Giáo trình đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép theo TCVN 5574 : 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NĂM XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN

60

NGUYỄN VĂN HẬU

GIÁO TRÌNH

ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU
BÊ-TƠNG CỐT THÉP THEO TCVN 5574:2018
(Giáo trình dùng cho sinh viên ngành Xây dựng)

NHÀ XUẤT BẢN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*******************

TS. NGUYỄN VĂN HẬU

GIÁO TRÌNH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU
BÊ-TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN 5574:2018
(Giáo trình dùng cho sinh viên ngành Xây dựng)

hát hành nội tộc

các Họ Lê Công, Lê Quý

Đại diện các Họ tộc Lê Công, Lê Quý:
Họ Lê An Thạch, Kiếnhiết, Tiên Lãng, Hải Phịng.
Ba họ có tác phẩm giữ bản quyền gốc
Tá giả giữ bản quyền nghiên cứu

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2021


2


LỜI MỞ ĐẦU
Giáo trình “Đồ án mơn học kết cấu bê-tông cốt thép theo TCVN
5574:2018” cung cấp cho ngƣời đọc những kiến thức cơ bản về nguyên
lý làm việc, sơ đồ tính, tải trọng tác dụng cũng nhƣ nguyên tắc cấu tạo
của các cấu kiện: sàn, dầm phụ, dầm chính, v.v. trong các cơng trình bêtơng cốt thép theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành và theo nhiều
nguồn tài liệu tham khảo trong và ngoài nƣớc.
Sách đƣợc dùng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên chuyên
ngành Xây dựng thuộc các trƣờng đại học, cao đẳng và là nguồn tài
liệu hƣớng dẫn, tham khảo cho kỹ sƣ thiết kế và thi cơng cơng trình
bê-tơng cốt thép.
Do đây là tài liệu chuyên ngành rất cơ bản, tiếp cận với kiến thức
liên quan đến cơng trình thực tế nên giáo trình chủ yếu trích dẫn, cập
nhật lại theo TCVN 5574:2018 cho phù hợp với nội dung môn học và
cũng để tƣơng thích với cơng tác thiết kế thực hành.

Giáo trình biên soạn bao gồm hai phần chính.
Sau phần giới thiệu, Phần I là lý thuyết tính tốn, bao gồm: ngun
lý thiết kế kết cấu bê-tông cốt thép (Chƣơng I), thiết kế sàn (Chƣơng II),
thiết kế dầm phụ (Chƣơng III), thiết kế dầm chính (Chƣơng IV), cấu tạo
cốt thép, biểu đồ bao vật liệu, cách thể hiện bản vẽ (Chƣơng V) và Phần
II bao gồm Chƣơng VI là ví dụ áp dụng.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ mơn Kết cấu Cơng
trình, Khoa Xây dựng - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP HCM đã
đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình biên soạn và mong nhận
đƣợc nhiều nhận xét, góp ý từ các bạn đọc.
Tác giả
TS Nguyễn Văn Hậu

3


4


MỤC LỤC
PHẦN I ..................................................................................................... 9
LÝ THUYẾT TÍNH TỐN .................................................................... 9
Chƣơng I ................................................................................................... 9
NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ-TÔNG CỐT
THÉP ........................................................................................................ 9
1.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU BÊ-TÔNG
CỐT THÉP .................................................................................. 9
1.2. U CẦU ĐỐI VỚI TÍNH TỐN KẾT CẤU BÊTƠNG CỐT THÉP ...................................................................... 9
1.2.1 u cầu tính tốn kết cấu bê-tông cốt thép theo độ bền ............ 10
1.2.2 u cầu tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo sự hình

thành vết nứt........................................................................................ 11
1.2.3 u cầu tính tốn kết cấu bê-tông cốt thép theo sự mở
rộng vết nứt ......................................................................................... 11
1.2.4 u cầu tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo
biến dạng ............................................................................................ 11
1.2.5 Phƣơng pháp xác định nội lực trong kết cấu bê-tông
cốt thép ............................................................................................... 12
1.3. YÊU CẦU CẤU TẠO KẾT CẤU BÊ-TÔNG CỐT
THÉP ......................................................................................... 15
1.3.1 Yêu cầu chung ............................................................................ 15
1.3.2 u cầu về kích thƣớc hình học ................................................. 15
1.3.3 Yêu cầu về bố trí cốt thép .......................................................... 15

5


Chƣơng II ............................................................................................... 25
THIẾT KẾ SÀN ..................................................................................... 25
2.1.

SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NHỊP TÍNH TỐN SÀN ........................... 25

2.2.

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG ........................................................ 27

2.2.1 Tĩnh tải ....................................................................................... 27
2.2.2 Hoạt tải ....................................................................................... 28
2.3.

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC .............................................................. 28

2.4.

TÍNH TỐN CỐT THÉP ......................................................... 29

2.5.

BỐ TRÍ CỐT THÉP .................................................................. 30

2.6.

