Chương 1 bê tông cốt thép

Chương
KẾT
CẤU 1BÊ TÔNG CỐT THÉP

Khái niệm chung về BTCT

KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
(CẤU KIỆN CƠ BẢN)

Tài liệu tham khảo
1. TCVN 5574-2018, Tiêu chuẩn thiết kế bê tông và bê tông cốt thép, NXB Xây dựng,
Hà Nội, 2018.
2. TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà
Nội, 1995.
3. Võ Bá Tầm (Chủ biên), Kết cấu bê tông cốt thép -Tập 1: Cấu kiện cơ bản (Theo
TCVN 5574-2018), NXB ĐHQG TPHCM, 2021
4. Phan Quang Minh (Chủ biên), Kết cấu bê tông cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản,
NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2014.
5. Chu-Kia, W., Salmon, C.G., Salmon, C., Pincheira, J., and ParraMontesinos, G.J.,
Reinforced Concrete Design, 8th Edition, Oxford University Press, 992p, 2017.
BỘ MƠN CƠNG TRÌNH
9/19/2023
Chapter
Introduction
KHOA
KỸ1:THUẬT
XÂY DỰNG, ĐHBK-TP. HCM

GV: TRẦN THÁI MINH CHÁNH
1
Email:

KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP

Mục tiêu mơn học
1. Tìm hiểu các tính năng cơ lý của vật liệu bê tông, thép và ứng xử tương tác
giữa bê tông và cốt thép
2. Tìm hiểu và phân tích sự làm việc của các cấu kiện bê tông cốt thép (BTCT)
căn bản: cấu kiện chịu uốn; cắt; xoắn; nén và chịu kéo.
3. Ngun lý thiết kế và tính tốn cấu kiện BTCT theo phương pháp trạng thái
giới hạn.
4. Các nguyên tắc cấu tạo và bố trí cốt thép cho các cấu kiện BTCT.
Cấu trúc mơn học

20%
Thi giữa kỳ
BỘ MƠN CƠNG TRÌNH
9/19/2023
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG, ĐHBK-TP. HCM

20%
Bài tập lớn

60%
Thi cuối kỳ
GV: TRẦN THÁI MINH CHÁNH
2
Email:

KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP

Nội dung mơn học
1. Vật liệu, ứng xử tương tác giữa bê tông và cốt thép.
2. Nguyên lý thiết kế và cấu tạo kết cấu BTCT

3. Phân tích và thiết kế các cấu kiện BTCT cơ bản (uốn, cắt, nén) theo trạng
thái giới hạn (TTGH) bền.
4. Ứng xử nứt và tính tốn độ võng theo TTGH sử dụng.

5. Thực hành phân tích và thiết kế cho một kết cấu BTCT đơn giản theo tiêu
chuẩn TCVN 5574-2018

BỘ MƠN CƠNG TRÌNH
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG, ĐHBK-TP. HCM

GV: TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Email:


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BTCT
1.1 Khái niệm chung.

1.2 Sơ lược lịch sử phát triển của bê tông và BTCT
1.3 Ưu, khuyết điểm của BTCT và phạm vi ứng dụng
1.4 Phương hướng phát triển

1.5 Phân loại bê tơng và cơng trình bê tông

9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

1


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

BÊ TÔNG

9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

2


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Bê tông chịu nén rất tốt nhưng chịu kéo rất kém

Thép chịu kéo và nén rất tốt

Kết cấu Bê tông Cốt thép
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

3


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

4


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Một số điều kiện đảm bảo cho khả năng chịu lực của BTCT
• Khả năng bám dính (bond strength) giữa BT và cốt thép
(từ 4 đến 6 MPa)
• Khơng xảy ra phản ứng hóa học giữa BT và cốt thép
(pH = 8 ~ 9)
• Lớp bê tơng trên bề mặt cốt thép bảo vệ cốt thép khơng bị
ăn mịn
• BT và cốt thép có hệ số giản nở nhiệt gần bằng nhau
(7~12 ×10-6 / C và 10 ×10-6 / C)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

5


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.2 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BT VÀ BTCT
❖ Bêtông là vật liệu xây dựng có tuổi đời tương đối trẻ so với đá, gỗ và kể
cả thép

❖ Thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên (CN): Puzzolan xi-măng, người La Mã
70-80 AD

H. 1 – Đấu trường Colosseum, Roma, Ý
(www.wikipedia.org)
9/19/2023

Chapter 1:
Introduction

50 AD

H. 2 – Cầu Pont du Gard, Pháp
(www.wikipedia.org)
6


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.2 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BT VÀ BTCT
❖ Năm 1774: Xi-măng cứng trong nước, John Smeaton
1796

H. 3 – Cảng West India Docks, England
(www.wikipedia.org)

❖ Năm 1824: Portland xi-măng, Joseph Aspdin
❖ Năm 1849: BTCT, J. L. Lambot
❖ Năm 1867: BTCT, Joseph Monier
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

7

Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.2 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BT VÀ BTCT
❖ Năm 1895: BTCT toàn khối, Francois Hennebique

