Bài tiểu luận nguyên lý thiết kế kết cấu công trình đại học kiến trúc

BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG

BÀI TIỂU LUẬN
MƠN HỌC: NGUN LÝ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH
GVHD: Th.S TRẦN QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN THÀNH THIỆN
MSSV: 18520100351
LỚP HỌC PHẦN: 050022002


BÀI TIỂU LUẬN
1. Giới thiệu về kiến trúc cơng trình
- Cơng trình lựa chọn: trường THCS Hậu Nghĩa,
- Hạng mục: Xây dãy phòng chức năng.
- Giới thiệu sơ lược về cơng trình: Trường THCS Hậu Nghĩa,.

Vị trí xây dựng của cơng trình
Cơng trình tọa lạc tại Ơ5, khu B, Thị Trấn Hậu Nghĩa, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An, nằm giao
giữa đường Quốc lộ N2 với đường Hịa Khánh Đơng.
Cơng trình này được xây dựng để mở rộng diện tích, quy mơ giảng dạy của trường, với tất cả 12
phịng chức năng như phịng thực hành hóa học, sinh học, phòng tin học, phòng nghỉ của giáo
viên,... được phân bố thành 3 tầng là tầng trệt, tầng 1, tầng 2, với diện tích mỗi tầng là 600m2

Vị trí xây dựng cơng trình mới


Phối cảnh mặt đứng chính diện của cơng
trình

Cơng trình đang trong q trình xây dựng hồn thiện phần thơ

Cơng trình đang thi công



Bản vẽ kiến trúc của cơng trình
2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
- Cơng trình được xây dựng theo hệ khung bê tơng cốt thép đút tồn khối
- Cơng trình có cấu tạo bao gồm các hệ sàn bê tông cốt thép, được đặt trên hệ dầm bê tông cốt thép,
và các hệ dầm được đỡ bởi hệ cột chống đổ bằng bê tông cốt thép, hệ cột được đặt trên hệ giằng
móng và móng của cơng trình, cơng trình sử dụng hệ móng cọc cho tồn hệ
- Hệ kết chịu lực của cơng trình: Lực truyền từ sàn vào dầm phụ, lực từ dầm phụ truyền vào dầm
chính, lực từ dầm chính truyền vào cột, lực từ cột truyền vào móng.


- Chọn hệ kết cấu:
+ Hệ kết cấu cầu thang
+ Hệ kết cấu sàn
3. Giới thiệu về lý thuyết tính tốn và ví dụ hệ kết cấu chịu lực
3.1 Hệ kết cấu cầu thang
3.1.1 Khái niệm chung:
Cầu thang là phương tiện chính của giao thơng đứng cơng trình, được hình thành từ các bậc liên tiếp
tạo thành than (vế) thang, các vế thang nối với nhau bằng chiếu nghỉ, chiếu tới để tạo thành cầu
thang. Cầu thang là một yếu tố quan trọng về công dụng và nghệ thuật của kiến trúc, nâng cao tính
thẩm mỹ của cơng trình.
Các bộ phận cơ bản của cầu thang gồm: thân thang, chiếu nghỉ, chiếu tới, lan can, tay vịn, dầm
thang.
+ Chiều rộng của thân thang
Tính từ mặt tường đến mép ngồi tay vịn

* Nhà ở: thơng thường rộng từ 1÷1,4m
* Nhà cơng nghiệp: từ 1,2÷1,8m
* Nhà cơng cộng: từ 1,4÷2,0m
(Do cơng trình lựa chọn là cơng trình trường học, được liệt kê vơ cơng trình cơng cộng nên chiều
rộng thân thang là 1,8m)
+ Độ dốc và kích thước bậc thang
Độ dốc cầu thang và chiều cao (hb ), chiều rộng (lb ), bậc thang đều đều quan hệ chặt chẽ với bước
chân người đi
Cơng thức tính chiều rộng, chiều cao bậc thang:
lb + 2hb = 600 ÷ 620mm
Độ dốc cầu thang: tanα =

hb
lb

Bảng 1.1 Tổng kết kích thước bậc thang và độ dốc
Phạm vi
Chiều cao
Chiều rộng
Độ dốc