THỐNG KÊ CỐT THÉP .......................................................... 32

Chƣơng III .............................................................................................. 33
THIẾT KẾ DẦM PHỤ .......................................................................... 33
3.1.

SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NHỊP TÍNH TỐN DẦM PHỤ ................. 33

3.2.

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ......................................................... 33

3.3.

BIỂU ĐỒ MƠ-MEN VÀ LỰC CẮT ........................................ 34

3.4.

TÍNH TỐN CỐT THÉP CHỊU MƠ-MEN............................. 35

3.5.

TÍNH TỐN CỐT THÉP CHỊU LỰC CẮT ............................ 37

Chƣơng IV .............................................................................................. 40
THIẾT KẾ DẦM CHÍNH ..................................................................... 40
4.1

SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NHỊP TÍNH TỐN DẦM CHÍNH ............ 40

4.2

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ......................................................... 41

4.3

BIỂU ĐỒ BAO MÔ-MEN VÀ LỰC CẮT .............................. 41

4.4

TÍNH TỐN CỐT THÉP CHỊU MƠ-MEN............................. 44

4.5

TÍNH TỐN CỐT THÉP CHỊU LỰC CẮT ............................ 45

4.6

TÍNH TỐN DẦM CHÍNH THEO CÁC TRẠNG

THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI .............................................................. 46
6


4.6.1 Tính tốn hình thành và mở rộng khe nứt ................................. 46
4.6.2 Tính tốn độ võng cho dầm....................................................... 49
4.7

LƢU ĐỒ TÍNH TỐN ............................................................ 41

Chƣơng V ............................................................................................... 60
CẤU TẠO CỐT THÉP, BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU VÀ
CÁCH THỂ HIỆN BẢN VẼ ................................................................. 60
5.1

CẤU TẠO CỐT THÉP ............................................................. 60

5.2

BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU ...................................................... 64

5.3

CÁCH THỂ HIỆN BẢN VẼ .................................................... 66

PHẦN II .................................................................................................. 68
VÍ DỤ ÁP DỤNG ................................................................................... 68
Chƣơng VI .............................................................................................. 68

VÍ DỤ SỐ ................................................................................................ 68
6.1 ĐỀ BÀI ......................................................................................... 68
6.1.1 Sơ đồ sàn (Hình 6.1) .................................................................. 68
6.1.2 Kích thƣớc .................................................................................. 69
6.1.3 Hoạt tải ....................................................................................... 69
6.1.4 Vật liệu ....................................................................................... 69
6.1.5 Số liệu tính tốn ......................................................................... 69
6.2 TÍNH SÀN .................................................................................... 69
6.2.1 Sơ đồ tính và nhịp tính tốn sàn ................................................. 69
6.2.2 Xác định tải trọng ....................................................................... 70
6.2.3 Xác định nội lực ......................................................................... 71
6.2.4 Tính tốn cốt thép ...................................................................... 71
6.2.5 Chọn và bố trí cốt thép ............................................................... 73
6.3

TÍNH DẦM PHỤ ....................................................................... 75

6.3.1 Sơ đồ tính ................................................................................... 75
7


6.3.2 Xác định tải trọng ....................................................................... 76
6.3.3 Vẽ biểu đồ bao mơ-men ............................................................. 77
6.3.4 Tính tốn cốt thép chịu uốn........................................................ 78
6.3.5 Tính tốn cốt thép chịu cắt ......................................................... 80
6.3.6 Tính toán và vẽ biểu đồ bao vật liệu .......................................... 82
6.4 TÍNH DẦM CHÍNH ..................................................................... 88
6.4.1 Sơ đồ tính ................................................................................... 88
6.4.2 Xác định tải trọng ....................................................................... 89
6.4.3 Tính và vẽ biểu đồ bao nội lực ................................................... 89

6.4.4 Tính tốn cốt thép chịu uốn........................................................ 93
6.4.5 Tính tốn cốt thép chịu cắt ......................................................... 95
6.4.6 Biểu đồ bao vật liệu ................................................................... 99
6.4.7 Tính tốn dầm chính theo trạng thái giới hạn thứ hai .............. 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 142

8


PHẦN I
LÝ THUYẾT TÍNH TỐN
Chương I
NGUN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ-TÔNG
CỐT THÉP
1.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU BÊ-TƠNG CỐT
THÉP
Kết cấu bê-tơng cốt thép (BTCT) cần phải thỏa mãn:
- Các yêu cầu về an toàn.
- Các yêu cầu về điều kiện sử dụng bình thƣờng.
- Các yêu cầu về độ bền lâu.
- Các yêu cầu bổ sung nêu trong nhiệm vụ thiết kế.
Sự an toàn, điều kiện sử dụng, độ bền lâu của kết cấu BTCT và các
yêu cầu khác đặt ra trong nhiệm vụ thiết kế cần đƣợc đảm bảo bởi việc
thực hiện:
- Các yêu cầu đối với bê-tơng và các thành phần của nó.
- Các u cầu đối với cốt thép.
- Các yêu cầu đối với tính tốn kết cấu.
- Các u cầu cấu tạo.
- Các yêu cầu công nghệ.
- Các yêu cầu sử dụng.

