Cốt thép là thành phần rất quan trọng của vật liệu bêtông cốt thép là cơ sở tính giá thành cho xây dựng phần thô. Tính chất cơ học của thép phụ thuộc vào thành phần hóa học và công nghệ chế tạo chúng (phần này sẽ bàn kỹ trong môn kết cấu thép).

Cốt thép dùng thi công xây dựng phần thô trong kết cấu bêtông cốt thép khi biết rõ các giá trị chỉ tiêu kỹ thuật sau:

Thành phần hóa học và phương pháp sản xuất.

Các chỉ tiêu về cường độ: giới hạn chảỵ, giới hạn bền và hệ số biến động của giới hạn đó; mođun đàn hồi; độ dẻo; khả năng hàn được..

Cốt thép dùng cho kết cấu bêtông cốt thép phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn hiện hành. Theo TCVN 1651 1985 có các loại cốt thép trò trơn CI và cốt thép gân CII, CIII, CIV. Theo TCVN 3100 1979 có các loại thép sợi dùng cho bêtông dự ứng lực.

Ngoài ra còn các loại thép nhập từ Nga gồm:

Cốt thép loại thanh: thép tròn trơn A-I, cốt thép gân: A-II , A-III , A-IV , A-V

Cốt thép sợi : Bp-I ; B-II , Bp-II ...

Đường kính cốt thép gồm: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 36, 40.

Về hình dáng có: cốt thép trơn dạng cuộn, cốt thép gân (gờ) dạng cây, chiều dài mỗi cây 11,7m.

Hình 2.6 Thép cuộn-Thép cây

Biểu đồ ứng suất biến dạng cơ sở thiết kế xây dựng phần thô công trình

Về ứng suất, khi thiết kế xây dựng phần thô nhà ở cần biết qui định ba giới hạn:

Giới hạn bền σ_max lấy bằng giá trị ứng suất lớn nhất của thép chịu được trước khi bị kéo đứt.

Giới hạn đàn hồi σ_el lấy bằng ứng suất ở cuối giai đoạn đàn hồi.

Giổi hạn chảy σ_y lấy bằng ứng suất ở đầu giai đoạn chảy.

Dựa vào biểu đồ ứng suất biến dạng có thể phân cốt thép làm hai loại từ đây hình thành đơn giá cho thi công xây dựng phần thô nhà phố, nhà ở dân dụng:

Cốt thép dẻo và đơn giá cho thi công xây dựng phần thô nhà phố, nhà ở dân dụng:

Có thềm chảy rõ ràng hoặc một vùng biến dạng dẻo khá rộng.

Cốt thép dòn đơn giá cho thi công xây dựng phần thô nhà phố, nhà ở dân dụng:

Có giới: hạn chảy không rõ ràng và gần giới hạn bền. Đây thường là các sợi thép cường độ cao.

Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép và tiêu chuẩn cho thiết kế xây dựng phần thô nhà phố, nhà ở dân dụng

Cường độ tiêu chuẩn của cốt thép Rm là giá trị nhỏ nhất được kiểm soát của giới hạn chảy thực tế hoặc quy ướe (bằng ứng suất với biến dạng dẻo là 0,2%).

R_sn = σ^m_y ( l -  l,64v)       (2.27)

trong đó: v = 0,05 ÷  0,08 hệ số biến động.

Cường độ tiêu chuẩn R_sn của một so loại cốt thép thanh cho trong bảng 2.8

Bảng 2.8 Cường độ chịu kéo tiếu chuẩn Rsn và cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép thanh khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 2 R_{s ser}

Nhóm thép .../... Giá trị Rsn và Rsser (Mpa)

CI; A-I .../... 235

CII; A- II .../... 295

CIII; A-III .../... 390

CIV ; A-IV .../... 590

A-V .../... 788

A-VI .../... 980

AT-VII .../... 1175

A - IIIB .../... 540

Cường độ tính toán của cốt thép và cơ sở lập báo giá thi công xây dựng phần thô nhà phố, nhà ở dân dụng

Cường độ chịu kéo tính toán của cất thép R_sn

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 1 (TTGH1):

R_s =  (R_sn / γ_s ) γ_si (Mpa) (2.28)

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 2 (TTGH2):

R_s.ser =  (R_sn / γ_s )  (Mpa) (2.29)

trong đó: γ_s hệ số tin cậy của eốt thep lấy theo bảng 2.9

γ_si hệ số làm việc của cốt thép lấy theo bảng 23 TCXDVN 356 2005

Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép R_sc

Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ 1 (TTGH1) và trạng thái giới hạn thứ 2 TTGH 2 lấy theo bảng 2.10 hoặc phụ lục 2.