Cho phép
130 ÷ 200
200 ÷ 330
200 ÷ 600

Thường dùng
150 ÷ 180
210 ÷ 300
260 ÷ 330

Thích hợp
160 ÷ 170
260 ÷ 280
270 ÷ 300


Bảng 1.2 Tổng kết kích thước bậc thang theo từng tính chất cơng trình
Kích thước

Nhà ở

Trường học

Cơng trình
Bệnh viện
Nhà trẻ
quan trọng
Cao
155 ÷ 175
140 ÷ 160
130 ÷ 150
150
120 ÷ 150
Rộng
250 ÷ 300
280 ÷ 320
300 ÷ 350
300
250 ÷ 280

Lan can tay vịn: chiều cao lan can quan hệ với độ dốc cầu thang, được tính từ trung tâm của mặt bậc
thang trở lên bằng 900mm.
Hình dáng cầu thang:
- Cơng trình sử dụng cầu thang 2 vế gấp khúc song song hình chữ O
Chọn bản thang
+ Chiều dày bản thang:
* hs =

L0
25÷30

Với: L0 : Nhịp tính tốn của thang
+ Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang:
h=

L0
10÷13

;b=

h
2÷3

+ Nhip tính tốn:
L0 = L1 + L2
Với: L1 ; L2 : lần lượt là nhịp chiếu nghỉ, nhịp bản thang
3.1.2 Vật liệu:
Ta lấy vật thiệu theo các điều kiện tiêu chuẩn của TCVN 5574:2018
- Bê tơng cấp độ bền Bxx có R b (MPa); R bt (MPa), Eb (MPa)
- Thép sử dụng cho bản thang, thép đai cột: CBxxx-T: R c = R sc (MPa); R sw (MPa), Es (MPa)

- Thép sử dụng chịu lực, thép chính của hệ: CBxxx-V: R c = R sc (MPa); R sw (MPa), Es (MPa)
3.13 Cấu tạo bậc thang

Cấu tạo bậc thang và chiếu nghỉ


Chiều dày, khối lượng các lớp cấu tạo cầu thang (theo TCVN 2737:1995)
STT

Vật liệu

Chiều dày (mm)

1
2
3
4
5

Đá hoa cương (đá granite)
Vữa xi măng
Gạch xây
Bản BTCT
Vữa xi măng (lớp trát)

20
20
hb
>80
15

Khối lượng
(daN/m3 )
2400
2000
1600
2500
2000

Hệ số tin cậy
1,1
1,3
1,1
1,1
1,3

3.1.4 Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang
Tĩnh tải:
Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo.
a) Chiếu nghỉ
g1 = ∑n1 γi δi ni (

daN
m2

) , (kN/m2 )

Trong đó:
γi – khối lượng của lớp thứ i
δi – chiều dày của lớp đất thứ i

ni – Hệ số độ tin cậy của lớp thứ i
b) Bản thang (phần bản nghiêng)
g ′2 = ∑n1 γi δtdi ni (daN/m2 )
Trong đó:
γi – khối lượng của lớp thứ i
δtdi – chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng.
ni – Hệ số độ tin vậy của lớp thứ i
- Đối với lớp gạch (đá hoa cương, đá mài...) và lớp vữa xi măng có chiều dày δi , chiều dày tương
đương xác định như sau:
δtdi =

(lb +hb )δi cosα
lb

Trong đó α là góc nghiêng của cầu thang
- Đối với bậc thang (xây gạch hoặc BTCT) có kích thước (lb , hb ), chiều dày tương đương xác định
như sau:
δtd =

hb cosα
2

Tải trọng tác dụng lên bản thang.
- Tải trọng tác dụng lên bản thang g ′2 có phương thẳng góc với trục bảng nghiêng, phân làm hai lực
theo hai hướng:


Theo phương dọc trục bản nghiêng là g ′2 tanα tạo nên lực dọc trong bản nghiêng, để đơn giản khi
tính tốn khơng xét đến thành phần lực dọc này.
Theo phương đứng là g 2 =

g′2
cosα

gây ra momen (xem bản thang là cấu kiện chịu uốn).

Hoạt tải:
p = pc np (daN/cm2 )
Trong đó:
pc : Hoạt tải tiêu chuẩn
np : Hệ số tin cây
3.1.5. Tính tốn bản thang
a) Sơ đồ tính tốn:
- Cắt một dải bản có bề rộng h=1m để tính. Vì trong cơng trình 2 vế cầu thang giống nhau nên chỉ
tính cho một vế; rồi lấy kết quả tương tự cho vế cịn lại. Với cơng trình này, cầu thang bộ nằm trọn
trong vách lõi thang, phương án sàn bê tơng cốt thép tồn khối để thuận tiện cho việc thi công, phần
lõi thang và sàn tầng thi công trước, cầu thang bộ được thi công sau
- Trong kết cấu bê tơng tồn khối thì khơng có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên kết
khớp tuyệt đối. Việc quan niệm liên kết giữa các bản thang và dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ và liên
kết giữa bản thang với vách cứng là liên kết nào còn tùy thuộc vào độ cứng, tải trọng và công tác thi
công các bộ phận kết cấu.
- Xét tỷ số

hb
hs

; nếu

hb
hs

< 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là liên kết khớp.