1.2. YÊU CẦU ĐỐI VỚI TÍNH TỐN KẾT CẤU BÊ-TƠNG CỐT
THÉP
Tính tốn kết cấu BTCT nói chung đƣợc tiến hành theo các trạng thái
giới hạn, bao gồm:
9


- Các trạng thái giới hạn thứ nhất, dẫn tới mất hoàn toàn khả năng sử
dụng kết cấu.
- Các trạng thái giới hạn thứ hai, làm khó khăn cho sử dụng bình
thƣờng hoặc giảm độ bền lâu của nhà và cơng trình so với thời hạn sử
dụng đã dự định.
Các tính tốn theo các trạng thái giới hạn thứ nhất bao gồm:
- Tính tốn độ bền.
- Tính tốn ổn định hình dạng (đối với kết cấu thành mỏng).
- Tính tốn ổn định vị trí (lật, trƣợt, đẩy nổi).
Các tính tốn theo các trạng thái giới hạn thứ hai bao gồm:
- Tính tốn hình thành vết nứt.
- Tính tốn mở rộng vết nứt.
- Tính tốn biến dạng.
Để đạt đƣợc các bƣớc tính tốn, thơng thƣờng cần phải xác định các nội
lực và biến dạng trong kết cấu BTCT. Điều đó có đƣợc bằng cách dựa
trên các sơ đồ (mơ hình) tính toán và yêu cầu phải phản ánh đƣợc thực
chất đặc điểm vật lý về sự làm việc của các kết cấu, vật liệu ở trạng thái
giới hạn đang xét.
Tính tốn kết cấu BTCT cần đƣợc tiến hành với tất cả các loại tải trọng
theo chức năng của nhà và công trình.
Tính tốn kết cấu BTCT đƣợc tiến hành dƣới tác dụng của mô-men uốn, lực
dọc, lực cắt và mô-men xoắn, cũng nhƣ dƣới tác dụng cục bộ của tải trọng.
1.2.1 u cầu tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo độ bền

Tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo độ bền đƣợc tiến hành:
- Theo các tiết diện thẳng góc (khi có tác dụng của mơ-men uốn và
lực dọc).
- Theo tiết diện nghiêng (khi có tác dụng của lực cắt), theo tiết diện
khơng gian (khi có tác dụng của mơ-men xoắn), chịu tác dụng cục bộ
của tải trọng (nén cục bộ, chọc thủng).
10


Tính tốn độ bền cấu kiện BTCT theo nội lực giới hạn đƣợc tiến hành
theo điều kiện mà nội lực do tải trọng và tác động ngoài F trong tiết
diện đang xét không vƣợt quá nội lực giới hạn Fu mà cấu kiện có thể
chịu đƣợc trong tiết diện này:

F  Fu

(1.1)

1.2.2 u cầu tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo sự hình thành
vết nứt
Tính tốn theo sự hình thành các vết nứt của các cấu kiện bê-tông cốt
thép theo nội lực giới hạn đƣợc tiến hành theo điều kiện mà nội lực do
tải trọng và tác động ngoài F trong tiết diện đang xét không vƣợt quá
nội lực giới hạn Fcrc ,u mà cấu kiện BTCT có thể chịu đƣợc khi hình
thành vết nứt:
F  Fcrc,u

(1.2)

1.2.3 Yêu cầu tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo sự mở rộng

vết nứt
Tính tốn theo sự mở rộng vết nứt đƣợc tiến hành theo điều kiện mà
chiều rộng vết nứt acrc do ngoại lực không đƣợc vƣợt quá giá trị chiều
rộng vết nứt giới hạn cho phép acrc ,u :
acrc  acrc,u

(1.3)

1.2.4 u cầu tính tốn kết cấu bê-tơng cốt thép theo biến dạng
Tính tốn cấu kiện BTCT theo biến dạng đƣợc tiến hành theo điều kiện
mà độ võng hoặc chuyển vị của kết cấu f do ngoại lực không đƣợc vƣợt
quá giá trị giới hạn cho phép của độ võng hoặc chuyển vị f u :

f  fu

(1.4)

Độ võng hoặc chuyển vị của kết cấu BTCT đƣợc xác định theo các
nguyên tắc chung của cơ học kết cấu phụ thuộc vào các đặc trƣng biến
dạng uốn, biến dạng trƣợt và biến dạng dọc trục của cấu kiện bê-tông
cốt thép tại các tiết diện dọc theo chiều dài cấu kiện (độ cong, góc
xoay, v.v.).
11


