Giáo trình bê tông cốt thép 1 - Chương 2

Chỉång 2
TÊNH NÀNG CÅ L CA VÁÛT LIÃÛU.
1. BÊ TƠNG
- Tênh nàng cå hc ca BT l chè cạc loải cỉåìng âäü v biãún dảng.
- Tênh nàng váût l l chè tênh co ngọt, tỉì biãún, kh nàng chäúng tháúm, cạch nhiãût, ... ca BT.
1.1. Cường độ của Bê tơng:
Cỉåìng âäü l chè tiãu cå hc quan trng, l mäüt âàûc trỉng cå bn ca BT, phn ạnh kh nàng
chëu lỉûc ca váût liãûu. Thỉåìng càn cỉï vo cỉåìng âäü âãø phán biãût cạc loải bã täng.
Cỉåìng âäü ca BT phủ thüc vo thnh pháưn v cáúu trục ca nọ. Âãø xạc âënh cỉåìng âäü ca
BT phi lm cạc thê nghiãûm, thê nghiãûm phạ hoải máùu l phỉång phạp xạc âënh cỉåìng âäü mäüt cạch
trỉûc tiãúp v dng phäø biãún. Ngoi ra cọ thãø dng cạc PP giạn tiãúp: siãu ám, ẹp lm viãn bi trãn bãư
màût BT.. v cọ thãø thỉûc hiãûn trãn kãút cáúu.
a Cường độ chịu nén: R
n
.
Âãø xạc âënh cỉåìng âäü chëu nẹn ca BT thỉåìng ngỉåìi ta thê nghiãûm nẹn cạc máùu láûp phỉång
cọ cảnh a=10, 15, 20 cm, hay khäúi làng trủ âạy vng, khäúi trủ trn.
Cỉåìng âäü nẹn ca máùu:
h ≥ 2d
d
h = 4a
Bn nẹn
N
P
Máùu
a
a
N
P
a
a

a
F
R
n
=


Bã täng thỉåìng cọ R
n
=100 ÷ 600 kg/cm
2
.
Cỉåìng âäü khäúi vng (kê hiãûu R) âãø xạc âënh mạc BT vãư chëu nẹn
a
a
4a
b Cường độ chịu kéo: R
k
.
a
(=
10cm)
Máùu chëu kẹo trung tám.
R
k
=
N
F
P
.

b

4h
P

Máùu chëu kẹo khi ún.
a = b (= 15cm)
R
k
=
3.5M
bh
2
.
Trong âọ: N
P
, M: Lỉûc kẹo v mämen ún lm phạ hoải máùu.
Bã täng thỉåìng cọ R
K
= 10÷40 kg/cm
2
.
c Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của BT:
* Thnh pháưn v cạch chãú tảo BT: Âáy l nhán täú quút âënh âãún cỉåìng âäü BT.
- Cháút lỉåüng v säú lỉåüng xi màng.
- Âäü cỉïng, âäü sảch, cáúp phäúi ca cäút liãûu.
- Tè lãû N/X.
- Cháút lỉåüng ca viãûc träün vỉỵa BT, âáưm v bo dỉåỵng BT.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
1

Chỉång 2
Cạc úu täú ny âãưu nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT nhỉng mỉïc âäü cọ khạc nhau. Thê dủ tè lãû N/X nh
hỉåíng låïn âãún R
n
cn âäü sảch ca cäút liãûu nh hỉåíng nhiãưu âãún R
K
...
* Thåìi gian (tøi ca BT):
Cỉåìng âäü ca bã täng tàng theo thåìi gian, lục âáưu tàng nhanh sau tàng cháûm dáưn.
Cỉåìng âäü bã täng tàng theo thåìi gian âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm:
Cäng thỉïc ca Sec (1926):
t
t 28
R
t
R
28
R
R
t
=R
1
+(R
10
- R
1
)lgt.
Cäng thỉïc ca Nga (1935), (Skrantaep):
(våïi t = 7-300 ngy)
R

