Đồ án kết cấu công trình

Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
∗∗∗∗∗ ∗∗∗∗∗
PHẦN II
KẾT CẤU
(60%)
ĐỀ TÀI:
TRƯỜNG THPT THANH KHÊ
HẠNG MỤC : NHÀ LỚP HỌC
GVHD CHÍNH : Ths. HUỲNH MINH SƠN
GVHD KẾT CẤU : Ths. HUỲNH MINH SƠN
SV THỰC HIỆN : LÊ NGỌC CẢNH
LỚP : 06XD1
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
ĐÀ NẴNG 06/2009
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
A. TÍNH TOÁN SÀN TẦNG III
I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
- Bêtông B15 : R
bn
= 90.10
3
(kN/m
2
); R
bt
= 0,75.10
3

(kN/m
2
)
- Thép nhóm AI :R
sw
= 175.10
3
(kN/m
2
); R
sc
= 225.10
3
(kN/m
2
)
- Thép nhóm AII :R
s
= R
sc
=280.10
3
(kN/m
2
); R
sw
= 225.10
3
(kN/m
2

)
II. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG SÀN TẦNG II
Căn cứ vào loại phòng, kích thước ô sàn, điều kiện liên kết mà ta chia mặt
bằng sàn tầng 2 thành các ô sàn như sơ đồ sau:

III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN
+ Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn theo công thức:

l
m
D
h
b
.=
với D = 0,8
÷
1,4 phụ thuộc tải trọng, ta chọn D = 1.2
m = 40
÷
45, ta chọn m = 42 đối với loại bản kê 4 cạnh
m = 30
÷
35, ta chọn m = 30 đối với loại bản dầm
ta chọn chiều dày cho bản sàn như sau :

Ô sàn
L1 L2
chiều
dày
(m) (m) (mm)

Phòng học 3.6 4.2 100
Vệ sinh(S11) 2.1 5.55 80
Vệ sinh (S4) 1.65 4.2 100
Hành lang 2.4 4.2 80
Cầu thang 1.9 4.2 80
+ Tính toán tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên sàn:
Để tính tĩnh tải tác dụng lên sàn ta căn cứ vào cấu tạo kiến trúc mặt cắt sàn, sử
dụng công thức:
∑
=
δγ
ng
với n: hệ số độ tin cậy về tải trọng, tra bảng 1 sách TCVN 2737-1995
γ: trọng lượng riêng của vật liệu lấy theo thực tế hoặc sổ tay kết cấu
δ: chiều dày của lớp vật liệu
Để tính hoạt tải cần căn cứ tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 và chức năng các loại ô sàn.
Kết quả tính toán thể hiện trên bảng tính sau:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
S2S2
S11 S11
S11
S11
S9 S9 S9
S9 S9
S9S9
S8
S10
S10
S9

S9
S8
5550
S3
S5 S2 S2 S2 S5 S5 S2 S2 S2 S2
S4
S7 S1 S1 S6 S6 S1
S1
S2
S2 S2
S2
S5
S3
S4
S7S1S1S1S1 S1
100
100
71620
9600
2400 7200
4200 4200 4200 4200 4200 4200 220 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200 4200
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
tải trọng tác dụng len sàn S1, S6, S7, S8, S9, S10,
tỉnh
tãi
(q)
lát gạch ceramic 300x300x10 0.01 2200 22 1.1 24.2
vữa lót ximăng 50 dày 20 0.02 1800 36 1.3 46.8
sàn BTCT dày 100mm 0.1 2500 250 1.1 275
Trát vữa xm 75 daỳ 15 0.015 1800 27 1.3 35.1

tổng cộng q = 381.1
hoạt
tải(p)
p = 200 1.2 240
tải trọng tác dụng len sàn S2, S3, S5

Tĩnh
tải

(q)
Lát gạch ceramic 300x300x10 0.01 2200 22 1.1 24.2
vữa lót xm mác 50d 20 0.02 1800 36 1.3 46.8
sànBTCT dày 80mm 0.08 2500 200 1.1 220
Trần trát vữa xm mác 75 dày 15 0.015 1800 27 1.3 35.1
tổng cộng q = 326.1
hoạt
tải
p = 300 1.2 360
tải trọng tác dụng len sàn S11
Lát gạch cremic 0.01 2200 22 1.1 24.2
vữa lót xm mác 75 dy 20 0.02 1800 36 1.3 46.8
Tĩnh
tải
Lớp chống thấm 0.02 1600 32 1.3 41.6
sàn BTCT dày 80mm 0.1 2500 250 1.1 275
Trát vữa xm mác 75 dày 15 0.015 1800 27 1.3 35.1
tổng cộng q = 367.7
hoạt
tải
p = 200 1.2 240

tải trọng tác dụng lên sàn S4
Lát gạch cremic 0.01 2200 22 1.1 24.2
vữa lot xm mác 75 dy 20 0.02 1800 36 1.3 46.8
- Lớp bê tông đá 4x6 VXM 50 dày 100 mm
0.1 2000 200 1.1 220
- Lớp BT chống thấm mác 200 dày 30 mm
0.02 2200 66 1.1 72.6
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
- Tường ngăn khu WC xây gạch ống, dày 100,
cao 2,5m
252 1.2 327.6
thiết bò vệ sinh: xem như tải trọng phân bố
đều trên sàn và lấy bằng 252 kg/m
2
sàn BTCT dày 100mm 0.1 2500 250 1.1 275
Trát vữa xm mác 75 dày 15 0.015 1800 27 1.3 35.1
tổng cộng g = 979.7
hoạt
tải)
p = 200 1.2 240
tải trọng tác dung lên sàn S12