1.2.5 Phƣơng pháp xác định nội lực trong kết cấu bê-tơng cốt thép
1.2.5.1 Tính tốn nội lực theo sơ đồ đàn hồi
Tính tốn nội lực theo sơ đồ đàn hồi dựa trên các giả thiết là vật liệu đàn
hồi, đồng chất và đẳng hƣớng, có thể vận dụng các phƣơng pháp của lý
thuyết đàn hồi, sức bền vật liệu và cơ học kết cấu để tìm ra nội lực và

ứng suất. Tuy nhiên, BTCT là vật liệu đàn hồi dẻo, mô-đun đàn hồi của
bê-tông phụ thuộc vào trạng thái ứng suất, giai đoạn tải trọng tác dụng,
sự thay đổi độ cứng khi vùng kéo của tiết diện bê-tông xuất hiện vết nứt,
v.v. nhƣng do tính tốn đơn giản, thiên về an toàn nên đây là cách lựa
chọn phổ biến trong tính tốn nội lực kết cấu hiện nay.
1.2.5.2 Tính tốn nội lực theo sơ đồ khớp dẻo
Tính tốn nội lực theo sơ đồ biến dạng dẻo là phƣơng pháp tính toán
tận dụng hết khả năng chịu lực của vật liệu, nghĩa là ứng suất chịu nén
trong bê-tông đạt đến Rb và ứng suất chịu kéo trong cốt thép đạt đến

Rs , giai đoạn chảy dẻo cốt thép. Đây là quá trình mở rộng vết nứt, tiết
diện bị xoay tại vị trí trục trung hịa. Mơ-men uốn mà tiết diện có thể
chịu đƣợc gọi là mô-men khớp dẻo M ph , giá trị đƣợc xác định
M ph  Rs As z1 (Hình 1.1).

Hình 1.1. Sơ đồ ứng suất xác định mơ-men khớp dẻo
Cách xác định mơ-men khớp dẻo đƣợc ví dụ thực hiện bằng cách xét một
dầm BTCT bị ngàm hai đầu chịu tải trọng phân bố đều q thay đổi tăng
dần nhƣ Hình 1.2. Giả sử diện tích cốt thép chịu kéo giống nhau đặt tại
ba tiết diện nguy hiểm A, B, C. Mơ-men khớp dẻo hình thành và đƣợc
thể hiện nhƣ Hình 1.2c. Có thể phân tích q trình chịu tải của kết cấu
dầm nhƣ sau: Khi tải trọng cịn nhỏ, mơ-men uốn tại tiết diện A và C
12


ln ln lớn hơn tại tiết diện B (Hình 1.2b), do vậy cốt thép tại A và C
sẽ bị chảy dẻo trƣớc. Giá trị mô-men mà tiết diện A và C chịu đƣợc tại
thời điểm này gọi là mô-men khớp dẻo M ph . Nếu tải trọng tiếp tục tăng
thì giá trị nội lực tại A và C không tăng nữa (do cốt thép đã chảy dẻo)
trong khi mô-men tại tiết diện B sẽ đạt đến M ph . Lúc này dầm khơng cịn

chịu lực đƣợc nữa do bị biến hình tức thời. Điều kiện cân bằng tĩnh học
đối với giá trị tuyệt đối:
M A  MC
ql 2
 MB 
2
8

(1.5)

với M A  M B  M C  M ph thì độ lớn của các thành phần mơ-men
nhƣ sau:
M A  M B  MC 

ql 2
16

(1.6)

Hình 1.2. Sơ đồ tính dầm theo khớp dẻo
a) Sơ đồ dầm; b) Biểu đồ M theo sơ đồ đàn hồi; c) Biểu đồ M theo sơ
đồ khớp dẻo.
Tƣơng tự, xét dầm BTCT có một đầu ngàm, một đầu khớp chịu tải trọng
phân bố đều nhƣ Hình 1.3a.
13


Hình 1.3. Sơ đồ tính dầm theo trạng thái cân bằng giới hạn
a) Sơ đồ dầm; b) Biểu đồ M theo sơ đồ đàn hồi; c) Cơ cấu phá hủy.
Dùng phƣơng pháp cân bằng giới hạn để xác định các thành phần mômen dẻo M B , M C . Phƣơng trình cân bằng có dạng:

ql
f  M A1  M B3  M C2
2

với 1 

(1.7)

f  a  b
f
f
;  2  ; 3 
. Kết quả nhận đƣợc:
a
b
ab

 a  b  M 1
ql
 MB
C
2
ab
b

(1.8)

Khớp dẻo sẽ hình thành cách gối tựa biên trong khoảng từ 0,375l đến
0,5l , lấy giá trị 0, 425l để tính tốn. Khi đó Phƣơng trình (1.8) có dạng:

ql
1
1
 MB
 MC
2
0.244l
0.575l
14

(1.9)


Nếu cho M B  M C  M ph thì M ph  ql 2 /11.66
Thiên về an tồn, làm trịn giá trị mơ-men khớp dẻo, thu đƣợc giá trị mômen tại nhịp và gối thứ hai:
M 

ql 2
11

(1.10)

1.3. YÊU CẦU CẤU TẠO KẾT CẤU BÊ-TÔNG CỐT THÉP
1.3.1 Yêu cầu chung
Để đảm bảo an tồn và sử dụng bình thƣờng của kết cấu BTCT thì ngồi
các u cầu tính toán, cũng cần thực hiện các yêu cầu cấu tạo về kích
thƣớc hình học và bố trí cốt thép.
Các u cầu cấu tạo đƣợc quy định đối với các trƣờng hợp khi mà:
- Bằng tính tốn chƣa đảm bảo đủ chính xác và xác định hồn tồn về
khả năng kết cấu chịu đƣợc các tải trọng và tác động bên ngoài.

