕn d¹ng); lín, + XM m¸c cao R cao; + CÊp phèi hîp lý; ®é cøng vµ ®é s¹ch cña cèt liÖu cao R cao; + N/X ↑ R ↑ + ChÊt l−îng thi c«ng tèt ( Trén, ®æ, ®Çm, b¶o d−ìng tèt) R cao. Sù t¨ng c−êng ®é theo thêi gian: t¨ gian: Dïng XM Poocl¨ng, chÕ t¹o vµ b¶o d−ìng b×nh th−êng: R t¨ng trong 28 ngµy ®Çu; g g ¹ g g g g g y Dïng XM Puzolan: Thêi gian t¨ng c−êng ®é ban ®Çu lµ 90 ngµy.
t0 < 0; Kh« hanh: C−êng ®é t¨ng theo thêi gian kh«ng ®¸ng kÓ γb = 0,9 t0 > 0; W lín: C−êng ®é tiÐp tôc t¨ng trong nhiÒu n¨m. Dïng h¬i n−íc nãng ®Ó b¶o d−ìng BT còng nh− dïng phô gia t¨ng c−êng ®é: R rÊt nhanh trong vµi ngµy ®Çu, BT gißn vµ R cuèi cïng thÊp h¬n g g y , g g p γb < 1
2. C−êng ®é trung binh vµ c−êng ®é tiªu chuÈn C−êng ®é trung b×nh (Gi¸ trÞ trung b×nh cña c−êng ®é) Rm b× b× Tõ mét lo¹i BT ®óc n mÉu thö vµ thÝ nghiÖm, ®−îc: R1, R2,..., Rn Rm = ∑R i n C−êng ®é tiªu chuÈn (Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña c−êng ®é): ®é): - C−êng ®é ®Æc tr−ng: (cßn gäi lµ gi¸ trÞ ®Æc tr−ng cña c−êng ®é) lµ c−êng ®é lÊy theo mét x¸c suÊt ®¶m b¶o quy ®Þnh nµo ®ã. Víi BT: C−êng ®é ®Æc tr−ng ®−îc x¸c ®Þnh theo x¸c suÊt ®¶m b¶o quy ®Þnh 95%, Rch=0 78Rm =0,78R - C−êng ®é tiªu chuÈn cña BT (vÒ nÐn: Rbn ; vÒ kÐo: Rbtn) Rb = γ k Rch bn kc h γ kc - hÖ sè kÕt cÊu: = 0,7~0,8 tuú thuéc Rch , nã kÓ ®Õn sù lµm viÖc cña BT (mÉu thö khèi vu«ng). Víi mÉu thö lang trô γ kc = 1 Rbn vµ Rbtn cho trong PL 2
3. C−êng ®é tÝnh to¸n ( vÒ nÐn: Rb ; vÒ kÐo: Rbt) nÐn: kÐo: - C−êng ®é tÝnh to¸n gèc: Rbn Rbtn Rb = Rbt = γ bc γ bt (Cho trong PL3) - C−êng ®é tÝnh to¸n: Rbn Rbtn Rb = γ bi Rbt = γ bi γ bc γ bt γ bc , γ bt - H sè ® tin cËy cña BT t−¬ng ø khi nÐn vµ khi kÐo. Khi tÝnh theo TTGH thø nhÊt HÖ è ®é i ñ øng Ð µ kÐ Ý h h hø hÊ γbc= 1,3 1,5 vµ γbt= 1,3 2,3 tuú lo¹i BT γ i - HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña BT ( i = 1,2,…10), kÓ ®Õn kÝch th−íc tiÕt diÖn, tÝnh chÊt è ®iÒ kiÖ lµ iÖ ñ 1 2 10) ®Õ kÝ h th í diÖ tÝ h hÊt cña t¶i träng, giai ®o¹n lµm viÖc cña kÕt cÊu,…(cho trong PL4). - Khi tÝnh to¸n theo TTGH thø hai , c−êng ®é tÝnh to¸n cña BT ký hiÖu lµ Rb vµ ®−îc x¸c bser ®Þnh víi c¸c hÖ sè γ =1 (trõ tr−êng hîp ®Æc biÖt khi tÝnh kÕt cÊu chÞu t¶i träng trïng lÆp).