Tĩnh
tải

(q)
Lát gạch cremic 0.01 2200 22 1.1 24.2
vữa lot xm mác 75 dy 20 0.02 1800 36 1.3 46.8

- Lớp BT chống thấm mác 200 dày 30 mm
0.03 2200 66 1.1 72.6
- Tường ngăn khu WC xây gạch ống, dày 100,
cao 2,5m
252 1.2 327.6
thiết bò vệ sinh: xem như tải trọng phân bố
đều trên sàn và lấy bằng 252 kg/m
2
sàn BTCT dày 100mm 0.1 2500 250 1.1 275
Trát vữa xm mác 75 dy 15 0.015 1800 27 1.3 35.1
tổng cộng g = 422.7
hoạt
tải
p = 200 1.2 240
CÊU T¹O hµnh langCÊU T¹O PHßNG häc
- Líp g¹ch ceramic 300x300x10
- Líp v÷a lãt nỊn m¸c 50 dµy 20
- Sµn BTCT m¸c 200 dµy 100
- Líp v÷a tr¸t trÇn m¸c 75 dµy 15
- Líp g¹ch ceramic 300x300x10
- Líp v÷a lãt nỊn m¸c 50 dµy 20
- Sµn BTCT m¸c 200 dµy 80
- Líp v÷a tr¸t trÇn m¸c 75 dµy 15
Chú thích:
Tường ngăn trong phòng vệ sinh cao 2.5m
Tải trọng tiêu chuẩn của tường 10 gạch ống: 1.8 kN/m
2
Hai lớp vữa trát dày 4 cm có : gv = 0.04x18 = 0.72 kN/m
2
Tổng tải trọng tiêu chuẩn của tường là : 1.8+0.72 = 2.52 kN/m

2
IV. TÍNH TỐN NỘI LỰC VÀ CỐT THÉP SÀN
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
l
1
l
2
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
Gọi L
1
, L
2
lần lượt là chiều dài tính toán của ô bản
theo phương cạnh ngắn và cạnh dài
* Nếu
2
1
2
≤
L
L
: Tính toán theo bản kê 4 cạnh.
* Nếu
2
1
2
>
L
L

: Tính toán theo bản loại dầm.
Căn cứ vào kích thước , cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các
loại ô bả n sau:
Ô sàn L1 L2
(m) (m)
S1 3.60 4.20 1.17 Bản kê 4 cạnh
S2 2.40 4.20 1.75 Bản kê 4 cạnh
S3 1.90 4.20 2.21 Bản loại dầm
S4 1.65 4.20 2.55 Bản loại dầm
S5 2.40 4.20 1.75 Bản kê 4 cạnh
S6 3.60 4.20 1.17 Bản kê 4 cạnh
S7 3.60 4.20 1.17 Bản kê 4 cạnh
S8 3.60 4.20 1.17 Bản kê 4 cạnh
S9 3.60 4.20 1.17 Bản kê 4 cạnh
S10 3.60 4.20 1.17 Bản kê 4 cạnh
S11 2.10 5.55 2.64 Bản loại dầm
1. Bản loại dầm:
Cắt 1 dãi bản có chiều rộng b = 1 m theo phương cạnh ngắn, xem như một dầm,
chỉ làm việc theo 1 phương.
Tính mômen giữa nhịp M
n
và trên gối M
g
; căn cứ trị số mômen này để tính toán
bố trí cốt thép cho bản sàn.
a. Bản 2 đầu ngàm:
2
1
24
1

qLM
n
=
;
2
1
12
1
qLM
g
−=
b. Bản 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp:
2
1
128
9
qLM
n
=
;
2
1
8
1
qLM
g
−=
c.Bản 2 đàu khớp:

8

.
2
1
lq
M
n
=

0=
g
M

SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
q
M
nh
l
2
l
1
M
g
q
M
nh
l
2
l
1

q
M
nh
l
2
l
1
M
g
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
2. Bản kê 4 cạnh:
a. Moment dương lớn nhất ở giữa nhịp:
M
1
= α
1
.q.l
1
.l
2
M
2
= α
2
.q.l
1
.l
2
b. Moment âm lớn nhất ở gối:
M