- Các yêu cầu cấu tạo xác định đƣợc các điều kiện biên mà trong phạm
vi đó có thể sử dụng các giả thiết tính tốn đã lựa chọn.
- Các yêu cầu cấu tạo đảm bảo cho việc thực hiện cơng nghệ chế tạo kết
cấu BTCT.
1.3.2 u cầu về kích thƣớc hình học
Các kích thƣớc hình học của kết cấu BTCT phải đảm bảo khả năng bố trí
cốt thép, neo cốt thép và sự làm việc đồng thời của cốt thép với bê-tơng.
1.3.3 u cầu về bố trí cốt thép
1.3.3.1 Lớp bê-tông bảo vệ
Lớp bê-tông bảo vệ cần phải đảm bảo đƣợc:
- Sự làm việc đồng thời của cốt thép với bê-tông.
- Sự neo cốt thép trong bê-tông và khả năng bố trí các mối nối của các
chi tiết cốt thép.
- Tính tồn vẹn của cốt thép dƣới các tác động của môi trƣờng xung
quanh.
15


- Khả năng chịu lửa của kết cấu.
Giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê-tông bảo vệ của cốt thép chịu lực
( c1 ) lấy theo Phụ lục 1.
Đối với cốt thép cấu tạo thì giá trị tối thiểu của chiều dày lớp bê-tông bảo
vệ ( c2 ) đƣợc lấy giảm bớt 5 mm so với giá trị yêu cầu đối với cốt thép
chịu lực.
Trong mọi trƣờng hợp, chiều dày lớp bê-tông bảo vệ cũng cần đƣợc lấy
không nhỏ hơn đƣờng kính thanh cốt thép và khơng nhỏ hơn 10 mm
(Hình 1.4a, 1.4b).

Hình 1.4. Lớp bê-tơng bảo vệ và khoảng cách thông thủy giữa cốt thép
1.3.3.2 Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh cốt thép

Khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa các thanh cốt thép ( t ) nhƣ Hình
1.4c cần đƣợc lấy sao cho đảm bảo đƣợc sự làm việc đồng thời giữa cốt
thép với bê-tông và có kể đến sự thuận tiện khi đổ và đầm hỗn hợp bêtơng, nhƣng khơng nhỏ hơn đƣờng kính lớn nhất của thanh cốt thép, đồng
thời không nhỏ hơn:
25 mm - đối với các thanh cốt thép dƣới đƣợc bố trí thành một hoặc
hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê-tông.
30 mm - đối với các thanh cốt thép trên đƣợc bố trí thành một hoặc
hai lớp và nằm ngang hoặc nghiêng trong lúc đổ bê-tông.
50 mm - đối với các thanh cốt thép dƣới đƣợc bố trí thành ba lớp trở
lên (trừ các thanh của hai lớp dƣới cùng) và nằm ngang hoặc nghiêng
trong lúc đổ bê-tông, cũng nhƣ đối với các thanh nằm theo phƣơng đứng
trong lúc đổ bê-tông.
16


1.3.3.3 Bố trí cốt thép dọc
Trong các cấu kiện BTCT, diện tích tiết diện của cốt thép dọc chịu kéo,
cũng nhƣ chịu nén nếu cần theo tính tốn, tính theo phần trăm diện tích
tiết diện bê-tơng (bằng tích của chiều rộng tiết diện chữ nhật hoặc chiều
rộng sƣờn của tiết diện chữ T hoặc chữ I và chiều cao làm việc của tiết
diện), s   As bh0  100% , cần lấy không nhỏ hơn 0,1% - đối với các
cấu kiện chịu uốn.
Trong các kết cấu BTCT dạng bản thì khoảng cách tối đa giữa trục các
thanh cốt thép dọc để đảm bảo đƣa chúng vào làm việc cùng với bê-tông,
đảm bảo cho ứng suất và biến dạng đƣợc phân bố đều, cũng nhƣ để hạn
chế chiều rộng vết nứt giữa các thanh cốt thép, không đƣợc lớn hơn (dầm
và bản):
200 mm khi chiều cao tiết diện ngang h ≤ 150 mm.
1,5h và 400 mm khi chiều cao tiết diện ngang h > 150 mm.
Trong dầm và sƣờn có chiều rộng lớn hơn 150 mm, số lƣợng cốt thép dọc

