Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép - Chương 2: Các tính năng cơ lý của vật liệu

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép - Chương 2: Các tính năng cơ lý của vật liệu

1. Chæång 2 TÊNH NÀNG CÅ LYÏ CUÍA VÁÛT LIÃÛU. 1. BÊ TÔNG - Tênh nàng cå hoüc cuía BT laì chè caïc loaûi cæåìng âäü vaì biãún daûng. - Tênh nàng váût lyï laì chè tênh co ngoït, tæì biãún, khaí nàng chäúng tháúm, caïch nhiãût, cuía BT. 1.1. Cường độ của Bê tông: Cæåìng âäü laì chè tiãu cå hoüc quan troüng, laì mäüt âàûc træng cå baín cuía BT, phaín aïnh khaí nàng chëu læûc cuía váût liãûu. Thæåìng càn cæï vaìo cæåìng âäü âãø phán biãût caïc loaûi bã täng. Cæåìng âäü cuía BT phuû thuäüc vaìo thaình pháön vaì cáúu truïc cuía noï. Âãø xaïc âënh cæåìng âäü cuía BT phaíi laìm caïc thê nghiãûm, thê nghiãûm phaï hoaûi máùu laì phæång phaïp xaïc âënh cæåìng âäü mäüt caïch træûc tiãúp vaì duìng phäø biãún. Ngoaìi ra coï thãø duìng caïc PP giaïn tiãúp: siãu ám, eïp loîm viãn bi trãn bãö màût BT vaì coï thãø thæûc hiãûn trãn kãút cáúu. a Cường độ chịu nén: Rn. Âãø xaïc âënh cæåìng âäü chëu neïn cuía BT thæåìng ngæåìi ta thê nghiãûm neïn caïc máùu láûp phæång coï caûnh a=10, 15, 20 cm, hay khäúi làng truû âaïy vuäng, khäúi truû troìn. Cæåìng âäü neïn cuía máùu: N N P Baìn neïn R = P a n F h ≥ 2d a Máùu h = 4a a a 2 a d Bã täng thæåìng coï Rn=100 ÷ 600 kg/cm . Cæåìng âäü khäúi vuäng (kê hiãûu R) âãø xaïc âënh maïc BT vãö chëu neïn a b Cường độ chịu kéo: Rk. a (= 10cm) Máùu chëu keïo trung tám. a N 4a R = P . k F P Máùu chëu keïo khi uäún. a = b (= 15cm) 3.5M R = . 4h b k bh2 Trong âoï: NP, M: Læûc keïo vaì mämen uäún laìm phaï hoaûi máùu. 2 Bã täng thæåìng coï RK= 10÷40 kg/cm . c Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của BT: * Thaình pháön vaì caïch chãú taûo BT: Âáy laì nhán täú quyãút âënh âãún cæåìng âäü BT. - Cháút læåüng vaì säú læåüng xi màng. - Âäü cæïng, âäü saûch, cáúp phäúi cuía cäút liãûu. - Tè lãû N/X. - Cháút læåüng cuía viãûc träün væîa BT, âáöm vaì baío dæåîng BT. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1
2. Chæång 2 Caïc yãúu täú naìy âãöu aính hæåíng âãún cæåìng âäü BT nhæng mæïc âäü coï khaïc nhau. Thê duû tè lãû N/X aính hæåíng låïn âãún Rn coìn âäü saûch cuía cäút liãûu aính hæåíng nhiãöu âãún RK * Thåìi gian (tuäøi cuía BT): Cæåìng âäü cuía bã täng tàng theo thåìi gian, luïc âáöu tàng nhanh sau tàng cháûm dáön. Cæåìng âäü bã täng tàng theo thåìi gian âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm: Cäng thæïc cuía Sec (1926): R Rt=R1+(R10- R1)lgt. R28 Cäng thæïc cuía Nga (1935), (Skrantaep): Rt (våïi t = 7-300 ngaìy) t lgt R = R . ≈ 0,7 R .lgt. t 28 t 28 lg28 28 Trong âoï: R1, R10, R28, Rt, laì cæåìng âäü cuía bã täng tæång æïng våïi tuäøi 1, 10, 