Bài tập kết cấu bê tông 1

BỘ MÔN CÔNG TRÌNH
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BO
BO
Ä
Ä
MÔN CÔNG TRÌNH
MÔN CÔNG TRÌNH
KHOA KỸ THUA
KHOA KỸ THUA
Ä
Ä
T XÂY D
T XÂY D
Ự
Ự
NG
NG
GV: Hồ Hữu Chỉnh
Email:
GV: Hồ Hữu Chỉnh
Email:
K
K
Ế
Ế
T C
T C
Ấ
Ấ
U BÊ TƠNG 1

U BÊ TƠNG 1
(C
(C
Ấ
Ấ
U KI
U KI
Ệ
Ệ
N CƠ B
N CƠ B
Ả
Ả
N)
N)
A
s
A
b
R
sc
A’
s
R
b
A
b
R
s
A

s
h
b
h
o
a
a'
A’
s
x
M
R
b
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TCXDVN 356 – 2005, Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu
bê tơng và bê tơng cốt thép, Nhà xuất bản Xây dựng, 2006
(thay thế tiêu chuẩn TCVN 5574:1991)
[2] Kết cấu bê tơng cốt thép – Phần cấu kiện cơ bản,
Phan Quang Minh (chủ biên), Nhà xuất bản KHKT, 2006
[3] Kết cấu bê tơng cốt thép – Cấu kiện cơ bản(Tập 1),
Võ Bá Tầm, Nhà xuất bản ĐHQG TP.HCM, 2006
BỘ MÔN CÔNG TRÌNH
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BO
BO
Ä
Ä
MÔN CÔNG TRÌNH
MÔN CÔNG TRÌNH
KHOA KỸ THUA

KHOA KỸ THUA
Ä
Ä
T XÂY D
T XÂY D
Ự
Ự
NG
NG
GV: Hồ Hữu Chỉnh
Email:
GV: Hồ Hữu Chỉnh
Email:
SV
thủy
lợi,
cảng
biển
[1] TCVN 2737 – 1995, Tải trọng và tác động
– Tiêu chuẩn thiết kế
[2] TCVN 3118 – 1993, Bê tơng nặng – Phương phá
p

xác định cường độ nén
[3] TCVN 197 – 1985, Kim loại – Phương pháp thử kéo
[4] TCVN 4116 – 1985, Kết cấu bê tơng và BTCT
thủy cơng – Tiêu chuẩn thiết kế
[5] TCXDVN 327 – 2004, Kết cấu BTCT – u cầu
bảo vệ chống ăn mòn trong mơi trường biển
CÁC TIÊU CHUẨN ĐỌC THÊM

BỘ MÔN CÔNG TRÌNH
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BO
BO
Ä
Ä
MÔN CÔNG TRÌNH
MÔN CÔNG TRÌNH
KHOA KỸ THUA
KHOA KỸ THUA
Ä
Ä
T XÂY D
T XÂY D
Ự
Ự
NG
NG
GV: Hồ Hữu Chỉnh
Email:
GV: Hồ Hữu Chỉnh
Email:
Chương 1
Khaùi niệm chung về BTCT
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_1
Chương
Chương
1
1
:

:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_1
I_1
1.1 Giớithiệu moân học
1.2 Khaùi niệm chung về BTCT
1.3 Ưu, khuyết điểmcủaBTCT
1.4 Phạmvi ứng dụng
1.5 Phương hướng phaùt triển

Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_2
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_2

I_2
1.2 Khái niệmchungvề BTCT
 Lòch sử loài người đã sử dụng nhiều chủng loại vật liệu
xây dựng:
 Đá
 Gỗ
 Thép
 Bê tông
 Các kiến trúc đô thò hiện đại phần lớn sử dụng vật liệu
thép và bê tông
 Nhà ở, công sở, cầu đường, hệ thống cấp thoát nước
 Hệ thống phức hợp các công trình hạ tầng đã góp phần
giúp cho nền kinh tế thế giới phát triển mạnh mẽ và
thònh vượng
Dùng hàng ngàn năm
Dùng trên 200 năm
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_3
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni

ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_3
I_3
1.2 Khái niệmchungvề BTCT (tt)
 BTCT là vật liệu composite
 Là vật liệu được tạo thành do phối hợp của hai
thanh phần hay nhiều hơn, ở tầm vó mô là tạo ra một
vật liệu mới và hữu ích với các tính chất tốt hơn so
với từng thành phần cấu thành riêng lẻ
 Bê tông (chòu nén tốt) + cốt thép (chòu nén+kéo tốt)
⇒ BTCT có thuộc tính ưu việt hơn so với từng thành
phần riêng lẻ
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_4
Chương
Chương
1

1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_4
I_4
1.2.1 Cấu kiện BTCT chòu uốn (M)
khe nứt do kéo
bêtông vỡ

Phá hoại dẽo (ít thép) Phá hoại dòn (thừa thép)
PP
L/3 L/3 L/3
PP
L/3 L/3 L/3
Đặt lượng cốt thép hợp lý ở vùng bê tông chòu kéo
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_5
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề

ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_5
I_5
1.2.2 Cấu kiện BTCT chòu nén (M+N)
Cột chòu nén
lệch tâm lớn
( M
↑↑
)
Cột chòu nén
lệch tâm bé
( N
↑↑
)
Đặt lượng cốt thép hợp lý ở cả vùng bê tông
chòu kéo và bê tông chòu kéo
1.2.3 Tại sao BTCT có thể chòu lực ?
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_6
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh

