Bài giảng Kết cấu thép gỗ - Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thép

và CT. Những vị trí mà BT chịu lực yếu thì có cốt thép chịu lựcChương 2: Kết cấu bê tông cốt thépCốt 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 lựcVị trí cốt thép trong BTCTBê tông chịu kéo kém nên cốt thép thường đặt ở vùng chịu kéo của kết cấu.Cốt 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 lớnGiữa 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 40Phân loại cốt thépCường độ: Cốt thép thường có Ra ≤60KN/cm2; Cốt thép cường độ cao có Ra >60KN/cm2Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thépMóc 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 3,25dNeo, uốn, nối cốt thépUốn cốt thép: Để cốt thép đủ khả năng chịu lực tại những điểm uốn, bán kính cong tại những điểm cần uốn r ≥10dNối 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 thépCốt 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.Quy định về lớp bê tông bảo vệ cốt thépChiều dày Cb của lớp BT bảo vệ:Cb ≥10mm với bản dày 100mm hoặc cột, dầm có tiết diện 250mm.Chương 2: Kết cấu bê tông cốt thépXung 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 thépKhoảng hở giữa các thanh cốt thépKhi đúc BT toản khối theo phương đứng khoảng hở giữa các thanh thép e ≥ 50mmKhi 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 >dChương 2: Dầm bê tông cốt thépDầm 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. Khái niệmCốt thép trong dầm gồm: Cốt dọc chịu lực; cốt dọc cấu tạo; cốt đai; cốt xiên. Chương 2: Dầm bê tông cốt thépCốt thép dọc chịu lực đặt theo tính toán để chịu lực, thường là thép có d = 10 – 40mm. Cốt đai thường dùng thép ϕ6, ϕ8 chịu lực cắt, được buộc với cốt dọc. 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 mặt bên của chiều cao dầm; Thép cấu tạo thường có ϕ = 10-12mm.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 thépQuan 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 BTCTGiai 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 BTCTGiai 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 ơa<Ra (giới hạn chảy)Nếu lượng cốt thép chịu kéo không nhiều lắm thì ứng xuất trong cốt thép chịu kéo sẽ đạt tới giới hạn chảy ơa = RaTrạng thái ứng xuất và biến dạng của tiết diện thẳng góc dầm BTCTGiai 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 hoạiTrường 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 nhậtKhi 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 nhậtĐiều 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 nghiêngTrong 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 xiênKhi lực cắt lớn thì người ta sẽ đặt cốt xiên có tiết diện phù hợp + cốt đai cấu tạo để chống lực cắt.