- Nhận thấy nếu liên kết giữa bản thang với vách là liên kết ngàm thì sẽ dẫn đến trường hợp thép
bụng ít (do momen nhỏ) và thép gối nhiều (do momen lớn), kết cấu sẽ bị phá hoại tại bụng (do thiếu
thép bụng). Nếu là liên kết khớp thì sẽ dẫn đến dư thép bụng và thiếu thép gối, dẫn đến kết cấu sẽ bị
nứt tại gối và chuyển dồn về khớp dẻo, mặt khác do thi cơng sau nên khó đảm bảo liên kết giữa bản
thang, dầm chiếu nghỉ là ngàm. Khi xảy ra sự cố thì cầu thang sau bộ là lối thốt hiểm duy nhất, lúc
này có thể tải trọng lên câu thang sẽ tăng hơn mức bình thường rất nhiều, vì tính an tồn của cầu
thang phải được đảm bảo không bị phá hoại.
- Để đảm bảo tính thẩm mỹ của cầu thang trong giai đoạn sử dụng (khơng nứt gối, nhịp vì trong
thực tế cầu thang bị nứt sẽ dẫn đến các lớp gạch lát sẽ bị bung dập nên không cho phép vứt cầu
thang) nên khi tính tốn cần bố trí thép gối thêm
* Trường hợp 1:
Chọn sơ đồ tính tốn đơn giản nhất của vế 1
và vế 2 thể hiện như sau:
Tính vế 1:
- Xác định tải trọng
- Xác định nội lực: đây là hệ tĩnh định, nội lực
có thể dùng phương pháp cơ học kết cấu hoặc
dùng các chương trình kết cấu để giải, có thể tính nội lực như sau:


∑ M/B = 0
⟺ R A (L1 + L2 ) =
* ⇒ RA =

q2
cosα

L2 (L1 +

L2
2

) + q1

L1 2
2

L2
q2
L
L +(L1 + 2 )+q1 1
cosα 2
2
2

* R B = (q1 L1 +

(L1 +L2 )
q2
cosα

L2 ) − R A

Xét tại một tiết diện bất kỳ, cách gối tựa A một đoạn là x, tính momen tại tiết diện đó:
Mx = R A xcosα − q2

x2

2

Momen lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện: “đạo hàm của momen là lực cắt, và lực cắt tại
đó phải bằng khơng “.
Lấy đạo hàm của cong thức trên theo x và cho đạo hàm đó bằng khơng, tìm được x:
Q = R A cosα − q2 x = 0
⇒x=

RA cosα
q2

Thay x vừa tìm được vào cơng thức trên tính được Mmax . Biểu đồ momen thể hiện ở hình 1.4 ở trên
- Tính cốt thép
* Momen ở nhịp:
Mn = 0,7Mmax
* Momen ở gối:
Mg = 0,4Mmax
Từ các momen ở nhịp và gối, tính cốt thép như cấu kiện chịu uốn có tiết diện ngang là (1m × hs )
đặt cốt đơn (giống bản sàn), Mn = 0,7Mmax tính được Fan ; Mg = 0,4Mmax tính được Fog , chọn và
bố trí cốt thép tương tự như bản sàn. Cốt thép gối A, B đặt theo cấu tạo để chống nứt
Tính vế 2 (tương tự như vế 1).
3.1.6 Tính tốn dầm D1 (dầm chiếu nghỉ)
Sơ đồ tính dầm D1 là dầm đơn giản, có nhịp tính toán là khoảng cách giữa trục các cột, tải trọng tác
dụng gồm:
- Trọng lượng bản thân dầm:
g d = bd (hd − hs ). n. γb (daN/m); (kN/m)
- Trọng lượng tường xây trên dầm (nếu có):
g t = bt . ht . n. γt (daN/m); (kN/m)
- Do bản thang truyền vào, là phản lực của gối tựa tại B và D của vế 1 và vế 2 được quy về dạng
phân bố đều:

* Vế 1:

RA
m

;


* Vế 2:

RD
m

Nếu R B = R D thì tổng tải tác dụng lên dầm là:
q = gd + gt + RB
Từ đó tính được:
Mmax =

ql23
8

;

Q max =

qL3
2

Tính cốt dọc, cốt đai và bố trí cốt thép.