chịu lực kéo trong tiết diện ngang khơng đƣợc ít hơn 2 thanh. Khi chiều
rộng tiết diện từ 150 mm trở xuống thì cho phép đặt 1 thanh cốt thép dọc
chịu lực trong tiết diện ngang.
Trong dầm cần kéo vào gối tựa các thanh cốt thép dọc chịu lực với diện
tích tiết diện khơng nhỏ hơn 1/2 diện tích tiết diện các thanh trong nhịp
và khơng ít hơn 2 thanh.
Trong bản cần kéo vào gối tựa các thanh cốt thép dọc chịu lực với diện
tích tiết diện khơng nhỏ hơn 1/3 diện tích tiết diện các thanh trên 1 m
chiều rộng bản trong nhịp.
1.3.3.4 Bố trí cốt thép ngang
Cốt thép ngang cần đƣợc đặt theo tính tốn để chịu nội lực, cũng nhƣ để
hạn chế vết nứt phát triển, để giữ các thanh thép dọc ở vị trí thiết kế và
giữ chúng khơng bị phình theo bất kỳ phƣơng nào.
Cốt thép ngang cần đƣợc bố trí ở tất cả các mặt bên (nơi có bố trí cốt thép
dọc) của cấu kiện BTCT.
17


Đƣờng kính cốt thép ngang trong các khung cốt thép buộc của các cấu
kiện chịu uốn lấy không nhỏ hơn 6 mm (8 mm khi sử dụng bê-tông từ
B70 đến B100).
Trong các khung cốt thép hàn, đƣờng kính cốt thép ngang lấy khơng nhỏ
hơn đƣờng kính đã đƣợc chọn theo điều kiện để có thể hàn đƣợc đối với
đƣờng kính lớn nhất của cốt thép dọc.
Trong các cấu kiện bê-tông cốt thép mà lực cắt tính tốn khơng thể chỉ do
mỗi bê-tơng chịu thì cần đặt cốt thép ngang với bƣớc không lớn hơn
0,5h0 và không lớn hơn 300 mm (250 mm khi sử dụng bê-tông từ B70
đến B100).
Trong các bản đặc, cũng nhƣ trong các bản nhiều sƣờn có chiều cao nhỏ
hơn 300 mm và trong các dầm (sƣờn) có chiều cao nhỏ hơn 150 mm thì

khơng cần đặt cốt thép ngang trên đoạn cấu kiện mà lực cắt tính tốn chỉ
cần do bê-tơng chịu.
Trong các dầm và sƣờn cao 150 mm trở lên, cũng nhƣ trong các bản
nhiều sƣờn có chiều cao từ 300 mm trở lên thì cần đặt cốt thép ngang với
bƣớc không lớn hơn 0,75h0 và không lớn hơn 500 mm (400 mm khi sử
dụng bê-tông từ B70 đến B100) trên các đoạn cấu kiện mà có lực cắt tính
tốn chỉ cần do bê-tơng chịu.
1.3.3.5 Neo cốt thép
Neo cốt thép đƣợc thực hiện bằng một hoặc tổ hợp các biện pháp sau
đây:
- Đầu các thanh thép để thẳng (neo thẳng).
- Uốn một đầu thanh thép dƣới dạng móc, uốn chữ L hoặc uốn chữ U
(chỉ đối với cốt thép không ứng suất trƣớc).
- Hàn hoặc đặt các thanh thép ngang (chỉ đối với cốt thép không ứng
suất trƣớc).
- Sử dụng các chi tiết neo đặc biệt ở đầu thanh thép.
Neo thẳng và neo chữ L chỉ đƣợc phép sử dụng đối với cốt thép có
gân. Đối với các thanh trơn chịu kéo thì cần uốn móc, uốn chữ U, hoặc
18


hàn với các thanh thép ngang hoặc phải có các chi tiết neo đặc biệt
(Hình 1.5).

Hình 1.5. Neo cốt thép vào gối
a) Neo thanh cốt thép để thẳng; b) Móc chữ L; c) Móc chữ U.
Neo chữ L, neo có móc hoặc uốn chữ U khơng nên sử dụng để neo cốt
thép chịu nén, trừ trƣờng hợp cốt thép trơn mà có thể phải chịu kéo trong
một số tổ hợp tải trọng.
Khi tính tốn chiều dài neo cốt thép, cần kể đến biện pháp neo, loại cốt

thép và hình dạng của nó, đƣờng kính cốt thép, cƣờng độ của bê-tơng và
trạng thái ứng suất của nó trong vùng neo, giải pháp cấu tạo vùng neo
của cấu kiện (có hay khơng có cốt thép ngang, vị trí các thanh thép trong
tiết diện cấu kiện, v.v.).
Chiều dài neo cơ sở cần để truyền lực trong cốt thép với tồn bộ giá trị
tính tốn của cƣờng độ Rs vào bê-tơng đƣợc xác định theo cơng thức:
L0,an 

Rs As
Rbond us

(1.11)

trong đó:

As và us lần lƣợt là diện tích tiết diện ngang của thanh cốt thép đƣợc
neo và chu vi tiết diện của nó, đƣợc xác định theo đƣờng kính danh nghĩa
của thanh cốt thép.
Rbond là cƣờng độ bám dính tính tốn của cốt thép với bê-tơng, với

giả thiết là độ bám dính này phân bố đều theo chiều dài neo, và đƣợc xác
định theo công thức:
19


Rbond  12 Rbt

(1.12)

trong đó:

Rbt là cƣờng độ chịu kéo dọc trục tính tốn của bê-tơng.