I
= β
1
.q.l
1
.l
2
M
II
= β
2
.q.l
1
.l
2
Với q = g
tt
+ p
tt

: tổng tải trọng tác dụng
lên sàn.
Các hệ số α
1
, α
2
, β
1
, β
2

cho trong bảng phụ lục
Tính như cấu kiện chịu uốn có tiết diện
hình chữ nhật với bề rộng b = 1m, chiều cao h = h
b
, chiều dày bản sàn là h = 100 mm.
Chiều cao làm việc h
0
phụ thuộc vào phương cạnh dài hay cạnh ngắn của ô bản.
+ Theo phương cạnh ngắn, cốt thép đặt dưới.
Chọn a = 1,5 cm ⇒ h
0
= 10 – 1,5 = 8,5 cm;
+ Theo phương cạnh dài, cốt thép đặt trên nên khoảng cách giảm đi một đoạn:
'
0
h
= h
0
-








+
2
d

2
d
21

Với: d
1
là đường kính thép lớp trên, d
2
là đường kính thép lớp dưới.
- Xác định: α
m
=
2
0
hbR
M
b
Trong đó: h
0
= h - a
- Kiểm tra:
Nếu α
m
> α
R
⇒ Tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bêtông.
Nếu α
m
≤ α
R

⇒ Tính
2
211
m
α
ζ
−+
=
hoặc từ α
m
tra bảng có
ζ
Diện tích cốt thép được tính theo công thức:
0
hR
M
A
s
s
ζ
=
Tính:
%100.
.
0
hb
A
s
=
µ

và phải đảm bảo ≥ µ
min
=0,05%. Nên chọn µ
min
=0,1%

Bố trí thép với khoảng cách a =
s
a
A
fb.
=
s
a
A
f.100

Trong đó: f
a
- là diện tích một thanh thép.
3. Tính cốt thép cho ô sàn điển hình (Ô S2):
- Sơ đồ tính, xác định các hệ số:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
M
2
M
2
M
1

M
1
M
I
M
I
M
II
M
II
M
II
M
II
M
I
M
I
L2
L1
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
75,1
4.2
2.4
1
2
==
l
l
tính theo bản loại bản kê, tra bảng sổ tay kết cấu trang 34 sơ đồ 8

và nội suy ta có được các hệ số như sau:α
1
=0,0290;α
2
=0,0109
β
1
=0,0589; β
2
=0,0256
- Moment nhịp:
M
1
=
α
1
.q.L
1
.L
2
= 0,0290.686,1.2,4.4,2 = 200,56 (kG.m/m)
M
2
=
α
2
.q.L
1
.L
2

= 0,0109.686,1.2,4.4,2 = 75.38 (kG.m/m)
- Moment gối:
M
I
=
β
1
.q.L
1
.L
2
= 0,0589.686,1.2,4.4,2 = -407,35 (kG.m/m)
M
II
=
β
2
.q.L
1
.L
2
= 0,0256.686,1.2,4.4,2 = -177,05 (kG.m/m)
Tính cốt thép bản như cấu kiện chịu uốn, dãi bản có chiều rộng: b = 1m = 100cm
và chiều dày h = 8 cm; khoảng cách từ mép bêtông đến đáy cốt thép: a
bv
= 1 cm
* Tính cốt thép bản theo phương cạnh ngắn:
Cốt thép có R
sc
= 2000kg/cm, bêtông mác B15 tra phụ lục có

7,0=
R
ξ
;
R
α
= 0,455
+ Chọn thép
φ
6 bố trí cho nhịp để chịu mômen dương. Khoảng cách từ mép
bêtông đến trọng tâm cốt thép:
)(3,16,0.
2
1
1
2
1
1
cmdaa
bv
=+=+=
chọn 1,5 cm
- Chiều cao làm việc: h
0
= h – a = 8 – 1,5 = 6,5 (cm)
- Tính:
R
b
m
hbR

M
αα
<=== 053,0
5,6.100.90
20056

22
0
- Tính:
973,0)053,0.211.(5,0)211.(5,0 =−+=−+=
m
αξ
- Tính lượng cốt thép cần thiết cho 1m chiều dài sàn:
)/(59.1
5,6.973,0.2000
20056

2
0
mcm
hRs
M
A
TT
s
===
ξ

- Kiểm tra tỉ lệ cốt thép :
%1,0%24,0

5,6.100
36,1.100
.
.100
%
min
0
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
1 thanh thép
φ
6 có:
2
283,0 cmf
a
=
.
→ Khoảng cách cốt thép:
cm
A
f
a
z
TT
a

8,17
59,1
283,0.100
.100
===
Ta chọn a = 15 cm
- Lượng cốt thép hiệu chỉnh:
)/(89,1
15
283,0.100
.100
2
mcm
a
f
A
a
HC
s
===
- Hàm lượng cốt thép hiệu chỉnh:
%1,0%29,0
5,6.100
89,1.100
.
.100
%
min
0
=>===

ϕϕ
hb
A
HC
s
TT
+ Chọn thép
φ
8 bố trí cho gối để chịu mômen âm, khoảng cách từ mép bêtông đến
trọng tâm cốt thép:
)(4,18,0.
2
1
1
2
1
1
cmdaa
bv
=+=+=
chọn 1,5 cm
- Chiều cao làm việc: h
0
= h - a = 8 - 1,5 = 6,5 (cm)
- Tính:
R
b
m
hbR
M

αα
<=== 107,0
5,6.100.90
40735

22
0
- Tính:
943,0)107,0.211.(5,0)211.(5,0 =−+=−+=
m
αξ
- Tính lượng cốt thép cần thiết cho 1m chiều dài sàn:
)/(32,3
5,6.943,0.2000
40735