Trường hợp 2
Chọn sơ đồ tính tốn của vế 1 và vế 2 thể hiện như sau:

Sơ đồ tính của vế 1 và vế 2 như hình trên là hệ siêu tĩnh, để tính nội lực phải dùng các chương trình
tính tốn kết cấu với sự trợ giúp của máy tính. Kết quả tính tốn sẽ tìm được dạng biểu đồ momen
như hình trên. Từ các giá trị momen ở nhịp, ở gối, tính cốt thép và bố trí tại các tiết diện tương ứng.
Trường hợp 3:
Chọn sơ đồ tính tốn của vế 1 và vế 2 thể hiện như sau:
Sơ đồ tính của vế 1 và vế 2 như trên hình là hệ
siêu tĩnh, để tính nội lực phải dùng các chương
trình tính kết cấu với sự trợ giúp của máy tính,.
Kết quả tính tốn sẽ tìm được dạng biểu đồ
momen như trên hình. Từ các giá trị momen ở
nhịp, ở gối tính cốt thép và bố trí tại các tiết diện
tương ứng



3.1.7 Ví dụ tính tốn
Xét hệ cầu thang 2 vế 1 chiếu nghỉ được cắt ra từ cơng trình đã được giới thiệu ở trên như hình vẽ
dưới đây


3.1.7.1.0 Sơ bộ tiết diện
3.1.7.1.1 Chiều dày bản thang:
- Mỗi vế gồm 12 bậc thang với kích thước sơ bộ như sau
- hb =

L2
n+1

=

3600
24+1

= 144 mm

Với
- hb : chiều cao bậc
- L2 : nhịp của bản thang
- n: số bậc thang
⇒ Chọn chiều cao bậc: hb = 150 mm
- Chọn chiều rộng bậc thang: bb = 300 mm
- Góc nghiêng cầu thang: tanα =
- Chiều dày bản thang: hbản =

hb
bb

L0
25÷35

=
=

150
300

⇒ α = 26,6°

5500
25÷35

= (220 ÷ 157,14) mm

Với L0 : Chiều dài bản thang + chiếu nghỉ
⇒ Chọn chiều dày bản thang là hbản = 160 mm
3.1.7.1.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới
- Dầm chiếu nghỉ:


+ Chiều cao hd =

L0n
12÷16

=

4500
12÷16

= (375 ÷ 281,25) mm

Với: L0n : Chiều ngang nhịp dầm trong khung với L0n = 4500 mm
⇒ Chọn hd = 400 mm
+ Bề rộng dầm chiu ngh
1

2

1

2

3

3

3

3

bd = ( ữ ) ì hd = ( ÷ ) × 350 = (116,67 ÷ 233,33) mm
⇒ Chọn bd = 200 mm
⇒ Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ (b × h) = (200 × 400) mm = (0,2 × 0,4) m
- Dầm chiếu tới: ta chọn kích thước sơ bộ như dầm chiếu nghỉ, (b × h) = (200 × 400) mm =
(0,2 × 0,4) m
3.1.7.1.3 Vật liệu
Ta lấy vật liệu sử dụng theo TCVN 5574-2018 về cường độ tinahs tốn và các thơng số tính tốn
khác của bê tơng và cốt thép
- Sử dụng bê tơng có cấp độ bền B20:
R b = 11,5 MPa; R bt = 0,9 MPa; Eb = 2,7 × 104 MPa
- Thép bản, thép đai xài loại thép CB240-T (∅ < 10):
R s = R sc = 210 MPa; R sw = 170 MPa ; Eb = 2 × 105 MPa
- Thép dùng cho cốt chịu lực, cấu tạo loại CB300-V (∅ ≥ 10):
R s = R sc = 260 MPa; R sw = 210 MPa ; Eb = 2 × 105 MPa
3.1.7.1.4 Tải trọng
- Xác định tải trọng bản nghiêng
a. Tĩnh tải: được xác định theo công thức sau

g1 = ∑ni=1 γi δtdi ni
Trong đó:
* γi : Khối lượng riêng của lớp thứ i
* δtdi : Chiều dài tương đương lớp thứ i theo bản nghiêng
* ni : Hệ số tin cậy của lớp thứ i
- Chiều dày tương đương của bậc thang được xác định theo công thức:
δtdi =

