Nội dung

BỘ X Â Y DỰ NG CÔNG TY T ư VẤN XÂY DựNG DÂN DỤNG VIỆT NAM CẤU TẠO BÊ TÔNG CỐT THÉP (Tái bẳnì NHÀ XUẤT BẢN XẢY DỰNG HÀ N Ộ I - 2 0 1 0 LỜI NÓI ĐẦU Cuốn sách "Cấu tạo bêtông cốt thép” do Viện thiết kế Nhà ỏ và Công trình công cộng trưởc đây, nay là Công ty tư vấn Xây dựng dân dụng Việt Nam (VNCC) - Bộ Xây dựng biên soạn từ những năm 1985 - 1986. Từ đó đến nay cuốn sách luôn được coi như là một trong những cẩm nang thiết kế có giá trị, đặc biệt là đối với các kỹ sư thiết kế trẻ tuổi. Hiện nay ngành xảy dựng nước ta đã thực sự bước vào một giai đoạn mởi. Nhiều công trình lớn và quan trọng đang được xây dựng. Nhiều loại vật liệu mởi, nhiều phẩn mềm tính toán kết cấu mới và nhiều thiết bị thi công tiên tiến đã được áp dụng, ngày càng đáp ứng tốt hơn những ý đồ thiết kế phong phú và những phương án thiết kế kết cấu công trình hợp lý. Việc này đòi hỏi cuốn sách cẩn được điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp vỡi sự phát triển nói trên. Trong lần tái bản này, có sự phối hợp giữa Công tỵ tư vấn Xây dựng dân dụng Việt Nam và Nhà xuất bản Xây dựng, ngoài việc điều chỉnh nội dung đã có, chỉnh trang về hình thức, một số vẩn đề mởi đã được bổ sung, bao gồm: Ở phần cấu tạo bản: các bảng hướng dẫn chọn sơ bộ chiều dày bản đã được thay bằng các bảng mới tiện dụng hơn, chinh xác hơn Sau phần cấu tạo dầm, bản, cuốn sách giói thiệu các biểu đổ để tính toàn nhanh độ võng và chiều rộ/ig vết nứt cho dầm và bản tiết diện chữ nhật chịu uốn, cốt thép đơn. - Ở phần cấu tạo dầm: bổ sung các bảng tra khả năng chịu lực ngang của cốt xiên, của cốt đai và bêtỗng. - Ở phần cấu tạo chổng thấm: bổ sung các cấu tạo chống thấm bằng vật liệu mới của các hãng như: SIKA, RADCON. - Một số cẩu tạo chống động đất, một số i/â>/ đề về odU rạo nhà cao tầng đã được đưa vào. - Ở phần móng cọc: bổ sung chi tiết thiết kế cọc khoan nhồi cũng như hưởng dẫn những yêu cầu về khảo sát địa chất công trình có thiết kế móng cọc và thí nghiệm kiểm tra chất lượno cọc khoan nhồi. - Để pnục vụ cho việc tinh toán cải tạo nâng tầng các công trình cũ, trong sách có giới thiệu bảng tra khả năng chịu tải của đất nền sau khi chịu nén dài hạn bởi tải trọng công trinh. - Phần phụ lục trình bày một số bảng tra để tính toán ngắn gọn các dầm, bản có tải trọng và hình dạng đặc biệt. Mong muốn thì nhiều nhưng nội dung cuốn sách còn có nhiều điều bất cập. Rất mong nhận được nhữnq ỷ kiến đóng góp của các nhà chuyên môn có quan tâm đến cuốn sách này Chủng tôi xin chắn thành cảm ơn. Công ty tư vấn Xây dựng dân dụng Việt Nam Nhà xuất bản Xây dựng 3 Phần I QUY ĐỊNH VẬT LIỆU DÙNG TRONG BÊTÔNG VA BÊTÔNG CỐT THÉP 11. PHÂN LOẠI BÊTÔNG VÀ QUY ĐỊNH MÁC BÊTÔNG DÙNG TRONG XÂY DỰNG Bảng 1.1. Cường độ bêtông