2
0
mcm
hR
M
A
sc
TT
s
===
ξ
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu

- Kiểm tra tỉ lệ cốt thép :
%1,0%51,0
5,6.100
32,3.100
.
.100
%
min
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
1 thanh thép
φ
8 có:
2
503,0 cmf
a
=
.
Khoảng cách cốt thép cần bố trí là:
cm
F
f
a
a
a

TT
15,15
32,3
503,0.100
.100
===
. Ta chọn s
CH
=15cm
* Tính cốt thép bản theo phương cạnh dài:
+ Chọn thép
φ
6 bố trí cho nhịp (đặt trên) để chịu mômen dương ở nhịp,
khoảng cách từ mép bêtông đến trọng tâm cốt thép:

)(9,16,0.
2
1
6,01
2
1
21
cmddaa
bv
=++=++=
chọn 2cm
- Chiều cao làm việc: h
0
= h - a = 8 - 2 = 6 (cm)
- Tính:

R
b
m
hbR
M
αα
<=== 023,0
6.100.90
7538

22
0
- Tính:
988,0)023,0.211.(5,0)211.(5,0 =−+=−+=
m
αξ
- Tính lượng cốt thép cần thiết cho 1m chiều dài sàn:
)/(64,0
6.988,0.2000
7538

2
0
mcm
hRs
M
A
TT
s
===

ξ

- Kiểm tra tỉ lệ cốt thép :
%1,0%11,0
6.100
64,0.100
.
.100
%
min
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
1 thanh thép
φ
6 có:
2
283,0 cmf
a
=
.
→ Khoảng cách cốt thép:
cm
A
f
a

z
TT
a
2,44
64,0
283,0.100
.100
===
Ta chọn a=20 cm
- Lượng cốt thép hiệu chỉnh:
)/(42,1
20
283,0.100
.100
2
mcm
a
f
A
a
HC
s
===
- Hàm lượng cốt thép hiệu chỉnh:
%1,0%24,0
6.100
42,1.100
.
.100
%

min
0
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
+ Chọn thép
φ
6 bố trí cho gối để chịu mômen âm ở gối, khoảng cách từ mép
bêtông đến trọng tâm cốt thép:
)(3,16,0.
2
1
1
2
1
2
cmdaa
bv
=+=+=
chọn 1,5cm
- Chiều cao làm việc: h
0
= h - a = 8 - 1,5 = 6,5 (cm)
- Tính:
R
b

m
hbR
M
αα
<=== 047,0
5,6.100.90
17705

22
0
- Tính:
976,0)047,0.211.(5,0)211.(5,0 =−+=−+=
m
αξ
- Tính lượng cốt thép cần thiết cho 1m chiều dài sàn:
)/(4,1
5,6.976,0.2000
17705

2
0
mcm
hR
M
A
sc
TT
s
===
ξ

- Kiểm tra tỉ lệ cốt thép :
%1,0%21,0
5,6.100
4,1.100
.
.100
%
min
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
1 thanh thép
φ
6 có:
2
283,0 cmf
a
=
.
Khoảng cách cốt thép cần bố trí là:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
cm
F
f

a
a
a
TT
2,20
4,1
283,0.100
.100
===
. Ta chọn s
CH
=20cm
4. Tính cốt thép cho ô sàn điển hình (Ô S11):

64,2
1,2
55,5
1
2
==
l
l
tính theo bản loại dầm
Cắt 1 dãi bản có chiều rộng b = 1 m theo phương cạnh ngắn, xem như một dầm, chỉ
làm việc theo 1 phương.
Tính mômen giữa nhịp M
n
và trên gối M
g
căn cứ trị số mômen này để tính toán bố

trí cốt thép cho bản sàn.
Bản chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn(một đầu ngàm và một đầu khớp):
43,1881,2.7,607.
128
9
128
9
22
1
=== qLM
n
(kG.m/m)
99,3341,2.7,607.
8
1
8
1
22
1
−=−=−= qLM
g
(kG.m/m)
Tính cốt thép bản như cấu kiện chịu uốn, dãi bản có chiều rộng: b = 1m = 100cm
và chiều dày h = 8cm; khoảng cách từ mép bêtông đến đáy cốt thép: a
bv
= 1cm
* Tính cốt thép bản theo phương cạnh ngắn:
Cốt thép có R
sc
= 2000kg/cm, bêtông mác B15 tra phụ lục có

7,0=
R
ξ
;
R
α
= 0,455
+ Chọn thép
φ
6 bố trí cho nhịp (đặt dưới) để chịu mômen dương, khoảng cách từ
mép bêtông đến trọng tâm cốt thép:
)(3,16,0.
2
1
1
2
1
1
cmdaa
bv
=+=+=
chọn 1,5cm
- Chiều cao làm việc: h
0
= h - a = 8 - 1,5 = 6,5 (cm)
- Tính:
R
b
m
hbR

M
αα
<=== 05,0
5,6.100.90
18843

22
0
- Tính:
975,0)05,0.211.(5,0)211.(5,0 =−+=−+=
m
αξ
- Tính lượng cốt thép cần thiết cho 1m chiều dài sàn:
)/(49,1
5,6.975,0.2000
18843

2
0
mcm
hRs
M
A
TT
s
===
ξ

- Kiểm tra tỉ lệ cốt thép :
%1,0%23,0

5,6.100
49,1.100
.
.100
%
min
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
1 thanh thép
φ
6 có:
2
283,0 cmf
a
=
.
→ Khoảng cách cốt thép:
cm
A
f
a
z
a
99,18
49,1

283,0.100
.100
===
Ta chọn a=15cm
+ Chọn thép
φ
8 bố trí cho gối để chịu mômen âm, khoảng cách từ mép bêtông đến
trọng tâm cốt thép:
)(4,18,0.
2
1
1
2
1
1
cmdaa
bv
=+=+=
chọn 1,5cm
- Chiều cao làm việc: h
0
= h - a = 8 - 1,5 = 6,5 (cm)
- Tính:
R
b
m
hbR
M
αα
<−=

−
== 088,0
5,6.100.90
33499

22
0
- Tính:
042,1)088,0.211.(5,0)211.(5,0 =++=−+=
m
αξ
- Tính lượng cốt thép cần thiết cho 1m chiều dài sàn:
)/(47,2
5,6.042,1.2000
33499

2
0
mcm
hR
M
A
sc
TT
s
===
ξ
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu

- Kiểm tra tỉ lệ cốt thép :
%1,0%38,0
5,6.100
47,2.100
.
.100
%
min
=>===
ϕϕ
hb
A
TT
s
TT
1 thanh thép
φ
8 có:
2
503,0 cmf
a
=
.
Khoảng cách cốt thép cần bố trí là:
cm
F
f
a
a
a

TT
36,20
47,2
503,0.100
.100
===
. Ta chọn s
CH
=20 cm
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu

SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
PHẦN II: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DẦM
*. Số liệu tính toán
Hệ thống kết cấu sử dụng bêtông có cấp độ bền B20 có
các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật:
- Khối lượng riêng: γ = 25KN/m
3
- Cường độ chịu nén tính toán: R
b
= 11,5MPa
- Cường độ chịu kéo tính toán: R
bt
= 0,90MPa
*. Cốt thép
Sử dụng cốt thép CI, CII có các chỉ tiêu kinh tế kỹ

thuật sau:
+ Thép CI:
- Có cường độ chịu kéo (nén) khi tính cốt dọc: R
s
= R
sc
= 225MPa
- Có cường độ chịu kéo khi tính cốt thép ngang: R
sw
= 175MPa
- Môđun đàn hồi: E
s
= 21.10
+4
MPa
+ Thép CII:
- Có cường độ chịu kéo (nén) khi tính cốt dọc: R
s
= R
sc
= 280MPa
- Có cường độ chịu kéo khi tính cốt thép ngang: R
sw
= 225MPa
- Môđun đàn hồi: E
s
= 21.10
+4
Mpa
A TÍNH DẦM D2

1. Chọn tiết diện dầm dọc

lh
dp
×






÷=
20
1
12
1
với l là nhịp dầm

( )
dpdp
hb 5,03,0 ÷=
Các dầm dọc trục B, C có nhịp đều nhau và bằng 3,9m nên chọn kích thước tiết
diện như nhau:

5,195,32390
20
1
12
1
20

1
12
1
÷=×






÷=×






÷= lh
dp
(cm). Chọn h
dp
= 30(cm)

( ) ( )
)(15930.5,03,05,03,0 cmhb
dpdp
÷=÷=÷=
. Chọn b
dp
= 20(cm)

SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
Vậy tiết diện dầm phụ là:



=
=
)(20
)(30
cmb
cmh
dp
dp
2. Xác định tải trọng tác dụng lên dầm
Tải trọng tác dung lên dầm gồm có:
- Trọng lượng bản thân dầm
- Tải trọng do các ô bản truyền vào gồm tĩnh tải và hoạt tải
Phòng học 3720 2400
Hành lang 3720 3600
Sơ đồ truyền tải trọng từ sàn vào dầm
Dầm D2 trục A là dầm liên tục
Sơ đồ tính toán dầm trục A:
2.1. Tỉnh tải tác dụng lên dầm
2.1.1. Do trọng lượng bản thân dầm
Phần sàn giao nhau với dầm được tính vào trọng lượng sàn.
Trọng lượng bản thân của dầm chỉ tính với phần không giao với
sàn.
Phần bêtông:

).(
bbt
hhbnq −=
γ
Phần trát:
).2.2.(
btratvt
hhbnq −+=
δγ
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
h
b
h
b
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
2.1.2. Do sàn truyền vào dầm
Xem gần đúng tải trọng do sàn truyền vào dầm phân bố theo diện chịu tải. Từ các
góc bản, vẽ các đường phân giác chia sàn thành các phần 1, 2, 3, 4
- Phần 1 truyền vào dầm D1,
- Phần 2 truyền vào dầm D2,
- Phần 3 truyền vào dầm D3,
- Phần 4 truyền vào dầm D4.
Gọi g
S
là tải trọng tác dụng lên ô sàn. Tải trọng tác dụng từ sàn truyền vào dầm:
D1, D2 : Tải trọng hình thang
D3, D4 - Tải trọng tam giác
Để đơn giản quy đổi các tải trọng hình.thang và
tam giác đó về phân bố đều(gần đúng).

