Bài giảng Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép

Chương 2: Kết cấu bê tông cốt 
thép

I. Bê tông cốt thép

Khái 
niệm

BTCT  là  loại  vật  liệu  phức  hợp  do  bê 
tông và cốt thép cùng chịu lực. 
Bê  tông  bao  gồm  các  loại  vật  liệu  xây 
dựng như  cốt  liệu lớn, cốt liệu nhỏ và 
chất kết đính tạo thành.
Bệ  tông  có  khả  năng  chịu  nén  tốt  hợn 
chịu kéo từ 8 – 15 lần. Nếu chỉ dùng BT 
thì kết cấu chịu lực nén tốt nhưng chịu 
kéo và uốn kém, kết cấu sẽ bị phá hoại. 
Cốt thép chịu lực kéo và lực nén rất tốt 
và tốt hơn bê tông nhiều lần.
Do vậy kết cấu BTCT là sự kết hợp 
giữa BT và CT. Những vị trí mà BT chịu 
lực yếu thì có cốt thép chịu lực


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép

Vị trí 
cốt 
thép 
trong 
BTCT

Cốt  thép  được  đặt  trong  BT  nhằm  làm 
tăng  khả  năng  chịu  lực  của  BT.  Những 
vị trí mà BT chịu lực yếu thì có cốt thép 
chịu lực
Bê  tông  chịu  kéo  kém  nên  cốt  thép 
thường  đặt  ở  vùng  chịu  kéo  của  kết 
cấốu.
C
t thép chịu kéo, chịu nén đều tốt nên 
cũng  thường  được  đặt  ở  vùng  kết  cấu 
chịu  nén  và  vùng  chịu  nén  của  kết  cấu 
chịu uốn. 
Sau  khi  đổ,  BT  ninh  kết  sẽ  dính  chặt 
vào CT, cùng chịu lực mà không bị trượt 
tương  đối  với  nhau.  Lực  dính  càng  cao 
thì khả năng chịu lực càng lớn
Giữa BT và CT không xảy ra phản ứng 
hóa học. BT còn bảo vệ CT không bị 
xâm thực bởi môi trường bên ngoài 
Hệ số giãn nở vì nhiệt (khi <100oC) của 
BT và CT là tương tự nhau, nên không 
có sự phá hoại do nội ứng suất trong BT 


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép
Ưu 
điểm

BTCT  giá  thành  thấp  hơn  kết  cấu  thép 

do có khả năng sử dụng vật liệu tại địa 
phương (Cát, sỏi, đá …) 
Chịu  lực  tốt  hơn  so  với  kết  cấu  gạch 
đá, kết cấu gỗ.
Có  độ  bền  lâu,  tốn  ít  công  bảo  dưỡng, 
sửa chữa. Chịu lửa tốt hơn kết cấu gỗ.

Dễ  dàng  tạo  hình,  có  thể  tạo  được 
những hình dáng phức tạp theo yêu cầu 
thiết kế.
Nhượ Trọng  lượng  bản  thân  BT  lớn,  do  đó 
c 
khó làm được những kết cấu nhịp lớn.
điểm
BTCT thường hình thành những khe nứa 
do co ngót vật liệu, làm giảm khả năng 
chống thấm, giảm khả năng bảo vệ CT
Thi công BT phức tạp, phải qua nhiều 
khâu, nhất là khi đúc BT toàn khối tại 
chỗ.


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép
BT chịu nén rất tốt nhưng chịu kéo, uốn 
rất kém. Do đó khi nói tới cường độ của 
BT là nói tới cường độ chịu nén.
Mác  bê  tông  là  chỉ  số  biểu  thị  chỉ  tiêu 
Cườn chất lượng cơ bản của BT.
g độ 
của  Mác theo cường độ chịu nén (M) đơn vị 

Bê  (daN/cm2  or kg/cm2  )(10daN/cm2=1Mpa). 
tông Gồm M100, M150, M200, M250, M300, 
M350, M400, M500, M600
Mác theo cường độ chịu kéo (K) có K10, 
K15, K20, K25, K30, K40.
Mác theo khả  năng chống thấm (T) là 
áp xuất lớn nhất (atm) mà mẫu chịu 
được để nước không thấm qua. Có các 
mác T2, T4, T6, T8, T`0, T12


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép
Cốt 
thép 
dùng 
trong 
Bê 
tông

Cốt thép có tính đồng nhất cao, đàn hồi, 
chịu  nén,  chịu  kéo  đều  tốt  và  tốt  hơn 
BT.
Cường độ của cốt thép được kí hiệu:
Ra : Cường độ chịu kéo của cốt thép;
R’a : Cường độ chịu nén của cốt thép
Rax : Cường độ chịu kéo của CT khi tính 
toán BTCT chịu lực cắt
Cốt thép dùng trong xây dựng thường là 
thép sợi, có đường kính như  ϕ4,  ϕ6,  ϕ8 
(Dạng  cuộn  sợi  dài  tròn  trơn);  ϕ10,  12, 

