giáo trình bê tông cốt thép 1

Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản
Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS
Khoa Công trình quân sự
Bộ môn xây dựng Nhà & CTCN











Bài giảng
Kết cấu bê tông cốt thép
Phần cấu kiện cơ bản





Giáo viên: Phan Chí Hiếu

Hà Nội 10 - 2010
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản
Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS
Danh sách tài liệu tham khảo
(môn học: kết cấu bê tông cốt thép)

Giáo viên: Phan Chí Hiếu
Điện thoại: 01663138737
(Giáo viên dành sáng thứ sáu từ 8h-11h các tuần tại nhà H4 phòng H4.408 để giải
đáp thắc mắc của sinh viên.)
STT
Tên tài liệu
Tác giả
Nhà xuất bản
Năm
Ghi chú
1
Kết cấu BTCT
(phần cấu kiện cơ
bản)
Phan Quang
Minh

(chủ biên)
NXB Khoa học
và Kỹ thuật
2008
Sách giáo khoa
2
Kết cấu BTCT
Tập 1: Cấu kiện cơ
bản
GS. Võ Bá Tầm
NXB Đại học
quốc gia
T.P Hồ Chí Minh
2006
Sách tham khảo
3
Sàn sườn BTCT
toàn khối
BM KCBTCT
ĐH Xây dựng
NXB Khoa học
và Kỹ thuật

Tài liệu hướng dẫn
làm ĐA môn học
4
TCXDVN 356 :
2005
Kết cấu BT và
BTCT –

Tiêu chuẩn thiết kế
Bộ Xây Dựng
NXB Xây Dựng
2005
Tiêu chuẩn thiết kế
5
Hướng dẫn thiết kế
Kết cấu BT và
BTCT
Theo TCXDVN
356 : 2005
Bộ Xây Dựng
NXB Xây Dựng
2009
Hướng dẫn tiêu
chuẩn thiết kế
6
Tính toán thực
hành
Cấu kiện BTCT
GS. Nguyễn
Đình Cống
NXB Xây Dựng
2007
Sách hướng dẫn
tính toán
Tham khảo
7
Tính toán tiết diện
cột BTCT

GS. Nguyễn
Đình Cống
NXB Xây Dựng
2006
Sách tham khảo
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Chương 1: Giới thiệu chung

I) Lịch sử hình thành và phát triển:
So với sự ra đời của các vật liệu như gạch, đá, gỗ và thép thì bê tông cốt thép là loại vật
liệu tương đối mới, lịch sử phát triển của nó mới có >100 năm.
- Cuối 1849 Lambot (Pháp) đã làm 01 chiếc thuyền bằng lưới sắt được trát 02 phía
= VXM, chiếc thuyền này được triển lãm tại Paris vào năm 1855.
- Sau thời gian đó người ta đã chế tạo ra các loại bản sàn, đường ống, bể chứa
nước và các kết cấu khác bằng BTCT. ở thời kỳ này người ta thường làm theo cảm tính
nên cốt thép thường được đặt vào giữa chiều cao của tiết diện (vị trí trục trung hoà).
Trong những năm 1800  1900 tại Pháp, Đức đã có nhiều công trình nghiên cứu
các lý thuyết và thực nghiệm về BTCT nhằm giải thích sự cộng tác làm việc chung giữa
bê tông và cốt thép, mặt khác tìm ra những phương pháp tính toán và tạo ra cách đặt cốt
thép một cách hợp lý nhất.
Kỹ sư người Đức Koenen là một trong những người đầu tiên kiến nghị đặt cốt thép
vào cùng BT chịu kéo, năm 1886 đã kiến nghị phương pháp tính toán kết cấu BTCT.
Năm 1926, Navier người Pháp đã kiến nghị phương pháp tính toán kết cấu BTCT
theo ứng suất cho phép, phương pháp đàn hồi và sử dụng các công thức tính toán của
SBVL, lúc này SBVL đã phát triển khá hoàn thiện.
ĐK bền : 


[]
Song song với việc nghiên cứu lý thuyết tính toán, những công trình có kết cấu là
BTCT như cầu, cống, nhà máy, đập nước, bến cảng được xây dựng ngày càng nhiều, và
BTCT đã trở thành loại vật liệu tương đối phổ biến và chủ yếu.
Những năm đấu thế kỷ 20, BTCT đã phát triển mạnh mẽ về nhiều mặt, những
công trình nghiên cứu được phổ biến rộng rãi như vai trò của lực dính giữa cốt thép và bê
tông, sự truyền lực qua lại giữa 02 loại vật liệu này, các trạng thái ƯS - BD trải qua các
giai đoạn làm việc của kết cấu, vai trò của cốt đai, cốt xiên, nhiều lý thuyết tính toán
được ra đời trong thời gian này.
Năm 1931 trong một hội nghị về BTCT toàn Nga (Liên Xô cũ) giáo sư Loleit
(người Nga) đã kiến nghị tính toán kết cấu BTCT theo NLPH. Năm 1938, dựa trên cơ sở
kiến nghị này Liên Xô đã ban hành quy phạm về tính toán kết cấu BTCT theo phương
phá NLPH: P  [Pgh]
Cũng vào những năm đầu của thế kỷ 20, cốt thép có cường độ tương đối cao và có
khả năng dính bám tốt vào bê tông được sản xuất. Các công trình như gác mái vỏ mỏng,
kết cấu chịu lực nhịp lớn, các công trình thủy lợi, được xây dựng và phát triển ngày
càng nhiều theo đà phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp giao thông vận tải và xây
dựng đô thị.
Bước vào nửa sau của thế kỷ 20, kết cấu BTCT đã đạt đến thời kỳ phát triển toàn
diện với lý thuyết tính toán khá hoàn chỉnh với những phương pháp tính mới phản ánh
đúng sự làm việc của kết cấu với việc sản xuất vật liệu có tính năng cơ học cao với sự
xây dựng hàng loạt những công trình to lớn và độc đáo với những phương pháp thi công
tiên tiến, hiện đại
Trong thời gian này có 01 phương pháp tính toán ngày càng được hoàn thiện và
được nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam sử dụng rộng rãi trong tính toán kết
cấu BTCT đó là phương pháp tính theo TTGH (hay còn gọi là PP nhiều hệ số). Phương
pháp này ra đời năm 1955 tại Liên Xô (cũ).
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

ở Việt Nam, BTCT được du nhập vào từ khoảng nửa đầu của thế kỷ 20 và được sử
dụng làm cầu, cống, đập nước, các công trình dân dụng, CN và đặc biệt là các công trình
quân sự như hầm, công sự
Đập ngăn nước: Bái Thượng, Đô Lương, Thác Đuống, cho đến nay, BTCT vẫn
đang là loại vật liệu xây dựng chủ yếu ở nước ta.

II) Phạm vi ứng dụng:
Rất rộng lớn trong xây dựng, dùng để XD nhiều loại CT: Trên mặt đất, dưới mặt
đất, dưới nước
- Trong XDDD & CN: BTCT là loại VLXD chủ yếu để xây dựng nhà CN 1 tầng,
nhiều tầng, các loại nhà ở và công trình công cộng, các kết cấu chuyên dùng như bể
nước, xilô, ống khói, bằng vật liệu là BTCT người ta đã xây dựng các nhà cao tầng
dùng lõi cứng hoặc tường cứng kết hợp với khung, làm mái vỏ mỏng nhịp > 200m, làm
các tháp phát sóng truyền hình cao >500m.
- ở nước ta nhiều công trình bằng BTCT lớn đầu tiên được xây dựng là khu liên
hợp gang thép Thái Nguyên, nhà máy công cụ số 1 Hà Nội, về sau nhiều công trình lớn
lần lượt ra đời như nhà máy Thủy điện Hoà Bình, Trị An, Thác Bà, ống khói của nhà máy
nhiệt điện Phả Lại cao > 200 m
- Trong các công trình giao thông dùng rộng rãi BTCT làm cầu, làm vỏ hầm,
Metro, Tuynen, mặt sân bay, cầu Thăng Long.
- Trong công trình thuỷ lợi: BTCT là loại vật liệu chủ yếu để làm đê, đập, cống,
trạm bơm
- Trong nông nghiệp: Xây dựng các nhà kho, chuồng trại chăn nuôi.
- Trong thông tin: Cột đường dây tải điện, chân đế tháp vô tuyến,
- Trong xây dựng công trình Quân sự: Hầm PK, công sự chiến đấu.
- Làm khung, chân đế của các loại máy lớn như máy thuỷ lực, tiết kiệm 40% so
với dùng bằng kim loại.
Ngoài ra BTCT còn được dùng có hiệu quả để làm vỏ ngoài của các lò phản ứng
hạt nhân trong các nhà máy điện nguyên tử (lợi dụng tính chống phóng xạ tốt của nó) và