hb cosα
2

= 67,21 mm

Trong đó:
hb : Chiều cao bậc thang
α: Góc nghiêng của bậc thang


- Chiều dày tương đương của lớp đá hoa cương:
δtdi =

(lb +hb )δi cosα
lb

=

(300+150)×20×cos26,34°
300

= 26,89 mm

Trong đó:
- lb :Chiều dài bậc thang
- hb : Chiều cao bậc thang
- δi : Chiều dày tương đương của lớp thứ i
- α: Góc nghiêng của cầu thang
B, Hoạt tải
p = pc × np
Trong đó:
pc : Hoạt tải tiêu chuẩn
np : Hệ số tin cậy

- Đá hoa cương (20mm)
- Vữa lót (20mm)
- Gạch xây bậc
- Bản thang BTCT (160mm)
- Vữa trát (15mm)

Mặt cắt chi tiết cấu tạo kiến trúc cầu thang


Bảng tính tải tác dụng lên bản thang
Tải
trọng

Vật liệu

Chiều
dày δ
(mm)

20
20
150
160
15

Tĩnh tải
(g)

Đá hoa cương
Vữa lót
Bậc thang (xây
gạch)
Bản thang BTCT
Vữa trát
Hoạt tải
Cầu thang
(p)

Chiều dày
tương đương
δtd
26,89
26,89
67,21
160
15

γ (kN/m3 )

n

24
20
16
25
20

1,1
1,3
1,1
1,1
1,3

Tải tính
tốn (kN/
m3 )
0,71
0,7
1,18
4,4
0,39

1,2

3,13

2,61
Tổng tải

10,514

- Tải tác dụng lên 1m bề rộng bản thang
q2 = (g + p) × 1 + 0,3 = 10,514 × 1 + 0,3 = 10,814 (kN/m)
Ghi chú: Khối lượng của tay vịn lấy bằng 0,3 kN/m
- Xác định tải trọng bản chiếu nghỉ

Tải
trọng
Tĩnh tải
(g)

Họa tải
(p)

Vật liệu
Đá hoa cương
Vữa lót
Bản thang BTCT
Vữa trát
Cầu thang

γ (kN/m3 )

Chiều dày δ
(mm)
20
20
160
15

24
20
25
20
3
Tổng tải

n
1,1
1,3
1,1
1,3
1,2

Tải tính tốn
(kN/m3 )
0,528
0,52
4,4
0,39
3,6
9,438


* Tải trọng phân bố trên 1m bề rộng bản thang
q1 = (g + p) × 1 = 9,438 × 1 = 9,438 (kN/m)
3.1.7.1.5 Tính tốn bản thang:
a) Sơ đồ tính tốn:
- Cắt một dải bản có bề rộng h=1m để tính. Vì trong cơng trình 2 vế cầu thang giống nhau nên chỉ

tính cho một vế; rồi lấy kết quả tương tự cho vế cịn lại. Với cơng trình này, cầu thang bộ nằm trọn
trong vách lõi thang, phương án sàn bê tơng cốt thép tồn khối để thuận tiện cho việc thi công, phần
lõi thang và sàn tầng thi công trước, cầu thang bộ được thi công sau
- Trong kết cấu bê tơng tồn khối thì khơng có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên kết
khớp tuyệt đối. Việc quan niệm liên kết giữa các bản thang và dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ và liên
kết giữa bản thang với vách cứng là liên kết nào còn tùy thuộc vào độ cứng, tải trọng và công tác thi
công các bộ phận kết cấu.
- Bản thang được gác lên dầm với tỷ số:

hb
hbản

=

350
160

= 2,1875 < 3

Tham khảo sách “Kết cấu bê tông cốt thép, tập 3; Cấu kiện đặc biệt” của Võ Bá Tầm, chọn liên kết
giữa bản thang với dầm chiếu tới là liên kết khớp.
- Nhận thấy nếu liên kết giữa bản thang với vách là liên kết ngàm thì sẽ dẫn đến trường hợp thép
bụng ít (do momen nhỏ) và thép gối nhiều (do momen lớn), kết cấu sẽ bị phá hoại tại bụng (do thiếu
thép bụng). Nếu là liên kết khớp thì sẽ dẫn đến dư thép bụng và thiếu thép gối, dẫn đến kết cấu sẽ bị
nứt tại gối và chuyển dồn về khớp dẻo, mặt khác do thi công sau nên khó đảm bảo liên kết giữa bản
thang, dầm chiếu nghỉ là ngàm. Khi xảy ra sự cố thì cầu thang sau bộ là lối thoát hiểm duy nhất, lúc
này có thể tải trọng lên câu thang sẽ tăng hơn mức bình thường rất nhiều, vì tính an tồn của cầu
thang phải được đảm bảo không bị phá hoại.
- Để đảm bảo tính thẩm mỹ của cầu thang trong giai đoạn sử dụng (khơng nứt gối, nhịp vì trong
thực tế cầu thang bị nứt sẽ dẫn đến các lớp gạch lát sẽ bị bung dập nên không cho phép vứt cầu

