Thông số đầu vào vật liệu bê tông và cốt thép
Mục lục
Mở đầu
Trong ngành xây dựng, tính toán chính xác là yếu tố cốt lõi đảm bảo sự an toàn, hiệu quả và tối ưu hóa chi phí của công trình. Để đạt được điều này, bước đầu tiên và quan trọng nhất là xác định và sử dụng đúng các thông số đầu vào. Đây không chỉ là những con số hay dữ liệu thô, mà còn là cơ sở để thiết kế, mô phỏng, và đánh giá khả năng chịu lực, độ bền, cũng như các yêu cầu kỹ thuật khác của công trình.
Ở bài blog này, Cemcons sẽ giới thiệu đến các bạn những thông số đầu vào quan trọng trong quá trình tính toán và thiết kế công trình xây dựng.
Ứng xử thực tế của vật liệu
Vật liệu
Có các loại bê tông kết cấu sau:
- Bê tông nặng, bao gồm cả bê tông tự ứng suất, có khối lượng thể tích trung bình từ 2 200 kg/m3 đến 2 500 kg/m3;
- Bê tông hạt nhỏ có khối lượng thể tích trung bình từ 1 800 kg/m3 đến 2 200 kg/m3;
- Bê tông nhẹ có khối lượng thể tích trung bình từ 800 kg/m3 đến 1 400 kg/m3;
- Bê tông tổ ong có khối lượng thể tích trung bình từ 500 kg/m3 đến 1 200 kg/m3;
Bê tông | Cấp cường độ chịu nén |
Bê tông nặng | B3.5; B5; B7.5; B10; B12.5; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60; B70; B80; B90; B100 |
Bê tông tự ứng suất | B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60; B70 |
Giá trị tính toán của cường độ chịu nén dọc trục, Rb, và chịu kéo dọc trục, Rbt của bê tông:
\(R_b = \frac{R_{b,n}}{\gamma_b}\)
\(R_{bt} = \frac{R_{bt,n}}{\gamma_{bt}}\)
Giá trị hệ số độ tin cậy của bê tông khi nén :
- Đối với các TTGH1: Đối với bê tông nặng, bê tông hại nhỏ, bê tông tự ứng suất và bê tông nhẹ: 1.3;
- Đối với bê tông tổ ong: 1.5;
- Đối với các TTGH2: 1.0
Giá trị hệ số độ tin cậy của bê tông khi kéo 𝛾bt lấy như sau:
- Đối với tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất khi chỉ định cấp độ bền chịu nén của bê tông:
- Đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông tự ứng suất và bê tông nhẹ: 1.5;
- Đối với bê tông tổ ong: 2.3.
- Đối với tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất khi chỉ định cấp độ bền chịu kéo của bê tông:
- Đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông tự ứng suất và bê tông nhẹ: 1.3.
- Đối với tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ hai: 1.0.
Giá trị các cường độ tính toán của bê tông Rb, Rbt, Rb,ser, Rbt,ser (đã làm tròn) phụ thuộc vào cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc trục của bê tông nêu trong Bảng 7 và Bảng 8 đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất và trong Bảng 6 đối với các trạng thái giới hạn thứ hai.
Trong các trường hợp cần thiết, giá trị tính toán của các đặc trưng độ bền của bê tông được nhân thêm với các hệ số điều kiện làm việc 𝛾bi sau đây để kể đến đặc điểm làm việc của bê tông trong kết cấu (đặc điểm tải trọng, điều kiện môi trường xung quanh, v.v…):
- 𝛾b1 – đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép: nhân với giá trị của các cường độ Rb và Rbt để kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng của tải trọng tĩnh:
𝛾b1 = 1.0 – khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng;
𝛾b1 = 0.9 – khi có tác dụng dài hạn của tải trọng.