+ Dầm D1, D2:
( )
2
21
1
32
l
gq
s
ββ
+−=
Với:
2
1
2l
l
=
β
+ Dầm D3, D4:
2

8
5
1
l
gq
s
=
+ Đối với sàn bản dầm : xem tải trọng truyền vào dầm theo phương cạnh dài, dầm
theo phương cạnh ngắn không chịu tải trọng từ sàn.

D1, D2:
2
.
1
l
gq
STT
=
D3, D4:
0=
TT
q
* Đối với dầm có 2 bên sàn cần tính tải trọng do cả 2 bên truyền vào (cùng tác
dụng vào 1 dầm).
2.1.3. Do tường và cửa xây trên dầm
Trong kết cấu nhà khung chịu lực, tường chỉ đóng vai trò bao che, nó chỉ chịu tải
trọng bản thân (tự mang). Tường chỉ truyền lực vào dầm mà không tham gia chịu
lực (điều này để đơn giản trong tính toán và tăng độ an toàn vì thực tế tường có
tham gia chịu lực).
* Đối với mảng tường đặc: để tiết kiệm người ta quan niệm rằng chỉ có tường trong
phạm vi góc 60
o
là truyền lực lên dầm, còn lại tạo thành lực tập trung truyền xuống
cột.
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
1
4
2
3

45
°
l
l
1
2
D1
D3
D2
D4
l
2
g .l
s
1
2
l
1
2
q
l
2
l
1
2
1
g .l
s
l
1

q
D3
D4
D1
D2
Trng THPT THANH KHấ Phõn Kt cu
(Nu 2 biờn tng khụng
cú ct thỡ xem nh ton b
tng truyn vo dm)
Gi g
t
l trng lng 1m
2
tng (gch xõy + trỏt):
trtrtrgggt
nng

2 +=
Gi h
t
l chiu cao tng (bng chiu cao tng - chiu cao dm)
Ti trng lờn dm cú dng hỡnh thang (nh hỡnh v) qui i v phõn b u:
Vi:
d
l
a
=

a = h
t

. tg30
o
= h
t
.
3
3

tt
hgq .).21(
32

+=
* Trng hp l
d
bộ. Phn tng truyn lờn dm cú dng tam giỏc:
Quy i v phõn b u:
Vi:
o
d
t
tg
l
gq 60
28
5
=
* i vi mng tng cú ca. Xem gn ỳng ti trng tỏc dng lờn dm l ton b
trng lng (tng + ca) phõn b u trờn dm.
c

tc
cctt
SgnSgG +=
Trong ú: g
t
- trng lng tớnh toỏn ca 1m
2
tng.
S
t
- Din tớch tng (trong nhp ang xột).
n
c
- H s vt ti i vi ca.

tc
c
g
- Trng lng tiờu chun ca 1m
2
ca.
S
c
- Din tớch ca (trong nhp ang xột).
Ti trng tng + ca phõn b u trờn dm l:
d
l
G
q

=
SVTH: Lờ Ngc Cnh - Lp 06XD1 GVHD: Ths. Hunh Minh Sn

l
d
60

60

30

30

Dỏửm õang xeùt
Dỏửm tỏửng trón
Cọỹt
Cọỹt
Lỏỳy thaỡnh lổỷc tỏỷp trung truyóửn vaỡo
nuùt cọỹt bón dổồùi
a
d
l l
t
g .h
d
q
t
l
60

60

d
l
h
t
d
2
tg60

l l
d
t
d
2
d
g .l .
q
tg60

Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
2.1.4. Do dầm khác truyền vào
Có thể có trường hợp dầm khác được xem là dầm phụ của dầm đang xét truyền
lực lên dầm đang xét. (Vd: dầm bo, dầm cầu thang ).
Lực truyền từ dầm phụ đó vào là lực tập trung:
P = P
a
+ P
b
(P

a
, P
b
: lực tập trung do dầm thuộc đoạn l
a
, l
b
truyền vào).
Xét lực thuộc 1 đoạn dầm truyền vào (Vd: đoạn nhịp l
a
)
Xác định tải trọng phân bố tác dụng lên dầm phụ trong đoạn nhịp l
a
q
dp
= q
trọng lượng bthân
+ q
sàn truyền vào
+ q
tường.
+q
cửa
Xác định lực tập trung truyền vào dầm đang xét: P
a
= q
dp
.l
a
/2

Tương tự đối với l
b
(xác định: q
dp
=> xác định: P
b
= q
dp
. l
b
/2)
3. Bảng tính toán tỉnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm D2 trục A
3.1. Bảng tính toán tỉnh tải
Trọng lượng do tường: g = n
g
. γ
g
.δ
g
+ 2.n
tr
. γ
tr
.δ
tr
Tường gạch 200 có trọng lượng riêng γ
g
= 1500KN/m
3
Tường gạch 100 có trọng lượng riêng γ

g
= 1500KN/m
3
Chiều dày vữa trát 10, trát 2 mặt có trọng lượng riêng γ
tr
= 16KN/m
3
g
t
= 1,1.15.0,1 + 2.1,3.16.0,01= 2,066 KN/m
2
= 2066N/m
2