28 vaì t ngaìy. (Cäng thæïc cuía Sec, khaï phuì håüp våïi thæûc tãú nhæng báút tiãûn vç phaíi xaïc âënh cæåìng âäü bã täng åí tuäøi 1 ngaìy vaì 10 ngaìy; cäng thæïc Nga cho kãút quaí phuì håüp våïi thæûc tãú khi tuäøi bã täng ≥ 7 ngaìy bàòng xi màng Porland vaì dæåîng häü trong âiãöu kiãûn bçnh thæåìng). * Âiãöu kiãûn thê nghiãûm: Læûc ma saït giæîa baìn neïn vaì máùu thæí aính hæåíng âãún cæåìng âäü BT khi neïn. Khi bë neïn ngoaìi biãún daûng theo phæång læûc taïc duûng, máùu coìn nåí ngang. Chênh sæû nåí ngang quaï mæïc laìm cho BT bë phaï våî do æïng suáút keïo (khaí nàng chëu keïo cuía BT keïm hån chëu neïn nhiãöu láön). Biãún daûng ngang khäng âãöu Bäi trån Biãún daûng ngang âãöu Thåüp 1: Coï ma saït trãn màût tiãúp xuïc Thåüp 2: Khäng coï ma saït (2) Kãtú quaí cho tháúy træåìng håüp 1 máùu coï cæåìng âäü låïn hån: R(1) > R(2). Giaíi thêch: Træåìng håüp (1): Læûc ma saït trãn màût tiãúp xuïc giæîa baìn neïn vaì máùu thæí coï taïc duûng nhæ mäüt vaình âai caín tråí sæû nåí ngang cuía BT khi máùu thæí chëu neïn. Caìng xa màût tiãúp xuïc thç aính hæåíng cuía læûc ma saït caìng giaím nãn máùu bë phaï hoaûi theo nhæîng âæåìng næït daûng 2 hçnh choïp. Træåìng håüp (2): Khäng coï læûc ma saït nãn BT tæû do nåí ngang khi chëu neïn vaì æïng suáút keïo ngang phán bäú khaï âäöng âãöu trãn chiãöu cao máùu nãn caïc vãút næït theo phæång âæïng vaì gáön song song nhau. (Khi thê nghiãûm khäng âæåüc pheïp bäi dáöu ) Kêch thæåïc máùu thæí cuîng aính hæåíng âãún cæåìng âäü BT: Máùu kêch thæåïc nhoí chëu aính hæåíng cuaí læûc ma saït låïn nãn coï cæåìng âäü låïn hån máùu thæí coï kêch thæåïc låïn. Do váûy khi thê nghiãûm caïc máùu thæí coï kêch thæåïc khaïc våïi máùu thæí tiãu chuáøn (150*150*150) thç phaíi qui vãö cæåìng âäü máùu thæí tiãu chuáøn bàòng caïch nhán thãm våïi hãû säú qui âäøi. Máùu làng truû coï cæåìng âäü beï hån máùu khäúi vuäng coï cuìng kêch thæåïc âaïy Rlt= (0.7-0.8)R Täúc âäü gia taíi khi thê nghiãûm cuîng aính hæåíng âãún cæåìng âäü cuía máùu: Khi täúc âäü gia taíi cháûm cæåìng âäü âaût khoaíng 0.85 trë säú thäng thæåìng vaì khi gia taíi nhanh cæåìng âäü cuía máùu coï thãø tàng 1.2-1.4 láön. Khi thê nghiãûm phaíi tuán theo quy trçnh TN, thæåìng våïi täúc âäü 2kg/cm2-s. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 2
3. Chæång 2 * Âiãöu kiãûn dæåîng häü: Mäi træåìng coï nhiãût âäü vaì âäü áøm låïn thç thåìi gian ninh kãút cuía BT coï thãø ruït ngàõn âi ráút nhiãöu. Nãúu dæåîng häü BT bàòng håi næåïc noïng thç cæåìng âäü tàng nhanh trong vaìi ngaìy âáöu nhæng BT seî doìn hån vaì coï cæåìng âäü cuäúi cuìng thæåìng tháúp hån so våïi BT dæåîng häü trong âiãöu kiãûn tiãu chuáøn. 