Đối với bê tông tổ ong và bê tông rỗng, 𝛾b1 = 0.85;
- 𝛾b2 – đối với kết cấu bê tông: nhân với giá trị cường độ Rb để kể đến đặc điểm phá hoại của kết cấu này, 𝛾b2 = 0.9;
- 𝛾b3 – đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép được đổ theo phương đứng với chiều cao mỗi lớp bê tông đổ lớn hơn 1.5 m: nhân với giá trị của cường độ bê tông Rb , 𝛾b3 = 0.85.
Bảng 6 – Các cường độ tiêu chuẩn của bê tông, Rb,n và Rbt,n, và các cường độ tính toán của bê tông đối với các trạng thái giới hạn thứ hai, Rb,ser và Rbt,ser
(Đơn vị tính bằng MPa)
Cường độ | Các giá trị Rb,n, Rbt,n, Rb,ser và Rbt,ser khi cấp độ bền chịu nén của bê tông bằng | ||||||||||||||||||||||
Bê tông | В1.5 | В2 | В2.5 | В3.5 | В5 | В7,5 | В10 | В12.5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | |
Chịu nén dọc trục (cường độ lăng trụ) Rb,n và Rb,ser | Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông tự ứng suất | – | – | – | 2.7 | 3.5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11.0 | 15,0 | 18,5 | 22.0 | 25,5 | 29,0 | 32.0 | 36,0 | 39,5 | 43.0 | 50.0 | 57,0 | 64.0 | 71.0 |
Bê tông nhẹ | – | – | 1.9 | 2.7 | 3.5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11.0 | 15,0 | 18,5 | 22.0 | 25,5 | 29,0 | – | – | – | – | – | – | – | – | |
Bê tông tổ ong | 1.4 | 1.9 | 2.4 | 3.3 | 4.6 | 6,9 | 9,0 | 10.5 | 11.5 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
Chịu kéo dọc trục Rbt,n và Rbt,ser | Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông tự ứng suất | – | – | – | 0.39 | 0.55 | 0.70 | 0.85 | 1.00 | 1.10 | 1.35 | 1.55 | 1.75 | 1.95 | 2.10 | 2.25 | 2.45 | 2.60 | 2.75 | 3.00 | 3.30 | 3.60 | 3.80 |
Bê tông nhẹ | – | – | 0.29 | 0.39 | 0.55 | 0.70 | 0.85 | 1.00 | 1.10 | 1.35 | 1.55 | 1.75 | 1.95 | 2.10 | – | – | – | – | – | – | – | – | |
Bê tông tổ ong | 0.22 | 0.26 | 0.31 | 0.41 | 0.55 | 0.63 | 0.89 | 1.00 | 1.05 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
CHÚ THÍCH 1: Các giá trị cường độ của bê tông tổ ong ghi trong bảng này áp dụng cho bê tông tổ ong có độ ẩm trung bình 10 %. CHÚ THÍCH 2: Đối với bê tông hạt nhỏ dùng cát có mô đun độ lớn bằng 2.0 và nhỏ hơn, cũng như đối với bê tông nhẹ dùng cốt liệu nhỏ rỗng thì các giá trị Rbt,n, Rbt,ser trong bảng cần được nhân thêm với hệ số 0.8. CHÚ THÍCH 3: Đối với bê tông rỗng, cũng như đối với bê tông keramzit-perlit dùng cát perlit phún xuất thì các giá trị Rbt,n, Rbt,ser lấy như đối với bê tông nhẹ rồi nhân thêm với hệ số 0.7. CHÚ THÍCH 4: Đối với bê tông tự ứng suất thì giá trị Rbt,n, Rbt,ser trong bảng cần được nhân thêm với hệ số 1.2. | |||||||||||||||||||||||
Bảng 7 – Các cường độ tính toán của bê tông, Rb và Rbt, đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất
(Đơn vị tính bằng MPa)
Cường độ | Bê tông | Các giá trị Rb và Rbt khi cấp độ bền chịu nén của bê tông bằng | |||||||||||||||||||||