Trọng lượng bản thân dầm
)1,03.0.(2,0.25000).(. −=−=
bbtbt
hhbq
γ
( )
[ ]
( )
[ ]
1,03,0.22,0.015,0.16000
.2
−+=
−+=
bt
t
bvt

hhbvq
δγ
1,1
1,3
1100
187,2
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
l l
b
a
Dáöm phuûû cuía dáöm âang xeït
Dáöm âang xeït
P
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
+ Trọng lượng do ô sàn 7 truyền vào
( )
2
4,2
.3720.
2,4.2
4,2
2,4.2
4,2
.21
2
21
32
1
32















+






−=
+−=
l
gq
s
ββ
3631,07
+ Trọng lượng do ô sàn 3 truyền
( )

2
4,2
.3720.
2,4.2
4,2
2,4.2
4,2
.21
2
21
32
1
32














+







−=
+−=
l
gq
s
ββ
3631,07
+Trọng lượng do tường truyền xuống:
Tường xây dày 200; γ = 1800 (kG/m
3
); n
= 1,1, cao h = 0,2m.(h=0,2m:vì tường hành
lan,diện tích chủ yếu là lan can)
q = 0,2.0,2.1800.1,1=1663,2 (kG/m)

1086,3
+ Trọng lượng do ô sàn 5 truyền vào
( )
2
4,2
.3720.
2,4.2
4,2
2,4.2
4,2
.21

2
21
32
1
32














+






−=
+−=
l
gq

s
ββ
3631,07

3.2. Bảng tính toán hoạt tải
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
P1=
P2
= p3
= p4
= p5
= p6
= p7
= p8
= p9
=p10
=p11
Hoạt tải do ô sàn 3 và ô sàn 7 ,ô sàn 5
truyền vào dưới dạng lực tập trung
+ Trọng lượng do ô sàn 5 truyền vào
( )
2
4,2
.3600.
2,4.2
4,2
2,4.2
4,2

.21
2
21
32
1
32














+






−=
+−=
l

pp
s
ββ


3513,941
+ Trọng lượng do ô sàn 3 truyền vào
( )
2
4,2
.3600.
2,4.2
4,2
2,4.2
4,2
.21
2
21
32
1
32















+






−=
+−=
l
pp
s
ββ

3513,941
+ Trọng lượng do ô sàn 7 truyền vào
( )
2
4,2
.3600.
2,4.2
4,2
2,4.2
4,2
.21

2
21
32
1
32














+






−=
+−=
l
pp

s
ββ
3513,941
Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm
3.3.xác định nội lực:
Tĩnh tải Dạng N/m Hoạt tải Dạng N/m
q1=q2= 13266,71 p1=p2=… 10541,82
=q10=q11 Phân bố đều =p10=p11 Phân bố đều


3.3.xác định nội lực:
* Trình tự tính toàn:
Dùng phương pháp cross để tính cho tĩnh tải và các trường hợp hoạt tải:
1. Xác đình độ cứng quy ước R
ax
của các thanh:
EJ=2.4*10
6
*0.2*0.3
3
/12=1080
Thanh 7b-8 và thanh 12-13 là thanh 1 đầu ngàm và một đầu khớp :
R
7b-8
= R
12-13
=
l
EJ
.

4
3
=
9,3
1080
.
4
3
= 207.7
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
- Thanh 8-9, 9-10, 11-12, ,là thanh 2 đầu ngàm : R
ax
=
l
EJ
R
8-9
= R
9-8
= R
9-10
= R
10-9
= R
10-11
= R
11-10
= R

11-12
= R
12-11
=
2,4
1080
=257,14
2.Xác định hệ số phân phối momen:
γ
AX
=
∑
)A(
AX
AX
R
R
: hệ số phân phối momen tại nút A của thanh AX
Trong đó: Σ
(A)
, R
AX
: tổng độ cứng các thanh quy tụ tại nút A
3. .Xác đinh momen nút cứng:
* Momen do tĩnh tải:
M
*
7b-8
= M
*

12-13
=-
8
2
ql
= -
8
2,4*71.13266
2
= -29253,09(KG.m)
M
*
8-9
= -M
*
9-8
= M
*
9-10
= -M
*
10-9
= M
*
10-11
= -M
*
11-10
= M
*

11-12
= -M
*
12-11

=
12
2
ql
=
12
2,4*64,9635
2
= 19502,06 (KG.m)
* Momen do hoạt tải:
M
*
7b-8
= M
*
12-13
=-
8
2
ql
= -
8
2,4*82,10541
2
= -23244,71 (KG.m)

