Sắt dựng trong xây dựng nhà làm bê tông cốt thép là vật liệu

Bêtông cốt thép là vật liệu xây dựng phức hợp do hai loại vật liệu là bêtông và thép có đặc trưng cơ học khác nhau cùng phối hợp chịu lực với nhau.

– Bêtông là loại vật liệu phức hợp bao gồm xi măng (chất kết dính), cát, sỏi – đá (cốt liệu) kết lại với nhau dưới tác dụng của nước. Cường độ chịu nén của Bê tông cao. Cường độ chịu kéo của bêtông nhỏ hơn cường độ chịu nén rất nhiều (8 – 15 lần).

– Cốt thép là loại vật liệu chịu kéo hoặc chịu nén đều rất tốt. Do đó nếu đặt lượng cốt thép thích hợp vào tiết diện của kết cấu thì khả năng chịu lực của kết cấu tăng lên rất nhiều.

Bêtông và cốt thép cùng làm việc được với nhau là do Bêtông khi đóng rắn lại thì dính chặt với thép cho nên ứng lực có thể truyền từvật liệu này sang vật liệu kia.

Cấu tạo bê tông cốt thép

Tùy vào các phân loại theo các tiêu chí và phương pháp khác nhau ta có tên gọi các loại bê tông cốt thép khác nhau:

Phân loại bê tông cốt thép theo phương pháp thi công:

Bê tông cốt thép đổ toàn khối: ghép cốp pha và đổ bêtông tại công trình, điều này đảm bảo tính chất làm việc toàn khối (liên tục) của bêtông, làm cho công trình có cường độ và độ ổn định cao.

Bê tông cốt thép lắp ghép:  Chế tạo từng cấu kiện (móng, cột, dầm, sàn,…) tại nhà máy, sau đó đem lắp ghép vào công trình. Cách thi công này đảm bảo chất lượng bêtông trong từng cấu kiện, thi công nhanh hơn, ít bị ảnh hưởng của thời tiết, nhưng độ cứng toàn khối và độ ổn định của cả công trình thấp

Bê tông cốt thép nửa lắp ghép: có một số cấu kiện được chế tạo tại nhà máy, một số khác đổ tại công trình để đảm bảo độ cứng toàn khối và độ ổn định cho công trình. Thường thì sàn được lắp ghép sau, còn móng, cột, dầm được đổ toàn khối.

Cấu tạo bê tông cốt thép toàn khối và bê tông cốt thép lắp ghép

Phân loại theo trạng thái ứng suất khi chế tạo:

Bêtông cốt thép thường: khi chế tạo, cốt thép ở trạng thái không có ứng suất, ngoài nội ứng suất do co ngót và giãn nở nhiệt của bêtông. Cốt thép chỉ chịu ứng suất khi cấu kiện chịu lực ngoài (kể cả trọng lượng bản thân).

Bêtông cốt thép ứng suất trước: căng trước cốt thép đến ứng suất cho phép (sp), khi buông cốt thép, nó sẽ co lại, tạo ứng suất nén trước trong tiết diện bêtông, nhằm mục đích khử ứng suất kéo trong tiết diện bêtông khi nó chịu lực ngoài hạn chế vết nứt và độ võng.

Chủ đề liên quan đến bài viết:
; ; ; ; ; ;

Bê tông cốt thép là 1 loại vật liệu xây dựng phức hợp do bê tông và cốt thép cùng cộng tác chịu lực với nhau.

• Bê tông được chế tạo từ xi măng, cát (sỏi) thành 1 thứ đá nhân tạo có khả năng chịu nén tốt nhưng khả năng chịu kéo lại rất kém.
• Trong khi đó, cốt thép là loại vật liệu vừa có khả năng chịu kéo và vừa có khả năng chịu nén đều rất tốt.

Gía thép Việt Nhật

Do đó để tăng cường khả năng chịu lực của các kết cấu tham gia chịu lực, người ta đã đặt cốt thép vào trong bê tông. Và từ đó sinh ra khái niệm bê tông cốt thép.

Lý do bê tông cốt thép chịu lực tốt hơn bê tông

Để chứng minh khả năng chịu lực của bê tông cốt thép tốt hơn rất nhiều so với vật liệu bê tông thông thường. Người ta đã tiến hành làm thí nghiệm như sau: Cho một dầm được làm từ vật liệu bê tông chịu lực như hình dưới. Khi tăng dần tải trọng của dầm lên, ta sẽ thấy ứng suất kéo của tiết diện dầm tại mặt cắt 1-1 cũng tăng dần lên. Và khi ứng suất kéo này vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông thì vết nứt sẽ xuất hiện như hình dưới. Vết nứt này sẽ dần phát triển dài dần lên phía trên và dầm sẽ bị gãy đứt, trong khi thí nghiệm đo được ứng suất nén của bê tông còn khá nhỏ ( tức chưa tận dụng được hết khả năng chịu nén của bê tông mà dầm đã bị gãy do vùng chịu kéo của bê tông không còn khả năng chịu kéo ). Với thí nghiệm trên người ta kết luận rằng, như thế là lãng phí khả năng chịu nén của bê tông. Do đó người ta sẽ cho thêm cốt thép vào vùng chịu kéo của bê tông, để lực kéo sẽ do cốt thép chịu nhờ đó tăng khả năng chịu lực.