В1.5 | В2.0 | В2.5 | В3.5 | В5 | В7,5 | В10 | В12.5 | В15 | В20 | В25 | В30 | B35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
Chịu nén dọc trục (cường độ lăng trụ) Rb | Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông tự ứng suất | – | – | – | 2.1 | 2.8 | 4.5 | 6,0 | 7,5 | 8,5 | 11.5 | 14.5 | 17,0 | 19,5 | 22.0 | 25,0 | 27,5 | 30.0 | 33.0 | 37,0 | 41.0 | 44.0 | 47,5 |
Bê tông nhẹ | – | – | 1.5 | 2.1 | 2.8 | 4.5 | 6,0 | 7,5 | 8,5 | 11.5 | 14.5 | 17,0 | 19,5 | 22.0 | – | – | – | – | – | – | – | – | |
Chịu kéo dọc trục Rbt | Bê tông tổ ong | 0.95 | 1.3 | 1.6 | 2.2 | 3.1 | 4.6 | 6,0 | 7,0 | 7,7 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông tự ứng suất | – | – | – | 0.26 | 0.37 | 0.48 | 0.56 | 0.66 | 0.75 | 0.90 | 1.05 | 1.15 | 1.30 | 1.40 | 1.50 | 1.60 | 1.70 | 1.80 | 1.90 | 2.10 | 2.15 | 2.20 | |
Bê tông nhẹ | – | – | 0.20 | 0.26 | 0.37 | 0.48 | 0.56 | 0.66 | 0.75 | 0.90 | 1.05 | 1.15 | 1.30 | 1.40 | – | – | – | – | – | – | – | – | |
Bê tông tổ ong | 0.09 | 0.12 | 0.14 | 0.18 | 0.24 | 0.28 | 0.39 | 0.44 | 0.46 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
CHÚ THÍCH 1: Các giá trị cường độ của bê tông tổ ong ghi trong bảng này áp dụng cho bê tông tổ ong có độ ẩm trung bình 10 %. CHÚ THÍCH 2: Đối với bê tông hạt nhỏ dùng cát có mô đun độ lớn bằng 2.0 và nhỏ hơn, cũng như đối với bê tông nhẹ dùng cốt liệu nhỏ rỗng thì giá trị cường độ tính toán Rbt cần được nhân thêm với hệ số 0.8. CHÚ THÍCH 3: Đối với bê tông rỗng, cũng như đối với bê tông keramzit-perlit dùng cát perlit phún xuất thì giá trị cường độ tính toán Rbt lấy như đối với bê tông nhẹ rồi nhân thêm với hệ số 0.7. CHÚ THÍCH 4: Đối với bê tông tự ứng suất thì giá trị Rbt trong bảng cần được nhân thêm với hệ số 1.2. CHÚ THÍCH 5: Đối với bê tông nặng có cấp độ bền chịu nén từ B70 đến B100 thì giá trị cường độ chịu nén dọc trục tính toán Rb và chịu kéo dọc trục tính toán Rbt đã được nhân thêm với hệ số giảm bổ sung g b,br để kể đến sự tăng độ giòn của bê tông cường độ cao do biến dạng từ biến giảm và lấy bằng g b,br = (360 – B )/300 , trong đó B là cấp độ bền chịu nén của bê tông. | |||||||||||||||||||||||
Bảng 9 – Biến dạng tương đối của bê tông khi có tác dụng dài hạn của tải trọng
Độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh, | Biến dạng tương đối của bê tông khi có tác dụng dài hạn của tải trọng | |||||
Khi nén | Khi kéo | |||||
eb0 | eb2 | eb1.red | ebt0 | ebt2 | ebt1.red | |
Cao hơn 75 | 0.0030 | 0.0042 | 0.0024 | 0.00021 | 0.00027 | 0.00019 |
Từ 40 đến 75 | 0.0034 | 0.0048 | 0.0028 | 0.00024 | 0.00031 | 0.00022 |
Thấp hơn 40 | 0.0040 | 0.0056 | 0.0034 | 0.00028 | 0.00036 | 0.00026 |
