Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá

Chia sẻ: Hoàng Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

172
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

- Giữa BT và CT có lực dính: nhờ nó mà ứng lực có thể truyền từ BT sang CT và ng-ợc lại. + Cường độ của BT và CT được khai thác hết; + Bề rộng khe nứt trong vùng kéo được hạn chế. - Giữa BT và CT không xảy ra phản ứng hoá học. BT còn bao bọc bảo vệ CT. - BT và cốt thép có hệ số giãn nở nhiệt gần bằng nhau = ứng suất rất nhỏ, không phá hoại lực dính.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá

Bộ môn: Kết cấu bê tông cốt thép – Gạch đá ộ g p ạ Khoa Xây dựng – Trường đại học Kiến trúc Hà nội Tài liệu học tâp: Giáo trình chính: chính: 1. Giáo trình kết cấu BTCT – phần 1: “Cấu kiện cơ bản” 2. 2 Giáo trình kết cấu BTCT – phần 2: “Cấu kiện nhà cửa” Cấu cửa Tài liệu tham khảo: khảo: 1. TCVN 5574-1991 – Kết cấu BTCT – tiêu chuẩn thiết kế 2. TCVN 356-2005 – Kết cấu BT và BTCT – tiêu chuẩn thiết kế 3. Tiêu chuẩn ACI 318 – Mỹ 4. Lê Văn Kiểm – Hư hỏng, sửa chữa gia cố công trình – NXBĐHQG – TPHCM 5. Vương Hách: Sổ tay xử lý sự cố công trình
Ch−¬ng 1. Kh¸i NiÖm Chung
§1. Thực chất của bª t«ng cèt thÐp Thự chấ củ 1. Kh¸i niÖm Bªt«ng cèt thÐp (BTCT) lµ mét lo¹i vËt liÖu x©y dùng phøc hîp do bª t«ng vµ cèt thÐp g p é ¹ Ë Ö y ù gp îp g p cïng kÕt hîp chÞu lùc víi nhau. Xi măng + Đá dăm (sỏi) + Cát vàng + Nước + Phụ gia Bê tông Cèt thÐp: Lµ mét l−îng thÐp ®−îc ®Æt hîp lý trong BT §Æc ®iÓm: Ó Bª t«ng: ChÞu nÐn tèt, chÞu kÐo kÐm Cèt thep: chÞu nÐn vµ kÐo tèt
ThÝ nghiÖm: Trªn hai dÇm cïng kÝch th−íc, cïng chÕ t¹o tõ mét lo¹i BT + Kh« ®Æt cèt thÐ : Kh«ng èt thÐp thÐp: + Cã ®Æt cèt thÐp: èt thÐp: thÐ a) b) 1 2 1 σb1 σb 2 σt 3 σs 1 1 2 σ bt > Rbt ⇒ DÇm nøt σ bt > Rbt ⇒ DÇm nøt P↑=> VÕt nøt lan dÇn lªn phÝa trªn P↑=> lùc kÐo do CT chÞu, CT c¶n trë sù ph¸t triÓn cña khe nøt P↑ = P1 dÇm gÉy ®ét ngét б dÇm bÞ ph¸ ho¹i P2 ≈ 20P1 NhËn Ðt: NhË xÐt: Nhê cã cèt thÐp mµ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña vËt liÖu ®−îc khai th¸c hÕt (σb = Rb σs = Rs). Tõ ®ã kh¶ n¨ng chÞu lùc cña dÇm ®−îc t¨ng lªn (P2 ≈ 20P1)
2. Nguyªn nh©n ®Ó BT vµ CT kÕt hîp lµm viÖc ®−îc víi nhau: nhau: - Gi÷a BT vµ CT cã lùc dÝnh: nhê nã mµ øng lùc cã thÓ truyÒn tõ BT sang CT vµ ng−îc l¹i. + C−êng ®é cña BT vµ CT ®−îc khai th¸c hÕt; + BÒ réng khe nøt trong vïng kÐo ®−îc h¹n chÕ. Ò kh ø ï kÐ ® h hÕ - Gi÷a BT vµ CT kh«ng x¶y ra ph¶n øng ho¸ häc. BT cßn bao bäc b¶o vÖ CT. - BT vµ cèt thÐp cã hÖ sè gi·n në nhiÖt gÇn b»ng nhau => øng suÊt rÊt nhá, kh«ng ph¸ ho¹i lùc dÝnh.
