Cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép có tác dụng như thế nào?

Bê tông bao gồm: xi măng, cát, đá được trộn theo một tỉ lệ nhất định, sau đó tùy theo yêu cầu sử dụng mà người ta đổ bê tông vào một khuôn mẫu theo kích cỡ và hình dạng nhất định, rồi dùng máy đầm để đầm bê tông làm cho bê tông kết dính vào nhau, thông thường phải trải qua 28 ngày bê tông mới cứng hẳn, mới có thể trở thành một vật liệu xây dựng kiên cố. Bình thường, mỗi cm2 bê tông có thể chịu được một trọng lực là 2000 - 4000N, tương đương với độ cứng của một viên đá.

Thông thường bê tông chỉ chịu được lực kéo bằng 1/10 trọng lực, tức là mỗi cm2 chỉ chịu được một lực kéo khoảng từ 100 - 200N. Nếu dùng bê tông để làm dầm ngang của một công trình kiến trúc, bộ phận chịu trọng lực phía trên của nó thường thì không thể bị gãy, còn bộ phận chịu lực kéo phía dưới lại có khả năng bị nứt, dẫn đến việc dầm bị gãy.

Bê tông và cốt thép khi kết hợp lại với nhau sẽ phát huy được tác dụng chịu trọng lực và lực kéo

Để làm tăng khả năng chịu sức kéo của dầm bê tông, tiến tới phát huy được tính năng ưu việt chịu lực của nó, trong dầm bê tông có thể đặt thêm cốt thép. Cốt thép là một loại VLXD có khả năng chịu lực kéo tốt, mỗi cm² có thể chịu được một lực kéo từ 24.000 - 60.000N, khả năng chống lại lực kéo của thép có cường độ cao còn cao hơn, do vậy có thể dùng nó chịu lực kéo thay bê tông. Loại vật liệu tổng hợp này chính là bê tông cốt thép.

Bê tông và cốt thép khi kết hợp lại với nhau sẽ phát huy được tác dụng chịu trọng lực và lực kéo, chủ yếu là do hệ số giãn nở nhiệt độ của chúng là gần giống nhau. Bất kỳ một công trình kiến trúc nào đều chịu ảnh hưởng của thời tiết như các nóng bức của mùa hè, lạnh giá của mùa đông, vì vậy, VLXD cũng phải trải qua quá trình thử nghiệm về khả năng chịu nhiệt cao hay thấp. Các loại vật liệu đều có đặc tính đó là gặp nóng thì nở ra, gặp lạnh thì co lại, nhưng những loại vật liệu khác nhau thì độ nở ra cũng khác nhau, tỉ lệ giữa độ dài thêm và độ dài ban đầu được gọi là "hệ số giãn nở". Hệ số giãn nở của cốt thép là 0,000012; của bê tông là 0,000010 - 0,000014. Vì vậy, khi có sự thay đổi về nhiệt độ, bê tông và cốt thép càng gắn kết chặt hơn.

Do khi dầm bê tông cốt thép chịu trọng lực ở mặt ngoài, lực kéo sản sinh trong mặt cắt là ở phía bê dưới của dầm, nên cốt thép phải đặt ở phía dưới giáp với cạnh bên của dầm, như vậy, dầm bê tông cốt thép mới có thể chịu được trọng lực. Cũng có khí, mặt trên của dầm cũng có cốt thép, nhưng nó chỉ có tác dụng giữ cố định phần cốt thép bên trong dầm nhằm giữ tính tổng thể của dầm mà thôi, chứ bản thân nó không thể chịu được nhiều lực kéo.
 

VLXD.org