1.2. Mác Bê tông: Laì trë säú cuía caïc âàûc træng cå baín vãö cháút læåüng cuía BT. Tuìy theo tênh cháút vaì nhiãûm vuû cuía kãút cáúu maì quy âënh maïc theo caïc âàûc træng khaïc nhau. a Mác theo cường độ chịu nén: Kê hiãûu M Maïc theo cæåìng âäü chëu neïn laì chè tiãu cå baín nháút âäúi våïi moüi loaûi BT vaì kãút cáúu. Maïc theo cæåìng âäü chëu neïn laì con säú láúy bàòng cæåìng âäü chëu neïn trung bçnh (tênh theo âån vë KG/cm2) cuía caïc máùu thæí khäúi vuäng caûnh 15 cm, tuäøi 28 ngaìy, âæåüc dæåîng häü vaì thê nghiãûm theo âiãöu kiãûn tiãu chuáøn (t0≈200C, W ≥ 90%). M laì âaûi læåüng khäng thæï nguyãn. Quy phaûm qui âënh maïc chëu neïn cuía BT theo cáúp sau: Bã täng nàûng: M100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600. Bã täng nheû: M50, 75, 100, 150, 200, 250, 300. (Khi choün maïc BT theo cáúp qui âënh âãø dãù daìng sæí duûng caïc säú liãûu vãö thaình pháön vaì caïc âàûc træng cå lyï âæåüc láûp sàôn) Bã täng cäút theïp phaíi duìng BT coï M ≥ 150. b Mác theo cường độ chịu kéo: Kê hiãûu K. Caïc kãút cáúu coï yãu cáöu chäúng næït BT coìn âæåüc choün theo chè tiãu chëu keïo. Maïc theo cæåìng âäü chëu keïo laì con säú láúy bàòng cæåìng âäü chëu keïo trung bçnh (tênh theo âån vë KG/cm2) cuía caïc máùu thæí tiãu chuáøn. Quy phaûm qui âënh maïc chëu keïo theo cáúp sau: Bã täng nàûng: K10, 15, 20, 25, 30, 40. Bã täng nheû: K10, 15, 20, 25, 30. c Mác theo khả năng chống thấm: Kê hiãûu T. Maïc theo khaí nàng chäúng tháúm laì con säú láúy bàòng aïp suáút låïn nháút (tênh bàòng atm) maì máùu chëu âæåüc âãø næåïc khäng tháúm qua. Cáúp chäúng tháúm cuía BT: T2, T4, T8, T10, T12. T cáön quy âënh cho caïc kãút cáúu coï yãu cáöu chäúng tháúm hoàûc âäü chàõc chàõc cuía BT nhæ caïc cäng trçnh thuíy låüi, thuíy âiãûn 1.3. Biến dạng của Bê tông: a Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn: Thê nghiãûm neïn máùu thæí hçnh làng truû våïi N εd täúc âäü tàng taíi tæì tæì ta láûp âæåüc âäö thë giæîa æïng suáút εb εâh vaì biãún daûng nhæ hçnh veî. Khi σ coìn nhoí âäö thë êt cong nhæng khi σ↑ thç cong nhiãöu. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 3
4. Chæång 2 σ -Âiãøm D æïng våïi luïc máùu bë phaï hoaûi: æïng suáút âaût ε ε Rn vaì biãún daûng cæûc âaûi εch. âh d -Nãúu khi σb âaût âãún σb1 < Rn ta giaím taíi tæì tæì thç âæåüc R D âæåìng giaím taíi khäng truìng våïi âæåìng tàng taíi, biãún n A (1) σb1 daûng cuía BT khäng phuûc häöi hoaìn toaìn, khi σb= 0 (2) váùn coìn εd. Tæïc laì biãún daûng toaìn pháön cuía BT gäöm 2 pháön: Mäüt pháön coï thãø khäi phuûc goüi laì biãún daûng α0 α âaìn häöi εâh, mäüt pháön khäng thãø khäi phuûc laûi âæåüc εb goüi laì biãún daûng deío εd: O εb1 εch ε = ε + ε . b âh d εd Do váûy BT laì váût liãûu âaìn häöi-deío. Täúc âäüü gia taíi khaïc nhau thç caïc âæåìng biãøu diãùn quan hãû σ - ε khaïc nhau. σb σ v1 v2 v 3 ε ε b b εâh ε d Tênh cháút âaìn häöi cuía BT âæåüc âàûc træng båíi mäâun âaìn häöi ban âáöu Eb. Mäâun biãún daûng deío cuía BT Eb’ laì mäüt giaï trë thay âäøi. Quan hãû giæîa Eb vaì Eb’ âæåüc ruït ra tæì quan hãû σ-ε trãn. σb= Eb. εâh ; σb= Eb’.