theo TCVN 5574-1991 Mác bêtông thiết kế theo cường độ chịu nén Đại lượng, đơn vị Cường độ tiêu chuẩn về nén Rnc (kG/cm2) cường độ tiêu chuẩn về kẻo 100 150 200 250 300 350 400 500 600 57 85 112 140 160 167 195 220 310 7,2 9,5 11,5 13 15 16,5 18 20 22 Rkc(KG/cm2) .......... cường độ tính toán C’’ia bốtông theo các cóng thức sau: - cường 35 ỉính (Oán chiu nén R Rn = —— Kbn với Kbn = 1,3 - Cường đô tính toán chiu kéo R Rk = —— Kbk với Kbk = 1,5 Bêtô.ig nặng trọng lượng riêng Y =1800 -» 2500kG/m3 Bêtông nhẹ y < 180ỌKG/m3 C hú th ích : 1. Đối với kết cấu bêtông cốt thép làm bằng bêtông nặng nói chung không cho phép dùng mác thiết kế thấp hơn 150. Kết cấu bêtòng ứng suất trước hoặc các bộ phận của chúng có đặt cốt thép căng trước phải có mác thiết Kẽ’ > 200 (bêtông nặng) và >150 (bêtông nhẹ). 2. Đối với những câu kiện bêtông cốt thép (bêtông năng), chịu nén trung tâm và chịu nén lệch tâm, tiết diện tính toán theo cường độ nén dùng mác thiết kế > 200, Với những cấu kiện chịu tải trọng nặng (cột tầng một của nhà nhiều tầng, cột nhà công nghiệp chịu tải trọng cầu trục mác bêtông thiết kế nên lấy > 300. 3. Đối với kết Cấu mỏng, kết cấu tường nhà và công trình được đổ bêtông trong cốp pha trượt nên (lùng mác bêtông thiết kế > 200 (bêtông nặng). 4 Trong kết cấu cần tính toán chịu mỏi, không nên dùng bêtông có mác thiết kế nhỏ hơn 100. 5. Đối với các kết cấu bêtông (không có cốt thép), không nên dùng bêtông có mác thiết kế > 300. 5 Chú ý: - Nếu có lý do thích hợp cho phép dùng bêtông có mác cao hơn những chỉ dẫn ỏ trển, khi Có ^ưòi.g độ tính toán và các đặc trưng khác lấy theo tiêu chuẩn kỹ thuật tương ứng. - Cho phép dùng bêĩông nặi.g có mác thiết kế là 100 trong các bêỉông cốt thép khối lớn Có đặt thép cấu tạo vôi điều kiện đảm bảo cho cấu kiện chống ăn mòn CỐI thép . - Cho phép dùng bêtỗng nặng có mác thiết kế là 150 trong các thanh b ể chứa tròn và các ống làm bằng bêtông cốt thép ứng suất trước nếu chỉ căng cốt thép vong hay xoắn ốc. 6. I h i i hẹn đông cứ rg (tuổi) của bêtông tương ứng với mác thiết kế về cường độ được lây như sau: đổi với kết cấu đổ tại chỗ nói chung là 28 ngày, còn đối với kết cấu đúc sẵn phải phù hợp với thời gian quy định trong các tiêu chuẩn nhà nước cho từìig loại thành phẩm, lế u không có thì lấy theo quy phạm kỹ thuật về chế tạo các loại thành phẩm đó. 7. Đối với kết cấu máng nước, bể nước, sàn khu vê sinh lởp bêtông chống thấm dùng bểtông nặng vói mác thiết kế > 200. 