1 là hệ số, kể đến ảnh hƣởng của loại bề mặt cốt thép, lấy bằng:
1,5 - đối với cốt thép thanh trơn theo TCVN 1651-1:2008.
2,0 - đối với cốt thép kéo (hoặc cán) nguội có gân.
2,5 - đối với cốt thép cán nóng có gân và cốt thép gia cơng cơ nhiệt
có gân.

 2 là hệ số, kể đến ảnh hƣởng của cỡ đƣờng kính cốt thép, lấy bằng:
1,0 - khi đƣờng kính cốt thép d s  32 mm.
0,9 - khi đƣờng kính cốt thép d s là 36 mm, 40 mm và lớn hơn.
Chiều dài neo tính tốn u cầu của cốt thép, có kể đến giải pháp cấu tạo
vùng neo của cấu kiện, đƣợc xác định theo công thức:
Lan   L0,an

As ,cal
As ,ef

(1.13)

trong đó:

L0,an là chiều dài neo cơ sở, đƣợc xác định theo Công thức (1.11).
As ,cal , As ,ef là diện tích tiết diện ngang của cốt thép lần lƣợt theo tính

tốn và theo thực tế.

 là hệ số, kể đến ảnh hƣởng của trạng thái ứng suất của bê-tông và
của cốt thép và ảnh hƣởng của giải pháp cấu tạo vùng neo của cấu kiện

đến chiều dài neo.
Đối với cốt thép không ứng suất trƣớc, khi neo các thanh thép có gân với
các đầu để thẳng (neo thẳng) hoặc neo cốt thép trơn có móc hoặc uốn chữ
U mà khơng có các chi tiết neo bổ sung thì lấy   1,0 đối với các thanh
cốt thép chịu kéo và lấy   0,75 đối với các thanh chịu nén; Đối với cốt
thép ứng suất trƣớc lấy   1,0 .
20


Cho phép giảm chiều dài neo của các thanh thép không ứng suất trƣớc
phụ thuộc vào số lƣợng và đƣờng kính cốt thép ngang, loại chi tiết neo
(hàn thêm cốt thép ngang, uốn đầu các thanh thép có gân) và giá trị lực
nén ngang của bê-tơng trong vùng neo (ví dụ, do phản lực gối tựa),
nhƣng không giảm quá 30%.
Trong bất kỳ trƣờng hợp nào, chiều dài neo thực tế lấy khơng nhỏ hơn
15d s và 200 mm, cịn đối với thanh thép khơng ứng suất trƣớc thì cịn
phải khơng nhỏ hơn 0.3L0,an .
Lực chịu bởi thanh cốt thép đƣợc neo N s xác định theo công thức:
N s  Rs As

Ls
 Rs As
Lan

(1.14)

trong đó:
Lan là chiều dài neo tính tốn, xác định theo Cơng thức (1.13), với
As ,cal As ,ef  1 .

Ls là khoảng cách từ đầu mút thanh thép đƣợc neo đến tiết diện
ngang đang xét của cấu kiện.
1.3.3.6 Nối cốt thép
Mối nối chồng không hàn:
- Với đầu các thanh thép có gân để thẳng (Hình 1.6a).
- Với đầu các thanh thép để thẳng đƣợc hàn hoặc buộc các thanh thép
ngang trên đoạn nối chồng.
- Với đầu các thanh thép đƣợc uốn (dạng móc, chữ L, chữ U); Khi đó
đối với các thanh thép trơn chỉ sử dụng uốn móc và uốn chữ U
(Hình 1.6b).