( εâh+ εd) = Eb’. εb. ε âh ε âh Eb’= Eb= νEb våïi ν= laì hãû säú âaìn häöi. ε b ε b Khi σ beï biãún daûng chuí yãúu laì âaìn häöi, (ν ≈1) Khi σ låïn biãún daûng deío tàng lãn ν giaím dáön (v1=0,2 hay 0,15). Biãún daûng giåïi haûn khi neïn trung tám ≈ 0,002. Biãún daûng giåïi haûn khi uäún ≈ 0,0035. Eb thay âäøi theo maïc BT (coï baíng tra). Khi chëu keïo cuîng coï biãún daûng âaìn häöi vaì biãún daûng deío: Ebk’= νkEb . Biãún daûng cæûc haûn khi keïo khaï beï ≈ 0,00015. Rk 2Rk Thê nghiãûm cho tháúy khi BT chëu keïo sàõp næït thç νk≈ 0,5 nãn εch= = . 05. Eb Eb E Mäâun chäúng càõt: G= b ≈ 0,4 E våïi µ=0,2 laì hãû säú Posson. 21()+ µ b b Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: Hiện tượng từ biến của BT. Thê nghiãûm neïn máùu âãún (σb, εb) räöi giæî taíi trong thåìi gian daìi, dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng daìi haûn, biãún daûng cuía BT tiãúp tuûc tàng theo thåìi gian, måïi âáöu tàng nhanh sau tàng cháûm dáön. Pháön biãún daûng deío tàng lãn do taíi troüng taïc duûng daìi haûn goüi laì biãún daûng tæì biãún. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 4
5. Chæång 2 Hiãûn tæåüng biãún daûng deío tàng theo thåìi gian trong khi æïng suáút khäng âäøi goüi laì hiãûn tæåüng tæì biãún cuía BT. σ ε N εb N ε tb ε σb 1 ε2 ε t 0 ε1 ε2 Nhæ váûy biãún daûng deío ban âáöu cuîng laì mäüt pháön cuía tæì biãún (biãún daûng tæì biãún nhanh). Khi σb nhoí thç εtb coï giåïi haûn, coìn khi σb gáön âaût âãún Rn thç εtb tàng khäng ngæìng vaì máùu bë phaï hoaûi. Caïc nhán täú aính hæåíng âãún biãún daûng tæì biãún: - ÆÏng suáút trong BT låïn → biãún daûng tæì biãún låïn. - Tuäøi BT luïc âàût taíi låïn → biãún daûng tæì biãún beï. - Âäü áøm W mäi træåìng låïn → biãún daûng tæì biãún beï. - Tè lãû N/X låïn, âäü cæïng cäüt liãûu beï → biãún daûng tæì biãún låïn. - Cuîng tè lãû N/X nhæng læåüng X tàng → biãún daûng tæì biãún tàng. Coï thãø biãøu diãùn tæì biãún qua mäüt trong hai chè tiãu sau: - Âàûc træng tæì biãún: ϕ = εtb/ εâh. Khäng thæï nguyãn. 2 - Suáút tæì biãún: c= εtb/ σb (cm /KG). Caïc chè tiãu ϕ, c âãöu tàng theo thåìi gian, vaì âaût âãún giåïi haûn äøn âënh laì ϕ0, c0. * Taïc haûi cuía hiãûn tæåüng tæì biãún: - Laìm tàng âäü voîng cuía cáúu kiãûn. - Laìm tàng âäü uäún doüc cuía cáúu kiãûn chëu neïn. - Måí räüng khe næït trong BT. - Gáy máút maït æïng suáút trong cäút theïp æïng læûc træåïc. σ c Biến dạng do tải trọng lặp lại: b Nãúu taíi troüng taïc duûng lãn kãút cáúu làûp âi làûp laûi nhiãöu láön (Âàût vaìo räöi dåî ra nhiãöu láön) thç biãún