§2. Ph©n lo¹i: 1. Theo ph−¬ng ph¸p thi c«ng (3lo¹i) a. BTCT toµn khèi (BTCT ®æ t¹i chç): L¾p ®Æt cèt thÐp; cèp pha vµ ®æ BT t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ chç): cña kÕt cÊu. cÊu
b. BTCT l¾p ghÐp: Ph©n kÕt cÊu thµnh c¸c cÊu kiÖn ®Ó s¶n xuÊt t¹i nhµ m¸y hoÆc s©n b·i. vËn ghÐp: chuyÓn ®Õn c«ng tr−êng, dïng cÇn trôc l¾p ghÐp vµ nèi c¸c cÊu kiÖn t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ. c. BTCT l¾p ghÐp: L¨p ghÐp c¸c cÊu kiÖn ghÐp: ®−îc chÕ t¹o ch−a hoµn chØnh. ®Æt thªm cèt thÐp, ghÐp cèp pha, ®æ BT phÇn cßn l¹i vµo mèi nèi.
2. Theo tr¹ng th¸i øng suÊt khi chÕ t¹o vµ sö dông (2lo¹i): lo¹i): a. BTCT th ê : th−êng: th−êng Khi chÕ t¹o cÊu kiÖn, ngoµi néi øng suÊt do co ngãt vµ gi·n në nhiÖt trong cèt thÐp kh«ng cã øng suÊt. b. Bª t«ng cèt thÐp øng lùc tr−íc(BTCT ¦LT): Khi chÕ t¹o, ng−êi ta c¨ng cèt thÐp ®Ó nÐn vïng kÐo cña cÊu kiÖn(BT ®−îc ¦LT) nh»m khèng chÕ sù xuÊt hiÖn vµ h¹n chÕ bÒ réng khe nøt.
§3. ¦u nh−îc ®iÓm, ph¹m vi sö dông cña BTCT: 1. ¦u ®iÓm: ®iÓm: - Cã kh¶ n¨ng sö dông vËt liÖu ®Þa ph−¬ng (Xi m¨ng,C¸t,§¸ hoÆc Sái),tiÐt kiÖm thÐp - Kh¶ n¨ng chÞu lùc lín h¬n so víi kÕt cÊu g¹ch ®¸ vµ gç; ChÞu ®−îc ®é g ®Êt; ¶ ¨ g c Þu ùc í ¬ ví Õt g¹c C Þu ®éng - BÒn, tèn Ýt tiÒn b¶o d−ìng; - Kh¶ n¨ng t¹o h×nh phong phó; - ChÞu löa tèt. BT«ng b¶o vÖ thÐp kh«ng bÞ nung nãng nhanh ®Õn nhiÖt ®é nguy hiÓm. C Þ . g Ö p g Þ g g Ö é g y . 2. Nh−îc vµ biÖn ph¸p kh¾c phôc: phôc: - Träng l−îng b¶n th©n lín, nªn víi BTCT th−êng khã v−ît ®−îc nhÞp lín. Lóc nµy ph¶i dïng BTCT ¦LT hoÆc kÕt cÊ vá máng v.v.. vv - C¸ch ©m ,c¸ch nhiÖt kÐm. Khi cã yªu cÇu c¸ch ©m; c¸ch nhiÖt dïng kÕt cÊu cã lç rçng; - Thi c«ng BTCT toµn khèi chÞu ¶nh h−ëng nhiÒu vµo thêi tiÕt + Dïng BTCT l¾p ghÐp, nöa l¾p ghÐp; + C«ng x−ëng ho¸ c«ng t¸c trén BT; v¸n khu«n vµ cèt thÐp; + C¬ giíi ho¸ c«ng t¸c ®æ BT (CÇn trôc, m¸y b¬m BTv.v..) - BTCT dÔ cã khe nøt. + Dïng BTCT ¦LT;