14,  16,  18,  20,  22,  24  …  .  dạng  cây  dài 
11,7m/cây, có gân

Độ  cứng:  Có  cốt  thép  mềm  là  loại  có 
Phân  thể uốn được là thép tròn có ϕ <40;
loại  Cốt thép cứng là không uốn được ϕ>40
cốt 
thép Cường độ: 
Cốt thép thường có Ra ≤60KN/cm2; 
Cốt  thép  cường  độ  cao  có  Ra 
>60KN/cm2


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép
Neo, 
uốn, 
nối 
cốt 
thép

Móc  neo:  Khi  thi  công,  thép  cần  phải 
uốn  móc  neo  để  tránh  bị  trượt  trong  bê 
tông.
Uốn  thủ  công:  móc  neo  dài  6,25d;  uốn 
bằng máy: dài 3,25d

Uốn cốt thép: Để cốt thép đủ khả năng 
chịu  lực  tại  những  điểm  uốn,  bán  kính 
cong tại những điểm cần uốn r ≥10d
Nối  cốt  thép:  Thép  không  đủ  dài  thì 

phải nối bằng cách:
­  Nối  hàn:  có  thể  hàn  chồng  lên  nhau 
hoặc hàn trong tấm lót hình lòng máng.
­  Nối  buộc:  Đặt  2  đầu  thép  chồng  lên 
nhau  rồi  dùng  sợi  thép  nhỏ  cột  lại. 
Không dùng khi thép có ϕ>32 và khi cốt 
thép chịu kéo đúng tâm.


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép
Quy 
định 
về 
lớp bê 
tông 
bảo 
vệ cốt 
thép

Cốt thép phải nằm trong bê tông (không 
được hở ra ngoài). Lớp BT bảo vệ tính 
từ  mép  ngoài  của  cấu  kiện  đến  mép 
ngoài của cốt thép.
Giúp cho cốt thép 
không  bị  xâm 
thực  do  môi 
trường 
bên 
ngoài.
Chiều dày Cb của lớp BT bảo vệ:

­Cb ≥10mm với bản dày <100mm
­Cb  ≥15mm  với  bản  dày  >100mm  hoặc 
cột, dầm có tiết diện < 250mm.
­Cb  ≥20mm  với  cột,  dầm,  sàn  có  tiết 
diện ≥ 250mm.  
Lớp  BT  bảo  vệ  cho  cốt  đai,  cốt  phân 
bố,  cốt  cấu  tạo  ≥  dcốt  thép  và  ≥  10  khi 
chiều cao tiết diện <250mm, và ≥ 15mm 
khi chiều cao tiết diện >250mm.


Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép

Khoảng 
hở giữa 
các thanh 
cốt thép

Xung  quanh  thanh  thép  phải  có 
một  lớp  BT  đủ  dày  để  đảm  bảo 
sự truyền lực qua lại giữa các lớp 
BT,  và  để  bê  tông  có  đủ  khoảng 
hở  để  chèn  lấp  đầy  vào  giữa 
những thanh thép
Khi  đúc  BT  toản  khối 
theo  phương  đứng 
khoảng  hở  giữa  các 
thanh thép e ≥ 50mm
Khi  đúc  BT  toản  khối 
theo  phương  ngang 

khoảng  hở  của  các 
thanh thép đặt trên e’ ≥ 
30mm và e’>d;
Giữa các thanh thép đặt 
dưới e ≥ 25mm và e >d


Chương 2: Dầm bê tông cốt thép
 Khái 
niệm

Dầm  là  kết  cấu  chịu  uốn  có  kích 
thước  tiết  diện  ngang  khá  nhỏ  so 
với  chiều  dài  của  nó.  Tiết  diện 
ngang  có  thể  ở  dạng  hình  chữ 
nhật, chữ T, chữ I, hình hộp, hình 
thang.

Cốt thép trong dầm gồm: Cốt dọc chịu lực; 
cốt dọc cấu tạo; cốt đai; cốt xiên. 


Chương 2: Dầm bê tông cốt thép

Cốt thép dọc chịu lực đặt theo tính toán để 
chịu lực, thường là thép có d = 10 – 40mm. 
Cốt  thép  dọc  cấu  tạo  dùng  làm  giá  để  giữ 
cho  cốt  đai  và  chịu  lực  khi  bê  tông  bị  co 
ngót; hdầm  <700 cốt cấu tạo đặt  ở góc; hdầm 
>700 cốt cấu tạo đặt  ở mặt bên của chiều 

cao  dầm;  Thép  cấu  tạo  thường  có  ϕ  =  10­
12mm.
Cốt  đai  thường  dùng  thép  ϕ6,  ϕ8  chịu  lực 
cắt, được buộc với cốt dọc. 

Cốt  xiên  đặt  nghiêng  để  chịu  lực  cắt,  do 
một  đoạn  thép  uốn  xiên  lên  mà  thành.  Tùy 
theo dầm mà góc uốn xiên có thể là 30, 45, 
60o 


Sự làm việc của dầm bê tông cốt 
thép

Quan sát sự làm việc của dầm BTCT từ lúc 
mới gia tải tới khi bị phá hoại, như sau: 
­

Khi  tải  trọng  còn  nhỏ,  dầm  bền  vững, 
nguyên vẹn. 

