Kết cấu công trình và xu hướng phát triển

Lịch sử phát triển của kết cấu gắn liền với lịch sử phát triển của xã hội loài người. Từ các công trình đơn giả bằng gạch đá, gỗ tre; đến các công trình bằng bê tông cốt thép, bằng thép, bằng vật liệu composite ngày nay… con người đã đi qua con đường dài của nhiều thiên niên kỷ. Theo thời gian, với sự tiến bộ của vật liệu và kỹ thuậtxây dựng, kích cỡ của các công trình cũng ngày...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kết cấu công trình và xu hướng phát triểnLỜI NÓI ĐẦUĐây chỉ đơn thuần là tài liệu mà tôi trích dẫn theo nguồn internet, chỉ mang tính sưu tầm và chia sẻ,không mang bất cứ mục đích nào khác. Nội dung sau đây các bạn có thể tìm hiểu rõ hơn tại địa chỉ:http://ketcau.wikia.com, một lần nữa xin cảm ơn tác giả là thầy Nguyễn Quang Viên, trường Đại họcXây Dựng đã viết bài trên, dưới đây là trích dẫn nguyên văn.Lịch sử phát triển của kết cấu gắn liền với lịch sử phát triển của xã hội loài người. Từ các côngtrình đơn giả bằng gạch đá, gỗ tre; đến các công trình bằng bê tông cốt thép, bằng thép, bằng vậtliệu composite ngày nay… con người đã đi qua con đường dài của nhiều thiên niên kỷ. Theo thờigian, với sự tiến bộ của vật liệu và kỹ thuậtxây dựng, kích cỡ của các công trình cũng ngày càng lớnhơn.1. PHÂN LOẠI KẾT CẤU XÂY DỰNG. 1.1. Theo vật liệu xây dựng- Kết cấu xây dựng bằng gạch đá- Kết cấu gỗ, tre- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép- Kết cấu thép và kim loại khác- Kết cấu bằng vật liệu hỗn hợp composit 1.2. Theo sơ đồ chịu lực- Kết cấu tĩnh định- Kết cấu siêu tĩnh- Kết cấu phẳng- Kết cấu không gian 1.3. Theo phương pháp thi công- Kết cấu thi công toàn khối, tại chỗ- Kết cấu thi công lắp ghép và bán lắp ghép2. Các loại vật liệu xây dựng thông dụng để làm kết cấu2.1 Gạch, đá, khối xây- Vật liệu khối xây gồm tất cả các vật liệu vô cơ và phi kim- Vật liệu kết dính: Có thể trộn với nước hoặc các sản phẩm khác để tạo thành một thứ hồ nhão. Cótính dẻo tạm thời, có thể đúc hoặc làm biến dạng, nhưng sau đó một khoảng thời gian chúng hoá rắnvà cứng thành một khối.- Vữa: Gồm chất kết dính (xi măng), cốt liệu mịn (vôi), cát và nước được sử dụng cho khối xây, vữaxây và vữa trát. Tính dễ gia công, độ giữ nước của vữa càng cao càng tốt. Sau khi khô, vữa có thểgiãn nở trở lại khi gặp nước.- Thành phần chính của xi măng: Silicat tri canxi (Ca3Si), Aluminat canxi tri (Ca3Al), Ferit nhômtetracanxi (Ca4AlFe). Nguyên nhân làm cho hoá rắn là hydroxit chuyển hoá thành các bô nát.- Xi măng poóclăng (chất kết cứng là silicat canxi) được chế tạo bằng cách trộn hỗn hợp vật liệu đấtsét và đá vôi theo tỷ lệ hợp lý rồi nung ở nhiệt độ 14820C tạo thành clinke. Đem nghiền với chất điềuchỉnh làm chậm ninh kết (là đá thạch cao) thành bột xi măng.- Ximăng aluminat (chất kết cứng là aluminat canxi), chế tao bằng cách trộn hỗn hợp vật liệu chứacacbonat canxi va ôxyt nhôm (thường gọi là biaxit và đá vôi), và nghiền thành bột mịn; cũng có thêmlượng nhỏ Ca2S. So với xi măng poóclăng thì loại này đóng rắn nhanh sau quá trình thuỷ hoá, có độbền cao hơn, khả năng chống ăn mòn cao, chịu axit tốt hơn nhưng lượng nhiệt giải phóng nhiều vànhanh hơn nên không nên dùng trong các kết cấu có bề dày lớn.- Cốt liệu: Đặc tính quan trọng là trạng thái chắc và ổn định về thành phần hạt, độ sạch của cốt liệu.Cốt liệu thô có đá sỏi, đá dăm dạng khối. Cốt liệu mịn là cát hoặc đá, xỉ nghiền. Cốt liệu nhẹ gồmpeclit, đá bọt, túp, xỉ. Độ bền của bê tông gần như tỷ lệ thuận với dung trọng của cốt liệu.2.2 Bê tông- Bê tông được chế tạo từ xi măng, cát, sỏi và nước, khi rắn cứng tạo thành một thứ đá nhân tạo cókhả năng chịu nén rất tốt nhưng khả năng chịu kéo lại rất kém. Bê tông là vật liệu dòn, tính đồng nhấtkém và dị hướng.- Việc đống rắn của bê tông là do phản ứng thuỷ hoá giữa các thành phần của xi măng và nước. Phảnứng này toả ra lượng nhiệt lớn. Ba đặc tính quan trọng của bê tông là: Tính lưu động, độ bền thíchhợp và chi phí tối thiều. Điều chỉnh nó bằng việc thay đổi tỷ lệ xi măng/Nước, tỷ lệ xi măng/cốt liệu,cỡ cốt liệu, tỷ lệ cốt liệu mịn/cốt liệu thô, loại xi măng.- Độ bền chịu nén của Bê tông được xác định theo mẫu hình trụ đường kính 6 inch, cao 12 inch. Độbền bị ảnh hưởng lớn bởi tỷ lệ nước/xi măng. Trong quá trình chịu lực độ bền bị ảnh hưởng bởi cáchtác dụng tải trọng(ngắn, dài hạn), ảnh hưởng của môi trường (khô, ẩm)...- Bê tông nhẹ có phụ gia tạo bọt để hàm lượng không khí trong khối bê tông lớn hơn (4-6%),độ lún lớn hơn, nhẹ hơn so với bê tông thường (hàm lượng KK dưới 1%), nhưng cường độ cũng thấphơn. Bê tông nhẹ dùng cốt liệu nhẹ.- Không bố trí cốt thép cho chịu kéo mặt ngoài của khối bê tông – bị phá huỷ- Bê tông khối lớn sử dụng lưới thép để chống lại ứng suất kéo chống nứt, khoảng cách thông thườnga =300 (trong vùng 300 bê tông đủ chịu kéo, cốt thép sinh ra để tăng cường khả năng chịu kéo, gia cốphần bị nứt)- Độ sụt lớn, nhỏ liên quan đến đổ bê tông. Độ sụt lớn (tỷ lệ) dẻo hơn nên dễ bơm, nhưng đổ thủ côngkhó, với những kết cấu có độ dốc lớn phải làm ván khuôn, nếu không sẽ bị chảy.- Xu hướng thiết kế hiện nay dùng bê tông mác cao (dùng mác thấp người ta cười cho): chưa chắc giáthànhcông trình đã rẻ hơn, nhưng không gian sử dụng rộng hơn do cường độ của bê tông cao hơn, dẫnđến kích thước cấu kiện (dầm, cột, tường, sàn) nhỏ hơn, nhà cao tầng phải dùng bê tông mác cao (1x1– 2x2) để còn lại diện tích sử d ...