8. Đ ể làm m ối nổi cho các cấu Kiện lắp ghép, khi chiều dày khe nối lớn hơn 1/5 kích thước nhỏ nhất của tiết diện cấu kiện và lởn hon 10cm nên dùng bẽtông có cường độ không nhu hơn mác bêtông thiết kế của cấu kiện được liên kết. Khi chiều dày khe nối nhỏ, để làm các mối nổi cho phép dùng bêtông và vữa có cường độ thấp hơn một mức so với mác bêtông thiết kế của cấu Kiện được liên kết. Khi đó trong tính toán có thể không xét đến việc giảm cường độ bêtông chỗ mối nối - trường hợp tính khe nối kiểu then. Ngoài ra khi khi liên kết các cấu kiên bằng bêtông nặng, đỏ thi cõng các mối nối phải dùng bêtông có mác thiết kế > 150 hoặc dùng vữa có mác thiết kế > 100, còn khi liên kết các cấu kiện bằng bêtông nhẹ phải dùng bôtông hoặc vữa có móc thiốỉ kố 50. I-2. PHÂN LOẠI CỐT THÉP VÀ NHỮNG LOẠI THÉP DÙNG TRONG KỂT CẤU BÊTÔNG A. Phân loại theo công nghệ chê tạo (hình 1-1) Được chia thành: - Cốt thép cán nóng (cốt thanh) - Sợi kéo nguội (cốt sợi) B. Phân loại theo hình dạng mặt ngoài: cốt tròn trơn,thép có gờ, c. Phân loại theo điểu kiện sử dụng: Cốt thép không căng trước (cốt thông thường). Cốt thép căng trước dùng để tạo ứng lực trước. D. Phân loại theo tính chất cơ học: cốt thép thanh được phân thành bốn nhóm (xem hình 1) v ì '•'ốc bảng I-2, I-3, I-4. Bảng I-2. Các loại thép cán nóng 6 Bảng I-3. Các loại thép gia công nó ig Đường kính (mm) Nhóm Số hiệu thép Đường kính (mm) AI CT3 1 0 -4 0 ATIV C35 x r c 1 0 -2 5 All CT5 Alll 25r2C - 35T2C 6-4C AIV 35r 2C 10-30 cn o Số hiệu thép o Nhóm ATV 1 0 -2 5 ATVI 1 0 -2 5 1.a 1 - 1 2.a 2-2 2.b 4-4 2.C 5-5 31a 3-3 3.b 6-6 16 Hình 1-1 1.a Thép tròn trơn cán nóng nhóm AI (số hiệu CT3) 2.a Thép có gờ cán nóng nhóm All (số hiệu CT5) 2.b Thép có gò cán nóng nhóm AI ỊỊ (số hiệu 25Í2C, 35 Ỉ~C) 2.C Thép cò gờ cán nóng nhóm AM và AIV 3.a Tnép đập bẹp 2 phía 3.b Thép đập bẹp 1 phia Bảng I-4. Thép gia công kéo nguội Nhóm Số hiệu thép A ll- B A lll- B Đường kính (mm) 1 0 -4 0 25 T2C.35 r c 6 -4 0 7 Bảng l-4a. Cưòng độ chịu kéo tính toán của thép (kG/cm2) theo TCVN 5574 : 19S1 Nhóm thép Cường độ chịu kéo tính toán Nhóm thép Cường độ chịu kéo tínf toán Cl 2000 AI 2300 Cll 2600 All 2800 Clll 2400 Alll 3600 CIV 5000 AIV 5000 C hú th ích : 1. Thép được gia công nóng ký hiệu thêm T, thép được gia công kéo nguộikýhiệu thêm :hữB. Thép sợi trơn : Nhóm BI sợi thép thường có Ộ3 -r <Ị)8 . Nhóm Bll sợi tnép có cường độ cao <Ị>2.5 + Ộ8 . 2. Để làm cốt không căng trước trong các kết cấu bê tông cốt thép cầnưu tiên sử dụnc: a. Thép cán nóng A lll và All. b. Sợi thép có đường kính từ 3.5mm -í- 5.5mm chỉ dùng trong các lưới hàn và khung hàn. Không cho phép sử dụng : - Sợi thép có cường độ cao. - Bện cốt thép và dây cáp cốt tr ép. Những thép không có ứng lực trướ:: làm bằng thép cán nóng nhóm A lll, All và AI nêr dùnq dạng lưới hàn và khung hàn. 3. Trong các kết cấu có cốt thép không căng trước và không thấm nước vể nguyên tắ" phải dùng thép cán nóng nhóm All và AI. Khi có cơ sở kĩ thuật thích đáng