M
*
8-9
= -M
*
9-8
= M
*
9-10
= -M
*
10-9
= M
*
10-11
= -M
*
11-10
= M
*
11-12
= -M
*
12-11

=
12
2
ql
=

12
2,4*82,10541
2
= 15496,4(KG.m)
4. Sơ Đồ Nội Lực Dầm D2 trục B : vì dầm D2,trục B chỉ có tải trọng phân bố
đều:
4.1.Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên dầm D1:
4.2. Sơ đồ hoạt tải tác dụng lên dầm D1:
a.Hoạt tải 1:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
b. Hoạt tải 2:
c. Hoạt tải 3:
d. Hoạt tải 4:

e. Hoạt tải 5:
f. Hoạt tải 6:
5. Phân phối và truyền momen:
BẢNG PHÂN PHỐI VÀ TRUYỀN MOMEN TĨNH TẢI:
Nút 7B 8 9 10 11 12 13
Đầu 7B-8 8-7B "8-9 9-8 9-10 10-9 10-11 11-10 11-12 12-11 12-13 13-12
γ 0,00 0,43 0,57 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,57 0,43 0,00
M 0 -29253 19502 -19502 19502 -19502 19502 -19502 19502 -19502 29253 0
12 -2779,035 -5558,070 -4192,930 0
11 694,759 1389,518 1389,518 694,759
10 -173,690 -347,379 -347,379 -173,690
9 43,422 86,845 86,845 43,422
8 0,000 4174,233 5533,285 2766,643
12 -198,006 -396,012 -298,746 0

SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
11 92,924 185,848 185,848 92,924
10 -34,087 -68,173 -68,173 -34,087
9 -683,139 -1366,278 -1366,278 -683,139
8 0,000 293,750 389,389 194,695
12 -26,483 -52,967 -39,957 0
11 15,142 30,285 30,285 15,142
10 166,999 333,998 333,998 166,999
9 -90,423 -180,847 -180,847 -90,423
8 0,000 38,882 51,541 25,771
12 -4,316 -8,631 -6,511 0
11 -40,671 -81,342 -81,342 -40,671
10 32,774 65,547 65,547 32,774
9 -14,636 -29,272 -29,272 -14,636
8 0,000 6,294 8,343 4,171
12 11,591 23,182 17,488 0
11 -11,091 -22,182 -22,182 -11,091
10 6,432 12,864 12,864 6,432
9 -2,651 -5,302 -5,302 -2,651
8 0,000 1,140 1,511 0,755
12 3,161 6,322 4,769 0
11 -2,398 -4,796 -4,796 -2,398
10 1,262 2,524 2,524 1,262
9 -0,504 -1,009 -1,009 -0,504
8 0,000 0,217 0,288 0,144
12 0,683 1,367 1,031 0
11 -0,486 -0,973 -0,973 -0,486
10 0,248 0,495 0,495 0,248

9 -0,098 -0,196 -0,196 -0,098
8 0,000 0,042 0,056 0,028
12 0,139 0,277 0,209 0
11 -0,097 -0,193 -0,193 -0,097
10 0,049 0,097 0,097 0,049
9 -0,019 -0,038 -0,038 -0,019
8 0,000 0,008 0,011 0,005
12 0,028 0,055 0,042 0
11 -0,019 -0,038 -0,038 -0,019
10 0,010 0,019 0,019 0,010
9 -0,004 -0,007 -0,007 -0,004
8 0,000 0,002 0,002 0,001
12 0,005 0,011 0,008 0
11 -0,004 -0,007 -0,007 -0,004
10 0,002 0,004 0,004 0,002
9 -0,001 -0,001 -0,001 -0,001
8 0,000 0,000 0,000 0,000
TC 0,000 -24738,433 24738,433 -18005,893 18005,893 -20250,056 20250,056 -18005,883 18005,885 -24738,407 24738,403 0,000
BẢNG PHÂN PHỐI VÀ TRUYỀN MOMEN HOẠT TẢI1:
6 Biểu đồ nội lực tác dụng lên dầm:
6.1.Biểu đồ momen:
a.Tĩnh tải:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
b.Hoạt tải1:
c.Hoạt tải2:
d.Hoạt tải 3:
e.Hoạt tải 4:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn

̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
f.Hoạt tải 5:
g.Hoạt tải 6:
Còn các hoạt tải còn lại được lấy đối xứng qua các hoạt tải 5,4,3,2,1
6.2.Biểu đồ lực cắt:
a.Tĩnh tải:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
b.Hoạt tải1:
C.Hoạt tải 2:

d.Hoạt tải 3:
e.Hoạt tải 4:
SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣
Trường THPT THANH KHÊ Phần Kết cấu
f.Hoạt tải 5:
g.Hoạt tải 6:
7.Tổ hợp nội lực cho dầm:
+ Đối với những nhịp có tải trọng phân bố đều
- M
nh
=
28
.
2
phtr
MM

lq
+
−
- Q
tr
=
2
.lq
l
MM
trph
+
−
- Q
ph
=
2
.lq
l
MM
trph
−
−
- Q
nh
=
2
phtr
QQ +
+ Đối với những nhịp còn lại

- M
nh
=
2
phtr
MM +

SVTH: Lê Ngọc Cảnh - Lớp 06XD1 GVHD: Ths. Huỳnh Minh Sơn
̣