4. CÊp ®é bÒn vµ m¸c cña BT: BT: §Ó biÓu thÞ chÊt l−îng cña BT vÒ mét tÝnh chÊt nµo ®ã ng−êi ta dïng kh¸i niÖm m¸c hoÆc cÊp ®é bÒn. a. M¸c theo c−êng ®é chÞu nÐn: M¸c theo ê M¸ th c−êng ®é chÞu nÐn (M) lµ t Þ sè lÊ b» c−êng ®é chÞu nÐn t hÞ Ð trÞ è lÊy b»ng ê hÞ Ð trung b× h tÝ h b×nh tÝnh theo ®¬n vÞ KG/cm2 cña c¸c mÉu thö khèi vu«ng c¹nh 15cm , cã tuæi 28 ngµy ®−îc d−ìng hé vµ tiÕn hµnh thÝ nghiÖm trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. Víi BT nÆng: M100 ; M150 ; M200 ; M250 ; M300 ; M350 ; M400 ; M500 ; M600 ; Víi BT nhÑ: M50 ; M75 ; M100 ; M 150 ; M200 ; M250 ; M300. Chó ý: Trong kÕt cÊu BTCT ph¶i dïng m¸c tõ 150 trë lªn. b. CÊp ®é bÒn chÞu nÐn: CÊp ®é bÒn chÞu nÐn (B) lµ trÞ sè lÊy b»ng c−êng ®é ®Æc tr−ng tÝnh theo ®¬n vÞ Mpa cña c¸c mÉu thö khèi vu«ng c¹nh 15cm, cã tuæi 28 ngaú ®−îc d−ìng hé vµ tiÕn hµnh thÝ nghiÖm trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. È B3,5 ; B5 ; B7,5 ; B10 ; B12,5 ; B15 ; B20 ; B25 ; B30 ; B35 ; B40 ; B45 ; B50 ; B55 ; B60. B = 0,1.0,78.M , , c. CÊp ®é bÒn chÞu kÐo: Bt0,5 ; Bt0,8 ; Bt1,2 ; Bt1,6 ; Bt2,0 ; Bt2,4 ; Bt2,8 ; Bt3,2 ; Bt3,6 ; Bt4,0.
a. BiÕn d¹ng do co ngãt: Co ãt hiÖn t−îng BT gi¶m thÓ tÝ h khi kh« cøng t C ngãt lµ hiÖ t i¶ tÝch ø trong kh« khÝ d kh«ng do: - N−íc thõa bay h¬i ; - Sau qu¸ tr×nh thuû ho¸ ®¸ xi m¨ng gi¶m thÓ tÝch + Khi ®«ng cøng trong n−íc BT t¨ng thÓ tÝch víi møc ®é t¨ng xÊp xØ b»ng 1/5 ~1/2 møc ®é Ó » gi¶m thÓ tÝch khi ®«ng cøng trong kh«ng khÝ. §Æc ®iÓm cña biÕn d¹ng co ngãt: - Co ngãt x¶y ra chñ yÕu ë giai ®o¹n ®«ng cøng ®Çu tiªn vµ trong n¨m ®Çu. Råi gi¶m dÇn vµ dõng h¼n sau vµi n¨m ; - Tõ bÒ mÆt vµo s©u khèi BT, sù co ngãt x¶y ra kh«ng ®Òu,ë ngoµi co ngãt nhiÒu h¬n ; - CÊu kiÖn cã bÒ mÆt lín so víi thÓ tÝch (sµn, t−êng,…) cã ®é co ngãt lín. Nh÷ng nh©n tè chÝnh ¶nh h−ëng ®Õn co ngãt: - Sè l−îng vµ lo¹i xi m¨ng: + BT nhiÒu XM => co ngãt lín ; + BT dïng XM m¸c cao => co ngãt lín ; + BT dïng XM Alumilat => co ngãt lín. g g N + lín => Co ngãt lín. X