Hình 1.6. Nối chồng cốt thép
21


a) Nối thanh thép để thẳng; b) Nối thanh thép uốn móc.
Mối nối đối đầu bằng hàn và cơ khí:
- Với cốt thép đƣợc hàn.
- Sử dụng các chi tiết cơ khí chuyên dụng (mối nối ép dập, mối nối ren,
v.v.).
Mối nối chồng (không hàn) cốt thép thanh đƣợc sử dụng khi nối các
thanh thép đƣờng kính khơng lớn hơn 40 mm.
Các mối nối cốt thép thanh chịu kéo hoặc chịu nén phải có chiều dài nối
chồng khơng nhỏ hơn giá trị chiều dài Llap xác định theo công thức:
Llap   L0,an

As ,cal
As ,ef

(1.15)

trong đó:
L0,an là chiều dài neo cơ sở, đƣợc xác định theo Công thức (1.11).
As ,cal , As ,ef là diện tích tiết diện ngang của cốt thép lần lƣợt theo tính

tốn và theo thực tế.

 là hệ số, kể đến ảnh hƣởng của trạng thái ứng suất của cốt thép
thanh, giải pháp cấu tạo của cấu kiện trong vùng nối các thanh thép, số
lƣợng thanh thép đƣợc nối trong một tiết diện so với tổng số thanh thép
trong tiết diện này, khoảng cách giữa các thanh thép đƣợc nối.
Khi nối cốt thép có gân với các đầu để thẳng, cũng nhƣ nối các thanh
thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà khơng có chi tiết neo bổ sung thì hệ
số  đối với cốt thép chịu kéo lấy bằng 1,2, còn đối với cốt thép chịu nén
lấy bằng 0,9. Khi đó, phải tuân theo các điều kiện sau:
- Số lƣợng cốt thép có gân chịu lực kéo đƣợc nối trong một tiết diện
tính tốn khơng đƣợc lớn hơn 50%, cốt thép trơn có móc hoặc uốn chữ
U - không lớn hơn 25%.
22


- Nội lực chịu bởi toàn bộ cốt thép ngang bố trí trong phạm vi mối nối
khơng đƣợc nhỏ hơn một nửa nội lực chịu bởi cốt thép chịu lực kéo
đƣợc nối trong một tiết diện tính tốn.
- Khoảng cách giữa các thanh cốt thép chịu lực đƣợc nối không đƣợc
vƣợt quá 4d s .
- Khoảng cách giữa các mối nối chồng kề nhau (theo chiều rộng của
cấu kiện bê-tông cốt thép) không đƣợc nhỏ hơn 2d s và không nhỏ
hơn 30 mm.
Để lấy làm một tiết diện tính tốn của cấu kiện đang xét nhằm xác định

số lƣợng cốt thép đƣợc nối trong một tiết diện thì lấy một đoạn cấu kiện
dài 1,3Llap dọc theo cốt thép đƣợc nối. Các mối nối cốt thép đƣợc coi là
nằm trong một tiết diện tính tốn nếu tâm của các mối nối này nằm trong
phạm vi chiều dài đoạn này.
Cho phép tăng số lƣợng cốt thép chịu kéo đƣợc nối trong một tiết diện
tính tốn đến 100% khi lấy giá trị hệ số α bằng 2,0. Khi số lƣợng thanh
thép đƣợc nối trong một tiết diện tính tốn lớn hơn 50% đối với cốt thép
có gân và lớn hơn 25% đối với cốt thép trơn thì hệ số α lấy theo nội suy
tuyến tính.
Khi có các chi tiết neo bổ sung ở đầu các thanh thép đƣợc nối (hàn thêm
cốt thép ngang, uốn đầu các thanh thép có gờ đƣợc nối, v.v.) thì chiều dài
đoạn nối chồng của các thanh thép đƣợc nối có thể giảm xuống, nhƣng
khơng giảm q 30%.
Trong mọi trƣờng hợp, chiều dài đoạn nối chồng thực tế không đƣợc nhỏ
hơn 0, 4 L0,an , 20d s và 250 mm.
Số lƣợng các thanh cốt thép (có gân) chịu kéo hoặc chịu nén đƣợc nối
trong một tiết diện cấu kiện bằng các mối nối cơ khí cho phép lấy
bằng 100% khi hàm lƣợng cốt thép dọc s  3,0% và khơng lớn hơn
50% trong các trƣờng hợp cịn lại. Khoảng cách giữa các tiết diện của
cốt thép đƣợc nối lấy bằng chiều dài đoạn nối chồng Llap (xem Công
thức (1.15)).
23


1.3.3.7 Các thanh thép uốn
Khi sử dụng thanh thép uốn thì đƣờng kính uốn tối thiểu của một thanh
đơn lẻ phải sao cho tránh đƣợc sự phá hoại hoặc nứt vỡ bê-tơng nằm phía
trong phần uốn của thanh thép và sự phá hoại thanh thép tại vị trí uốn.

Hình 1.7. Chi tiết gối uốn

Đƣờng kính tối thiểu của gối uốn dbend (Hình 1.7) đối với cốt thép thanh
phụ thuộc vào đƣờng kính thanh thép d s và lấy khơng nhỏ hơn:
- Đối với thanh thép trơn:
dbend  2,5ds khi d s  20 mm.
dbend  4d s khi d s  20 mm.

- Đối với thanh thép có gân:

dbend  5d s khi d s  20 mm.
dbend  8d s khi d s  20 mm.
Đƣờng kính gối uốn cũng có thể đƣợc quy định theo các điều kiện kỹ
thuật đối với từng loại cốt thép cụ thể.

24