giáo trình BÊ TÔNG CỐT THÉP 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
(CẤU KIỆN CƠ BẢN)
Giảng viên: TS. NGUYỄN QUANG TÙNG
Email :
Tel : 0906 597 007
TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC
TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC
TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC
HỌC GÌ?
• Các kiến thức cơ bản về tính năng cơ lý của vật liệu
• Cách tính toán và cấu tạo các cấu kiện cơ bản bằng BTCT
HỌC GÌ?
• Các kiến thức cơ bản về tính năng cơ lý của vật liệu
• Cách tính toán và cấu tạo các cấu kiện cơ bản bằng BTCT
HỌC XONG LÀM ĐƯỢC GÌ? HỌC XONG LÀM ĐƯỢC GÌ?
HỌC XONG LÀM ĐƯỢC GÌ?
• Thiết kế được các kết cấu BTCT thông thường;
• Hiểu được những kiến thức cơ bản để tiếp tục nghiên cứu;
• Thiết kế được các kết cấu chuyên dùng khác trong xây
dựng cơ bản.
HỌC XONG LÀM ĐƯỢC GÌ?
• Thiết kế được các kết cấu BTCT thông thường;
• Hiểu được những kiến thức cơ bản để tiếp tục nghiên cứu;
• Thiết kế được các kết cấu chuyên dùng khác trong xây
dựng cơ bản.
CHƯƠNG TRÌNH HỌC
CHƯƠNG 4 : CẤU KIỆN CHỊU UỐN
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 2 : TÍNH NĂNG CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO BTCT
CHƯƠNG 9 : KẾT CẤU BTCT ỨNG LỰC TRƯỚC
CHƯƠNG 5 : SÀN PHẲNG
CHƯƠNG 6 : CẤU KIỆN CHỊU NÉN
CHƯƠNG 7 : CẤU KIỆN CHỊU KÉO
CHƯƠNG 8 : TÍNH TOÁN THEO TTGH II
CHƯƠNG 4 : CẤU KIỆN CHỊU UỐN
Chương I:
1.1. Khái niệm
BTCT là một loại vật liệu xây dựng phức hợp do hai loại vật
liệu có đặc trưng cơ học khác nhau (bê tông và cốt thép) cùng cộng
tác chịu lực với nhau một cách hợp lý và hiệu quả.
- Bê tông chịu nén khá tốt nhưng chịu kéo lại rất kém.
- Cốt thép chịu nén và chịu kéo đều rất tốt.
1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Thí nghiệm về sự làm việc chung của BT và CT
h
b
1.1. Khái niệm
BTCT là một loại vật liệu xây dựng phức hợp do hai loại vật
liệu có đặc trưng cơ học khác nhau (bê tông và cốt thép) cùng cộng
tác chịu lực với nhau một cách hợp lý và hiệu quả.
- Bê tông chịu nén khá tốt nhưng chịu kéo lại rất kém.
- Cốt thép chịu nén và chịu kéo đều rất tốt.
1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Thí nghiệm về sự làm việc chung của BT và CT
h
b
1.1. Khái niệm
BTCT là một loại vật liệu xây dựng phức hợp do hai loại vật

liệu có đặc trưng cơ học khác nhau (bê tông và cốt thép) cùng cộng
tác chịu lực với nhau một cách hợp lý và hiệu quả.
- Bê tông chịu nén khá tốt nhưng chịu kéo lại rất kém.
- Cốt thép chịu nén và chịu kéo đều rất tốt.
1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Thí nghiệm về sự làm việc chung của BT và CT
Lý do BT và CT có thể cùng làm việc
 Lực dính giữa BT và CT;
 BT và CT không phản ứng hóa học;
 Hệ số giản nở nhiệt của BT và CT là xấp xỉ nhau.
h
b
1.2. Phân loại
Theo phương pháp thi công
 BTCT toàn khối;
 BTCT lắp ghép;
 BTCT bán lắp ghép.
1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Theo trạng thái ứng suất
 BTCT thường;
 BTCT ứng lực trước.
1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
Ưu điểm
 Có thể sử dụng vật liệu địa phương;
 Tuổi thọ công trình cao, ít tốn chi phí bảo dưỡng;
 Chịu lửa tốt;
 Tạo dáng cho công trình dễ dàng.
1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Nhược điểm
 Công trình nặng nề;

