Phân tích ứng xử và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Chương 12: Kiểm soát nứt trong bê tông cốt thép chịu uốn

Kiểm soát nứt là một vấn đề quan trọng bởi hai lý do chính, thẩm mỹ và độ bền. Thứ nhất, các vết nứt rộng làm giảm giá trị diện mạo kết cấu và cũng có thể gây cảnh báo với công luận rằng kết cấu hình như có vấn đề. Thứ hai, các vết nứt rộng có thể gây cho độ bền công trình các vấn đề không tốt. Chương này sẽ cung cấp một số kiên thức về kiểm soát nứt trong bê tông cốt thép chịu uốn. Mời tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích ứng xử và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Chương 12: Kiểm soát nứt trong bê tông cốt thép chịu uốnCao h c: Xây D ng Dân D ng và Công Nghi p Bài gi ng: Prof. Robert J. FroschMôn h c: K t C u Bê Tông C t Thép Nâng Cao Biên d ch: PhD H H u Ch nh Chương 12: KI M SOÁT N T TRONG BTCT CH U U N12.1 KHÁI QUÁT: Ki m soát n t là m t v n ñ quan tr ng b i hai lý do chính, th m m và ñ b n. Th nh t, các v t n t r ng làm gi m giá tr di n m o k t c u và cũng có th gây c nh báo v i công lu n r ng k t c u hình như có v n ñ . Th hai, các v t n t r ng có th gây cho ñ b n công trình các v n ñ không t t. V t n t cung c p m t con ñư ng ñ không khí, nư c, và clo ti p xúc nhanh v i c t thép, mà có th d n ñ n s ăn mòn và làm hư h ng k t c u. ð ch ng ăn mòn, nhi u k sư ñã qui ñ nh rõ l p bê tông b o v dày hơn mà c k t qu nghiên c u và th c t ñã ki m ch ng ñúng. Tuy nhiên ñã phát hi n r ng phương pháp thi t k ch ng n t thông thư ng, thư ng ñư c xem như là phương pháp z-factor (M ), không th th c hi n ñư c thi t k v i l p b o v dày hơn. Các nghiên c u ñã ñư c th c hi n ñ kh o sát vai trò ch ng n t c a l p bê tông b o v và ñ cung c p các công c ki m soát n t trong các k t c u có l p b o v dày hơn. Frosch ñã phát tri n m t phương pháp tính toán chi u r ng n t d a trên hi n tư ng v t lý. Ngoài ra, m t phuơng pháp thi t k ñ ngh m i ñư c trình bày mà r t cu c d n nh ng thay ñ i trong tiêu chu n xây d ng m i ACI 318-99. ð áp d ng ñúng phương pháp thi t k m i này, quan tr ng là bi t rõ cơ s lý lu n phát tri n phương pháp ñó cũng như các gi i h n áp ñ t trên nó. Ví d như trong ACI 318-99 các ñi u kho n này không dành cho thi t k k t c u các môi trư ng kh c nghi t hay thi t k ch ng th m. ñây trình bày các gi i h n và cung c p các công c áp d ng phương pháp thi t k m i cho các k t c u chuyên d ng. Ngoài ra, vi c ki m soát n t k t c u dùng v t li u gia cư ng m i cũng ñư c kh o sát chi ti t.12.2 CƠ S LÝ LU N: ð hi u các gi i h n c a phương pháp thi t k hi n hành (ACI 318-99), hãy xem xét l i cơ s lý lu n c a nó. Như ñã nêu, nghiên c u c a Frosch ñã phát tri n m t phương pháp tính xác ñ nh chi u r ng khe n t d a trên hi n tư ng v t lý. Tóm lư c mô hình v t lý trình bày dư i ñây: Hình 1: Mô hình chi u r ng khe n t. Như ñã trình bày hình 1, chi u r ng khe n t t i v trí thép có th ñư c tính như sau: w c = ε sSc (12-1)Chương 12: KI M SOÁT N T TRONG BTCT CH U U NCao h c: Xây D ng Dân D ng và Công Nghi p Bài gi ng: Prof. Robert J. FroschMôn h c: K t C u Bê Tông C t Thép Nâng Cao Biên d ch: PhD H H u Ch nh v i: wc = chi u r ng khe n t εs = bi n d ng thép = fs / Es Sc = kho ng cách khe n t fs = ng su t thép Es = mô ñun ñàn h i thép12.2.1 Bi u ñ bi n d ng: (ε) ð xác ñ nh chi u r ng khe n t (wc) trên b m t d m, c n lo i b gradian bi n d ng. Trong hình 2, gradian bi n d ng ñư c trình bày v i gi thi t r ng các m t ph ng v n ph ng sau khi bi n d ng. Chi u r ng khe n t tính theo công th c (12-1) có th ñư c nhân v i h s khuy ch ñ i (β) tính ñ n gradian bi n d ng. H s β ñư c tính b ng: ε h −c β= 2 = (12-2) ε1 d − c Hình 2: Bi u ñ bi n d ng (ε).12.2.2 Kho ng cách khe n t: (Sc) Hình 3: Kho ng cách khe n t t i h n. D a trên k t qu c a Broms, kho ng cách khe n t trư c h t ph thu c vào l p bê tông b o v l n nh t. ð c bi t, kho ng cách n t lý thuy t nh nh t s b ng kho ng cách t ñi m mà t i ñó kho ng cách n t ñư c xem xét ñ n tâm c t thép g n di m ñó nh t. Ngoài ra, kho ng cách n t max b ng 2 l n kho ng cách này. Như minh h a trong hình 3, kho ng cách khe n t t i h n có th x y ra t i hai v trí, và kho ng cách n t tính b ng: Sc = Ψs d ∗ (12-3)Chương 12: KI M SOÁT N T TRONG BTCT CH U U NCao h c: Xây D ng Dân D ng và Công Nghi p Bài gi ng: Prof. Robert J. FroschMôn h c: K t C u Bê Tông C t Thép Nâng Cao Biên d ch: PhD H H u Ch nh v i: Sc = kho ng cách khe n t ...