daûng deío seî âæåüc têch luîy dáön: gáy hiãûn tæåüng moíi cho kãút cáúu . εb d Biến dạng do co ngót: Co ngoït laì hiãûn tæåüng BT giaím thãø têch khi ninh kãút trong khäng khê (Nãúu ninh kãút trong næåïc BT coï thãø nåí ra chuït êt). Hiãûn tæåüng co ngoït xaíy ra liãn quan âãún sæû biãún âäøi lyï hoïa cuía xi màng, cháút keo sinh ra trong quaï trçnh thuíy hoïa xi màng coï thãø têch < thãø têch cháút sinh ra noï, do næåïc bay håi v.v Biãún daûng co ngoït chuí yãúu trong giai âoaûn âäng cæïng âáöu tiãn, sau cháûm dáön. Co ngoït phán bäú trãn bãö màût láùn chiãöu sáu, sæû co ngoït åí bãö màût nhiãöu hån bãn trong. -4 Mæïc âäü co ngoït khi âäng cæïng trong khäng khê (2-4).10 , trong næåïc nåí ra =1/5-1/2 mæïc âäü co Caïc nhán täú aính hæåíng âãún biãún daûng co ngoït: - Säú læåüng vaì loaûi XM: læåüng XM ↑ → co ngoït ↑, XM coï hoaût tênh cao → co ngoït ↑. - Tè lãû N/X tàng → co ngoït tàng. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 5
6. Chæång 2 - Caït nhoí haût, cäút liãûu räùng → co ngoït tàng. - Cháút phuû gia laìm BT ninh kãút nhanh → co ngoït tàng. - BT chæng háúp åí nhiãût âäü cao thç co ngoït êt hån. Co ngoït laì mäüt hiãûn tæåüng coï haûi: - Laìm thay âäøi hçnh daûng vaì kêch thæåïc cáúu kiãûn. - Gáy ra khe næït trãn bãö màût BT (Vç co ngoït khäng âãöu åí trãn bãö màût vaì chiãöu sáu bãn trong co ngoït êt caín tråí biãún daûng co ngoït bãn ngoaìi laìm cho låïp BT naìy chëu keïo → gáy næït), laìm thay âäøi cáúu truïc cuía BT, giaím khaí nàng chëu læûc vaì tuäøi thoü cuía cäng trçnh. Caïc biãûn phaïp khàõc phuûc: - Choün thaình pháön cäút liãûu håüp lyï, haûn chãú læångü næåïc träün, tè lãû N/X håüp lyï. - Âáöm chàõc BT, baío dæåîng BT thæåìng xuyãn áøm trong giai âoaûn âáöu. - Caïc biãûn phaïp cáúu taûo nhæ bäú trê khe co daîn, âàût cäút theïp cáúu taûo åí nhæîng nåi cáön thiãút âãø chëu æïng suáút do co ngoït gáy ra, v.v 2. CỐT THÉP: 2.1. Yêu cầu đối với cốt thép dùng trong BTCT: - Âaím baío cæåìng âäü theo thiãút kãú. - Phaíi coï tênh deío cáön thiãút. - Phaíi dênh kãút täút vaì cuìng chëu læûc âæåüc våïi BT trong moüi giai âoaûn laìm viãûc cuía kãút cáúu. - Dãù gia cäng: dãù uäún, càõt, vaì haìn âæåüc - Táûn duûng âæåüc triãût âãø khaí nàng chëu læûc cuía cäút theïp khi kãút cáúu bë phaï hoaûi. - Tiãút kiãûm theïp vaì täún êt sæïc LÂ. 2.2. Một số tính chất cơ bản của cốt thép: Biãøu âäö æïng suáút-biãún daûng: σ Âãø xaïc âënh cæåìng âäü cuía cäút theïp ngæåìi ta thæåìng tiãún haình thê nghiãûm keïo caïc máùu theïp vaì veî biãøu âäö æïng suáút-biãún σb daûng: σch Trãn biãøu âäö coï pháön thàóng æïng våïi giai âoaûn âaìn häöi, pháön σâh cong vaì nàòm ngang æïng våïi giai âoaûn coï biãún daûng deío. Âoaûn nàòm ngang âæåüc goüi laì thãöm chaíy (theïp åí traûng thaïi chaíy