 Cách nhiệt, chống ồn, chống thấm kém;
 Thi công phức tạp, khó kiểm soát chất lượng;
 Dễ xuất hiện vết nứt trong vùng BT chịu kéo do BT chịu
kéo kém;
 Công tác cải tạo sửa chữa khó hơn các loại kết cấu thép, gỗ.
Phạm vi ứng dụng
 Trong XDDD : từ công trình nhà ở, nhà ga, nhà hành chính
…
 Trong XDCN : xi lô, ống khói, tháp nước…
 Giao thông : dầm cầu, tà vẹt,
 Công trình thủy : trạm bơm, đập nước …
1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Quá trình phát triển chia thành 3 giai đoạn
Giai đoạn phát minh
- 1849 LamBot (Pháp) đã làm một chiếc thuyền bằng lưới thép
được trát hai mặt bằng vữa xi măng.
- 1850 Monier làm các chậu hoa với các lưới thép gia cường
Giai đoạn nghiên cứu và sử dụng
- 1880, các nghiên cứu về cường độ BT và CT, về lực dính
2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
- 1880, các nghiên cứu về cường độ BT và CT, về lực dính
giữa BT và CT mới được nghiên cứu ở Pháp và Đức.
- 1886 Koenen (Đức) đã kiến nghị phương pháp tính toán cấu
kiện BTCT.
- Từ 1890 - 1920, các hướng dẫn tính toán thực dần ra đời,
việc tính toán kết cấu BTCT dần được chuẩn hóa.
Giai đoạn phát triển hiện tại
- Xây dựng các phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép
dựa trên cơ sở của môn học SBVL, tính theo giai đoạn phá hoại
có kể đến biến dạng dẻo của vật liệu, tính toán theo trạng thái giới

hạn.
- Nghiên cứu và ứng dụng thành công BTCT ứng lực trước.
2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Chương II:
A. BÊ TÔNG
Bê tông là loại đá nhân tạo, được chế tạo từ các loại vật liệu
rời (cát, đá, sỏi), chất kết dính (thường là xi măng), nước và có thể
thêm phụ gia (đông kết nhanh, chống thấm, đông kết chậm ).
Bê tông có cấu trúc không đồng nhất.
 Phân loại
1. KHÁI NIỆM CHUNG
 Phân loại
 Theo cấu trúc : bê tông thường, bê tông cách nhiệt;
 Theo khối lượng riêng : bê tông nặng, bê tông nhẹ;
Theo thành phần : bê tông thông thường, bê tông cốt liệu bé, bê
tông chèn đá hộc;
Theo phạm vi sử dụng : bê tông chịu lực, bê tông chịu nhiệt, bê
tông cách nhiệt, bê tông chống xâm thực
 Tính năng cơ lý
 Tính năng cơ học của BT biểu thị các loại cường độ và sự biến
dạng.
 Tính năng vật lý của BT là chỉ tính co ngót, từ biến, khả năng
chống thấm, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống ăn mòn
 Tính năng cơ lý của BT phụ thuộcphần lớn vào thành phần cấu
tạo của BT
1. KHÁI NIỆM CHUNG
tạo của BT
o Chất lượng của xi măng,
o Đặc trưng của cốt liệu,
o Thành phần cấp phối,