đặc biệt còn được dùng làm vỏ tầu thủy (chuyên dùng để chở các loại vật liệu nhẹ), vỏ xà
lan,
Tóm lại BTCT là loại vật liệu xây dựng hiện đại đang ở thời kỳ phát triển, kỹ thuật
về BTCT ngày càng tiến bộ, phạm vi sử dụng ngày càng rộng rãi.
III) Bản chất của bê tông cốt thép:
Bê tông cốt thép: là một loại vật liệu xây dựng phức hợp do Bê tông và cốt thép
cùng tham gia chịu lực.
Phân tích vật liệu Bê tông và cốt thép:
 Bê tông: Là vật liệu chế tạo từ chất kết dính (xi măng) và các hạt cốt liệu (cát,
đá, sỏi) tạo thành chất kết dính tự nhiên có khả năng chống ăn mòn và chịu được
nhiệt độ cao nhất định. Tuy nhiên, BT là vật liệu dòn – là vật liệu có khả năng chịu
nén tốt nhưng chịu kéo kém (khả năng chịu kéo của BT kém hơn hàng chục lần so
với khả năng chịu nén). Do đó, khi tham gia chịu lực thì trong rất nhiều trường hợp
khả năng chịu lực của BT phụ thuộc và khả năng chịu kéo của nó, điều này gây ra
sự lãng phí.
 Thép: là vật liệu quý, có khả năng chịu lực cao, chịu kéo và chịu nén đều tốt.
Tuy nhiên vật liệu thép có một số nhược điểm nhất định.
Về giá thành: thép là vật liệu đắt tiền,
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Về khả năng chống ăn mòn: Thép là vật liệu dễ bị ăn mòn.
Về khả năng chịu lửa: Đến nhiệt độ 500 – 600
0
C thép đã bị nóng chảy và mất
khả năng chịu lực.
Phân tích, so sánh khả năng làm việc của Bê tông và Bê tông cốt thép:
b1
t

s
b

Hình 1.1. Sự làm việc của dầm Bê tông và BTCT
a) Dầm bê tông b) Dầm BTCT
c) Sơ đồ ứng suất tiết diện d) Sơ đồ ứng suất dầm BTCT
1. Vùng chịu kéo 2.Vùng chịu nén 3. Cốt thép
Đối với dầm bê tông: ứng suất trong dầm như hình c. Nếu là dầm chữ nhật thì ứng
suất lớn nhất của vùng kéo và vùng nén là bằng nhau. Khả năng chịu nén lớn gấp hàng
chục lần khả năng chịu kéo, vì thế, khi ứng suất vùng kéo đạt tới giá trị cực hạn thì vùng
nén vẫn còn khả năng chịu lực. Nói cách khác, khả năng chịu lực của dầm phụ thuộc vào
cường độ chịu kéo của nó.
Đối với dầm BTCT: khi đặt một lượng thép phù hợp vào vùng chịu kéo của bê tông.
Khi cấu ứng suất vùng nén vượt quá khả năng chịu kéo của bê tông. Cấu kiện xuất hiện
vết nứt. Khi đó, bê tông vùng nén không còn khả chịu lực nữa. Toàn bộ ứng suất vùng
kéo do cốt thép chịu. Như vậy dầm có khả năng chịu tải trọng lớn hơn.
Như vậy là sự phối hợp giữa bê tông và cốt thép đã hạn chế các nhược điểm của Bê tông
và cốt thép, đồng thời phát huy các ưu điểm của chúng.
IV) Các yếu tố bảo đảm sự làm việc của BTCT:
 Giữa Bê tông và cốt thép có lực bám dính. Chính lực bám dính này giúp truyền
ứng suất giữa Bê tông và cốt thép, giúp chúng làm việc như một thể thống nhất.
Nhờ lực dính mà cường độ cốt thép được sử dụng, các khe nứt trong cấu kiện được
hạn chế.
 Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hoá học gây ăn mòn lẫn nhau,
không những vậy, Bê tông có vai trò như một lớp áo bảo vệ giúp cốt thép tránh
được các tác nhân gây ăn mòn.
 Bê tông cũng góp phần bảo vệ cốt thép tránh sự chảy dẻo ở nhiệt độ cao.
 Bê tông và cốt thép có hệ số giãn nở vì nhiệt gần giống nhau, vì vậy, khi nhiệt độ
môi trường thay đổi, trong cấu kiện không xuất hiện nội lực đáng kể.
V) Phân loại BTCT:

1) Theo phương pháp thi công:
 Đổ toàn khối:
Người ta đặt ván khuôn , cốt thép tại vị trí thiết kế của kết cấu. Kết cấu BTCT đổ
toàn khối có độ cứng lớn nhưng sẽ phức tạp về mặt vật liệu chế tạo.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

 Lắp ghép
Các cấu kiện BTCT được chế tạo tại nhà máy rồi vận chuyển đến vị trí xây dựng rồi
được lắp ghép với nhau tạo thành một hệ kết cấu hoàn chỉnh. ưu điểm của phương pháp
này là thời gian thi công nhanh và chất lượng của từng cấu kiện được đảm bảo. Tuy
nhiên, việc ghép nối các cấu kiện với nhau lại khó khăn và tốn kém
 Bán lắp ghép:
Người ta lắp ghép các cấu kiện chưa được chế tạo hoàn chỉnh lại với nhau sau đó
đặt thêm cốt thép, ghép thêm ván khuôn rồi đổ tại chỗ phần còn lại. Loại này tận dụng
được ưu điểm và hạn chế nhược điểm của cả hai loại hình đã nêu trên.
2) Theo trạng thái ứng suất:
 Bê tông thường:
Khi chế tạo, cốt thép ở trạng thái không có ứng suất
 Bê tông ứng suất trước:
Khi chế tạo người ta tạo cho cốt thép một ứng lực trước ngược dấu với ứng suất của
bê tông khi sử dụng.
VI) Ưu và nhược điểm của BTCT:
a) ưu điểm:
- Có độ bền cao, ít phải bảo dưỡng.
- Chịu lực tốt hơn các kết cấu khác như kết cấu gạch, đá, gỗ. Đặc điểm là lực nén
do BT chịu, lực kéo do thép chịu nên có thể chịu được các TT đặc biệt như TT động,
giảm đi 2 lần khi xuyên qua tường BT dày 10cm và thí nghiệm cho thấy rằng nếu ngăn
ơtron.

- Chịu lửa tốt vì bê tông bảo vệ công trình không bị nung nóng nhanh tới nhiệt độ
nguy hiểm.
- Dễ tạo hình vì vật liệu xây dựng ban đầu ở dạng nhão, cốt thép có tính dẻo  kết
cấu có thể được đúc theo hình dáng bất kỳ đáp ứng được các yêu cầu về mặt kiến trúc.
- Tận dụng được các loại vật liệu địa phương như cát, đá, sỏi tiết kiệm được thép
là loại vật liệu quý hiếm.
b) Nhược điểm:
Trọng lượng bản thân của BT tương đối lớn, đôi khi được lợi dụng như là 1 thuận
lợi (tăng ổn định) nhưng nhiều trường hợp là 1 nhược điểm, nó làm giảm khả năng XD
kết cấu nhịp lớn, làm giảm khả năng chịu TT ngoài vì phần lớn sức lực phải dùng để chịu
TLBT. Để khắc phục nhược điểm này cần dùng bê tông cốt liệu nhẹ, dùng vật liệu có
cường độ cao kết hợp với việc gây ƯLT, dùng hình dạng và kiểu kết cấu hợp lý để giảm
đến mức tối thiểu TLBT của nó.
- Cách âm, cách nhiệt kém. Để khắc phục nhược điểm này người ta dùng kết cấu
có lỗ rỗng như panen.
- Thi công tại chỗ tương đối phức tạp vì chịu ảnh hưởng của thời tiết, việc kiểm tra
chất lượng gặp nhiều khó khăn. Để khắc phục người ta có thể dùng kết cấu BTCT lắp
ghép hoặc công xưởng hoá các khâu làm ván khuôn, cốt thép, trộn bê tông (dùng bê tông
thương phẩm), cơ giới hoá cao công đoạn đổ BT (phun BT) hoặc các công tác khác như
dùng BT lắp ghép,
- Dưới tác dụng của tải trọng và các tác động khác, BTCT dễ có khe nứt làm ảnh
hưởng đến chất lượng sử dụng và tuổi thọ của kết cấu. Trong nhiều trường hợp nếu bề
rộng của khe nứt không lớn thì cũng không ảnh hưởng nhiều đến việc sử dụng của kết
cấu. Tuy nhiên phải tìm cách ngăn ngừa khe nứt hoặc hạn chế bề rộng của nó, biện pháp
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

có hiệu quả để khắc phục tình trạng này là sử dụng kết cấu BTCT ƯLT hoặc có nhiều
biện pháp tính toán và thi công hợp lý.

- Khó khắc phục khi có sự cố.



Chương 2: Các tính chất cơ lý chủ yếu của Bê tông, Cốt thép
và BTCT

Bài 1. Bê tông

I. Khái niệm:
Cốt liệu Theo TL thích hợp
Chất kết dính Bê tông (Đá nhân tạo)
Nước Ninh kết
Bê tông là một loại đá nhân tạo được chế tạo từ các vật liệu rời (cát, đá, sỏi ) và
chất kết dính với một tỷ lệ thích hợp, CKD thường là XM trộn với nước hoặc là các loại
chất dẻo khác nhằm cải thiện một số tính chất của bê tông (phụ gia ). Vật liệu rời được
gọi là cốt liệu gồm các cỡ hạt loại bé từ 0,15mm  0,5mm, loại lớn từ 5mm  40mm hoặc
lớn hơn nữa.
Nguyên lý tạo nên bê tông là các cốt liệu lớn làm thành bộ xương, cốt liệu nhỏ lấp
đầy các khoảng trống và dùng chất kết dính để liên kết chúng tạo thành một thể đặc chắc
có khả năng chịu lực và chống lại sự biến dạng.
Để chế tạo bê tông cần nhào trộn đều các thành phần, đổ khuôn, dầm chắc để đạt
được mật độ nhất định và dưỡng hộ (bảo dưỡng). Việc hình thành bê tông trải qua 3 giai
đoạn: Đầu tiên là xi măng hoà tan vào nước, lúc này nó luôn ở dạng nhão, sau đó đến thời
kỳ hoá keo, vữa xi măng chuyển thành thể keo nhớt, lúc này bê tông bắt đầu đông đặc và
cuối cùng là thời kỳ rắn chắc, chất keo kết dính thành mạng tinh thể tạo nên đá xi măng.
Nước để trộn bê tông có 2 tác dụng, 01 phần để hoà hợp với xi măng, 1 phần nữa bảo
đảm cho bê tông có được độ dẻo cần thiết thuận lợi cho quá trình trộn, đổ khuôn, làm
chắc, khi bê tông khô cứng, lượng nước sau sẽ bay hơi đi (nước thừa).
Khi trộn bê tông, ngoài các tính chất cơ bản trên người ta có thể thêm vào các chất