thang) nên khi tính tốn cần bố trí thép gối thêm
b) Tính tốn bản thang:
* Tính tốn vế 1:

q1
q2

Ra

x
1900

3600

Sơ đồ tính của của cầu thang

Rb


Ta có:
q2

∑ MB = 0 ⟺ R A (L1 + L2 ) −
⟹ RA =
=

cosα

L2 (L1 +

L2
2

) − q1

L21
2

=0

L2
q2
L
×L2 ×(L1 + 2 )+q1 × 1
cosα
2
2

L1 +L2

10,514
3,6
1,92
×3,6×(1,9+ )+9,438×
0,894
2
2

1,9+3,6

= 31,58 (kN)
RB = (

q2
cosα

L2 + q1 L1 ) − R A = (

10,514
0,894

. 3,6 + 9,438.1,9) − 31,58 = 28,691 (kN)

Xét tại tiết diện bất kỳ, cách gối tựa một đoạn x, tính tốn momen tại tiết diện đó
Mx = xR A cosα − q2

x2
2

(1)

Momen lớn nhất ở nhịp được xác định từ điều kiện: đạo hàm của momen là lcujw cắt và lực cắt tại
đó bằng 0
Mx ′ = Q = R A cosα − q2 x = 0
x=

RA cosα
q2

=

31,58.0,894
10,514

= 2,685 m

Thay x = 2,53 m vào công thức (1)
Mmax = xR A cosα − q2

x2
2

= 2,685.31,58.0,894 − 10,514.

2,6852
2

= 37,91 (kN/m)

Tính tốn cốt thép
Momen ở nhịp: Mn = 0,7Mmax = 0,7.37,91 = 26,533 (kN/m)
Momen ở gối: Mg = 0,4Mmax = 0,4.37,91 = 15,162 (kN/m)
* Tính tốn cốt thép cho nhịp:
Giả thiết a = 20 mm; h0 = h − a = 160 − 20 = 140 mm
αm =

M
Rb .b.h20

=

26,533×106
11,5×1000×1402

= 0,118

ξ = 1 − √1 − 2αm = 1 − √1 − 2.0,118 = 0,126
Diện tích cốt thép tính tốn: As =
Hàm lượng cốt thép: μ =

As
b.h0

ξ.Rb .b.h0
Rs

× 100% =

=

0,126.11,5.1000.140

962,9498
1000.140

210

= 962,9498 mm2

= 0,688 %

Chọn thép trong sách sàn sườn bê tơng tồn khối của Nguyễn Đình Cống, phụ 19, bảng tra diện tích
cốt thép của bản sàn
Chọn thép sàn ∅12a110 = 1028 mm2
* Tính tốn cốt thép cho gối:


Giả thiết: a = 20mm; h0 = h − a = 160 − 20 = 140 mm
αm =

M
Rb .b.h20

=

15,162×106
11,5×1000×1402

= 0,0673

ξ = 1 − √1 − 2αm = 1 − √1 − 2.0,0673 = 0,07
Diện tích cốt thép tính tốn: As =
Hàm lượng cốt thép: μ =

As
b.h0

ξ.Rb .b.h0
Rs

× 100% =

=

0,07.11,5.1000.140

534,3197
1000.140

210

= 534,3197mm2

= 0,382 %

Chọn thép sàn ∅10a140 = 561 mm2
3.1.7.1.6 Dầm chiếu nghỉ
a. Xác định tải trọng
- Tải trọng tác động lên dầm chiếu nghỉ gồm
+ Trọng lượng bản thân dầm
g d = bd (hd − hs )nγb = 200. (350 − 160). 1,1.25. 10−6 = 1,045 (kN/m)
+ Trọng lượng tường xây trên dầm
g t = bt . ht . n. γt = 200.1740.1,1.16 = 6,1248 (kN/m)
Với
ht : Chiều cao tường xây trên dầm: ht = 1740 mm = 1,74m
bt : Chiều dày tường xây trên dầm: bt = 200mm = 0,2m
γt : Trọng lượng riêng của gạch xây tường trên dầm: γt = 16 kN/m3
n: Hệ số tin cậy của tường xây gạch; n = 1,1
+ Do bản thang truyền vào là phản lực tại gối B và D của vế 1, vế 2 quy về dạng phân bố đều
Vế 1: VB/m Vế 2: VD/m