§4. Bª t«ng: . 1. Thµnh phÇn, cÊu tróc vµ c¸c lo¹i Bª t«ng (SGK) 2. C−êng ®é cña bª t«ng g é g C−êng ®é lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch. + C−êng ®é chÞu nÐn(Rb) + C ê ®é chÞu kÐo( Rbt) v.v… C−êng hÞ kÐ ( C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c−êng ®é ( hiÖn nay): + Ph−¬ng ph¸p ph¸ ho¹i mÉu thö ( ®é chÝnh x¸c cao). b + Ph−¬ng ph¸p kh«ng ph¸ ho¹i: Sãng Siªu ©m; sóng b¾n BT( Ðp lâm viªn bi lªn bÒ mÆt BT). A TN x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu nÐn: nÐn: A a 4a h a= 15cm; D = 16cm; h = 2D A a a a D a
MÉu lÊy tõ kÕt cÊu ®· ®−îc ®æ BT MÉu trô h = 1 - 1 5D 1,5D D =5cm; 7,5cm; 10cm; 15cm. TN: NÐn (2 kG/cm2.s) ®Õn khi mÉu bÞ ph¸ ho¹i. P - Lùc t−¬ng øng lóc mÉu bÞ ph¸ P Rbm = (M ) Mpa A 2 Bµn nÐn 3 1 3 2 + BT th«ng th−êng cã: R = 5 ÷ 30 Mpa ThÝ nghiÖm C−êng ®é chÞu nÐn(Rb) + BT c−êng ®é cao: R > 40 MPa + BT ®Æc biÖt: R≥ 80 Mpa
C¸c nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é cña mÉu ¶nh h−ëng cña mÆt tiÕp xóc: Kh«ng b«i tr¬n B«i tr¬n 6 5 4 4 6 5 + KÝch th−íc mÉu nhá R R kh«ng phô kÝch th−íc mÉu É Rblt ≈ 0,8 Rbkv m m Rblt ≈ 0,8 Rbkv m m Rkh«ng b«i tr¬n > Rcã b«i tr¬n tr¬n. Khi nÐn BT në h«ng, lùc ma s¸t t¸c dông nh− mét c¸i ®ai ng¨n c¶n sù në h«ng (Rkh«ng b«i tr¬n > Rcã b«i tr¬n) T¸c dông cña cèt ®ai trong cét; Cµng xa mÆt tiÕp xóc ¶nh h−ëng cña lùc ma s¸t cµng gi¶m Quy ®Þnh b−íc ®ai trong cét;
¶nh h−ëng cña tèc ®é gia t¶i: Gia t¶i rÊt nhanh: R = (1,15 ÷ 1 2)R (1 15 1,2)R Gia t¶i rÊt chËm : R = (0,85 ÷ 0,9)R §iÒu kiÖn tiªu chuÈn cña thÝ nghiÖm: + Kh«ng b«i tr¬n mÆt tiÕp xóc; + Tèc ®é gia t¶i: 2kG/cm2.s TN x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu kÐo: kÐo: N Rbt = [MPa ] Thi nghiÖm C−êng ®é chÞu kÐo( Rbt) A a) 2P Rbt = [MPa ] N N πDl P D c) a A a P l
Nh÷ Nh÷ng nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é cña BT: BT: + L−îng XM nhiÒu R cao (HiÖu qu¶ kh«ng lín lµm t¨ng biÕn d¹ng); lín, + XM m¸c cao R cao; + CÊp phèi hîp lý; ®é cøng vµ ®é s¹ch cña cèt liÖu cao R cao; + N/X ↑ R ↑ + ChÊt l−îng thi c«ng tèt ( Trén, ®æ, ®Çm, b¶o d−ìng tèt) R cao. Sù t¨ng c−êng ®é theo thêi gian: t¨ gian: Dïng XM Poocl¨ng, chÕ t¹o vµ b¶o d−ìng b×nh th−êng: R t¨ng trong 28 ngµy ®Çu; g g ¹ g g g g g y Dïng XM Puzolan: Thêi gian t¨ng c−êng ®é ban ®Çu lµ 90 ngµy.