phụ gia nhằm cải thiện một số tính chất làm tăng độ dẻo, điều chỉnh thời gian ninh kết,
tăng khả năng chống thấm,
Bê tông có cấu trúc không đồng nhất vì hình dáng, kích thước của hạt cốt liệu là
rất khác nhau, mạng không gian của đá xi măng không đồng đều. Lượng nước thừa nằm
chen vào giữa mạng tinh thể đá xi măng và giữa các cốt liệu. Một phần nước này có liên
kết hoá học với các hạt xi măng hoạt tính kém, một phần khác bốc hơi và để lại các khe
hở có kích thước vào khoảng vài phần triệu đến vài phần vạn mm.
Cấu trúc của của bê tông gồm 3 pha: Rắn, Lỏng, Khí, ngay đá xi măng cũng có
cấu trúc không đồng nhất, gồm có mạng tinh thể đàn hổi và chất keo nhờn nằm trong đó.
Quá trình khô cứng của bê tông xảy ra lâu dài, đó là quá trình thay đổi sự tăng mạng tính
thể đàn hồi. Quá trình đó làm cho bê tông trở thành loại vật liệu có tính đàn hồi dẻo, thể
hiện ở đặc tính bảo đảm tính chịu lực và chịu tác dụng nhiệt ẩm của môi trường.
II. Phân loại bê tông:
Có thể phân loại bê tông thành nhiều cách:
1. Theo cấu trúc:
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

+ Bê tông đặc chắc.
+ Bê tông có lỗ rỗng thô dùng ít cát hoặc bê tông không có cát.
+ Bê tông tổ ong.
+ Bê tông xốp.
2. Theo trọng lượng riêng:
+ Bê tông đặc biệt nặng,
γ
> 2,5 T/m
3

+ Bê tông nặng,

γ
= 1,8  2,5 T/m
3
.
+ Bê tông nhẹ,
γ
= 0,5  1,8 T/m
3

+ Bê tông đb nhẹ
γ
< 0,5 T/m
3

Bê tông nặng được chế tạo từ các cốt liệu có độ đặc chắc cao, các loại đá chứa
quặng, nó thường dùng để làm các cấu kiện ngăn các chất phóng xạ.
Bê tông nặng được chế tạo từ các loại cốt liệu đặc chắc.
Bê tông nhẹ được chế tạo từ các cốt liệu rỗng có sẵn trong thiên nhiên như đá tuyp,
đá bọt, đá vôi san hô, hoặc đá nhân tạo (Keramit, xỉ quặng, ) Trong xây dựng thường
dùng nhất là bê tông nặng và bê tông nhẹ.
3. Theo tính chất kết dính của bê tông:
+ Bê tông dùng xi măng (Hay dùng).
+ Bê tông nhựa (Hay dùng).
+ Bê tông chất dẻo.
+ Bê tông thạch cao.
+ Bê tông Silicat.
4. Theo phạm vi sử dụng:
+ Bê tông dùng làm kết cấu cho công trình.
+ Bê tông cách nhiệt.
+ Bê tông thuỷ công.

+ Bê tông mặt đường.
5. Theo thành phần hạt:
+ Bê tông cốt liệu thường.
+ Bê tông cốt liệu bé.
+ Bê tông chèn đá hộc.
6. Theo điều kiện thi công:
+ Toàn khối.
+ Lắp ghép.
+ Nửa lắp ghép.
Trong nội dung chương trình này chỉ xét bê tông nặng thông thường dùng chất kết
dính là xi măng.
III. Yêu cầu đối với bêtông:
Khi chọn dùng bê tông cần xuất phát từ nhiệm vụ, đặc điểm của kết cấu từ khả
năng cung cấp nguyên vật liệu và điều kiện thi công. Đối với kết cấu chịu lực, cường độ
là chỉ tiêu quan trọng nhất và thường được chọn theo cấp bê tông (với tiêu chuẩn cũ thì
dùng mác), cấp thấp sẽ không đảm bảo chất lượng, cấp cao thì gây lãng phí, trong kết cấu
BTCT đòi hỏi bê tông phải có độ bám dính tốt với cốt thép do đó cần có độ đặc chắc tốt
để bảo vệ cốt thép khỏi bị han rỉ. Để đạt được các yêu cầu đó phải:
+ Chọn thành phần bê tông cho đúng.
+ Thi công đúng quy trình.
Đối với những kết cấu làm việc trong điều kiện đặc biệt phải chọn dùng các loại
bê tông có khả năng thích hợp: Chống phóng xạ, chống thấm nước,
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

IV. Cấp độ bền của bê tông
Thuật ngữ này được dùng trong Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép TCXDVN 356 : 2005, Tiêu chuẩn này sử dụng các đặc trưng vật liệu “cấp độ bền
chịu nén của bê tông” và “cấp độ bền chịu kéo của bê tông” thay tương ứng cho “mác bê

tông theo cường độ chịu nén” và “mác bê tông theo cường độ chịu kéo” đã dùng trong
tiêu chuẩn TCVN 5574 : 1991.
1. Cấp độ bền chịu nén của bê tông:
Ký hiệu bằng chữ “B”, là giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén tức
thời, tính bằng đơn vị MPa, với xác suất đảm bảo không dưới 95%, xác định trên các mẫu
lập phương kích thước tiêu chuẩn (150 mm x 150 mm x 150 mm) được chế tạo, dưỡng hộ
trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày.
2. Cấp độ bền chịu kéo của bê tông:
Ký hiệu bằng chữ “B
t
”, là giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu kéo tức
thời, tính bằng đơn vị MPa, với xác suất đảm bảo không dưới 95%, xác định trên các mẫu
kéo tiêu chuẩn được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm kéo ở
tuổi 28 ngày.
3. Mác chống thấm (theo khả năng chống thấm)
Lấy bằng áp suất lớn nhất (atm) mẫu chịu được để nước không thấm qua, ký hiệu
là W.
V. Cường độ của bê tông:
Cường độ là chỉ tiêu cơ học quan trọng, thể hiện KNCL của vật liệu.
Cường độ bê tông phụ thuộc thành phần và cấu trúc của nó. Đã có những nghiên
cứu lý thuyết về quan hệ giữa cường độ và cấu trúc của vật liệu, nhưng cho đến nay, để
xác định cường độ của bê tông vẫn phải làm các thí nghiệm. Thí nghiệm phá hoại mẫu
thử là phương pháp xác định cường độ một cách trực tiếp và phổ biến nhất. Ngoài ra
cũng có thể xác định bằng các phương pháp gián tiếp khác như siêu âm, ép lõm viên bi
trên bề mặt bê tông (Súng bắn bê tông)
+ Cường độ chịu kéo
+ Cường độ chịu nén
+ Cường độ chịu cắt.
+ Cường độ mỏi.
ở đây chỉ nghiên cứu cường độ chịu kéo và cường độ chịu nén của bê tông

1. Cường độ chịu nén:
Là cường độ cơ bản nhất của bê tông. Có các loại cường độ chịu nén sau:
+ Cường độ khối vuông.
+ Cường độ lăng trụ.
+ Cường độ chịu nén khi uốn.
+ Cường độ chịu nén cục bộ.
Để xác định cường độ chịu nén của bê tông người ta đúc các mẫu thí nghiệm có
hình dạng:
+ Trụ tròn.
+ Lăng trụ đáy vuông.
+ Khối vuông.
Kích thước các cạnh a = 10cm, 15cm, 20cm, 30cm
Thí nghiệm được tiến hành trên máy nén.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS


Hình 2-1 Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén
Khi nén mẫu thử bê tông, hiện tượng chịu lực của nó xảy ra rất phức tạp vì bê tông
không đồng chất nên khi bị nén ứng suất nén sẽ tập trung ở phần tử cứng hơn vì thế trên
mặt liên kết của các phân tử ấy sẽ xuất hiện nội lực có xu hướng phá hỏng liên kết. Trong
khi đó ở mép của các lỗ và các khe hở li ti có trong cấu trúc của bê tông cũng xảy ra sự
tập trung ứng suất kéo, đặc biệt là sự tập trung ứng suất kéo tác dụng lên mặt song song
với lực nén. Trong bê tông còn có lỗ và khe nên ứng suất kéo ở mép lỗ hoặc khe này sẽ
được kết hợp thêm với các các phần lân cận. Kết quả là trong mẫu xuất hiện cả ứng suất
nén dọc và ứng suất kéo ngang.
Khi bị nén ngoài tác dụng co ngắn lại theo phương của lực tác dụng, mẫu còn bị
nở ngang. Thông thường chính sự nở ngang quá mức sẽ làm cho bê tông bị phá vỡ. Như
vậy nếu tìm cách hạn chế độ nở ngang thì có thể làm tăng KNCL nén của bê tông. Trong

thí nghiệm nếu không bôi trơn mặt tiếp xúc giữa bàn máy nén và mẫu thì tại mặt đó sẽ
xuất hiện lực ma sát có tác dụng làm cản trở sự nở ngang và làm tăng cường độ của mẫu
khối vuông so với khi bôi trơn mặt tiếp xúc.
Khi bôi trơn thì mẫu bị phá hoại theo các khe nứt dọc (như chẻ dọc cột đứng) còn
không bôi trơn thì mẫu bị phá hoại có dạng 2 hình chóp đối đầu nhau.