deío). ε Nãúu keïo theïp trong giai âoaûn âaìn häöi räöi giaím taíi thç 0 εd âæåìng giaím taíi tråí vãö theo âæåìng tàng taíi âãún gäúc toüa âäü. Nãúu keïo theïp âãún giai âoaûn coï biãún daûng deío räöi giaím taíi thç biãøu âäö khäng vãö theo âæåìng cuî maì song song våïi âoaûn biãöu diãùn giai âoaûn âaìn häöi vaì coï mäüt biãún daûng dæ laì εd. Vaì nãúu keïo máùu theïp naìy láön næîa thç coï giai âoaûn âaìn häöi låïn hån, vuìng coï biãún daûng deío giaím. Càn cæï theo biãøu âäö trãn, ngæåìi ta qui âënh 3 giåïi haûn sau: - Giåïi haûn bãön: Laì æïng suáút låïn nháút theïp chëu âæåüc træåïc khi bë âæït. - Giåïi haûn âaìn häöi: Laì æïng suáút åí cuäúi giai âoaûn âaìn häöi. - Giåïi haûn chaíy: Laì æïng suáút åí âáöu giai âoaûn chaíy deío. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 6
7. Chæång 2 2.3. Phân loại cốt thép: a Phân loại theo độ cứng: - Cäút mãöm: d ≤ 40mm, coï thãø uäún âæåüc. (Tiãút diãûn vuäng, troìn coï thãø trån hoàûc coï gåì) - Cäút cæïng: d >40 mm, theïp hçnh I, L,[ ( Caïc cäút cæïng naìy coï thãø chëu læûc khi thi cäng ). b Phân loại theo tính chất cơ học: * Theïp deío. - Trãn biãøu âäö quan hãû σ-ξ coï thãöm chaíy roî raìng, coï vuìng biãún daûng deío låïn, εgh=(6 ÷ 25)%. - Coï tênh biãún cæïng nguäüi: Keïo theïp væåüt quïa giåïi haûn chaíy, sau âoï giaím taíi âãø æïng suáút tråí vãö vë trê säú khäng, sau 48 giåì keïo theïp laûi, kãút quaí cho tháúy cæåìng âäü cuía theïp âæåüc náng cao nhæng theïp coï tênh doìn hån. Låüi duûng tênh cháút naìy âãø keïo nguäüi theïp nhàòm náng cao giåïi haûn âaìn häöi cuía theïp lãn. (Thæûc tãú bàòng caïch chuäút nguäüi hay dáûp nguäüi). Thæåìng laì CT3, CT5, * Theïp doìn: (Theïp ràõn). - Khäng coï thãöm chaíy roî raìng, thæåìng ngæåìi ta láúy æïng suáút tæång æïng våïi ε =0,2 % laì giåïi haûn chaíy quy æåïc, εgh=(2÷4)%. Thæåìng laì theïp cæåìng âäü cao. 2.4. Các loại thép: Theo TCVN 1651-75: CI, CII, CIII, CIV. Våïi caïc âæåìng kênh danh nghéa 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 36, 40 mm. Nhoïm CI coï daûng troìn trån; CII, III, IV coï gåì. Caïc âàûc træng cå hoüc cuía theïp Viãût Nam 2 2 Nhoïm theïp φ Giåïi haûn chaíy kg/cm Giåïi haûn bãön kg/cm ξgh% CI 6-40 2.200 3.800 25 CII 10-40 3.000 5.000 19 CIII 6-40 4.000 6.000 14 CIV 10-32 6.000 9.000 6 Theo tiãu chuáøn Nga: AI, AII, AII, AIV, AV laì theïp caïn noïng; A-IIB, A-IIIB laì theïp keïo nguäüi Coï næåïc âàût tãn theïp theo giåïi haûn chaíy hoàûc âàût theo giåïi haûn bãön, v.v 3. BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.1. Lực dính giữa Bê tông và cốt thép: Såí dé giæîa BT vaì cäút theïp coï thãø cuìng cäüng taïc chëu læûc âæåüc laì nhåì læûc dênh giæîa chuïng. a Các nhân tố tạo nên lực dính: - Læûc ma saït do bãö màût gäö ghãö cuía cäút theïp (Âáy laì nhán täú chuí yãúu våïi theïp coï gåì). - Læûc daïn do keo xi màng coï taïc duûng nhæ mäüt låïp häö daïn BT vaìo cäút theïp (25%). - Do co ngoït khi âäng cæïng BT eïp chàût vaìo cäút theïp laìm tàng læûc ma saït. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 7