á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_6
I_6
=
 Do lực dính giữa BT và cốt thép
 Không xảy ra phản ứng HH giữa BT và thép !!!
 BT bảo vệ cốt thép chống ăn mòn
 BT và cốt thép có hệ số giản nở nhiệt gần nhau
Lực dính giữa thép và bê tông
BTCT có thể chòu lực được chủ yếu nhờ lực ma sát giữa bê
tông và cốt thép ⇒ lneo ≥ (15-20)d (không bò kéo tuột)

d
N
l
neo
τ
d,max
τ
d,TB
= N/(πdl
neo
)
Lực dính = lực bám XM (25%)
+ lực ma sát (75%)
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_7
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ

m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_7
I_7
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_8
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ

ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_8
I_8
Độ ẩm, sự xâm nhập
của Oxy và Clo
Bê tông
Cốt thép
xuyên qua bê tông
xuyên qua khe nứt
- Tạo ra sản phẩm ăn mòn
- Thể tích bò nỡ phồng
- Mở rộng vết nứt
- Sự ăn mòn tiếp tục
Hậu quả ăn mòn
Sự ăn mòn thép trong bê tông
Lớp bê tông bảo vệ cốt thép phải đủ dày, phụ thuộc tính chất
môi trường bên ngoài (
) TCXDVN 356-2005, TCXDVN 327-2004)

Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_9
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_9

I_9
1.3 Ưu khuyết điểm của BTCT
Ưu điểm BTCT
¾ Sử dụng vật liệu đòa phương: cát, đá, sạn, sỏi
(ngoại trừ thép và cement)
¾ Khả năng chòu lực lớn hơn so với KC gạch đá, gỗ
(đặc biệt khả năng chòu mômen lớn)
¾ Có thể chòu được tải trọng động kể cả động đất và nổ
¾ Bền vững theo thời gian, chi phí bảo dưỡng thấp
¾ Khả năng chống cháy tốt
¾ Có thể tạo dáng bất kỳ theo yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ
Sử dụng bê tông nhẹ, bê tông ứng lực, kết cấu vỏ mỏng
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_10
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m

m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_10
I_10
1.3 Ưu khuyết điểm của BTCT (tt)
¾ Trọng lượng bản thân lớn (1800-2500 kG/m
3
)
⇒ khó làm được kết cấu chòu lực nhòp lớn
Khuyết điểm BTCT
Sử dụng kết cấu BTCT có lỗ rỗng
¾ Cách âm và cách nhiệt kém
Sử dụng kết cấu BTCT lắp ghép (đúc sẳn)
¾ Công tác thi công phức tạp, thời gian kéo dài
Sử dụng kết cấu ứng lực, tính TTGH 2 : a
n
≤
[a
n
] ,…dùng cốt sợi, …
¾ Dễ xuất hiện các khe nứt gây hại chất lượng và thẩm mỹ

Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_11
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_11

I_11
1.4 Phạm vi ứng dụng
 Xây dựng dân dụng-công nghiệp
 Xây dựng giao thông-thủy lợi
 Xây dựng đặc biệt: - công trình quốc phòng
- nhà máy điện nguyên tử
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_12
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề

ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_12
I_12
1.5 Phương hướng phát triển
 Nghiên cứu các loại vật liệu bê tông mới:
) Bê tông cường độ cực cao ( ≥ 80 MPa)
) Bê tông HPFRCC (ví dụ bê tông chòu uốn ECC)
 Sửdụngcácthiết bò thí nghiệm hiện đại:
sensor đặc biệt, PTN kết cấu lớn,….
 Phát triển các phương pháp mới về phân tích
tính toán nội lực và thiết kế kết cấu BTCT
Chng 1: Khỏi nim chung v BTCT trang I_13
Chng
Chng
1
1
:
:
Kh
Kh
ỏ
ỏ
i
i
ni
ni

m
m
chung
chung
v
v


BTCT
BTCT
trang
trang
I_13
I_13
ẹaởc tớnh cuỷa beõ toõng chũu uoỏn (ECC)
ECC
Strain hardening
1
st
Crack
Multiple Cracking
FRC
Strain Softening
Tensile strain
Tensile stress
Concrete
PVA-ECC bending test
by Prof. Victor C. Li

Properties of ECC
Multiple cracking effect
Max tensile strain
ult
> 2%
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_14
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề

BTCT
BTCT
trang
trang
I_14
I_14
TN keát caáu lôùn (structural testing)
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_15
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v

ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_15
I_15
TN với sensor FOS
Kết cấu được quan trắc
Sensors FOS
(nhiều loại)
Hệ thống DA
(tại chỗ)
Hệ thống truyền thông
(ví dụ đường điện thoại)
Xử lý dữ liệu
(tự động bởi máy tính)
Lưu trữ dữ liệu
(đóa cứng hay đóa CD)
Chẩn đoán
Truy xuất dữ liệu
(và ra quyết đònh)
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_16
Chương
Chương
1
1
:
:

Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_16
I_16
ThiếtKế SứcBền (Strength Design)
tương đương với TCXDVN 356
M
u
- momen tính tốn
M

n
- momen danh nghĩa
φ -HS giảmsứcbền
Dùng phân tích ĐHTT để tính tóan nội lực BTCT
M
o
=w
u
l
2
/8
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_17
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m

chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_17
I_17
ThiếtKế Dẻo (Plastic Design)
dùng cho thiết kế sàn BTCT
Dùng phân tích dẻo để tính tóan nội lực BTCT
Chương 1: Khái niệm chung về BTCT trang I_18
Chương
Chương
1
1
:
:
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni

ệ
ệ
m
m
chung
chung
v
v
ề
ề
BTCT
BTCT
trang
trang
I_18
I_18
ThiếtKế dựa trên chuyển vò
(Displacement based Design - DBD)
- Phát triển từ 1990, cho kết cấu BTCT chống động đất
-Sự hư hỏng công trình liên quan trựctiếp đếnbiếndạng