Hình 2-2 Sự phá hoại mẫu thử khối vuông
1. Mẫu 2. Bàn nén 3. Ma sát
4. Bê tông bị ép vụn 5. Tháp phá hoại 6. Vết nứt dọc trong mẫu
Cũng chính do ảnh hưởng của lực ma sát nêu trên mà với mẫu khối vuông có kích
thước bé (khối vuông) sẽ có R
b
lớn hơn so với mẫu có kích thước lớn (lăng trụ đáy
vuông) và cường độ của mẫu lăng trụ tròn nhỏ hơn cường độ của mẫu khối vuông có
cùng cạnh đáy.
Có sự khác biệt như vậy vì:
+ ảnh hưởng của lực ma sát sẽ giảm dần từ mặt tiếp xúc đến khoảng giữa mẫu.
+ Với các mẫu thử bé, độ đồng nhất chưa cao nên ảnh hưởng của các hạt cốt liệu
lớn đến cường độ của bê tông nhiều hơn.
Tốc độ gia tải khi thí nghiệm cũng ảnh hưởng đến cường độ mẫu, khi gia tải rất
chậm cường độ trung bình chỉ đạt 0,85 trị số bình thường, khi gia tải thật nhanh cường độ
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

có thể tăng từ 1,2 - 1,4 lần. Do đó TCVN quy định khi TN không được bôi trơn mặt tiếp
xúc giữa mẫu và bàn máy nén và tốc độ gia tải = 2daN/cm
2
/giây.

2. Cường độ chịu kéo:
Để xác định cường độ chịu kéo ta cũng làm mẫu kéo (thông thường là tiết diện
vuông cạnh a hay gặp a = 10cm)


Hình 2-3 Thí nghiệm thử cường độ chịu kéo
Ngoài ra còn có thể tìm cường độ chịu kéo của bê tông bằng cách uốn mẫu (thường
là hcn cạnh b, h hay gặp b = h = 15cm), chẻ mẫu trụ tròn.
Các loại bình thông thường có R
bt
= 10 đến 40 daN/cm
2
, R
bt
của bê tông phụ thuộc
thuộc nhiều yếu tố trong đó quan trọng nhất là khả năng chịu kéo của đá XM và lực dính
bám của nó với vật liệu.
Cần lưu ý rằng R
bt
<< R
b
điều này ảnh hưởng nhiều đến sự làm việc cũng như bố
trí cốt thép trong cấu kiện.
3. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán:
Khi tính toán theo TTGH về khả năng chịu lực cần dùng cường độ tính toán của
vật liệu để xác định khả năng chịu lực [S] của tiết diện. Cường độ tính toán được lấy theo
và thấp hơn cường độ tiêu chuẩn để đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Bi Bm B Rbn
Rb
Rb, ser

B: Cấp độ bền chịu nén của bê tông.
B
t
: Cấp độ bền chịu kéo của bê tông.
B
m
: Gía trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén của bê tông.
Mẫu thử lập phương (150x150x150mm)
B
mt
: Gía trị trung bình thống kê của cường độ chịu kéo của bê tông.
Mẫu thử lập phương (150x150x150mm)
R
bn
: Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông.
Mẫu thử lập phương (150x150x600mm)
R
btn
: Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bê tông.
Mẫu thử lập phương (150x150x600mm)
R
b
: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất.
R
bt
: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất.
R
b,ser
: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ hai.

(cần phân biệt với tiêu chuẩn cũ gọi cường độ này là cường độ tiêu chuẩn)
R
bt,ser
: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông theo trạng thái giới hạn thứ hai.
(cần phân biệt với tiêu chuẩn cũ gọi cường độ này là cường độ tiêu chuẩn)

1 1 2 2
m
12

B

nn
n
n B n B n B
n n n
  

  
(2.1.5.1)
B (1 1,64 )
m
B


(2.1.5.2)
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

m
B



;
 
2
1
im
BB
n






bn
R (0,77 0,001 )BB
(2.1.5.3)

(0,77 0,001 ) 0,72B

bn
b
bc
R
R



(2.1.5.4a)
,
bn
b ser
bc
R
R


(2.1.5.4b)


: Hệ số biến động của cường độ các mẫu thử chuẩn. Nếu <0,135 là bê tông có hệ
số đồng nhất khá tốt.

: Độ lệch quân phương.

bc

: Hệ số độ tin cậy của bê tông tương ứng khi nén.
Hệ số này kể đến khả năng cường độ của bê tông thực tế giảm so với cường độ các
mẫu thử.

bi

: Hệ số điều kiện làm việc của bê tông.
Khi đưa vào tính toán còn cần phải kể đến hệ số điều kiện làm việc của bê tông
bi


(kể đến các tính chất đặc thù của bê tông, tính dài hạn của tác động, điều kiện và giai
đoạn làm việc của kết cấu, phương pháp sản xuất, kích thước tiết diện…
Tính toán tương tự với cường độ chịu kéo của bê tông!
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông:
+ Thành phần và cách chế tạo bê tông: Là nhân tố quyết định cường độ của nó, đó
là chất lượng và số lượng XM. (cần dùng khoảng 250-500kg xi măng cho 1m
3
bê tông
+ Độ cứng, độ sạch cốt liệu, cấp phối (sự phối hợp các thành phần hạt) của các vật
liệu: cát, đá, sỏi
+ Tỷ lệ giữa nước và XM
+ Chất lượng của việc nhào trộn bê tông, thi công bê tông: đầm, bảo dưỡng
Nói chung các nhân tố trên đều ảnh hưởng quyết định đến R
b
, R
bt
của bê tông
nhưng mức độ có khác nhau, ví dụ tỷ lệ N/XM có ảnh hưởng rất lớn tới R
b
nhưng có
phần ít hơn với R
bt
còn độ sạch của vật liệu ảnh hưởng lớn tới R
b
và rất lớn tới R
bt
.
Cường độ tăng theo tuổi thọ của bê tông:
Tuổi là thời gian tính từ lúc chế tạo bê tông cho đến khi bê tông chịu lực. Thời gian

đầu cường độ tăng nhanh sau đó chậm dần.
Trong môi trường thuận lợi (nhiệt độ dương, độ ẩm cao) sự tăng cường độ có thể
kéo dài trong nhiều năm còn trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp sự tăng cường
độ trong thời gian sau này là không đáng kể.
Dùng hơi nước nóng để bảo dưỡng bê tông sẽ làm cho cường độ tăng rất nhanh
trong thời gian vài ngày đầu nhưng sẽ làm cho bê tông trở nên giòn hơn và có cường độ
thấp hơn bê tông được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn.
Thời gian đầu cường độ tăng nhanh sau đó tăng chậm dần.
Công thức thực nghiệm để xác định cường độ của bê tông:
R
b
= R
28
x
28lg
lgn
(2.1.5.5)
VI. Biến dạng của bê tông:
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Biến dạng Là khả năng thay đổi hình dạng và kích thước của vật thể khi bị tác động
của bên ngoài.
Bê tông bị biến dạng là do 2 nguyên nhân cơ bản sau:
- Do tải trọng tác dụng (dài hạn, ngắn hạn): Biến dạng lực.
- Do co ngót, t
o
: Biến dạng riêng.
1. Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn:

Làm thí nghiệm nén mẫu bê tông dạng lăng trụ, tiến hành đo và thiết lập mối quan
hệ giữa ứng suất (

) và biến dạng () người ta vẽ được đường cong như ở hình 2-4a
P

b
lt
R
B
0

b

b
C


P


B
D
0


Hình 2-4. Biểu đồ quan hệ -
Điểm C trên biểu đồ tương ứng với lúc mẫu bị phá hoại: cường độ tương ứng là B
i
và biến dạng là *

b
.
Gia tải để ứng suất trong bê tông đạt 
b
và biến dạng 
b
(điểm B trên biểu đồ) thì
dỡ tải, người ta thấy biến dạng của bê tông không được phục hồi hoàn toàn và đường
cong giảm tải không trở về gốc (Hình 2-4b).
Những kết quả trên càng chứng tỏ bê tông không phải là vật liệu hoàn toàn đàn
hồi mà là đàn hồi dẻo. Phần biến dạng được phục hồi là biến dạng đàn hồi 
pl
, phần biến
dạng không đàn hồi là biến dạng dẻo 
el
. Từ Hình 2-4a có:

b =

pl
+ 
el
(2.1.6.1)
Ký hiệu

(nuy) =
pl
b





là hệ số đàn hồi. Khi ứng xuất còn bé, biến dạng trong
bê tông chủ yếu là biến dạng đàn hồi, giá trị của

 1. Với ứng suất lớn, biến dạng dẻo
tăng lên và hệ số

giảm dần, ở giai đoạn phá hoại, biến dạng dẻo là chủ yếu.
Biến dạng dẻo giới hạn (
tl
) khi chịu nén đúng tâm có giá trị trung bình khoảng 2 x
10
-3
. Còn biến dạng dẻo giới hạn trong vùng nén của cấu kiện chịu uốn có trị số lớn hơn,
trung bình khoảng 3,5 x 10
-3
.
Người ta cũng đã tiến hành thí nghiệm mẫu bê tông chịu kéo và cũng thu được kết
quả về biến dạng tương tự như mẫu chịu nén, tuy nhiên biến dạng kéo giới hạn khá bé chỉ
vào khoảng 1,5 x 10
-3
.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

2. Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn - từ biến:
Thí nghiệm nén mẫu đến một trị số ứng suất 
b

và biến dạng 
b
nào đó (điểm B ở
Hình 2-5a) rồi giữ nguyên tải trọng tác dụng.
C
b
B
B
C
t



b

b



c
c

b

00

Hình vẽ 2-5. Đồ thị biểu diễn từ biến
Trong thời gian dài, người ta thấy biến dạng tiếp tục tăng lên (điểm C, Hình 2-5a).
Phần biến dạng tăng lên do tải trọng tác dụng lâu dài được gọi là từ biến. Hình 2-5b biểu
diễn từ biến theo thời gian (t).