t
= R
28
.
lgt
lg28
≈ 0,7 R
28
.lgt.
Trong âọ: R
1
, R
10
, R
28
, R
t
, l cỉåìng âäü ca bã täng tỉång ỉïng våïi tøi 1, 10, 28 v t ngy.
(Cäng thỉïc ca Sec, khạ ph håüp våïi thỉûc tãú nhỉng báút tiãûn vç phi xạc âënh cỉåìng âäü bã
täng åí tøi 1 ngy v 10 ngy; cäng thỉïc Nga cho kãút qu ph håüp våïi thỉûc tãú khi tøi bã täng ≥ 7
ngy bàòng xi màng Porland v dỉåỵng häü trong âiãưu kiãûn bçnh thỉåìng).
* Âiãưu kiãûn thê nghiãûm:
Lỉûc ma sạt giỉỵa bn nẹn v máùu thỉí nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT khi nẹn. Khi bë nẹn ngoi
biãún dảng theo phỉång lỉûc tạc dủng, máùu cn nåí ngang. Chênh sỉû nåí ngang quạ mỉïc lm cho BT bë
phạ våỵ do ỉïng sút kẹo (kh nàng chëu kẹo ca BT kẹm hån chëu nẹn nhiãưu láưn).
Biãún dảng ngang âãưu
Bäi trån
Thåüp 2: Khäng cọ ma sạt (2)

Thåüp 1: Cọ ma sạt trãn màût tiãúp xục

Biãún dảng ngang
khän
g âãưu







Kãú
t qu cho tháúy trỉåìng håüp 1 máùu cọ cỉåìng âäü låïn hån: R
(1)
> R
(2)
. Gii thêch:
Trỉåìng håüp (1): Lỉûc ma sạt trãn màût tiãúp xục giỉỵa bn nẹn v máùu thỉí cọ tạc dủng nhỉ mäüt vnh
âai cn tråí sỉû nåí ngang ca BT khi máùu thỉí chëu nẹn. Cng xa màût tiãúp xục thç nh hỉåíng ca lỉûc
ma sạt cng gim nãn máùu bë phạ hoải theo nhỉỵng âỉåìng nỉït dảng 2 hçnh chọp.
Trỉåìng håüp (2): Khäng cọ lỉûc ma sạt nãn BT tỉû do nåí ngang khi chëu nẹn v ỉïng sút kẹo ngang
phán bäú khạ âäưng âãưu trãn chiãưu cao máùu nãn cạc vãút nỉït theo phỉång âỉïng v gáưn song song nhau.
(Khi thê nghiãûm khäng âỉåüc phẹp bäi dáưu ...)
Kêch thỉåïc máùu thỉí cng nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü BT: Máùu kêch thỉåïc nh chëu nh hỉåíng
c
a lỉûc ma sạt låïn nãn cọ cỉåìng âäü låïn hån máùu thỉí cọ kêch thỉåïc låïn. Do váûy khi thê nghiãûm cạc
máùu thỉí cọ kêch thỉåïc khạc våïi máùu thỉí tiãu chøn (150*150*150) thç phi qui vãư cỉåìng âäü máùu
thỉí tiãu chøn bàòng cạch nhán thãm våïi hãû säú qui âäøi. Máùu làng trủ cọ cỉåìng âäü bẹ hån máùu khäúi
vng cọ cng kêch thỉåïc âạy R
lt
= (0.7-0.8)R...