cho phép dùng thtp cản nóng nhóm AIII và sợi thép thườpy có đường kính > 5mm (trong các khung hàn và tướ hàn). Không cho phép dùng các loại thep khảc để làm cốt thép không ứng lực trước trong các kết cấu nói trên. E. Khung hàn và lưói hàn a. L ư ớ i hàn - Khung và lưới thường giao nhau theo những góc vuông, tại chỗ giao nhau hàn điển tiếp xúc bằng điện. - Cho phép hàn điểm tiếp xúc thép cán nóng trơn và loại có gờ nhóm All và A lll với ?ường kính bất kì, còn thép cán nguội có đường kính < ệ 10 đồng thời phải đặt các thanh sao cho :húng tiếp xúc ở chỗ không bị cán - Chế tạo lưới ỏ công xưởng bằng thép sợi kéo nguội có d > 3 4- 3,5mm hoặc dây cán có gờ A lll có d = 6 4- 10mm. Theo quy cách lưới hàn được chế tạo thành lưới cuộn và lưối hàn phẳng (hình I-2). Có :hể có 3 loại lưới hàn cuộn: lcại có cc* dọc làm việc (khi đường kính cốt < 5,5mm), loai cù cốt igang làm việc và loại có các cốt làm việc như nhau. Lưới hàn phẳng có hai loại (loại có cốt doc làm việc trên một phương và loại có cốt dọc làm việc trên hai phương như nhau). 8 3) bằng điện LƯỚI CUỘN CÓ TRỌNG LƯỢNG : 1 0 0 -5 0 0 K G d, 4 V d: / s b) Cũ jj-4 - u LƯỚI HÀN PHẢNG B = 1400 . 1500 . 1900 . 2300 và 2650 Hình 1-2 b. K hung hàn >v ■M Ị-\ ------- & Mối hàn Hình 1-3 9 1-3. QUY ĐỊNH NEO UỐN VÀ NỖI CỐT THÉP A. Uốn và neo cốt thép Thép không căng trong khung cốt buộc,phải neo các thanh kéo trơn ở đẩu mút bằng các thanh móc a) neo (hình l-4a). Cách uốn neo trong bêtông nặng và cách uốn neo trong bêtông nhẹ (hình l-4b). - Trong kết cấu bêtông nhẹ, cốt trơn có d < 12mm, đường kính của móc neo: 2,5d. Khi d > 12mm, đường kính móc neo: 5d (hình l-4b). - Thanh chịu nén trong khung và lưới cốt buộc trcnc kết cấu chịu uốn, chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm có d < 12 mm có thể không cần móc c) neo. Nếu d > 12rr,m, nhất thiết phải có móc neo. ^5dị UỐN MÓC NEO Những thanh tròn trơn trong lưới và khung cốt hàn có BẰNG MẢY thể không cần móc neo. - Cốt chịu nén trung tâm, bất kể dùng thép loại d) c nào có thể bỏ móc neo. 1 - ĩM UỐN MÓC NEO - Thép có cờ trong tất cả các kết cấu được bỏ BẰNG TAY e) móc neo - Đầu mút của thanh uốn xiên phải có một đoạn thẳng > 2 0 d ở miền chịu kéo và > 10 d ở miền chịu 10d 20d nén. Cấu kiệ r có h > 1m có thể bỏ đoạn đó. Nhưng Hình 1-4 mút thanh phải có móc neo (hình l-4e). Bảng 1-5. Tính chiểu dài móc của những thanh thép trơn Đường kính (mm) 1 móc 2 móc 1 móc 6 30 60 8 40 10 10 2 móc Đường kính (mm) 1 móc 2 móc 1 móc 2 móc 50 100 24 110 220 180 360 80 60 120 25 120 230 190 380 50 90 80 150 26 120 230 200 400 12 60 110 90 180 28 130 260 210 420 14 70 130 110 210 30 140 260 220 440 16 80 150 130 240 32 150 290 240 480 18 8Q 160 140 270 34 150 300 250 