H. 4 – Cách bố trí thép trong dầm theo Hennebique

H. 5 – Cách bố trí thép trong cột theo Hennebique

❖ Năm 1928: BTCT ứng lực trước, E. Freyssinet
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

8


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.1 Ưu điểm
➢ Chịu lực tốt hơn so với gạch, đá và gỗ, đặc biệt là khả năng chịu nén tốt
•
•
•

•

1920
1950
1992
Hiện tại

: ~15 MPa
: ~50 MPa
: ~135 MPa (Petronas Tower, Kuala-Lumpur, Malaysia)
: ~800 MPa

➢ Các thành phần vật liệu tạo nên bê tông rất phổ biến trong tự nhiên
➢ Dễ dàng sản xuất, bất ký lúc nào và bất kỳ đâu.
➢ Chịu được mọi loại tải trọng, kể cả động đất, cháy, nổ…
➢ Bền vững theo thời gian, chi phí bảo trì thấp
➢ Có khả năng chịu nhiệt tốt
➢ Có khả năng tái sử dụng cao
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

9


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG

1.3.2 Khuyết điểm
➢ Trọng lượng bản thân tương đối lớn (1,8-2,5T/m3), nên khó làm các kết
cấu chịu lực có nhịp lớn. Biện pháp khắc phục:
• Sử dụng bê tơng cường độ cao
• Bê tơng thép liên hợp
• Bê tơng ứng lực trước
➢ Thời gian thi công kéo dài. Biện pháp khắc phục: Sử dụng BTCT đúc sẵn
➢ Thể tích thay đổi theo thời gian do đặc tính từ biến và co ngót của bêtơng
➢ Có khả năng cách âm kém. Biện pháp khắc phục: Sử dụng BTCT có cấu
trúc rỗng.
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

10


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Cơng nghiệp
•

1902 – Ingalls Building, Tòa nhà cao tầng BTCT đầu tiên

H. 8 – Cao ốc Ingalls Building, Ohio, USA
(www.wikipedia.org)

9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

11


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Cơng nghiệp
• 1959 – 1973 Nhà hát Opera Sydney
183 m – long
120 m – width
1.8 ha – area

H. 7 – Nhà hát Opera Sydney, Úc
(www.wikipedia.org)

9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

• 1963-1967 Nhà thi đấu thể thao
Assembly Hall, ĐH Illinois, USA

H. 8 - Assembly Hall, ĐH Illinois, USA

(www.wikipedia.org)

12


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Cơng nghiệp
• 1975– Cao ốc Water Tower Place, Chicago, USA
262 m – height
74 – floors

• 1973-1976 Tháp truyền hình, Toronto, Canada

H. 9 – Water Tower Place, Chicago, USA
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

553 m – height

H. 10 – CN Tower, Toronto, Canada
(www.wikipedia.org)
13

Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp
1992-1998 Tháp
Petronas, KualaLumpur, Malaysia

452 m – height
88 – floors

1998– Tháp Jin
Mao, Thượng
Hải, Trung Quốc

H. 11 –Petronas Tower, Kuala-Lumpur,
Malaysia (www.wikipedia.org)
Chapter 1: Introduction

421 m – height
88 – floors
200 km/h
7 độ Ritter

H. 12 – Jin Mao Tower, Thượng Hải, TQ
(www.wikipedia.org)
14

Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp

818 m – height
164 – floors

• 2004-2009 Tháp Dubai, Các tiểu Vương
quốc Ả rập Thống nhất (UAE)

H. 13 – Dubai Tower, UAE
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

15


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG

1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Cơng nghiệp
• 2007-2010: Tháp Tài Chính Bitexco, TP. HCM, Việt Nam

H. 13a – Bitexco Finacial Tower, HCM City, Vietnam
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

16


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Dân dụng và Cơng nghiệp
• 2014-2019: Tịa nhà Landmark 81, TP. HCM, Việt Nam

H. 13b – Landmark 81, HCM City, Vietnam
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

17

Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Thủy lợi
• 1931-1936 Đập Hoover, NevadaArizona, USA

379 m – long
221 m – height
183-14 m – thick
2.5 triệu m3 -BT
H. 14 – Hoover Dam, USA
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

18


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Thủy lợi

• 1994-2011 Đập Tam Hiệp, Trung Quốc
2309 m – long
101 m – height
115-40 m – thick
27 triệu m3 -BT

H. 15 – Three Gorges Dam, China
(www.wikipedia.org)
Chapter 1: Introduction

19


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Thủy lợi
• 1979-1994 Đập Hịa Bình, Việtnam
734 m – long
128 m – height
1.89 triệu m3 -BT

H. 16a – Hoa Binh Dam, Vietnam (www.wikipedia.org)

9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

20


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Thủy lợi
• 2005-2012: Nhà máy thủy điện Sơn La, Việt Nam

H. 16b – Son La Dam, Vietnam
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

21


Chương 1

Khái niệm chung về BTCT

1.3 ƯU, KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.3 Phạm vi ứng dụng
➢ Xây dựng Giao thơng
•

Cầu vịm Wanxian, Trùng Khánh, Trung Quốc
425 m – span

H. 17 – Wanxian Bridge, Chongqing, China
(www.wikipedia.org)
9/19/2023
Chapter 1:
Introduction

22