CHÚ THÍCH 1: Các giá trị trong bảng áp dụng cho bê tông có cấp độ bền chịu nén đến B60. CHÚ THÍCH 2: Độ ẩm tương đối của không khí môi tường bên ngoài lấy theo quy định hiện hành về độ ẩm tương đối trung bình tháng của tháng nóng nhất đối với vùng xây dựng. CHÚ THÍCH 3: Đối với bê tông cường độ cao (từ B70 đến B100) thì giá trị biến dạng tương đối trong bảng cần nhân thêm với hệ số (270 – B )/210 . | ||||||
Bảng 10 – Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và khi kéo, Eb
(Đơn vị tính bằng MPa)
Loại bê tông | Giá trị Eb×10-3 khi cấp độ bền chịu nén của bê tông bằng | ||||||||||||||||||||||
В1.5 | В2 | В2.5 | В3.5 | В5 | В7,5 | В10 | В12.5 | B15 | B20 | B25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
Bê tông nặng | – | – | – | 9,5 | 13.0 | 16,0 | 19,0 | 21.5 | 24.0 | 27,5 | 30.0 | 32.5 | 34.5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 | 41.0 | 42.0 | 42.5 | 43.0 | |
Bê tông hạt nhỏ nhóm | A – đóng rắn tự nhiên | – | – | – | 7,0 | 10.0 | 13.5 | 15,5 | 17,5 | 19,5 | 22.0 | 24.0 | 26,0 | 27,5 | 28,5 | – | – | – | – | – | 34.5 | 36,0 | 37,5 |
B – gia công chưng áp | – | – | – | – | – | – | – | – | 16,5 | 18,0 | 19,5 | 21.0 | 22.0 | 23.0 | 23.5 | 24.0 | 24.5 | 25,0 | – | – | – | – | |
Bê tông nhẹ và bê tông rỗng với mác khối lượng thể tích trung bình: | D800 | – | – | 4.0 | 4.5 | 5,0 | 5,5 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
D1000 | – | – | 5,0 | 5,5 | 6,3 | 7,2 | 8,0 | 8,4 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
D1200 | – | – | 6,0 | 6,7 | 7,6 | 8,7 | 9,5 | 10.0 | 10.5 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
D1400 | – | – | 7,0 | 7,8 | 8,8 | 10.0 | 11.0 | 11.7 | 12.5 | 13.5 | 14.5 | 15,5 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
D1600 | – | – | – | 9,0 | 10.0 | 11.5 | 12.5 | 13.2 | 14.0 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | 18,0 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
D1800 | – | – | – | – | 11.2 | 13.0 | 14.0 | 14.7 | 15,5 | 17,0 | 18,5 | 19,5 | 20.5 | 21.0 | – | – | – | – | – | – | – | – | |
D2000 | – | – | – | – | – | 14.5 | 16,0 | 17,0 | 18,0 | 19,5 | 21.0 | 22.0 | 23.0 | 23.5 | – | – | – | – | – | – | – | – | |
Các biểu đồ 3 đoạn và 2 đoạn được sử dụng khi tính toán phi tuyến, để đơn giản nên sử dụng 2 đoạn
Hình 1a. Dạng 3 đoạn thẳng
Đối với biểu đồ ba đoạn thẳng (Hình 1a), thì ứng suất nén của bê tông , phụ thuộc vào biến dạng co ngắn tương đối của bê tông \(\varepsilon_b\), được xác định theo các công thức:
Khi \(0 \leq \varepsilon_b \leq \varepsilon_{b1}\):
Khi \(\varepsilon_{b1} \leq \varepsilon_b \leq \varepsilon_{b0}\):
Khi \(\varepsilon_{b0} \leq \varepsilon_b \leq \varepsilon_{b2}\):
\(\sigma_b = R_b\)
Ứng suất \(\sigma_b\), lấy bằng: \(\sigma_{b1} = 0.6 R_b\)
Biến dạng tương đối \(\varepsilon_{b1}\) lấy bằng: \(\varepsilon_{b1} = \frac{\sigma_{b1}}{E_b}\)
Hình 1b. Dạng 2 đoạn thẳng