8. Chæång 2 b Thí nghiệm xác định lực dính: N Chãú taûo máùu bàòng caïch âäø BT äm láúy mäüt âoaûn cäút theïp, räöi tiãún haình thê d τtb nghiãûm keïo hoàûc neïn cho cäút theïp tuäüt τ ln max khoíi BT. τmax ln Læûc dênh âæåüc biãøu thë bàòng suáút dênh τtb 2 d trung bçnh taïc âäüng trãn 1cm bãö màût cäút theïp. N τ = . N tb π dln Trong âoï: N laì læûc keïo (neïn) tuäüt cäút theïp. d laì âæåìng kênh cäút theïp. ln laì chiãöu daìi âoaûn cäút theïp chän vaìo BT N 1 Læûc dênh cæûc âaûi: τmax= = .τtb . ωπ dl.n ω. Trong âoï: ω laì hãû säú hoaìn chènh biãøu âäö læûc dênh. (ω < 1) R Cäng thæïc thæûc nghiãûm: τ = n . max m Trong âoï: m laì hãû säú phuû thuäüc bãö màût cäút theïp: theïp coï gåì m=2÷3,5; theïp trån m=3,6÷6. 3.2. Ảnh hưởng của cốt thép đến co ngót và từ biến của Bê tông: a Ảnh hưởng đến co ngót: Do sæû dênh kãút giæîa bã täng vaì cäút theïp maì cäút theïp caín tråí biãún daûng co ngoït cuía BT. Kãút quaí cäút theïp bë neïn laûi coìn BT bë keïo ra. *Xeït hai máùu thæí : ε1< ε0 ε0 - Máùu (1) bàòng bã täng. (=εa) - Máùu (2) bàòng bã täng cäút theïp. Máùu (1) BT tæû do coï co ngoït ε0 Máùu (2) do cäút theïp caín tråí BT coï co ngoït ε1< ε0 bàòng biãún daûng co laûi cuía cäút theïp εa. (1) (2) So våïi máùu (1), BT máùu (2) âaî bë keïo ra mäüt læåüng ε0 - ε1. Nhæ váûy cäút theïp âaî aính hæåíng âãún biãún daûng co ngoït cuía BT: noï laìm cho BT bë keïo coìn cäút theïp bë neïn laûi, âoï laì æïng suáút ban âáöu do co ngoït trong BTCT. ÆÏïng suáút trong BT: σkc = (ε0 - ε1).ν.Eb . ÆÏïng suáút trong cäút theïp: σa = ε1.Ea . Håüp læûc trong BT: Nk = σkc .Fb . Håüp læûc trong cäút theïp: Na = σa .Fa . Vç laì læûc näüi taûi nãn chuïng cán bàòng nhau: Na = Nk KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 8
9. Chæång 2 ε .E ν ε E E F Suy ra: σ = 0 a ; σ = 0 b ; Trong âoï n = a vaì µ = a . a n kc ν E F .µ + 1 1 + b b ν µ.n ÆÏng suáút keïo do co ngoït vaì æïng suáút keïo do taíi troüng gáy ra laìm BT bë næït såïm hån so våïi khi khäng coï aính hæåíng cuía co ngoït, thãú nhæng khi âaî coï khe næït thç aính hæåíng cuía co ngoït giaím vaì giai âoaûn phaï hoaûi thç khäng coìn aính hæåíng næîa âãún khaí nàng chëu læûc cuía cáúu kiãûn. Trong kãút cáúu siãu ténh liãn kãút thæìa ngàn caín co ngoït cuía BTCT nãn xuáút hiãûn näüi læûc phuû. b Ảnh hưởng đến từ biến: Cäút theïp cuîng aính hæåíng âãún biãún daûng tæì biãún cuía BT nãn thæåìng dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng daìi haûn giæîa BT vaì cäút theïp coï sæû phán phäúi laûi näüi læûc.