Khi ứng suất 
b
nhỏ (khoảng 60%  70% giá trị cường độ giới hạn) thì biến dạng
từ biến là có giới hạn, tức là đường cong BC trên Hình 2-5b có tiệm cận (đường nét
khuất). Nhưng khi 
b
gần với cường độ giới hạn thì biến dạng từ biến phát triển không
ngừng và dẫn tới phá hoại, ây là một trong những cơ sở để đánh giá tuổi thọ của kết cấu.
Từ biến phụ thuộc vào nhiều yếu tố, người ta quan tâm đến các yếu tố sau:
- Đặt r

=
b
b
R

– ứng suất tỷ đối của bê tông. Khi r tăng thì biến dạng từ biến tăng.
- Khi tỷ số
X
N
tăng và độ cứng cốt liệu bé thì từ biến tăng. Khi dùng xi măng mác
cao thì từ biến giảm.
- Tuổi bê tông càng cao, từ biến giảm.
- Trong môi trường ẩm từ biến ít hơn trong môi trường khô hanh.
Người ta thường đánh giá từ biến thông qua hai chỉ tiêu: đặc trưng từ biến

và
suất từ biến C.

el

c



(không thứ nguyên) (2.1.6.2)

b
c
C



(cm
2
/kG) (2.1.6.3)
Trong đó: 
c
- biến dạng từ biến

el
- biến dạng đàn hồi

b
- ứng suất trong bê tông
Cả hai chỉ tiêu

và C đều tăng theo thời gian.
Với thời gian khá dài 
c
tăng đến một trị số ổn định, C đạt giá trị C

0
. ở bảng 2-2
cho một số trị số của C
0
có tính chất tham khảo.
Bảng 2-1. Trị số suất từ biến giới hạn C
0

Tuổi bê tông lúc chịu tải (ngày)
7
14
28
60
> 90
C
0
x 10
-6
cm
2
/kG
15
12
9
6
5
ứng với C
0
có trị số giới hạn 
0

.
Với loại bê tông nặng thông thường 
0
= 1,8  3,5.
3. Biến dạng do co ngót của bê tông:
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Co ngót là hiện tượng bê tông giảm thể tích khi:
+ Khô cứng trong không khí,
+ Biến đổi lý hoá của quá trình thuỷ hoá xi măng,
+ Tổn hao lượng nước do bay hơi, v.v…,
Biến dạng tỷ đối về co ngót có thể đạt trị số trung bình 2.10
-4
 4.10
-4
Co ngót là hiện tượng bất lợi cho công trình xây dựng. Khi co ngót bị cản trở hoặc
co ngót không đều có thể làm xuất hiện các vết nứt nhất là đối với các kết cấu dạng khối
và dạng bản. Điều này không những làm giảm độ cứng của công trình mà còn dẫn tới
hiện tượng thấm dột hoặc rò rỉ. Vì vậy cần phải hạn chế độ co ngót của bê tông.
Hiện tượng co ngót phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại xi măng, cấp phối bê
tông, hàm lượng thép, điều kiện ẩm nhiệt của môi trường, vv . .
Trong môi trường khô bê tông co ngót nhiều hơn trong môi trường ẩm. Co ngót
của bê tông tăng lên khi dùng nhiều xi măng, xi măng có hoạt tính cao, khi tăng tỷ lệ
nước - xi măng, khi dùng cốt liệu có độ rỗng, dùng cát mịn, dùng chất phụ gia.
Để làm giảm co ngót, ngoài việc phải:
+ Chọn thành phần bê tông thích hợp, hạn chế lượng nước trộn,
+ Cần đầm chặt bê tông, giữ cho bê tông thường xuyên ẩm ở giai đoạn đầu.
Để khắc phục ảnh hưởng xấu do co ngót, cần dùng những biện pháp cấu tạo như:

+ Đặt cốt thép ở những vị trí cần thiết,
+ Làm các khe co dãn trong kết cấu, vv. . .
4. Biến dạng của bê tông do nhiệt độ
Đây là loại biến dạng khối gây ra do sự thay đổi nhiệt độ. Các nghiên cứu thực
nghiệm cho biết khi nhiệt độ tăng 1
0
C thì hệ số nở dài trung bình của bê tông vào khoảng
1,0 x 10
-5
. Đối với loại kết cấu làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao tác dụng lâu dài thì
không được dùng bê tông thường mà phải dùng bê tông chịu nhiệt.
5. Môđuyn đàn hồi
Mô đuyn đàn hồi ban đầu

0



tgE
el
b
b

(2.1.6.4)
Với
0

là góc lập bởi tiếp tuyến từ gốc toạ độ trong hình 2.4
Thông thường E
b

= (18-40)10
3
Mpa
Môđuyn đàn hồi dẻo

b
b
b
b
EtgE



'
(2.1.6.5)
Với

là góc hợp bởi cát tuyến

Hệ số đàn hồi
Môđuyn chống cắt

0,4
bb
GE
(2.1.6.6)
Hệ số đàn hồi khi chịu kéo

btbt
EE




t

Hệ số đàn hồi khi bê tông khi chịu kéo

Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Bài 2. Cốt thép và Bê tông cốt thép
I. Cốt thép.
1. Chức năng của cốt thép:
- Chủ yếu là để chịu kéo.
- Tăng khả năng chịu lực của vùng chịu nén, đặt cốt thép chịu nén trong và bê tông
để chịu nén.
- Trong một số trường hợp đối với kết cấu chịu nén có thể đặt cốt thép để chịu
nén.
- Cốt thép được đặt theo yêu cầu cấu tạo.
2. Phân loại cốt thép dùng trong xây dựng:
Thép dùng trong xây dựng phải là thép chịu được yêu cầu về độ bền và khả năng
chống chịu được tác dụng của môi trường.
Thép dùng làm cốt thép trong cấu kiện BTCT thường là thép cácbon và hợp kim
thấp vì nó thoả mãn được yêu cầu về công nghệ chế tạo, khả năng chịu lực và chịu được
tác dụng của môi trường.
Thép các bon, thường dùng là C
T
3 và C
T

5 với hàm lượng các bon là 0,3% và 0,5%.
Các loại thép còn lại dùng thép hợp kim thấp. Thép hợp kim thấp có trong thành
phần của nó một số lượng nhỏ các nguyên tố hoá học khác như Mn, Cr, Ni, Si… nhằm
nâng cao cường độ và cải thiện một số tác dụng của thép.
a. Theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN):
Theo tiêu chuẩn của Nhà nước về “Thép cán nóng, thép cốt bê tông TCVN 1651-
75” dựa vào tính chất cơ học, cốt thép được chia thành bốn nhóm C-I, C-II; C-III; C-IV
với các đặc trưng.
Các đường kính danh nghĩa của cốt thép gồm: 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22,
25, 28, 32, 36, 40 (tính bằng milimét).
Các cốt nhóm C-I là các thanh tiết diện tròn mặt ngoài trơn nhẵn, cốt nhóm từ C-II 
C-IV là các thanh diện tròn mặt ngoài có gờ

Hình vẽ 2-6. Một số loại thép có gờ
b. Theo các tiêu chuẩn khác:
Theo tiêu chuẩn Nga, cốt thép được chia thành các nhóm như sau:
- Cốt thép cán nóng: Nhóm A-I, A-II, A-III, A-IV tương tự như cách phân chia của
TCVN, ngoài ra còn thêm nhóm cốt cán nóng A-V.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

- Cốt thép qua gia công nhiệt: Nhóm A
T
- IV, A
T
-V, A
T
-VI.
- Cốt thép kéo nguội: Nhóm A-IIB, A-IIIB

- Sợi thép kéo nguội loại trơn: Nhóm B - I và có gờ: B
p
-I.
- Sợi thép cường độ cao: Nhóm B-II và B
P
-II.
c. Quan hệ giữa mác thép và nhóm cốt thép.
Mác thép được định ra và ký hiệu chủ yếu dựa vào thành phần hoá học và cách
luyện thép, ví dụ: C
T
3, C
T
5, 182C, vv còn nhóm cốt thép được phân chia theo đặc trư-
ng cơ học. Hai cách phân chia này là khác nhau vì đặc trưng cơ học của thép là do thành
phần và cách luyện quyết định.
Cốt nhóm A-I chế tạo từ thép than C
T
3,
Cốt nhóm A-II từ thép than C
T
-5 và các thép hợp kim thấp 10T, l82C, cốt nhóm
A-III từ thép hợp kim thấp mác 252C , 35C, nhóm A-IV từ 80C, 20 CT và nhóm A-
V từ 23X 22T.
Để phân biệt các nhóm cốt thép ngoài cách dựa vào hình thức gờ bên ngoài khác
nhau (Hình 2-6a; cốt nhóm C-II, Hình 2-6b cốt nhóm C-III và C-IV) người ta còn dùng
cách đánh dấu ở đầu mút cốt thép bằng màu sơn khác nhau.
Ghi chú:
Với thanh thép theo tiêu chuẩn Nga:
- “C” thể hiện tính hàn được (AT - IIIC).
- “T” dùng trong ký hiệu thép cường độ cao (AT - IIIC).