Và khi có cốt thép đặt vào vùng chịu kéo của bê tông thì khi ứng suất chịu nén của bê tông đạt tới cường độ chịu nén của bê tông thì đồng thời ứng suất chịu kéo của cốt thép cũng đạt tới cường độ chịu kéo của cốt thép.

Giá thép xây dựng được cập nhật tại hệ thống satthepxaydung.com.vn

Tại sao bê tông và cốt thép có thể cùng cộng tác chịu lực

Khi nghiên cứu, người ta đã chứng minh bê tông và cốt thép có thể cùng tham gia làm việc được với nhau giúp tăng cường khả năng chịu lực trong các cấu kiện là do:

• Lực dính giữa bê tông và cốt thép. Giúp cho cấu kiện trong quá trình chịu tải, thì bê tông có thể truyền lực sang cốt thép và cốt thép cũng có thể truyền lực sang bê tông.
• Không có phản ứng hóa học giữa bê tông và cốt thép, đồng thời bê tông còn bao bọc cốt thép giúp bảo vệ cốt thép khỏi ăn mòn của môi trường xung quanh. Và cần lưu ý lượng xi măng cần ít nhất là 250-270kg/m3 bê tông để bê tông giữ cho cốt thép khỏi bị ăn mòn.
• Có hệ số giãn nở vì nhiệt gần như nhau, của bê tông hệ số giãn nở nhiệt là 0,000010 đến 0,000015. Còn của cốt thép hệ số giãn nở vì nhiệt là 0,000012. Do đó khi môi trường thay đổi trong phạm vi <100 độ C thì trong cấu kiện sẽ không xuất hiện nội ứng suất đáng kể, không làm phá hoại lực dính giữa bê tông và cốt thép.

Các loại bê tông cốt thép

Dựa vào phương pháp thi công, trên thị trường hiện nay phân loại ra 3 loại bê tông cốt thép.

Bê tông cốt thép toàn khối

Là loại bê tông cốt thép mà cấu kiện kết cấu được thi công theo phương pháp ghép ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông ngay tại vị trí thiết kế của cấu kiện kết cấu. Ưu điểm của loại bê tông cốt thép này là: có độ cứng lớn, chịu được lực động tốt

Nhược điểm là: Tốt vật liệu làm ván khuôn, cột chống, và hay bị ảnh hưởng bởi thời tiết do thi công ngoài trời

Bê tông cốt thép lắp ghépLà loại bê tông cốt thép mà kết cấu được phân thành những cấu kiện kết cấu riêng lẻ để có thể chế tạo tạo nhà máy hoặc sân bãi. Rồi vận chuyển tới công trường, sau đó dùng cần cẩu lắp ghép và nối chúng lại với nhau thành 1 kết cấu hoàn chỉnh tại vị trí thiết kế. Ưu điểm của loại bê tông cốt thép này là: Tiết kiệm vật liệu làm ván khuôn, cột chống, và không bị ảnh hưởng bởi thời tiết do thi công tại nhà máy hoặc sân bãi. Nhược điểm: Việc thi công ghép nối các cấu kiện thường khó khăn và khá tốn thép.

Loại kết cấu này chỉ nên dùng khi cấu kiện kết cấu đang thi công được lặp đi lặp lại tại nhiều vị trí khác nhau trong các công trình khác nhau.

Bê tông cốt thép nửa lắp ghép

Là loại bê tông cốt thép mà kết cấu được tạo thành bởi sự kết hợp giữa phương pháp lắp ghép và phương pháp bê tông toàn khối. Ưu điểm của loại bê tông cốt thép này là: Có độ cứng cao, bớt được ván khuôn, có thể bỏ được cột chống. Nhược điểm: Việc thi công và ghép nối các cấu kiện có phần phức tạp, đặc biệt là việc xử lý tốt mối nối giữ bê tông đổ trước và bê tông đổ sau.

Loại kết cấu này chỉ nên dùng khi cấu kiện kết cấu đang thi công được lặp đi lặp lại tại nhiều vị trí khác nhau trong các công trình khác nhau.

Dựa vào trạng thái ứng suất thì bê tông cốt thép lại được chia làm 2 loại:

Bê tông cốt thép thường hay còn có tên gọi là bê tông ứng lực trước: Là loại bê tông cốt thép khi chế tạo cấu kiện kết cấu, cốt thép sẽ ở trạng thái không có ứng suất. Với loại bê tông cốt thép này thì ngoài nội lực suất do bê tông có ngót và giãn nở vì nhiệt thì trong cốt thép và bê tông chỉ xuất hiện ứng suất khi có tải trọng tác dụng. Bê tông cốt thép ứng lực trước: Là loại bê tông cốt thép trước khi chế tạo cấu kiện kết cấu, cốt thép sẽ được căng để nén vùng chịu kéo ( do tải trọng gây ra) nhằm triệt tiêu ứng suất kéo do tải trọng gây ra.

Tác dụng của việc căng trước cốt thép trong loại bê tông cốt thép ứng lực trước, sẽ giúp hạn chế bề rộng khe nứt hoặc không cho xuất hiện khe nứt trong cấu kiện khi cấu kiện chịu tải.