Đối với biểu đồ hai đoạn thẳng (Hình 1b) thì ứng suất nén của bê tông \(\sigma_b\), phụ thuộc vào biến dạng co ngắn tương đối của bê tông \(\varepsilon_b\), được xác định theo các công thức sau:
- Khi \(0 \leq \varepsilon_b \leq \varepsilon_{b1}\)(với \(\varepsilon_{b1} = \frac{R_b}{E_{b, \text{red}}}\))
\(\sigma_b = E_{b,\text{red}} \cdot \varepsilon_b\)
- Khi \(\varepsilon_{b1} \leq \varepsilon_b \leq \varepsilon_{b2}\)
\(\sigma_b = R_b\)
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông \(E_{b, \text{red}}\) được xác định theo công thức:
\(E_{b, \text{red}} = \frac{R_b}{\varepsilon_{b1, \text{red}}}\)
Biến dạng tương đối của bê tông \(\varepsilon_{b1, \text{red}}\) được lấy như sau:
- Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng:
- Đối với bê tông nặng: \(\varepsilon_{b1, \text{red}} = 0.0015\);
- Đối với bê tông nhẹ: \(\varepsilon_{b1, \text{red}} = 0.0015\);
- Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:
- Đối với bê tông nặng: lấy theo bảng 9.
Các giá trị Rb, \(\varepsilon_{b2}\) lấy như trong 6.1.4.2 (TCVN 5574-2018).
Cốt thép:
Đối với các kết cấu bê tông cốt thép không ứng suất trước:
- Để làm cốt thép dọc đặt theo tính toán nên ưu tiên sử dụng cốt thép thanh có gân (loại CB300-V, CB400-V và CB500-V)
- Để làm cốt thép ngang và cốt thép hạn chế biến dạng ngang, ưu tiên sử dụng cốt thép trơn (loại CB240-T, CB300-T), cũng như cốt thép thanh có gân (loại CB300-V, CB400-V, CB500-V).
Các đặc trưng độ bền tiêu chuẩn và tính toán của cốt thép
- Đặc trưng độ bền cơ bản của cốt thép là giá trị tiêu chuẩn của cường độ chịu kéo, Rs,n, lấy phù hợp với loại cốt thép theo Bảng 12 (TCVN 5574-2018)
CHÚ THÍCH: Giá trị Rs,n lấy bằng giới hạn chảy thực tế (hoặc quy ước) của cốt thép.
- Giá trị tính toán của cường độ chịu kéo của cốt thép Rs (bảng 13) được xác định theo công thức:
\(R_S = \frac{R_{s,n}}{\gamma_s}\)
Trong đó: \(\gamma_s\)là hệ số độ tin cậy của cốt thép, lấy bằng 1.15 đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất và bằng 1.0 đối với các trạng thái giới hạn thứ hai.
Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép Rsc lấy bằng cường độ chịu kéo tính toán Rs, nhưng không lớn hơn giá trị ứng với biến dạng co ngắn của bê tông bao quanh cốt thép chịu nén. Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng – không lớn hơn 400 MPa, khi có tác dụng dài hạn của tải trọng – không lớn hơn 500 MPa.
- Trong các trường hợp cần thiết, giá trị tính toán của các đặc trưng độ bền của cốt thép được nhân thêm với hệ số điều kiện làm việc \(\gamma_{si}\) kể đến đặc điểm làm việc của cốt thép trong kết cấu.
Giá trị cường độ tính toán Rsw của các loại cốt thép lấy bằng 0.7 giá trị Rs của chúng và được nêu trong Bảng 14 TCVN 5574-2018 (đã được làm tròn). Đối với cốt thép ngang tất cả các loại thì giá trị cường độ tính toán Rsw lấy không lớn hơn 300 Mpa.