Täúc âäü gia ti khi thê nghiãûm cng nh hỉåíng âãún cỉåìng âäü ca máùu: Khi täúc âäü gia ti
cháûm cỉåìng âäü âảt khong 0.85 trë säú thäng thỉåìng v khi gia ti nhanh cỉåìng âäü ca máùu cọ thãø
tàng 1.2-1.4 láưn. Khi thê nghiãûm phi tn theo quy trçnh TN, thỉåìng våïi täúc âäü 2kg/cm
2
-s.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
2
Chỉång 2
* Âiãưu kiãûn dỉåỵng häü: Mäi trỉåìng cọ nhiãût âäü v âäü áøm låïn thç thåìi gian ninh kãút ca BT cọ thãø rụt
ngàõn âi ráút nhiãưu. Nãúu dỉåỵng häü BT bàòng håi nỉåïc nọng thç cỉåìng âäü tàng nhanh trong vi ngy
âáưu nhỉng BT s dn hån v cọ cỉåìng âäü cúi cng thỉåìng tháúp hån so våïi BT dỉåỵng häü trong âiãưu
kiãûn tiãu chøn.
1.2. Mác Bê tơng:
L trë säú ca cạc âàûc trỉng cå bn vãư cháút lỉåüng ca BT. Ty theo tênh cháút v nhiãûm vủ ca
kãút cáúu m quy âënh mạc theo cạc âàûc trỉng khạc nhau.
a Mác theo cường độ chịu nén: Kê hiãûu M
Mạc theo cỉåìng âäü chëu nẹn l chè tiãu cå bn nháút âäúi våïi mi loải BT v kãút cáúu.
Mạc theo cỉåìng âäü chëu nẹn l con säú láúy bàòng cỉåìng âäü chëu nẹn trung bçnh (tênh theo âån
vë KG/cm
2
) ca cạc máùu thỉí khäúi vng cảnh 15 cm, tøi 28 ngy, âỉåüc dỉåỵng häü v thê nghiãûm
theo âiãưu kiãûn tiãu chøn (t
0
≈20
0
C, W ≥ 90%).
M l âải lỉåüng khäng thỉï ngun. Quy phảm qui âënh mạc chëu nẹn ca BT theo cáúp sau:
Bã täng nàûng: M100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600.
Bã täng nhẻ: M50, 75, 100, 150, 200, 250, 300.
(Khi chn mạc BT theo cáúp qui âënh âãø dãù dng sỉí dủng cạc säú liãûu vãư thnh pháưn v cạc âàûc trỉng

cå l âỉåüc láûp sàơn)
Bã täng cäút thẹp phi dng BT cọ M ≥ 150.
b Mác theo cường độ chịu kéo: Kê hiãûu K.
Cạc kãút cáúu cọ u cáưu chäúng nỉït.. BT cn âỉåüc chn theo chè tiãu chëu kẹo.
Mạc theo cỉåìng âäü chëu kẹo l con säú láúy bàòng cỉåìng âäü chëu kẹo trung bçnh (tênh theo âån
vë KG/cm
2
) ca cạc máùu thỉí tiãu chøn.
Quy phảm qui âënh mạc chëu kẹo theo cáúp sau:
Bã täng nàûng: K10, 15, 20, 25, 30, 40.
Bã täng nhẻ: K10, 15, 20, 25, 30.
c Mác theo khả năng chống thấm: Kê hiãûu T.
Mạc theo kh nàng chäúng tháúm l con säú láúy bàòng ạp sút låïn nháút (tênh bàòng atm) m máùu
chëu âỉåüc âãø nỉåïc khäng tháúm qua.
Cáúp chäúng tháúm ca BT: T2, T4, T8, T10, T12.
T cáưn quy âënh cho cạc kãút cáúu cọ u cáưu chäúng tháúm hồûc âäü chàõc chàõc ca BT nhỉ cạc
cäng trçnh thy låüi, thy âiãûn...
1.3. Biến dạng của Bê tơng:
a Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn:
Thê nghiãûm nẹn máùu thỉí hçnh làng trủ våïi
täúc âäü tàng ti tỉì tỉì ta láûp âỉåüc âäư thë giỉỵa ỉïng sút
v biãún dảng nhỉ hçnh v. Khi σ cn nh âäư thë êt
cong nhỉng khi σ↑ thç cong nhiãưu.
N
ε
b
ε
d
ε
âh

KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
3
Chỉång 2
ε
b
O
R
n
(2)
D
A
σ
b1
α
0
(1)
α
ε
ch
ε
b1
ε
d
σ
ε
âh
ε
d
-Âiãøm D ỉïng våïi lục máùu bë phạ hoải: ỉïng sút âảt

R
n
v biãún dảng cỉûc âải ε
ch
.
-Nãúu khi σ
b
âảt âãún σ
b1
< R
n
ta gim ti tỉì tỉì thç âỉåüc
âỉåìng gim ti khäng trng våïi âỉåìng tàng ti, biãún
dảng ca BT khäng phủc häưi hon ton, khi σ
b
= 0
váùn cn ε
d
. Tỉïc l biãún dảng ton pháưn ca BT gäưm
2 pháưn: Mäüt pháưn cọ thãø khäi phủc gi l biãún dảng
ân häưi ε
âh
, mäüt pháưn khäng thãø khäi phủc lải âỉåüc
gi l biãún dảng do ε
d
:
ε
b
= ε
âh

+ ε
d
.
Do váûy BT l váût liãûu ân häưi-do.
Täúc âäüü gia ti khạc nhau thç cạc âỉåìng biãøu diãùn quan hãû σ - ε khạc nhau.

ε
b
v
3
v
1
v
2
σ
b
ε
b
ε
d
ε
âh
σ

Tênh cháút ân häưi ca BT âỉåüc âàûc trỉng båíi mäâun ân häưi ban âáưu E
b
. Mäâun biãún dảng
do ca BT E
b
’ l mäüt giạ trë thay âäøi. Quan hãû giỉỵa E
b
v E
b
’ âỉåüc rụt ra tỉì quan hãû σ-ε trãn.
σ
b
= E
b
. ε
âh
; σ
b
= E
b
’.( ε
âh
+ ε
d
) = E
b
’. ε
b
.
E

b
’=
ε
ε
âh
b
E
b
= νE
b
våïi ν=
ε
ε
âh
b
l hãû säú ân häưi.
Khi σ bẹ biãún dảng ch úu l ân häưi, (ν ≈1) Khi σ låïn biãún dảng do tàng lãn ν gim dáưn
(v
1
=0,2 hay 0,15).
Biãún dảng giåïi hản khi nẹn trung tám ≈ 0,002.
Biãún dảng giåïi hản khi ún ≈ 0,0035.
E
b
thay âäøi theo mạc BT (cọ bng tra).
Khi chëu kẹo cng cọ biãún dảng ân häưi v biãún dảng do: E
bk
’= ν
k
E

b
.
Biãún dảng cỉûc hản khi kẹo khạ bẹ ≈ 0,00015.
Thê nghiãûm cho tháúy khi BT chëu kẹo sàõp nỉït thç ν
k
≈ 0,5 nãn ε
ch
=
R
E
k
b
05.
=
2R
E
k
b
.
Mäâun chäúng càõt: G=
E
b
21()
+
µ
≈ 0,4 E
b
våïi µ=0,2 l hãû säú Posson.
b Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: Hiện tượng từ biến của BT.
Thê nghiãûm nẹn máùu âãún (σ

b
, ε
b
) räưi giỉỵ ti trong thåìi gian di, dỉåïi tạc dủng ca ti trng
di hản, biãún dảng ca BT tiãúp tủc tàng theo thåìi gian, måïi âáưu tàng nhanh sau tàng cháûm dáưn.
Pháưn biãún dảng do tàng lãn do ti trng tạc dủng di hản gi l biãún dảng tỉì biãún.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
4
Chỉång 2
Hiãûn tỉåüng biãún dảng do tàng theo thåìi gian trong khi ỉïng sút khäng âäøi gi l hiãûn tỉåüng
tỉì biãún ca BT.
ε
b
N
N
ε
tb

