Bài giảng kết cấu BTCT version1

đào sỹ đán - bài giảng môn học kết cấu bê tông cốt thép - theo 22 tcn 272-05 11 đào sỹ đán - bài giảng môn học kết cấu bê tông cốt thép - theo 22 tcn 272-05 12 đào sỹ đán - bài giảng môn học kết cấu bê tông cốt thép - theo 22 tcn 272-05 Chng 2 TNH CHT C Lí CA VT LIU 1. Bấ TễNG 1.1. Phõn loi bờ tụng 1.1.1. Theo thnh phn ca bờ tụng ti (hn hp bờ tụng) - Bờ tụng l mt loi ỏ nhõn to c to thnh t cỏc vt liu thnh phn, bao gm: ỏ dm, si (ct liu ln); cỏt (ct liu nh); xi mng (cht kt dớnh), nc v ph gia (nu cú). Cỏc vt liu ny sau khi nho trn u vi nhau s ụng cng v cú hỡnh dng theo khuụn ỳc. T l ca cỏc vt liu thnh phn trong hn hp s cú nh hng n thuc tớnh ca bờ tụng sau khi ụng cng (bờ tụng). Trong phn ln cỏc trng hp, ngi k s cu s chn cp bờ tụng c th t mt lot hn hp thit k th, trờn c s cng chu nộn mong mun tui 28 ngy, fc . c trng tiờu biu i vi cỏc cp bờ tụng khỏc nhau c cho trong bng 2.1 nh sau: Bng 2.1 - Cỏc c trng trn ca bờ tụng theo cp T l Lng xi Kớch thc ct nc/xi mng ti cha khớ liu theo Cp bờ mng ln thiu AASHTO M43 tụng nht Kớch thc l kg/m3 kg/kg % vuụng sng (mm) 25 n 4,75 A 362 0,49 6,0 1,5 25 n 4,75 A (AE) 362 0,45 5,0 1,5 50 n 4,75 B 307 0,58 50 n 4,75 B (AE) 307 0,55 7,0 1,5 12,5 n 4,75 C 390 0,49 12,5 n 4,75 C (CE) 390 0,45 Quy nh 25 n 4,75 hoc P 334 0,49 riờng 19 n 4,75 Quy nh 25 n 4,75 S 390 0.58 riờng T trng 334 Nh quy nh trong h s hp ng thp Cng chu nộn 28 ngy MPa 28 28 17 17 28 28 Quy riờng Quy riờng nh nh Cp bờ tụng A núi chung c s dng i vi tt c cỏc cu kin ca kt cu v c bit i vi bờ tụng lm vic trong mụi trng nc mn. Cp bờ tụng B c s dng trong múng, b múng, thõn tr v tng chu lc. 13 đào sỹ đán - bài giảng môn học kết cấu bê tông cốt thép - theo 22 tcn 272-05 Cp bờ tụng C c s dng trong cỏc chi tit cú b dy di 100 mm nh tay vn cu thang v cỏc bn sn t li thộp. Cp bờ tụng P c s dng khi cng c yờu cu ln hn 28 MPa. i vi bờ tụng d ng lc, phi chỳ ý rng, kớch thc ct liu khụng c ln hn 20 mm. Bờ tụng loi S c dựng cho bờ tụng di nc bt ỏy chng thm nc trong cỏc khung võy. - T l nc/xi mng (W/C) theo trng lng l thụng s quan trng nht nh hng n cng bờ tụng. T l W/C cng gn mc ti thiu thỡ cng cng ln. Hin nhiờn l, i vi mt lng nc ó cho trong hn hp, vic tng hm lng xi mng s lm tng cng bờ tụng. i vi mi cp bờ tụng u cú quy nh rừ lng xi mng ti thiu tớnh bng kG/m3. Khi tng lng xi mng trờn mc ti thiu ny, cú th tng lng nc v vn gi nguyờn t l W/C. S tng lng nc cú th khụng tt vỡ lng nc tha, khụng cn thit cho phn ng hoỏ hc vi xi mng v v lm t b mt ct liu, khi bc hi s gõy ra hin tng co ngút, lm bờ tụng kộm c chc. Do vy, Tiờu chun quy nh lng xi mng ti a l 475 kG/m3 hn ch lng nc ca hn hp. - Bờ tụng AE (bờ tụng bt) phỏt huy c bn lõu di khi lm vic trong cỏc mụi trng lnh. Bờ tụng bt c ch to bng cỏch thờm vo hn hp mt ph gia do to ra s phõn b u cỏc l rng rt nh. S phõn b u cỏc l rụng nh ny trong bờ tụng trỏnh hỡnh thnh cỏc l rng ln v ct t ng mao dn t mt ngoi vo ct thộp. - t c cht lng ca bờ tụng l bn lõu di v chu lc tt, cn phi hn ch hm lng nc. Nhng nc lm tng lu ng ca hn hp bờ tụng, c bit lm cho bờ tụng c trong khuụn. ci thin tớnh cụng tỏc ca hn hp bờ tụng m khụng phi tng lng nc, ngi ta a vo cỏc ph gia hoỏ hc. Cỏc ph gia ny c gi l ph gia gim nc mnh (ph gia siờu do), rt cú hiu qu trong vic ci thin thuc tớnh ca c bờ tụng t v bờ tụng ó ụng rn. Cỏc ph gia ny phi c s dng rt thn trng v nht thit phi cú ch dn ca nh sn xut vỡ chỳng cú th cú nhng nh hng khụng mong mun nh lm rỳt ngn thi gian ụng kt. Vỡ vy trc khi s dng cn lm cỏc thớ nghim xỏc minh cht lng ca c bờ tụng t ln bờ tụng cng. - Trong vi nm gn õy, ngi ta ó ch to c bờ tụng cú cng rt cao, cng chu nộn cú th ti 200MPa. Mu cht ca vic t cng ny cng nh chc chn l m bo cp phi tt nht, sao cho tt c cỏc l rng u c lp y bng ỏc ht mn cho n khi khụng cũn l rng na. Trc õy ngi ta ch chỳ ý ti cp phi tt nht ca ct liu ln v ct liu nh l ỏ v cỏt. Vic lp y cỏc khe h gia cỏc ht nh cú th l cỏc ht xi mng Poúc lng, m sau ny phn ng vi nc s to lc dớnh v gn kt thnh khi. Trong bờ tụng CC v rt cao, ngi ta cũn tin thờm mt bc na l chốn thờm vo khe h gia cỏc ht xi mng Poúc lng. Cỏc loi vt liu mn chốn ny cú th l ỏt Puzolan ht nh, tro bay, mui silớc,... Chỳng cú th thay th mt phn cho XM v vn gi nguyờn lng XM ti thiu v t l W/C. 1.1.2. Theo t trng ca bờ tụng: Theo t trng, bờ tụng c phõn thnh - Bờ tụng t trng thng: L BT cú t trng trong khong 2150 ữ 2500kG/m3. - Bờ tụng t trng thp: L BT cú cha cp phi nh v cú t trng khi khụ khụng vt quỏ 1925kG/m3. 1.2. Cỏc tớnh cht tc thi (ngn hn) ca bờ tụng cng 14 đào sỹ đán - bài giảng môn học kết cấu bê tông cốt thép - theo 22 tcn 272-05 - Cỏc tớnh cht ca bờ tụng xỏc nh t thớ nghim phn ỏnh s lm vic ngn hn khi chu ti vỡ cỏc thớ nghim ny thng c thc hin trong vũng vi phỳt, khỏc vi ti trng tỏc dng lờn cụng trỡnh cú th kộo di hng thỏng, thm chớ hng nm. Cỏc thuc tớnh ngn hn ny rt hu dng trong ỏnh giỏ cht lng ca bờ tụng v s lm vic chu lc ngn hn nh di hot ti xe c, giú, ng t,... Tuy nhiờn, nhng thuc tớnh ny phi c iu chnh khi chỳng c s dng ỏnh giỏ s lm vic di ti trng tỏc dng kộo di (thng xuyờn) nh trng lng bn thõn ca dm, lp ph mt cu, lan can,... 1.2.1. Cng chu nộn v mụ un n hi - Cng chu nộn quy nh ca bờ tụng tui 28 ngy ( fc ) c xỏc nh bng thớ nghim nộn phỏ hoi mu chun hỡnh tr ng kớnh 150 mm, chiu cao 300 mm di tỏc dng ca lc nộn dc trc khụng kim ch. Hỡnh 2.1 biu din ng cong ng sut-bin dng in hỡnh ca mu th hỡnh tr khi chu nộn dc trc khụng cú kim ch (khụng cú cn tr bin dng ngang). Hỡnh 2.1 - ng cong ng sut-bin dng parabol in hỡnh i vi bờ tụng chu nộn khụng cú kim ch - Bin dng ti nh ng sut nộn fc l ''c 0,002 v bin dng cú th ln nht cu 0,003. Mt quan h n gin i vi bờ tụng cú cng nh hn 40 MPa c a ra di mt hm bc hai nh sau: 2 f c = f c 2 c c c c Trong ú: fc = l cng chu nộn tng ng vi bin dng c, (2.1) fc = l ng sut ln nht t thớ nghim khi tr = l bin dng ng vi ng sut fc . c Quy c du õy l ng sut nộn v bin dng nộn mang giỏ tr õm. 15 đào sỹ đán - bài giảng môn học kết cấu bê tông cốt thép - theo 22 tcn 272-05 - Mụ un n hi ca bờ tụng theo TC 05 nghiờng ca ng thng i t gc to qua im ca ng cong us-bd cú ng sut bng 0,4 fc . Khi bờ tụng cú t trng t 14400 ữ 2500kG/m3, thỡ Ec cú th c xỏc nh theo cụng thc sau: 1,5 Ec = 0, 043. c . f c (MPa) (2.2) Trong ú: c = T trng ca bờ tụng (kG/m3) fc = Cng chu nộn quy nh ca bờ tụng (MPa). Vớ d: i vi bờ tụng cú: c = 2300 kg/m3 v fc = 28 MPa Ec = 0, 043. ( 2300 ) . f c = 4800. f c = 4800. 28 = 25GPa 1,5 - TC 05 quy nh (A5.4.2.1), cng chu nộn quy nh tui 28 ngy (f''c) ti thiu l 16 MPa c khuyn cỏo i vi tt c cỏc b phn ca kt cu v cng chu nộn ti a c quy nh l 70 MPa, tr khi cú nhng thớ nghim b sung. Cỏc bn mt cu v BTCT DUL thỡ f''c ớt nht l 28 MPa. 1.2.2. Cng chu kộo Cng chu kộo ca bờ tụng cú th c o trc tip hoc giỏn tip. Thớ nghim kộo trc tip [hỡnh 2.2(a)] c s dng xỏc nh cng nt ca bờ tụng, ũi hi phi cú thit b c bit (chuyờn dng). Thụng thng, ngi ta tin hnh cỏc thớ nghim giỏn tip nh thớ nghim un phỏ hoi dm v thớ nghim ộp ch khi tr. Cỏc thớ nghim ny c mụ t trờn hỡnh 2.2. Hỡnh 2.2 Thớ nghim kộo bờ tụng trc tip v giỏn tip a) Thớ nghim kộo trc tip b) Thớ nghim phỏ hoi dm 16