Bảng 12 – Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của cốt thép Rs,n và cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đối với các trạng thái giới hạn thứ hai Rs,ser
Loại cốt thép | Tiêu chuẩn | Đường kính danh nghĩa, mm | Giá trị của Rs,n, MPa, và Rs,ser, MPa | |
Thép thanh | CB240-T | TCVN 1651-1:2008 | 6.0 đến 40.0 | 240 |
CB300-T | 300 | |||
CB300-V | TCVN 1651-2:2018 | 6.0 đến 50.0 | 300 | |
CB400-V | 400 | |||
CB500-V | 500 | |||
CB600-V | 600 | |||
Thép thanh có giới hạn chảy quy ước, MPa | 835 | TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991) | 15.0 đến 40.0 | 835 |
930 | 930 | |||
1 080 | 1 080 | |||
Bảng 13 – Cường độ tính toán chịu kéo và chịu nén của cốt thép đối với các trạng thái giới hạn
Loại cốt thép | Tiêu chuẩn | Cường độ tính toán của cốt thép đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất | ||
Khi kéo, Rs | Khi nén, Rsc | |||
Thép thanh | CB240-T | TCVN 1651-1:2008 | 210 | 210 |
CB300-T | 260 | 260 | ||
CB300-V | TCVN 1651-2:2018 | 260 | 260 | |
CB400-V | 350 | 350 | ||
CB500-V | 435 | 435 (400) | ||
CB600-V | 520 | 470 (400) | ||
Thép thanh có giới hạn chảy quy ước, MPa | 835 | TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991) | 730 | 500 (400) |
930 | 810 | 500 (400) | ||
1 080 | 940 | 500 (400) | ||
Bảng 14 – Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang (cốt thép đai và các thanh uốn xiên) đối với các trạng thái giới hạn thứ nhất. Đơn vị tính bằng MPa
Loại cốt thép | Tiêu chuẩn | Giá trị của Rsw |
CB240-T | TCVN 1651-1:2018 | 170 |
CB300-T | 210 | |
CB300-V | TCVN 1651-2:2018 | 210 |
CB-400V | 280 | |
CB500-V | 300 | |
Dây thép kéo nguội | TCVN 6288:1997 (ISO 10544:1992) | 300 |
Các đặc trưng biến dạng của cốt thép
- Các đặc trưng biến dạng cơ bản của cốt thép là các giá trị của:
- Biến dạng giãn dài tương đối của cốt thép \(\varepsilon_{s0}\) khi ứng suất đạt tới cường độ tính toán Rs;
- Mô đun đàn hồi của cốt thép Еs.
- Giá trị biến dạng tương đối của cốt thép \(\varepsilon_{s0}\) lấy bằng:
- Đối với cốt thép có giới hạn chảy thực tế:
\(\varepsilon_{s0} = \frac{R_s}{E_s}\) - Đối với cốt thép có giới hạn chảy quy ước:
\(\varepsilon_{s0} = \frac{R_s}{E_s} + 0.002\)
- Đối với cốt thép có giới hạn chảy thực tế:
Giá trị mô đun đàn hồi của cốt thép Es khi kéo và khi nén lấy như nhau và bằng:
- Đối với cốt thép thanh theo TCVN 1651-1:2008, TCVN 1651-2:2008, TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991) và đối với dây thép vuốt nguội theo TCVN 6288:1997 (ISO 10544:1992): 2.0×105 MPa;
- Đối với dây thép kéo nguội theo TCVN 6284-2:1997 (ISO 6394-2:1991): 2.05×105 MPa;
- Đối với cáp theo TCVN 6284-4:1997 (ISO 6934-4:1991): 1.95×105 MPa.
Khi tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo mô hình biến dạng phi tuyến, để lấy làm biểu đồ biến dạng của cốt thép (xác định quan hệ giữa ứng suất và biến dạng tương đối của cốt thép), có thể sử dụng các biểu đồ đơn giản hóa theo loại biểu đồ Prandl:
- Đối với cốt thép có giới hạn chảy thực tế loại CB240-T, CB300-T (theo TCVN 1651-1:2008); CB300- V, CB400-V, CB500-V (theo TCVN 1651-2:2008) và dây thép vuốt nguội (theo TCVN 6288:1997 (ISO 10544:1992)) thì nên sử dụng biểu đồ hai đoạn thẳng (Hình 2a);
- Đối với cốt thép có giới hạn chảy quy ước (theo TCVN 6284-5:1997 (ISO 6934-5:1991), TCVN 6284-2:1997 (ISO 6394-2:1991), TCVN 6284-4:1997 (ISO 6934-4:1991)) thì nên sử dụng biểu đồ ba đoan thẳng (Hình 2b), không kể đến biến cứng.