- “K” thể hiện khả năng chống ăn mòn (AT - IVK).
- “CK” thể hiện khả năng vừa hàn được vừa chống ăn mòn (AT - VCK).
- “c” thể hiện thép có những chỉ định đặc biệt (Ac - II).
- “B” ở đầu là thép sợi kéo nguội (B-II).
- “p” thép có gờ đối với thép sợi kéo (Bp-I)
- “B” sau chỉ số la mã: kéo nguội (A-IIIB)
3. Một số tính chất cơ bản của cốt thép
a. Biểu đồ ứng suất biến dạng
Tính chất cơ học của thép phụ thuộc vào thành phần hoá học và công nghệ chế tạo
chúng.
Phân tích biểu đồ kéo thép:
- Để xác định cường độ của thép, người ta tiến hành thí nghiệm kéo các mẫu thép từ
đó vẽ được biểu đồ ứng suất-biến dạng, ở Hình 2-7a,b trình bày biểu đồ quan hệ - của
một số loại thép khác nhau. Các kết quả cho thấy rằng: trên mỗi biểu đồ có ba phần, phần
thẳng ứng với giai đoạn có biến dạng đàn hồi, phần nằm ngang và cong ứng với giai đoạn
có biến dạng dẻo.
- Về ứng suất, người ta quy định có ba giới hạn sau đây:
+ Giới hạn bền, ký hiệu 
B
, được lấy bằng trị số ứng suất lớn nhất mà thép chịu
được trước khi bị kéo đứt.
+ Giới hạn đàn hồi, ký hiệu 
e
, được lấy bằng trị số ứng suất ở cuối giai đoạn đàn
hồi.
+ Giới hạn chảy, ký hiệu 
y
, được lấy bằng trị số ứng suất ở đầu giai đoạn chảy.
Đây cũng chính là giá trị để lấy làm cường độ tiêu chuẩn.
Đoạn nằm ngang trên biểu đồ được gọi là thềm chảy, lúc này thép ở vào trạng thái

chảy dẻo, biến dạng tiếp tục tăng trong khi ứng suất không tăng.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

A B C

b

y

s


b
A
C


s


0 0
A D

y

0

O'


pl
A

y

0

pl
D
O'
A

y

0


B' C
Hình vẽ 2-7. Biểu đồ kéo thép
Hiện tượng cứng nguội:
Khi tiến hành kéo thép trong giai đoạn đàn hồi rồi giảm tải thì biểu đồ trở về đường
cũ đến gốc. Nếu kéo thép đến phần có biến dạng dẻo rồi giảm tải thì biểu đồ không trở về
theo đường cũ mà theo một đường song song với đoạn thẳng biểu diễn giai đoạn đàn hồi,
khi ứng suất giảm đến hết (điểm O’ trên Hình 2-7c) vẫn còn lại phần biến dạng dư 
pl
,đây còn được gọi là hiện tượng cứng nguội.

- Nếu lại kéo thép một lần nữa, thì đường - sẽ là đường thẳng O’D (Hình 2-7c).
Người ta lợi dụng tính chất này để gia công kéo nguội cốt thép nhằm tăng giới hạn đàn

hồi của nó. Thép đã qua gia công kéo nguội có độ dãn dài khi đứt nhỏ hơn so với thép
ban đầu.
Đối với các loại thép không có giới hạn đàn hồi và giới hạn chảy rõ ràng, người ta
quy định các giới hạn quy ước.
Giới hạn đàn hồi quy ước là giá trị ứng suất 
e
ứng với biến dạng dư tỷ đối là
0,02%, còn giới hạn chảy quy ước là giá trị ứng suất 
y
ứng với biến dạng dư tỷ đối là
0,2% (Hình 2-8).
Phân loại cốt thép theo biểu đồ ứng suất biến dạng:
Trên cơ sở biểu đồ ứng suất biến dạng, người ta phân chia cốt thép thành hai loại: dẻo và
rắn (ngoài cách phân chia theo phương pháp chế tạo ở trên).
+ Cốt dẻo: là loại cốt có biểu đồ  -  có hoặc một thềm chảy rõ ràng hoặc một
vùng biến dạng dẻo khá rộng, có biến dạng giới hạn khá lớn (10%  25%). Thuộc loại
này, gồm: các thép cán nóng C
T
8, C
T
l5, 10T, 182C, 252C, vv…
+ Cốt rắn: là loại cốt có giới hạn chảy không rõ ràng và gần với giới hạn bền, có
biến dạng giới hạn tương đối bé (3%  4%). Thuộc loại này thường là các sợi cường độ
cao.
1000


0,1 0,2
0,3
500

1500
1
2
3
4

Hình vẽ 2-8. Cốt thép dẻo và cốt thép rắn
b. Cường độ của cốt thép:
Sau khi cốt thép được sản xuất ra cần phải tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra
cường độ. Những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn phải loại bỏ và xếp thành phế phẩm.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Đối với cốt thép dẻo kiểm tra theo giới hạn chảy, với cốt thép rắn kiểm tra giới hạn chảy
quy ước (bằng ứng suất ứng với biến dạng dư là 0,2%) để có được cường độ tiêu chuẩn
R
sn
.
Rsi Rsm Rsn
Rs
Rs, ser

R
si
: Gía trị giới hạn chảy của mẫu thử thứ i.
R
sm
: Gía trị trung bình giới hạn chảy của các mẫu thử.
R

sn
: Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép.
R
s
: Cường độ tính toán của cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ I.
R
s,ser
: Cường độ tính toán của cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ II.
Chú ý: cũng phải nhân thêm hệ số làm việc
sc

khi tính toán.
c. Môđuyn đàn hồi của cốt thép:
Nhóm cốt thép
E
s
.10
-4
, MPa
CI, A-I, CII, A-II
21
CIII, A-III
20
CIV, A-IV, A-V, A-VI, A-VII
19
A-IIIB
18
B-II, Bp-II
20
Bp-I

17
c. Độ dẻo của thép:
Độ dẻo của thép dùng làm cốt được đặc trưng bằng biến dạng dư toàn phần của mẫu
thí nghiệm kéo hoặc được đánh giá bằng cách uốn nguội cốt thép xung quanh một trục có
đường kính bằng 3 đến 5 lần đường kính của nó.
Riêng đối với dây thép (sợi thép) thì dùng cách bẻ gập nhiều lần.
Độ dẻo của cốt thép ảnh hưởng đến việc gia công và có ý nghĩa lớn đối với sự làm
việc của kết cấu bê tông cốt thép, cốt thép có độ dẻo bé có thể bị kéo đứt hoặc gẫy một
cách đột ngột.
d. Tính dễ hàn:
Tính dễ hàn của cốt thép được thể hiện bằng khả năng liên kết chắc chắn khi hàn
nối. Không có khe nứt, không có khuyết tật của kim loại ở mối hàn và xung quanh. Tính
dễ hàn phụ thuộc vào thành phần và cách chế tạo. Các thép cán nóng bằng loại thép ít các
bon, thép hợp kim thấp có tính dễ hàn.
Không được phép hàn các cốt đã qua gia công nhiệt và kéo nguội vì nhiệt độ cao ở
mối hàn làm giảm cường độ của thép, cũng không được hàn hồ quang các thép nhóm A-
IV, A-V.
e. ảnh hưởng của nhiệt độ:
Cốt thép bị nung nóng ở nhiệt độ cao sẽ bị thay đổi về cấu trúc kim loại, đồng thời
cường độ cũng như mô đuyn đàn hồi đều bị giảm, sau khi để nguội cường độ có được hồi
phục nhưng không hoàn toàn.
Khi chịu lạnh quá mức (dưới -300
0
C) một số thép cán nóng trở nên dòn, đó là hiện
tượng dòn nguội. Dây thép cường độ cao và thép qua gia công nhiệt bị dòn nguội ở nhiệt
độ thấp hơn so với thép cán nóng.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Các kết quả nghiên cứu cho biết hệ số dãn nở vì nhiệt của thép vào khoảng 1.10
-5
/độ
(tương đương với bê tông).
II. BÊ TÔNG CốT THéP
1. Lực dính giữa bê tông và cốt thép
Lực dính là yếu tố quan trọng hàng đầu, nhờ có lực dính mà bê tông và cốt thép
cùng làm việc, cùng biến dạng và có sự truyền lực qua lại giữa chúng.
a. Các yếu tố tạo nên lực dính:
Có rất nhiều ý kiến khác nhau về các yếu tố (hay các thành phần) tạo nên lực dính,
tuy nhiên có thể quy lại thành ba yếu tố sau:
- Do keo xi măng có tác dụng như một thứ hồ dán cốt thép vào bê tông.
- Do bề mặt gồ gề của cốt thép (cốt có gờ) phần bê tông nằm dưới các gờ chống lại
sự trượt của phần cốt thép.
- Khi bê tông khô cứng, do ảnh hưởng của co ngót mà bê tông càng dính chặt vào
cốt thép.
b. Thí nghiệm xác định lực dính:
c
c

max
N
l
N

Hình 2-9. Thí nghiệm xác định lực dính
Mẫu được chế tạo bằng cách đổ bê tông dính chặt vào đoạn thép. Thí nghiệm kéo
hoặc nén cho cốt thép tụt khỏi bê tông (Hình 2-9). Cường độ lực dính trung bình xác định
theo biểu thức sau:

dl
N
tb



(2.2.2.1)
Trong đó: N- Lực kéo (hoặc nén).
l - Chiều dài đoạn cốt thép chôn trong bê tông;
d- Đường kính cốt thép.
Theo kết quả thí nghiêm cho biết thực tế ứng suất dính phân bố không đều trên chu
vi đoạn l, ở hai đầu lực dính bằng 0, lực dính có trị số lớn nhất ở một vị trí nào đó và xác
định theo biểu thức:

m
R
b
max

(2.2.2.2)
Trong đó: R
n
- cường độ chịu nén của bê tông.
m - Hệ số được lấy phụ thuộc bề mặt của cốt thép, với cốt có gờ m = 23,5, với
cốt trơn m = 3,6  6.
2. Sự cùng làm việc giữa bê tông và cốt thép:
a. ứng suất ban đầu do bê tông co ngót:
Khảo sát một thanh bê tông có đặt cốt thép dọc theo trục thanh. Nếu bê tông được
co tự do, thì biến dạng của nó sẽ là 
co