t0 < 0; Kh« hanh: C−êng ®é t¨ng theo thêi gian kh«ng ®¸ng kÓ γb = 0,9 t0 > 0; W lín: C−êng ®é tiÐp tôc t¨ng trong nhiÒu n¨m. Dïng h¬i n−íc nãng ®Ó b¶o d−ìng BT còng nh− dïng phô gia t¨ng c−êng ®é: R rÊt nhanh trong vµi ngµy ®Çu, BT gißn vµ R cuèi cïng thÊp h¬n g g y , g g p γb < 1
2. C−êng ®é trung binh vµ c−êng ®é tiªu chuÈn C−êng ®é trung b×nh (Gi¸ trÞ trung b×nh cña c−êng ®é) Rm b× b× Tõ mét lo¹i BT ®óc n mÉu thö vµ thÝ nghiÖm, ®−îc: R1, R2,..., Rn Rm = ∑R i n C−êng ®é tiªu chuÈn (Gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña c−êng ®é): ®é): - C−êng ®é ®Æc tr−ng: (cßn gäi lµ gi¸ trÞ ®Æc tr−ng cña c−êng ®é) lµ c−êng ®é lÊy theo mét x¸c suÊt ®¶m b¶o quy ®Þnh nµo ®ã. Víi BT: C−êng ®é ®Æc tr−ng ®−îc x¸c ®Þnh theo x¸c suÊt ®¶m b¶o quy ®Þnh 95%, Rch=0 78Rm =0,78R - C−êng ®é tiªu chuÈn cña BT (vÒ nÐn: Rbn ; vÒ kÐo: Rbtn) Rb = γ k Rch bn kc h γ kc - hÖ sè kÕt cÊu: = 0,7~0,8 tuú thuéc Rch , nã kÓ ®Õn sù lµm viÖc cña BT (mÉu thö khèi vu«ng). Víi mÉu thö lang trô γ kc = 1 Rbn vµ Rbtn cho trong PL 2
3. C−êng ®é tÝnh to¸n ( vÒ nÐn: Rb ; vÒ kÐo: Rbt) nÐn: kÐo: - C−êng ®é tÝnh to¸n gèc: Rbn Rbtn Rb = Rbt = γ bc γ bt (Cho trong PL3) - C−êng ®é tÝnh to¸n: Rbn Rbtn Rb = γ bi Rbt = γ bi γ bc γ bt γ bc , γ bt - H sè ® tin cËy cña BT t−¬ng ø khi nÐn vµ khi kÐo. Khi tÝnh theo TTGH thø nhÊt HÖ è ®é i ñ øng Ð µ kÐ Ý h h hø hÊ γbc= 1,3 1,5 vµ γbt= 1,3 2,3 tuú lo¹i BT γ i - HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña BT ( i = 1,2,…10), kÓ ®Õn kÝch th−íc tiÕt diÖn, tÝnh chÊt è ®iÒ kiÖ lµ iÖ ñ 1 2 10) ®Õ kÝ h th í diÖ tÝ h hÊt cña t¶i träng, giai ®o¹n lµm viÖc cña kÕt cÊu,…(cho trong PL4). - Khi tÝnh to¸n theo TTGH thø hai , c−êng ®é tÝnh to¸n cña BT ký hiÖu lµ Rb vµ ®−îc x¸c bser ®Þnh víi c¸c hÖ sè γ =1 (trõ tr−êng hîp ®Æc biÖt khi tÝnh kÕt cÊu chÞu t¶i träng trïng lÆp).