q = g d + g t + R B/m = 1,045 + 6,1248 + 28,691 = 35,861 (kN/m)
b. Sơ đồ tính
Tính tốn dầm chiếu nghỉ như 1 dầm đơn giản 1 nhịp, 2 dầm, khớp tựa lên 2 cột với nhịp tính tốn
lấy từ khoảng cách 2 trục cột với nhịp tính tốn lấy từ khoảng cách 2 trục cột L = 4500 mm


Mmax

qL2 35,861. 4,52
=
=
= 90,772 (kNm)
8
8

Q max =

ql 35,861.4,5
=
= 80,686 (kN)
2
2

- Tính thép cho nhịp:
- Giả thiết a = 35 (mm), h0 = h − a = 350 − 35 = 315 mm
αm =

M
Rb bh20

=

90,772×106
11,5.200.3152

= 0,398

ξ = 1 − √1 − 2αm = 1 − √1 − 2.0,398 = 0,548
- Diện tích cốt thép tính tốn
As =

ξ.Rb .b.h0
Rs

=

0,548.11,5.200.315
260

Hàm lượng cốt thép: μ =

As
b.h0

= 1527,02 mm2

× 100% =

1527,02
200.315

× 100% = 2,424%

- Chọn cốt thép 2∅28 + 1∅20 = 1545 mm2
- Tính tốn cốt đai cho dầm chiếu nghỉ:
+ Chọn cốt đai ∅8a200, 2 nhánh
+ Q max = 80,686 (kN)
+ Kiểm tra điều kiện bê tông giữa các vết nứt không bị phá hoại:
Q max = 80,686 (kN) < 0,3. R b . b. h0 = 0,3.11,5.200.315 = 217,35 (kN)
+ Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông theo điều kiện:
Q max = 0,75. R bt bh0 = 0,75.0,9.200.315 = 42,525 (kN)
(Riêng bê tơng chưa đủ chịu cắt, cần tính tốn cốt đai)
+ Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:
qsw =

R sw . Asw 170.100,6
=
= 85,51 (N/mm)
Sw
200

+ Chiều dài sơ bộ hình chiếu bằng của cốt đai và bê tông
∗

C =√

2. R bt . b. h20
2.0,9.200. 3152
√
=

= 646,32857 mm
qsw
85,51

+ Ta có: C∗ = 646,32857 > 2h0 = 2.315 = 630 mm
Nên chọn: {

C0 = 2h0 = 630 mm
C = C ∗ = 646,33 mm

+ Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông


Q bsw

Mb
1,5. R bt . b. h20
= Q b + Q sw =
+ 0,75. qsw . C =
+ 0,75. qsw . C0
C
C
1,5.0,9.200. 3152
=(
+ 0,75.85,51.630) = 81,85 kN
646,33

Ta thấy Q max = 80,686 < Q bsw = 81,25 kN
⇒ Chọn cốt đai ∅8a200 bố trí cho dầm chiếu nghỉ.
3.1.7.1.7 Dầm chiếu tới

a. Xác định tải trọng
- Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu tới gồm
+ Trọng lượng bản thân dầm
g d = bd (hd − hs )n. γb = 200(350 − 160). 1.1.25 = 1,045(kN/m)
+ Do bản thang truyền vào là phản lực tại gối A truyền vào quy về tải phân bố đều
R A/m = 31,58 (kN)
+ Do bản thang truyền vào gồm tĩnh tải và hoạt tải dưới dạng hình thang, giả thuyết bản sàn có tĩnh
tải cho phép là g s = 4,439 kN/m2 , hoạt tải cho phép là ps = 3,6 kN/m2
gs =

(g sàn + psàn )L (4,439 + 3,6). 1,9
=
= 7,63705 kN/m
2
2

b. Sơ đồ tính
- Tính tốn dầm chiếu tới như một dầm đơn giản, 1 nhịp hai đầu khớp tựa trên hai cột với nhịp tính
tốn lấy từ khoảng cách 2 trục cột L = 4500 mm