o Môi trường rắn kết,
o Tuổi của bê tông, được tính bằng ngày
2.1. Thí nghiệm cường độ chịu nén của bê tông
 Mẫu thí nghiệm
 Mẫu thí nghiệm tiêu chuẩn là mẫu lập phương có kích thước a
= 15cm,
 Có thể thí nghiệm trên các mẫu hình trụ hoặc hình lăng trụ đều
được, nhưng phải nhân với một hệ số tương ứng.
2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
 Đối với nhưng công trình có sẵn, để thí nghiệm cường độ chịu
nén của BT thì chúng ta cần phải khoan các mẫu hình trụ.
a
a
a
h=4a
a
a
A
D
h
A
A
 Phương pháp thí nghiệm : Nén mẫu bằng máy nén
 Cường độ chịu nén của mẫu
với P là lực làm phá hoại mẫu, A là diện tích tiết diện mẫu.
Bê tông thông thường có R = 5-30 Mpa.
)(MPa
A
P
R 

2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
Bê tông thông thường có R = 5-30 Mpa.
a
a
a
h=4a
a
a
A
D
h
A
A
 Sự phá hoại của mẫu thử
 Thí nghiệm 1
o Hai mẫu lập phương kích thước giống nhau, cấu tạo giống
nhau,
o Một mẫu bôi trơn bề mặt, một mẫu không bôi trơn bề mặt,
o Giá trị cường độ thu được sẽ khác nhau (mẫu bôi trơn dễ bị
phá hoại hơn).
2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
phá hoại hơn).
a) Mẫu có bôi trơn
b) Mẫu không bôi trơn
 Thí nghiệm 2
o Thí nghiệm không bôi trơn mẫu thử
o Mẫu lập phương cạnh a và mẫu lăng trụ tiết diện vuông cạnh a,
chiều cao 4a,
o Mẫu lăng trụ dễ bị phá hoại hơn, giá trị cường độ thu được
khoảng 0,8R của mẫu lập phương.

2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
a
a) Mẫu lập phương b) Mẫu lăng trụ
a
a
a
A
a
h=4a
a
A
2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
 Thí nghiệm 3
o Thí nghiệm không bôi trơn mẫu thử
o 3 mẫu lập phương có kích thước khác nhau, a= 10, 15, 20cm
o R
10
> R
15
> R
20
!!! Tuy nhiên, nếu thí nghiệm có bôi trơn thì mẫu lập phương
có kích thước to hay nhỏ, hay mẫu lăng trụ đều cho kết quả như
nhau
a = 10 cm
a = 15 cm
a = 20 cm
2.2. Thí nghiệm cường độ chịu kéo của bê tông R
t
2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG

A
P
R
t

Mẫu kéo tiết diện vuông
với :
P là lực kéo làm phá hoại mẫu
a
a
P
P
a = 10 cm
P là lực kéo làm phá hoại mẫu
A là diện tích tiết diện ngang
a
2.2. Thí nghiệm cường độ chịu kéo của bê tông R
t
2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
A
P
R
t

Mẫu kéo tiết diện vuông
với :
P là lực kéo làm phá hoại mẫu
a
a
P

P
a = 10 cm
Mẫu uốn tiết diện chữ nhật
với :
M là moment uốn làm phá hoại mẫu
b, h là kích thước tiết diện ngang
2
5,3
hb
M
R
t

P là lực kéo làm phá hoại mẫu
A là diện tích tiết diện ngang
a
b = h =15cm.
P
P
l=6h
1
3
l
b
h
1
3
l
1
3

l
2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của bê tông
Thành phần và công nghệ chế tạo
 Chất lượng lượng xi măng tốt và số lượng xi măng;
 Độ cứng, độ sạch của cốt liệu;
 Cấp phối;
2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
 Tỷ lệ giữa nước và xi măng;
 Chất lượng của việc nhào trộn, đổ, đầm và điều kiện bảo
dưỡng BT.
Các nhân tố trên ảnh hưởng quyết định đến R, R
t
nhưng mức độ
có khác nhau.
Tỷ lệ giữa nước và xi măng ảnh hưởng lớn đến R;
 Độ sạch của cốt liệu ảnh hưởng lớn đến Rt.