t
ε
2
ε
1
ε
ε
ε
1
ε
2
0

σ
b
σ





Nhỉ váûy biãún dảng do ban âáưu cng l mäüt pháưn ca tỉì biãún (biãún dảng tỉì biãún nhanh). Khi σ
b
nh
thç ε
tb
cọ giåïi hản, cn khi σ
b
gáưn âảt âãún R
n
thç ε
tb
tàng khäng ngỉìng v máùu bë phạ hoải.
Cạc nhán täú nh hỉåíng âãún biãún dảng tỉì biãún:
- ỈÏng sút trong BT låïn → biãún dảng tỉì biãún låïn.
- Tøi BT lục âàût ti låïn → biãún dảng tỉì biãún bẹ.
- Âäü áøm W mäi trỉåìng låïn → biãún dảng tỉì biãún bẹ.
- Tè lãû N/X låïn, âäü cỉïng cäüt liãûu bẹ → biãún dảng tỉì biãún låïn.
- Cng tè lãû N/X nhỉng lỉåüng X tàng → biãún dảng tỉì biãún tàng.
Cọ thãø biãøu diãùn tỉì biãún qua mäüt trong hai chè tiãu sau:
- Âàûc trỉng tỉì biãún: ϕ = ε
tb
/ ε

âh
. Khäng thỉï ngun.
- Sút tỉì biãún: c= ε
tb
/ σ
b
(cm
2
/KG).
Cạc chè tiãu ϕ, c âãưu tàng theo thåìi gian, v âảt âãún giåïi hản äøn âënh l ϕ
0
, c
0
.
* Tạc hải ca hiãûn tỉåüng tỉì biãún:
- Lm tàng âäü vng ca cáúu kiãûn.
- Lm tàng âäü ún dc ca cáúu kiãûn chëu nẹn.
- Måí räüng khe nỉït trong BT.
- Gáy máút mạt ỉïng sút trong cäút thẹp ỉïng lỉûc trỉåïc.
ε
b
σ
b
c Biến dạng do tải trọng lặp lại:
Nãúu ti trng tạc dủng lãn kãút cáúu làûp âi làûp lải
nhiãưu láưn (Âàût vo räưi dåỵ ra nhiãưu láưn) thç biãún dảng do s
âỉåüc têch ly dáưn: gáy hiãûn tỉåüng mi cho kãút cáúu .
d Biến dạng do co ngót:
Co ngọt l hiãûn tỉåüng BT gim thãø têch khi ninh kãút trong khäng khê (Nãúu ninh kãút trong
nỉåïc BT cọ thãø nåí ra chụt êt).

Hiãûn tỉåüng co ngọt xy ra liãn quan âãún sỉû biãún âäøi l họa ca xi màng, cháút keo sinh ra
trong quạ trçnh thy họa xi màng cọ thãø têch < thãø têch cháút sinh ra nọ, do nỉåïc bay håi v.v..
Biãún dảng co ngọt ch úu trong giai âoản âäng cỉïng âáưu tiãn, sau cháûm dáưn. Co ngọt phán
bäú trãn bãư màût láùn chiãưu sáu, sỉû co ngọt åí bãư màût nhiãưu hån bãn trong.
Mỉïc âäü co ngọt khi âäng cỉïng trong khäng khê (2-4).10
-4

, trong nỉåïc nåí ra =1/5-1/2 mỉïc âäü
co
Cạc nhán täú nh hỉåíng âãún biãún dảng co ngọt:
- Säú lỉåüng v loải XM: lỉåüng XM ↑ → co ngọt ↑, XM cọ hoảt tênh cao → co ngọt ↑.
- Tè lãû N/X tàng → co ngọt tàng.
KHOA XÁY DỈÛNG DÁN DỦNG & CÄNG NGHIÃÛP
5