(Seî xeït sau åí caïc cáúu kiãûn chëu læûc cuû thãø). 3.3. Sự phá hoại và hư hỏng của BTCT: a Sự phá hoại do chịu lực: - Våïi thanh chëu keïo: Sau khi BT bë næït, cäút theïp chëu toaìn bäü læûc keïo. Phaï hoaûi khi æïng suáút trong cäút theïp âaût giåïi haûn chaíy. - Våïi cäüt chëu neïn: Phaï hoaûi khi æïng suáút neïn trong BT âaût âãún cæåìng âäü chëu neïn. - Våïi dáöm chëu uäún: Phaï hoaûi khi æïng suáút trong cäút theïp chëu keïo âaût giåïi haûn chaíy hoàûc khi æïng suáút trong BT vuìng neïn âaût âãún cæåìng âäü chëu neïn. b Sự huỷ mòn của Bê tông và các biện pháp bảo vệ: Dæåïi taïc duûng cuía mäi træåìng khaí nàng chëu læûc vaì tênh nàng sæí duûng cuía kãút cáúu BTCT bë giaím dáön do sæû huíy moìn cuía bã täng vaì cäút theïp. Bã täng bë àn moìn laì do: Taïc duûng cå hoüc (mæa, doìng chaíy, sæû âoïng vaì tan bàng liãn tiãúp ), Taïc duûng sinh hoüc (rong rãu, haì, vi khuáøn åí säng, biãøn ) hoìa tan vaì cuäún âi laìm BT tråí nãn xäúp, Taïc duûng hoïa hoüc (caïc cháút axêt, kiãöm ) xám thæûc bãö màût hoàûc thaình pháøm cuía caïc phaín æïng hoïa hoüc coï thãø têch låïn hån thãø têch caïc cháút tham gia phaín æïng, laìm næït neí khäúi BT. Cäút theïp bë huíy moìn, bë gè taûo ra caïc Oxuyt hoàûc caïc muäúi sàõt co ï thãø têch låïn hån thãø têch ban âáöu, laìm cho låïp BT bao quanh cäút theïp bë våî bong.(Mäi træåìng àn moìn: Axit våïi báút kç näöng âäü naìo, khäng khê coï chæïa håi Axit våïi âäü áøm thay âäøi luän, caïc dung dëch Sufat âáûm âàûc, caïc cháút kiãöm åí nhiãût âäü cao, næåïc ngáöm thæåìng xuyãn tháúm qua BT 1 chiãöu, næåïc biãøn ). * Biãûn phaïp baío vãû: Bã täng cáön coï cæåìng âäü cao vaì âäü âàûc chàõc åí bãö màût cuía kãút cáúu âãø chëu caïc taïc âäüng cå hoüc. Khi thiãút kãú caïc phán xæåíng coï mäi træåìng àn moìn cáön hãút sæïc chuï yï viãûc choün loaûi kãút cáúu, váût liãûu thêch håüp vaì caïc biãûn phaïp baío vãû cáön thiãút: giaím khaí nàng àn moìn cuía mäi træåìng bàòng biãûn phaïp thäng gioï, thäng håi täút, trung hoìa caïc duûng dëch vaì håi Axit, nãön saìn nhaì phaíi däúc thoaït næåïc täút, khi thi cäng phaíi âaím baío cháút læåüng BT. Traïnh duìng caïc kãút cáúu coï nhiãöu bäü pháûn khuáút. Khi cáön phaíi duìng caïc biãûn phaïp âàûc biãût: BT táøm nhæûa, sån phuí, traït baío vãû, laït låïp phuí bàòng sæï, thuíy tinh, Cáön caûo saûch buûi gè trãn cäút theïp træåïc khi sæí duûng. KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 9
10. Chæång 2 Âaím baío chiãöu daìy låïp BT baío vãû. Baío vãû cäút theïp chäúng laûi taïc duûng cuía doìng âiãûn khuyãúch taïn 1 chiãöu (gáy âiãûn phán) bàòng caïch chuï yï váún âãö caïch âiãûn, âæåìng dáy thoaït âiãûn, v.v KHOA XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG & CÄNG NGHIÃÛP 1