Cốt thép được đặt trong bê tông cốt thép như thế nào?

Bê tông là một loại vật liệu xây dựng quan trọng và thường dùng, nó được trộn bằng xi măng, cát và đá theo một tỷ lệ nhất định, rồi đổ vào ván khuôn có hình dáng và kích thước nhất định theo yêu cầu sử dụng, sau đó dùng máy đầm để đầm cho thật đặc, nói chung sau khoảng 28 ngày, mỗi cm2 bê tông có thể chịu được lực nén 2000-4000 N (N - newton, đơn vị lực) tương đương với độ rắn của đá cứng.

Tuy nhiên, khả năng chịu kéo của bê tông rất kém, chỉ bằng 1/10 khả năng chịu nén, nghĩa là mỗi cm2 chỉ chịu được lực kéo trên dưới 100-200 N. Nếu dùng bê tông để làm các dầm ngang của vật kiến trúc thì phần chịu nén ở phía trên nói chung không bị phá hỏng, nhưng phần chịu kéo ở phía dưới thì rất có khả năng xuất hiện những vết nứt, thậm chí làm gãy cả dầm.

Để tăng khả năng chịu kéo của bê tông, phát huy ưu thế chịu nén, có thể đặt cốt thép vào dầm bê tông. Cốt thép là một loại vật liệu xây dựng có khả năng chịu kéo rất lớn, trên mỗi cm2 có thể chịu được lực kéo 24.000 -60.000 N, khả năng chịu kéo của loại thép có cường độ cao lại càng lớn, do đó có thể dùng nó để thay thế sức chịu kéo của bê tông. Loại vật liệu phức hợp này gọi là bê tông cốt thép.

Sở dĩ bê tông và cốt thép có thể kết hợp với nhau, phát huy tác dụng chịu nén và chống kéo, chủ yếu là do hệ số giãn nở nhiệt của chúng rất giống nhau. Bất cứ vật liệu xây dựng nào cũng đều phải chịu đựng nhiệt độ nóng bức mùa hè và giá lạnh mùa đông, vật liệu xây dựng cũng phải trải qua thử thách của nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp. Các vật liệu đều có đặc điểm gặp nóng thì nở ra, gặp lạnh thì co lại, mà mỗi loại vật liệu sau khi chịu nhiệt, mức độ giãn nở của chúng cũng khác nhau, tỷ số giữa chiều dài giãn ra và chiều dài ban đầu gọi là "hệ số giãn nở". Hệ số giãn nở của thép là 0,000012, của bê tông là 0,000010 ~ 0,000014, điều đó khiến cho chúng có thể kết hợp chặt chẽ với nhau khi nhiệt độ thay đổi.

Khi các dầm bê tông cốt thép chịu sức nén lớn của ngoại lực, lực kéo sinh ra ở trong mặt cắt ngang là ở phía dưới của dầm, vì vậy các cốt thép cần đặt ở gần mép hai bên phía dưới dầm, như vậy dầm bê tông cốt thép mới có thể chịu sức nén của trọng lực. Có trường hợp, ở mặt trên của dầm, cũng có cốt thép, nhưng điều đó chỉ dùng để duy trì tính hoàn chỉnh đồng đều của cốt thép bên trong dầm mà thôi, bản thân nó không phải chịu lực kéo đáng kể.