Bảng 2.9 Hệ số tin cậy của cốt thép γ_s

Nhóm thép thanh .../... Giá trị γ_s khi tính toán kết cấu theo các trang thái giới hạn (Thứ 1; .../...Thứ 2; )

Cl, Cll, A l, A ll .../...  (Thứ 1; 1,05 .../... 1,00)

CIII, A-III (có đường kính, mm 6,8 )  .../...  (Thứ 1; 1,10 .../... Thứ 2; 1,00)

CIII, A-III (có đường kính, mm 10,40 )  .../...  (Thứ 1; 1,07 .../... Thứ 2;  1,00)

CIV , A-IV , A-V .../...  (Thứ 1; 1,15 .../... Thứ 2; 1,00)

A -VI , AT -VIII .../...  (Thứ 1; 1,20 .../... Thứ 2; 1,00)

A IIIB (Có kiểm soát độ giãn dài và ứng suất)  .../... (Thứ 1; 1,10 .../... Thứ 2; 1,00)

A IIIB (Chỉ kiểm soát độ giãn dài)  .../... (Thứ 1; 1,20 .../... Thứ 2; 1,00)

Giá trị R_s chưa kể đến hệ số điều kiện làm việc γ_si gọi là cường độ tính toán gốc cho trong bảng 2.10

Cường độ tính toán của cốt ngang: cốt đai R_w, cốt xiên R_s.inc đã kể đến hệ số điều kiện làm việc γ_si =0,8 cho trong bảng 2.10

Bảng 2.10 Cường độ tính toán của cốt thép thanh khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ 1

Ghi chú: Trong trường hợp, khi vì lý do nào đó, cốt thép không căn nhóm CIII, A-III trở lên dùng làm cốt ngang (cốt đai, cốt xiên) giá trị cường độ tính toán R_sw lấy như đối với thép CIII, A-III

Môđun đàn hổi của cốt thép E_s cho cơ sở tính đơn giá thi công xây dựng phần thô

Mô đun dàn hồi của cốt thép Es được lấy bằng độ dốc của đoạn thẳng trên biểu đồ σ – ε (hình 2.7)

Giá trị Es phụ thuộc từng loại cốt thép lấy theo bảng 2.11 Bảng 2.11 Mô dun đàn hồi của cốt thép

Nhóm cốt thép .../... E_s.10⁴, MPa

CI ,A-I , CII , A-II .../... 21

CIII , A-III .../... 20

CIV , A-IV , A-V , A-VI , AT- VII .../... 19

A -IIIB .../... 18

B -III , BP -II .../... 20

K -7, K -19 .../... 18

BP- I .../... 17

Môđun đàn hổi bê tông cho cơ sở tính đơn giá thi công xây dựng phần thô

Khi chịu nén môđun đàn hồi ban đầu E_b của bêtông được định nghĩa từ biểu thức:

E_b= σ_b / ε_cl  = tg α (2.22)

góc α₀ xem hình 2.5a với

Môđun đàn hồi dẻo hay môđun biến dạng E’_b của bêtông được định nghĩa từ biểu thức:

E’_b= σ_b / ε_b  = tg α          (2.23)

góc α xem hình 2.5b với  ε_el  = υ ε_b

Ta có quan hệ giữa E’_b và E_b như sau:

E’_b = υ E_b (2.24)

Khi chịu kéo môđun đàn hồi ban đầu của bêtông cũng giông như khi chịu nén. Còn môđun biến dạng khi kéo có giá trị như sau:

E’_bt = υ_tE_b    (2.25)

trong đó: υ_t = 0,5 là hệ số đàn hồi khi kéo.

Môđun đàn hồi ban đầu của bêtông phụ thuộc vào mác bêtông và tra ở bảng phụ lục 4.

Môđun chống cắt của bêtông được tính với hệ số Poatxông μ = 0,2

G_b = 0,4E_b  (2.26)