Tìm hiểu kết cấu bê tông cốt thép trong kỹ thuật xây dựng

Kết cấu bê tông cốt thép dùng để chỉ một cấu trúc được làm bằng bê tông cốt thép có vật liệu là bê tông và cốt thép. Các thành phần chịu tải chính được xây dựng bằng bê tông cốt thép, gồm kết cấu vỏ mỏng, kết cấu ván khuôn và kết cấu bê tông cốt. Thanh cốt thép chịu áp lực lớn và bê tông cũng chịu được áp lực. Do vậy, kết cấu của bê tông cốt thép chắc chắn, khả năng chống cháy tốt, tiết kiệm cốt thép và chi phí thấp hơn kết cấu thép.

Kết cấu bê tông cốt thép là gì?

Bê tông được làm bằng các vật liệu như  xi măng, cát, đá, nước và các vật liệu phụ gia được trộn với nhau theo một tỷ lệ nhất định. Sau khi hóa rắn, nó cứng như đá và có khả năng nén tốt, đồng thời khả năng chịu kéo kém và dễ bị vỡ do lực áp. Để giải quyết vấn đề này và phát huy đầy đủ khả năng nén của bê tông, một số thanh thép được thêm vào trong khu vực kéo bê tông hoặc các bộ phận tương ứng, hai vật liệu được liên kết với nhau để chịu được các lực lớn từ bên ngoài. Đây chính là khái niệm về kết cấu của bê tông cốt thép. Khả năng liên kết của bê tông cốt thép có thể đạt được theo bốn cách:

• Lực hấp phụ hóa học trên bề mặt tiếp xúc giữa thanh thép và bê tông còn được gọi là lực xi măng.
• Bê tông co lại và thanh thép được kẹp chặt để tạo ma sát.
• Sự tắc cơ học giữa bề mặt không bằng phẳng của thanh thép và bê tông cũng được gọi là lực khớp.
• Thêm móc, uốn cong, hoặc hàn các thanh cốt thép ngắn và các góc tại khu vực neo để cung cấp khả năng neo.

Nguyên lý cấu tạo của bê tông cốt thép ra sao?

Do cường độ kéo của bê tông thấp hơn nhiều so với cường độ nén, nên các kết cấu bê tông đơn giản không thể được sử dụng cho dầm và tấm chịu ứng suất kéo. Nếu thanh thép được đặt trong vùng chịu kéo của dầm bê tông và tấm, thì lực kéo của bê tông sau khi nứt có thể được tạo ra bởi các thanh thép. Bằng cách này, các ưu điểm của cường độ nén bê tông cao hơn và cường độ kéo cao hơn của thanh thép có thể được sử dụng hoàn toàn để chống lại các lực bên ngoài, từ đó nâng cao khả năng chịu lực của dầm bê tông.

Cốt thép và bê tông là hai vật liệu có tính chất khác nhau, nhưng có thể phối hợp hiệu quả với nhau do độ bám dính giữa bê tông và cốt thép sau khi bê tông được làm cứng. Nó bao gồm lực phân tử (lực kéo), lực ma sát và lực khớp cơ học. Yếu tố quyết định là lực cắn cơ học, chiếm hơn một nửa tổng lực dính. Làm cho các đầu của thanh thép trơn thành móc và hàn các thanh thép vào khung xương thép và lưới có thể tăng cường độ bám dính giữa các thanh thép và bê tông. Để đảm bảo liên kết đáng tin cậy giữa các thanh thép và bê tông ngăn các thanh thép bị ăn mòn, phải có một độ dày nhất định của lớp bảo vệ bê tông xung quanh các thanh thép. Nếu trong môi trường ẩm ướt, điều kiện tự nhiên kém thì độ dày của lớp bảo vệ phải được tăng lên để đảm bảo độ bền.

Các thanh cốt thép chịu lực căng trong các thành phần uốn như dầm và tấm được bố trí theo chiều dọc mặt trên của kết cấu bê tông cốt thép, dựa theo sự thay đổi trong sơ đồ mô-men uốn.

Trong các cấu trúc như cột và vòm, cốt thép cũng được sử dụng để tăng cường khả năng nén của kết cấu. Nó có hai phương pháp cấu hình: Một là bố trí cốt thép dọc theo hướng áp lực và chia sẻ bớt áp lực với bê tông. Hai là bố trí lưới gia cố ngang và các vòng xoắn ốc vuông góc với hướng áp lực để ngăn chặn sự giãn nở của bê tông dưới áp lực. Từ đó, làm cho bê tông ở trạng thái ứng suất nén ba chiều. Do vậy, cần tăng cường cường độ nén và khả năng biến dạng của bê tông. Bởi vì các thanh cốt thép được cấu hình theo cách này không chịu trực tiếp áp lực, nên chúng còn được gọi là cốt thép gián tiếp.

Kết cấu bê tông cốt thép là gì? Nguyên lý cấu tạo của bê tông cốt thép ra sao? Tất cả được được chia sẻ và tổng hợp qua bài viết ở trên. Mong rằng, các thông tin trong bài viết này đã giúp ích cho bạn đọc. Ngoài ra, chúng tôi cũng xin thông tin đến bạn là HOÀNG HƯNG PHÁT chỉ cung cấp 2 dịch vụ chính là xây nhà trọn gói và sửa nhà trọn gói, chúng tôi không cung cấp dịch vụ về bê tông.