500 20 90 180 150 300 36 170 330 270 540 22 100 200 170 330 40 180 360 300 600 Uốn máy Uốn tay Uốn máy Uốn tay Chú thích: - 3hiểu dài móc là chiều dài tính duỗi thẳng (7,5d), (4,5d). Khi thống kê thép được ghi chiều dài móc như f.au: (a) a: lấy theo bảng 1-5 - Mhững thanh óọr chịu nén phải kéo dài quá tiết diện thẳng góc với trục cấu kiện (mà ở đó theo tính toán hanh đó không cần thiết nữa) một đoạn <15d - nếu là thép có gờ, thép tròn trơn có móc câu đặt trong khung hàn và lưới hàn. Nếu thép trơn không có móc câu trên đoạn 15d phải hàn ít nhất 2 thanh r.gan.). Đoạn kéo dài này sẽ là 20d nếu thép dọc là thép tròn trơn không có móc câu đặt trong khung cốt buòc Thanh neo ngang cuối cùng hàn cách đầu mút cốt dọc một đoạn > 2d và > 2,5mm. - Dể đảm bảo hoàn toàn cường độ cốt thép dọc chịu kéo tại tiết diện khảo sát, cốt thép không căng phải ii vào tiết diện khảo sát một đoạn La lấy theo bảng I-6 . Chi tiết neo cốt thép không căng ở khung lưới c;ó cở buôc trong bản, dầm, khung, móng, cột được giới thiệu tỉ mỉ trong phần II -í- VI của tập quy định cấu tạc. rưới đày yiới thiêu cárh neo cốt thép dọc trong khung và lưới cốt hàn cho dầm, bản. a) p c í d -ly THANHNEODUNGCOT DOC TRONco d„a >ịd 2 — - 1! - \ d, m c < 15 khi 0 _ 10 c > 1,5d khi d > 10 VỚI ĐIỂU KIẸN Q < Rkbh0 I---HAI THANHNEODUNGCÓT oọc TRƠNda> - Cho phép dùng Ld >10d khi b) bêtông số hiệu từ 200 trỏ lên và cốt thép AII, AIII. - Thanh chịu kéo phải đi khỏi tiết diện vuông góc mà ở đó không yêu cầu theo tính toán một đoạn < w (W tính theo điều c) kiện cắt thép) và > 20 d. Hình 1-5 ừ ìú ý: La chỉ được giảm đi quá quy định cho các trường hợp : Nếu như có biện pháp đặc biệt để Ung cường neo cốt thép như: tăng diện tích các thanh ngang trong đoạn gần gối. Hàn thêm nhiữrg neo phụ hoặc hàn mút cốt dọc vào vật chôn sẵn. 11 Bảng i-6. Quy định chiểu dải đoạn neo của cốt thép không căng Chiều dài đoạn neo La Thanh kéo Loại cốt thép Mác bêtông 150 Thép cán nóng nhóm AI (có móc neo hoặc hàn 2 thanh neo trong đoan La) và All Thép cán nóng nhóm AMI và thép gia công kéo nguội AIIB, thép sợi thường ở trong khung và lưới hàn 200 300 Cấu kiện chịu uốn,chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm theo trường hợp Cấu kiện chiu kéo trung tâm và chịu kéo lệch tâm theo trường hợp 1 2 35d 40d 30d Thanh nén 25d 20 d 35d Thép nhóm AI không móc hoặc không thanh neo 400 và cao hdn 25d 30d 150 40d 45d 30d 35d 40d 25d 30d 35d ?U(J 200 và 300 400 và cao hơn 15d d lấy theo đường kính cổt dọc: lớn nhất (d danh nghĩa) 3) b) > 0,5 L c) d) r = 5d Hình 1-6: Neo cốt thép ỏ gối ngàm a. Thép dọc đưa vào cột đoạrìLa; b. Cốt chịu kéo neo vởi thép bản; c. Thép dọc hàn với thep oản chôn sẵn; d. Thép dọc uốn neo xuống cột. 12 30d