4. CÊp ®é bÒn vµ m¸c cña BT: BT: §Ó biÓu thÞ chÊt l−îng cña BT vÒ mét tÝnh chÊt nµo ®ã ng−êi ta dïng kh¸i niÖm m¸c hoÆc cÊp ®é bÒn. a. M¸c theo c−êng ®é chÞu nÐn: M¸c theo ê M¸ th c−êng ®é chÞu nÐn (M) lµ t Þ sè lÊ b» c−êng ®é chÞu nÐn t hÞ Ð trÞ è lÊy b»ng ê hÞ Ð trung b× h tÝ h b×nh tÝnh theo ®¬n vÞ KG/cm2 cña c¸c mÉu thö khèi vu«ng c¹nh 15cm , cã tuæi 28 ngµy ®−îc d−ìng hé vµ tiÕn hµnh thÝ nghiÖm trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. Víi BT nÆng: M100 ; M150 ; M200 ; M250 ; M300 ; M350 ; M400 ; M500 ; M600 ; Víi BT nhÑ: M50 ; M75 ; M100 ; M 150 ; M200 ; M250 ; M300. Chó ý: Trong kÕt cÊu BTCT ph¶i dïng m¸c tõ 150 trë lªn. b. CÊp ®é bÒn chÞu nÐn: CÊp ®é bÒn chÞu nÐn (B) lµ trÞ sè lÊy b»ng c−êng ®é ®Æc tr−ng tÝnh theo ®¬n vÞ Mpa cña c¸c mÉu thö khèi vu«ng c¹nh 15cm, cã tuæi 28 ngaú ®−îc d−ìng hé vµ tiÕn hµnh thÝ nghiÖm trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn. È B3,5 ; B5 ; B7,5 ; B10 ; B12,5 ; B15 ; B20 ; B25 ; B30 ; B35 ; B40 ; B45 ; B50 ; B55 ; B60. B = 0,1.0,78.M , , c. CÊp ®é bÒn chÞu kÐo: Bt0,5 ; Bt0,8 ; Bt1,2 ; Bt1,6 ; Bt2,0 ; Bt2,4 ; Bt2,8 ; Bt3,2 ; Bt3,6 ; Bt4,0.
a. BiÕn d¹ng do co ngãt: Co ãt hiÖn t−îng BT gi¶m thÓ tÝ h khi kh« cøng t C ngãt lµ hiÖ t i¶ tÝch ø trong kh« khÝ d kh«ng do: - N−íc thõa bay h¬i ; - Sau qu¸ tr×nh thuû ho¸ ®¸ xi m¨ng gi¶m thÓ tÝch + Khi ®«ng cøng trong n−íc BT t¨ng thÓ tÝch víi møc ®é t¨ng xÊp xØ b»ng 1/5 ~1/2 møc ®é Ó » gi¶m thÓ tÝch khi ®«ng cøng trong kh«ng khÝ. §Æc ®iÓm cña biÕn d¹ng co ngãt: - Co ngãt x¶y ra chñ yÕu ë giai ®o¹n ®«ng cøng ®Çu tiªn vµ trong n¨m ®Çu. Råi gi¶m dÇn vµ dõng h¼n sau vµi n¨m ; - Tõ bÒ mÆt vµo s©u khèi BT, sù co ngãt x¶y ra kh«ng ®Òu,ë ngoµi co ngãt nhiÒu h¬n ; - CÊu kiÖn cã bÒ mÆt lín so víi thÓ tÝch (sµn, t−êng,…) cã ®é co ngãt lín. Nh÷ng nh©n tè chÝnh ¶nh h−ëng ®Õn co ngãt: - Sè l−îng vµ lo¹i xi m¨ng: + BT nhiÒu XM => co ngãt lín ; + BT dïng XM m¸c cao => co ngãt lín ; + BT dïng XM Alumilat => co ngãt lín. g g N + lín => Co ngãt lín. X