. Nhưng vì cốt thép dính chặt với bê tông, nên nó
cản trở biến dạng co này, kết quả thanh bê tông cốt thép có biến dạng co 
1
< 
co
.
Xét một cách tương đối, có thể nói cốt thép bị bê tông gây ra một biến dạng nén là

1
và tương ứng trong cốt thép có ứng suất nén ’
s
= 
1
.E
a
. Đồng thời do cốt thép cản trở
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

sự co của bê tông nên gây ra một biến dạng 
2
= 
co
- 
1
và là biến dạng kéo, bởi vậy
trong bê tông xuất hiện ứng suất kéo 
bt
= .

2
. E
b
( là hệ số đàn hồi, E
b
- mô đun đàn
hồi của bê tông).
Nếu 
bt
vượt quá giới hạn chịu kéo, bê tông sẽ bị nứt, vết nứt này là do co ngót gây
ra. Hợp lực của ’
s
và 
bt
là những lực nội tại và chúng tự cân bằng.
b. ứng suất do ngoại lực gây ra.
Xét trường hợp đơn giản là thanh bê tông cốt thép chịu nén hoặc chịu kéo, nhưng bê
tông chưa bị nứt.
Do bê tông và cốt thép cùng làm việc với nhau, cùng có biến dạng như nhau. Gọi
ứng suất do tải trọng gây ra trong bê tông là 
b
và trong cốt thép là 
s
.


b
= ..E
b
(2.2.2.3)


s
= .E
s
(2.2.2.4)
Trong đó:  - biến dạng của bê tông và cốt thép ở vị trí tiếp xúc.
E
b
- mô đun đàn hồi của bê tông.
E
a
- mô đun đàn hồi của cốt thép.
Đặt
b
s
b
s
Ev
E
n





do đó

s
= n.
b

(2.2.2.5)
Trị số của n thay đổi trong khoảng từ 8  20. Trong cấu kiện chịu kéo hoặc trong
vùng kéo của cấu kiện chịu uốn, sau khi bê tông bị nứt, phần nội lực do bê tông chịu đ-
ược truyền sang cho cốt thép và cốt thép chịu toàn bộ nội lực kéo.
c. Sự phân phối lại ứng suất do từ biến:
Dưới tác dụng lâu dài của tải trọng, trong bê tông phát sinh biến dạng từ biến. Cốt
thép cũng gây cản trở đối với biến dạng từ biến này. Xét cấu kiện chịu nén kết quả của từ
biến làm cho ứng suất trong cốt thép tăng lên và ứng suất trong bê tông giảm xuống. Hiện
tượng này gọi là hiện tượng phân phối lại ứng suất một cách có lợi.
3. Sự phá hoại và hư hỏng của bê tông cốt thép:
a. Sự phá hoại do chịu lực:
Xét thanh bê tông cốt thép chịu kéo, sau khi bê tông bị nứt, thì tại vị trí bị nứt toàn
bộ lực kéo do cốt thép chịu và được xem là bắt đầu phá hoại khi ứng suất trong cốt thép
đạt giới hạn chảy. Còn đối với cột chịu nén, sự phá hoại bất đầu khi ứng suất trong bê
tông đạt đến giới hạn chịu nén. Đối với cấu kiện chịu uốn, sự phá hoại có thể bắt đầu từ
cốt thép ở vùng chịu kéo khi ứng suất trong cốt thép đạt giới hạn chảy hoặc bắt đầu từ
vùng nén khi ứng suất trong bê tông đạt giới hạn chịu nén.
b. Sự hư hỏng đo tác dụng của môi trường
Dưới tác động của môi trường bê tông cốt thép có thể bị hư hỏng do hoá học, cơ học
và sinh học.
Về cơ học bê tông có thể bị bào mòn do mưa, dòng chảy vv. . . Đối với các công
trình chịu lạnh, sự đóng và tan băng liên tiếp có thể gây ra hư hỏng cho bê tông. Nhằm
tránh các tác động này người ta dùng biện pháp nâng cao cường độ của bê tông và đảm
bảo độ đặc chắc cho bề mặt công trình.
Về sinh học, các loại rong rêu, hà, các vi khuẩn ở sông biển có thể gây ra tác dụng
phá hoại bề mặt bê tông.
Về hoá học, bê tông có thể bị xâm thực bởi các chất hoá học (axít, muối, vv…) có
trong môi trường, bởi nước có nồng độ pH bé.
Cốt thép có thể bị xâm thực do tác dụng hoá học và điện phân của môi trường. Khi
cốt thép bị rỉ, thể tích lớp rỉ tăng lên nhiều lần so với thể tích kim loại ban đầu, gây ra sự

Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

chèn ép bê tông tạo ra vết nứt trong lớp bê tông bảo vệ hoặc phá hoại lớp đó. Sự xuất
hiện vết nứt quá mức trong bê tông làm cho cốt thép càng dễ bị rỉ hơn.
Trong môi trường có hơi nước mặn, môi trường có nhiệt độ và độ ẩm cao, cốt thép
bị rỉ nhanh hơn. ứng suất cao, sự gia công nguội làm cho cốt thép dễ bị rỉ.
Bảo vệ cho cốt thép khỏi bị rỉ là một yêu cầu rất quan trọng. Với mục đích bảo vệ
cốt thép và tăng lực dính của cốt thép với bê tông, trước khi cho cốt thép vào ván khuôn
cần phải làm sạch bề mặt (cạo rỉ, lau chùi chất bẩn, bụi vv ) đồng thời phải dùng nước
sạch và cốt liệu sạch để đổ bê tông.

Bảng chuyển đổi đơn vị kỹ thuật cũ sang hệ đơn vị SI

Đại lượng
Đơn vị
kỹ thuật cũ
Hệ đơn vị SI
Quan hệ chuyển đổi
Tên gọi
Ký hiệu
Lực
kG
T (tấn)
Niutơn
kilô Niutơn
mêga Niutơn
N
kN

MN
1 kG = 9,81 N  10 N
1 kN = 1 000 N
1 T = 9,81 kN  10 kN
1 MN = 1 000 000 N
Mômen
kGm
Tm
Niutơn mét
kilô Niutơn
mét
Nm
kNm
1 kGm = 9,81 Nm  10 Nm
1 Tm = 9,81 kNm  10 kNm
ứng suất;
Cường độ;
Mô đun đàn
hồi
kG/mm
2
kG/cm
2

T/m
2
Niutơn/mm
2

Pascan

Mêga Pascan
N/mm
2

Pa
MPa
1 Pa = 1 N/m
2
 0,1 kG/m
2

1 kPa = 1 000 Pa = 1 000 N/m
2
= 100 kG/m
2

1 MPa = 1 000 000 Pa = 1000kPa

100 000 kG/m
2
=
=10 kG/cm
2

1 MPa = 1 N/mm
2

1 kG/mm
2
= 9,81 N/mm

2

1 kG/cm
2
= 9,81

10
4
N/m
2
 0,1MN/m
2
= 0,1 MPa
1 kG/ m
2
= 9,81 N/m
2
= 9,81 Pa  10 N/m
2
= 1 daN/ m
2