Dạng 2 đoạn thẳng
Ứng suất trong cốt thép \(\sigma_s\) theo biểu đồ hai đoạn thẳng được xác định phụ thuộc vào biến dạng tương đối của cốt thép \(\varepsilon_s\) theo các công thức:
- Khi \(0 \leq \varepsilon_s \leq \varepsilon_{s0}\): \(\sigma_s = E_s \cdot \varepsilon_s\)
- Khi \(\varepsilon_{s0} \leq \varepsilon_s \leq \varepsilon_{s2}\): \(\sigma_s = R_s\)
Các giá trị của \(\varepsilon_{s0}\), Es và Rs lấy theo 6.2.3.2. 6.2.3.3 và 6.2.2.2. Giá trị biến dạng tương đối của cốt thép \(\varepsilon_{s2}\) lấy bằng 0.025.
Khi có cơ sở phù hợp thì cho phép lấy giá trị biến dạng tương đối \(\varepsilon_{s2}\) nhỏ hơn hoặc lớn hơn 0.025 phụ thuộc vào mác thép, bố trí cốt thép, tiêu chí tin cậy của kết cấu và các yếu tố khác
Dạng 3 đoạn thẳng
Ứng suất trong cốt thép \(\sigma_b\), theo biểu đồ ba đoạn thẳng được xác định phụ thuộc vào biến dạng tương đối của cốt thép \(\varepsilon_s\), theo các công thức:
- Khi \(0 \leq \varepsilon_s \leq \varepsilon_{s1}\): \(\sigma_s = E_s \cdot \varepsilon_s\)
- Khi \(\varepsilon_{s1} \leq \varepsilon_s \leq \varepsilon_{s2}\): \(\sigma_s = \left[ \left( 1 – \frac{\sigma_{s1}}{R_s} \right) \frac{\varepsilon_s – \varepsilon_{s1}}{\varepsilon_{s0} – \varepsilon_{s1}} + \frac{\sigma_{s1}}{R_s} \right] R_s \leq 1.1 R_s\)
Các giá trị của \(\varepsilon_{s1}\), Es và Rs lấy theo 6.2.3.2. 6.2.3.3 và 6.2.2.2. (TCVN 5574-2018)
Giá trị ứng suất \(\sigma_{s1}\) lấy bằng 0.9Rs, còn giá trị ứng suất \(\sigma_{s2}\) lấy bằng 1.1Rs.
Giá trị biến dạng tương đối \(\varepsilon_{s1}\) lấy bằng 0.9Rs/Es , còn biến dạng \(\varepsilon_{s2}\) lấy bằng 0.015.
Tài liệu tham khảo
- Slide thầy Nguyễn Minh Long trường ĐH Bách Khoa TP.HCM
- Tiêu chuẩn TCVN 2737-2023
- Tiêu chuẩn TCVN 5574-2018
- Tiêu chuẩn Eurocode 2
- Thiết kế bê tông cốt thép theo TCVN 5574-2018, thầy Bùi Quốc Bảo
- Hướng dẫn tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018, cô Đoàn Thị Quỳnh Mai và cộng sự
Bạn đọc tham khảo khóa học Hướng dẫn đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà cao tầng theo TCVN mới nhất
Khóa học Hướng dẫn đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng theo tiêu chuẩn Eurocodes
Like và share nếu thấy bổ ích <3
Bài viết gần đây
AutoCAD hay Revit – Đâu là lựa chọn tối ưu cho dân xây dựng thời 4.0?
Tài liệu chuyên ngành kĩ thuật Xây Dựng ĐH Bách Khoa TP.HCM