Sơ đồ tính tải của dầm chiếu tới


Mmax = MmaxHCN + MmaxHthang
=

qHCN l2
8

Q max =

+ qHT (

ql
2

L2
8

a2

31,58.4,52

6

8

− )=

q

31,58.4,5

2

2

+ (L − a ) =

+

+ 7,63705. (

7,637
2

4,52
8

−

0,952
6

) = 98,11763 kNm

(4,5 − 0,95) = 84,611 kN

- Tính thép cho nhịp:
Giả thiết a = 35 mm; h0 = h − a = 400 − 35 = 365 mm
αm =

M
Rb bh20

=

98,118×106
11,5.200.3652

= 0,32

ξ = 1 − √1 − 2αm = 1 − √1 − 2.0,32 = 0,4
- Diện tích cốt thép tính tốn
As =

ξ.Rb .b.h0
Rs

=

0,4.11,5.200.365
260

Hàm lượng cốt thép: μ =

= 1291,54 mm2

As
b.h0

× 100% =

1291,54
200.365

× 100% = 1,77%

- Chọn cốt thép 2∅25 + 1∅22 = 1362 mm2
- Tính tốn cốt đai cho dầm chiếu tới

Cốt đai tính như dầm chiếu nghỉ
+ Chọn cốt đai ∅8a200, 2 nhánh
+ Q max = 84,611 kN (kN)
+ Kiểm tra điều kiện bê tông giữa các vết nứt không bị phá hoại:
Q max = 84,611 kN < 0,3. R b . b. h0 = 0,3.11,5.200.365 = 251,85 (kN)
+ Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông theo điều kiện:
Q max = 0,75. R bt bh0 = 0,75.0,9.200.365 = 49,275 (kN)
(Riêng bê tơng chưa đủ chịu cắt, cần tính toán cốt đai)
+ Kiểm tra khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:
qsw =

R sw . Asw 170.100,6
=
= 85,51 (N/mm)
Sw
200

+ Chiều dài sơ bộ hình chiếu bằng của cốt đai và bê tông
2. R bt . b. h20
2.0,9.200. 3652
C =√
=√
= 748,92 mm ≈ 750 mm
qsw
85,51
∗

+ Ta có: C∗ = 750 > 2h0 = 2.365 = 730 mm
Nên chọn: {

C0 = 2h0 = 730 mm
C = C∗ = 750 mm


+ Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông
Q bsw

Mb
1,5. R bt . b. h20
= Q b + Q sw =
+ 0,75. qsw . C =
+ 0,75. qsw . C0
C
C
1,5.0,9.200. 3652
=(
+ 0,75.85,51.730) = 94,78 kN
750

Ta thấy Q max = 84,611 < Q bsw = 94,78 kN
⇒ Chọn cốt đai ∅8a200 bố trí thỏa điều kiện.


3.2 Bản sàn bê tơng cốt thép đúc tồn khối
3.2.1 Khái niệm chung
Sàn là một kết cấu chịu lực trực tiếp của tải trọng sử dụng tác dụng lên công trình, sau đó tải này sẽ
truyền lên dầm, rồi từ dầm truyền lên cột, xuống móng.
Sàn bê tơng cốt thép được dùng rất rộng rãi trong ngành xây dựng dân dụng, cơng nghiệp. Nó có
những ưu điểm quan trọng như bền vững, có độ cứng lớn, có khả năng chống cháy tốt, chống thấm
tương đối tốt, thõa mãn các yêu cầu thẩm mỹ, vệ sinh và điều kiện kinh tế. Tuy nhiên, nó có khả

năng cách âm khơng cao.
Đối với sàn BTCT đúc tồn khối có thể phân thành hai loại:
- Bản loại dầm: Khi bản sàn được liên kết (dầm hoặc tường) ở một cạnh (liên kết ngàm) hoặc ở hai
cạnh đối diện (kê tự do hoặc ngàm) và chịu tải phân bố đều, bản chỉ chịu uốn theo phương có liên
kết. Bản chịu lực một phương gọi là bản một phương hay bản loại dầm.
- Bản kê bốn cạnh: Khi bản có liên kết ở cả bốn cạnh (tựa tự do hoặc ngàm), tải trọng tác dụng trên
bản truyền đến các liên kết theo cả hai phương. Bản chịu uốn hai phương được gọi là bản hai
phương hay bản kê bốn cạnh.