­

Tiếp tục tăng tải trọng thì vủng chịu kéo 
của  dầm  sẽ  xuất  hiện  các  vết  nứt;  tại 
giữa dầm, mô men lớn nhất thì vết nức 
thẳng góc; tại 2 đầu dầm chỗ có lực cắt 
lớn sẽ xuất hiện vết nứt nghiêng. 

­

Khi dầm đã có vết nứt, nếu tiếp tục gia 
tải thêm, vết nứt ngày càng mở rộng và 
dầm bị phái hoại. 


Trạng thái ứng xuất và biến dạng 
của tiết diện thẳng góc dầm BTCT
Giai  đoạn  I:  Khi  mô  men  còn  bé  (tải  trọng 
nhỏ) 
Khi mô men còn bé, có 
thể  xem  như  vật  liệu 
làm  việc  đàn  hồi,  quan 
hệ  ứng  xuất  và  biến 
dạng  là  đường  thẳng, 
sơ  đồ  ứng  xuất  pháp 
hình tam giác 
Khi  mô  men  tăng  lên, 
biến  dạng  dẻo  trong 
BT  phát  triển,  sơ  đồ 
ứng  pháp  có  dạng 
đường  cong.  Lúc  sắp 
nứt  ứng xuất kéo trong 
BT đạt tới giới hạn Rk 


Trạng thái ứng xuất và biến dạng 
của tiết diện thẳng góc dầm BTCT
Giai đoạn II: Khi mô men tăng lên 
Miền  bê  tông  chịu  kéo 

sẽ  nứt,  khe  nứt  phát 
triển  dần  lên  phía  trên. 
Tại khe nứt toàn bộ lực 
kéo sẽ do cốt thép chịu 
(do  BT  đã  nứt).  Nếu 
cốt  thép  nhiều  thì  ứng 
xuất  ơachảy)
Nếu  lượng  cốt  thép 
chịu  kéo  không  nhiều 
lắm  thì  ứng  xuất  trong 
cốt  thép  chịu  kéo  sẽ 
đạt  tới  giới  hạn  chảy 
ơa = Ra


Trạng thái ứng xuất và biến dạng 
của tiết diện thẳng góc dầm BTCT
Giai  đoạn  III:  Mô  men  tăng  tiếp  dầm  bị  phá 
hoại 
Khi  mô  men  tiếp  tục 
tăng,  BT  tại  vùng  chịu 
nén  và cốt thép  ở  vùng 
chịu  nén  làm  việc  hết 
khả  năng,  dầm  bị  phá 
hoại

Trường  hợp  cốt  thép 
đặt ít, thép bị chảy dẻo 
rồi mới bị phá hoại nên 

hiện  tượng  xảy  ra  từ 
từ.  Trước  khi  dầm  bị 
phá  hoại  có  biến  dạng 
lớn,  gọi  là  biến  dạng 
dẻo 


Bố trí cốt đơn trong dầm BTCT tiết 
diện chữ nhật
Khi tính toán giả thiết:
­Tại  vùng  BT  chịu  nén,  ứng  xuất  trong  BT 
bằng nhau và đạt Rn. Bê tông đủ khả năng chịu 
lực nén.
­Tại vùng chịu kéo coi BT không làm việc, cốt 
thép  (Fa)  trong  vùng  chịu  kéo  chịu  toàn  bộ  lực 
kéo.  Ứng xuất giới hạn đạt cường đọ chịu kéo 
Ra


Bố trí cốt kép trong dầm BTCT tiết 
diện chữ nhật

Điều kiện:
­BT miền chịu nén không đủ sức chịu lực, phải 
tăng cường cốt thép.
­Khả năng chịu nén tại vùng chịu nén = Rn  BT  + 
R’a.(chịu nén của cốt thép)
­Tại vùng chịu kéo coi BT không làm việc, cốt 
thép  (Fa)  trong  vùng  chịu  kéo  chịu  toàn  bộ  lực 
kéo. Đạt cường độ chịu kéo Ra

Bố trí cốt thép chịu lực cắt trên mặt 
phẳng nghiêng
Trong dầm BTCT các loại cốt thép có khả năng 
chống lực cắt là cốt xiên và cốt đai.

­

Khi lực cắt rất nhỏ, ngay bản thân bê tông 
cũng  đủ  sức  chịu  lực  cắt  thì  cốt  đai  chỉ 
mang tính chất cấu tạo.

­

Khi lực cắt ở mức trung bình mà khả năng 
cốt  đai  có  thể  chịu  được,  thì  người  ta  sẽ 
đặt cốt đai tại vùng chịu cắt dày thêm, mà 
không cần đặt cốt xiên
Khi  lực  cắt  lớn  thì  người  ta  sẽ  đặt  cốt 
xiên có tiết diện phù hợp + cốt đai cấu tạo 
để chống lực cắt.

­