Chương 3: Nguyên lý tính toán và cấu tạo
cấu kiện BTCT

Bài 3.1. nguyên lý tính toán

Tiến hành tính toán BTCT theo một trong hai loại bài toán là chọn tiết diện, kiểm tra

hoặc tính cốt thép.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

Chọn tiết diện là bài toán tổng hợp giữa các yếu tố kiến trúc, khả năng chịu lực và
điều kiện kinh tế.
Kiểm tra là bài toán biết kích thước tiết diện và bố trí cốt thép, cần kiểm tra cấu kiện
có đủ an toàn không
Tính cốt thép là bài toán trong đó xuất phát từ các yêu cầu đối với kết cấu để xác
định lượng cốt thép cần bố trí.
I) Tải trọng và tác động
Các loại tải trọng và các trị số của nó dùng để thiết kế cần được lấy theo các tiêu
chuẩn tương ứng về tải trọng. Đối với nhà và công trình công nghiệp lấy thep tiêu chuẩn
TCVN2737-95. Đối với các công trình khác có những tiêu chuẩn chuyên ngành tương
ứng.
a.Về tính chất chia làm 3 loại:
+ Tải trọng thường xuyên: là tải trọng không thay đổi trong suốt quá trình sử dụng
kết cấu ví dụ như trọng lượng bản thân kết cấu, trọng lượng các vách ngăn cố định…
+ Tải trọng tạm thời: là các loại tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt, trị số, chiều
tác dụng như tải trọng trên sàn, tải trọng do cầu trục, do ô tô, tải trọng gió…
+ Tải trọng đặc biệt: là các tải trọng rất ít khi xảy ra như động đất, cháy nổ…
b. Về phương chiều chia làm tải trọng đứng và tải trọng ngang
c. Về trị số khi tính toán theo phương pháp trạng thái giới hạn:
+ Tải trọng tiêu chuẩn: là tải trọng do thiết kế quy định lấy trong điều kiện làm việc
thường gặp của kết cấu.
+ Tải trọng tính toán: là tải trọng có xét đến sự tăng giảm bất thường của tải trọng
thực tế so với trị số tiêu chuẩn.
Quan hệ giữa tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán
p = n.p

tc
(3.1.1.1)
d. Về thời hạn tác dụng
+ Tải trọng dài hạn gồm tải trọng thường xuyên và một phần tải trọng tạm thời như
trọng lượng của thiết bị và vật liệu
+ Tải trọng ngắn hạn gồm phần còn lại của tải trọng tạm thời.
Ngoài ra khi tính toán cần chú ý đến những tác động có thể gây biến dạng và nội lực
trong kết cấu như tác động của nhiệt độ, của sự lún lệch trong công trình.
II) Nội lực
Đối với những kết cấu tĩnh định như dầm đơn giản dùng phương pháp tính của cơ
học kết cấu và sức bền vật liệu.
Đối với kết cấu siêu tĩnh khi tính nội lực cần xem xét đến biến dạng dẻo của vật
liệu. Tuy nhiên với các kết cấu siêu tĩnh thông thường người ta dùng phương pháp cơ học
kết cấu hoặc lý thuyết đàn hồi để tính toán xác định nội lực. Như vậy, nếu sử dụng các
phương pháp này ta vẫn phải chấp nhận sự gần đúng tương đối theo hướng an toàn.
Để xác định nội lực và thực hiện việc tổ hợp nội lực cần lập ra các sơ đồ tính:
+ Một sơ đồ với tải trọng thường xuyên, cho nội lực S
g
.
+ Một sơ đồ với các trường hợp có thể xảy ra của tải trọng tạm thời, của tải trọng
đặc biệt cho nội lực S
i
. Tại một tiết diện các giá trị S
i
có thể trái dấu.
Khi xét một tiết diện nào đó, nội lực dùng đế tính toán hoặc kiểm tra là tổ hợp của
S
g
và một vài giá trị bất lợi của S
i

.
S = S
g
+

i
S
(3.1.1.2)
Giới thiệu các phần mềm tính toán hiện nay (tên, phương pháp tính toán, giới hạn sử
dụng)
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

III) Tính toán theo ứng suất cho phép
1) Bản chất :
Phương pháp này Navier ( ý, Pháp) đề xuất vào năm 1826, tính toán dựa trên các
công thức của SBVL, với giả thiết BTCT là vật liệu đàn hồi nên còn có tên gọi là phương
pháp đàn hồi.
Xem vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, quan hệ ứng suất biến dạng tuân theo
định luật Hook, nghĩa là tuân theo quy luật tuyến tính.
2) Công thức tính toán của phương pháp:
Công thức tính toán tổng quát:

cp

(3.1.1.3)
 ứng suất ứng suất lớn nhất do các tải trọng tiêu chuẩn được tổ hợp ở trường
hợp bất lợi nhất sinh ra trong trong tiết diện nguy hiểm nhất của kết cấu.


cp
ứng suất cho phép của vật liệu

k
gh
cp



Để xác định ứng suất  người ta dùng giả thiết là bê tông cốt thép làm việc theo sơ
đồ đàn hồi. Như vậy thì có thể dùng các công thức của sức bền vật liệu nhưng chưa phản
ánh đúng thực tế làm việc của nó.
3) Ưu nhược điểm của phương pháp:
ưu điểm: cho người thiết kế có cái nhìn thực tế về sự làm việc của cấu kiện (trong
thời gian đầu)
Khuyết điểm: Chưa phản ánh được sự làm việc ở trạng thái dẻo của vật liệu
BTCT không phải là vật liệu đàn hồi
IV) Tính toán theo nội lực phá hoại
a) Bản chất phương pháp:
Phương pháp này do giáo sư LoLeit (người Nga) ở học viện Quibusep kiến nghị,
được đưa vào quy phạm của Liên Xô (cũ) và được áp dụng rộng rãi ở Liên Xô đến năm
1955.
Nội dung cơ bản của phương pháp là xác định nội lực lớn nhất do tải trọng gây ra tại
tiết diện tính toán rồi so sánh với khả năng chịu lực của tiết diện đó.
b) Dạng công thức tính toán:
Xem vật liệu bê tông cốt thép là vật liệu đàn hồi dẻo, điều kiện tính toán là:

phc
SkS 
(3.1.1.4)

S
c
Nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra
S
ph
Nội lực làm phá hoại kết cấu. Nội lực này được tiến hành thí nghiệm để tìm
đối với từng loại kết cấu.
k Hệ số an toàn lấy bằng 1,5 - 2,5
c) Các ưu nhược điểm của phương pháp:
ưu điểm: Tính đến sự làm việc của cấu kiện ở giai đoạn dẻo
Khuyết điểm: Sự biến dạng, và sự hình thành và phát triển vết nứt của cấu kiện
chưa được quan tâm, dùng chung một hệ số an toàn k chung cho nhiều yếu tố khác nhau
như tải trọng, cường độ, điều kiện làm việc… như vậy là còn chưa thoả đáng.
V) Tính toán theo trạng thái giới hạn:
1) Các trạng thái giới hạn:
TTGH là trạng thái tại thời điểm đó trở đi, kết cấu không thoả mãn các yêu cầu đặt
ra cho nó. Theo tiêu chuẩn 356-2005 quy định hai nhóm trạng thái giới hạn:
Trạng thái giới hạn 1 và trạng thái giới hạn 2.
Bài giảng: Kết cấu Bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản

Giáo viên: Phan Chí Hiếu – Bộ môn XD Nhà & CTCT – Khoa CTQS

2) Các nội dung tính toán:
a) Tính toán theo TTGH1
Đây là trạng thái giới hạn về độ bền. Tính theo trạng thái này là tính toán để đảm
bảo cho kết cấu không bị phá hoại không bị mất ổn định, không bị hư hỏng vì mỏi.
Điều kiện tính toán:

gh
SS 

(3.1.1.5)
S Nội lực bất lợi do tải trọng tính toán gây ra.
S
gh
Khả năng làm việc của kết cấu khi nó làm việc ở trạng thái giới hạn.
Cách xác định S
gh
sẽ được trình bày trong các chương sau.
b) Tính toán theo TTGH2:
Đây là TTGH về điều kiện làm việc bình thường đảm bảo cho kết cấu không có
những khe nứt hoặc những biến dạng quá mức cho phép.

ghcrc
aa 
(3.1.1.6)

gh
ff 
(3.1.1.6)
a
crc
Bề rộng khe nứt do tải trọng tiêu chuẩn gây nên
f Biến dạng của kết cấu do tải trọng tiêu chuẩn gây nên
a
gh
Giới hạn cho phép về bề rộng khe nứt để đảm bảo làm việc bình thường
f
gh
Giới hạn cho phép về biến dạng để đảm bảo làm việc bình thường.
Ngoài ra, để đảm bảo cho cấu kiện không hình thành khe nứt ta kiểm tra thép điều

kiện:
S

S
crc
(3.1.1.7)
S
crc
Khả năng chống nứt của cấu kiện
3) ưu nhược điểm của phương pháp tính theo TTGH:
a. ưu điểm:
Kể đến biến dạng dẻo của tiết diện.
Còn được gọi là phương pháp hệ số, đã chú ý đưa thêm các ảnh hưởng đến cấu kiện
như sự tăng bất thường của tải trọng, sự giảm cường độ của vật liệu thông qua các hệ số.
Tính toán kết cấu có kể đến sự làm việc về biến dạng của cấu kiện, tính toán độ
võng, khe nứt, đảm bảo cho cấu kiện làm việc không những theo cường độ mà còn theo ý
nghĩa thực tế của nó.
b. Nhược điểm:
Tính toán biến dạng còn phức tạp, các phép tính dùng nhiều hệ số thực nghiệm.

Bài 3.2. nguyên lý cấu tạo

I. Kích thước tối thiểu của tiết diện
Kích thước tối thiểu của tiết diện cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép được xác
định từ các tính toán theo nội lực tác dụng và theo các nhóm trạng thái giới hạn tương
ứng, cần được lựa chọn có kể đến các yêu cầu về kinh tế, sự cần thiết về thống nhất hoá
ván khuôn và cách đặt cốt thép, cũng như các điều kiện về công nghệ sản xuất cấu kiện.
Ngoài ra, kích thước tiết diện cấu kiện bê tông cốt thép cần chọn sao cho đảm bảo
các yêu cầu về bố trí cốt thép trong tiết diện (chiều dày lớp bê tông bảo vệ, khoảng cách
giữa các thanh cốt thép, v.v ) và neo cốt thép.

II. Khung và lưới cốt thép
Cốt thép đặt vào bê tông không được để rời mà phải liên kết chúng lại thành khung
hoặc lưới (Hình 3-4a). Khung được dùng trong các dầm, cột, lưới dùng trong bản.